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Control HVAC con KNX

Integración de los Sistemas de Calefacción, Aire Acondicionado y Ventilación para la

Eficiencia Energética

www.vendomotica.com© Grupo VenDomótica

Índice Temático

Objetivo de la Regulación de la Climatización: Eficiencia Energética

Diferentes Clasificaciones de los Sistemas de Climatización

¿Qué aporta la Domótica al Control de Climatización?

1. Conceptos Generales

2. Distintas Tecnologías de Climatización Diferentes formas de Integración

3. Ejemplos de Integración y comparación con una instalación convencional

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Objetivo de la Regulación de la Climatización: Eficiencia Energética

“Uso Eficiente” significa Mínimo Consumo con Máximo Confort

Datos:→ El 70% del consumo energético de los hogares procede de la Climatización y el ACS

→ A Escala Nacional el 30% de la energía consumida

Factores de Ahorro Energético:→ Características Constructivas: Aislamiento, Orientación, Etc.

→ Energía empleada: Combustibles fósiles, Biomasa, Renovables, etc.

→ Sistemas de Climatización empleados: Radiadores, Suelo Radiante, Conductos…

→ Sistemas de Control y Regulación Empleados, Zonificación, Enclavamientos de Presencia, Ventanas Abiertas, Etc.

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Diferentes Clasificaciones de los Sistemas de Climatización

En función del tipo de Fluido Caloriportante responsable del transporte de la energía a su punto de utilización.→ Agua Radiadores y suelo radiante

→ Aire Conductos

En función de la temperatura del Fluido Caloriportante Ejemplo: Los sistemas de suelo radiante emplean temperaturas mucho más bajas que los de radiadoresEn función de la energía primaria empleada: Bomba de Calor, Gasoil, Gas, Electricidad, Biomasa…

En función del número de fuentes de energía Si hay más de un generador, uno suele ser apoyo de otro. Ejemplo: Gasoil con apoyo de Solar Térmica, Gas con apoyo de Bomba de Calor…En función del tipo y disposición de los elementos de climatización:→ Radiadores, Suelo radiante, Techo radiante, Fancoils…→ Distribuciones Monotubo o Bitubo → Rejillas motorizadas o fijas→ …

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Sencillez de Zonificación independientemente del sistema de Climatización empleadoIntegración de diferentes Sistemas de Climatización en uno sólo y con un único termostato→ Suelo radiante con apoyo de Conductos→ Radiadores con apoyo de splits→ …

Aprovechamiento de información de otros sensores y elementos instalados en el sistema→ Autoapagado o activación de “Modo stand-by” por detección de presencia→ Autoapagado o activación de “Modo stand-by” por detección de ventanas abiertas→ Integración en una visualización para su control remoto o local junto con el resto de la instalación→ …

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Sencillez de Zonificación independientemente del sistema de Climatización empleadoIntegración de diferentes Sistemas de Climatización en uno sólo y con un único termostato→ Suelo radiante con apoyo de Conductos→ Radiadores con apoyo de splits→ …

Aprovechamiento de información de otros sensores y elementos instalados en el sistema→ Autoapagado o activación de “Modo stand-by” por detección de presencia→ Autoapagado o activación de “Modo stand-by” por detección de ventanas abiertas→ Integración en una visualización para su control remoto o local junto con el resto de la instalación→ …

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Índice TemáticoEstructura Básica de un Sistema de ClimatizaciónSistemas de Producción (Frío/Calor) Integración en→ Grandes instalaciones→ Instalaciones domésticas

Integración en KNX según el sistema de Intercambio empleado. Un mismo termostato Diferentes actuadores→ Radiadores, Suelo Radiante, Techo Radiante

• Formas de Control• Control de válvulas proporcionales• Control de válvulas “Todo/nada”

→ Fancoils→ Equipos de A/A

• Pasarelas Bidireccionales• Pasarelas IR

→ Sistemas de conductos• Control por rejillas o compuertas motorizadas

Integración de la instalación de la climatización (agua, aire o combinado) mediante el control Airzone y su pasarela a KNX




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Estructura Básica de un Sistema de Climatización

Los sistemas de climatización constan típicamente de tres partes bien diferenciadas:→ Generación de Calor/Frío Caldera,

Bomba de calor…→ Transporte mediante Fluidos Caloriportantes Agua, Aire, Fluido refrigerante en equipos de expansión directa.

→ Elementos de intercambio con el ambiente Radiadores, suelos / techos radiantes, Difusores…

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Integración en KNX de los Sistemas de Producción de Frío o de Calor En grandes instalaciones

Mediante Sensores y Actuadores KNX Salidas/Entradas Binarias o Analógicas

Mediante Pasarelas a otros Sistemas como Modbus, Lonwork, etc.

A través de Sistemas BMS conectado típicamente a través de una pasarela KNX/IP, puede centralizar la información de diferentes buses

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Integración en KNX de los Sistemas de Producción de Frío o de Calor En instalaciones domésticas

Mediante Sensores y Actuadores KNX Salidas/Entradas Binarias o Analógicas→Control de On/Off de calderas en función de la demanda

Mediante Pasarelas especializadas→Bombas de Calor

→ Equipos Split o Multisplit

Mediante Sistemas Airzone que hacen un control de la producción dependiente de una demanda zonificada y se integran con KNX a través de una pasarela, tratando al sistema de ventilación/climatización como si fuera un dispositivo

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Formas de Control y Regulación de la Temperatura Ambiente con sistemas de agua (I)

Control a dos puntos Semejante a los termostatos de placa bimetálicos tradicionales

Regulación Continua tipo PI Dos formas posibles de aplicación disponibles en los parámetros de los termostatos KNX:

→Salida Proporcional directa Requiere de válvulas motorizadas

→Salida PWM (Pulse Wide Module) Válvulas Termoeléctricas “todo/nada”

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2-step individual room controller

(3°hysteresis)

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7:12 7:19 7:26 7:33 7:40 7:48

Time

°C,on/

off

Row 1

Row 2

Row 3

PI switching individual room

controller

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9:21 9:36 9:50 10:04 10:19 10:33 10:48

Time

°C,e/a

Setpoint

Actual

Heating

Formas de Control y Regulación de la Temperatura Ambiente con sistemas de agua (y II)


Un mismo termostato Pero un actuador especializado para cada tipo de sistema de climatización

Radiadores

→Válvulas Termoeléctricas

→Válvulas Motorizadas

→Actuador de Válvulas

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Suelos/Techos térmicos

→Electroválvulas de zona

→Actuador de válvulas

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Diagrama de bloques de un Fancoil y formas de instalación

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Fan coils

Tubería Agua Caliente

Tubería Agua Fría

Generador de Calor / Frío



Fancoils→Controladores de fancoils que

incluyen:• Control de velocidad del ventilador

• Control de una o dos válvulas

• Detección de rebosamiento de bandeja de condensados

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Bombas de calor / Aparatos de A/A

→Pasarelas bidireccionales

→Pasarelas IR

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Climatización por conductos→Rejillas y difusores motorizados

→Compuertas motorizadas

→Actuador de S.B.

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Integración de un sistema integral de Climatización y/o Ventilación con la pasarela de Airzone

Las pasarelas permiten una comunicación bidireccional tratando al sistema de ventilación/climatización como si fuera un único dispositivo.

Permite:→ Funcionamiento autónomo

→ Configuración simple

→ Integración bidireccional absoluta

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Índice Temático Instalación Convencional Individual de Climatización por agua sin zonificaciónIntegración Domótica en BUS (KNX). Instalación Individual de Climatización por agua conzonificaciónIntegración Domótica en BUS (KNX) Elementos Adicionales para la Eficiencia EnergéticaInstalación Convencional Comunitaria de Climatización por agua sin zonificaciónIntegración Domótica en BUS (KNX). Instalación Comunitaria por agua con zonificaciónIntegración Domótica en BUS (KNX). Instalación con diferentes sistemas funcionando simultáneamenteSistemas con apoyo (o “en dos pasos”)




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Instalación Convencional Individual de Climatización por agua sin zonificación

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Integración Domótica en BUS (KNX). Instalación Individual de Climatización por agua con zonificación

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Integración Domótica en BUS (KNX) Elementos Adicionales para la Eficiencia Energética

Temporizadores Permite control de tiempo para cada modo

Contactos de ventana Llamando al modo anti-heladas

Display Permite la visualización de las distintas consignas y la Tª real

PIR Permite el cambio automático entre los modos Confort y Standby

Lógica Permite condicionar el encendido a condiciones diversas y simultáneas

Estación meteorológica Aporta información permitiendo, por ejemplo, el cambio automático entre modos verano e invierno

Central de alarmas Aporta información de la ocupación de la vivienda para pasar de forma automática al modo anti-heladas (o standby en casos de sistemas de mucha inercia térmica)

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Instalación Convencional Comunitaria de Climatización por agua sin zonificación

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Integración Domótica en BUS (KNX). Instalación Comunitaria por agua con zonificación

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Integración Domótica en BUS (KNX). Instalación con diferentes sistemas funcionando simultáneamente

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Sistemas con apoyo (o “en dos pasos”)

Permiten alcanzar la temperatura de consigna más rápidamente

Empleados frecuentemente en instalaciones de suelo radiante

Descripción del funcionamiento:

→Paso 1: Se encienden simultáneamente el sistema de calefacción principal (ej. suelo radiante) y el de apoyo (ej. Bomba de calor)

→Paso 2: Se desconecta la calefacción de apoyo (ej. Bomba de Calor) al alcanzar una temperatura próxima a la de consigna (ej. Consigna-2ºC)

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Ejemplo de Sistemas con apoyo: Suelo Radiante con apoyo de Conductos

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