WO2017105170A1 - Sistema de alarmas, optimizacion energetica y analitica de datos para un modelo de casa-habitacion - Google Patents
Sistema de alarmas, optimizacion energetica y analitica de datos para un modelo de casa-habitacion Download PDFInfo
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Definitions
- the present invention pertains to the technical field of home automation more specifically, to the fields of electronics, information technology and industrial design of a more specific energy saving system, to water, gas and light systems, their remote control, user recognition, energy monitoring and preference modeling.
- One of the main problems of the system is that it is not universal. There should be a maximum distance of 100m between each meter and the concentrator module, so in many cases, the concentrator must be installed in basements, for example, but the concentrator needs GPRS coverage, a signal that does not usually reach these types of locations.
- the meter reading architectures also face the maintenance problem of having many elements inside the building that require separate periodic attention.
- the object of the invention WO2011148003A1 is to provide an emergency system / luminaire that solves the technical problems pointed out in the previous section. To do this, it proposes an emergency luminaire adapted for incorporation into a water and gas meter reading system.
- This invention WO2010068080A1 consists of a system for controlling the discharge of fluids in the dispatch hose characterized in that it uses a sensor to detect the liquid or alarms or prevent new dispatches. Every building usually has air conditioning, lighting, water, hot water, alarms for corrective actions in equipment with high energy consumption. The delivery of information in real time also allows the creation of work orders to correct the anomalies detected.
- the Samsung Smart Bems system comprises three main functions:
- Monitoring the system real-time monitoring of the operational status and level of energy consumption of the building for concepts such as: fuel, power, air conditioning, refrigeration, furnaces, among others according to customer characteristics.
- the Analysis function is responsible for detecting defects and analyzing the behavior of the equipment based on expert knowledge and the available data.
- the Alerts and Recommendations function it is responsible for generating energy savings over time.
- the system allows the creation of a portfolio of buildings to be controlled, which allows segmentation of efforts towards saving. This is achieved by maintaining an optimal balance between conditions, energy use and operational requirements.
- the main components of the system are: Controllers, Supervisors, Networks, and Field Devices.
- the Controllers receive signals from devices on the ground and, depending on their programmed operating parameters, undertake actions to control the plant equipment. Supervisors view or correct system data and provide a wide variety of energy analysis and maintenance functions. Networks make it possible for devices to communicate over a physical distance that can be local, a large network in the area or remotely through the use of standard browser technology. In this way, the information can be accessed from anywhere in the world, which guarantees full building continuity.
- the invention WO2015100507A1 presents a monitoring and management system and method for energy efficiency in buildings, comprising data acquisition devices, a communication network, a server that stores and processes information and a procedure for optimizing energy consumption forecasts and economic evaluation of improvement alternatives.
- the monitoring and management method comprises the following stages: Measurement; Emission, Receipt and Transfer of data; and Processing, Storage and User Interface where the user interface comprises three main modules: the module
- Field Devices send or receive data directly from dildos for local or remote control and supervision. If an area or element is not measured or monitored, it cannot be controlled.
- advantages that can be obtained from the Trend system are: cost reduction in the administration of the building and the elimination of energy waste; comparison between actual consumption data and usual profiles; Identification and communication of fire alarms, among other applications.
- the systems described above have the common characteristic of monitoring the consumption of services and energy of the building, through sensors and media. Some of them generate recommendations for actions on the operation and energy consumption, based on the data obtained by the system.
- the present invention comprises a system for monitoring and managing energy efficiency in buildings , automated, which periodically evaluates investment alternatives based on energy simulation adjusted through inverse optimization of environmental parameters and user behavior.
- the inclusion of the climatic conditions and behavior of the infrastructure users allow the system to operate in different environments and different user conditions or in infrastructure oriented to different purposes, in a self-adaptive way.
- Fig. 1 (1) Central Receiver with Bluetooth and Wifi; (2) Portable device for measuring water flow; (3) Portable device for measuring electric current and (4)
- Portable device to measure gas flow is a Portable device to measure gas flow.
- the present invention comprises an automated monitoring and energy efficiency management system in rooms, which evaluates investment alternatives based on energy simulation adjusted by optimizing environmental parameters, household appliances and user behavior signatures.
- the system facilitates the decision making of infrastructure managers because it permanently identifies the most effective actions to reduce the consumption of water, gas and electricity services.
- the simulation optimization procedure allows the system to operate in different environments and different user conditions or in infrastructure aimed at different purposes, in a self-adaptive way.
- the system comprises means for acquiring data online from consumer sensors, media to the internet, processing means through a mobile application and alarm system.
- the system provides timely information on breakdowns, proposes solutions to consumption patterns and plans investments in energy efficiency. Its use is focused in the field of home automation and more specifically in the control and monitoring by alarms of household energy resources.
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Abstract
Se presenta un sistema y método de monitoreo y gestión para la eficiencia energética en edificaciones, que comprende dispositivos de adquisición de datos, una red de comunicación, un servidor que almacena y procesa la información y un procedimiento de optimización de pronósticos de consumo energético y evaluación económica de alternativas de mejora. El método de monitoreo y gestión comprende las siguientes etapas; medición; emisión, recepción y transferencia de datos; y procesamiento, interfaz con el usuario donde la interfaz con el usuario comprende tres módulos principales: el módulo de alarmas, el de monitoreo y el de opciones de inversión. Específicamente, el módulo de opciones de inversión se encarga de generar recomendaciones de inversión en base a alternativas de mejora en eficiencia energética y/o de servicios con evaluaciones económicas sobre el impacto y la rentabilidad de la implementación de alguna de las alternativas de mejora propuestas.
Description
SISTEMA DE ALARMAS, OPTIMIZACION ENERGÉTICA Y ANALÍTICA DE DATOS PARA UN MODELO DE CASA-HABITACIÓN
CAMPO TÉCNICO
La presente invención pertenece al campo técnico de la domótica más específicamente, a los campos de electrónica, informática y diseño industrial de un sistema de ahorro energético más específico, a sistemas de agua, gas y luz su control remoto, reconocimiento de usuarios, monitoreo energético y modelado de preferencias.
ANTECEDENTES
Existen en el mercado módulos de lectura de contadores de agua y lo gas ciudad.
Uno de los principales problemas del sistema es que no es universal. Entre cada contador y el módulo concentrador debe haber una distancia máxima de 100m por lo que, en muchas ocasiones, el concentrador debe instalarse por ejemplo en sótanos, pero el concentrador necesita cobertura GPRS, una señal que no suele llegar a este tipo de localizaciones.
Las arquitecturas de lectura de contadores se enfrentan también al problema de mantenimiento que supone el tener muchos elementos dentro del edificio que requieren atención periódica por separado.
La invención WO2011148003A1 tiene por objeto proporcionar un sistema/luminaria de emergencia que soluciona los problemas técnicos apuntados en el apartado anterior. Para ello propone una luminaria de emergencia adaptada para su incorporación a sistema de lectura de contadores de agua y lo gas.
Esta invención WO2010068080A1, consiste en un sistema para controlar la descarga de fluidos en la manguera de despacho caracterizado porque utiliza un sensor para detectar que el líquido o alarmas o impedir nuevos despachos. Toda edificación suele contar con servicios de climatización, iluminación, agua, agua caliente, alarmas para acciones correctivas en equipos con altos consumos de energía. La entrega de información en tiempo real permite también la creación de órdenes de trabajo para corregir las anomalías detectadas.
El sistema Samsung Smart Bems comprende tres funciones principales:
Monitoreo, Análisis, y Alertas y Recomendaciones. En cuanto al Monitoreo, el sistema realiza un monitoreo en tiempo real del estado operacional y del nivel de consumo de energía de la edificación por conceptos como: combustible, potencia, aire acondicionado, refrigeración, hornos, entre otros según las características del cliente. La función de Análisis se encarga de detectar defectos y analizar el comportamiento de los equipos basado en conocimiento experto y los datos disponibles. En cuanto a la función de Alertas y Recomendaciones, ésta se encarga de generar ahorro de energía a través del tiempo. Finalmente cabe destacar que el sistema permite crear un portafolio de edificios a controlar, lo cual permite segmentar los esfuerzos en pos del ahorro. Esto se consigue gracias a que se mantiene un equilibrio óptimo entre las condiciones, uso energético y requisitos operativos. Los principales componentes del sistema son: Controladores, Supervisores, Redes, y Dispositivos sobre terreno. Los Controladores reciben señales de dispositivos sobre el terreno y, en función de sus parámetros de funcionamiento programados, emprenden acciones para controlar el equipamiento de la planta. Los Supervisores ven o corrigen los datos del sistema y proporcionan una gran variedad de análisis energéticos y funciones de mantenimiento. Las Redes hacen posible que los dispositivos se puedan comunicar en una distancia física que puede ser local, una amplia red en el área o de forma remota mediante el uso de tecnología de exploradores estándar. De esta forma, se puede accederá la información desde cualquier parte del mundo, lo que garantiza una continuidad de edificación plena.
La invención WO2015100507A1, presenta un sistema y método de monitoreo y gestión para la eficiencia energética en edificaciones, que comprende
dispositivos de adquisición de datos, una red de comunicación, un servidor que almacena y procesa la información y un procedimiento de optimización de pronósticos de consumo energético y evaluación económica de alternativas de mejora. El método de monitoreo y gestión comprende las siguientes etapas: Medición; Emisión, Recepción y Transferencia de datos; y Procesamiento, Almacenaje e Interfaz con el Usuario donde la interfaz con el usuario comprende tres módulos principales: el módulo de
Finalmente, los Dispositivos sobre el terreno envían o reciben datos directamente de los consoladores para el control y supervisión locales o remotos. Si no se mide o supervisa un área o elemento no se podrá controlar. Entre las ventajas que se pueden obtener del sistema de Trend se incluyen: reducción de costos en la administración del edificio y la eliminación del desaprovechamiento energético; comparación entre los datos reales de consumo y perfiles habituales; identificación y comunicación de alarmas contra incendio, entre otras aplicaciones.
Los sistemas anteriormente descritos tienen como característica común monitorear los consumos de servicios y energéticos de la edificación, a través de sensores y medios de comunicación. Algunos de ellos generan recomendaciones de acciones sobre la operación y consumo energético, en base a los datos obtenidos por el sistema.
Comparado con los sistemas existentes, en donde la mayoría se basa sólo en el monitoreo del consumo energético, y en algunos casos se generan recomendaciones en base a un patrón histórico agregado, la presente invención comprende un sistema de monitoreo y gestión de eficiencia energética en edificaciones, automatizado, que evalúa periódicamente alternativas de inversión basadas en simulación energética ajustada mediante optimización inversa de parámetros ambientales y de comportamiento del usuario. La inclusión de las condiciones climáticas y comportamiento de los usuarios de la infraestructura, permiten que el sistema opere en distintos entornos y distintas condiciones de usuarios o en infraestructura orientada a fines distintos, en forma autoadaptativa.
BREVE DESCRIPCIÓN DE FIGURAS
Fig. 1. (1) Receptor Central con Bluetooth y Wifi; (2) Dispositivo portátil para medir flujo de agua;(3) Dispositivo portátil para medir corriente eléctrica y (4)
Dispositivo portátil para medir flujo de gas.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La presente invención comprende un sistema de monitoreo automatizado y gestión de eficiencia energética en habitaciones, que evalúa alternativas de inversión basadas en simulación energética ajustada mediante optimización de parámetros ambientales, firmas de electrodomésticos y de comportamiento del usuario. El sistema facilita la toma de decisiones de los administradores de infraestructura por cuanto identifica permanentemente las acciones más efectivas para reducir el consumo de los servicios de agua, gas y electricidad. El procedimiento de optimización de las simulaciones permiten que el sistema opere en distintos entornos y distintas condiciones de usuarios o en infraestructura orientada a fines distintos, en forma autoadaptativa.
El sistema comprende medios de adquisición de datos en línea desde sensores de consumo, medios de comunicación a internet, medios de procesamiento mediante una aplicación móvil y sistema de alarmas. El sistema entrega información oportuna de averías, propone soluciones a patrones de consumo y planifica inversiones en eficiencia energética. Su uso se encuentra focalizado en el campo de la domótica y más específicamente en el control y monitoreo por alarmas de recursos energéticos del hogar.
Claims
1. - La presente invención comprende un sistema de monitoreo y gestión para la eficiencia energética en edificaciones casa-habitación, caracterizado porque comprende medios de medición y adquisición de datos en línea desde sensores; medios de emisión, recepción y transferencia de datos; medios de procesamiento, almacenaje e interfaz con el usuario, donde la interfaz con el usuario comprende tres módulos principales: el módulo de alarmas, el de monitoreo y el de opciones de inversión.
2. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque los métodos de medición comprenden dispositivos de evaluación correspondientes a dispositivos portátiles de medición en el contador de agua, gas y luz específicos para el tipo de variable a medir, donde los dispositivos portátiles se encuentran unidos de manera inalámbrica al contador de agua, gas.
3. El sistema de acuerdo a la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque comprende medios de transferencia de datos que transfiere los datos desde los distintos dispositivos de medición (2) de la infraestructura hasta su respectiva estación de trabajo (5), donde los datos son recolectados, ordenados, graficados y llevados a una aplicación móvil para su posterior entrega a la fase de almacenamiento e interfaz con el usuario.
4. El sistema de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizado porque el módulo de alarmas en caso de superar las desviaciones indicando el detalle de donde se produce la alarma y se encarga de mostrar y alertar sobre las diferencias entre los consumos históricos y los actuales, mediante mediciones discretas en intervalos pequeños de tiempo, que son continuamente contrastadas con los valores acumulados de tal forma de detectar rápidamente anomalías y así permitir acciones correctivas en forma oportuna.
5. El sistema de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizado porque el módulo de monitoreo muestra el consumo en tiempo real desde un nivel agregado hasta el máximo detalle posible dependiendo de los intervalos de medición de los sensores, el consumo real acumulado se presenta en contraste con un patrón de consumo predeterminado de acuerdo a la carga de uso de cada recinto,
determinando así brechas donde es posible reducir o ajusfar el consumo y entregando continuamente las mayores desviaciones entre el perfil y el patrón.
6. El sistema de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizado porque el módulo de opciones de inversión presenta un resumen con la evaluación económica de las alternativas de inversión en eficiencia energética y del uso de servicios y realiza un análisis económico de la implementación de las alternativas y compara con el escenario base, obteniendo el valor actual neto (VAN), la tasa interna de retorno (TIR) y el periodo de recuperación de la inversión (Payback) producto de la eventual implementación de una de las alternativas propuestas.
7. El sistema de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizado porque el módulo de monitoreo muestra un método de analítica de datos donde, se mide las variables energéticas de interés y se evalúa las firmas de armónicos de los diferentes electrodomésticos, lo que permite considerar gastos innecesarios o excesivos; la información reflejada se expresa según la magnitud de cada variable independiente y se convierte a consumo en moneda nacional donde, se muestran gráficas de armónicos y gasto energético en moneda nacional en aplicaciones móvil
8. El sistema como el que se enmarca en la reivindicación 7, proporciona una red de programas de eficiencia y optimización energética referente a las gráficas arrojadas por la aplicación móvil y permite al usuario un ahorro mensual o programas de mejora continua así como, programas de mantenimiento de electrodomésticos.
9. El sistema como se enmarca en las reivindicaciones de la 1 a la 8, considera un módulo de alarmas específicamente, se encarga de generar recomendaciones de inversión con base a alternativas de mejora en eficiencia energética y/o de servicios con evaluaciones económicas sobre el impacto y la rentabilidad de la implementación de alguna de las alternativas de mejora propuestas.
10. El sistema como se describe en la reivindicación 9, describe un sistema de alarmas donde, limita el gasto energético a lo prescrito por el usuario y mediante una aplicación móvil genera datos para redistribución de recursos.
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