Gestión técnica y eficiencia energética a través de sistemas inmóticos: Colegio Mayor Hernando Colón

[Escriba aquí] 1 CURSO 2021-22 CONVOCATORIA: junio de 2022 TUTORES: Dr. Fco. Javier Guevara García, Dr. Miguel Ángel León Muñoz y Dr. Jacinto Canivell García de Paredes. AUTOR: Alejandro Castillo Román COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN PFG: GESTIÓN TÉCNICA Y EFICIENCIA ENERGÉTICA A TRAVÉS DE SISTEMAS INMÓTICOS TABLA DE CONTENIDO PARTE I. PREVIO 0. ABSTRACT………………………………………………………………………………………PÁG. 2-3 1. INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………………..PÁG.4-7 2. JUSTIFICACIÓN DEL TEMA………………………………………………………………PÁG. 8-9 3. OBJETIVOS (LISTADO DE NECESIDADES)…………………………………………PÁG. 10-11 3.1. NECESIDAD DE AHORRAR. GESTIÓN DE LA ENERGÍA…………….PÁG. 10 3.2. NECESIDAD DE MANTENIMIENTO Y COMUNICACIÓN…………..PÁG.11 3.3. OBJETIVO SECUNDARIO: CONFORT Y PROTECCIÓN………………PÁG.11 4. ESTADO DE LA CUESTIÓN………………………………………………………………PÁG. 12-55 4.1. DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO…………………………………………………..PÁG. 12-17 4.2. NORMATIVAS A CUMPLIR O DE REFERENCIA………………………..PÁG.18 4.2.1. LEGISLACIÓN EUROPEA……………………………………………………….PÁG. 18 4.2.2. LEGISLACIÓN ESPAÑOLA……………………………………………………..PÁG. 18 4.2.3. NORMAS TÉCNICAS DE REFERENCIA……………………………………PÁG. 18 4.3. INSTRUMENTOS UTILIZADOS………………………………………………..PÁG.19 4.4. DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS INMÓTICOS ACTUALES……….PÁG. 19-23 4.5. ESTUDIO DEL MERCADO EN FUNCIÓN DE LAS NECESIDADES..PÁG. 23-55 4.5.1. AHORRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA E ILUMINACIÓN…………………..PÁG. 23-36 4.5.2. AHORRO ENERGÉTICO EN CLIMATIZACIÓN/VENTILACIÓN……….PÁG. 36-43 4.5.3. AHORRO DE ACS Y AGUA FRÍA…………………………………………………PÁG. 44-46 4.5.4. MEJORA DEL MANTENIMIENTO……………………………………………….PÁG. 46-52 4.5.5. CONFORT DE LOS USUARIOS……………………………………………………PÁG. 53-55 4.5.6. SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS…………………………………………….PÁG. 55 5. METODOLOGÍA……………………………………………………………………………..PÁG. 56-61 5.1. FASE PREVIA………………………………………………………………………….PÁG. 56-58 5.2. FASE ANALÍTICA…………………………………………………………………….PÁG. 58-59 5.3. FASE DE DESARROLLO EL PROYECTO……………………………………..PÁG. 59 5.4. FASE EXPERIMENTAL……………………………………………………………..PÁG. 60-61 PARTE II. CUERPO DEL TRABAJO 6. ANÁLISIS………………………………………………………………………………………..PÁG. 62-86 6.1. NECESIDADES EN PRODUCTOS DE ENERGÍA ELÉCTRICA………...PÁG. 62-64 6.2. NECESIDADES EN PRODUCTOS DE ILUMINACIÓN………………….PÁG. 64-66 6.3. NECESIDADES EN PRODUCTOS DE CLIMA/VENTILACIÓN……….PÁG. 67-71 6.4. NECESIDADES EN PRODUCTOS DE ACS Y AGUA FRÍA……………..PÁG. 71-74 6.5. NECESIDADES EN PRODUCTOS DE MANTENIMIENTO……………PÁG. 74-78 6.6. NECESIDADES EN PRODUCTOS DE CONFORT…………………………PÁG. 78-81 6.7. PLANIFICACIÓN SEGURA DE LA INSTALACIÓN……………………….PÁG. 81-83 6.8. NECESIDADES RESUELTAS DE OTROS PROYECTOS…………………PÁG. 83-85 6.9. FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN…………………………………….PÁG. 86 7. ESTUDIOS Y PROPUESTAS………………………………………………………….PÁG. 87-101 7.1. POSIBLES PROPUESTAS……………………………………………………..PÁG. 87-98 7.1.1. PROPUESTA A……………………………………………………………………..PÁG. 87-89 7.1.2. PROPUESTA B……………………………………………………………………..PÁG.90-92 7.1.3. PROPUESTA C……………………………………………………………………..PÁG. 93-94 7.1.4. ESTIMACIÓN ECONÓMICA GLOBAL DE LAS PROPUESTAS……PÁG. 95-98 7.2. PROPUESTA ELEGIDA: PROPUESTA B………………………………..PÁG. 99-101 7.2.1. ILUMINACIÓN DALI-KNX…………………………………………………….PÁG. 99 7.2.2. AUTÓMATA LOGO! 8 Y AHORRO DE AGUA…………………………PÁG. 99 7.2.3. CONTROL DE CLIMA KNX……………………………………………………PÁG. 99 7.2.4. MEJORA DE MANTENIMIENTO CVM…………………………………..PÁG. 99 7.2.5. VISUALIZACIÓN MEDIANTE SERVIDOR WEB DOMOVEA……..PÁG. 100 7.2.6. PROTECCIÓN DEL SISTEMA…………………………………………………PÁG. 100 7.2.7. DIAGRAMA DE GANTT………………………………………………………..PAG. 101 8. RESUMEN DE ESTUDIOS Y PROPUESTAS…………………………………….PÁG. 102-103 9. CONCLUSIONES………………………………………………………………………….PÁG. 104-105 10. BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS……………………………………………………PÁG. 106-108 11. ÍNDICE DE IMÁGENES…………………………………………………………………PÁG. 109-110 12. ÍNDICE DE FIGURAS…………………………………………………………………….PÁG. 111 13. ÍNDICE DE TABLAS………………………………………………………………………PÁG. 112 ANEJOS - ANEJO 1. PLANOS Y DETALLES……………………………………………………PÁG. 114-125 o ANEJO 1.1. PLANOS…………………………………………………………..PÁG. 114 o ANEJO 1.2. DETALLES………………………………………………………..PÁG. 115-125 - ANEJO 2. ESTIMACIÓN DE PRESUPUESTO…………………………………..PÁG. 126 - ANEJO 3. PANEL DE DEMOSTRACIÓN…………………………………………PÁG. 127-133 PARTE I. PREVIO pág. 2 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ 0. ABSTRACT En el proyecto a desarrollar se realiza el análisis energético completo del Colegio Mayor Hernando Colón, evaluando y estudiando los consumos energéticos que presenta el colegio. El objetivo final del proyecto es reducir al mínimo posible la demanda de las instalaciones, tanto eléctrica, climatización/ventilación y suministro de agua. Para ello se tendrán en cuenta los principios básicos de rehabilitación energética, sostenibilidad y calidad de vida tanto de los residentes como de los trabajadores, director, oficinas del colegio. Para ello se va a recurrir a la utilización de sistemas inmóticos, utilizando dispositivos electrónicos y eléctricos, basados en la automatización de tareas. Estos dispositivos tendrán la función de controlar y automatizar las tareas de eficiencia energética, así como de salud de los usuarios y la gestión sostenible de los recursos de los que disponemos. Para ello se realiza un estudio del funcionamiento del edificio, indagando en los puntos donde se vea una alta demanda energética o, zonas en las que se pueda reducir notablemente la demanda con la utilización de estos dispositivos. El desarrollo del trabajo consta de varias visitas presenciales al colegio en las que se detallaron todos los valores y datos necesarios para poder encontrar la mejor solución. Se realizan pruebas de funcionamiento durante el curso KNX Advanced en las que se ponen en marcha las medidas adoptadas y se comprueba que el ahorro que produce es real. En el presente estudio se analiza el estado actual de las instalaciones del edificio, su funcionamiento y demanda energética. Se prioriza el uso de los dispositivos más eficiente y de menor costo, realizándose un estudio de viabilidad, ya que en ciertas ocasiones disponemos de varias posibilidades para solucionar los problemas energéticos. pág. 3 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ ABSTRACT (ENGLISH VERSION) In the project to be developed, the complete energy analysis of the Hernando Colón Residence Hall is carried out, evaluating and studying the energy consumption that the school presents. The final objective of the project is to reduce to the minimum possible the demand of the facilities, both electrical, air conditioning/ventilation, and water supply. For this, the basic principles of energy rehabilitation, sustainability and quality of life for both residents and workers, director, school offices will be taken into account. For this, the use of electronic and electrical devices, based on inmotics, will be used. These devices will have the function of controlling and automating energy efficiency tasks, as well as user health and the sustainable management of the resources available to us. To do this, a study of the operation of the building is carried out, investigating the points where a high energy demand is seen or, areas in which the demand can be significantly reduced with the use of these devices. The development of the work consists of several visits to the school in which all the values and data necessary to find the best solution were detailed. During the KNX Advanced course, test runs are carried out in which the measures adopted are implemented and the real savings are verified. This study analyzes the current state of the building's facilities, their operation and energy demand. The use of the most efficient and lowest cost devices is prioritized, carrying out a feasibility study, since on certain occasions we have several possibilities to solve energy problems. pág. 4 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ 1. INTRODUCCIÓN Nos encontramos ante un cambio inminente en el campo del control de las instalaciones. Gracias a la cantidad de dispositivos de control que miles de fabricantes han lanzado al mercado, tanto los sistemas domóticos como la inmóticos han dado un crecimiento considerable. Entendemos por domótica, según el Diccionario de la Real Academia Española (DRAE): ‘ Conjunto de sistemas que automatizan las diferentes instalaciones de una vivienda’ . [1] Según la Enciclopedia Larousse (1988), la definición de domótica es ‘ El concepto de vivienda que integra los automatismos en materia de seguridad, gestión de la energía, comunicación… ’ [2] El término inmótica no está contemplado en el DRAE, pero sí en otros diccionarios de otros idiomas. Una de las empresas más grandes de sistemas domóticos, Domótica Sistemas S.L. señala que la inmótica es ‘ el conjunto de tecnologías aplicadas al control y automatización inteligente de edificios no destinados a viviendas’ . [3] Siguiendo el criterio actual del DRAE y Domótica Sistemas S.L., el Colegio Mayor Hernando Colón se declara un edificio no destinado a viviendas, con lo cual a lo largo del presente proyecto se estudiarán los distintos sistemas inmóticos que estén destinados a eficiencia energética. Es decir, la inmótica centraliza el conjunto de servicios de un edificio garantizado por sistemas que pueden estar conectados entre sí. Estos servicios permiten un considerable ahorro energético, una eficaz gestión técnica de la vivienda, una buena comunicación con el exterior y entre los dispositivos (a través de un bus doméstico que los integra) y un alto nivel de seguridad. Debido a este motivo, los grandes fabricantes domóticos e inmóticos han lanzado a lo largo de los últimos 20 años dispositivos para villas de lujo, hoteles, edificios singulares… basando su fabricación en el confort lujoso y no en la eficiencia energética, tal y como señala Juan Gámez, de la empresa Circutor, en la conferencia realizada el 7 de octubre de 2021 en el Instituto de Domótica y Eficiencia Energética de Andalucía. Este concepto ha ido cambiando a medida que el coste de la energía ha ido aumentando considerablemente. A la vez que aumenta el costo de la energía (tanto eléctrica como otras fuentes de energía) los fabricantes se plantean la utilización de los protocolos domóticos para reducir el consumo energético y poder gestionar la energía con un sistema de control moderno y eficiente, utilizando tecnología punta en el mercado. Esta gestión debe traducirse en: 1. La puesta a punto de técnicas de control y automatización que ayuden a conseguir un aprovechamiento eficaz y limpio de los recursos energéticos tradicionales. 2. La diversificación del suministro de la energía (la utilización de nuevas fuentes). 3. El respeto al medio ambiente, respetando los principios de sostenibilidad. 4. Por último, la distribución de la energía y los factores de ahorro. pág. 5 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ La distribución de la energía es uno de los factores más importantes en la gestión técnica de un edificio. Para ello hay que saber canalizarla y que pueda ser demandada en aquellos puntos en los que es solicitada. En un edificio, las energías distribuidas suelen ser la energía eléctrica y la energía térmica. Para ello se ha elaborado un gráfico propio que representa con el consumo aproximado del último año en un edificio estándar. Para ello, la Administradora de Comunidades ConTuFinca S.L. nos facilitó los datos resumidos del año 2021 en materia de consumo de energía de la Fase 3 de Jardines de Hércules, situado en la Calle Hermes, Sevilla. Figura 1. Consumo aproximado de un edificio estándar. Fuente: Elaboración propia. El consumo originado por los edificios puede ser optimizado, de modo que se minimice el coste facturado y las emisiones de partículas a la atmósfera por los equipos utilizados en las instalaciones de cualquier edificación. Para una optimización efectiva, se necesitan conocer todos los parámetros que influyen en la facturación de la energía. Figura 2. Consumo aproximado de un edificio estándar. Fuente: Foro obras urbanas. Los factores de ahorro dependerán en gran medida del consumo originado por las distintas instalaciones, tal y como se representa en la Figura 1. El principal será asegurar el suministro al menor coste, controlando la demanda para mantener el consumo al mínimo compatible con el confort y la optimización de la instalación. Climatización 47% Cocina 10% Equipos 16% ACS 20% Iluminación 7% Reparto consumo de energía 2021 Climatización Cocina Equipos ACS Iluminación pág. 6 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Para ellos es necesario organizar y aplicar los protocolos y dispositivos que conduzcan a utilizar la energía de la forma más rentable. Es decir, que un buen sistema de gestión de la energía tendrá que equilibrar el ahorro energético con el confort y la eficacia del sistema a incorporar para el control de la instalación. Todos estos factores mencionados anteriormente se pueden ver reflejados en la factura de la energía eléctrica, de estructura binómica, que consta de los siguientes dos términos: 1. Facturación de potencia, que es la proporcional a la potencia máxima instalada que está a disposición del usuario. Este término es fijo. En este término se podría limitar la potencia máxima y mínima contratada. Es importante destacar que la mayoría de las compañías suelen poner recargos si se supera la potencia máxima contratada. Se puede limitar el funcionamiento simultáneo de dos receptores de alta potencia para evitar estos recargos. 2. Facturación de energía, correspondiente al coste del kWh consumido. Es variable y depende del consumo energético. En este término es donde, a través de la Domótica, se va a conseguir una reducción de la factura. Para ello se emplean reducciones de pérdidas y adaptación del consumo a la ocupación real y a los periodos más económicos. Además, existen recargos/descuentos dependiendo del tipo de tarifa. Normalmente existen recargos por energía reactiva consumida. La definición de la energía reactiva, según la empresa Circutor es: ‘ La energía reactiva es un tipo de energía eléctrica, que absorben de la red algunos equipos eléctricos pero que luego la devuelven, por lo que no supone un consumo, aunque sí hay que generarla y transportarla hasta los equipos. ’ [4] Para entender mejor que es la energía reactiva se va a definir el triángulo de potencias, realizando una semejanza metafórica con una cerveza. Para que se entienda mejor, la energía reactiva corresponde a la espuma de la cerveza, ya que esta espuma hay que generarla y transportarla, pero luego no es energía útil. pág. 13 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ En la página web oficial del colegio mayor se encuentra una breve reseña descriptiva del colegio: ‘El edificio que alberga al Colegio Mayor fue proyectado por el arquitecto D. José Gómez Millán. Se encuentra ubicado en la calle Sor Gregoria de Santa Teresa plenamente integrado en el denominado “CAMPUS DE REINA MERCEDES", ocupa parte del suelo que se había destinado a la Exposición Universal de 1929, se encontraba prácticamente en el extrarradio de la ciudad por lo que el edificio destacaba en medio de un descampado, con la única compañía de construcciones de inconfundible estilo levantadas con motivo de dicha Exposición, como el pabellón Vasco o el pabellón de Córdoba, del que hoy solamente se conserva la torre. La circunstancia antes indicada hizo posible disponer de una amplia superficie que permitió dotar al Hernando Colón de unas instalaciones de gran calidad. Pero fue la llegada de la Universidad al Sector Sur lo que permitió al Colón dar un gran paso adelante en su consolidación. La creación del “Campus de Reina Mercedes” hizo inmejorable la ubicación del centro, al encontrase a un solo paso de las Escuelas o Facultades situadas en el sector, disponiendo además de un espacio de convivencia y ocio que, hoy en día, se ha convertido en un oasis en medio de la aglomerada urbanización del Campus científico-tecnológico de Reina Mercedes. Lo que en principio era un Colegio Mayor aislado devino en un acertado proyecto de integración en la Universidad.’ [5] Se inauguró el 7 de octubre del 1948. Actualmente se considera centro público cuya titularidad pertenece a la Universidad de Sevilla. La altura de su fachada principal desde rasante es de 17,50 metros. El ala trasera tiene una altura de 10,50 metros. La cubierta es de teja curva cerámica en su totalidad excepto en el ala oeste, que incorpora una cubierta transitable. El edificio está situado en un solar con forma rectangular de 10.374 m² de superficie, según los datos extraídos de la Sede Electrónica del Catastro. Parte del solar está destinado al edificio en cuestión, base del estudio del proyecto, y el resto del solar está compuesto por zonas ajardinadas, un aparcamiento al aire libre y una zona deportiva, compuesta por: - Piscina al aire libre - Pista de baloncesto - Pista de fútbol-sala - Pista de frontón La distribución de la edificación es: - Planta baja y sótano. Se encuentran las zonas comunes y las salas para el confort de los residentes (cocina, salón, gimnasio…) - En las plantas 1ª y 2ª las habitaciones son individuales y poseen lavabo interior. - En la 3ª planta las habitaciones son dobles con baño interior. Todas las habitaciones disponen de comunicación telefónica y sistema de climatización y ventilación. pág. 14 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ La distribución de las superficies del colegio se encuentra en el Proyecto Técnico: Plan de Autoprotección del Colegio Mayor Hernando Colón , realizado por Enrique Peña Peña en el curso 2009-2010. - La distribución por plantas es la siguiente: Planta Superficie construida (m²) Planta sótano 1490 Planta baja 1615 Planta primera 1153 Planta segunda 1057 Planta tercera 1057 Superficie total construida 6672 m² Tabla 1. Distribución de plantas Hernando Colón. Fuente: Elaboración propia con datos del Plan de Autoprotección del Colegio. - La distribución de la planta sótano es la siguiente: Estancia Superficie (m²) Almacenes 132,75 Sala de billar 50,00 Sala de televisión 1 45,65 Sala de televisión 2 50,20 Sala de estar 75,80 Vestíbulo 57,20 Sala de música 18,55 Almacenes 47,45 Aseos 18,90 Lencería 10,05 Sala de caldera 21,75 Grupo de presión 13,95 Vestuario limpiadoras 21,65 Gimnasio 61,20 Almacén jardín 35,20 Almacén cocina 69,55 Sala de estudio 1 38,90 Biblioteca 135,50 Sala de estudio 2 136,55 Tabla 2. Distribución planta sótano Hernando Colón. Fuente: Elaboración propia con datos del Plan de Autoprotección del Colegio. pág. 15 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ - La distribución de la planta baja es: Estancia Superficie (m²) Vivienda del director 193,30 Despacho del director 22,00 Sala de estar 98,75 Secretaría 21,30 Vestíbulo 86,60 Administración 16,30 Conserjería 24,70 Aseos 3,80 Cabinas de teléfono 13,90 Salón de actos 87,00 Biblioteca 43,00 Capilla 93,90 Comedor 203,80 Oficina 30,75 Cocina 109,50 Tabla 3. Distribución planta baja Hernando Colón. Fuente: Elaboración propia con datos del Plan de Autoprotección del Colegio. - La distribución de la planta primera es: Estancia Superficie (m²) Habitación doble esquina 17,20 Habitación individual 11,90 Vestíbulo 68,45 Lencería 18,40 Aseos 33,70 Lavandería 23,95 Aula 27,70 Tabla 4. Distribución planta primera Hernando Colón. Fuente: Plan de Autoprotección Colegio. - La distribución de la planta segunda es: Estancia Superficie (m²) Habitación doble esquina 17,20 Habitación individual 11,90 Vestíbulo 68,45 Cuarto de limpieza 8,15 Lencería 8,85 Aseos 33,70 Tabla 5. Distribución planta segunda Hernando Colón. Fuente: Elaboración propia con datos del Plan de Autoprotección Colegio. pág. 16 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ - La distribución de la planta tercera es: Estancia Superficie (m²) Habitación doble 16,95 Vestíbulo profesores 29,25 Vestíbulo estudiantes 33,05 Cuarto de limpieza 8,50 Lencería 38,35 Tabla 6. Distribución planta tercera Hernando Colón. Fuente: Elaboración propia con datos del Plan de Autoprotección Colegio. La estructura del edificio es la siguiente: - Cerramientos: Compuestos por muros portantes de fábrica de ladrillo, entre 60 y 80 cm de espesor. Dispone de una crujía intermedia entre las ala norte, sur y oeste formada por pilares y vigas de hormigón armado. - Estructura horizontal: Ejecutada con forjados unidireccionales de 30 cm de espesor formados por viguetas de hormigón armado. - Comunicación vertical: Se ubica un ascensor en la zona central justo delante de las escaleras, con una estructura portante ajena a la estructura del edificio. Posee iluminación interior, de emergencia y sistema de alarma. Las puertas exteriores son automáticas. Además, se ubican 5 escaleras. 1. Escalera que comunica desde la planta sótano hasta la planta tercera. 2. Escalera que nos permite bajar al sótano desde la planta baja. 3. Escalera que nos permite acceder al exterior desde el sótano. 4. Acceso a planta sótano desde la cocina de planta baja. 5. Escalera de acceso al exterior desde la planta baja. - Comunicación horizontal: Posee 3 pasillos, ubicados en planta baja, primera y segunda. 1. Se ubica en la planta baja y comunica el vestíbulo de la planta baja con la biblioteca, la sala de estudios y la capilla. 2. Ubicada en planta sótano, comunica el vestíbulo de la planta sótano con los almacenes, pasando por la sala de calderas, el grupo de presión, el gimnasio y la sala de TV. - Usuarios: Los usuarios que conviven en el entorno son: pág. 17 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ DIRECTOR Coordinación general SUB-DIRECTOR - Planta 1 - Planta 2 - Planta 3 ADMINISTRACIÓN - Cocina - Mantenimiento - Limpieza - Conserjería Departamento Usuarios Dirección Director, subdirector Administradción Administrativo Secretaría 2 usuarios (secretarios) Cocina 2 cocineros y 4 ayudantes Mantenimiento 3 operarios Limpieza 7 limpiadoras Conserjería/Portería Coordinador de servicios, 3 técnicos y vigilante de seguridad Profesores/Investigadores residentes 32 usuarios (ubicados en la planta 3ª) Estudiantes residentes 51 usuarios en planta 1ª 51 usuarios en planta 2ª 36 usuarios en planta 3ª Tabla 7. Tabla de usuarios por departamentos. Elaboración propia. - Funcionamiento interno: La organización interna del colegio se resumen en el siguiente organigrama: Comunicación Informes Ayuda Comunicación Diaria constante Coordinación de servicios Vigilancia de seguridad Figura 7. Organigrama interno del colegio. Fuente: Elaboración propia. pág. 18 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ 4.2. Normativa de obligado cumplimiento o de referencia En primer lugar hay que definir dos conceptos fundamentales, según Marcos Carbonell en su artículo para HogarSense, define las disposiciones legales como ‘leyes propiamente dichas, y son de obligado cumplimiento’. [6] Asimismo el cumplimiento de las normas técnicas ‘ el cumplimiento de la normativa técnica no es obligatorio, siendo su cumplimiento voluntario y tienen carácter de estandarización’. [7] Por tanto, se distinguirán en este apartado las normativas de obligado cumplimiento y las normativas técnicas que utilizaremos como estándar de calidad. 4.2.1. Legislación europea. 1. Directiva CE 2006/95/CE de Baja Tensión 2. Directiva CE 89/336/CEE de Compatibilidad Electromagnética, que fue derogada en 2009 por la 2004/108/CE 4.2.2. Legislación española 1. Código Técnico de la Edificación. En más detalle se tendrá en cuenta la Sección HE – Ahorro de energía. 2. Reglamento de Infraestructuras Comunes de Telecomunicaciones, por aprobación en el Real Decreto 346/2011 de 11 de marzo 3. Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, por aprobación en el Real Decreto 842/2002 de 2 de agosto, en concreto en la ITC-BT-51, donde tiene cabida toda la información y requisitos relacionados con los sistemas de automatización, gestión técnica de la energía y seguridad en edifcios y viviendas, caso que nos incumbe. 4.2.3. Normas técnicas de referencia 1. UNE-EN 50090 ‘Home and building electronic systems (HBES)’ Protocolo Konnex. Se trata de un estándar europeo para comunicaciones abiertas. 2. UNE-EN/ISO 16484 ‘Building automation and control systems (BACS)’ Protocolo BACnet 3. UNE-EN 14908 ‘Open data Communication in Buiding Automation’ Protocolo LON 4. Normas UNE-EN 50491 para Sistemas Electrónicos de Viviendas y Edificios (HBES) y Sistemas de Automatización y Control de Edificios (BACS) 5. EA 0026 de AENOR sobre instalaciones de sistemas domóticos en las viviendas, donde se establecen niveles del 1 al 3 en función de la eficiencia de las instalaciones. Se aplica también a la inmótica. pág. 19 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ 4.3. Instrumentos utilizados en la redacción del trabajo Para la redacción del presente se utilizan determinadas herramientas digitales, entre ellas se pueden clasificar: - Microsoft Word. - Microsoft Edge PDF. - Microsoft Excel. - Microsoft Project. - Programa eficiencia energética Ce3X. - AutoDesk AutoCAD. - Cype 3D y Cypemep. - Aplicación de escritorio y extensión de navegador Mendeley. - Herramienta Papers. - Herramienta Trello. - Herramienta GoConqr. - Herramienta para eliminar fondos de imágenes. Remove.bg. - Herramienta para vectorizar imágenes. Vector Magic. - Herramienta recortes de Windows. - Adobe Illustrator. - Generador de códigos QR. - Espacios en la nube: Google Drive y OneDrive. - LOGO! SoftConfort SIEMENS software. - LogicSim – Simulador de Compuertas lógicas. 4.4. Descripción de sistemas inmóticos actuales Una vez entendido el objetivo principal y los objetivos secundarios, se va a realizar un estudio más profundo sobre la domótica, ya que resulta un tema muy desconocido en la actualidad para la gran importancia que puede tener su implantación en los edificios. El concepto de domótica se basa en la integración domótica. ‘Integrador es el término utilizado en el gremio domótico para denominar al técnico cualificado que integra en un proyecto un sistema domótico para que posteriormente los instaladores lo ejecuten físicamente’ [8], tal y como define IndoMotiq, uno de los foros técnicos más verídicos de internet. Cuando se tiene un proyecto al que hay que integrarle sistemas domóticos de eficiencia energética, hay que tener en cuenta una serie de criterios de elección, de elaboración propia, en función de lo aprendido en el Máster en Domótica de la Universidad de Málaga durante el curso 2021-22: 1. Funcionalidad del sistema. Es decir, el tipo de información a transmitir, la velocidad y la frecuencia con la que se transmite la información. 2. Coste del material. Hay que tener en cuenta el presupuesto como límite fundamental de la instalación domótica. 3. Facilidad de instalación y compatibilidades. La facilidad del esquema de instalación es un aspecto fundamental, ya que, si tenemos muchas pasarelas para cada función al final eso supone un coste adicional. pág. 20 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Sistema domótico/ inmótico Red 230V 4. Facilidad de extensión. Los sistemas propietarios que tienen limitaciones de dispositivos puede que no interesen en determinadas instalaciones, por tanto, este dato es importante también. 5. Facilidad de reconfiguración. Una vez instalado el sistema, la facilidad de reconfiguración es un aspecto que, en caso de ser configurado en servidor web, se podría hacer en telemando y evitar una visita a la instalación. Todas las instalaciones domóticas e inmóticas cuentan con un esquema general muy parecido, tipo BUS (comunicación alámbrica mediante cable), aunque dependiendo de los fabricantes, usan ciertos protocolos electrónicos que, al final, todos pueden ser interconectados entre sí a través de pasarelas (gateways). Este esquema BUS es el siguiente: Figura 8. Esquema general sistema domótico/inmótico. Fuente: Elaboración propia Como se puede observar, suele ser un sistema paralelo a la red eléctrica de 230V ca, pero en esta ocasión suele funcionar entre 5-24V, con un transformador (1) que transforma esta energía de CA (corriente alterna) a CC (corriente continua). La corriente de 230V llega al transformador y del transformador sale el cable BUS a 5V (cable de 2 hilos) que va, por ejemplo, a un sensor, que a su vez manda información nuevamente al bus y cuando esa información le llega al actuador (que también necesita alimentación 230V), enciende la bombilla. En función del tipo de información, velocidad y frecuencia se optará por ciertos sistemas. Los sistemas más utilizados hoy en día son: 1. KNX. Se trata de un sistema tipo BUS, como el descrito en el esquema superior. En este sistema la programación está repartida en todos los dispositivos que se comunican entre Transformador Sensor Actuador Bombilla pág. 21 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ ellos todos con todos. Es un sistema asíncrono (cada dispositivo envía información al BUS cuando quiere, no se realizan envíos cíclicos). KNX es el mejor sistema actual, pero tiene una limitación y es que la velocidad de transmisión de datos es relativamente baja, es decir, no serviría en grandes instalaciones con muchos kilómetros de cable. Tiene un coste elevado, pero ofrece un ahorro muy considerable, con lo cual resulta rentable su utilización a pesar de los precios que hay en el mercado. En este sistema no hay dispositivos maestros que ordenen la comunicación, se trata de un sistema descentralizado 2. LONworks. Se trata también de un sistema tipo BUS, asíncrono y descentralizado. La diferencia fundamental con KNX es que ofrece menos funcionalidades, pero la velocidad de transmisión de datos es muy alta. Es poco utilizado en la construcción, tiene un uso industrial, por lo que en este proyecto no tendrá mucha utilidad. Es un sistema con un coste medio, es por ello por lo que se sigue utilizando. 3. PLC (Programable Logic Control). Se trata de un sistema punto a punto. Es decir, un sistema centralizado, donde existe un maestro y desde el maestro parten los hilos que unen las entradas desde el propio autómata (el maestro) hasta los sensores, interruptores… e igualmente del mismo autómata parten 2 hilos hacia las salidas (actuadores), como pueden ser luces, encendedores de aire, alarmas… Este sistema también es asíncrono, pero se puede programar para envíos cíclicos. Es un sistema utilizado en pequeñas instalaciones, como por ejemplo habitaciones de hotel. Tiene un coste muy bajo para la cantidad de funcionalidades que puede realizar y, sobre todo, el considerable ahorro energético que nos ofrecen. Ejemplos: sistema LOGO de SIEMENS, i-BUS de ABB, AC7000 de ABB, S7000 de SIEMENS… 4. ICP7000 (RS 485). Es un sistema tipo BUS, que utiliza el cable RS485, que es el cable más utilizado en la mayoría de los sistemas tipo BUS. Es un sistema programable y centralizado. El cable RS485 es muy utilizado pero el sistema de integración está obsoleto, con lo cual para este proyecto tendrá utilidad el cable pero no el sistema. Es un cable que permite una transmisión de datos con una velocidad y contenido de información altos. Sistema de coste muy bajo, con lo cual es muy utilizado en pequeñas funciones. 5. MODBUS. Se trata de un sistema tipo BUS, con las características de KNX, utilizando cableado de dos hilos. Sistema asíncrono y descentralizado. Presenta una ventaja fundamental con respecto al cableado RS485 y es que se puede tener conectado más de un controlador a un BUS. pág. 22 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Es un sistema de coste medio/elevado, pero sale rentable su uso debido a la gran cantidad de funcionalidades que ofrece. 6. X10. Sistema de onda portadora. Se trata de tecnología desarrollada en Estados Unidos. Al tratarse de un sistema de onda portadora presenta problemas de interferencias electromagnéticas, con lo cual no resulta viable aplicarlo en edificios de viviendas ni habitables. Su uso está reducido a otros campos industriales. Sistema de coste muy elevado, por lo que no sale rentable su uso. 7. BACnet. Se trata de un sistema tipo BUS propietario de aire acondicionado. Es común a muchos aires acondicionados y permite pasarela con otros sistemas domóticos. Utiliza RS485, siendo un sistema programable y asíncrono. La velocidad de datos no es alta pero la cantidad de datos que transmite un sistema de aire acondicionado es pequeña, con lo cual resulta un sistema muy útil. 8. Z-wave. Se trata de un sistema tipo Bluetooth que está en desuso porque sólo tiene un alcance de 30 metros vía inalámbrica, con lo cual reduce mucho su utilidad a pequeñas instalaciones o la industria. La velocidad de transmisión es muy rápida pero no permite una gran cantidad de datos para el precio que tienen sus dispositivos en el mercado. Presenta también una desventaja en su fiabilidad, ya que puede dar interferencias con otras redes inalámbricas de la vivienda, por ejemplo, la red WIFI. 9. ZigBee. Se trata de un sistema tipo Bluetooth, descentralizado y asíncrono. Se fundó en 2002 con lo cual es un sistema reciente, además de la evolución que ha conseguido en los últimos años. Este sistema es muy utilizado hoy en día por varios aspectos: - Tiene un coste muy bajo y muy poco consumo energético. - Consigue llegar hasta 100 metros de rango, en comparación con Z-wave. - Opera en otro ancho de banda distinto al WiFi, con lo cual se eliminan las interferencias. Sin embargo, tiene la limitación de la cantidad baja de datos que puede transmitir, aunque para el tema de edificios y eficiencia energética sirve y mucho, ya que no hay que transmitir una gran cantidad de datos. 10. EnOcean. Es prácticamente una copia de Zigbee. Uno se fundó en Europa y el otro en Norteamérica, con lo cual operan en distintas bandas de frecuencia. Su uso esta igualmente extendido y presentan las mismas características. 11. DALI. Es un sistema tipo BUS para control de iluminación. Es centralizado y asíncrono. Es un sistema de iluminación innovador ya que permite regulación a través de sondas de luminosidad. Permite una velocidad de transmisión de datos muy alta, pero muy pocos pág. 29 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ - TRIAC SR-2303SAC-HP de SUNRICHER Es un regulador DALI que permite de programador y regulación de los distintos grupos o escenas que pueden definirse desde el software DALI. Al ser un sistema que todos los dispositivos les llega información, este hace de maestro. Es el dispositivo que controla toda la instalación DALI propietaria, que funciona de manera independiente al resto de sistemas domóticos de un edificio. Se alimenta con 230V y cuando llega al balasto convierte este voltaje al necesario para la instalación DALI (12V generalmente). Su precio se encuentra sobre 50 €. Imagen 10. Programador DALI TRIAC de SUNRICHER. Fuente: Tienda online BarcelonaLED. - RaspBerry Pi 3 o 4 Se trata de un mini-ordenador de 30 € (el modelo 3) o 50 € (el modelo 4) que nos ofrece las misma funcion que el TRIAC, es decir, la posibilidad de programar un sistema DALI, pero además nos ofrece las funcionalidades de un ordenador 29 inux, con lo cual es otra solución interesante para control DALI. Se coloca y se conecta en la misma posición que el TRIAC. La ventaja que presenta es que TRIAC hay que configurarlo desde un ordenador y la RaspBerry Pi se configura sola. Además, cuenta con 16 entradas y salidas digitales, así como conexión Ethernet y WiFi, así como 2 entradas USB. El problema de este dispositivo es que se necesitan conocimientos informáticos para su configuración, así como para el control de la iluminación DALI. pág. 30 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Imagen 11. Raspberry Pi 3 vs Raspberry Pi 4. Fuente: Foro online AndroidPhoria. Estos serían los dos posibles controladores/reguladores. A continuación, se estudiará la elección de un balasto electrónico compatible con DALI BUS. El esquema de funcionamiento del balasto es el siguiente: Imagen 12. Esquema de conexiones balasto electrónico. Fuente: Tienda online Luz y Color 2000. - BALASTO PHILIPS T5 Con este balasto se pueden controlar hasta 3 lámparas DALI. Funciona a 14W o 24W, lo que es una potencia baja. Su precio es de 70 € aproximadamente. Y esta es la imagen del balasto óptimo para DALI: Imagen 13. Balasto Philips T5. Fuente: Tienda online de Bombillas y Tubos. pág. 31 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ - OSRAM de QUICTRONIC Este balasto tiene la ventaja con respecto al PHILIPS que puede controlar 4 lámparas. La desventaja es que el fabricante ofrece menor fiabilidad y servicio técnico que PHILIPS. Su precio está en torno a 70 €. Es otra opción viable. Imagen 14. Balasto OSRAM de QuicTronic. Fuente: Tienda Online Amazon. Las luminarias y lámparas sirven cualquier formato LED compatible con DALI. Así que se estudiará en el apartado 6 cual es la más adecuada para nuestras necesidades. SISTEMA DMX Utiliza un sistema propietario DMX 512. La comunicación se produce por BUS RS485. Es muy parecido a DALI, pero cambia la filosofía del telegrama (de los datos que se envían). Al cambiar la filosofía del telegrama, se produce una limitación en las funciones que permite hacer, ya que se convierte en un sistema propietario, que no acepta entradas externas. Este sistema tiene una velocidad de transmisión de datos muy importante. También función a un voltaje bajo. El problema de este sistema es que las luminarias DMX se componen de muchos canales, con lo cual el consumo se incrementa notablemente con respecto a DALI. Permiten conexiones inalámbricas, lo que es un plus. Los precios suelen ser elevados. El controlador DMX está en torno a 150 €. Las luminarias DMX LED están en torno a 100 € con una buena eficiencia de trabajo. Con lo cual es bastante más caro que DALI. Un ejemplo de luminaria barata sería: - LED BAR 240/8 de STAIRVILLE Se trata de una barra LED DMX 512. Su precio es de 90 €. Para controlarla haría falta un decodificador programador DMX. pág. 32 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Imagen 15. Barra LED 240/8 de STAIRVILLE. Fuente: Tienda online THOMANN. - UNIVERSAL CONTROL de MARK Se trata de un controlador DMX 512, que permite la conexión de un universo (1 universo = 512 canales). Su precio se estima que es 185 € aproximadamente. Imagen 16. Programador UNIVERSAL CONTROL de MARK. Fuente: Tienda online MadridHifi. SISTEMA DALI/KNX Es un híbrido entre DALI y KNX. Se utilizan los balastos y luminarias DALI, pero se incorporan al sistema KNX a través de una pasarela que permiten incorporan sensores de luminosidad al sistema DALI, de modo que en función de los luxes de consigna, las luminarias se regulan para conseguir esos luxes en un plano de trabajo asignado. Esto supone un gran avance tecnológico en materia de eficiencia energética, ya que se con este sistema DALI-KNX se producen ahorros en los consumos de iluminación. El esquema de funcionamiento del sistema DALI-KNX es el siguiente: pág. 33 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Imagen 17. Esquema conexiones DALI-KNX. Fuente: UMA. Máster en Domótica. Tema 8. En la línea verde se observa la instalación global KNX, a la que se conecta la pasarela DALI a KNX, que permite tener el sistema DALI (color naranja), e incorporarle las sondas de luminosidad (color azul) para obtener un rendimiento energético óptimo. - DLR/S 8.16.1M de ABB Es un controlador DALI para KNX. Permite 16 grupos DALI de hasta 64 dispositivos. Se programa directamente desde el software KNX (ETS5 o 6), permitiendo ajustar los luxes del plano de trabajo y de esta manera produce el ahorro energético deseado. Su precio es aproximadamente 470 €. El esquema de conexión es el siguiente: Figura 10. Esquema de conexiones DALI-KNX. Fuente: Librería online de ABB. pág. 34 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Imagen 18. Dispositivo DLR/S 8.16.1M de ABB. Fuente: Tienda online EIBABO. Para completar el esquema faltaría buscar en el mercado la mejor sonda de luminosidad, que para nuestro caso será la sonda KNX de ABB, ya que los fabricantes recomiendan y dan más garantías si se coloca la sonda de su marca. - LF/U 2.1 de ABB Se trata del sensor de luminosidad ABB para el controlador DALI-KNX DLR. Va conectada según el esquema y permite un control de hasta 5000 luxes de margen. Su precio es de 30 €. Imagen 19. Sonda de luminosidad LF/U 2.1 de ABB. Fuente: Página oficial de ABB. - MTN6725-0001 de SCHNEIDER Se trata de una pasarela KNX-DALI. Es igual a la de ABB con la diferencia que esta no permite la incorporación de sondas de luminosidad para el control DALI. El esquema de funcionamiento es el mismo que DLR/S de ABB, pero sin la línea azul del esquema superior. Su precio ronda los 500 €. pág. 35 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Imagen 20. Dispositivo MTN6725-0001 de SCHNEIDER. Fuente: Tienda online WiiAutomation. Tabla resumen de las características que ofrecen los distintos sistemas de control de iluminación: Características DALI DMX DALI-KNX Sistema inmótico DALI DMX DALI con KNX Aparatos de servicio 64 Los que quepan en 512 canales (Aprox. 100 aparatos) 64 Grupos DALI máximos 16 Los que quepan en 512 canales (Aprox. 20 grupos) 16 Escenas DALI máximas 16 Las que soporte el programador. Según fabricante 16 Tensión de servicio 9,5-22,5 V 9,5-22,5 V 24V para los sensores de luminosidad Corriente del sistema 250 mA 400 mA 250 mA Velocidad de transmisión 1200 baudios 512000 bit/s 1200 baudios y 9200 bits/s para los sensores de luminosidad Polaridad en hilos de cables No No No Caída de tensión máx. 2 V 2,5 V 2 V Elementos necesarios Cable BUS DALI, Programador, Balasto electrónico, Luminarias. Cable BUS DMX, Programado, Luminarias. Cable BUS DALI y KNX, Programador, Pasarela KNX-DALI, Balasto electrónico, Luminarias. Precio sistema aprox. 80 € 300 € 600 € Tabla 10. Resumen características sistemas de iluminación. Fuente: Elaboración propia. pág. 36 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Tabla resumen de las funciones que se requiere del sistema de control de iluminación: Funciones DALI DMX DALI-KNX Encendido/Apagado Si Si Si Regulación de intensidad Si Si Si Detección de luminosidad No No Si Detección de presencia No No Si Tabla 11. Resumen funciones sistemas de iluminación. Fuente: Elaboración propia. 4.5.2. Ahorro energético en climatización/ventilación. Para el ahorro de energía en el campo de la climatización y la ventilación también hay diferentes sistemas en el mercado que ofrecen grandes ahorros energéticos con sistemas inmóticos. Las principales funcionalidades que deben cubrir los dispositivos a estudiar en el ahorro eléctrico y de iluminación son: 1. Encendido/Apagado del climatizador. 2. Control de velocidades del ventilador. 3. Cambios de modo. 4. Detección de temperatura y humedad. 5. Detección de calidad de aire. 6. Programar modos de funcionamiento en función horaria. 7. Cambios de modo en función de la temperatura y la calidad del aire. 8. Control energético mediante sistema PI o PWM. 9. Visualización y control mediante pantalla. AIRZONE Se trata de un sistema que permite controlar toda la instalación de climatización/ventilación. Es un tipo BUS. Este sistema incorpora termostatos que, directamente a través de un dispositivo móvil, se puede controlar la apertura o cierre de las rejillas de cada estancia individualizadas. Es un sistema propietario con la posibilidad de integrarlo en un sistema KNX a través de su pasarela. Con este sistema se pueden controlar tanto FanCoils como climatización por recuperador entálpico centralizado, ya que lo que controla son las rejillas y la potencia del motor. Tiene una gran ventaja y es que se puede controlar todo el sistema a través de la AirZoneApp. Funciona tanto con la calefacción como con el aire acondicionado. Es un sistema único, totalmente propio. Solo hay 3 modelos, y los dos óptimos para este proyecto serían: pág. 37 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ - BLUEFACE ZERO de AIRZONE Se trata de un sistema que controla la apertura-cierre de una electroválvula mediante relé y se comunica vía BUS. Tiene detección de ventanas abiertas (funciona con finales de carrera), así como con detectores de presencia. Ofrece la posibilidad de programación horaria, ya que incorpora un reloj interno. Funciona a través del termostato que incorpora funciones de control y ahorro energético importantes. Incorpora servidor web lo que permite el telemando. El precio es elevado, de 185 € por estancia, ya que habría que colocar uno de ellos por estancia. Imagen 21. Sistema BLUEFACE ZERO de AIRZONE. Fuente: Tienda online ClimaPrecio. - THINK 8Z de AIRZONE Es un sistema idéntico al anterior, con diferencias mínimas de visualización y control. Este modelo no incorpora servidor web con lo cual no permite el telemando, lo que lo hace más barato. El resto de las funciones son iguales. Su precio es de 150 € por estancia. La apariencia física es igual, ya que el modelo de fabricación es el mismo, solo cambian las funcionalidades. pág. 38 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ BACnet BACnet es un sistema muy similar a AIRZONE, se trata de otro sistema propietario, que se desarrolló exclusivamente para el control de climatización. También funciona vía BUS. BACnet solo sirve para FanCoil. El problema de este sistema es que el protocolo utilizado no es del todo compatible con los grandes sistemas domóticos del mercado, como KNX, ya que se trata de un sistema punto a punto. Aun así, hay buenas alternativas BACnet en el mercado. - enteliSYSTEM de DELTA CONTROLS Este sistema es un sistema que se compra completo, y es uno de los sistemas BACnet más completos. En su sistema incluye: - enteliBUS. Se trata del cable de comunicaciones internas. - enteliTOUCH. Es la pantalla táctil desde la que se visualiza y se puede controlar el sistema. - enteliZONE. Es un dispositivo que permite el control por zonas. - eneteliMESH. Son los sensores inalámbricos que se encargan de la eficiencia energética y de que no se despercie la energía utilizada para climatizar. - enteliWEB. Se trata del software de gestión del sistema, pero no actúa como servidor web, por lo que no se puede telecomandar. Este sistema costaría montarlo unos 2000 € en una vivienda de 5 habitaciones, 2 salones y 3 baños. - e-WSC de DELTA CONTROLS Se trata del sistema paralelo al anterior descrito. Presenta los mismos componentes y funciones, pero con memoria en la nube de la propia empresa, lo cual permite crear un servidor web y vincularlo a la instalación, de modo que si permite el telemando. Este sistema alcanza los 3000 € con las mismas características descritas en el enteliSYSTEM. Por tanto, BACnet es, de momento, más caro que AIRZONE y presenta funciones similares. La diferencia es que DELTA ofrece un diseño gráfico mucho más fácil e intuitivo que AIRZONE. Este protocolo BACnet también permite conectarlo a una instalación KNX a través de su pasarela, quedando el esquema de la siguiente manera: pág. 45 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ - eWeLink ZIGBEE Se trata de una válvula con un funcionamiento similar a la anterior, pero funciona solo con ZigBee, lo que limita las posibilidades de la válvula. Su precio es de 60 €. Imagen 30. Electroválvula eWeLink. Fuente: Tienda online ManoMano. Tabla resumen de las características de los dispositivos que pueden integrar el sistema de control de ACS y agua fría: Características LOGO 8! SR2A201 FU MILLENIUM 3 PM554-4 ABA/ S 1.2.1 ALPHA BD-NA eWelink Sistema inmótico PLC PLC PLC PLC PLC KNX ZigBee Z-wave ZigBee Tensión de servicio 24V 230V 230V 24V 24V 230V 24V 230V Conexión Ethernet Si No No Si Si No No No Conexión Bluetooth No No No Si No Si Si Si Servidor web Si No No Si No Si Si Si Memoria 2 GB 2 GB 1 GB 2 GB 1 GB No No No Ampliación de memoria No Si Si Si Si. No No No Expandible No No Si No No No No No Canales de entrada 8 16 8 16 V 1 1 1 Entradas analógicas No Si Si No No Si Si Si Canales de salida 8 16 8 16 V 1 1 1 Precio aproximado 155 € 149 € 167 € 320 € 333 € 30 € 135€ 60 € Tabla 14. Resumen características dispositivos ACS y agua fría. Fuente: Elaboración propia pág. 46 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Tabla resumen de las funciones que se requiere del sistema de control de ACS y agua fría: Funciones LOGO 8! SR2A201 FU MILLENIUM 3 PM554-4 ABA/S 1.2.1 ALPHA BDNA eWelink Corte electroválvula manual Si Si Si Si Si Si Si Si Corte electroválvula automático Si Si Si Si Si Si Si Si Corte de emergencia Si Si Si Si Si No No No Detección presión No No No No No Si Si Si Entrada para sensores Si Si Si Si Si No No No Envío de alarmas Si Si Si Si Si Si Si Si Monitorización de mediciones No No No No No Si No No Tabla 15. Resumen funciones dispositivos ACS y agua fría. Fuente: Elaboración propia 4.5.4. Mantenimiento. Para ayudar a resolver las tareas de mantenimiento también existen soluciones domóticas. Las hay en los distintos sistemas domóticos descritos en este proyecto. Sistema MODBUS Para este sistema las empresas CIRCUTOR y SCHNEIDER ofrece una variedad de opciones. Se basan en la comunicación a través del sistema MODBUS, con cable BUS RS485, y el sistema es parecido a KNX, pero de manera autoritaria, es decir, no hay pasarelas que lo comuniquen, pero gracias a que ofrecen soluciones con servidor web (es decir, podemos acceder desde cualquier navegador). Por tanto, tras este estudio resulta aún más atractiva la opción de la Tablet para el control total de la eficiencia energética, sostenibilidad y mantenimiento de un edificio. Para el mantenimiento de las instalaciones eléctricas se necesitan las siguientes funcionalidades en materia de eficiencia energética: - Función de relé en el paso de energía - Monitorización de mediciones de energía en pantalla. - Monitorización de mediciones de energía mediante aplicación web/móvil. - Actuación a distancia mediante aplicación web/móvil - Control de intensidad y limitación de potencia - Envío de alarmas - Generación de informes con fórmulas de precios y tarifas pág. 47 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ - CVM-B100-ITF de CIRCUTOR Se trata de un analizador de redes. Se instalan sobre panel. Se puede monitorizar el consumo energético, es decir, visualizar en tiempo real los datos de la instalación. Este analizador soporta 100 amperios, con lo cual serviría para redes hasta de media tensión. Las tensiones las mide directamente a través de toroidales. Estos analizadores son modulares, es decir, se le pueden poner tarjetas de expansión. Una gran ventaja que presentan estos analizadores de redes es que con los datos que nos ofrece se puede saber cuánta energía reactiva se está consumiendo, ya que ese factor puede recargar la factura eléctrica. Además, ofrece todos los datos gráficamente muy sencillos e intuitivos. Funciona en sistema MODBUS. Su precio es de 450 €. Imagen 31. Analizador de redes CVM-B100-ITF de CIRCUTOR. Fuente: Tienda eEnergie online. - MyeBOX de CIRCUTOR Es la versión superior del CVM, pero con mejoras interesantes. En este caso la monitorización da un paso más allá y permite realizar las tareas de mantenimiento a distancia. Este analizador ofrece teclado capacitivo, envío de alarmas por e-mail y comunicación WiFi y 3G Su precio es de 2800 €. Imagen 32. Analizador de redes MyeBOX de CIRCUTOR. Fuente: Página web oficial de CIRCUTOR. pág. 48 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ - METSEPM5100 de SCHNEIDER Es un analizador de redes similar al CVM de CIRCUTOR. Ofrece prácticamente las mismas características y un software gráfico parecido. También es un sistema MODBUS. La ventaja de este modelo es que puede comunicarse con el sistema KNX. Sin embargo, el aspecto gráfico no es tan destacado en este dispositivo. Su precio es de 305 €. Imagen 33. Analizador de redes METSEPM5100 de SCHNEIDER. Fuente: Tienda online One-Elec. A continuación, se presenta una tabla resumen de las características destacables y de interés de los analizadores de redes que se estudian del mercado: Características MODBUS CVM-B100-ITF de CIRCUTOR MyeBOX de CIRCUTOR METSEPM5100 de SCHNEIDER Sistema inmótico MODBUS MODBUS MODBUS-KNX Tensión de servicio 3,3V 3,3V 3,3V y 24V si se conecta a KNX Conexión Ethernet Si Si Si Servidor web Si Si No Memoria SD SD SD Expandible Si Si Si Precio aproximado 450 € 2800 € 305 € Tabla 16. Resumen características analizadores de red MODBUS. Fuente: Elaboración propia. pág. 49 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Resumen de las funcionalidades que se requieren de los distintos analizadores de redes: Funciones CVM-B100-ITF de CIRCUTOR MyeBOX de CIRCUTOR METSEPM5100 de SCHNEIDER Función relé Si Si Si Monitorización en pantalla Si Si Si Monitorización inalámbrica Si Si No Actuación a distancia Si Si No Limitación de potencia Si Si Si Envío de alarmas Si Si No Generación de informes No Si No Tabla 17. Resumen funciones analizadores de red MODBUS. Fuente: Elaboración propia. Sistema KNX En el sistema KNX, en vez de analizadores de redes el mercado ofrece medidores de energía, que, combinados con actuadores de energía, podremos también tanto visualizar, como realizar tareas de mantenimiento que, al ser programadas con el programa de KNX, se podrán automatizar. En primer lugar, se estudia el mercado de los medidores de energía. - TE331 de HAGER Se trata de un medidor de energía similar a los del sistema MODBUS. La diferencia es que estos funcionan vía BUS KNX. El resto es igual, ofrece las mismas funciones, excepto que con que este dispositivo solo se puede visualizar la energía mientras estes conectado vía USB al BUS. No posee comunicación inalámbrica. Este dispositivo no se recomienda combinarlo con un actuador de energía ya que no tiene la función de tele comandar. Su precio es de 130 €. Imagen 34. Medidor de energía TE331 de HAGER. Fuente: Tienda online EIBABO. pág. 50 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ - 7KM2200-2EA30-1CA1 de SIEMENS Es un producto que ofrece las funcionalidades del TE331, pero este incorpora una pantalla LCD donde se pueden monitorizar los valores de la instalación eléctrica. Este puede medir los valores de energía reactiva, con los cual se pueden detectar armónicos si los hubiera. El resto de las funcionalidades son iguales. Su precio es de 200 €. Imagen 35. Medidor de energía de SIEMENS. Fuente: Tienda online WiiAutomation. - 000838-EIB de EMU Este medidor de energía es idéntico al SIEMENS, pero incorpora la mejora que lo hace el mejor de la gama, y es que incorpora un servidor web de KNX, es decir, una aplicación web desde la que se puede visualizar la instalación. Si además se combina este dispositivo con un actuador de energía, el hecho de tener aplicación web permite tele comandar el dispositivo, lo cual lo convierte en la herramienta más potente. Su precio es de 450 €. Imagen 36. Medidor de energía EIB de EMU. Fuente: Tienda online EIBABO. pág. 51 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Por último, se estudia el mercado para comprar un actuador de energía que nos permita actuar sobre la instalación eléctrica en función de los valores monitorizados. - KAA-4R4V-10 de MW Se trata de un actuador KNX de 4 canales de 10 A, 4 salidas de relé (dispositivo de seguridad) y 4 salidas de 0-10V (muy baja tensión). Trabaja en combinación con los medidores de energía e interconectados a ellos para recibir los datos sobre los que actuarán. Su precio es de 160 €. Imagen 37. Medidor de energía KAA-4R4V-10 de MW. Fuente: Tienda online OLFER. - SE/S 3.16.1 de ABB Se trata de un medidor de energía del sistema KNX con las mismas características que el de MW. Su precio es de 270 €. Imagen 38. Medidor se energía SE/S 3.16.1 de ABB. Fuente: Tienda online EIBABO. pág. 52 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ - Se resumen las características de los medidores de energía KNX del mercado: Tabla 18. Resumen características medidores de energía KNX. Fuente: Elaboración propia. - Se resumen las funcionalidades requeridas de los medidores de energía KNX del mercado: Tabla 19. Resumen funciones medidores de energía KNX. Fuente: Elaboración propia. Características KNX TE331 de HAGER 1CA1 SIEMENS EIB de EMU 4R4V de MW SE/S 3.16.1 de ABB Sistema inmótico KNX KNX KNX KNX KNX Tensión de servicio 24V y 230V adicional 24V y 230V adicional 24V y 230V adicional 24V y 230V adicional 24V y 230V adicional Conexión Ethernet No No Si No No Servidor web No No Si No No Memoria 124 Mb 1 GB 2 GB 2 GB Ampliación de memoria No No No No No Expandible Si Si Si Si Si Canales de entrada 6 4 8 4 8 Entradas analógicas No No No No No Canales de salida 6 4 8 4 8 Precio aproximado 130 € 200 € 450 € 160 € 270 € Funciones TE331 de HAGER 1CA1 SIEMENS EIB de EMU 4R4V de MW SE/S 3.16.1 de ABB Función relé Si Si Si Si Si Monitorización en pantalla No Si Si No No Monitorización inalámbrica No No Si No No Actuación a distancia No No No No No Limitación de potencia Si Si Si Si Si Envío de alarmas Si Si Si No Si Generación de informes No No Si No Si pág. 53 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ 4.5.5. Confort de los usuarios. Para el confort de los usuarios existen diversas opciones en el mercado muy interesantes. Todas ellas son aplicaciones web que permiten el control total de la instalación KNX. Para los demás sistemas se deben crear servidores web independientes (como ZigBee o Z-wave). Por ello es tan importante que puedan comunicarse a través de pasarelas a KNX. Las funciones que requieren los dispositivos destinados al confort de los usuarios, que a su vez incorpora funciones, tanto manuales como automáticas, de eficiencia energética, ya que algunos permiten programar ciertas funciones, son: 1. Control de iluminación. Regulación de luces. 2. Control de persianas. Subida y bajada de persianas. 3. Control de aire acondicionado. Cambios de modo. 4. Control de los cambios de modo en función horaria. 5. Visualización en pantalla. 6. Visualización mediante aplicación web/móvil. 7. Creación de escenas. 8. Creación de modos: ausencia corta, ausencia larga, vacaciones… 9. Habilitar/Deshabilitar enchufes. 10. Comunicación inalámbrica. Servidor web. Control remoto desde aplicación web/móvil. - SMARTtouch 7 6136/07-1825 de ABB Se trata de una pantalla táctil para el control de instalaciones KNX de 8 pulgadas. Desde ella se pueden controlar absolutamente todo lo que se pueda programar en el software ETS, desde encender o apagar luces, subir/bajar persianas, ver cámaras de vigilancia, programar escenas de TV, deporte… configurar los luxes en función de las actividades… Ofrece una infinidad de funciones en un sistema intuitivo y fácil de programar. Se conecta al sistema mediante BUS KNX. Su precio de es 1000 €. Imagen 39. Pantalla táctil SMARTtouch 7 de ABB. Fuente: Tienda online Amazon. pág. 54 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Existe otro método de conseguir este objetivo de Confort con un precio inferior. En este caso hay dispositivos en el mercado que poseen en su interior el software necesario para visualizarlo, y accedes a él a través de cualquier pantalla táctil, ya sea un teléfono móvil, Tablet … Con lo cual se podría comprar una Tablet de gama media entre unos 100-200 €. En este caso la Tablet nos ofrece el servicio de visualización KNX, pero, además, al tratarse de una Tablet con acceso a internet, se puede acceder a servidores web, es decir, podemos acceder a los servicios que ofrece también ZigBee, por ejemplo, o BACnet, entre otros sistemas. Desde la Tablet accederemos al dispositivo KNX de Confort que hay en el mercado. - TJA670 Domovea de HAGER Se trata de un dispositivo de KNX tipo BUS que se conecta en la raíz principal de la instalación para controlarla al completo. Además de tener la visualización y el control sobre la instalación, tiene 16 entradas y salidas para conectar más sensores o actuadores, por ejemplo. Se trata de una herramienta muy potente ya que además del Confort que ofrece, tiene muchas más funcionalidades internas que la SMARTtouch de ABB. Domovea incorpora perfiles para controlar el consumo de energía en ciertos momentos en función de la vida del usuario. Tiene comunicación inalámbrica (procotolo TCP/IP) y Ethernet, por lo que se comporta como servidor web que, además, incorporado en el interior dispositivo. Su precio es de 600 €. Imagen 40. Dispositivo TJA670 Domovea de HAGER. Fuente: Tienda online EIBABO. pág. 61 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Imagen 45. Fase de programación del panel. Fuente: Elaboración propia. PARTE II. CUERPO pág. 62 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ 6. ANÁLISIS 6.1. Análisis de necesidades sobre productos de ahorro de energía eléctrica Tras estudiar el mercado, analizaremos las funciones que se exigen a los productos, para averiguar cuáles son los productos mas adecuados para nuestro sistema. - Detección de usuario en habitaciones Para la detección de usuarios en las habitaciones, se deben incorporar al producto elegido sensores de detección, los cuales pueden ser de presencia o de movimiento. Los detectores de presencia tienen una ventaja y es que, aunque el usuario esté parado, lo detecta, de modo que se evitan fallos en la funcionalidad final de la instalación. Todos los sistemas propuestos tendrán su base de datos propia no manipulable cumpliendo así con el Reglamento General de Protección de Datos (RGPD). En este aspecto los 5 productos estudiados cumplen con la función. - Corte del suministro eléctrico en habitaciones cuando no haya usuarios en el interior, excepto ciertas tomas que sean necesarias. Para ello se suele colocar un relé que se accione con una tarjeta MiFare con tecnología RFID 13,54 MHz (un tarjetero inalámbrico), que será otro extra de la instalación. Esta tarjeta estará programada y no se pueden copiar (solo existe una por cada usuario) También los 5 productos cumplen con esta función. - Detección de ventanas abiertas. Posibilidad de lectura de sensores de ventana y puerta. Corte del aire acondicionado en caso de apertura de puertas o ventanas. Para cumplir con esta función se incorpora un sensor electromagnético en la puerta o ventana, de modo que cuando se produce alguna apertura, la climatización se desactiva para ahorrar energía. Todos los productos estudiados son válidos para esta función. - Detección de temperatura de estancia. Para ello se requiere un sensor de temperatura, el cual podemos incorporar nuevamente a todos los productos. - Detección de calidad de aire. En este caso se debe incorporar un sensor de humedad y otro de detección en partes por millón del CO2 se la estancia. La particularidad de esta función es que permite integrarla en nuestro sistema KNX centralizado, aunque el sistema de aire acondicionado traiga una pág. 63 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ detección de calidad de aire propia. Este sistema sólo funciona en 3 dispositivos de los 5 estudiados: 1. LOGO 8! De SIEMENS 2. PM554-4 de ABB 3. ABA/S 1.2.1 de ABB - Cambios de modo en la climatización y ventilación en función de la temperatura de la estancia y de la calidad del aire. Esta función no tiene peso dentro de nuestro análisis de ahorro eléctrico ya que se va a implantar en este proyecto un sistema de control de climatización y ventilación, donde el mercado ofrece funciones de cambio de modo, incluidos ciertos extras que posteriormente analizaremos y que los PLC estudiados no son capaces de ofrece en materia de ahorro y eficiencia energética. En la tabla inferior se ha realizado un análisis gráfico sobre las tablas elaboradas en el estado de la cuestión. Características LOGO 8! SR2A201FU MILLENIUM 3 PM554-4 ABA/S 1.2.1 Sistema inmótico PLC PLC PLC PLC KNX Tensión de servicio 24V 24V 24V 24V 24V Conexión Ethernet Si No No Si Si Servidor web Si No No Si No Memoria 2 GB 2 GB 1 GB 2 GB 1 GB Ampliación de memoria No Si. MicroSD Si. MicroSD Si. MicroSD Si. La que permite KNX Expandible No No Si No No Canales de entrada 8 16 8 16 Variable (sin límite real) Entradas analógicas No Si Si No No Canales de salida 8 16 8 16 Variable (sin límite real) Precio aproximado 155 € 149 € 167 € 320 € 333 € Funciones 1 Detección usuario Si Si Si Si Si Corte suministro Si Si Si Si Si Detección de ventanas Si Si Si Si Si Detección de puertas Si Si Si Si Si Corte aire acondicionado Si Si Si Si Si pág. 64 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Detección temperatura Si Si Si Si Si Detección calidad aire Si No No Si Si Cambios de modo Combinado KNX No No Combinado KNX Si Tabla 22. Análisis gráfico características y funciones dispositivos de ahorro eléctrico. Fuente: Elaboración propia. En la tabla anterior se representa: - En verde las características o funciones positivas que nos proporcionan los dispositivos. - En color ciruela las que influyen negativamente en la elección de un dispositivo para las funciones que se requieren. - En color cian las que no son influyentes a la hora de tomar una decisión. Por tanto, dentro de las tres posibilidades que cumplen las funciones requeridas, la opción más viable sería el PLC LOGO 8 De SIEMENS, que es la más barata. Además, este PLC ofrece servidor web, y el ABA/S de ABB no tiene esta función teniendo un precio superior. En el resto de las características técnicas el LOGO y el PM554-4 son iguales, excepto en la ampliación de memoria, que sería la única limitación del LOGO, al cual no se le puede ampliar la memoria. A pesar de ello, con los 2 GB de almacenamiento interno que nos ofrece se puede controlar una habitación de cualquier hotel/residencia sin problema. Ambos funcionan al mismo voltaje y potencia, con lo cual ambos van a producir un consumo energético idéntico, alimentándose a 230V para función, incorporando el sistema inmótico a 24V, lo cual supone un ahorro energético frente a una instalación que alimente a sensores y actuadores a 230V. Por último, la función más importante que presentan estos dos dispositivos es que pueden incorporar una programación informática que automatice el control de las funciones descritas, lo cual supone una reducción tanto de la demanda energética como de las tareas de mantenimiento. El único inconveniente del LOGO sería la limitación en la memoria a 2GB, y el único del PM554 sería el precio. 6.2. Análisis de necesidades sobre productos de ahorro de energía eléctrica en iluminación Se analizará a continuación cuales serían los productos más adecuados para el uso que se prevé en los dispositivos. - Encendido/Apagado de luces Esta función es básica en todos los sistemas de control de iluminación. Todos los sistemas inmóticos estudiados cumplen con ella. La diferencia es que, si se incorpora a un sistema pág. 65 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ KNX, se podrá encender y apagar desde una visualización de confort, que además ofrece funciones de ahorro energético. - Regulación de intensidad luminosa Se trata de una función que permita al usuario elegir la intensidad con la que se encienda la lámpara, ya sea a través de una visualización o de manera automatizada a través de una programación previa. En este caso los tres sistemas estudiados también cumplen con este requisito. - Detección de luminosidad. Este requisito adquiere mayor peso en la elección de un sistema para el control de la iluminación, ya que, a través de una sonda de luminosidad, permite establecer luxes en los planos de trabajo, de modo que la lámpara se encenderá a la intensidad que garantice los luxes establecidos. De esta manera se produce un ahorro energético importante, ya que sólo estará encendida al 100% cuando se requiera esa intensidad para garantizar los luxes en el plano de trabajo (generalmente será de noche, mientras que de día estará encendida con una intensidad baja/media, reduciendo la demanda energética). De los tres sistemas, tan solo DALI combinado e integrado en KNX nos permite realizar esta funcionalidad. - Detección de presencia. Esta función la desempeña un detector de presencia, el cual se programa para que cuando no se detecte presencia las luces se apaguen. De esta manera se produce el ahorro energético en caso de fallos humanos. Esta función es posible conseguirla con el sistema DALI-KNX, que es, además, el único que cumple con los 4 requisitos. En la tabla inferior se ha realizado un análisis gráfico sobre las tablas elaboradas en el estado de la cuestión. Características DALI DMX DALI-KNX Sistema inmótico DALI DMX DALI con KNX Aparatos de servicio 64 Los que quepan en 512 canales (Aprox. 100 aparatos) 64 Grupos DALI máximos 16 Los que quepan en 512 canales (Aprox. 20 grupos) 16 Escenas DALI máximas 16 Las que soporte el programador. Según fabricante 16 pág. 66 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Tensión de servicio 9,5-22,5 V 9,5-22,5 V 9,5-22,5 V y 24V para los sensores de luminosidad Corriente del sistema 250 mA 400 mA 250 mA Velocidad de transmisión 1200 baudios 512000 bit/s 1200 baudios y 9200 bits/s para los sensores de luminosidad Polaridad en hilos de cables No No No Caída de tensión máx. 2 V 2,5 V 2 V Elementos necesarios Cable BUS DALI, Programador, Balasto electrónico, Luminarias. Cable BUS DMX, Programado, Luminarias. Cable BUS DALI y KNX, Programador, Pasarela KNX-DALI, Balasto electrónico, Luminarias. Precio sistema aprox. 80 € 300 € 600 € Funciones Encendido/Apagado Si Si Si Regulación de intensidad Si Si Si Detección de luminosidad No No Si Detección de presencia No No Si Tabla 23. Análisis gráfico características y funciones dispositivos de ahorro en iluminación. Fuente: Elaboración propia. En la tabla anterior se representa: - En verde las características o funciones positivas que nos proporcionan los dispositivos. - En color ciruela las que influyen negativamente en la elección de un dispositivo para las funciones que se requieren. - En color cian las que no son influyentes a la hora de tomar una decisión. Por tanto, si nos ceñimos a las características, el mejor sistema sería DALI, ya que por su precio tiene las mismas características que otro sistema de 600 €. Sin embargo, debemos atender a las funcionalidades que requerimos para eficiencia energética. Y, en este caso, el mejor sistema es la integración de DALI en KNX, ya que es el único sistema que permite detección de luminosidad y presencia, además de poder programar en función de nuestras necesidades. Con lo cual, analizando en profundidad los sistemas, DMX y DALI no serían adecuados para los objetivos de este proyecto, ya que con 64 aparatos de servicio (lámparas) tendremos suficiente. pág. 67 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ 6.3. Análisis de necesidades sobre productos de ahorro de energía en climatización/ventilación Del estudio realizado en el mercado inmótico para cumplir con el objetivo principal del proyecto se obtiene el siguiente análisis en profundidad sobre los sistemas y dispositivos disponibles. - Encendido/Apagado del climatizador. Ocurre igual que con la misma función en iluminación, se trata de una función básica que todos los sistemas de control permiten. - Control de velocidades del ventilador. Normalmente tienen 3 o 5 velocidades de ventilador. Los tres sistemas estudiados cumplen también con esta funcionalidad. La diferencia será el número de velocidades, siendo BACnet el que ofrece mayores posibilidades en este aspecto. - Cambios de modo. Uno de los aspectos fundamentales de los sistemas de control de climatización y ventilación son los cambios de modo. Suelen definirse 4 modos: o Modo Protección anti-heladas: este modo protege al sistema en caso de que se prevean riesgo de congelación en las tuberías del sistema. En este modo la temperatura mínima del sistema se establece en un valor mayor de 5 grados. o Modo Confort: suele estar sobre los 25ºC, es decir, el termostato programado hará que se encienda y se apague la climatización manteniendo en la estancia una temperatura de 25ºC. o Modo Noche: es el modo nocturno, y suele estar unos tres grados menos al modo confort. o Modo StandBy: se suele establecer en 19ºC, se suele utilizar cuando se está fuera de la estancia durante mucho tiempo, para permitir la renovación del aire y climatizar la estancia a una temperatura en la que no haya riesgo de condensaciones. En nuestro estudio los tres sistemas pueden cambiar los modos, con la peculiaridad que KNX permite programar estos cambios de modo en función de ciertos parámetros. - Detección de temperatura. Es una función imprescindible en cualquier sistema de control de climatización y ventilación. De hecho, todos los sistemas incorporan esta función. pág. 68 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ - Detección de calidad de aire. Con un sensor adicional, se pueden controlar la humedad de las estancias en ciertos sistemas de control. Esto permite, junto a un detector de CO2, controlar la calidad del aire de una estancia. En este caso el único sistema que permite incorporar esta funcionalidad es KNX. El resto de sistemas no lo incorporan, habría que utilizar sistemas externos e integrarlos en el propio sistema AIRZONE o BACnet. - Programar modos de funcionamiento en función horaria. Esta función es muy útil para programar, de manera personalizada, los modos en función horaria. De esta manera el usuario puede programar en el sistema las horas de su rutina para cambiar los modos en función de ello, y, además, al incorporarlo en el sistema KNX podrá usar sus sensores y obtener mayores ahorros energéticos reduciendo la demanda de energía innecesaria En este caso los tres sistemas cumplen con este requisito, pero hay limitaciones según ciertos modelos de AIRZONE y BACnet, con lo cual KNX sigue siendo el sistema que mayores funciones incorpora en este aspecto. - Control energético mediante sistema PI o PWM. Esta función es la más importante a la hora de decidir sobre la elección de un sistema, ya que, se trata de una medida de ahorro energético muy importante. Se trata de un sistema innovador de KNX, el cual sólo está disponible en el mercado con ciertos dispositivos de KNX. Las definiciones de las dos funciones de ahorro son: 1. PI (Proporcional-Integral): Se origina por un algoritmo de control. La gráfica siguiente representa el funcionamiento. Imagen 46. Gráfico del algoritmo de control PI. Fuente: Curso UMA KNX-Advanced 09. pág. 69 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Como se puede observar en la gráfica, la temperatura de consigna se establece en 30ºC, y la temperatura actual irá acercándose lo máximo posible a la de consigna. Para ello, la electroválvula se abrirá y cerrará en función del algoritmo para mantener esa temperatura, de modo que se produce un ahorro energético por reducción de demanda. Este algoritmo se dará en dos pasos, abrir y cerrar. Para que este algoritmo funcione se debe instalar una electroválvula todo-nada. 2. PWM (Control discreto): El control en dos pasos visto anteriormente para determinados tipos de calefacción no satisface las necesidades de regulación progresiva, es decir, en caso de que tengamos una electroválvula continua. En este caso la electroválvula podrá abrirse a ciertos porcentajes, con lo cual la precisión del control es mucho mayor y, por tanto, el ahorro energético. La siguiente gráfica lo representa mucho mejor: Imagen 47. Gráfico del algoritmo de control PWM. Fuente: Curso UMA KNX-Advanced 09. En este algoritmo, el valor de control calculado permite abrir la válvula a determinado valor, como se puede ver en el primer gráfico de la imagen superior, de modo que se reduce la demanda en la electroválvula, y, por tanto, en el sistema de climatización. En la tabla inferior se ha realizado un análisis gráfico sobre las tablas elaboradas en el estado de la cuestión. Características AIRZONE BACnet KNX Aparatos de servicio 1 por estancia Hasta 4 64 Grupos máximos 12 8 16 Velocidades de ventilador 3 5 3 Tensión de servicio 9,5-22,5 V 9,5-22,5 V 24V Corriente del sistema 400 mA 250 mA 250 mA pág. 76 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ - Envío de alarmas Es una función que resulta muy útil para los operarios de mantenimiento del colegio, ya que, en caso de que se produzcan anomalías en la instalación y sean detectadas por nuestro dispositivo encargado del mantenimiento, tendrá la capacidad de enviar estos datos vía SMS, e-mail o a través de pantallas de aviso, de modo que se pueda actuar lo antes posible. Prácticamente la mayoría de los dispositivos destinados al mantenimiento cumplen con este requisito. - Generación de informes con fórmulas de precios y tarifas Por último, y no menos importante, se encuentra la función de generación de informes automática. Esto supone un ahorro de tiempo ya que el propio dispositivo genera el informe con los datos que interese, analizando ciertos valores. Estos informes son totalmente personalizables en función de las necesidades según la instalación. Se pueden programar para enviarlos En el colegio a estudiar, sería un factor importante la generación de los informes y su envío automático a secretaría o dirección para poder actuar con rapidez en caso de averías y, sobre todo, para llevar un control total sobre todos los consumos individualizados. En este caso MyeBOX de CIRCUTOR, EIB de EMU y SE/S de ABB son los tres que pueden generar estos informes. En las tablas inferiores se ha realizado un análisis gráfico sobre las tablas elaboradas en el estado de la cuestión, tanto para el sistema MODBUS como para el sistema KNX. Características MODBUS CVM-B100-ITF de CIRCUTOR MyeBOX de CIRCUTOR METSEPM5100 de SCHNEIDER Sistema inmótico MODBUS MODBUS MODBUS-KNX Tensión de servicio 3,3V 3,3V 3,3V y 24V si se conecta a KNX Conexión Ethernet Si Si Si Servidor web No Si No Memoria SD SD SD Expandible Si Si Si Precio aproximado 450 € 2800 € 305 € Funciones Función relé Si Si Si Monitorización en pantalla Si Si Si Monitorización inalámbrica Si Si No pág. 77 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Actuación a distancia Si Si No Limitación de potencia Si Si Si Envío de alarmas Si Si No Generación de informes No Si No Tabla 26. Análisis gráfico características y funciones dispositivos de mejora de mantenimiento (MODBUS). Fuente: Elaboración propia. Tabla 27. Análisis gráfico características y funciones dispositivos de mejora de mantenimiento (KNX). Fuente: Elaboración propia. Características KNX TE331 de HAGER 1CA1 SIEMENS EIB de EMU 4R4V de MW SE/S 3.16.1 de ABB Sistema inmótico KNX KNX KNX KNX KNX Tensión de servicio 24V y 230V adicional 24V y 230V adicional 24V y 230V adicional 24V y 230V adicional 24V y 230V adicional Conexión Ethernet No No Si No No Servidor web No No Si No No Memoria 124 Mb 1 GB 2 GB 2 GB La de KNX Ampliación de memoria No No No No No Expandible Si Si Si Si Si Canales de entrada 6 4 8 4 8 Entradas analógicas No No No No No Canales de salida 6 4 8 4 8 Precio 130 € 200 € 450 € 160 € 270 € Funciones Función relé Si Si Si Si Si Monitorización en pantalla No Si Si No No Monitorización inalámbrica No No Si No No Actuación a distancia No No No No No Limitación de potencia Si Si Si Si Si Envío de alarmas Si Si Si No Si Generación de informes No No Si No Si pág. 78 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ En la tabla anterior se representa: - En verde las características o funciones positivas que nos proporcionan los dispositivos. - En color ciruela las que influyen negativamente en la elección de un dispositivo para las funciones que se requieren. - En color cian las que no son influyentes a la hora de tomar una decisión. Una vez analizadas las tablas, se puede decir que el sistema MODBUS es más completo que KNX en materia de mantenimiento, ya que ofrece más y mejores funcionalidades. El dispositivo más completo sería MyeBOX de CIRCUTOR, que ofrece todo lo que requerimos en el proyecto, pero tiene el inconveniente de ser el producto más caro. Sin embargo, los otros dos dispositivos MODBUS estudiados también ofrecen muy buenas características en temas de mantenimiento por el precio que tienen. Cabe destacar que no poseen servidor web ni monitorización inalámbrica, lo que suponen dos grandes inconvenientes para las funciones requeridas. Los dispositivos KNX tienen bastantes carencias en este epígrafe, ya que el sistema KNX no está diseñado para la mejora del mantenimiento, sino para el ahorro y eficiencia energética y para el confort, habiendo dispositivos estudiados que no ofrecen ni siquiera monitorización de mediciones en pantalla. 6.6. Análisis de necesidades sobre productos de confort de los usuarios Una vez se han solucionado todas las necesidades que genera nuestro objetivo principal en materia de eficiencia energética, se pueden analizar las necesidades referentes al confort de los usuarios y del propio colegio. El confort se resuelve con una pantalla, ya sea táctil incorporada en la instalación o a través de una Tablet, pc, móvil mediante una aplicación, ya sea app o servidor web. Desde la pantalla se podrán controlar ciertas funciones. Para el confort se estudian dispositivos KNX, ya que es el sistema más abierto, y todos los dispositivos que sean compatibles con KNX se podrán controlar desde esta visualización. Entre esas funciones cabe destacar las siguientes: - Control de iluminación. Regulación de luces. Se trata de una función básica, que deben tener todos los dispositivos de control de instalaciones en materia de confort. Las funciones que debe controlar son: 1. Encendido/apagado. Es necesario que ofrezcan la opción de encender y apagar las luces, de modo individual, para tener un control total e individualizado de toda la iluminación del colegio. 2. Regulación de luces. Esta opción va a depender el sistema inmótico y de las luminarias instaladas. Si el sistema soporta regulación de luces, se podrán regular en función del % de luminosidad deseado. 3. pág. 79 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Todas las visualizaciones contienen esta función. - Control de persianas. Subida y bajada de persianas. Otra función básica es la de subir y bajar persianas, en caso de que las persianas estén motorizadas y sean compatibles con el sistema instalado en confort, que, en este caso, será KNX. Todas las pantallas o visualizaciones del mercado también cumplen con este requisito. - Control de aire acondicionado. Cambios de modo. Este requisito va ligado también al sistema que se haya implantado en aire acondicionado. En caso se elegir un sistema KNX, las mismas funciones estudiadas en su correspondiente epígrafe serán las que se puedan controlar desde la visualización. También se trata de un requisito que los dos dispositivos analizados cumplen. - Control de los cambios de modo en función horaria. Esta función la desempeña un reloj que va vinculado a la programación realizada en el propio dispositivo, y, se pueden realizar programaciones horarias, crear modos en función de la vida diaria de los usuarios, crear modos diurnos y nocturnos en función de las necesidades del colegio. Las dos visualizaciones también cumplen con ello. - Visualización en pantalla. Se trata del primer modo de visualización. Es una pantalla física que va conectada vía BUS con la instalación, encontrándose en un pasillo, habitación… Esta pantalla ofrece el control de todas las funciones descritas y más. En este caso estaríamos hablando de la SmartTouch 7 de ABB. El problema principal que presenta la visualización en pantalla es que no se puede controlar inalámbricamente o desde otra zona del colegio que no sea el lugar físico donde quede instalada la pantalla. - Visualización mediante aplicación web/móvil. En este caso se amplían las posibilidades que ofrece la visualización con pantalla, con lo cual será un requisito avanzado y con gran poder sobre la decisión de elegir un dispositivo de visualización u otro. En este caso, como ya se ha analizado anteriormente, los dispositivos que ofrecen esta función pueden estar tele comandados desde cualquier lugar, ya que este requisito se consigue mediante servidor web. Con lo cual podemos controlar toda la instalación del pág. 80 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ colegio que se integre en KNX tan solo con un móvil, Tablet u ordenador conectado a internet. Además, siempre se podrá colocar una Tablet física que actúe como pantalla por un precio inferior al que cuesta la SmartTouch 7 de ABB. En este caso adquiere un peso importante el dispositivo Domovea de Hager, que ofrece todas las funciones que necesitamos. - Creación de escenas. La creación de escenas es una herramienta muy potente, ya que se puede combinar todo lo que esté integrado en el sistema KNX. De este modo se pueden crear escenas como: 1. Escena TV: se pueden encender las luces al 30%, bajar las persianas al 80% y cambiar el modo del aire acondicionado en modo Standby, por ejemplo. 2. Escena vacaciones: pueden crearse escenas de simulación de presencia, por ejemplo 3. Escenas variadas en función de las necesidades. Esta función suelen tenerla todos los dispositivos de visualización del mercado. - Habilitar/Deshabilitar enchufes. Esta función se trata de una función que permite realizar únicamente los dispositivos que acepten códigos informáticos en su parametrización. En el caso del colegio Domovea de Hager sería el único que cumple con este requisito. En concreto, para habilitar o deshabilitar enchufes se emplea una programación desarrollada y patentada por mí. Se trata de un código informático que manda peticiones a la base de datos de la red eléctrica para conocer los precios de la luz en cada momento del día. En función de esos precios se deshabilitarán los enchufes que no sean imprescindibles y se aplicará una histéresis de encendido/apagado en los aparatos del colegio que trabajen con altas potencias. Con lo cual este modo también ofrece un ahorro energético importante en nuestra instalación. En la tabla inferior se ha realizado un análisis gráfico sobre las tablas elaboradas en el estado de la cuestión. Características SMARTtouch 7 de ABB Domovea de HAGER Sistema inmótico KNX KNX Tensión de servicio 24V 24V Conexión Ethernet No Si Servidor web No Si Memoria 2 GB 2 GB pág. 81 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Ampliación de memoria Si. MicroSD Si. MicroSD Expandible No Si Canales de entrada 8 8 Entradas analógicas No No Canales de salida 8 8 Precio aproximado 1000 € 600 € Funciones Control de iluminación Si Si Control de persianas Si Si Control aire acondicionado Si Si Funciones horarias Si Si Visualización en pantalla Si Si Visualización inalámbrica No Si Creación de escenas Si Si Creación de modos No Si Control de enchufes No Si Tabla 28. Análisis gráfico características y funciones dispositivos de confort (KNX). Fuente: Elaboración propia. En la tabla anterior se representa: - En verde las características o funciones positivas que nos proporcionan los dispositivos. - En color ciruela las que influyen negativamente en la elección de un dispositivo para las funciones que se requieren. - En color cian las que no son influyentes a la hora de tomar una decisión. Tal y como se puede observar en la tabla 27, el dispositivo Domovea de Hager ofrece todo lo que necesitamos en nuestra instalación a un precio bastante reducido en comparación con el SmartTouch de ABB, con lo cual Domovea adquiere un peso importante a la hora de decidir sobre la implantación de uno de ellos. 6.7. Análisis de necesidades sobre planificación segura en el diseño Es imprescindible que, en el diseño, tanto en el software como en el hardware (la instalación física) de los sistemas inmóticos se tengan en cuenta una serie de consideraciones para evitar posibles fallos y así alargar la vida útil de la instalación. En cuanto al software, es muy importante: - Monitorización o supervisión cíclica de telegramas. Es decir, que se puedan supervisar los envíos de datos para poder localizar fallos y que el sistema emita una alarma. - Periodos de seguridad: Si el actuador no recibe un telegrama de seguridad dentro de un tiempo, éste pasa a su modo de seguridad, por ejemplo que se recoja un toldo hasta que se produzcan las condiciones favorables o se reciba el telegrama correcto. pág. 82 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ - El periodo de supervisión (por parte del actuador): se establece en un valor equivalente a tres veces el del periodo cíclico del sensor, es decir, que el sensor reciba 3 veces el telegrama por si hubiese algún fallo o pérdida de telegrama, tenga 3 oportunidades para llegar al sensor correspondiente. En caso contrario, el sistema emitirá una alarma de fallo técnico. - Prioridad de un telegrama. Hay datos que son más importantes que otros, como, por ejemplo, la alarma de incendios o de inundación, por lo tanto, a esta información se le da prioridad dentro del sistema. Estos telegramas se enviarán con prioridad y en otro color para diferenciar que son importantes. - Comportamiento tras el retorno de la tensión del bus. Es importante verificar si los contactos son normalmente abiertos o cerrados, para evitar colisiones en la programación y que no se produzcan inversiones en su funcionamiento. Por tanto, se le definirá a cada sensor/actuador/dispositivo cual debe ser su estado tras arrancar el sistema. - Se coloca un relé (dispositivo de seguridad) que absorbe la tensión una vez se rearme la electricidad y espera un tiempo hasta que se estabilice la tensión para dejar pasar la corriente. - Importante tener un sitio (servidor web, por ejemplo) que guarde los últimos parámetros que había para que cuando vuelva la corriente vuelva al estado que tenían. Consideraciones en cuanto al hardware: - En los sistemas KNX, cada dispositivo del bus tiene su propia autonomía y un microprocesador independiente, es decir, se trata de un sistema descentralizado donde cada dispositivo envía información cuando él mismo lo considere oportuno (por ejemplo, que alguien se acerque al detector y mande al bus la información de encender una luz. - Módulos lógicos y visualizaciones en combinación con acopladores. Se aconseja distribuir los controladores (si tenemos 4 salas, ponemos 4 módulos lógicos, no 1 para las 4 salas). - Es recomendable que los sistemas de visualización estén en corriente permanente (SAI) con el ordenador que lo visualiza o la pantalla que guarde los estados que tenía la instalación antes del parón. - Actuadores con múltiples canales. Es recomendable tener actuadores independientes por salas, ídem punto 2. Se pueden cruzar los actuadores en las distintas salas para no dejar sin luz a ninguna en caso de avería o mantenimiento (por ejemplo, tener 3 circuitos). - Ventajas del uso de los acopladores de línea. Las tablas de filtro son muy importantes dentro de los acopladores de línea (para que no salgan las órdenes a otras líneas y sobresaturen el sistema). Una tabla de filtro se integra en cada línea dejando pasar o no los telegramas en función de los dispositivos que haya en cada línea. - Los acopladores llevan un dispositivo de protección diferencial, es decir, aunque sólo tengamos una línea es recomendable colocarlo. pág. 83 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ - Alimentación del BUS en caso de caídas de tensión. Las alarmas suelen tener una batería externa de 12V para alimentación constante, no se debe enchufar nada a esta batería. - Si coexisten varios acopladores de línea en un sistema KNX, debe preverse alimentación de emergencia en cada una de las líneas. 6.8. Análisis de necesidades resueltas sobre eficiencia energética de otros proyectos En este apartado se van a analizar ciertas necesidades propuestos en otros Proyectos Fin de Grado referentes a la eficiencia energética en edificios o viviendas. Se enumeran los proyectos y se define la resolución propuesta con las soluciones adoptadas en este proyecto, ya que muchas necesidades quedan cubiertas usando sistemas inmóticos: 1. ‘Instrumentos para la eliminación de la pobreza energética en viviendas sociales. Bono social de servicios energéticos’ de Yolanda Vidal Díaz. El objetivo de este PFG es conseguir una reducción de la pobreza energética en España para la creación de un bono social de servicios, en el que se incluyen costes energéticos de electricidad y gas, de telecomunicaciones, así como agua y saneamiento. - Propuesta de mejora en energía eléctrica: en esta propuesta sintetiza las tarifas horarias de las distintas compañías eléctricas para aplicarlas a los datos de consumo, además de comparar cuanto sería el importe de luz con o sin placas fotovoltaicas. En esta propuesta se genera un listado de objetivos, los cuales también se pueden resolver utilizando sistemas inmóticos: 1. Uso de energías renovables: una vez se tiene constancia que un edificio utiliza energía solar fotovoltaica, a través del sistema de mantenimiento MODBUS de CIRCUTOR estudiado en este proyecto se pueden monitorizar los datos de producción y uso de la energía producida, de modo que se tenga un control de la energía producida y consumida. Además, este sistema MODBUS permite telecomandar la instalación (cortas válvulas, abrir bypass, controlar los reguladores de carga…) de modo que se pueden realizar acciones a distancia, lo que mejora el mantenimiento de la producción solar y, además, permite controlar el uso de las placas, de modo que no se desperdicie energía producida y los reguladores de carga trabajen en un estado óptimo, aumentando de este modo la vida útil de los mismos. 2. Rehabilitación y eficiencia energética: en este apartado se opta por reacondicionar con la finalidad de conservar la energía y reducir los costes energéticos. Para reducir los gastos en energía se opta en primer lugar por la utilización de energía solar y en segundo lugar la aplicación de cambios en las tarifas. pág. 84 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Este objetivo de ahorro se puede conseguir utilizando cierto sistema inmótico descrito en este epígrafe 6. Por un lado, utilizando un sistema LOGO8! Se pueden reducir los gastos innecesarios de luz y climatización, de modo que se optimiza el consumo, ya que en vez de trabajar en 230V trabaja a 12-24V, obteniendo un ahorro importante. Además, el sistema MODBUS de CIRCUTOR permite la actuación sobre la instalación, cortando las líneas que puedan suponer un sobrecoste (por exceso de potencia) en la factura de la luz. Este sistema permite introducirle la factura contratada y a través de una programación controlar las fases y equilibrarlas, además de establecer límites en la potencia, para evitar penalizaciones (corte de cargas innecesarios en caso de previsión de sobre potencia). Por último, para reducir los costes energéticos he desarrollado una patente propia. Se trata del enchufe inteligente, que limitará la potencia de las bases de enchufe en función del precio de la luz en ese preciso momento, declarando un ciclo de histéresis en función de si la luz es cara o barata. 2. ‘Gestión energética de planta baja del hospital universitario Virgen Macarena’ de Estibe Hidalgo Pérez El objetivo principal es la reducción del consumo energético de un hospital. Como objetivos secundarios se plantean: 1. Mejorar en confort térmico en el interior del edificio: en este caso se plantea el cambio de la instalación a una instalación eficiente. Una solución alternativa sería aplicarle un sistema de control de la energía térmica del edificio a través de electroválvulas y termostatos. De este modo se pueden aplicar los algoritmos de control PI y PWM, los cuales producen un ahorro energético importante debido a la optimización de la temperatura de los líquidos térmicos. Para ello basta con instalar un sistema inmótico KNX. 2. Conseguir una certificación energética en un edificio público sanitario de gran envergadura: en este caso los sistemas inmóticos presentan la gran ventaja que se pueden declarar, siempre y cuando cumplan con la norma UNE EN 15232, en una certificación energética, de modo que, sin cambios de instalación física, se puede mejorar gratamente la eficiencia y conseguir el certificado energético pertinente. En este apartado influyen los siguientes factores que la domótica puede controlar: o Control solar (fotovoltaicas y térmicas solares): solucionado con MODBUS. o Sistema de iluminación: se puede plantear un sistema DALI-KNX. o Control de la climatización y ventilación: control a través de KNX. o Plan de mantenimiento: monitorización y control mediante MODBUS. pág. 85 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ 3. ‘Gestión energética de vivienda unifamiliar aislada bajo el estándar passivhaus’ de Ana Escribano Benítez. En este proyecto cabe destacar que se propone como objetivo principal la mejora de la eficiencia energética de la vivienda, así como el confort de los usuarios. Las medidas que se adoptan en la mejora de la eficiencia energética se asemejan a las estudiadas anteriormente. En este proyecto cabe destacar que la mejora del confort de los usuarios se puede conseguir con un sistema inmótico que permita una visualización (ya sea a través de una pantalla física o de un servidor web/aplicación móvil). Para ello se podría integrar en la vivienda una instalación KNX completa, de modo que la mejora de la eficiencia energética es inmediata (con la consecuente mejora de la letra en la certificación energética), y además, se puede controlar globalmente la instalación, lo que mejora el confort de los usuarios. De este modo a través de un sistema inmótico se mejorar dos aspectos fundamentales hoy en día en el consumo energético. Además, esto contribuye a conseguir la gestión energética bajo el concepto ‘passivhaus’. 4. ‘Optimización de la iluminación del aparcamiento subterráneo de Aljarafe Center, Mairena del Aljarafe (Sevilla)’ de Antonio Jesús García Morales. Este proyecto está basado en la mejora de la eficiencia energética del parking subterráneo centrando esta mejora en la instalación de iluminación. Para ello se enumeran las siguientes propuestas de intervención: 1. Sustitución de lámparas fluorescentes por LED: esta sustitución podría realizarse por LEDs que trabajen a 5V colocando los balastos electrónicos DALI estudiados en este proyecto, reduciendo de esta manera el consumo directamente por la potencia consumida por las lámparas. 2. Niveles de iluminación y atenuación: si se combina el sistema DALI a través de una pasarela con otro sistema KNX, se pueden incorporar sensores de presencia y luminosidad, de modo que las lámparas sólo consuman la potencia necesaria para conseguir los luxes necesarios en el plano de trabajo. 3. Incorporación de sistema fotovoltaico: al incorporar este sistema, se puede monitorizar y controlar los valores producidos y consumidos por la instalación lumínica a través de un sistema MODBUS, con la mejora del mantenimiento y el ahorro que supone optimizar la producción solar fotovoltaica. pág. 92 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ ✓ Monitorización de mediciones. - MEJORA DEL MANENIMIENTO Se opta por implantar un sistema MODBUS MyeBOX de CIRCUTOR, desde el cual se podrán monitorizar medidas desde una pequeña pantalla que posee el sistema físicamente, además de poder visualizar estos datos desde cualquier dispositivo móvil, ya que incorpora servidor web. Además, ofrece amplias funciones en la mejora del control del mantenimiento del colegio, ya analizadas anteriormente. FUNCIONES EN EFICIENCIA Y OPTIMIZACIÓN DEL MANTENIMIENTO: ✓ Función de relé en el paso de energía ✓ Monitorización de mediciones de energía en pantalla. ✓ Monitorización de mediciones de energía mediante aplicación web/móvil. ✓ Actuación a distancia mediante aplicación web/móvil. ✓ Control de intensidad y limitación de potencia. ✓ Envío de alarmas. ✓ Generación de informes con fórmulas de precios y tarifas. - VISUALIZACIÓN Esta manera de realizar el control total del colegio permite controlar la instalación KNX al completo. En función del usuario que acceda a la aplicación la visualización y las funciones que muestra la pantalla cambiarán, para controlar el uso de esta. Desde la aplicación Domovea se podrá controlar individualmente cada habitación por parte de los alumnos, y al resto de opciones para el director, subdirector, operarios de mantenimiento… La ventaja que presenta Domovea (o cualquier servidor web parecido) es que permite integrar en la aplicación cualquier dispositivo que tenga integración con pasarela en KNX, de modo que al centralizar la instalación con KNX permite un control total del sistema inmótico. El esquema del sistema inmótico global propuesto sería el siguiente: pág. 93 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Imagen 49: Esquema funcionamiento de la propuesta B. Fuente: Elaboración propia. 7.1.3. Propuesta C. Resumen: Iluminación DALI-KNX, ahorro energético con modulo lógico KNX, control de limatización KNX, electroválvula KNX, mantenimiento con sistema KNX y visualización en pantalla con Domovea. Por último, la tercera propuesta centraliza toda la instalación en un único sistema inmótico, KNX. El sistema propuesto es exactamente igual que la propuesta B con la diferencia que el mantenimiento no será ejecutado con un sistema MODBUS independiente, sino que esta labor la tomará un dispositivo analizador de redes con tecnología KNX. De esta manera el control total del colegio quedaría integrado en un único sistema con una única visualización. Por tanto, el resumen de la instalación es el siguiente: - ILUMINACIÓN, AHORRO ELÉCTRICO, CONTROL DE CLIMATIZACIÓN Y VENTILACIÓN, AHORRO DE ACS Y AGUA FRÍA Igual que en la propuesta B pág. 94 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ - MEJORA DEL MANENIMIENTO Se opta por implantar un dispositivo TE331 de HAGER, desde el cual se podrán monitorizar medidas desde la visualización Domovea, además de cumplir ciertas funciones de gran utilidad. Pero la gran ventaja de este sistema de mejora y control del mantenimiento es que se integra en el sistema KNX global, integrándose el sistema global en una única visualización. FUNCIONES EN EFICIENCIA Y OPTIMIZACIÓN DEL MANTENIMIENTO: ✓ Función de relé en el paso de energía ✓ Monitorización de mediciones de energía mediante aplicación web/móvil. ✓ Control de intensidad y limitación de potencia. ✓ Envío de alarmas. - VISUALIZACIÓN Se trata de la misma visualización que la propuesta B con la diferencia que en este caso se integra también el mantenimiento. El esquema del sistema inmótico global propuesto sería el siguiente: Imagen 50: Esquema funcionamiento de la propuesta C. Fuente: Elaboración propia. pág. 95 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ 7.1.4. Estimación económica global de las propuestas Tras describir las tres propuestas vamos a realizar una estimación económica global, para determinar que propuesta sería la más rentable y realizar la implantación de dicha propuesta en el Colegio Mayor Hernando Colón. En las tablas inferiores de estimación de presupuesto se tienen en cuenta todos los elementos para poder realizar la instalación completa. Para ello he realizado una tabla Excel dividiendo los gastos en categorías, generando los porcentajes de cada categoría en relación con el presupuesto total. Además, se incluye un gráfico visual resumen de los porcentajes dividido en colores. Imagen 51: Estimación de presupuesto Propuesta A. Fuente: Elaboración propia. pág. 96 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Imagen 52: Estimación de presupuesto Propuesta B. Fuente: Elaboración propia. pág. 97 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Imagen 53: Estimación de presupuesto Propuesta C. Fuente: Elaboración propia. pág. 98 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Imagen 54: Comparativa global entre las distintas propuestas. Fuente: Elaboración propia. Tras realizar la estimación económica global de las tres propuestas, se realiza un gráfico que servirá de gran ayuda para decidir que propuesta es la mejor en relación calidad-precio-funcionalidades. En el gráfico superior se muestra de manera clara los siguientes factores de decisión: 1. De color rojo, se muestra la estimación económica en miles de euros, lo que permitirá determinar que opción es la más barata y la más cara. 2. De color verde, se muestra una estimación del ahorro energético que pueden proporcionar las propuestas en miles de euros. 3. De color azul, se muestra en una escala del 1 al 100 las funcionalidades que nos ofrece cada propuesta en relación con un sistema de albergue todas las funcionalidades que ofrece el mercado (caso utópico). Una vez analizadas las tres propuestas en profundidad, se determina que la mejor opción es la propuesta B, que será la elegida y la que se desarrollará en este colegio e implantará en el colegio. 66,5 96,5 91 10 35 25 20 70 50 0 20 40 60 80 100 120 Propuesta A Propuesta B Propuesta C ESTIMACIÓN S/ 100 Comparativa entre las propuestas Estimación (miles de €) Ahorro energético Funcionalidades pág. 99 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ 7.2. Propuesta elegida: Propuesta B Esta propuesta es la elegida para la implantación final en el colegio y, por tanto, para la continuación del presente proyecto partiendo de ella. Para la ejecución de la propuesta debemos detallar todos los elementos (desde los cables hasta los dispositivos) para que sea posible su implantación. Todos los elementos quedan definidos en el Anejo correspondiente a los planos, tanto su implantación en los planos como la organización de las tareas, esquema unifilar, detalles técnicos e incluso diagrama de Gantt. Por tanto, se procede a la descripción detallada de los elementos que incluye la propuesta elegida. 7.2.1. Iluminación DALI-KNX Se propone implantar: o 180 paneles LED 60x60 DALI con balasto integrado o 28 pasarelas DALI DLRS de ABB de 8 canales con 10 acopladores al BUS KNX o 150 sondas de luminosidad reguladoras de intensidad lumínica LFU de ABB. o 100 interruptores bipolares para encendidos DALI 7.2.2. Sistema de eficiencia energética con autómata LOGO!8 (PLC) y ahorro de agua Se propone implantar: o 32 autómatas PLC LOGO!8 de SIEMENS o 3 actuadores RFID SIEMENS o 12 actuadores de 4 salidas binarias o 70 contactos magnéticos para puerta o ventana o 80 sondas de inundación o 65 electroválvulas KNX APLHA 5 de THEBE 7.2.3. Sistema de control de climatización con KNX (electroválvulas KNX) Se propone implantar: o 28 actuadores de Fan Coil FCA de ABB de accionamiento de electroválvulas KNX o 44 termostatos para Fan Coil TRITON de ABB con display 7.2.4. Mejora del mantenimiento con CVM (analizador de redes inalámbrico) Se propone implantar: o 14 analizadores de redes CVM de CIRCUTOR con telecontrol pág. 100 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ 7.2.5. Visualización mediante servidor web DOMOVEA (telecontrol y teleprogramador) Se propone implantar: o 14 servidores web DOMOVEA de HAGER para el confort y telecontrol 7.2.6. Protección del sistema Se propone implantar: o 16 interruptores diferenciales bipolares DS201 de ABB o 42 interruptores magnetotérmicos SH201 de ABB o 14 armarios metálicos de mando, protección y distribución o 400 metros de cable BUS cobre apantallado o 700 metros de tubo de PVC corrugado LH o 300 metros de bandeja de rejilla metálica con anclaje a forjado o 1000 metros de cable de cobre RZ1-K(AS) o 14 puntos de puesta a tierra (uno por cada armario colocado) A continuación, se adjuntan las fichas de los controladores y dispositivos que realizarán las funciones principales de mejora de la eficiencia energética y el mantenimiento de nuestra instalación en la presente propuesta. Además, se adjunta el enlace directo a la hoja de Excel con la que se realizaron. PFG_HC_FICHAS_DISPOSITIVOS.xlsx Ficha de Controlador. C1 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Autor: Alejandro Castillo Román CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Sistema inmótico Programable Logic Control (PLC) Tensión de servicio 24 V Conexión Ethernet Si. RJ-45 Memoria 2GB. No ampliable Servidor web Si. TCP/IP Canales de entrada y salida 8 Comunicación inalámbrica Si FUNCIONALIDADES Detección usuarios mediante sensores conectados al sistema Actuación sobre relés para corte de suministro eléctrico Detección de apertura de puertas y ventanas mediante sensores electromagnéticos Permite actuar sobre el encendido o apagado de la climatización Soporta entradas de detección de temperatura de la estancia Puede calcular la calidad del aire mediante sensores de humedad y de CO2 Combinado con KNX, permite controlar los cambios de modo en función de la temperatura de la estancia PRECIO LOGO 8! 150 € qr RESUMEN PROPUESTA B FICHA Nº C1 MODELO LOGO 8! FABRICANTE SIEMENS SISTEMA PLC DESCRIPCIÓN DEL DISPOSITIVO Se trata de un controlador PLC con módulo lógico integrado, con 8 canales de entrada y de salida, programables mediante bloques. Además, incorpora conexión Ethernet con servidor web incorporado, que permite el tele mando. Se puede integrar en sistemas KNX mediante cualquier dispositivo de pasarela KNX-LOGO. Incluye pantalla LCD con programación in situ. INFORMACIÓN ADICIONAL Para que el dispositivo se integre como sistema, hay que alimentar el controlador LOGO a 24V, por lo que hay que colocar una fuente de alimentación en la raíz del sistema, junto a un interruptor de protección. Se cableará con BUS RS485 y se programa vía USB. Fuente de alimentación Entrada a 230V CA y salida a 24V CC Progamador USB Mediante software Cableado BUS RS485 hilos 1,0 mm2 Bornas de conexión No se recomiendan empalmes Interruptor magnetotérmico De corte omnipolar 10A Pasarela KNX Dispositivo de interconexión COMPLEMENTOS POSIBLES Detector de presencia Detecta personas, tanto si están paradas como en movimiento Lector RFID MiFare Permite accionar el circuito de electricidad con la programación asignada Sensor de ventana y puerta Detecta la apertura de ventanas y puertas para el corte del aire acondicionado Sensor de temperatura Permite detectar la temperatura de la estancia y controlar splits/fancoil Sensor de humedad Detecta la humedad de la estancia por si se debe accionar un humidificador o ventilación Sensor de CO2 Detecta CO2 en la estancia y si supera ciertos valores ventila para mejorar la calidad del aire Ficha de Controlador. C8 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Autor: Alejandro Castillo Román CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Sistema inmótico KNX Tensión de servicio 24 V Conexión Ethernet Si. RJ-45 Memoria 4 GB. Ampliable Servidor web Si. TCP/IP Canales de entrada y salida 8 Comunicación inalámbrica (WiFi) Si FUNCIONALIDADES Posee 8 entradas y salidas digitales, lo que permite realizar programación lógica con ellas Ofrece visualización mediante aplicación de escritorio de ordenador Control total de los dispositivos KNX que se monten partiendo del DOMOVEA Permite actuar sobre el encendido o apagado de la climatización, iluminación, control de persianas, videocámaras… Soporta conexión Ethernet, lo que le ofrece la función de teleprogramación y telecomando Se puede integrar un USB con la programación Se puede combinar con sistemas de iluminación DALI PRECIO DOMOVEA 600 € FICHA Nº C8 MODELO DOMOVEA FABRICANTE HAGER SISTEMA KNX RESUMEN PROPUESTA B DESCRIPCIÓN DEL DISPOSITIVO Se trata de un dispositivo de visualización KNX, para el control total de una instalación KNX, programable a través de una herramienta de configuración. Además, incorpora conexión Ethernet con servidor web incorporado, que permite el tele mando. Se puede integrar en sistemas inmóticos mediante cualquier dispositivo de pasarela KNX. Incluye la licencia del programa embebido INFORMACIÓN ADICIONAL Para que el dispositivo se integre como sistema, hay que alimentar el controlador a 24V, por lo que hay que colocar una fuente de alimentación en la raíz del sistema, junto a un interruptor de protección, e inmediatamente se coloca DOMOVEA (en la raíz). Se cableará con BUS KNX y se programa vía USB. Fuente de alimentación 24V CC Programador USB Mediante software Cableado BUS Cable BUS KNX hilos 0,25 mm2 Bornas de conexión No se recomiendan empalmes Interruptor magnetotérmico De corte omnipolar 10A Pasarela KNX Las que soporte KNX COMPLEMENTOS POSIBLES Todos los que soporte el protocolo KNX y contengan una dirección individual y envíen órdenes (direcciones de grupo) KNX. Actuadores binarios Permite accionar determinados grupos de luminarias en función de la parametrización Sensores KNX Envían información a los dispositivos de control y se pueden controlar mediante este dispositivo Luminarias KNX Permite conectar luminarias KNX y controlarlas mediante la visualización Todo tipo de pasarelas KNX a otros sistemas Admite todo tipo de pasarelas que permitan la integración del sistema en KNX Tablet o pantallas de visualización Se puede controlar todo desde cualquier dispositivo windows o visualización web pág. 101 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ 7.2.7. Diagrama de GANTT con programación de tareas de la propuesta elegida A continuación, se muestran las tablas de la organización y programación de las tareas necesarias para ejecutar la propuesta elegida. Tabla 30. Programación de tareas de la Propuesta B. Fuente: Elaboración propia. Tabla 31. Diagrama de GANTT de la Propuesta B. Fuente: Elaboración propia. pág. 102 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ 8. RESUMEN DE ESTUDIOS Y PROPUESTAS En el presente estudio se analiza en profundidad el término domótica e inmótica, y, partiendo como base de la definición del término se comienza a trabajar. Ya que el proyecto está basado en la eficiencia energética y mejora del mantenimiento, se analizan en el mercado los mejores productos con las mejores funcionalidades para nuestros objetivos. Para ello, en primer lugar, se analizan los sistemas inmóticos que existen en el mercado y sus principales usos, para determinar cuáles de ellos son más apropiados para mejorar la eficiencia energética de un edificio. En este paso se descubre que el sistema inmótico mas normalizado en el mundo es KNX, pero que existen otros que son muy adecuados para determinadas tareas, como BACNet, que está claramente indicado para control de climatización. También se descubre el sistema MODBUS (RS485), cuyo uso está normalizado para mejoras en el mantenimiento y protección de las instalaciones. Como sistema barato, pero efectivo en pequeñas instalaciones, se usa mucho el sistema PLC de autómatas. Por último, se descubre que hay ciertos sistemas como DALI, que, en combinación con KNX, producen un ahorro energético importante en la instalación eléctrica. Una vez analizados los sistemas, se hace una estimación de los componentes y dispositivos necesarios para la implantación de los mismos. En este paso se resumen las características, funcionalidades y precios de los dispositivos para su posterior análisis en profundidad y poder obtener conclusiones sobre que sistema es más interesante para implantar en el colegio. En estos epígrafes de investigación se pueden observar como hay distintos dispositivos en el mercado que ofrecen funciones similares, pero con gran diferencia de precios. Esta diferencia de precios depende de varios factores fundamentales: 1. Prestigio de la marca de fabricación. Por ejemplo, ABB, SCHNEIDER, HAGER o SIEMENS suelen ser más caros que ZENNIO o NIESSEN, debido a la reputación dentro del gremio electrónico y eléctrico. 2. Marcados y certificaciones de los productos. Dependiendo de los controles de calidad que superen satisfactoriamente los dispositivos en los laboratorios de pruebas variará el precio de este. Las grandes marcas suelen superar controles de calidad habituales en sus productos, lo que hace que se encarezcan aún más. 3. País de fabricación del producto. Los productos que se fabrican en zonas asiáticas suelen ser más baratos y pasar menos controles de calidad, mientras que los fabricantes americanos y europeos suelen ser más caros y obtener mejores certificados de calidad. 4. Competencia en la zona. En los países que los sistemas domóticos no están muy integrados en el gremio de la construcción los distribuidores suelen elevar los precios debido a la falta de competencia. Sin embargo en países desarrollados suelen tener un coste cada vez más bajo. Tras estudiar y analizar toda la información existente, se deciden realizar 3 propuestas con distintos sistemas para cada funcionalidad, dejando ciertos sistemas como base. Cada propuesta consta de un precio y distintas funciones. pág. 103 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ - PROPUESTA A: Resumen de la propuesta: iluminación con sistema independiente DALI, autómata de ahorro LOGO 8!, control de climatización AirZone, electroválvula ACS y AFS ZigBee, mantenimiento con sistema MODBUS RS485 sin visualización y sin posibilidad de teleprogamar ni telecomandar. Esta primera propuesta constaría de varios sistemas inmóticos independientes. Eso significaría que no se comunican entre sí, limitando las posibilidades. Además, una de las limitaciones más importantes sería la de carecer de visualización y, por tanto, de telecontrol. Sin embargo, el precio de esta primera propuesta sería el más bajo, ya que utiliza los dispositivos y sistemas más baratos del mercado, tras el estudio realizado. Esta propuesta utiliza varios sistemas, destacando la ausencia de KNX, que es el sistema que más versatilidad y posibilidades ofrece en el control de las instalaciones de edificios. - PROPUESTA B: Resumen de la propuesta: iluminación con sistema DALI integrado en KNX, autómata de ahorro LOGO 8! con integración en KNX, control de climatización con actuador de Fan Coil KNX, electroválvula ACS y AFS KNX, mantenimiento con sistema MODBUS RS485 con visualización y posibilidad de teleprogamar ni telecomandar. Además se incluye un control total mediante visualización con KNX mediante el dispositivo DOMOVEA. La segunda propuesta constaría de varios sistemas inmóticos independientes, pero integrables entre sí. Esto significaría que se comunican entre sí, aumentando las funciones que podemos realizar y las posibilidades dentro de la instalación. En este caso, tendríamos dos sistemas globales. Desde el primero se controla todo excepto el mantenimiento, que llevaría su sistema independiente. Esta propuesta utiliza varios sistemas, destacando la integración de todos excepto el mantenimiento en KNX, de modo que se puede visualizar y controlar todo con Domovea, centralizando todas las instalaciones y permitiendo una amplia gama de posibilidades de control y automatización de las instalaciones, a pesar del aumento de precio. PROPUESTA C: Resumen de la propuesta: iluminación con sistema DALI integrado en KNX, control del ahorro eléctrico mediante módulos lógicos de KNX, control de climatización con actuador de Fan Coil KNX, electroválvula ACS y AFS KNX, mantenimiento con sistema KNX mediante analizadores KNX sin visualización pero con posibilidad de teleprogamar ni telecomandar. Además se incluye un control total mediante visualización con KNX mediante el dispositivo DOMOVEA. Por último, la tercera propuesta centraliza toda la instalación en un único sistema inmótico, KNX. El sistema propuesto es exactamente igual que la propuesta B con la diferencia que el mantenimiento no será ejecutado con un sistema MODBUS independiente, sino que esta labor la tomará un dispositivo analizador de redes con tecnología KNX. De esta manera el control total del colegio quedaría integrado en un único sistema con una única visualización. pág. 104 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ 9. CONCLUSIONES Tras analizar los distintos sistemas de eficiencia energética que nos ofrece el mercado, incluyendo en ellos todas las soluciones constructivas que mejoran la eficiencia energética de un edificio, o los posibles cambios en las instalaciones de electricidad, agua fría y producción de ACS, iluminación que disminuyan la demanda energética o hagan que la instalación sea mucho más eficiente, se optó por implantar sistemas inmóticos. Estos sistemas, tras la experiencia de este y varios proyectos domóticos, tienen una ventaja fundamental y es que se pueden implantar tanto por cable (en caso de que se realicen obras nuevas) o con comunicaciones inalámbricas (en caso de rehabilitaciones o lugares de difícil acceso), con lo cual el campo de aplicación de estos sistemas se amplía a todas las obras de construcción. Además de ello, la implantación en obra es muy simple, ya que sólo precisan de un pequeño tubo que soporte cables de 2,5 mm2 y un armario con carril DIN donde se integran los dispositivos. El resto de la instalación va paralela a la eléctrica, con lo cual el tiempo de ejecución es muy reducido. Una vez terminada la implantación total y redactadas las propuestas A, B y C, se llega a la conclusión que el ahorro energético, en cuanto a la disminución de la demanda energética, tanto de electricidad como de agua fría o ACS, es considerable. Sin embargo, los precios de los sistemas no son elevados en comparación a la infinidad de mejoras y el ahorro que producen en las instalaciones, y no sólo en materia de eficiencia energética, sino que mejora el confort a niveles superiores. Otra de las conclusiones que se saca de este proyecto es que trabajar con instalaciones en 12-24 V produce una mejora en el rendimiento de los equipos, ya que los cables que trabajan en estos sistemas transmiten datos, y estos datos en CC (corriente continua) se transmiten a velocidades muy altas y sin pérdidas, mientras que los sistemas inmóticos que trabajan en 230 V consumen más energía, se calientan más y se producen pérdidas por el propio calor. Si se analiza en profundidad los sistemas inmóticos estudiados e implantados en este proyecto, se pueden sacar varias conclusiones acerca de los distintos sistemas: - La integración del control de todas las instalaciones en un sistema KNX ofrece grandes ventajas y facilidades a la hora de instalar sistemas inmóticos paralelos en distintas instalaciones e intercomunicarlos entre sí para obtener un sistema global de control centralizado. - El mejor sistema de mejora y control del mantenimiento es a través de la tecnología MODBUS, siendo el precio elevado en comparación con el resto de los sistemas. No obstante, las mejoras que ofrece a la hora de realizas las tareas de mantenimiento justifican su precio - El sistema BACnet es el mejor sistema para el control de aire acondicionado, ya que ofrece unas posibilidades de visualización con mejores calidades, sobre todo en el confort. Con lo cual se puede sacar la conclusión que, si se desea una mejora muy notable en el confort y en la visualización, BACnet es el sistema indicado. En caso contrario, si lo que se desea es pág. 105 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ una mejora en la eficiencia energética de la instalación, KNX sea posiblemente el que mejores opciones presenta en calidad y precio. - El gran avance en el mundo de la domótica y de los sistemas inmóticos son los servidores web, ya que permiten tele comandar una instalación completa desde una aplicación o web, pudiendo realizar el mantenimiento a distancia, por ejemplo. Para terminar, cabe destacar el crecimiento que está experimentando en los últimos años la utilización de estos sistemas. Como consecuencia, los grandes fabricantes están invirtiendo una gran cantidad de dinero en fabricar dispositivos de control electrónico, debido a que de esta manera se reduce la huella de carbono generada y la demanda energética, con el consecutivo ahorro que ello provoca. Como demostración gráfica se obtienen de internet los siguientes gráficos: Imagen 55. Volumen de facturación de los fabricantes de sistemas de control y automatización. Fuente: Casadomo. Además del crecimiento de este volumen de facturación, los productos más vendidos en los últimos años en el mundo de los sistemas de control son los actuadores y sensores, sacando la conclusión de que se necesita un cambio inmediato en las instalaciones para reducir los consumos energéticos, tal y como se encuentra la situación actual con la inflación, de ahí que los productos más vendidos sean los que mejoran la eficiencia energética y no el confort. Imagen 65. Productos más vendidos en sistemas de control y automatización. Fuente: Casadomo. pág. 106 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ 10. BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS Título bibliográfico URL El mercado de la Domótica e Inmótica continúa creciendo - CASADOMO https://www.casadomo.com/ La certificación energética de edificios con domótica https://domoticaintegrada.com/ Universidad de Málaga https://www.uma.es/ Presentación Tema 8 - UMA https://www.masterdomotica.uma.es/ BLOGmotiq - El integrador de domót ica http://www.indomotiq.es/ CE3X / CE3X / CEX - P rograma para la certificación energética de edificios http://www.efinova.es/ Ahorro de energía - CTE https://www.codigotecnico.org/ EA 0026:2006 - Instalaciones de sistemas domóticos en viviendas https://tienda.aenor.com/ UNE - EN 50491 - 11:2016/A1:2021 https://www.une.org/ UNE - EN 14908 - 5:2011 https://www.une.org/ UNE - EN ISO 16484 - 2:2005 https://www.une.org/ UNE - EN 50090 - 5 - 1:2020 (Ratificada) https://tienda.aenor.com/ Reglamento electrotécnico para baja tensión e ITC. https://www.boe.es/ Real Decreto 346/2011, de 11 de marzo, ICT https://www.boe.es/ Inicio - CTE https://www.codigotecnico.org/ BOE.es - DOUE - L - 2006 - 82685 Directiva 2006/95/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 12 de diciembre de 2006 https://www.boe.es/ Normativa para domotica - HOGARSENSE https://www.hogarsense.es/ El Hernando Colón será mixto - Noticia ABC https://www.diariodesevilla.es/ Portal Universidad de Sevilla https://www.us.es/ BOE.es - BOE - A - 2019 - 18359 Acuerdo del Protocolo de Kioto y el Acuerdo de París, hecho en Madrid y Bonn el 25 de noviembre de 2019. https://www.boe.es/ Cambio climático - Comunidad de Madrid https://www.comunidad.madrid/ Los pioneros de la domótica: Su origen, el sistema X10 y el Interactive Home http://web.archive.org/ Generador QR. 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ÍNDICE DE IMÁGENES - Imagen 1. Esquema didáctico de potencias. - Imagen 2. Vista aérea Oeste de la parcela. - Imagen 3. Vista aérea Sur de la parecela y emplazamiento. - Imagen 4. PLC LOGO 8! De SIEMENS. - Imagen 5. PLC SR2A201FU de SCHNEIDER. - Imagen 6. PLC MILLENIUM 3 de CROUZET. - Imagen 7. PLC PM554-4 de ABB. - Imagen 8. Módulo ABA/S 1.2.1 de ABB. - Imagen 9. Esquema de hilos cable BUS DALI. - Imagen 10. Programador DALI TRIAC de SUNRICHER. - Imagen 11. Raspberry Pi 3 vs Raspberry Pi 4. - Imagen 12. Esquema de conexiones balasto electrónico. - Imagen 13. Balasto Philips T5. - Imagen 14. Balasto OSRAM de QuicTronic. - Imagen 15. Barra LED 240/8 de STAIRVILLE. - Imagen 16. Programador UNIVERSAL CONTROL de MARK. - Imagen 17. Esquema conexiones DALI-KNX. - Imagen 18. Dispositivo DLR/S 8.16.1M de ABB. - Imagen 19. Sonda de luminosidad LF/U 2.1 de ABB. - Imagen 20. Dispositivo MTN6725-0001 de SCHNEIDER. - Imagen 21. Sistema BLUEFACE ZERO de AIRZONE. - Imagen 22. Esquema del sistema BACnet-KNX. - Imagen 23. Dispositivo KNX TRITON de ABB. - Imagen 24. Dispositivo termostato - 6128/28-82 de BUSCH JAEGER. - Imagen 25. Actuador de FanCoil - TYF642F de HAGER. - Imagen 26. Actuador de FanCoil - MAXinBOX 2CH2P de ZENNIO. - Imagen 27. Actuador de FanCoil NIESSEN de ABB. - Imagen 28. Electroválvula KN APLHA 5 de THEBEN. - Imagen 29. Electroválvula BD-81870-39 de NA. - Imagen 30. Electroválvula eWeLink. - Imagen 31. Analizador de redes CVM-B100-ITF de CIRCUTOR. - Imagen 32. Analizador de redes MyeBOX de CIRCUTOR. - Imagen 33. Analizador de redes METSEPM5100 de SCHNEIDER. - Imagen 34. Medidor de energía TE331 de HAGER. - Imagen 35. Medidor de energía de SIEMENS. - Imagen 36. Medidor de energía EIB de EMU. - Imagen 37. Medidor de energía KAA-4R4V-10 de MW. - Imagen 38. Medidor se energía SE/S 3.16.1 de ABB. - Imagen 39. Pantalla táctil SMARTtouch 7 de ABB. - Imagen 40. Dispositivo TJA670 Domovea de HAGER. - Imagen 41. Esquema de conexiones BUS de una vivienda simulada. - Imagen 42. Esquema de conexiones KNX del panel completo, simulando el control de iluminación y persianas de una vivienda. LEYENDA DE SITUACIÓN RÍO GUADALQUIVIR PARQUE DE MARIA LUISA BARRIO EL PORVENIR HOSPITAL UNIVERSITARIO BARRIO REINA MERCEDES BARRIO HELIÓPOLIS (E. BENITO VILLAMARÍN) BARRIO BAMI VIRGEN DEL ROCÍO BARRIO PEDRO SALVADOR BARRIO LOS BERMEJALES BARRIO TIRO DE LÍNEA COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN LEYENDA DE EMPLAZAMIENTO BLOQUES DE VIVIENDAS CALLE TARFIA HOSPITAL DUQUES DEL INFANTADO COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN FACULTAD DE FARMACIA UNIVERSIDAD DE SEVILLA CAMPUS ETSA Y ETSIE CITIUS UNIVERSIDAD DE SEVILLA LÍNEA CABLEADO INTERRUPTORES ILUMINACIÓN 230 V C.A LÍNEA ELÉCTRICA 230V CORRIENTE ALTERNA LÍNEA BUS LOGO!8 DE SIEMENS 24 V CORRIENTE CONTINUA LÍNEA ELÉCTRICA DALI 230 V C.A + BUS KNX 24 V C.C SENSOR DE INUNDACIÓN SENSOR DE APERTURA DE PUERTA/VENTANA INTERRUPTOR SIMPLE SENSOR DE LUMINOSIDAD LF/U 2.1 DE ABB CUADROS INMÓTICOS LEYENDA TÉCNICA/GRÁFICA INMÓTICA Y EFICIENCIA HUECO DE INSTALACIONES LUMINARIA DALI CON BALASTO DALI INTEGRADO MEDIDAS EN METROS DOBLE PUERTA DE SEGURIDAD GRADO PROTECCIÓN IP55 RESISTENCIA IMPACTO IK08 TRES CARRILES DE 150 MM TENSIÓN MÁXIMA 1000 V / 250 A CABLE DE DOBLE AISLAMIENTO PLXLPE Y PVC GRADO PROTECCIÓN IP45 TENSIÓN ASIGNADA HASTA 450/750V CABLE ELÉCTRICO H03VV-F SECCIÓN 3 X 1,50 mm2 PANEL LED DE 600X600 mm AISLAMIENTO CLASE II FLUJO LUMINOSO MÁXIMO 4200 lm ENTRADAS LINEA 230 V + BUS POTENCIA NOMINAL 14W BUS DALI: 3 HILOS (L, N, PE) + 2 HILOS DALI TENSIÓN NOMINAL 24 V CORRIENTE CONITINUA BUS KNX: 2 HILOS (+, -) + 2 RESERVA Y TRAZADOR TENSIÓN NOMINAL 24 V CORRIENTE CONITINUA PROTECCIÓN SINTÉTICA + CUBIERTA METÁLICA BUS LOGO!: 2 HILOS (+, -) DE COBRE TENSIÓN NOMINAL 24 V CORRIENTE CONTINUA PROTECCIÓN PVC VOLTAJE MÁXIMO: 300 V C.C GRADO DE PROTECCIÓN IP 45 E IK 07 FUNCIONA INTEGRADO EN KNX COMBINADO CON DLR/S DE ABB PERMITE REGULACIÓN EFICIENTE TENSION NOMINAL DE 24 V C.C GRADO DE PROTECCIÓN IP 20 E IK06 INTERRUPTOR 2 POSICIONES TENSIÓN NOMINAL 125-250 V C.A CORRIENTE NOMINAL 10 A DIMENSIONES 60 X 60 mm GRADO DE PROTECCIÓN IP 34 E IK06 CABLE DE DOBLE AISLAMIENTO PLXLPE Y PVC GRADO PROTECCIÓN IP45 TENSIÓN ASIGNADA HASTA 450/750V C.A CABLE ELÉCTRICO H03VV-F SECCIÓN 3 X 1,50 mm2 FUNCIONA CON BUS RS 485 COMBINADO CON LOGO! 8 SIEMENS TENSIÓN NOMINAL 24 V C.C CORRIENTE MÁXIMA 23 A CONSUMO EN REPOSO 18 uA DIMENSIONES DEL HUECO 400 X 500 mm MATERIAL: LADRILLO HUECO 7 cm ESPESOR AISLAMIENTO CON XLPE SEPARACIÓN ENTRE TUBOS 15 cm MANTENIMIENTO. REGISTRO EN CADA PLANTA FUNCIONA CON BUS RS 485 COMBINADO CON LOGO! 8 SIEMENS TENSIÓN NOMINAL 24 V C.C CORRIENTE MÁXIMA 10 A CONSUMO EN REPOSO 18 uA LÍNEA CABLEADO INTERRUPTORES ILUMINACIÓN 230 V C.A LÍNEA ELÉCTRICA 230V CORRIENTE ALTERNA LÍNEA BUS LOGO!8 24 V CORRIENTE CONTINUA LÍNEA ELÉCTRICA DALI 230 V C.A + BUS KNX 24 V C.C SENSOR DE INUNDACIÓN SENSOR DE APERTURA DE PUERTA/VENTANA INTERRUPTOR SIMPLE SENSOR DE LUMINOSIDAD LFU CUADROS INMÓTICOS LEYENDA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA HUECO DE INSTALACIONES LUMINARIA DALI CON BALASTO DALI INTEGRADO ZONAS DE NO ACTUACIÓN DIAGRAMA DE GANTT EN RED: PROGRAMACIÓN DE TAREAS Duracion Colocación cuadros inmóticos 0,5 days Inicio 1/07/22 8:00 Termin... 1/07/22 13:00 Duracion Conexión a red 230V existente 1 day Inicio 1/07/22 13:00 Termin... 4/07/22 13:00 Duracion Colocación bandejas portacabl... 2 days Inicio 1/07/22 13:00 Termin... 5/07/22 13:00 Duracion Instalación cables sobre tubo ... 1 day Inicio 5/07/22 13:00 Termin... 6/07/22 13:00 Duracion Colocación luminarias DALI ... 1 day Inicio 6/07/22 13:00 Termin... 7/07/22 13:00 Duracion Colocación sensores luminosi... 1 day Inicio 6/07/22 13:00 Termin... 7/07/22 13:00 Duracion Colocación sistema LOGO!8 3 days Inicio 6/07/22 13:00 Termin... 11/07/22 13:00 LÍNEA CABLEADO INTERRUPTORES ILUMINACIÓN 230 V C.A LÍNEA ELÉCTRICA 230V CORRIENTE ALTERNA LÍNEA BUS LOGO!8 24 V CORRIENTE CONTINUA LÍNEA ELÉCTRICA DALI 230 V C.A + BUS KNX 24 V C.C SENSOR DE INUNDACIÓN SENSOR DE APERTURA DE PUERTA/VENTANA INTERRUPTOR SIMPLE SENSOR DE LUMINOSIDAD LFU CUADROS INMÓTICOS LEYENDA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA CUADRO DE MANDO Y PROTECCIÓN HUECO DE INSTALACIONES LECTOR RFID GENERAL LUMINARIA DALI CON BALASTO DALI INTEGRADO RED ACOMETIDA DEL COLEGIO A C.M.P ZONAS DE NO ACTUACIÓN SENSOR DE APERTURA DE PUERTA/VENTANA LECTOR RFID GENERAL LÍNEA CABLEADO INTERRUPTORES ILUMINACIÓN 230 V C.A LÍNEA ELÉCTRICA 230V CORRIENTE ALTERNA LÍNEA BUS LOGO!8 DE SIEMENS 24 V CORRIENTE CONTINUA LÍNEA ELÉCTRICA DALI 230 V C.A + BUS KNX 24 V C.C SENSOR DE INUNDACIÓN INTERRUPTOR SIMPLE SENSOR DE LUMINOSIDAD LF/U 2.1 DE ABB CUADROS INMÓTICOS HUECO DE INSTALACIONES LUMINARIA DALI CON BALASTO DALI INTEGRADO DOBLE PUERTA DE SEGURIDAD GRADO PROTECCIÓN IP55 RESISTENCIA IMPACTO IK08 TRES CARRILES DE 150 MM TENSIÓN MÁXIMA 1000 V / 250 A CABLE DE DOBLE AISLAMIENTO PLXLPE Y PVC GRADO PROTECCIÓN IP45 TENSIÓN ASIGNADA HASTA 450/750V CABLE ELÉCTRICO H03VV-F SECCIÓN 3 X 1,50 mm2 PANEL LED DE 600X600 mm AISLAMIENTO CLASE II FLUJO LUMINOSO MÁXIMO 4200 lm ENTRADAS LINEA 230 V + BUS POTENCIA NOMINAL 14W BUS DALI: 3 HILOS (L, N, PE) + 2 HILOS DALI TENSIÓN NOMINAL 24 V CORRIENTE CONITINUA BUS KNX: 2 HILOS (+, -) + 2 RESERVA Y TRAZADOR TENSIÓN NOMINAL 24 V CORRIENTE CONITINUA PROTECCIÓN SINTÉTICA + CUBIERTA METÁLICA BUS LOGO!: 2 HILOS (+, -) DE COBRE TENSIÓN NOMINAL 24 V CORRIENTE CONTINUA PROTECCIÓN PVC VOLTAJE MÁXIMO: 300 V C.C GRADO DE PROTECCIÓN IP 45 E IK 07 FUNCIONA INTEGRADO EN KNX COMBINADO CON DLR/S DE ABB PERMITE REGULACIÓN EFICIENTE TENSION NOMINAL DE 24 V C.C GRADO DE PROTECCIÓN IP 20 E IK06 INTERRUPTOR 2 POSICIONES TENSIÓN NOMINAL 125-250 V C.A CORRIENTE NOMINAL 10 A DIMENSIONES 60 X 60 mm GRADO DE PROTECCIÓN IP 34 E IK06 CABLE DE DOBLE AISLAMIENTO PLXLPE Y PVC GRADO PROTECCIÓN IP45 TENSIÓN ASIGNADA HASTA 450/750V C.A CABLE ELÉCTRICO H03VV-F SECCIÓN 3 X 1,50 mm2 FUNCIONA CON BUS RS 485 COMBINADO CON LOGO! 8 SIEMENS TENSIÓN NOMINAL 24 V C.C CORRIENTE NOMINAL 23 A CONSUMO EN REPOSO 18 uA DIMENSIONES DEL HUECO 400 X 500 mm MATERIAL: LADRILLO HUECO 7 cm ESPESOR AISLAMIENTO CON XLPE SEPARACIÓN ENTRE TUBOS 15 cm MANTENIMIENTO. REGISTRO EN CADA PLANTA FUNCIONA CON BUS RS 485 COMBINADO CON LOGO! 8 SIEMENS TENSIÓN NOMINAL 24 V C.C CORRIENTE MÁXIMA 10 A CONSUMO EN REPOSO 18 uA FUNCIONA CON BUS RS 485 COMBINADO CON LOGO! 8 SIEMENS TENSIÓN NOMINAL 24 V C.C CORRIENTE MÁXIMA 10 A CONSUMO EN REPOSO 18 uA LEYENDA TÉCNICA/GRÁFICA INMÓTICA Y EFICIENCIA DIAGRAMA DE GANTT EN RED: PROGRAMACIÓN DE TAREAS Duracion Colocación cuadros inmóticos 0,5 days Inicio 1/07/22 8:00 Termin... 1/07/22 13:00 Duracion Conexión a red 230V existente 1 day Inicio 1/07/22 13:00 Termin... 4/07/22 13:00 Duracion Colocación bandejas portacabl... 2 days Inicio 1/07/22 13:00 Termin... 5/07/22 13:00 Duracion Instalación cables sobre tubo ... 1 day Inicio 5/07/22 13:00 Termin... 6/07/22 13:00 Duracion Colocación luminarias DALI ... 1 day Inicio 6/07/22 13:00 Termin... 7/07/22 13:00 Duracion Colocación sensores luminosi... 1 day Inicio 6/07/22 13:00 Termin... 7/07/22 13:00 Duracion Colocación sistema LOGO!8 3 days Inicio 6/07/22 13:00 Termin... 11/07/22 13:00 AFSACS LUMINARIA DALI CON BALASTO DALI INTEGRADO LÍNEA CABLEADO INTERRUPTORES ILUMINACIÓN 230 V C.A LÍNEA ELÉCTRICA 230V CORRIENTE ALTERNA LÍNEA BUS KNX 24 V C.C + 230V C.A LÍNEA BUS LOGO!8 24 V CORRIENTE CONTINUA LÍNEA ELÉCTRICA DALI 230 V C.A + BUS KNX 24 V C.C SENSOR DE INUNDACIÓN SENSOR DE APERTURA DE PUERTA/VENTANA INTERRUPTOR SIMPLE SENSOR DE LUMINOSIDAD LFU CUADROS INMÓTICOS LEYENDA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA HUECO DE INSTALACIONES CUADRO SECUNDARIO PLANTA TERCERA UNIDAD DE FAN-COIL LECTOR RFID GENERAL ELECTROVÁLVULA KNX RED DE AGUA CALIENTE SANITARIA DIÁMETRO 40 MM RED DE AGUA FRÍA SANITARIA DIÁMETRO 50 MM MONTANTE DE AGUA FRÍA DIÁMETRO 125 MM MONTANTE DE AGUA CALIENTE SANITARIA DIÁMETRO 75 MM RED DE AGUA CALIENTE SANITARIARED DE AGUA FRÍA SANITARIA CUADRO SECUNDARIO PLANTA TERCERA ELECTROVÁLVULA KNX MONTANTE DE AGUA FRÍA DIÁMETRO 125 mm MONTANTE DE AGUA CALIENTE SANITARIA DIÁMETRO 75 MM DIAGRAMA DE GANTT EN RED: PROGRAMACIÓN DE TAREAS SENSOR DE APERTURA DE PUERTA/VENTANA LECTOR RFID GENERAL LÍNEA CABLEADO INTERRUPTORES ILUMINACIÓN 230 V C.A LÍNEA ELÉCTRICA 230V CORRIENTE ALTERNA LÍNEA BUS LOGO!8 DE SIEMENS 24 V CORRIENTE CONTINUA LÍNEA ELÉCTRICA DALI 230 V C.A + BUS KNX 24 V C.C SENSOR DE INUNDACIÓN INTERRUPTOR SIMPLE SENSOR DE LUMINOSIDAD LF/U 2.1 DE ABB CUADROS INMÓTICOS HUECO DE INSTALACIONES LUMINARIA DALI CON BALASTO DALI INTEGRADO DOBLE PUERTA DE SEGURIDAD GRADO PROTECCIÓN IP55 RESISTENCIA IMPACTO IK08 TRES CARRILES DE 150 MM TENSIÓN MÁXIMA 1000 V / 250 A CABLE DE DOBLE AISLAMIENTO PLXLPE Y PVC GRADO PROTECCIÓN IP45 TENSIÓN ASIGNADA HASTA 450/750V CABLE ELÉCTRICO H03VV-F SECCIÓN 3 X 1,50 mm2 PANEL LED DE 600X600 mm AISLAMIENTO CLASE II FLUJO LUMINOSO MÁXIMO 4200 lm ENTRADAS LINEA 230 V + BUS POTENCIA NOMINAL 14W BUS DALI: 3 HILOS (L, N, PE) + 2 HILOS DALI TENSIÓN NOMINAL 24 V CORRIENTE CONITINUA BUS KNX: 2 HILOS (+, -) + 2 RESERVA Y TRAZADOR TENSIÓN NOMINAL 24 V CORRIENTE CONITINUA PROTECCIÓN SINTÉTICA + CUBIERTA METÁLICA BUS LOGO!: 2 HILOS (+, -) DE COBRE TENSIÓN NOMINAL 24 V CORRIENTE CONTINUA PROTECCIÓN PVC VOLTAJE MÁXIMO: 300 V C.C GRADO DE PROTECCIÓN IP 45 E IK 07 FUNCIONA INTEGRADO EN KNX COMBINADO CON DLR/S DE ABB PERMITE REGULACIÓN EFICIENTE TENSION NOMINAL DE 24 V C.C GRADO DE PROTECCIÓN IP 20 E IK06 INTERRUPTOR 2 POSICIONES TENSIÓN NOMINAL 125-250 V C.A CORRIENTE NOMINAL 10 A DIMENSIONES 60 X 60 mm GRADO DE PROTECCIÓN IP 34 E IK06 CABLE DE DOBLE AISLAMIENTO PLXLPE Y PVC GRADO PROTECCIÓN IP45 TENSIÓN ASIGNADA HASTA 450/750V C.A CABLE ELÉCTRICO H03VV-F SECCIÓN 3 X 1,50 mm2 FUNCIONA CON BUS RS 485 COMBINADO CON LOGO! 8 SIEMENS TENSIÓN NOMINAL 24 V C.C CORRIENTE NOMINAL 23 A CONSUMO EN REPOSO 18 uA DIMENSIONES DEL HUECO 400 X 500 mm MATERIAL: LADRILLO HUECO 7 cm ESPESOR AISLAMIENTO CON XLPE SEPARACIÓN ENTRE TUBOS 15 cm MANTENIMIENTO. REGISTRO EN CADA PLANTA FUNCIONA CON BUS RS 485 COMBINADO CON LOGO! 8 SIEMENS TENSIÓN NOMINAL 24 V C.C CORRIENTE MÁXIMA 10 A CONSUMO EN REPOSO 18 uA FUNCIONA CON BUS RS 485 COMBINADO CON LOGO! 8 SIEMENS TENSIÓN NOMINAL 24 V C.C CORRIENTE MÁXIMA 10 A CONSUMO EN REPOSO 18 uA LEYENDA TÉCNICA/GRÁFICA INMÓTICA Y EFICIENCIA LEYENDA TÉCNICA/GRÁFICA INMÓTICA Y EFICIENCIA DENSIDAD BAJA TUBERÍA SIN GOTERO DE POLIETILENO FLEXIBILIDAD MEDIA DIÁMETRO 50 mm DENSIDAD BAJA TUBERÍA SIN GOTERO DE POLIETILENO FLEXIBILIDAD MEDIA DIÁMETRO 40 mm PVC RÍGIDO PVC RÍGIDO RESISTENCIA 1250 kJ RESISTENCIA 1250 kJ CORRIENTE DE SERVICIO 8 mA TENSIÓN DE SERVICIO 230 V A.C CORRIENTE MÁXIMA 300 mA POSIBILIDAD VERTICAL/HORIZONTAL FUNCIONA INTEGRADA EN KNX CONSUMO PROPIO 1 W GRADO DE PROTECCIÓN IP 54 E IK 06 CARRIL PARA SISTEMA INMÓTICO CARRIL PARA SISTEMA INMÓTICO I.G.A I.D I.G.A I.G.A Duracion Colocación cuadros inmóticos 0,5 days Inicio 1/07/22 8:00 Termin... 1/07/22 13:00 Duracion Conexión a red 230V existente 1 day Inicio 1/07/22 13:00 Termin... 4/07/22 13:00 Duracion Colocación bandejas portacabl... 2 days Inicio 1/07/22 13:00 Termin... 5/07/22 13:00 Duracion Instalación cables sobre tubo ... 1 day Inicio 5/07/22 13:00 Termin... 6/07/22 13:00 Duracion Colocación luminarias DALI ... 1 day Inicio 6/07/22 13:00 Termin... 7/07/22 13:00 Duracion Colocación sensores luminosi... 1 day Inicio 6/07/22 13:00 Termin... 7/07/22 13:00 Duracion Colocación sistema LOGO!8 3 days Inicio 6/07/22 13:00 Termin... 11/07/22 13:00 Duracion Instalación electroválvulas K... 1 day Inicio 6/07/22 13:00 Termin... 7/07/22 13:00 (POSBILES AMPLIACIONES) (POSBILES AMPLIACIONES) DETALLE ENTRADAS FAN COIL CON ELECTROVÁLVULAS KNX T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T TTERMOSTATO TRITON ABB 6 PULSADORES LCD TTERMOSTATO TRITON ABB 6 PULSADORES LCD FUNCIONA CON BUS KNX NO NECESITA ALIMENTACIÓN 24V TENSIÓN NOMINAL 5 V C.C 6 PULSADORES + PANTALLA LCD CONSUMO EN REPOSO 68 uA - ~ - ~ - ~ - ~ - ~ - ~ - ~ - ~ - ~ - ~ - ~ - ~ - ~ - ~ - ~ - ~ - ~ - ~ - ~ - ~ - ~ pág. 115 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ ANEJO 1.2: DETALLES DE CUADROS INMÓTICOS - CUADRO INMÓTICO 1 pág. 122 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ - CUADRO INMÓTICO 5 pág. 123 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ pág. 124 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ - CUADROS INMÓTICOS 6 Y 7 pág. 125 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ pág. 126 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ ANEJO 2: ESTIMACIÓN ECONÓMICA En este anejo se encuentra el enlace directo al archivo Excel con el que se realizaron las imágenes de las estimaciones de presupuesto. PFG_HC_ESTIMACIÓN.xlsx pág. 128 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ ANEJO 3: PANEL DE DEMOSTRACIÓN Tal y como se describe en la metodología del trabajo, se realiza una fase experimental en la que se fabrica un panel de demostración de la propuesta elegida como la propuesta óptima de implantación y desarrollo. Para el desarrollo del panel se han llevado a cabo las siguientes fases: 1. Fase de diseño, en la cual mediante la herramienta AutoCAD se ha realizado el diseño del panel, con la distribución de todos los dispositivos y productos a implantar. Imagen 57. Diseño en AutoCAD del panel de demostración. Fuente: Elaboración propia. 2. Fase de programación, en la que se han programado los dispositivos, mediante la aplicación SmartLife y LOGO Soft Comfort. Imagen 58. Programación del automáta LOGO!8 en el software de SIEMENS. Fuente: Elaboración propia. pág. 129 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ 3. Fase de montaje, en la que se ha pegado el vinilo a la estructura portante y a continuación se han atornillado y montado todos los dispositivos y elementos componentes del cuadro. Imagen 59. Fase de montaje del panel de demostración. Fuente: Elaboración propia. pág. 130 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Imagen 60. Fase de pegado del vinilo del panel de demostración. Fuente: Elaboración propia. pág. 131 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ 4. Fase de puesta en marcha, en la que se han probado que todos los elementos funcionen según la programación y el diseño. Imagen 61. Fase de puesta en marcha del panel de demostración. Fuente: Elaboración propia. pág. 132 Alejandro Castillo Román PROYECTO EFICIENCIA ENERGÉTICA CON INMÓTICA ‘COLEGIO MAYOR HERNANDO COLÓN’ Imagen 62. Fase de pruebas del panel de demostración. Fuente: Elaboración propia