Comunicación presentada al II Congreso Edificios Inteligentes:
Autor
- Susana Rodríguez Castillo, Product Marketing Manager Home Automation Systems, WA & Security, Hager Sistemas, S.A.
Resumen
Tomando como referencia una instalación real como son las oficinas de Hager en Francia descubriremos las distintas aplicaciones con dispositivos KNX implementadas para la gestión y control de la misma y mostraremos las conclusiones del estudio realizado donde se cuantifica el ahorro en consumo energético y económico alcanzados. Los dos mayores consumidores de energía en cualquier instalación son el clima y la iluminación. Por este motivo, es necesario llevar a cabo un detallado y exhaustivo análisis de la instalación para poder seleccionar las aplicaciones óptimas a implementar con producto KNX con el objetivo de maximizar los resultados y conseguir los mayores beneficios posibles.
Introducción
Eficiencia energética, control optimizado, ahorro energético, emisiones cero, gestión inteligente… Cada vez estamos más concienciados con el consumo energético de las instalaciones y cada vez se hacen más necesarios elementos de control que permitan conseguir un consumo energético inteligente, aquél que permita no malgastar energía de forma innecesaria. A través de una instalación real como son las oficinas de Hager en Saverne, Francia, veremos las distintas aplicaciones que se han instalado y cómo han afectado positivamente en la eficiencia energética del edificio.
Tecnología KNX
Para conseguir una instalación inteligente capaz de gestionar los distintos circuitos de consumo de forma óptima, la mejor opción son los dispositivos KNX. KNX es el estándar mundial para el control de viviendas y edificios y está aprobado como estándar internacional (ISO/IEC 14543-3), estándar europeo (CENELEC EN 50090 y CEN EN 13321-1) así como estándar nacional en países como China (GB/T 20965).
Hay más de 370 compañías miembros en el mundo con más de 7.000 grupos de productos certificados KNX en sus catálogos. Lo que asegura la continuidad de KNX en el futuro además de la interoperabilidad entre productos de distintos fabricantes. Hager dispone de una gama completa de dispositivos KNX: sensores y actuadores de última generación que incluyen infinidad de funcionalidades para facilitar la programación de los mismos y optimizar al máximo las instalaciones.
Estudio de la Instalación
Una vez elegida la tecnología, pasamos al estudio de la instalación. No importa si la instalación es nueva o se trata de una rehabilitación: conseguir el máximo rendimiento a nivel energético es igual de importante. En una instalación nueva es más sencillo realizar el estudio a priori de manera que todas las medidas pueden implementarse sin ningún problema habiéndolas previsto con anterioridad. Teniendo en cuenta por dónde deben pasar las instalaciones y la mejor ubicación para los distintos elementos.
Una escenario muy diferente se nos presenta cuando lo que debemos es adecuar una instalación ya existente ya que el hecho de pasar cableado nuevo para la instalación puede ser un gran inconveniente. Es aquí cuando los dispositivos vía radio toman el protagonismo que se merecen ya que permiten las funcionalidades que se requieren pero no necesitan de cableado “extra” ya que la comunicación la realizan vía radio y al hacerlo con el mismo protocolo KNX que el resto de dispositivos, quedan integrados rápidamente en la instalación.
Debemos tener en cuenta además que la implantación de este tipo de sistemas de gestión y control tienen un coste. Otro factor importante va a ser el considerar y tener presentes los tiempos de amortización de los mismos para que la solución sea efectiva a todos los niveles.
La gran ventaja de trabajar con sistemas KNX es su escalabilidad con lo que nos permiten hacer una instalación básica que nos proporciona beneficios desde el primer momento e irla complementando y aumentando a medida que sea posible.
Los dos mayores consumidores de energía en cualquier instalación son el clima y la iluminación. Por este motivo, es necesario llevar a cabo un detallado y exhaustivo análisis de la instalación para poder seleccionar las aplicaciones óptimas a implementar con producto KNX con el objetivo de maximizar los resultados y conseguir los mayores beneficios posibles.
Con los distintos productos KNX de Hager se consiguió un ahorro de un 30% en la iluminación y un 25% en la parte de calefacción. Así, veremos cómo la mayoría de las acciones y aplicaciones propuestas e implementadas, están encaminadas a la reducción del consumo y el control inteligente de las aplicaciones de iluminación y calefacción.
En primer lugar, al iniciar el estudio de las aplicaciones más adecuadas, es básico el valorar la ubicación física del edificio identificando las fachadas norte y sur que van a ser las más críticas y en función de las cuales, podremos decidir distintas acciones que van a cambiar según la época del año.
Estas medidas van encaminadas a aprovechar los recursos naturales que nos ofrece la simple ubicación de la instalación. De este modo, vamos a poder aprovechar la aportación de luz solar en invierno y evitar la entrada de calor en verano, por ejemplo.
En segundo lugar y pasando a un plano mucho más práctico, se trata de identificar los distintos elementos a controlar dentro de la instalación y los espacios. No vamos a darle el mismo tratamiento a un circuito de iluminación de un despacho que al de un baño o un pasillo.
La estructura del edificio es bastante sencilla ya que se replica la misma distribución en las 4 plantas que lo componen. En este caso, nos ocupa la instalación donde se encuentran las oficinas de Hager en Saverne, Francia.
Si empezamos con los circuitos de iluminación, encontramos 5 tipologías distintas: despachos, salas de reuniones, lavabos, salas de máquinas y pasillos. Las luminarias presentes son pantallas de fluorescencias. Con un total de 616 pantallas en el edificio, el consumo en kWh anual es de aproximadamente unos 33.000 kWh que traducido a euros representaban en su momento un total de 3.610,25 € anuales. Este es nuestro punto de partida con respecto a la factura eléctrica. A partir de aquí y en función de los distintos condicionantes, nuestro objetivo es rebajar al máximo esta cantidad.
La determinación del consumo eléctrico, de las franjas horarias más críticas y de los patrones de comportamiento del edificio es una información muy importante que nos la proporcionan los distintos medidores de consumo instalados trabajando conjuntamente con el software Domovea que nos permite visualizar y tratar los datos obtenidos de una manera muy gráfica y sencilla en tiempo real y dándonos la posibilidad de realizar comparativos con otros circuitos y en distintos periodos de tiempo. Además, el servidor Domovea también nos permite exportar los datos a ficheros excel para el tratamiento de los datos de otra manera si se desea.
A partir de los datos, tras un análisis de los mismos, decidimos implementar distintas aplicaciones.
Aplicaciones
Iluminación
Apagado centralizado
Monitorizando el comportamiento de los usuarios del edificio vemos que de media, el edificio queda con el 20% de las luminarias encendidas después de que los trabajadores han finalizado su jornada laboral.
Valorando este aspecto, esto supone un consumo adicional de 11.532 kWh que, tal sólo con añadir una aplicación muy sencilla como es el apagado centralizado a una determinada hora, conseguimos un ahorro del 35%.
Interruptor crepuscular
Siguiendo con esta misma filosofía, otra medida importante podría darse, en función de la aportación de luz exterior que varía dependiendo de la estación del año (verano/invierno). Tomamos como la máxima franja de aportación de luz exterior entre las 10 y las 15h con lo que ese control suponiendo el 50% de la aplicación en circuitos suponía un consumo adicional que al evitarlo conseguimos un 34% de ahorro.
Esta aplicación implica el uso de un temporizador y de sensores crepusculares capaces de valorar en la franja definida, si la aportación de luz exterior es suficiente o no ya que no va a ser la misma situación a una misma hora en un día soleado y despejado que en uno lluvioso.
Detectores de presencia
Los detectores de presencia son unos grandes aliados en instalaciones de edificios de oficinas.
En el estudio previo obtuvimos como dato que el 25% de luminarias quedaban encendidas provocando un consumo adicional que con la instalación de detectores de presencia, obtenemos un 7% de ahorro.
El primer lugar donde es necesario instalar los detectores es en los lavabos y en los pasillos. De esta manera, mientras no haya presencia, las luces permanecen apagadas y evitamos que estén encendidas innecesariamente. En el momento en que alguien sale de su despacho y accede al pasillo, la iluminación se enciende al momento.
En el caso de pasillos, si además lo combinamos con la zonificación de los circuitos de iluminación, podemos incrementar aún más el ahorro.
Regulación
La regulación de determinados circuitos de iluminación también nos ayudará a sumar al respecto del ahorro energético.
Por el estudio determinamos que las luminarias reguladas podrían llegar a ser el 50% del objetivo provocando un ahorro en el consumo del 12%.
Calefacción
Termostatos
Al respecto de la calefacción, al modificar la instalación tan sólo añadiendo termostatos, conseguimos un ahorro del 25%.
De esta manera y por zonas, es posible gestionar de manera mucho más óptima tanto la temperatura como el encendido y apagado de los distintos circuitos.
Además, tenemos disponibles las distintas versiones de las diferentes series de Berker by Hager para además, integrar este elemento de control en la estética existente.
Gestión de persianas y toldos
Utilizar las persianas y los toldos existentes en la instalación nos permitirá contribuir en función de la estación del año al ahorro en climatización según la orientación del edificio.
Así, en la fachada sur, en invierno podemos aprovechar la aportación solar y en verano, utilizar las persianas o toldos para evitar la entrada de calor.
La nueva estación meteorológica de Hager permite realizar un suntracking preciso de manera muy sencilla de las distintas fachadas. La programación se ha simplificado mucho y las posibilidades han aumentado considerablemente.
Detector de presencia
El mismo detector de presencia utilizado en las salas de reuniones para el control de la iluminación puede utilizarse esta vez para la gestión de la calefacción en estas salas. Esta aplicación es posible gracias al segundo canal del detector que permite actuar con cierto retardo de manera que la gestión del circuito eléctrico es inmediata pero la de la calefacción es capaz de esperar cierto tiempo para apagarse o encenderse definitivamente evitando de este modo el arranque innecesario del clima en determinadas situaciones.
Domovea
Como elemento final, consideramos la instalación del software de visualización Domovea en determinados puntos de la instalación con distintos perfiles. Así, desde cualquier punto de nuestra instalación, incluso desde fuera, en remoto, podemos controlar absolutamente todo: iluminación, persianas, climatización, visualización de consumos, etc., y tener información en tiempo real de nuestra instalación tanto a nivel de estados como de consumos.
Conclusión
Sin lugar a dudas, KNX resulta la tecnología perfecta para implementar un sistema de gestión de instalaciones para que resulten el máximo de eficientes a nivel energético.
Al ser una tecnología escalable permite realizar la instalación a medida que se disponen de recursos de modo que el total de la inversión no es necesario realizarla al principio del proyecto. Además, es una tecnología viva que evoluciona día a día y que permite ir añadiendo nuevas aplicaciones a medida que estas aparecen en los mercados.
Además, pueden añadirse otras aplicaciones no tan focalizadas en el consumo energético pero que pueden resultar también muy útiles como son las alarmas técnicas (agua, gas, humo) o las alarmas de intrusión o la programación de escenas o de calendarios para prever el comportamiento del edificio incluso estando desocupado.
Los altos niveles de ahorro energético obtenidos con la inclusión de pequeñas aplicaciones hacen que el retorno de la inversión se realice en un tiempo razonable. Y no sólo eso porque a medida que se incrementan las aplicaciones y programaciones en función del uso no implicando necesariamente el aumento de producto, el tiempo de retorno de inversión disminuye.