Sistemas expertos para la operación del sistema de climatización de edificio, con criterios de eficiencia energética

Transcripción

1 Sistemas expertos para la operación del sistema de climatización de edificio, con criterios de eficiencia energética Ana Mera Bilbao, 2 de Octubre de 2013

2 Agenda Introducción Caracterización de consumos y parámetros HVAC Optimización de la operación del sistema HVAC Casos prácticos KUBIK Proyecto EnRiMa Mikeletegui 1 - Tecnalia

3 Introducción Presentación de los desarrollos: Caracterización de consumos y parámetros HVAC Optimización de la operación del sistema HVAC Monitoring Data gathering HVAC behaviour Optimization Validation Caracterización de consumos y parámetros HVAC Optimización de la operación de sistema HVAC

4 Caracterización de consumos y parámetros HVAC OBJETIVO: Los objetivos de este desarrollo son: La obtención remota de datos de Consumos eléctricos y térmicos de energía primaria Condiciones ambientales interiores y exteriores: T y HR Parámetros de operación del sistema HVAC: SAT, RAT, % fresh air, Que permitan la caracterización de los consumos energéticos de un edificio en función de los parámetros de HVAC para posteriormente minimizar consumos ESTADO: instalado y operativo en varios edificios piloto TRL5

5 Caracterización de consumos y parametros HVAC Oficinas Tecnalia Leroy Merlin Oiartzun Metrovacesa Ed sollube

6 Caracterización de consumos y parámetros HVAC Interface de monitorización

7 Caracterización de consumos y parámetros HVAC Ejemplos de operation weak points mediante monitorización 300 Cartacterización Baseline del consumo mensual de del la enfriadora consumo 1 eléctrico versus 2, del cuando HVAC funcionan en el edificio ellas 700 solas. Cada punto representa Emes (kwhe) un = cuarto de hora Hrext(%) de funcionamiento CDD (ºC) CV_RMSE=15% 120, Consumo kwhe , , enfriadora 2 60, enfriadora real estimado 40, Consumo elçectrico HVAC (kwhe) 0 20, delta T enfriadora 0.00 may-10 jun-10 ago-10 sep-10 nov-10 ene-11 feb-11 abr-11 jun-11 jul-11 sep-11 Mes-Año

8 Optimización de la operación de sistemas de climatización OBJETIVO: Diseñar, desarrollar, implementar y validar una herramienta Caracterización del comportamiento del edificio MODELO adhoc Calibración del comportamiento térmico basado en datos medidos onsite Optimización mediante algoritmos que minimizan el consumo dentro de las bandas de confort establecidas por la legislación: M1 INPUTs : predicción meteorológica( 24 valores de T y HR) y precios energía OUTPUT: 24 valores de temperaturas de consigna de sala Validación onsite, M1. ESTADO ACTUAL: TRL3 to 4. ObjetivoTRL6

9 Optimización de la operación de sistemas de climatización Static Tsp T, HR, I exterior Precios energía Next24h Energy DynamicTsp On/Off? Dynamic Tsp BMS Static Tsp Termodinámica del edificio Interacción elementos HVAC: Enfriadoras, calderas, bombas de calor, climatizadoras, fan coils, VRFs Cargas: internas, ventilación, perdidas/ganacias externas Next24hEnergy Minimizar consumo Electricidad y Gas Restricciones: 21ºC<T<26ºC 30%<HR<70

10 CASO PRACTICO 1: KUBIK, proyecto EnRiMa: D R C f t C ZoneTemp t C ExtTemp R SATemp C f ZoneTemp a t z t z t t a t t = ρ ρ Aproximación: CSIRO Validación de la expresion Platt et al. (2010) para estimar la temperatura de zona

11 CASO PRACTICO 2: Mikeletegui 1, Donostia Aproximación modelo analítico HVAC

12 CASO PRACTICO 2: Mikeletegui 1, Donostia Modelo HVAC En desarrollo Análisis estadístico de resultados - 13 días operación invierno

13 CASO PRACTICO 2: Mikeletegui 1, Donostia Optimización de la operación de sistemas de climatización Ahorros teóricos Set-point y evolución de temperatura interior real y propuesto. Edificio M1, Tecnalia, Donostia. Test real 18/12/ ºC :30 Energía ahorrada con la propuesta NEXT24H-Energy. Edificio M1, Tecnalia, Donostia. Test real 18/12/2013. Temperatura (ºC) 21ºC Energía consumida en planta2 (600m2) Ahorro: /año; 24% temperatura interior medida temperatura interior operación NEXT24H-Energy temperatura exterior set-point temperatura Factura interior /año set-point temperatura interior NEXT24H-Energy Franja horaria de ocupación hora del día 5.00 Energía consumida medida pl2 salud (kwht) Energía consumida NEXT24H-Energy pl2 salud (kwht) Ahorro: /año; 5% hora del día

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