Verona, ottobre 2013!

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1 Verona, ottobre 2013!

2 E. Cinarelli, M. Converso, M. Serraino Smart Building: Gestione Intelligente e Sostenibile dell Edificio - Veronafiere 29/10/2013 Gestione, monitoraggio e supervisione degli impianti in edifici civili e del terziario per il miglioramento dell efficienza energetica

3 Smart building: storia Anni 70 Introduzione del concetto di EFFICIENZA ENERGETICA già in fase di progettazione Anni 80 Introduzione della GESTIONE per mezzo di computer anche in remoto Anni 90 Oggi October 28, 2013 Efficienza energetica + gestione/management + introduzione di tecnologie che massimizzano l EFFICIENZA in relazione al COMPORTAMENTO DEGLI UTENTI Rispetto dei limiti di legge, certificazione energetica (non obbligo) Certificazione di eccellenza (LEED, BREAM, ITACA, ) Edificio a basso consumo o a consumo zero (NZEB) Monitoraggio + controllo e feedback 2

4 Smart building & smart users Complessità Sistema edificioimpianto Semplificazione Sistema di gestione (supervisione, monitoraggio) Affidabilità Manutentore Inesperienza Utente October 28,

5 Funzioni principali di un sistema di controllo e gestione Regolazione degli impianti (climatizzazione, elettrici, illuminazione, di processo, ecc.) Controllo e supervisione: Comfort ambientale (termico e illuminotecnico) degli ambienti Funzionalità (allarmi, performance, profili di funzionamento, ecc.) Gestione e controllo dei consumi energetici Monitoraggio sperimentale dell efficienza delle soluzioni di risparmio energetico attive e passive Raccolta e archiviazione dei dati storici Classificazione del sistema di automazione secondo UNI EN (2007) October 28,

6 Miglioramento delle performance energetiche del centro servizi «Vulcano Buono» attraverso il sistema di supervisione October 28,

7 Il centro servizi «Vulcano Buono»: alcune immagini October 28,

8 Il centro servizi «Vulcano Buono»: caratteristiche generali Località: Nola (Napoli) Caratteristiche del centro commerciale ( m 2 ): Supermarket: 24,000 m Negozi Hotel Cinema Multisala Costi energetici annuali: per metano per elettricità Orari di apertura: 7 giorni a settimana; October 28,

9 La storia del centro servizi Il passato: Progetto di Renzo Piano nel 1995 Apertura nel 2007 Il presente: Recente rivitalizzazione ad opera del nuovo gestore La riqualificazione ha interessato anche gli aspetti di utilizzo dell energia con due obiettivi essenziali: Migliorare l affidabilità, riducendo i costi di manutenzione Aumentare l efficienza, riducendo i costi energetici senza compromettere il comfort termico e la qualità dell aria interna October 28,

10 Spesa per elettricità ( /anno): Rooftops Torri evaporative Pompe del circuito dell anello di liquido Illuminazione Servizi generali (scale mobili, ascensori, prese, etc...) Spesa per metano ( /anno): Caldaie Il sistema di climatizzazione del centro servizi Vulcano Buono 4 torri evaporative 3 Caldaie a gas 24 Pompe di calore acqua-aria reversibili tipo Rooftop October 28,

11 Sistema di supervisione: centrale di pompaggio October 28,

12 Sistema di supervisione: centrale termica October 28,

13 Sistema di supervisione: torri evaporative October 28,

14 Sistema di supervisione: Roof Top tipo October 28,

15 I mezzi: dall analisi all esecuzione di azioni di miglioramento Analisi del comportamento energetico dell impianto attraverso il sistema di supervisione Identificazione delle aree di miglioramento e delle priorità di intervento Proposta di azioni di ottimizzazione Esecuzione degli interventi di miglioramento October 28,

16 Analisi: Obiettivo 1: assicurare il comfort agli utenti con un minor consumo energetico Della congruenza tra utilizzo della struttura e funzionamento degli impianti Delle logiche di regolazione dell impianto Delle temperature di funzionamento Verifica: Della distribuzione dell aria negli ambienti Del corretto ricambio d aria Della stratificazione dell aria negli ambienti October 28,

17 Comfort termico: temperatura dell aria interna October 28,

18 Qualità dell aria interna: gestione dell apertura delle serrande per il rinnovo dell aria October 28,

19 Obiettivo 2: garantire un elevata continuità di servizio senza interventi frequenti di manutenzione Valutazione dei cicli di funzionamento dei componenti dell impianto: compressori, ventilatori, serrande, pompe, ecc. Individuazione preventiva dei possibili disservizi Ottimizzazione dei sistemi esistenti October 28,

20 Cicli di funzionamento dei compressori delle macchine per il condizionamento October 28,

21 27/06/ :56:31 27/06/ :56:31 28/06/ :56:32 28/06/ :56:31 28/06/ :56:31 28/06/ :56:32 28/06/ :56:31 28/06/ :56:32 29/06/ :56:32 29/06/ :56:32 29/06/ :56:32 29/06/ :56:32 29/06/ :56:32 29/06/ :56:32 30/06/ :56:32 30/06/ :56:32 30/06/ :56:31 30/06/ :56:31 30/06/ :56:32 30/06/ :56:32 07/01/ :56 07/01/ :56 07/01/ :56 04/07/ :48 04/07/ :48 05/07/ :48 05/07/ :48 05/07/ :48 05/07/ :48 05/07/ :48 05/07/ :48 06/07/ :48 06/07/ :48 06/07/ :48 06/07/ :48 06/07/ :48 06/07/ :48 07/07/ :48 07/07/ :48 07/07/ :48 07/07/ :48 07/07/ :48 07/07/ :48 08/07/ :48 08/07/ :48 08/07/ :48 08/07/ :48 08/07/ :48 08/07/ :48 09/07/ :48 09/07/ :48 09/07/ :48 09/07/ :48 09/07/ :48 09/07/ :48 10/07/ :48 10/07/ :48 10/07/ :48 10/07/ :48 10/07/ :48 10/07/ :48 11/07/ :48 11/07/ :48 11/07/ :48 11/07/ :48 11/07/ :48 11/07/ :48 12/07/ :48 12/07/ :48 12/07/ :48 12/07/ :48 12/07/ :48 12/07/ :48 13/07/ :48 13/07/ :48 13/07/ :48 13/07/ :48 13/07/ :48 13/07/ :48 14/07/ :48 14/07/ :48 14/07/ :48 14/07/ :48 14/07/ :48 14/07/ :48 15/07/ :48 15/07/ :48 15/07/ :48 15/07/ :48 numero dispositivi in funzione [-] temperatura di mandata media anello [ C] Attivazione di pompe del circuito idraulico e dei ventilatori delle torri evaporative Numero dei ventilatori delle torri evaporative funzionanti in relazione alla temperatura dell'acqua di mandata dell'anello numero ventilatori in funzione temperatura di mandata media anello October 28,

22 Obiettivo 3: migliorare l efficienza energetica dei componenti e dell impianto nel suo insieme October 28,

23 Temperatura di condensazione del refrigerante [ C] Temperatura di condensazione del fluido refrigerante delle unità di climatizzazione RF18 RF8 RF10 RF11 RF12 RF17 RF Temperatura di mandata dell'anello [ C] October 28,

24 27/06/ :56:31 27/06/ :56:31 28/06/ :56:32 28/06/ :56:31 28/06/ :56:31 28/06/ :56:32 28/06/ :56:31 28/06/ :56:32 29/06/ :56:32 29/06/ :56:32 29/06/ :56:32 29/06/ :56:32 29/06/ :56:32 29/06/ :56:32 30/06/ :56:32 30/06/ :56:32 30/06/ :56:31 30/06/ :56:31 30/06/ :56:32 30/06/ :56:32 07/01/ /01/ /01/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ /07/ [ C] Efficienza delle unità di climatizzazione in relazione alla temperatura dell acqua dell anello 50 Temperature di lavoro dell'anello rapportate alla temperatura esterna circuiti mandata - media circuiti ritorno - media temperatura esterna 10 October 28,

25 Efficienza delle unità di climatizzazione in relazione alla temperatura dell acqua dell anello 140% Andamento dell'efficienza e della potenza frigorifera fornita dai rooftop al variare della temperatura dell'acqua in ingresso al condensatore rispetto alle condizioni nominali 120% 100% condizioni nominali: temperatura acqua in ingresso al condensatore = 29 C 80% 60% 40% 20% 0% potenza frigorifera fornita rispetto alle condizioni nominali efficienza (EER) rispetto alle condizioni nominali temperatura acqua in ingresso al condensatore [ C] October 28,

26 Sistemi diversi di supervisione e monitoraggio per soddisfare obiettivi diversi: Ospedale di Aosta Scuola media Pedagna di Imola Centro sportivo di Roccabruna (CN) October 28,

27 Ospedale di Aosta: monitoraggio delle prestazioni di sistema di trigenerazione in edificio esistente Valutazione di: Gas consumato dal cogeneratore in relazione ai consumi totali di gas dell ospedale (caldaie) Potenza/energia elettrica prodotta dal cogeneratore Energia frigorifera fornita dal chiller ad assorbimento e la sua efficienza (COP) Recupero termico globale da cogeneratore Efficienza globale del sistema di cogenerazione OSPEDALE DI AOSTA: 300 POSTI LETTO 625 kwe 740 kwt October 28,

28 Scuola media Pedagna ad Imola: monitoraggio delle prestazioni di soluzioni innovative in un edificio nuovo Tecnologie utilizzate: collettori solari ad aria ed acqua, condotti interrati, gruppo frigo ad assorbimento, sistemi passivi di sfruttamento dell energia solare In un impianto nuovo il differenziale di costo tra un sistema di supervisione e di building automation è ridotto Il sistema in oggetto si configura come un sistema in classe A, secondo la UNI UNI EN 15232: BACS e TBM ad alta prestazione energetica con alti livelli di precisione e completezza del controllo automatico October 28,

29 Centro sportivo a Roccabruna (CN): monitoraggio della gestione e miglioramento dell impiantistica Attività svolte: 2008: Audit energetico, progetto interventi, interventi in centrale termica. 2009: sistema di supervisione, gestione automatica impianti 2009, 2010, 2011: Energy management Funzioni implementate: supervisione e controllo impianti controllo comfort ambientale gestione degli allarmi gestione e controllo dei consumi energetici monitoraggio sperimentale raccolta e archiviazione dei dati storici. October 28,

30 Conclusioni In tutti i casi presentati il sistema di supervisione si è dimostrato uno strumento indispensabile per: Comprendere le criticità dei sistemi esistenti in maniera obiettiva Eseguire misure di efficienza energetica Agire sul miglioramento degli impianti esistenti prima ancora di fare nuove implementazioni Dimostrare i risparmi conseguiti dopo l eventuale esecuzione di interventi migliorativi I sistemi di supervisione mettono a disposizione una preziosa miniera di dati con molteplici potenzialità di utilizzo October 28,