Efficienza Energetica attraverso Soluzioni di Home & Building Automation e sistemi di monitoraggio
Schneider Electric
GestioneEnergia
Schneider Electric
ProduzioneEnergia
UtilizzoEnergia
Mission
Schneider Electric
prodotti, soluzioni, servizi
per rendere l’energia
Sicura Affidabile Efficiente Produttiva
●Energia e Infrastrutture
●Industria
Operiamo dove si concentra il consumo di energia
●Data center
●Edifici
●Residenziale
del consumo mondiale di energia
R&S stimolata delle necessità dell’EE
●Componenti●Carburo di Silicio (SiC): componenti elettronici ad alte
prestazioni energetica
●Micro & Nano Tecnologie per i sensori● LED
●Sistemi●Sistemi di comunicazione a bassi costi
Cristallo di Carburo di Silicio
●Sistemi di comunicazione a bassi costi●Algoritmi software adattivi: nuove applicazioni per ottimizzare
i consumi di energia
● Componentistica per le autovetture elettriche
●Comunicazione●Convergenza sulle reti e sulle tecnologie Web ●Standardizzazione per ridurre i costi
Integrazione di sensori multifunzione
Micro Batterie & comunicazioni wireless
The Commitment
International Polar Foundation - Princess Elisabeth, Antarctica
Schneider Electric sostiene la prima stazione di ricerca a Emissione Zero nell’Antartico
• Fate domande in
qualunque momento
Sessione interattiva
qualunque momento
• Siate aperti
Agenda
Il dilemma Energetico
Applicazioni di gestione dell’Energia nellaHome Automation
Gestione dell’energia,monitoraggio e analisi consumi
Applicazioni di gestione dell’Energia nellaBuilding Automation
Cenni Normativi
I fatti La necessità
La sfida energetica è questa
vsDomanda di EnergiaPrevisione per il 2050
Emissioni di CO2Per evitare drammatici cambiamenti climatici
Fonte: IEA 2007 Fonte: IPCC 2007, figure (vs. 1990 level)
Gas100 unità 35 unità 33 unità
Il miglior modo per risparmiare energia è quello di ridurre il consumo
1 unità risparmiata come utilizzo finale
3 unità non generate negli impianti di produzione
EE PassivaStrutture, Materiali & Componenti● Materiali isolanti, finestre, esposizione, ecc.● Componenti di impianto più efficienti (motori, lamp ade a
risparmio energetico, ecc.)
Edifici esistenti
Tre leve per l’Efficienza Energetica
EE Attiva
Sistemi & Apparecchiature● Regolazione del clima & microclima● Controllo e comando motori● Apparecchiature di controllo & misura
Operatività & Utilizzo● Report dei consumi● Controllo delle performance attese● Cambiamento dei comportamenti
Energie rinnovabili
ObiettivoZero
Ciclo di vita delle soluzioni EE
Controllare &analizzare i
consumi
Fissare gli elementi
● Monitoraggio dei consumi● Analisi energetica (audit)● Individuazione aree di intervento● Controllo dei risultati
Misura dell’Efficienza Energetica
Efficienza Energetica Attiva
Ottimizzare con automazione e
regolazione
elementi di base
● Isolamento degli edifici
● Revisione / sostituzione elementi di impianto (con componenti a minore consumo)
● Regolazione del clima e microclima
● Controllo e comando motori● Gestione dell’illuminazione
Efficienza Energetica Passiva
Agenda
Il dilemma Energetico
Applicazioni di gestione dell’Energia nellaHome Automation
Gestione dell’energia,monitoraggioe analisi consumi
Applicazioni di gestione dell’Energia nellaBuilding Automation
Cenni Normativi
I consumi energetici in ambito residenziale
● Il 68% dell’energia per il riscaldamento e il 15% per gli usi elettrici●Per un’abitazione di circa 100mq,, in un fabbricato multipiano, il costo
energetico di costruzione è di 5.5 tep, mentre il costo annuale del riscaldamento è circa di 1 tep/anno
Il mercato
●La sperimentazione e le principali realizzazioni si sono rivolte al segmento medio-alto del mercato (KlimaHaus, PassivHaus)
●I prezzi delle case sono in gran parte indipendenti dal grado di efficienza energetica delle stesse
I bisogni espressi
●Intrattenimento●Sicurezza●Comfort●Automazione●Automazione●Gestione elettrodomestici
La legislazione
●Legge 373/1977 - Obblighi costruttivi per aumentare l’efficienza energetica degli edifici●Detrazioni per miglioramento efficienza ●Detrazioni per miglioramento efficienza energetica●Conto Termico-D.M. del 28.12.2012-incentivi sulla produzione di energia Term. da fonti rinnovabili ed interventi di EE
Sistema di Home Automation
accessisicurezza
clima
Dall’impianto tradizionale all’automazione
carichi elettrici
automatismi irrigazione
illuminazione
illuminazioneilluminazioneilluminazioneilluminazione
sensore di luminositàsensore di luminositàsensore di luminositàsensore di luminosità
pulsantierapulsantierapulsantierapulsantiera
� 1 circuito di comando e 1 circuito di comando e 1 circuito di comando e 1 circuito di comando e
controllo per ogni funzionecontrollo per ogni funzionecontrollo per ogni funzionecontrollo per ogni funzione
� cablaggio complesso cablaggio complesso cablaggio complesso cablaggio complesso
� limitata flessibilitàlimitata flessibilitàlimitata flessibilitàlimitata flessibilità
L’approccio tradizionale all’impianto
illuminazioneilluminazioneilluminazioneilluminazione
infrarossoinfrarossoinfrarossoinfrarosso
quadroquadroquadroquadro
� limitata flessibilitàlimitata flessibilitàlimitata flessibilitàlimitata flessibilità
� scarsa o nulla integrazione tra gli impiantiscarsa o nulla integrazione tra gli impiantiscarsa o nulla integrazione tra gli impiantiscarsa o nulla integrazione tra gli impianti
� ............
Approccio Impianto Integrato
Linea dati (bus)
� Una nuova classe di dispositivi a microprocessore Una nuova classe di dispositivi a microprocessore Una nuova classe di dispositivi a microprocessore Una nuova classe di dispositivi a microprocessore
in grado di scambiarsi informazioni utilizzando un in grado di scambiarsi informazioni utilizzando un in grado di scambiarsi informazioni utilizzando un in grado di scambiarsi informazioni utilizzando un
linguaggio linguaggio linguaggio linguaggio ed un supporto trasmissivo comune ed un supporto trasmissivo comune ed un supporto trasmissivo comune ed un supporto trasmissivo comune
Set point
Occupazione
Occupazione
Set point
Occupazione
� Sicurezza dei dati trasmessi (immunità Sicurezza dei dati trasmessi (immunità Sicurezza dei dati trasmessi (immunità Sicurezza dei dati trasmessi (immunità
disturbi)disturbi)disturbi)disturbi)
� Velocità trasmissioneVelocità trasmissioneVelocità trasmissioneVelocità trasmissione
� Cavo aggiuntivo e quindi maggiori costiCavo aggiuntivo e quindi maggiori costiCavo aggiuntivo e quindi maggiori costiCavo aggiuntivo e quindi maggiori costi
� In caso di ristrutturazione possibili In caso di ristrutturazione possibili In caso di ristrutturazione possibili In caso di ristrutturazione possibili
difficoltà di installazionedifficoltà di installazionedifficoltà di installazionedifficoltà di installazione
Trasmissione dati – bus filare dedicato
Circuito di potenza (230Vac, 50Hz)
difficoltà di installazionedifficoltà di installazionedifficoltà di installazionedifficoltà di installazione
� Ottima soluzione per nuove realizzazioniOttima soluzione per nuove realizzazioniOttima soluzione per nuove realizzazioniOttima soluzione per nuove realizzazioniLinea dati (bus)
� Minore sicurezza dei dati trasmessi Minore sicurezza dei dati trasmessi Minore sicurezza dei dati trasmessi Minore sicurezza dei dati trasmessi
(disturbi su linee elettriche)(disturbi su linee elettriche)(disturbi su linee elettriche)(disturbi su linee elettriche)
� Velocità trasmissione basse su tecnologie Velocità trasmissione basse su tecnologie Velocità trasmissione basse su tecnologie Velocità trasmissione basse su tecnologie
già attive (buoni risultati per già attive (buoni risultati per già attive (buoni risultati per già attive (buoni risultati per
sperimentazioni con nuove tecnologie)sperimentazioni con nuove tecnologie)sperimentazioni con nuove tecnologie)sperimentazioni con nuove tecnologie)
� Nessun cavo aggiuntivo e quindi costi Nessun cavo aggiuntivo e quindi costi Nessun cavo aggiuntivo e quindi costi Nessun cavo aggiuntivo e quindi costi
Trasmissione dati – onde convogliate
Circuito di potenza (230Vac, 50Hz) e linea dati � Nessun cavo aggiuntivo e quindi costi Nessun cavo aggiuntivo e quindi costi Nessun cavo aggiuntivo e quindi costi Nessun cavo aggiuntivo e quindi costi
ridottiridottiridottiridotti
� Buona applicabilità In caso di Buona applicabilità In caso di Buona applicabilità In caso di Buona applicabilità In caso di
ristrutturazione (bassa invasività)ristrutturazione (bassa invasività)ristrutturazione (bassa invasività)ristrutturazione (bassa invasività)
� Buona sicurezza dei dati trasmessi Buona sicurezza dei dati trasmessi Buona sicurezza dei dati trasmessi Buona sicurezza dei dati trasmessi
(protocolli a recupero di errore)(protocolli a recupero di errore)(protocolli a recupero di errore)(protocolli a recupero di errore)
� Velocità trasmissione elevate con Velocità trasmissione elevate con Velocità trasmissione elevate con Velocità trasmissione elevate con
tecnologie consolidatetecnologie consolidatetecnologie consolidatetecnologie consolidate
� Bassi costi di Bassi costi di Bassi costi di Bassi costi di installazioneinstallazioneinstallazioneinstallazione
� Ottima applicabilità In caso di Ottima applicabilità In caso di Ottima applicabilità In caso di Ottima applicabilità In caso di
ristrutturazione (bassa invasività)ristrutturazione (bassa invasività)ristrutturazione (bassa invasività)ristrutturazione (bassa invasività)
� Necessità di manutenzione (batterie) per Necessità di manutenzione (batterie) per Necessità di manutenzione (batterie) per Necessità di manutenzione (batterie) per
Trasmissione dati – wireless
Circuito di potenza (230Vac, 50Hz)� Necessità di manutenzione (batterie) per Necessità di manutenzione (batterie) per Necessità di manutenzione (batterie) per Necessità di manutenzione (batterie) per
dispositivi non raggiunti dal circuito di dispositivi non raggiunti dal circuito di dispositivi non raggiunti dal circuito di dispositivi non raggiunti dal circuito di
potenzapotenzapotenzapotenza
illuminazione tapparelle
riscaldamentocondizionamento
ventilazione motori
attuatori
� 1 solo cablaggio per trasferire 1 solo cablaggio per trasferire 1 solo cablaggio per trasferire 1 solo cablaggio per trasferire
informazioni per tutti le applicazioniinformazioni per tutti le applicazioniinformazioni per tutti le applicazioniinformazioni per tutti le applicazioni
� sistema decentralizzato: unità centrale di sistema decentralizzato: unità centrale di sistema decentralizzato: unità centrale di sistema decentralizzato: unità centrale di
controllo non necessariacontrollo non necessariacontrollo non necessariacontrollo non necessaria
� scambio informazioni rapidoscambio informazioni rapidoscambio informazioni rapidoscambio informazioni rapido
� flessibilità, riconfigurabilità, ampliabilitàflessibilità, riconfigurabilità, ampliabilitàflessibilità, riconfigurabilità, ampliabilitàflessibilità, riconfigurabilità, ampliabilità
La tecnologia bus e le applicazioni
termostato infrarosso anemometro sensore di luminosità
sensori
� flessibilità, riconfigurabilità, ampliabilitàflessibilità, riconfigurabilità, ampliabilitàflessibilità, riconfigurabilità, ampliabilitàflessibilità, riconfigurabilità, ampliabilità
●Un’applicazione è un raggruppamento logico di dispositivi Hardware e Software che sono dedicati principalmente ad uno scopo.
Cos’è un’applicazione
Software che sono dedicati principalmente ad uno scopo.
luci
orarioorarioorarioorario
luminositàluminositàluminositàluminosità
centralizzatocentralizzatocentralizzatocentralizzato
luminositàluminositàluminositàluminosità
Illuminazione
trasmettitoretrasmettitoretrasmettitoretrasmettitore
IRIRIRIR
� comandi individuali o centralizzati, wireless comandi individuali o centralizzati, wireless comandi individuali o centralizzati, wireless comandi individuali o centralizzati, wireless
� [EE] in funzione della luminosità[EE] in funzione della luminosità[EE] in funzione della luminosità[EE] in funzione della luminosità
� [EE] in funzione dell’orario, con spegnimento a tempo[EE] in funzione dell’orario, con spegnimento a tempo[EE] in funzione dell’orario, con spegnimento a tempo[EE] in funzione dell’orario, con spegnimento a tempo
trasmettitore
centralizzato
Luminosità edinclinaz. raggisolari
vento
tapparelleOscuranti
trasmettitoreIR
� comandi individuali o centralizzati, wireless,
� in funzione delle condizioni meteorologichein funzione delle condizioni meteorologichein funzione delle condizioni meteorologichein funzione delle condizioni meteorologiche
� [EE] in funzione della posizione geografica per favorire illuminamento[EE] in funzione della posizione geografica per favorire illuminamento[EE] in funzione della posizione geografica per favorire illuminamento[EE] in funzione della posizione geografica per favorire illuminamento
� [EE] in funzione della posizione geografica per gestire irraggiamento solare[EE] in funzione della posizione geografica per gestire irraggiamento solare[EE] in funzione della posizione geografica per gestire irraggiamento solare[EE] in funzione della posizione geografica per gestire irraggiamento solare
regolazioneindividuale
orario
Riscaldamento/ condizionamento
Climatizzazione
� regolazione individuale per singoli ambientiregolazione individuale per singoli ambientiregolazione individuale per singoli ambientiregolazione individuale per singoli ambienti
� [EE] con programmazione [EE] con programmazione [EE] con programmazione [EE] con programmazione oraria/giornaliera/settimanaleoraria/giornaliera/settimanaleoraria/giornaliera/settimanaleoraria/giornaliera/settimanale
� [EE] in funzione delle effettive esigenze, con comandi anche da remoto (p.e. tramite telefono cellulare comando la [EE] in funzione delle effettive esigenze, con comandi anche da remoto (p.e. tramite telefono cellulare comando la [EE] in funzione delle effettive esigenze, con comandi anche da remoto (p.e. tramite telefono cellulare comando la [EE] in funzione delle effettive esigenze, con comandi anche da remoto (p.e. tramite telefono cellulare comando la
climatizzazione solo se sono certo di tornare a casa, o andare nella casa al mare) climatizzazione solo se sono certo di tornare a casa, o andare nella casa al mare) climatizzazione solo se sono certo di tornare a casa, o andare nella casa al mare) climatizzazione solo se sono certo di tornare a casa, o andare nella casa al mare)
Carichi elettrici Centralina
altri carichialtri carichialtri carichialtri carichi
elettricielettricielettricielettrici
frigoriferofrigoriferofrigoriferofrigorifero
lavatricelavatricelavatricelavatrice
lavastoviglielavastoviglielavastoviglielavastoviglie
Linea 220Linea 220Linea 220Linea 220
da contatoreda contatoreda contatoreda contatore
televisoretelevisoretelevisoretelevisore
� Riduzione rischi (sgancio prese camere bambini, sgancio carichi entertainment ore notturne) Riduzione rischi (sgancio prese camere bambini, sgancio carichi entertainment ore notturne) Riduzione rischi (sgancio prese camere bambini, sgancio carichi entertainment ore notturne) Riduzione rischi (sgancio prese camere bambini, sgancio carichi entertainment ore notturne)
� [EE] [EE] [EE] [EE] Stacco Stacco Stacco Stacco alimentazione per evitare consumi di standalimentazione per evitare consumi di standalimentazione per evitare consumi di standalimentazione per evitare consumi di stand----by.by.by.by.
� [EE] comandi anche da remoto (p.e. tramite telefono cellulare)[EE] comandi anche da remoto (p.e. tramite telefono cellulare)[EE] comandi anche da remoto (p.e. tramite telefono cellulare)[EE] comandi anche da remoto (p.e. tramite telefono cellulare)
� [EE] eliminazione sovraccarichi di utilizzo mediante sgancio automatico dei carichi in base alla priorità (successivo riprist[EE] eliminazione sovraccarichi di utilizzo mediante sgancio automatico dei carichi in base alla priorità (successivo riprist[EE] eliminazione sovraccarichi di utilizzo mediante sgancio automatico dei carichi in base alla priorità (successivo riprist[EE] eliminazione sovraccarichi di utilizzo mediante sgancio automatico dei carichi in base alla priorità (successivo ripristinoinoinoino
automatico in funzione automatico in funzione automatico in funzione automatico in funzione dei dei dei dei consumi)consumi)consumi)consumi)
● [EE] Irrigazione notturna programmata solo se il terreno non è già bagnato (SENSORE DI PIOGGIA)● [EE] Scenari luminosi legati alla effettiva presenza di persone o al
passaggio di persone da un ambiente all’altro (SENSORE DIPRESENZA)
Altre applicazioni per EE
● [EE] Regolazione intensità luminosa (DIMMER) in base legata al livello di illuminazione naturale (MISURATORE DI LUMINOSITA’) e alla modalità di utilizzo dell’ambiente
Agenda
Il dilemma Energetico
Applicazioni di gestione dell’Energia nellaHome Automation
Gestione dell’energia,monitoraggioe analisi consumi
Applicazioni di gestione dell’Energia nellaBuilding Automation
Cenni Normativi
Impatto sui consumi globali di energia
Nei Buildings oltre il 60% dell’energia viene utilizzata per:
● Illuminazione
●Riscaldamento
Forme di utilizzo dell’energia
●Condizionamento
●Ventilazione
Operativi50%
Finanziari
Costruzione11%
I costi nel ciclo di vita di un edificio
Ristrutturazioni25%
Finanziari14%
Fonte - American Society for Heating,Refrigeration & Air Conditioning Engineers
Driver di mercato & Agenti di cambiamento
GESTIONE DELL’ENERGIA
●Normative sull’efficienza energetica degli edifici (sanzioni)●Accesso al trading dei certificati di efficienza energetica
●Liberalizzazione del mercato dell’energia●Dinamicità delle formule contrattuali – introduzione di formule che
premiano la previsione dei consumi e l’eliminazione dei picchi
Driver di mercato & Agenti di cambiamento
PROPRIETA’ E GESTIONE DEGLI EDIFICI●La proprietà degli edifici è sempre più raramente dell’utilizzatore
● In sede di realizzazione questo significa dover predisporre delle aree delle quali non si conosce l’utilizzo preciso●Le infrastrutture devono essere realizzate in modo da poter ●Le infrastrutture devono essere realizzate in modo da poter
ospitare soluzioni modulari e scalabili
● In sede di gestione questo significa la presenza di un soggetto terzo che prende in carico le attività di manutenzione●Le applicazioni devono essere in grado di rendere accessibili e
comunicare in modo aperto le informazioni relative al funzionamento degli impianti (cicli macchina, ore funzionamento, eventi, allarmi, ecc.)
Cos’è un sistema di Building AutomationL’insieme di più sottosistemi dello stesso o di diverso tipo / produttore, per consentire la gestione dell’edificio e realizzare una interfaccia aziendale, con l’obiettivo di aiutare il cliente a:
• Ridurre il CAPEX (costi di realizzazione)• Ridurre l’OPEX (costi operativi = energia, manutenzione)• Aumentare il comfort e la produttività• Ridurre i rischi
Fragmented Approach to InfrastructureIntegrated Network Infrastructure
HVACDistrib.Energia
LuciContr.
accessiAnti-
intrusione TVCC
Safety(incendi,
Gas,Evacuaz.
AltreApplicaz
.Voice and data
Building Services Management Application Network Management
CEN/CT 247 modello di riferimentoInformazioni Comandi
NotificaAnalizza,Decide,archiviaGUIDA
Valutazione Segnalazione
Ottimizza, comanda, controlla
ALLARME
Gestione
Automazione
Controlla, coordina, interazioni
Integrazione a livello di
gestione
Integrazione a livello
dei dispositivi
Integrazione a livello di bus
di campoIntegrazione a livello di
rete di automazione
RIVELA ATTUA
Campo
Integrazione a livello automazione (centrali)
● I protocolli standard sono la base dei sistemi aperti:
Protocolli standard
Konnex®
• 1986 Mike Markkula, socio fondatore della Apple, fonda Echelon Corporation
• 1994 viene fondata l’associazione LonMark ®
• Conformità ISO/IEC EN14908
• Fondata nel 1987 dall’ ASHRAE (American Society for Heating Refrigeration and Air BACnet®
Protocolli Standard normati
Society for Heating Refrigeration and Air condition Engineer)
• Nel 1995 rilasciato lo Standard BACnet• Conformità ISO EN16484
BACnet
• Associazione costituita nel 1999 come termine del processo di convergenza tra EIB, Batibus ed EHSA
• Conformità ISO/IEC 14543-3
Konnex®
Frontiera dellaconvergenza
Applicazioni
ERP
Comunicazioni
IntrattenimentoINTERNETINTERNET
ICT (Information & Communication Technology
LAN /WANADSL Telefonia VoIP
PCsPDAs
Trasporto
Hardware
Convergenza tecnologica
Media
Finanza
INTERNETINTERNETPDAsSmartPhones
MS WindowsMS OfficeMS SQL Server
Software
Convergenza:L’unione di un grande numero
di industrie formalmente distinte
BuildingAutomation
Switch di piano
Convergenza tecnologica
Switch principale
Infrastruttura di rete
integrata
HVACControl
Card ReaderCCTV
Presa di rete “universale”
Efficienza Energetica negli impianti HVAC
Building Services Management Application Network Management
Fragmented Approach to InfrastructureIntegrated Network Infrastructure
HVACDistrib.Energia
LuciContr.
accessiAnti-
intrusione TVCC
Safety(incendi,
Gas,Evacuaz.
AltreApplicaz
.Voice and data
Ottimizzazione HVAC
Condizionatore EstrattoreSonda di
TemperaturaCassetta VAV
Unità Trattamento
Aria
Gruppo Frigo
Controllo Ambiente Caldaia
Sistema Supervisore
ControlloriDDC
Temperaturaambiente (°C)
20 Basso Carico
Alto carico
● Mediante questo programma l'impianto vieneavviato con il minore tempo possibile di anticiporispetto all'orario di inizio occupazione, puregarantendo il raggiungimento, per tale istante, dellecondizioni di comfort desiderate.
● Ciò viene ottenuto basandosi sulla temperaturaesterna e sulla temperatura ambiente.
● Il programma opera sia in ciclo estivo cheinvernale . Viene impiegato un algoritmo adattivoche, in base alle esperienze acquisite nei giorni
Programma di avviamento ottimizzato
t
Limiteantigelo
Istante diavviamento
Non occupazione8.30
Occupazione
Alto caricoche, in base alle esperienze acquisite nei giorniprecedenti, aggiusta automaticamente la durata deltempo di messa a regime.
● Il programma provvede automaticamente ad anticipare la fase di messa a regime dopo periodi di arresto prolungato dell'impianto, quali i fine settimana, le festività, ecc. La temperatura ambiente di riferimento può essere: la più rappresentativa, la media fra le temperature di varie zone, il valore più alto delle varie zone
Temperaturaambiente (°C)
20VARIAZIONETOLLERATA
Basso Carico
● Questo programma, utilizzando l'effetto volano dell'energiaimmagazzinata nello edificio, anticipa lo spegnimentodell'impianto rispetto all'orario di fine occupazione. Esso puòessere applicato sia al sistema primario che a quellosecondario di riscaldamento o raffreddamento.
● Un algoritmo adattivo provvede automaticamente ad anticiparel'istante di arresto dell'impianto , basandosi sulle condizioni di
Programma di arresto ottimizzato
Non occupazioneOccupazione17.30
Istante diavviamento
t
Basso Carico
Alto carico
l'istante di arresto dell'impianto , basandosi sulle condizioni dicarico esterne e sulla velocità di variazione della temperaturaambiente una volta intercettata l'energia fornita dall'impianto.Per la determinazione di tale velocità sono richiesti metodidiversi di calcolo per il riscaldamento e per il raffreddamento.
● Per il riscaldamento, il calcolo viene eseguito basandosi sullazona avente la massima richiesta di riscaldamento ; per ilraffreddamento il calcolo si basa invece sulla zona che presentala massima richiesta di raffreddamento .
Ventilazione notturna
● Esistono frequenti situazioni climatiche, durante la stagione estiva, in cui, durante le prime ore del mattino, prima della messa in funzione degli impianti di raffreddamento, la temperatura esterna è più bassa di quella all'interno degli edifici.
● Tale aria può essere usata vantaggiosamente per raffreddare gliedifici prima dell'accensione degli appositi impianti. Questoprogramma è applicabile soltanto al ciclo di raffreddament o.
● Il programma, misurando sia la temperatura ambiente che quellaesterna, decide sulla convenienza o meno della ventilazionenotturna che introduce il 100% di aria esterna . La ventilazionenotturna viene attivata quando si verificano contemporaneamente
[15
- la temperatura esterna è superiore ad un valore prestabilito (es. 10 °C).- la temperatura ambiente è superiore ad un valore prestabilito (es. 24 °C.)- la temperatura esterna è inferiore alla temperatura ambiente ed il delta T e di almeno 3 °C.- l'umidità relativa dell'aria esterna è inferiore a un valore prestabilito (es. 80%).
La ventilazione notturna viene disattivata quando almeno una delle precedenti condizioni non è verificata.
La temperatura ambiente in ingresso al programma può essere quella più' rappresentativa oppure quella media o quella più' alta fra
notturna viene attivata quando si verificano contemporaneamentele seguenti condizioni:.
● Il programma consente di ridurre i costi di raffreddamento dell'aria in ambiente , diminuendo il carico degli impianti di refrigerazione.
● Questo programma provvede automaticamente a scegliere fra: tuttaaria esterna, tutta aria di ricircolo o fra una loro miscelazi one , aseconda di quale di queste tre soluzioni presenti il minore caricoentalpico per la batteria di raffreddamento.
Controllo entalpico
Possibile risparmiose si usa aria di ricircolo
Possibile risparmiose si usa aria esterna
Taratura termostatoaria esterna
A
B
ENTALPIA ARIA RICIRCOLO
● L'algoritmo di controllo basa la propria decisione sulla misura delle temperature a bulbo secco ed a bulbo umido (o umidità relativa) interne ed esterne . Esegue quindi il calcolo del calore totale contenuto nell'aria e li confronta fra loro per stabilire se scegliere una di esse o se dare luogo ad una loro miscelazione.
Temperaturaambiente (°C)
Istanti determinati daiprogrammi di avviamento e arresto ottimizzati
Fascia consentitadurante la nonoccupazione
20
● Tutti gli edifici commerciali, che sono localizzati in climi rigidi, necessitano dei controlli delle temperature ambienti, nel periodo di non occupazione , in modo da prevenire la possibilità di gelo durante la stagione invernale e di temperatura troppo alta , durante la notte, in estate.
● Questo programma può essere utilizzato sia per il ciclo diriscaldamento che per quello di raffreddamento .
● Nel ciclo di riscaldamento viene fissato un limite minimo (10- 13 C) sotto il quale non deve scendere la temperaturaambiente durante la notte, periodo nel quale anche le
Ciclo notturno
Non occupazione8.30
Occupazione Non occupazione
t
ambiente durante la notte, periodo nel quale anche leserrande sull'aria esterna devono essere chiuse (per unitàdi trattamento aria dotate anche di serrande di ricircolo).
• Il comando di avviamento del ventilatore, o comunque del sistema di riscaldamento, viene dato in base alla temperatura ambiente che può essere quella più rappresentativa oppure quella media o quella più bassa fra quelle rilevate nelle diverse zone.
• Nel ciclo di raffreddamento viene fissato un limite massimo (ad esempio 27 °C o 55% U.R.) per la temperatura o l'umidità relativa ambiente durante la notte. Il comando di avviamento del ventilatore, o comunque del sistema di raffreddamento, viene dato in base alla temperatura (o alla umidità relativa ambiente) che può essere quella più rappresentativa oppure quella media o quella più alta fra quelle rilevate nelle diverse zone.
100 %
ENERGIA
Banda ad energia zero
20 21 22 23 24 25
0 %Temperaturaambiente (°C)
● La banda a energia zero è l'intervallo di temperatura entro il quale non è richiesto né riscaldamento néraffreddamento.
● Il programma provvede al controllo in sequenza del riscaldamento, della ventilazione e del raffreddamento minimizzando il consumo di energia quando le condizioni climatiche sono favorevoli . Esso si applica prevalentemente ad impianti multizone, doppio condotto e volume aria variabile.
POTENZA ELETTRICAASSORBITA
SUPERAMENTO LIMITECONSENTITO
● Questo programma provvede al controllo dei carichi elettrici, esegue la proiezione della tendenza del consumo ed esclude i carichi non essenziali allo scopo di non superare il limite contrattuale di fornitura dell'energia elettrica, evitando così di incorrere nel pagamento delle penali previste.
● Il programma permette il controllo delle punte dipotenza elettrica assorbita in modo tale che carichicollegati a diversi controllori possono esserecomandati da uno stesso programma senza lanecessita di connessioni hardware tra le unità .
Limitazione delle punte di potenza
POTENZAELETTRICAIMPEGNATA
ENERGIARECUPERATA
necessita di connessioni hardware tra le unità .● Il controllore che riceve il segnale dal trasduttore di
misura della potenza elettrica assorbita analizza talemisura, esegue una previsione sulla tendenzadell'assorbimento di potenza, confronta tale previsionecon i limiti prefissati e se il caso , disinserisce oinserisce i carichi.
● Il disinserimento viene eseguito su base sequenzialeove i carichi meno importanti vengono scollegati perprimi e reinseriti per ultimi.
● E' possibile assegnare una tabella con vari livelli dipriorità ove collocare i carichi che potranno esseredisinseriti dal programma.
POTENZA ELETTRICA
ASSORBITA
ENERGIA
RECUPERATA
SENZA ARRESTO CICLICO
CON ARRESTO CICLICO
t
● Quando gli ambienti sono ormai a regime, per effetto del programma di avviamento ottimale, ed inizia l'occupazione dell'edificio, il programma di arresto ciclico degli impianti entra in funzione assumendo direttamente il controllo degli impianti stessi.
● Questo programma permette di arrestare ciclicamentedei carichi collegati ai controllori DDC secondo ilmetodo di seguito specificato.
● A ciascun carico viene assegnato un tempo di ciclo, un
Arresto ciclico
● A ciascun carico viene assegnato un tempo di ciclo, untempo massimo di OFF ed un tempo minimo di OFF. Inbase alla temperatura ambiente misurata ed alla suadeviazione dai limiti di comfort prefissati, il tempo diOFF (ovvero di arresto) del carico varieràproporzionalmente tra il minimo ed il massimo deitempi di OFF. Qualora l'impianto serva diverse zone, infase di riscaldamento sarà la temperatura più bassaad essere presa come riferimento per determinare iltempo di OFF, viceversa in fase di raffreddamento saràla temperatura più alta.
• L'arresto ciclico non si verifica qualora la temperatura ambiente sia al di fuori dei limiti di comfort prefissati.
• Il programma può essere applicato solo a sistemi di riscaldamento, solo a sistemi di raffreddamento oppure a entrambi.
• Il programma di arresto ciclico è tale da non interferire con altri programmi di risparmio energetico (quale ad esempio il programma di limitazione delle punte di potenza elettrica assorbita).Infine questo programma interviene sui carichi secondo uno schema prestabilito di priorità.
Efficienza Energetica a livello di micro-ambiente
Building Services Management Application Network Management
Fragmented Approach to InfrastructureIntegrated Network Infrastructure
HVACDistrib.Energia
LuciContr.
accessiAnti-
intrusione TVCC
Safety(incendi,
Gas,Evacuaz.
AltreApplicaz
.Voice and data
Comando On/Off/Regolazione da pulsanti, telecomandi e interfacce IT
On/Off/Regolazione (0-10V, DALI, variazione flusso) degli apparecchi di illuminazione
On/Off tramite
Lighting Management
On/Off tramite presenza persona
Programmazione oraria
Configurazione e gestione tramite PC On/Off/Regolazione
in base all‘apporto luminoso esterno
Ottimizzazione oscuranti
Calcolo angolazione irraggiamento solare
Eliminazione illuminazione diretta
Sfruttamento illuminazione riflesse
Calcolo ombre generate da oggetti limitrofi
● Il sensore è in grado di rilevare la presenza della persona in base all’analisi dello spettro all’infrarosso, e quindi anche in caso di sostanziale immobilità, e di misurare il livello di luminosità in ambiente
● Nel caso sia rilevata una presenza vengono attivati (funzione Comfort) i sistemi di regolazione illuminazione (oscuranti, luci) e regolazione temperatura in base ai preset desiderati.
Sensore integrato di presenza/luminosità
temperatura in base ai preset desiderati.● Nel caso non sia rilevata alcune presenza il
sistema provvede a garantire il massimo risparmio (funzione Economy):
● Spegnimento dell’illuminazione (e di altri eventuali carichi elettrici)
● Temperatura a livello economy a seconda della stagione
● Oscuranti completamente aperti d’inverno e completamente chiusi d’estate (per favorire o ridurre al minimo l’irraggiamento solare)
Bus LonWorks di Piano
Sensori
Architettura Ambiente TipicaRegolazioni
di Piano
LAN
di
edifi
cio
Regolazione Luci
Regolazione HVAC Ambiente
Sensori
Oscuranti
Pausa Ristoro !!!
Efficienza Energetica nel Data Center
Building Services Management Application Network Management
Fragmented Approach to InfrastructureIntegrated Network Infrastructure
HVACDistrib.Energia
LuciContr.
accessiAnti-
intrusione TVCC
Safety(incendi,
Gas,Evacuaz.
AltreApplicaz
.Voice and data
Perchè Virtualizzare?●Un numero minore di Servers da acquistare ●Meno tempo per gestire i Servers●Minori spazi per ospitare i Servers●Minore energia elettrica consumata per alimentare e raffrescare i
Servers
Before AfterBefore After
Hot spot
Il Consolidare è alla base della Virtualizzazione
Right-sizingChallenge #1
Challenge #2
●● Riduzione dei requisiti di energia e Riduzione dei requisiti di energia e condizionamentocondizionamento� Impattano sugli UPS e sul condizionamento con notev oli
sprechi di energia elettrica
●● Distribuzione mirata del RaffrescamentoDistribuzione mirata del Raffrescamento�
Le sfide per l’Infrastruttura Fisica
Hot spotsChallenge #2
ManagementChallenge #3
Distribuzione mirata del RaffrescamentoDistribuzione mirata del Raffrescamento� Blades e 1U Servers creano punti ad alta densità e punti
caldi. La Virtualizzazione crea punti caldi mobili
●● Necessità di visioni Necessità di visioni rackrack--levellevel e e realreal--timetime� I nuovi ambienti dinamici necessitano di sistemi di
controllo proattivi ed autoadattivi per evitare i f ermi di servizio
100%
90%
80%
70%
Nominal 90% efficiency only applies Nominal 90% efficiency only applies when UPS load is over 70%when UPS load is over 70%
Below 30% loadBelow 30% loadefficiency drops rapidlyefficiency drops rapidly
Perdite in CalorePerdite in Calore
L’efficienza di “targa” la si ha solo ai massimi carichi
Ai bassi carichi l’efficienza diminuisce rapidamente
L’efficienza dell’UPS diminuisce quando il carico si riduce Right-sizing
Challenge #1
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%
UPS
Efficiency
UPS Load% of full power rating
Perdite in CalorePerdite in CaloreConsumata dagli UPS e Consumata dagli UPS e dispersa come Caloredispersa come Calore
Potenza UtilePotenza UtileRilasciata ai dispositivi ITRilasciata ai dispositivi IT
Ottimizzare la distribuzione del raffrescamento
Hot spotsChallenge #2Hot spots
Challenge #2
Hot spot
Row CRACs sense elevated temperature and
increase fan speed to remove extra heat
from hot aisle
When temperature decreases, row CRACs
decrease fan speed to conserve energy
Row CRACs added
Room CRACs removed
CRACCRAC CRAC
Computer Room Air Conditining
Esigenza: Un Raffrescamento basato su Esigenza: Un Raffrescamento basato su nuove tecnologie “in Fila” per gli hotnuove tecnologie “in Fila” per gli hot--spotspotEsigenza: Un Raffrescamento basato su Esigenza: Un Raffrescamento basato su nuove tecnologie “in Fila” per gli hotnuove tecnologie “in Fila” per gli hot--spotspot
Hot spot
1 2 3
Row CRACs added
CRAC CRAC CRAC
Case Study: 500 KW DC Tradizionale
Case Study: 500 KW DC Alta Efficienza
Agenda
Il dilemma Energetico
Applicazioni di gestione dell’Energia nellaHome Automation
Gestione dell’energia,monitoraggioe analisi consumi
Applicazioni di gestione dell’Energia nellaBuilding Automation
Cenni Normativi
“If you can measure that of which you speak, and can express it by a
number, you know something about your subject; but if you cannot
measure it, your knowledge is meagre and unsatisfactory”
Solution Program April 2008 – P Delanoë
measure it, your knowledge is meagre and unsatisfactory”
LORD KELVIN
ANALISI
Dai dati alle informazioni !
TM
TM
BOLLETTA ENERGETICA
RACCOLTA DATI
ANALISI
Il Monitoraggio dell’ energia riguarda● le diverse fonti energetiche: WAGES●Water
●Air
●Gas
Dai dati alle informazioni !
●Electricity
●Steam
●e le diverse fonti di approvvigionamento●Fornitori esterni●Fonti autonome di generazione (eolico, fotovoltaico, solare termico),
cogenerazione e trigenerazione
●per costituire un archivio storico delle misure
Grandi edifici( grandi uffici,Palazzine industriali, centri commerciali..)
Multisito( catene di negozi,industrie con più sedi,
Industrie( Food&Bev,Aereoporti, Water,.) Oil&Gas
Alluminio
EfficienzaEnergetica
Edifici medio/piccoli(uffici,negozi,piccoloterziario..)
commerciali..)banche..)
Edifici Critici( Ospedali,Data center..)
Alluminio
Gestione operativa
Automazione
Media Tensione
Inverter solari
Bassa Tensione
Soluzioni “intelligenti”:
HVAC Illuminazione Gestione operativa
Controllo accessiVideosorveglianzaAntintrusione
Monitoraggio energetico
Allarmi critici
iQuadro
Protocolli di comunicazione (Operations – Networking – Control)
Ethernet(TCP/IP)
Cloud
Sistemi di supervisione(Locali – Mobili – Cloud)
Antintrusione
Ruolo del quadro elettrico FM
Illuminazione
Protezione diMacchine
Alte prestazioni
Distribuire la potenza elettrica garantendo:
Sicurezza Affidabilità
HVAC
Flessibilità Misura & Controllo
Semplicità
Individuazione deglisprechi energetici
Ottimizzazionedei profili carico
Controllo in tempo realedell’impianto
Ottimizzazionedella
Efficienza energetica Gestione operativa
dei profili carico
Allocazione dei costi energetici
dellamanutenzione
Continuità di servizio eriduzione dei costi difermo impianto
Ethernet (Modbus TCP/IP)
Gateway Ethernet Web server
Web browser
Architettura aperta
Masterpact Compact NSX Acti 9
Modbus RS485Integrato (EGX300)
Power Logic
Architettura aperta
Ethernet (Modbus TCP/IP)
Gateway Ethernet Web server
Software
ION-Enterprise ION-EEM SCADA
Masterpact Compact NSX Acti 9
Modbus RS485Integrato (EGX300)
Power Meter
I, V, U, P, E, FP, THD
1
I, V, U, P, E, FP, THD totale,I/U a bordo
I, V, U, P, E, FP, THD totale,Armoniche fino 31°, Memoria,I/U a bordo,
I, V, P,E, FP
1
Soluzioni di misura dell’energia e dei parametri elettrici
PM3200iEM3000
E,Modbus,Misure ( I,V,P), Multitariffa, MID
1
MisuraBase
MisuraGuida DIN
Misure Misure Misure Misure Misure MisureI, V, U, P, E, FP, THD,Armoniche fino 63°, Memoria,I/U a bordo
PowerLogicSystem
Classe di precisione 0,5 0,20,5
Soluzioni di misura e qualità dell’energia
PM810
PM200
Soluzioni di misura dei parametri elettrici principali
Base
MisuraAvanzata
PM710 PM5110
PM5310PM5560
PM750
Soluzioni per impianti esistenti
Retrofit
Energy Box
Smart HMI
SmartHMI è un kit comprendente
* l’applicativo integrato consente:
• la lettura delle misure e dei parametri dei dispositivi collegati• la lettura degli stati degli interruttori• il comando dei dispositivi abilitati • la segnalazione visiva e remota (invio SMS) di sganci ( trip ) e riarmi
SmartHMI è un kit comprendente
• Un Magelis HMIGTO da 5,7’’• Un Modem GSM + cavo e antenna• Pen-drive con applicativo*
(invio SMS) di sganci ( trip ) e riarmidegli interruttori• il riarmo remoto di alcuni dispositivi• la storicizzazione degli sganci
Dispositivi supportati :
Acti 9 Smartlink | PM200 | PM700 | PM3200 | iEM3000 | NSX e Masterpact con Micrologic
EGX300
Gateway Modbus/Ethernet,
Efficienza energetica
•Visualizzazione istantanea da remoto
dei parametri elettrici
Gateway Modbus/Ethernet,
grazie al web server integrato diventa una soluzione basic di monitoraggio che include pagine HTML per la lettura, l’archivio e l’esportazione dei dati energetici
• Grafici di trend e istogrammi dei
consumi per l’analisi energetica
•Invio pianificato tramite mail o via FTP
del file .csv con i log delle grandezze
elettriche registrate
Architettura EGX300
Web Server EGX300
Soluzione Simple CloudEnery Operation Online
Visualizzazione dei parametrici elettrici
Archiviazione e registrazione dati
Allarmi sui consumi energetici
Confronto multisito dei consumi
Analisi base dei parametri elettrici
Analisi avanzata dei consumi
Architettura tipica Simple CloudCloud – ArchitetturaEnergy Operation Online
Invio automaticoInvio automaticoEmail o HTTP
Cloud - Funzionalità
Ripartizione consumi in fasce orarie
Calcolo picchi
Calcolo fattore di potenza …
Analisi contemporanea e confronto di più
siti
Analisi di costi energia e sostenibilità ambientale
Definizione di allarmi e schedulazione di report personalizzati
Cloud - Vantaggi
Facile da usarein pochi click con procedure guidate vedi i tuoi dati, identifichi ed elimini gli sprechi
Disponibile ovunque Informazioni sempre a portata di mano, con
Nessun costo di struttura� nessun server, nessun database, nessun
software� costo di abbonamento minimo e prevedibile
Informazioni sempre a portata di mano, con PC o tablet dotato di connessione internet
Sempre aggiornatoAggiornamenti sempre ed automaticamente disponibili
Analisi consumi di un sito in una domenica diagosto.
Esempio: Risparmio in un supermercatoCloud - Esempio Applicativo
Catena di supermercati
> 5000 kWh ≈ 600 €/giornoMancato spegnimento dei roof top
Roof top ACV 1-2-3-4Luce vendita QVE1
Luce vendita QVE1
Esempio: Risparmio in un supermercatoCloud
Sempre più clienti utilizzanoEnergy Operation Online per Gestire la propria Energia…
Agenda
Il dilemma Energetico
Applicazioni di gestione dell’Energia nellaHome Automation
Gestione dell’energia,monitoraggioe analisi consumi
Applicazioni di gestione dell’Energia nellaBuilding Automation
Cenni Normativi e Case History
La nuova versione della Energy Performance Building Directive (EPBD)
● Integrerà la norma EN 15232 rendendola obbligatoria:
●Prevederà una riduzione delle metrature degli edifici ai quali si applica la normativa (da 1000mq a 250mq)(da 1000mq a 250mq)
●Renderà obbligatorio l’utilizzo di strumenti di misura diffusi per il monitoraggio dei consumi
Spinta dall’Europa, l’Efficienza Energetica diventerà necessariamente e rapidamente qualcosa che non può essere evitato.
La norma UNI EN 15232:2012 (1)
●Metodi per stimare l’impatto dei sistemi di controllo e gestione sull’efficienza energetica attiva degli edifici.
● Lo standard fornisce:● La prova quantitativa che tutti
stavano aspettando● Una base di partenza per confrontare
efficienza delle installazione● Principi di calcolo● Fogli di calcolo,
EE Avanzata
EE Elevata
EE Standard
EE non eco-compatibile
A
B
C
D● Fogli di calcolo,● Regole di implementazione, …● Una “rappresentazione” intuitiva e
“formalizzata” dell’efficienza del sistema di gestione e controllo.
●Ogni sistema è classificato in funzione del suo livello di prestazione
● La Classe C deve essere lo standard nella regolamentazione nazionale
EE non eco-compatibile D
La norma UNI EN 15232:2012 (2)
● Quantificare e confrontare i risparmi economici teorici connessi con ogni classe e scegliere la classe del futuro sistema di controllo
● Trasformare la scelta della classe in una lista di funzioni che possono essere incluse nella Specifica Tecnica.
Classi definite
Residenziale Terziario
% risparmioEnergia Termica
D C B A
Uffici +51% 0% -20% -30%
Ospedali +31% 0% -9% -14%
% risparmioEnergia Elettrica
D C B A
Uffici +10% 0% -7% -13%
Ospedali +5% 0% -2% -4%
D C B A D C B A
CONTROLLO OSCURANTI
0 Comando manuale
1 Comando manuale con attuazione motorizzata
2 Attuazione motorizzata con controllo automatico
3 Controllo automatico combinato di illuminazione, illuminazione e microclima
SISTEMA DI AUTOMAZIONE PER RESIDENZIALE E TERZIARIO
0 Nessun sistema di automazione
1 Sistema di automazione centralizzato adattato per rispondere alle esigenze dell’utente: programmazione, valori di set-point, ecc.
2 Sistema di automazione centralizzato ottimizzato per l’efficienza energetica: set-point regolati in base all’uso degli ambienti, regolazione coordinata, ecc.
Usare lo standard nel rinnovamento
Basandosi su prestazioni reali o calcolate, lo standard può essere utilizzato per stimare I risparmi previsti con nuovi sistemi di gestione e controllo, per poi trasformarli in una valutazione di ritorno dell’investimento
Edifici scolastici Classe di efficienza del sistema HVAC
D C B ATemperatura set-point del riscaldamento
ore di funzionamento22,5°C 22°C 21°C 21°C
24 h 13 h 11 h 9 h
Passando da classe C
a
classe Ba
classe AConsumi totali - 19% - 29%
Energia termica Riscald./Condiz.
- 20% - 30%
Energia elettrica - 7% - 13%
24 h 13 h 11 h 9 h(8h00-12h0014h00-16h30)
Obiettivo della norma
• Implementare un sistema di gestione per il conseguimento dell’efficienza energetica
• Guidare le aziende verso una riduzione dei costi e di emissioni di CO2 attraverso una gestione sistematica degli aspetti energetici
La norma UNI CEI EN 16001:2009
Focus illuminazione
Eill = Pn t [kWh/m 2 anno]●Pn Potenza installata di tutti gli apparecchi illuminanti della zona compresi
gli alimentatori [kW]● t Tempo di funzionamneto annuale dell’impianto [ore]
●Ci sono due modi per ridurre il consumo d’energia da parte del sistema di illuminazione tramite il sistema di controllo:di illuminazione tramite il sistema di controllo:●Switching : lo spegnimento completo delle luci nell’ambiente considerato
quando non sono necessarie (ridurre le ore di funzionamento t);●Dimming : la riduzione della potenza di illuminazione (Pn) al minimo
necessario, per tenere conto dell’apporto della luce naturale e di condizioni particolari di utilizzazione
Focus illuminazione
OTTIMIZZAZIONE DELL’EFFICIENZA
LUMINOSA DELL’IMPIANTO
Un impianto intrinsecamente
OTTIMIZZAZIONE DEL CONTROLLO
Ridurre gli sprechi intrinsecamente efficiente è quello che, a
parità di quantità e qualità luminosa,
impegna una potenza inferiore ad altri impianti
Ridurre gli sprechi utilizzando le lampade
solo quando è strettamente necessario
ridurre la potenza al minimo
necessario in fase di progetto
spegnere le lampade quando
non sono necessarie
Focus illuminazione
PRESENCE CONTROL
Installare● Un sensore di presenza per ogni ambiente per determinare l’effettivo stato di occupazione del locale
FLUX CONTROL
Installare●un sensore di illuminamento di
edifico/zona (flux control centralizzato) stato di occupazione del locale
Controllo●ON automatico OFF dimming●ON e OFF automatico●ON manuale OFF dimming●ON manuale OFF automatico
centralizzato) ●un sensore di illuminamneto per
ogni lcoale (flux control decentralizzato)
Controllo● controllo elettronico del flusso
luminoso emesso (dimming) ● ON/ OFF di singole lampade e/o
gruppi (switching)
Focus illuminazione
●UNI EN15193 “Energy Performance of Buildings – Energy Requirements for lightin – part 1: Lighting Energy e stimation”fornisce un metodo per la valutazione dettagliata del fabbisogno energetico per l’illuminazione degli edifici tramite un indicatore numerico di efficienza●Lighting Energy Numeric Indicator●Lighting Energy Numeric Indicator
●Energia totale per unità di superficie richiesta da l sistema di illuminazione
LENI = E / A [kWh/m 2 anno]●E: energia totale annuale per il sistema di illuminazione●A: superficie totale dell’edificio o della zona di edificio
considerata
Focus illuminazione
●La prestazione energetica di un sistema di illuminazione secondo l’indice LENI
Eill = Pn Fc Fo (tD FD + tN)
●Pn: Potenza installata compresi gli alimentatori●Fc: Fattore d’illuminamento costante●Fo: Fattore di dipendenza dall’occupazione (presence control)●FD: Fattore di dipendenza dalla luce diurna (flux control)● tD: Periodo di funzionamento diurno● tN: Periodo di funzionamento notturno
Incidenza Controllo
CASE HISTORYCASE HISTORY
Case historyPalazzo uffici
●Esigenza
● recuperare un immobile in disuso per adibirlo a edificio pubblico, attraverso una serie di interventi mirati, tenendo conto di:
● normative vigenti a livello europeo
● specifiche richieste di utilizzo dell’immobile● specifiche richieste di utilizzo dell’immobile
● prestazioni tecnologiche necessarie
● nell’ottica di un giusto rapporto costi / benefici e di un equilibrato standard di efficienza tra livelli di gestione e costi di manutenzione.
● Intervento
● superficie complessiva di 5.000 m2 che si sviluppa su cinque piani esterni e un seminterrato
● dotazione di un sistema di HBES che utilizza il protocollo a standard europeo KNX: termoregolazione, illuminazione e supervisione
Case historyPalazzo uffici
●Funzioni implementate:●Controllo e regolazione delle luci in funzione della presenza delle persone e
del livello di illuminazione naturale●Controllo della climatizzazione in base alla presenza di persone, all’apertura
delle finestre e dell’irraggiamento solare●Possibilità di controllo, comando e supervisione centralizzata di tutte le ●Possibilità di controllo, comando e supervisione centralizzata di tutte le
utenze gestite dal sistema
Case historyPalazzo uffici
●Ufficio tipo 2 postazioni
aDimensione locale
a: 5m b: 3m
Dimensione finestra
1,2m x 1,4m
b
MINI LIGHT AIR modulo dark-VDU up/down con cablaggio elettronico
lampada 1x35W T16 G5
Valore illuminamento richiesto
300Lux
( )A1000
tFtFFPLENI
NDDOCD
⋅+=
●Caso 0: Unità di comando PL1UNICO COMANDO – PL1
Presence control MANUALE
Flux control NO
A 15 mq
tD 2.250 hPL PL
Case historyPalazzo uffici
© ABB Group November 14, 2013 | Slide 103© ABB Group November 14, 2013 | Slide 103
tD 2.250 h
tN 250 h
PD 78 W
FC 1
FD 1
FO 0,9
PL1
PL1
( )A1000
tFtFFPLENI
NDDOCD
⋅+= 11,7 kWh/m 2 anno
●Caso 1: Due comandi PL1-PL2DUE COMANDI – PL1 PL2
Presence control MANUALE
Flux control MANUALE
A 15 mq
tD 2.250 hPL PL
Case historyPalazzo uffici
© ABB Group November 14, 2013 | Slide 104© ABB Group November 14, 2013 | Slide 104
tD 2.250 h
tN 250 h
PD 78 W
FC 1
FD 0,7
FO 0,9
PL1
PL2
( )A1000
tFtFFPLENI
NDDOCD
⋅+= 8,5 kWh/m 2 anno
●Caso 2: Due comandi PL1-PL2 + PRDUE COMANDI – PL1 PL2
Presence control AUTO
Flux control MANUALE
A 15 mq
tD 2.250 hPL PL
Case historyPalazzo uffici
© ABB Group November 14, 2013 | Slide 105© ABB Group November 14, 2013 | Slide 105
tD 2.250 h
tN 250 h
PD 78 W
FC 1
FD 0,7
FO 0,7
PL1
PL2
( )A1000
tFtFFPLENI
NDDOCD
⋅+= 6,6 kWh/m 2 anno
PR
●Caso 3: Due comandi PL1-PL2 + PR + LUXDUE COMANDI – PL1 PL2
Presence control AUTO
Flux control AUTO
A 15 mq
tD 2.250 hPL PL
LUX
Case historyPalazzo uffici
© ABB Group November 14, 2013 | Slide 106© ABB Group November 14, 2013 | Slide 106
tD 2.250 h
tN 250 h
PD 78 W
FC 1
FD 0,3
FO 0,7
PL1
PL2
( )A1000
tFtFFPLENI
NDDOCD
⋅+= 3,4 kWh/m 2 anno
PR
● Quale soluzione scegliere?
Case historyPalazzo uffici
CASO 0 CASO 1 CASO 2 CASO 3
A [m 2] 15 15 15 15
tD [h] 250 250 250 250
tN [h] 2.250 2.250 2.250 2.250tN [h] 2.250 2.250 2.250 2.250
PD 78 78 78 78
FC 1 1 1 1
FD 1 0,7 0,7 0,3
FO 0,9 0,9 0,7 0,7
LENI[kWh/ m 2
anno] 11,7 8,5 6,6 3,4
Case historyPalazzo uffici
● Risultati attesi:
●Risparmio di energia elettrica annuale: 50-60MWh●Risparmio annuo: 10.000€●Risparmio secondo la norma EN15232: 38%●Risparmio secondo la norma EN15232: 38%
Case historyPalazzo uffici
● I primi risultati●Risparmio mensile: 70% ●Fattori che influenzano
● presenza/assenza delle persone dal posto di lavoro● tempo di funzionamento● fattore umano
� la programmazione degli uffici sarà “ribaltata” ogni tre/sei mesi per valutare l’incidenza del comportamento delle persone sui risultati ottenibili
Case historyMuseo
●Esigenza
● ridurre i consumi di una struttura adibita a Museo tra le più energivore della provincia di Trento:
● consumo energia elettrica per l’impianto di termoregolazione e illuminazione: 2.300.000 kWh/annoilluminazione: 2.300.000 kWh/anno
● Intervento
● dotazione di un sistema di HBES che utilizza il protocollo a standard europeo KNX per la gestione dell’illuminazione
● cronologia degli eventi
● gestione dei singoli ambienti
● livello di illuminamento necessario per lo svolgimento delle diverse attività (evento diurno/notturno, manutenzione, pulizie…)
Case historyMuseo
● Stato attuale● unico punto di controllo presidiato ubicato presso la biglietteria, da cui
quotidianamente gestire lo stato di accensione degli impianti da parte di personale tecnico autorizzato● scenario “tutto accesso” durante l’orario di apertura del museo e per il periodo necessario a svolgere le pulizie mattutine e serali (dalle 6:00 alle periodo necessario a svolgere le pulizie mattutine e serali (dalle 6:00 alle 22:00) e durante la giornata di chiusura per la manutenzione (dalle 6:00 alle 20:00) ● scenario “tutto spento e accensione vetrina e illuminazione di emergenza” durante l’orario ed i periodi di chiusura
●Nessuna tipologia di legame con● tipologia di attività ● prestazioni richieste● numero di persone coinvolte
Case historyMuseo
● Interventi proposti● configurazione di scenari funzionali studiati ad hoc in funzione delle
diverse attività svolte all’interno della struttura tenendo conto di tre parametri:
●regolazione d’illuminazione●regolazione d’illuminazione� definizione del livello di illuminamento necessario per un dato compito visivo
● regolazione temporale� individuazione di una cronologia degli eventi/attività
● regolazione spaziale� suddivisione di sub-aree gestibili singolarmente
Case historyMuseo
● Interventi proposti● lo stato di accensione e spegnimento del sistema può essere regolato da
diverse modalità di comando (manuale o automatico) e, qualora sia prevista la regolazione delle luci, la percentuale di accensione verrà indicata nell'apposita casella di pertinenza
● tutto ON/OFF: accensione/spegnimento completa delle luci da supervisione (in automatico)
● accensione da automatismo: accensione/spegnimento da sensori di presenza, crepuscolari ed interruttori orari
● accensione manuale: accensione/spegnimento ad opera di un comando manuale direttamente dalla supervisione o da comandi locali previsti per ogni ambiente
Case historyMuseo
● Risparmi ottenuti● riduzione assoluti di kWh/mese consumati
● compresi tra 38.800 e 63.400 kWh per un complessivo di 611.000 kWh● riduzione percentuali di kWh/mese consumati
● risparmio atteso secondo EN15232 tra il 27% ed il 29%● compresi tra 20% e 31% per un complessivo di 28,5%
Case historyMuseo
● Risparmi ottenuti● riduzione di kg CO2
● compresi tra 15 e 35 tonnellate per un complessivo di 354 tonnellate pari alle emissioni di oltre 100 veicoli
● risparmi economici in €● compresi tra 4k€ e 9k€ per un complessivo di 80.000€/anno● compresi tra 4k€ e 9k€ per un complessivo di 80.000€/anno
Esempi di interventi●Contesto: Magazzino●Utenze principali: Ricarica Carrelli / FM●Carrelli alimentati: 20●Assorbimento potenza contemporanea: 35 kW●Orario di ricarica: dalle 16.00●Delta prezzo Peak-Off Peak: 40 €/MWh
●Interventi proposti ●Interventi proposti ●Differimento ricarica in orario “Off Peak”●Sistema di controllo contemporaneità
●Risultati●Consumo differito in fascia off Peak :●36 MWh/y a sito●Beneficio tariffario: 1.440 €/sito●Contributo all’impegno di potenza: 480€/anno a sito●Beneficio totale anno: 1920 €/anno a sito
Proiezione su 150siti:
288.000 €
Esempi di interventi
●Contesto●Edificio: Headquarter ●Consumo annuale: 13 GWh ●E stato verificato un elevato consumo nel periodo
dalle 21h alle 24h
●Interventi proposti ●Interventi proposti ●Spegnere l’impianto nei giorno festivi (risparmio
de 387.500 kwh/anno).●Spegnere l’impianto alla sera (risparmio 150.000
kwh/anno).
●Risultati ●Risparmio di energia atteso: 60 k€ anno ●Tempo di ritorno dell’investimento: immediato
> 410 m2 x sito
> 65 MWh/anno x sito
> Costo complessivo 42 k€/anno
Case historyFiliali di una banca
Misure di energia a disposizione: consumi generali provenienti dai fornitori di energia
Carichi:Condizionamento, riscaldamento e illuminazione altri carichi di minor entità apparecchiature informatiche
Architettura realizzata
Email o HTTP
Filiale 1 Filiale 2 Filiale …
ModbusRS485
ModbusTCP/IP
Risultati ottenuti con il monitoraggio
Il confronto normalizzato fra le filiali evidenzia le sedi inefficienti Il confronto normalizzato fra le filiali evidenzia le sedi inefficienti su cui intervenire puntualmente.
Filiale 1
Filiale 2
Filiale 3
Filiale 4
Risultati ottenuti con il monitoraggio
La misura sulle singole partenze dei carichi consen te l’individuazione degli impianti su cui intervenire.
ERRATA GESTIONE CONDIZIONAMENTO
Filiale 1
Filiale 2
Filiale 3
Filiale 4
Risultati ottenuti con il monitoraggio
40
50
60
70
SBILANCIAMENTO DELLE FASI
0
10
20
30
40
0.000.
451.
302.
153.
003.
454.
305.
156.
006.
457.
308.
159.
009.
4510
.30
11.1
512
.00
12.4
513
.30
14.1
515
.00
15.4
516
.30
17.1
518
.00
18.4
519
.30
20.1
521
.00
21.4
522
.30
23.1
5
Time
I (A
) I1 (A)
I2 (A)
I3 (A)
Per ridurre gli sprechi energetici sono stati installati:
• Dispositivi di accensione e spegnimento del sistema di climatizzazione riducendo la possibilità di modifica della temperatura di set point da parte del personale.
Automatizzare
• Sistemi di comando dell’illuminazione a crepuscolare e sensori di luminosità per ridurre le accensioni notturne
• Sistema di monitoraggio Energy Operation Online
> Investimento 13,3 k€> Risparmio 4,5 k€ (Payback 2,8 anni)
Riassunto dei risultati ottenuti
Costi
13,3 k€Risparmi
243,46
217,70
180,00
200,00
220,00
240,00
260,00 M
Wh
/ann
o
Risparmi
4,5 k€10,6 %100,00
120,00
140,00
160,00
Energia Elettrica
MW
h
Situazione iniziale
Situazione a seguito degli interventi realizzati
Valutazioni economiche degli investimenti sostenuti
Tipologia di
intervento
Risparmio
energetico
[kWh/anno]
Risparmio
economico
[€/anno]
Costo
investimento
iniziale
Costo
Abbonamento
annuale
Payback
[anni]
Energy Operation
Online + sistemi di
automazione
25.752 4.481 12.000 1.280 2,8
La valutazione economica è stata realizzata considerando i costi per 4 siti ciascuno con 3 strumenti di misura.
Risultati ambientali ottenuti
> Risparmio di 26 MWh/annoche equivalgono a…
> 13 ton/anno di CO> 13 ton/anno di CO2
> 2.154 alberi equivalenti
100%
70%
Monitorare per mantenere l’efficaciaE
nerg
y C
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mpt
ion
70%
Mon
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Otti
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zaiz
one
cost
i
Controllo e ricerca aree di miglioramento
Time
…grazie per l’attenzione
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