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Proyecto Fin de Carrera Diseño y desarrollo de la domótica de una casa bioclimática Carlos Mora Martínez Director: Laurent Mora Ponente: Carlos Monné EINA Febrero 2014 Diseño y desarrollo de la domótica de una casa bioclimática. Resumen La idea de este proyecto es la de llevar a cabo la domótica de la casa bioclimática Sumbiosi, para lo cual he ido cumpliendo una serie de pasos. En primer lugar, tuve que comprender tanto los planos como los aparatos de la casa y entender las necesidades que tenía la misma. Una vez comprendido esto, pasé a estudiar el tipo de sensores que eran necesarios en la casa, con el fin de recuperar toda la información necesaria, y la ubicación que debían tener los mismos. Esta labor, la lleve a cabo conjuntamente con el siguiente paso, ver las relaciones de los diferentes elementos de la casa, desarrollando varios organigramas con todas ellas y con los diferentes modos de actuación que podían utilizar la casa (calor, frío, ventilación, humedad, electricidad, riego, seguridad, iluminación, confort de la casa…), estos dos procesos fueron realizados a la vez puesto que se iban retroalimentando, cuando hacia un organigrama, veía las necesidades que tenía la vivienda, por lo que en ese momento sabía el tipo de sensor que necesitaba y viceversa, cuando veía un sensor con más capacidades de las que necesitaba en ese momento, proyectaba el resto de los organigramas para ver si serían necesarias en un futuro y merecía la pena obtener un sensor más complejo o no. Una vez conseguido todo esto, pasé a utilizar el programa ETS4, con el cual configure todos los dispositivos y sensores que habíamos instalado en la casa para controlar y monitorizar todos los datos en la pantalla del ordenador. Para ello, en primer lugar tuve que introducir todos los sensores, en este proceso conté con la ayuda del técnico instalador. Una vez que el programa detectaba el sensor, automáticamente aparecían todas las informaciones que se podían obtener provenientes del mismo, por lo que se podían empezar a crear las direcciones de grupo para organizarlos. En este proceso se iban intercalando las tareas, puesto que dependía de las fechas de recibo de los distintos pedidos y de la disponibilidad del técnico para instalarlo. Una vez que se pudo visualizar todos los datos en el ordenador se pasó a instalar y configurar el programa Domovea, en el cual introduje toda la lógica de control que había diseñado previamente mediante los organigramas. Para la utilización del Domovea, también tuve que configurar los sensores exportando las bases de datos que había creado anteriormente con el programa ETS4. El penúltimo paso fue configurar todos los aparatos y los escenarios en el Domovea, ordenándolos y simplificándolos de cara al usuario con el fin de que fuera un interfaz intuitivo y manejable para que una persona, que nunca haya trabajado con él, lo pueda utilizar. Se diseñaron y comprobaron el funcionamiento de los escenarios y de todos los sensores. Por último y también relacionado con la domótica de la vivienda, se realizaron una serie de estudios energéticos con el fin de facilitar las decisiones a tomar en la parte domótica del Domovea, tanto con los datos obtenidos del Domovea (monitoring) como con las previsiones de consumo de la vivienda en los diferentes momentos del año con el fin de identificar los aspectos potenciales de la vivienda a reducir para optimizar al máximo el consumo energético de la vivienda Sumbiosi. Índice Agradecimientos ........................................................................................................................... 5 Introducción .................................................................................................................................. 5 Presentación general del proyecto Sumbiosi ............................................................................ 5 ¿Qué es Solar Decathlon Europe? ............................................................................................. 6 Situación inicial de la casa ......................................................................................................... 6 Planteamiento del proyecto ...................................................................................................... 7 Memoria ........................................................................................................................................ 8 Elección de los sensores ............................................................................................................ 8 Necesidades a cubrir con los sensores .................................................................................. 8 Tipos de sensores elegidos .................................................................................................... 9 Ubicación de los sensores ................................................................................................... 11 Configuración en ETS4 ......................................................................................................... 11 Direcciones de grupo........................................................................................................... 12 Organigramas .......................................................................................................................... 13 Iluminación .......................................................................................................................... 14 Calefacción y refrigeración .................................................................................................. 15 MCP ..................................................................................................................................... 17 Ventilación........................................................................................................................... 17 Energía ................................................................................................................................. 18 Agua caliente sanitaria ........................................................................................................ 19 Riego .................................................................................................................................... 20 Seguridad ............................................................................................................................. 21 Domovea ................................................................................................................................. 22 Modos de uso y estados de vida de la vivienda .................................................................. 22 Monitoring........................................................................................................................... 25 Estudio energético .................................................................................................................. 26 Etapa de trabajo y exposición ............................................................................................. 26 Etapa vivienda habitable ..................................................................................................... 28 Conclusiones ............................................................................................................................... 30 Webgrafía .................................................................................................................................... 31 Anexos ......................................................................................................................................... 32 Anexo I – Imágenes de la casa Sumbiosi ............................................................................. 32 Anexo II – Descripción e imágenes Nilan y MCP ................................................................. 33 Anexo III - Zonas de la vivienda ........................................................................................... 37 Anexo IV – Explicación funcionamiento sensores ............................................................... 38 Anexo V – Mapa situación sensores e interruptores ......................................................... 43 Anexo VI – Programa ETS4 .................................................................................................. 46 Anexo VII – Topología y direcciones de grupo ................................................................... 47 Anexo VIII – Creación de las direcciones de grupo ............................................................. 53 Anexo IX – Tiempos de actualización .................................................................................. 55 Anexo X – Relación entre la topología y las adresses de groupe ........................................ 56 Anexo XI – Organigramas .................................................................................................... 61 Anexo XII – Cálculos depósito ............................................................................................. 70 Anexo XIII – Domovea ......................................................................................................... 71 Anexo XIV– Descomposición de los organigramas.............................................................. 80 Anexo XV– Explicación general funcionamiento de escenarios, prioridad y asociaciones. 82 Anexo XVI – Creación de los escenarios .............................................................................. 85 Anexo XVII - Tabla consumo aparatos domésticos ............................................................. 95 Anexo XVIII - Tablas de ponderación consumo aparatos domésticos ............................... 96 Anexo XIX – Monitoring .................................................................................................... 104 Anexo XX – Estudio horas de luz ....................................................................................... 106 Anexo XXI - Comparativa entre los resultados de la simulación y los resultados reales . 107 Anexo XXII - Temperatura media de la casa ...................................................................... 108 Agradecimientos En primer lugar, a Laurent Mora, mi tutor durante este proyecto, jefe del departamento de ingeniería civil y del equipo Sumbiosi por haberme permitido formar parte de este equipo de trabajo. A Jérome Malvestio, ingeniero del departamento de Génie civil y segundo al mando de este proyecto, por toda la ayuda prestada en cuanto a las decisiones a tomar. A Martial Lerney, técnico instalador de todo lo que ha pasado por esta casa, desde los sensores hasta los sistemas de la resol y de la webbox y por supuesto a Erik Marquez, informático, encargado de la instalación del software de la casa (y de la creación de una red local para poder conectar todos los aparatos al ordenador) y con el tiempo amigo. Gracias a todos ellos, ocupantes del equipo Sumbiosi por facilitar y hacer más llevadero estos cinco meses de trabajo durante mi experiencia Erasmus en Burdeos. Introducción Durante este periodo de realización del proyecto de final de carrera, llevado a cabo el primer cuatrimestre del año académico 2013-2014 y realizado de Erasmus a cargo del Grand ècole des Arts et Métiers de Bordeaux-Talence, he estado bajo la tutela de Laurent Mora, jefe del departamento de ingeniería civil de la IUT asociada a la universidad de Burdeos-1. He trabajado en el proyecto Sumbiosi, destinado a diseñar y construir una casa bioclimática con el fin de presentarla al concurso solar Decathlon Europe, celebrado cada dos años. Mi lugar durante este tiempo ha estado dividido entre la propia vivienda donde estaba el ordenador en el que había que implantar la domótica y un pequeño despacho situado en la primera planta del departamento de ingeniería civil en el cual realizaba los cálculos energéticos. A mi llegada, la casa ya estaba construida, quedando por delante principalmente la parte de la domótica que es el trabajo que se me ha encomendado., además de varios estudios energéticos afines a disminuir el consumo de la vivienda y programar así los diferentes modos de funcionamiento que tiene la vivienda a fin de disminuir este consumo. Presentación general del proyecto Sumbiosi El proyecto Sumbiosi nace con la idea de crear una casa bioclimática, ideada por estudiantes del grand école des Arts et Metiers de Bordeaux-Talence y con la colaboración del departamento de ingeniería civil de la universidad Bordeaux-1 y presentarla al concurso de Solar Decathlon Europe que se celebra cada dos años. En septiembre de 2013, nos encontramos una casa bioclimática ya construida puesto que ya ha sido presentado al concurso de Solar Decathlon Europe que tuvo lugar en Madrid en el 2012, pero que debido al mal resultado obtenido, se han propuesto realizar cambios y volverla a presentar a la siguiente edición. Entre ellos se proponen desarrollar la domótica de la casa, de tal manera que un ordenador central pueda controlar todos los aparatos electrónicos que hay en ella, pero dejando al mismo tiempo al usuario de la misma alterar esta programación activando lo que crea necesario en cada momento, volviendo a una situación de control cuando este finalice las acciones . El control que se desea realizar en la casa debe ser el propio de una casa inteligente, adelantándose en lo posible a los sucesos que van a ocurrir y reaccionando rápidamente a los sucesos los cuales no se puedan controlar inicialmente. Como ejemplos de lo anteriormente citado podemos poner el ventilar la casa si el ambiente está sobrecargado, activar o desactivar las luminarias en función de la visibilidad en el interior de la vivienda, no regar las plantas si se avecina una tormenta dentro de dos horas o situaciones de este estilo. ¿Qué es Solar Decathlon Europe? Solar Decathlon Europe [1] es una competición universitaria internacional que impulsa la investigación en el desarrollo de viviendas eficientes. El objetivo de los equipos participantes es el diseño y construcción de casas que consuman la menor cantidad de recursos naturales, y produzcan un mínimo de residuos durante su ciclo de vida. Se hace especial hincapié en reducir el consumo de energía, y obtener toda la que sea necesaria a partir del sol. Solar Decathlon Europe tiene su origen en la competición estadounidense US DOE Solar Decathlon. SD Europe nació tras la firma de un acuerdo bilateral entre los gobiernos de España y Estados Unidos, a raíz de la participación de la Universidad Politécnica de Madrid en anteriores ediciones celebradas en Washington DC. La primera competición de estas características fuera de EEUU, Solar Decathlon Europe 2010, tuvo lugar en Madrid en junio de ese año. Un convenio similar ha dado lugar recientemente a la presentación de Solar Decathlon China. Así, la edición europea se celebra en los años pares y la norteamericana en los impares; desde su estreno en 2013, SD China tiene lugar con unos meses de diferencia respecto a US DOE Solar Decathlon. Las tres competiciones se apoyan en bases y objetivos comunes, pero se organizan independientemente y presentan características singulares en reglamentación y pruebas, adaptándose de esta forma a sus propias circunstancias y contexto. Situación inicial de la casa A mi llegada a la casa el 16 de septiembre de 2013, ésta disponía de un sistema de calefacción y ventilación con un aparato llamado Nilan [2], el cual se encargaba de calentar y refrigerar la casa y además de producir agua caliente sanitaria. También había otro aparato llamado MCP (Machine change phase) que funcionaba mediante tres placas de parafina, este aparato servía para refrigerar la casa durante los meses de verano, estaba dividido en 3 partes y se regeneraba por la noche cuando la temperatura descendía de los 23 grados. En el tejado de la casa había cinco paneles fotovoltaicos encargados de producir la electricidad, los paneles no disponen de baterías, debido a que la normativa francesa es diferente de la española, y éstas no eran aconsejables por los precios de compra y venta de energía que fijaba el gobierno francés, por lo tanto toda la energía que no se utiliza se tira a la red, mientras que por las noches se debe solicitar de la misma. Respecto al agua caliente sanitaria, se dispone de un sistema con un acumulador, una bomba y un panel solar conectado para producir la misma. Las persianas están ya instaladas pero su activación debe hacerse mediante mandos inalámbricos y no automáticamente. De igual manera que las luminarias y la pantalla gigante que descendía del techo, las cuales se debían accionar mediante un interruptor. En el anexo I se pueden observar imágenes de la vivienda. Planteamiento del proyecto El objetivo principal del proyecto es que un ordenador sea capaz de llevar el control de la vivienda. Para ello se necesita un programa que lea la información proveniente de los sensores (ETS4) y otro que sea capaz de tomar las decisiones (Domovea). Estas decisiones se tomarán en función de unos condicionantes, los cuales serán implantados mediante los escenarios. Los organigramas darán la visión global de un determinado tema (iluminación, ventilación…), éste quedará dividido en pequeños fragmentos, cada cual se ocupa de una parte específica del mismo, estos pequeños fragmentos son los escenarios. La memoria se divide en cuatro partes, en la primera se explican los sensores que se utilizan en el proyecto, las características por las cuales se ha elegido, su función y su ubicación. En la segunda parte, se explicarán los organigramas que se han realizado y las funciones que cubre cada uno. La tercera parte está destinada al programa Domovea, allí se explican los modos de funcionamiento que existen en la vivienda y la relación entre los organigramas los escenarios y los modos de funcionamiento. Por último, está la parte del estudio energético de los modos de funcionamiento de la vivienda, gracias a la cual se permite simular con bastante garantías los consumos que tendrá la vivienda en sus diferentes etapas de vida y, además, permite tomar decisiones sobre los aparatos existentes, con el fin de remplazarlos por otros, eliminarlos o modificar sus actuales modos de empleo. Memoria La memoria de este proyecto está dividida en cuatro grandes partes - Elección y configuración de los sensores - Organigramas - Programa domótica (Domovea) - Estudio energéticos Elección de los sensores Antes de comenzar a explicar el proceso de selección de los sensores, es necesario aclarar que se va a trabajar con el protocolo de comunicaciones KNX [3] por lo que todos los captadores utilizados a lo largo de este proyecto son de la familia KNX. Con este sistema conseguimos controlar diversas características de la casa y transmitir toda la información proveniente de los sensores a un ordenador. Para la gestión de la información recibida en el ordenador, se utiliza el programa ETS4 [4]. Necesidades a cubrir con los sensores En primer lugar, se estudiaron las necesidades a cubrir con los captadores, el objetivo fundamental del proyecto era obtener la máxima comodidad posible, que la casa se adelantara a nuestras necesidades de confort. Este confort engloba principalmente las necesidades de ventilación, de iluminación, de climatización, de obtención de agua caliente y de energía que pueda tener una persona que utilice la casa Sumbiosi como lugar de trabajo o como vivienda. Además, al contar la casa con vegetación, también se ha diseñado el cuidado y mantenimiento de la misma. Una vez se tuvo claro el objetivo, se pensó en todas aquellas cosas que deberían detectar los sensores para facilitar el control de la vivienda. Distinguiendo entre sensores interiores y exteriores. En lo que se refiere a los interiores, se necesitarán sensores que indiquen la luminosidad para detectar las necesidades de iluminación, sensores que midan la temperatura para cubrir las necesidades de climatización, otros sensores que indiquen el porcentaje de humedad, la cantidad de partículas COV y la cantidad de CO₂ en el ambiente para conocer las necesidades de ventilación, también se instalarán sensores de movimiento en la casa para cubrir las necesidades de seguridad. Mientras que respecto de los exteriores, para completar las decisiones que se puedan tomar en el interior de la vivienda con temas tales como permitir o no la ventilación natural o el subir las persianas para ahorrar en iluminación artificial, se necesitará contar en el exterior con sensores de luminosidad y de temperatura, mientras que para programar o no los riegos de las plantas del tejado, se deberá disponer de un histograma de lluvias para lo cual será necesario contar con un detector de lluvias. Ahora que ya se ha solucionado el problema de saber qué se necesita, el siguiente paso es ver la ubicación más adecuada para los sensores viendo cuantos de cada tipo son necesarios. Para llevar a cabo esta distribución, se observa que la vivienda puede quedar dividida en tres zonas, (tal y como se puede observar en el anexo III), al existir puertas interiores que las aíslen, dando lugar a diferencias significativas en las mediciones. Véase la sala de estar principal y la cocina que conformarían la denominada zona 1, el dormitorio que sería la zona 2 y el cuarto de baño que sería la zona 3. Además, también están las dos puertas de entrada de la casa que aunque en el plano estén en la zona 1, se les ha dado un trato diferente al resto de la zona. Además de las necesidades anteriormente comentadas, se necesitará también un aparato que informe de la electricidad generada por las placas fotovoltaicas. Del mismo modo, para la utilización del circuito cerrado de agua caliente sanitaria se necesitarán sensores que indiquen la temperatura a lo largo del recorrido. Además de otro para controlar el nivel de llenado del depósito. Por último, también serán necesarios sensores que indiquen el estado de todas las puertas y ventanas de la casa con objeto de conocer en todo momento la posición de las mismas para poder controlar adecuadamente la climatización y la ventilación. Tipos de sensores elegidos Se ha dotado a todas las zonas con sensores para medir todas las características anteriormente comentadas, para lo cual se ha tenido que rastrear el mercado en busca de los sensores adecuados. Los sensores elegidos se han seleccionado de la compañía “Schneider Electric” [5] que trabaja con el sistema KNX. En la página web del fabricante [3] se puede encontrar toda la información acerca de las características técnicas de los sensores instalados en la vivienda y sobre sus principales funciones, las cuales se comentan brevemente a continuación. Por una parte, en lo que respecta a los colocados en el exterior de la vivienda: MTN663990: Estación meteorológica capaz de medir la temperatura, la luminosidad, la velocidad del viento y detecta la lluvia. Se obtiene una medida de la temperatura exterior (escenarios de ventilación, calefacción y refrigeración), la luminosidad exterior (escenarios de iluminación), detector de lluvia (escenario de riego). De esta manera con este sensor cubrimos todas las necesidades de datos del exterior de la casa. Mientras que por otra, los situados en el interior de la misma: MTN630919: Detector de presencia y luminosidad. Se han colocado tres de este tipo, uno en la entrada principal, uno en el cuarto de baño y otro en la habitación. Detectan la luminosidad (escenario iluminación) y la presencia (escenario seguridad). ALB45153: detector de presencia colocado en el cuarto de estar, además también aporta el valor de la luminosidad de la habitación. Se ha colocado éste puesto que el radio de alcance era más grande que el modelo anterior. El rango de temperaturas que se ha establecido como óptimo en el interior de la casa es entre 19 y 25 grados centígrados, empleando las correcciones oportunas mediante calefacción o refrigeración si se detectan valores de temperatura interior fuera de este margen. Para calentar la casa, el orden de los aparatos a utilizar, en función de la energía consumida, es el siguiente: en primero lugar y siempre que sea posible, la ventilación natural, en segundo lugar la MCP, y en tercer lugar, la maquinaria Nilan. En el caso de necesidades de refrigeración, en primer lugar y dentro de su rango de posibilidad de actuación, la primera opción siempre será la ventilación natural y cuando esta opción no sea posible se activara la maquinaria de la Nilan. Recordamos que en este caso no será posible utilizar el aparato MCP puesto que este solo puede emplearse para producir calor y no para producir frio. Para su creación, el escenario se ha dividido según los tres rangos de temperatura posibles para cumplir las necesidades establecidas: temperatura menor de 19 grados, temperatura entre 19 y 25 grados, temperatura mayor de 25 grados. Si la temperatura interior se encuentra en este primer bloque, se deberá activar el sistema de calentamiento de la vivienda, conforme a lo mencionado anteriormente, el camino prioritario es la ventilación natural, que se activará si la temperatura exterior es superior a la temperatura interior (se ha implementado un delta de 2 grados, el fin de la implementación de este delta es evitar que si las temperaturas interior y exterior son iguales y, además, se provoca corriente, la sensación de confort va en sentido contrario al deseado) para lo cual se abrirán las ventanas OF1 hasta OF6. Si este modo de actuación no es posible, se deberá activar el calentamiento mediante la Nilan, para lo cual se deberá verificar con anterioridad que todas las puertas y ventanas exteriores están cerradas con objeto de no desperdiciar energía. Si esto no es así, se emitirá un aviso en la pantalla del ordenador indicando que ventana o ventanas están mal cerradas, en el momento que este aviso desaparezca, se reactivara la orden de encender el aparato Nilan. Si la temperatura interior está en el segundo bloque (entre 19 y 25 grados), no será necesario el accionamiento de la calefacción ni de la refrigeración, pero por otro lado se comprobará la temperatura exterior con el fin de permitir o no la utilización de la ventilación natural en el escenario de ventilación. Por último, si la temperatura interior es mayor de 25 grados, se deberá activar la refrigeración del edificio, la primera opción, como se ha comentado anteriormente, será la ventilación natural (la cual será posible si la temperatura es menor que la interior menos el delta siempre que esta última sea como máximo de 25 grados), en este caso se dará la orden de abrir las ventanas OF1 a OF6. Si esto no es posible, se activara el MCP, para lo cual se tienen que dar dos condiciones, en primer lugar que estén todas las ventanas y puertas exteriores de la vivienda cerradas, para verificarlo se pondrá en práctica el mismo procedimiento anteriormente comentado, en segundo lugar también debe darse la condición de que la MCP esté lista para utilizarse, para lo cual se ha creado un escenario separado que tiene como objetivo indicar si esto es o no posible. Por último, si ninguno de los dos casos anteriores se puede dar se activara la Nilan activando el mismo procedimiento que se ha comentado con anterioridad. El cálculo de la temperatura media, la cual se toma como referencia para este escenario, se facilita en el anexo XXII MCP (ver anexo XI, apartado 3) Se ha creado un escenario para el material de cambio de fase (MCP), lo que se pretende conseguir con el mismo es una señal que indique si es o no posible su utilización. Se recuerda que al principio de la memoria, en el apartado de situación inicial de la casa, se da una breve explicación del funcionamiento de este aparato que facilitara la comprensión de este escenario. Para que la MCP se pueda utilizar necesitamos que las tres placas de parafina estén solidificadas, esto se consigue cuando las mismas están a una temperatura inferior a 22°C durante al menos tres horas, esta información la obtuve de una reunión directa con la persona que diseño el mecanismo del cual está dotado la casa, un trabajador de la empresa NOVATEK. Para la realización del escenario, la primera condición que debe cumplirse es que en el exterior se de una temperatura inferior a los 22°C, lo cual debido al emplazamiento en el cual nos encontramos es habitual todas las noches de verano. (Recordar que la MCP solo se puede utilizar para refrigeración, por lo cual su principal funcionamiento será en verano). Si se cumple esta condición, se abrirán las válvulas exteriores para que pueda entrar el aire desde el exterior. En este punto, con los captadores de temperatura de los que disponemos, informaran sobre la temperatura de la parafina en cada uno de los tres cajones, si se da el caso en cualquiera de los tres cajones que la temperatura está a una temperatura superior a 22°C, se abrirá la válvula exterior y se activara el ventilador, este ventilador forzara a entrar en cada uno de los tres cajones el aire exterior a una velocidad óptima para que las placas se solidifiquen en tres horas. Por lo que nada más abrir estas válvulas exteriores se activara un temporizador de tres horas, el cual a su finalización indicará que las placas ya están solidificadas y que ya se puede utilizar la MCP para refrigerar la vivienda. Recordar igualmente que la parafina, en su proceso de actuación para refrigerar la casa, aumenta su temperatura, puesto que absorbe el calor de la casa cediéndole a ella su frío, de ahí la necesidad de refrigerarla por las noches. Ventilación (ver anexo XI, apartado 4) En lo que respecta a este apartado, se valoran las posibilidades y necesidades de ventilación en función de los datos obtenidos en cada momento por los sensores de humedad (relativa), CO2 y COV. En principio este escenario iba a realizarse por separado como los demás, pero viendo que estaba muy relacionado con el escenario de climatización y con objeto de no crear dos escenarios en los cuales una parte de las decisiones iban a estar repetidas siendo que finalmente iban a trabajar juntos, se decidió crear uno solo para los dos. Pese a ello se ha considerado importante explicarlos por separado para poder profundizar en los puntos característicos de cada uno. Dentro de los tres rango de temperatura en los que se divide este escenario, solamente se va a comentar el caso donde la franja de temperaturas este entre 19°C y 25°C, puesto que en los otros dos casos, debido a que la temperatura de la casa no es la idónea, se estará obligado a que exista una ventilación, bien sea natural o forzada, por lo que se renovaran las partículas del ambiente y se purificara el aire. Dentro este rango de temperaturas, será necesaria la ventilación siempre y cuando se den los siguientes casos: el nivel de CO2 es mayor del apropiado 700 ppm, el número de partículas COV es mayor del máximo número permitido 1000 ppm o el valor de la humedad es demasiado elevada, considerando el tope para una vivienda un 75 %. [19] Cuando se de alguna de las condiciones anteriores se activa la señal de ventilación necesaria, en ese momento lo primero que se comprueba es si es posible la ventilación natural, para la cual, la temperatura exterior debe estar en un rango de temperaturas entre 19°C y 25°C además de cumplirse la condición de que no esté lloviendo puesto que esto elevaría el porcentaje de humedad en el interior de la casa y si la ventilación se está dando por este motivo, sería contraproducente. Se utiliza la lluvia puesto que la casa no dispone de sensor de humedad exterior, con el cual comparar si es mayor o no que la interior y se presupone que cuando llueva esta será mayor del 75 %. Al activar esta función se dará la orden de abrir todas las aberturas de ventilación automáticas de la vivienda (OF1 a OF6). De no ser posible esta primera opción, se activará la ventilación mediante la Nilan, comprobando con anterioridad que todas las puertas y ventanas de la casa están cerradas con el fin de no malgastar energía. Además de las ventanas automáticas. Energía (anexo XI, apartado 5) Este organigrama es muy simple, puesto que tan solo tiene que medir el consumo actual de la vivienda y la producción actual de los paneles fotovoltaicos, si la primera es mayor que la segunda, se deberá tomar la decisión de coger energía de la red, mientras que si es al revés, la energía producida restante se verterá a la misma. Se tienen en cuenta todos los consumos energéticos de la vivienda y toda la potencia que se obtiene de las placas fotovoltaicas, determinando en que momentos se cede energía a la red y en qué momentos la energía obtenida de los panales no es suficiente y se debe realizar el proceso contrario. Se han tomado los datos provenientes del aparato medidor de energía. Agua caliente sanitaria (ver anexo XI, apartado 6) En este organigrama se utilizaran los datos provenientes de la Resol, los cuales se compararán y se decidirá si encender o no la bomba, además también se deberá tener en cuenta la temperatura del agua del acumulador, puesto que si ya es la óptima no se activará la bomba. Como consideración extra, se deberá tener en cuenta que si durante unos días no se activa el consumo de agua caliente y el fluido permanece parado, si la temperatura del fluido es elevada, se deberá activar la bomba para que no ocurran problemas en las tuberías. La temperatura optima a obtener esta en el rango 45 – 60º C, por lo que si la temperatura del acumulador alcanza los 60 grados se detendrá el funcionamiento de la bomba, reanudándose de nuevo si el sensor de la temperatura del colector alcanza los 95º C, consiguiendo de esta manera al tener el agua en circulación, evitar tener problemas de condensación en las tuberías que son muy perjudiciales para las mismas. Se ha configurado una función que dependiendo de las dos lecturas de temperatura que se reciben se activa o no el funcionamiento de la bomba, siempre y cuando no esté ya el acumulador a la temperatura deseada, en este caso no se activaría la bomba para no desperdiciar energía. Se ha definido un delta de 5 grados centígrados, para forzar a que para la activación de la bomba exista un mínimo salto de temperatura, evitando de esta manera el desperdicio de energía. Como medida preventiva, para los periodos de vacaciones en los cuales el ACS estará un largo tiempo sin ser empleada y para evitar el deterioro de las tuberías, se ha determinado que si en algún momento el sensor del colector solar indica una temperatura de 95° C, se active la bomba con el fin de que el agua no quede estancada y se den temperaturas mayores de 100°C las cuales estropearían las tuberías. Además, se ha creado un segundo escenario también relacionado con el agua caliente, en este segundo escenario, se pretende controlar la producción de agua caliente del aparato Nilan, de tal manera que si el agua que hay en el acumulador no está lo suficientemente caliente (se ha considerado como agua caliente sanitaria la temperatura de 45°) que se active la producción de agua caliente de la Nilan. El proceso de producción de la misma es simple, emplea más potencia de la habitual para producir esta agua caliente y luego la almacena en su propio deposito hasta que esta es consumida. Con objeto de no desperdiciar energía, se ha puesto en este escenario la condición de que la casa no se encuentre en el modo vacaciones, puesto que si esto es así esta agua tardara en consumirse y se ira enfriando por lo que habrá que volverla a calentar derrochando energía. Estos dos escenarios se muestras de manera conjunta en el anexo número XI, apartado 6, siendo el de la izquierda el primer escenario al que se le ha hecho referencia y a la derecha el segundo. Riego (ver anexo XI, apartado 7) Para el escenario de riego se han utilizado los datos provenientes de la estación meteorológica (si llueve o no), un aparato para registrar la cantidad de agua que ha caído y también se han consultado las necesidades de agua de las plantas. El modo de actuación es el siguiente: se programa un temporizador con el tiempo entre un riego y el siguiente, este contador se reinicia cada vez que, o bien llueve una cantidad adecuada, o bien se activa la función de riego. Cuando el temporizador está llegando al final de su cuenta (con un cierto margen) se envía una señal a la estación meteorológica para ver si va a llover próximamente, si la respuesta es afirmativa no se activa la función de riego mientras que si la respuesta es negativa sí. Para evitar que caiga una cantidad mínima de agua que evite que se rieguen las plantas se ha definido un valor mínimo de agua que deberá caer para dar por buena la “lluvia” y no activar la función. Comentario sobre el escenario realizado inicialmente: Vemos que el escenario se desencadena cuando se activa la función de necesidad de lluvia, la cual se activara al finalizar el temporizador. Una vez se recibe esta señal, se consulta a través de la web si va o no a llover. Si la respuesta es afirmativa, se esperara sin activar la orden, hasta que llueva la cantidad suficiente o acabe el día, si se alcanza la cantidad suficiente antes de que acabe el día, se iniciara el temporizador y se volverá al principio del esquema, si una vez finalizado el día no se alcanza la cantidad suficiente, se regaran las plantas (solamente la cantidad de agua que difiera entre la cantidad adecuada de agua al día y lo que ha llovido ese día) ahorrando de esta manera agua. Por otra parte si la respuesta es negativa, se verificara si hay agua suficiente en el depósito, sino es así se activara la alarma, reiniciando el temporizador al activar la orden de riego. La cantidad de agua diaria estimada es de dos litros por metro cuadrado.[14] Se ha diseñado un depósito para que almacene el agua de la lluvia con las siguientes dimensiones: 1600x700x350mm (392 litros). Los cálculos se pueden ver en el anexo XII Este organigrama a diferencia de los demás se ha diseñado pero no ha podido llegar a implantarse antes de que terminara mi estancia puesto que aún no se había recibido el aparato para registrar el agua. A pesar de ello, está programado y solo falta añadir el aparato que mide la cantidad de agua caída. Seguridad (ver anexo XI, apartado 8) Para controlar la seguridad en la casa se han instalado sensores de movimiento en el cuarto principal del tipo ALB45153, puesto que el resto de habitaciones ya contaban con uno (se ha escogido este tipo de sensor puesto que no era necesario controlar 360 grados ya que iba a estar fijado en una pared). El escenario de seguridad funciona de la siguiente manera: Para los modos vacaciones y ausencia corta, el funcionamiento del escenario es sencillo, al detectar algún sensor Enocean una puerta abierta, da al usuario 10 segundos para introducir la clave, si esta no se introduce automáticamente envía un mensaje al teléfono móvil del propietario y otro mensaje de alerta a la policía. Durante el modo noche el funcionamiento es más complejo, puesto que al haber gente en la casa, también existe la opción de que la puerta se habrá desde dentro, por lo que al crear este escenario es necesario que el sistema tenga memoria a corto plazo, de modo que si detecta movimiento en el interior (en la misma zona que a posteriori se abre la puerta) en ese caso el sistema lo considerara un funcionamiento normal y no activara el sistema de alerta. Por otra parte, si sucede lo contrario, el sistema actuara de igual manera que en los modos de ausencia, dando 10 segundos para introducir la contraseña y sino activando el protocolo de alarma. Por último, para el modo casa, se ha considerado no introducir ningún escenario de alerta, puesto que al haber continuamente individuos entrando y saliendo de la misma se ha considerado un incordio estar continuamente introduciendo la contraseña, se ha considerado además que al tratarse en el modo día en todo momento de buena visibilidad, si cualquier extraño intenta acceder en la vivienda, este será detectado. Se ha solicitado disponer de cámaras en el exterior, pero de momento esta opción ha quedado exenta del escenario de seguridad al no tener la certeza de que fuera a ser posible contar con las mismas. Domovea Una vez instalados todos los sensores y configurados a través del programa ETS4 de KNX, se han exportado a la plataforma Domovea [15]. Este programa se divide en dos partes, por una parte la configuración del mismo, donde se realizan todas las asociaciones de los distintos captadores y accionadores desde el KNX al programa y donde se realizan los proyectos (pasando la información generada en la creación de los escenarios), y la otra que es el interfaz que utilizamos para usarlo, mucho más visual y manejable. Se han creado los grupos y los subgrupos según previamente se definieron en el escenario de iluminación, al entender que es el más restrictivo y exigente de todos, junto con el de ventilación, pero que era más sencillo adaptar este último, dividiéndolo en tres zonas como se había previamente barajado que modificar el de iluminación entero. De esta forma tenemos una división entre exterior e interior y dentro del interior tenemos las tres zonas mencionadas anteriormente, véanse habitación principal, cuarto de baño y dormitorio. Se ha incluido un anexo, numero XIII, donde se comenta todo lo que se ha trabajado relacionado con el programa Domovea, allí se puede ver una breve introducción sobre la distribución del mismo, sus funciones básicas y como se ha adaptado todo nuestro proyecto al programa, además de añadir imágenes para facilitar la comprensión sobre la distribución que se le ha dado. Modos de uso y estados de vida de la vivienda En primer lugar, el tiempo de preparación y exposición, es un periodo en el cual la casa se puede utilizar para las siguientes actividades: trabajar en la vivienda, celebrar una reunión o realizar una visita por la misma como tendrá lugar durante el concurso, mientras que durante el tiempo que no haya nadie en la vivienda diferenciaremos entre una ausencia corta o una ausencia larga. El motivo de diferenciar entre una ausencia corta y una ausencia larga es que se ha entendido que se podía producir un gran ahorro de energía ya que en este último se pueden detener por completo los sistemas de calefacción. Hasta una distancia prudente a la fecha de llegada. Todas estas situaciones anteriores las podemos juntar en cuatro modos de operación: reunión, trabajo (en la cual se engloban también las visitas), ausencia corta y ausencia prolongada. Mientras que en segundo lugar, el tiempo que la vivienda está habitada, se pueden dar las siguientes actividades: vida normal en la casa, noche, ausencia corta y ausencia larga. Esta serie de modos que salen de las dos posibilidades de utilización de la vivienda se pueden agrupar debido a las similitudes halladas entre alguno de ellos. Por lo que finalmente se deben de diseñar los siguientes modos: Modo trabajo (para la etapa de preparación y exposición) Modo reunión (para la etapa de preparación y exposición) Modo casa (para la etapa en la que la vivienda está habitada) Modo noche (para la etapa en la que la vivienda está habitada) Modo ausencia corta (para ambas posibilidades) Modo ausencia larga o vacaciones (para ambas posibilidades) A continuación se presentan los diversos modos de operación y las principales características de cada uno. Específicos de la etapa en la cual la vivienda está en fase de preparación y exposición: “Modo trabajar” Se ha definido para los periodos en los cuales se esté trabajando en la vivienda, principalmente diseñado para cuando se trabaja configurando la domótica en el ordenador del cuarto de estar. Modo “Reunión” Este modo ha sido a petición del departamento, puesto que mientras la casa no esté terminada se celebran habitualmente reuniones (dos veces por semana), por lo que era necesario tener un modo para ello, además durante la exposición de la vivienda en el concurso, este será el modo de actuación puesto que al haber más afluencia de gente es necesario mayor ventilación e iluminación. Al haber durante este modo mayor afluencia de personas a la vivienda, se harán más sensibles los sensores que activan la ventilación del habitáculo disminuyendo sus valores de activación, de igual manera se aumentaran las exigencias de luminosidad en el cuarto de estar de la casa. Consultando en tablas especializadas [11],[12],[13] se ha determinado que el nivel de luminosidad óptimo es de 350 lúmenes puesto que se ha identificado el comportamiento en este tipo de eventos con el funcionamiento cotidiano de una oficina. Específicos de la etapa en la cual la vivienda está habitada: Modo de funcionamiento “casa” Se trata del modo de funcionamiento principal de la casa durante su etapa de vivienda habitada, el cual está preparado para un uso activo de la misma. Por lo que es el modo que tiene en cuenta todos los electrodomésticos, en otros ámbitos, es bastante similar al modo trabajo Modo “Noche” Se trata del modo de funcionamiento nocturno, se pasara a él cuándo el captador de luminosidad externo indique un valor menor de 200 lúmenes y se saldrá del (a modo “casa”) cuando vuelva a superar el valor, durante este intervalo de tiempo se optimizara el control del alumbrado exterior y se asociara la iluminación interior de la vivienda a un horario programable por los habitantes de la misma a partir de la cual se apagaran las luces y solo podrán encenderse de modo manual. Comunes para ambas posibilidades: Modo “Ausencia corta” Con el objeto de ahorrar energía durante la ausencia de individuos en la casa y de aumentar la seguridad, se descenderán las persianas de toda la vivienda y se apagaran todas las luces de la misma. El funcionamiento de los demás elementos será el cotidiano. Modo “Vacaciones” Se activaran los mismos procedimientos que en el modo “ausencia corta” pero además se detendrán los elementos de climatización de la vivienda hasta un día antes del retorno de los propietarios a la misma con el fin de ahorrar energía y que la casa se vuelva a encontrar en las condiciones óptimas a su llegada. A excepción de los paneles fotovoltaicos puesto que durante estos días al no existir consumo en la vivienda toda la energía será vendida a la red y generará un beneficio. Además se crea una alarma para antes de abandonar la vivienda que el depósito de riego cubra unas necesidades mínimas durante este periodo. Creación de los escenarios Para la creación de los escenarios se ha seguido un procedimiento laborioso, el cual consistía en, que una vez creados todos los organigramas, estos se fragmentaban dependiendo de la parte del organigrama que fuera interesante para un modo de funcionamiento u otro, esto se ha hecho de esta manera puesto que el programa Domovea, trabaja por modos de funcionamiento, por lo cual, cuando el programa está en uno de sus modos de funcionamiento, este solo puede ejecutar los escenarios que existan en este modo. Por lo que, cuando se estuviera en el modo ausencia, no iba a interesar la parte del organigrama que hace referencia al levantar las persianas cuando haya una determinada luminosidad en el exterior, sino que será interesante que la vivienda permanezca cerrada. En el anexo XIV, se puede observar cómo queda la fragmentación de los escenarios, mientras que en el anexo siguiente, el anexo XV, se puede ver los fragmentos que tiene cada modo. Se ha entendido que esta es la parte del proyecto que más cuesta imaginarse si no se ve in situ, por lo que se ha remitido en su mayor parte a los anexos para que con la ayuda de las diferentes capturas de pantalla, el proceso de comprensión sea más fácil. Se han creado los escenarios que se pueden ver en el anexo XVI (donde se detalla la creación de los mismos), para lo cual se han utilizado las herramientas de las que disponía el programa, tales como puertas lógicas, temporizadores, condicionales, bucles… Monitoring La última parte del proyecto ha consistido en monitorizar los valores de la energía empleada y producida en la vivienda, así como de los valores de las temperaturas acumuladas y del resto de captadores de la vivienda que mandaban su información a Domovea. Con ello, se puede obtener un valor real del consumo de la vivienda, desglosando por una parte el consumo del aparato Nilan y por otra parte, el del resto de los aparatos. De igual manera también ha sido posible realizar un histograma de los valores registrados. Esto nos permite, verificar la exactitud del estudio de modos realizado referente al consumo para de esta manera poder realizar las correcciones necesarias para maximizar su precisión. Pese a ello, el periodo de Monitoring realizado durante mi estancia es de los meses de Diciembre y enero, meses en los cuales ya habíamos instalado los tracking necesarios para controlar la función, durante este periodo, la casa estaba involucrada en un periodo de pruebas en lo que a la domótica se refiere, por lo que no es de extrañar que los resultados obtenidos disten un poco de las previsiones que dicta el estudio de modos realizado. Para el estudio de los datos obtenidos se ha decidido que el programa acumule los datos cada hora, para de esta manera poder realizar los estudios con detalle sin riesgo de saturar el bus. En primer lugar se realizó la recopilación de los datos de los elementos de medida de energía, como el contador de consumo de la Nilan, el contador de consumo de la vivienda y el contador de la energía producida por los paneles solares. Para profundizar más sobre el tema, durante los últimos días de estancia, descargue la nueva versión del Domovea (la versión 3.2) para facilitar la labor de monitorizar los resultados, esta nueva versión además de las características de la anterior permitía almacenar los valores registrados de todos aquellos sensores que enviaran datos numéricos, como los nanosenses o los captadores de luminosidad. El resultado de este breve periodo de medida de los resultados se puede ver en el anexo de monitoring el XIX, en el cual se pueden observar tanto imágenes de los gráficos realizados por el programa como tablas con la gestión de los datos obtenidos gracias al programa Domovea Anexos Anexo I – Imágenes de la casa Sumbiosi De arriba a abajo : Exterior de la vivienda Panorámica cuarto estar /habitacion Cuarto de baño/salon Salon Anexo II – Descripción e imágenes Nilan y MCP Apartado 1 – Nilan En primer lugar su funcionamiento recuperando calor pasivo y en segundo lugar se puede observar su funcionamiento cuando produce ACS Nilan Es un aparato activo de recuperación de calor que aspira la humedad del aire caliente proveniente de la casa, evacuando así los olores, la humedad y las partículas de la misma, esto garantiza de esta manera un clima interior agradable. Este aparato se activa para regular la temperatura y ventilación de la casa, tiene varios posibles modos de operación, calefacción, refrigeración, calentamiento de agua caliente sanitaria y ventilación. Entre ellos, se utiliza fundamentalmente para la producción de agua caliente que es lo que utiliza gran parte de la potencia que consume, a pesar de que la casa cuente con colectores solares para calentar el agua, en invierno, la irradiación emitida por el sol no será suficiente para lograr este objetivo, por lo que será este aparato el que la genere. Además, su otro rol principal es mantener la casa a una temperatura adecuada, por lo que para evitar el desperdicio de energía durante su funcionamiento, se cerraran todas las puertas y persianas de la casa cuando se vaya a utilizar. Es el aparato eléctrico de la vivienda con mayor consumo, por lo que su utilización siempre estará relegara a un último lugar, es decir, siempre y cuando no existan más opciones. Apartado 2 – MCP En cada uno de los tres niveles (E1, E2, E3) hay una placa de parafina, las válvulas permiten o no la entrada de aire exterior para enfriarlas y cuando están lo suficientemente frías, otras dos válvulas regulan su entrada y salida de la vivienda. Como se puede observar en la imagen, son un total de diez válvulas las que regulan este dispositivo. Cada uno de los tres niveles cuenta con una de entrada y con otra de salida, además de las cuatro general que regulan la entrada y salida del aire del sistema. Es otro aparato que hay instalado en la casa, se utiliza para la refrigeración de la misma, se trata de 3 placas de parafina, a menos de 23 grados centígrados se solidifican, mientras que cuando la temperatura es mayor, pasan a fase liquida ayudando de esta manera a la refrigeración de la vivienda. Consume menos energía que la Nilan, por lo que a la hora de refrigerar, tendrá preferencia sobre ella. Su modo de empleo es el siguiente, una vez activada la primera placa empieza a derretirse pasando a estado líquido y expulsando frio mediante el proceso; el cual es dirigido por los conductos de ventilación a lo largo de la vivienda refrigerándola, una vez que está completamente en estado líquido se pasa a la segunda placa y más tarde se repite el proceso con la tercera, por la noche, cuando la temperatura vuelve a ser menor de 23 grados comienzan un proceso de solidificación que dura entre 3 y 6 horas y vuelven a estar listas para utilizarse cuando sea necesario. Anexo III - Zonas de la vivienda Se puede observar la zona 1, que es el habitáculo más grande de la casa, es el denominado cuarto principal, este está separado de la zona dos mediante varias puertas giratorias de madera (representadas por líneas discontinuas en el dibujo) , esta zona dos alberga el denominado dormitorio. Por último la zona 3, a la que únicamente se puede acceder mediante la zona 1, es el cuarto de baño. Las dos entradas a la vivienda están, tal y como puede observarse por el recorrido de la hoja de la puerta en el dibujo de debajo, dentro de la zona 1. El resto de hojas de puertas que pueden verse en el exterior de la vivienda son las de los armarios donde se encuentran la MCP, la Nilan, el depósito y el acumulador de agua y el resto de instrumentos utilizados en la vivienda. Anexo IV – Explicación funcionamiento sensores Station météo La station météo fournit des informations sur la température, le vent, l'humidité et luminosité. Elle est située sur le toit de la maison. Le model de la station météo est MTN663990 et l’adresse physique est 1.1.7. Sonde d’air vicié Ce capteur est capable de déterminer la température, l'humidité, le niveau de CO2 et la quantité de COV (composants organiques volatils). Il s’agit du capteur le plus complet que l’on trouve actuellement sur le marché. C’est un système 4 en 1, c’est-à-dire, qu’il est capable de détecter 4 grandeurs physiques, là où les appareils classiques n’en détectent qu’une. Le model de ce capteur est Nanosense 4000. Il y a trois capteurs dans la maison : dans le salon, dans la chambre et dans la salle de bains. Capteurs de luminosité/présence Il existe deux modèles différents : ceux à fixer aux murs et ceux pour le plafond. Ils ont tous deux les mêmes performances. Il y a trois capteurs du premier model, MTN630919, que sont situées dans les deux entrées de la maison et le troisième dans la chambre. Il y a un capteur de l’autre model, ALB45153, dans le salon. Pour ces capteurs nous avons également privilégié ceux qui cumulaient les fonctions. Dans le cas présent: présence et luminosité. Consommation d’eau Avec cet appareil nous pouvons connaitre la consommation d’eau de la cuisine, parce qu’il y a un capteur de ce type. Le capteur est situé pour réaliser une mesure du la consommation d’eau du le robinet de la cuisine. L'image montre comment le capteur de consommation d'eau comprend le compteur, en plus du module pour envoyer et adapter les informations du protocole KNX. Le model du débitmètre d’eau est le Arcus-Eds IMPZ n°60201101. L’adresse physique est la 1.1.16. Capteurs d’ouverture et fermeture de fenêtres Ils émettent un signal binaire avec l'état (ouverte/fermée). Cette information est recueillie dans le superviseur pour plusieurs utilisations dans les scénarios. Ces capteurs fonctionnent sous la technologie EnOcean. Cette norme définit un protocole de dialogue sans fil ainsi que des caractéristiques physiques. La bande et la vitesse de diffusion sont fixées, sur la bande 868 Mhz à 125 kbit/s avec une puissance qui impose que les émetteurs soient à moins d’environ 30 m du récepteur dans un bâtiment. Ce protocole est compatible avec la pile TCP/IP donc il existe des composants pour faire passerelle directement avec un ordinateur/superviseur. Avec ces capteurs nous pouvons savoir si les fenêtres et les portes sont ouvertes ou fermes. Cette information est très utile pour actionner la ventilation naturelle de la maison. Il y a dix capteurs que sont été installés dans la maison. Il y a trois dans les portes d’orientation sur, deux dans les portes latérales d’accès à la maison et les autres dans la chambre. De plus, il y a un critère de consommation électrique maximum de ces composants électriques. Les capteurs répondant à cette norme ne doivent pas consommer plus de 50 µW. Pour faire communiquer le protocole EnOcean avec le protocole KNX, on utilisera une clé USB branché au superviseur Lifedomus. Cette clé est la passerelle entre les deux protocoles. Pour l’installation des capteurs, en primer lieu nous avons sélectionné les points plus intéressants de la maison pour pouvoir contrôler les entrées et sorties de l’air. Ces points sont tous les ouvertures extérieures et aussi la porte de la salle de bains et les deux portes de la chambre. Nous ont eus que télécharger plusieurs programmes dans l’ordinateur pour voir desla-bas toute l’information sur l’état des portes et fenêtres. Les programmes sont : Dolphin studio, Maintenant, pour pouvoir regarder l’information, vous avez de brancher l’USB Enocean, ouvrir le programme et appuyer sur le bouton démarrer. Détecteur de fumeé Il active le système d'urgence en cas d’incendie. Ce system est indépendant du KNX. Il n’y a pas connexion avec le KNX. Le model de le capteur est le MTN547119. Resol Le DeltaSol® BX Plus est un régulateur de système conçu pour les systèmes de chauffage solaire et conventionnel à plusieurs réservoirs. Le menu intuitif de mise en service vous guide clairement à travers la configuration du système en vous demandant d’effectuer les réglages les plus importants juste après la réalisation des branchements nécessaires. Ensuite, nous pouvons voir le schéma de l’eau de la maison et ou dois le Resol être situé. Les fonctions de la Resol sont : régulateur de systèmes de chauffage solaire et conventionnel offrant, entre autres, les fonctions suivantes : fonction différentielle DT, réglage de vitesse, bilan calorimétrique, compteur d’heures de fonctionnement de la pompe solaire, capteurs tubulaires, thermostat, chauffage du réservoir par couches, chauffage par ordre de priorité, option drainback, booster, évacuation de l’excès de chaleur, désinfection thermique, commande des pompes PWM, contrôle de fonctionnement automatique conforme à la directive VDI 2169. Le montage de l‘appareil s’a réalisé dans le placard extérieur ou est situé le réservoir d’eau chaud. Le système qu’a été utilisé est le système 1. 1.1.51 Sonda Nanosense E4000 habitación A continuación, se puede observar las posibilidades asociadas a cada uno de esos sensores: Anexo VIII – Creación de las direcciones de grupo L’écran d’avant nous pouvons voir l’écran général avec les adresses de group. Les adresses de chaque groupe sont les suivants : Pour le groupe Nilan/Chauffage : Pour le groupe éclairage : Pour le groupe ECS/ Ventilation : Pour le groupe Stores et couvrants motorises : Pour le groupe Mesures : Anexo IX – Tiempos de actualización Nom à Domovea Adresse de groupe topologie Unités Période Domovea (min) evolution (jour) Description Lumière L3 6/0/3 1.1.26 (1a) lux 5 X Lumière L4 6/0/4 1.1.26 (1b) lux 5 X Lumière L5 6/0/5 1.1.25 (2a) lux 5 X Lumière Z6/Z7 6/0/6 1.1.18 et 1.1.25 (2b 4a) lux 2 X Lumière Z8 6/0/8 1.1.10 et 1.1.26 (5b) lux 2 X Lumière L10 6/0/10 1.1.12 et 1.1.25 (4b) lux 5 X Lumière L12/15 6/0/12 1.1.19 et 1.1.25 (6b 8a) lux 30 X Lumière L13 6/0/13 1.1.25 (10b) et 1.1.29 lux 120 X Lumière L16 6/0/16 1.1.21 et 1.1.25 (8b) lux 120 X Lumière L17 6/0/17 1.1.10 et 1.1.26 (3b) lux 120 X Lumière L19 6/0/19 1.1.26 (3a) lux 120 X Lumière Z1/Z2/Z20 6/0/1 1.1.26 lux 120 X MCP Servomoteur 1 8/0/1 1.1.26 (2a) 0/1 60 X MCP Servomoteur 2 8/0/2 1.1.26 (2b) 0/1 60 X MCP Servomoteur 3 8/0/3 1.1.26 (4a) 0/1 60 X MCP Servomoteur 4 8/0/4 1.1.26 (4b) 0/1 60 X MCP Servomoteur 5 8/0/5 1.1.26 (6a) 0/1 60 X MCP Servomoteur 6 8/0/6 1.1.26 (6b) 0/1 60 X MCP Servomoteur 7 8/0/7 1.1.26 (8a) 0/1 60 X MCP Servomoteur 8 8/0/8 1.1.26 (8b) 0/1 60 X MCP Servomoteur 9 8/0/9 1.1.26 (10a) 0/1 60 X MCP Servomoteur 10 8/0/10 1.1.26 (10b) 0/1 60 X marche/arret lumiere L3 6/0/3 1.1.31 (Bloc 1) 0/1 5 X marche/arret lumiere L4 6/0/4 1.1.31 (Bloc 2) 0/1 5 X marche/arret lumiere Z6/Z7 6/0/6 1.1.25 (Canal 2b et 2a) 0/1 2 X marche/arret lumiere Z8 6/0/8 1.1.26 (5b) 0/1 2 X marche/arret lumiere VR1/VR2 13/0/1 1.1.30 (Canal 2) 0/1 60 X marche/arret lumiere VR3/VR4 13/0/3 0/1 60 X Grand écran 13/0/8 1.1.25 (Canal 11) 0/1 120 X Montéee / Descente 13/0/108 1.1.25 (Canal 11) 0/1 120 X Stop Ventilation chambre OF1 OF2 13/0/21 1.1.30 (Canal 1) 0/1 60 X Montéee / Descente 13/0/121 1.1.30 (Canal 1) 0/1 60 X Stop Ventilation salon OF3 OF4 OF5 OF6 13/0/23 1.1.26 (Canal 7 et 9) 0/1 60 X Montéee / Descente 13/0/123 1.1.26 (Canal 7 et 9) 0/1 60 X Stop Volet chambre 13/0/1 1.1.30 (Canal 1 et 2) 0/1 60 X Volet SdB 13/0/3 1.1.28 (Canal 3) 0/1 60 X VR4a VR4b VR4c 13/0/4 60 X MCP_E1_IN 15/0/8 1.1.15 º C 60 1 heure MCP_E1_OUT 15/0/7 1.1.15 º C 60 1 heure MCP_E2_IN 15/0/10 1.1.15 º C 60 1 heure MCP_E2_OUT 15/0/9 1.1.15 º C 60 1 heure MCP_E3_IN 15/0/12 1.1.15 º C 60 1 heure MCP_E3_OUT 15/0/11 1.1.15 º C 60 1 heure MCP_Ventilateur 8/0/0 1.1.3 (Canal 1) Nombre 60 X Thermomètre Chambre 15/0/6 1.1.51 º C 15 1 heure Thermomètre Nilan user panel 3/0/1 1.18 º C 15 1 heure Thermomètre Salon 1 15/0/3 1.1.36 º C 15 1 heure Thermomètre SdB 15/0/5 1.1.50 º C 15 1 heure Nilan 15/0/121 1.1.11 (Entréé 2) W 60 1 Puissance électrique 15/0/131 1.1.11 (Entréé 2) W 60 1 Energie électrique Compteur (consommation) Tracking 15/0/122 1.1.11 (Entréé 3) W 60 1 Puissance électrique 15/0/132 1.1.11 (Entréé 3) W 60 1 Energie électrique Maison 15/0/120 1.1.11 (Entréé 1) W 60 1 Puissance électrique 15/0/130 1.1.11 (Entréé 1) W 60 1 Energie électrique Capteur de CO2 Chambre 15/0/84 1.1.51 ppm 15 1 heure Capteur de CO2 Salon1 15/0/81 1.1.36 ppm 15 1 heure Capteur de CO2 Salon2 15/0/82 1.1.36 ppm 15 1 heure Capteur de CO2 SdB 15/0/83 1.1.50 ppm 15 1 heure Capteur de luminosité Salon 15/0/62 1.1.5 lux 15 1 heure Capteur de luminosité SdB 15/0/63 1.1.1 lux 15 1 heure Capteur d'humidité Chambre 15/0/74 1.1.51 % 15 1 heure Capteur d'humidité Salon1 15/0/71 1.1.36 % 15 1 heure Capteur d'humidité Salon2 15/0/72 1.1.36 % 15 1 heure Capteur d'humidité SdB 15/0/73 1.1.50 % 15 1 heure Entrée binaire presence chambre 15/0/111 1.1.31 0/1 15 X Entrée binaire presence entree 15/0/113 1.1.4 0/1 15 X Entrée binaire presence salon 15/0/110 1.1.5 0/1 15 X Entrée binaire presence SdB 15/0/112 1.1.1 0/1 15 X Etat NILAN 3/4/178 Nombre 60 X NILAN Mode fonctionnement 3/4/177 Nombre 60 X Indication luminosité 15/0/61 1.1.7 lux 15 1 heure Indication Pluie 15/0/102 1.1.7 0/1 15 X Indication température 15/0/1 1.1.7 º C 15 1 heure Indication vitesse vent 15/0/51 1.1.7 km/h 15 1 heure Anexo X – Relación entre la topología y las adresses de groupe Comenzaremos describiendo las asociaciones que han sido realizadas en los aparatos de la Nilan, a los cuales se les ha asociado la dirección de grupo número 3. 3/1 Dummy D 1 byte, indica la temperatura que mide la Nilan. 3/1201 Mode fonctionemment E 2 byte (indica el modo de funcionamiento de la Nilan). 3/1202 état E 2 byte (indica el estado actual de la Nilan). En la parte de iluminación cada elemento ha sido asociado a una salida del accionador (1.1.25 o 1.1.26) para que este las encienda, además, las que son automáticas como las dos del dormitorio (L3 y L4 o la de la entrada este L han sido asociadas a su detector de presencia correspondiente, mientras que el resto ha sido asociado a su interruptor asociado. Este grupo, cuenta con el prefijo 6. De esta manera quedan así distribuidas las direcciones de grupo de la parte de la iluminación: 6/3 L3 accionador 1.1.26 canal 1a y participante 1.1.31 (captador de presencia) 6/4 L4 accionador 1.1.26 canal 1b y participante 1.1.31 (captador de presencia) 6/5 L5 accionador 1.1.25, canal 1a y participante 1.1.1 (detector de presencia) 6/6 Z6/Z7/Z6 1.1.25 para el Z6/Z7 y 1.1.26 para el Z8. Esto es así puesto que en primera instancia se iban a tratar por separado, pero finalmente debido a un problema en la instalación del bus para controlar una persiana, se decidió instalar todo junto. Los dos se controlan con el participante 1.1.10 que es un pulsador doble. 6/10 Z10 accionador 1.1.25 canal 4b y participante 1.1.12 (el pulsador doble de la cocina) 6/11 L11 accionador 1.1.25 canal 6a y participante 1.1.23 (pulsador doble) 6/12 L12/15 accionador 1.1.25 en los canales 6b y 8a y participante 1.1.19 (pulsador doble) 6/13 L13 accionador 1.1.25 canal 10 b y participante 1.1.29 (pulsador doble) 6/16 L16 accionador 1.1.25 canal y participante 1.1.21 (pulsador doble) 6/17 L17 accionador 1.1.26 canal 3b y participante 1.1.10 (pulsador doble) 6/19 L19 accionador 1.1.26 canal 3a y participante 1.1.4 6/21 L21 (Z1, Z2, Z20) accionador 1.1.26 canal 5a ,10a ,11a y participante 1.1.12 (pulsador doble) El resto se repiten, debido a que se han programado con anterioridad, por lo que solo aparece la dirección del accionador. En la parte de ventilación se encuentran todos los servomotores de la MCP, cada uno de los cuales está asociado al accionador 1.1.26. En este caso no es necesario asociarlos a ningún pulsador puesto que siempre que se programe la MCP va a ser a través de un escenario y no tocando ningún botón para activar una u otra placa de la misma. La dirección de grupo de cada servomotor es el prefijo 8, correspondiente a este grupo, seguido de su número de servomotor. El 1 y el dos son para regular la entrada y salida el aire exterior respectivamente, el 3 y el 4 tienen el mismo cometido pero con el aire interior. El resto de los servomotores son para abrir y cerrar las válvulas de los tres niveles de placas de parafina que hay, de tal manera que el 5 y el 6 corresponden a la placa superior, el 7 y el 8 a la placa intermedia y el 9 y el 10 a la placa inferior. Se adjunta un dibujo de la MCP en el anexo II para facilitar su comprensión La lista de canales a la cual se han asociado los servomotores dentro del accionador 1.1.26 es la siguiente: Servomotor 1 canal 2 A Servomotor 2 canal 2 B Servomotor 3 canal 4 A Servomotor 4 canal 4 B Servomotor 5 canal 6 A Servomotor 6 canal 6 B Servomotor 7 canal 8 A Servomotor 8 canal 8 B Servomotor 9 canal 10 A Servomotor 10 canal 10 B No ha sido necesario, relacionarlas con un participante puesto que su actuación iba a ser en todo momento a través del ordenador. Además está el ventilador: 8/0 asociado al participante 1.1.3 La parte de las persianas y demás aberturas motorizadas, las cuales tienen asociadas el prefijo 13. 13/1 participante 1.1.17 (pulsador doble BP5) accionador 1.1.30 13/3 participante 1.1.6 (pulsador doble BP5) accionador 1.1.28 13/4 participante 1.1.19 (pulsador doble BP5) accionador 1.1.30 13/5 participante 1.1.18 (pulsador doble BP5) 1.1.26 accionador canal 12 A 13/6 participante 1.1.18 (pulsador doble BP5) 1.1.26 accionador canal 12 B 13/8 participante 1.1.18 (pulsador doble BP5) accionador 1.1.25 canal 11A 13/21 participante 1.1.17 (pulsador doble BP5) accionador 1.1.30 13/23 participante 1.1.29 (pulsador doble BP5) accionador 1.1.26 canal 11B Anexo XII – Cálculos depósito Para el cálculo de las necesidades diarias de agua de las plantas se ha consultado una página especializada[14], se ha tenido en cuenta que el clima de Burdeos es fresco y húmedo, como resultado se ha obtenido la cifra de 75 litros por metro cuadrado y mes, teniendo en cuenta que la superficie de plantas ocupa 12 metros cuadrados, y que debemos utilizar un factor de corrección de 0,8 al estar los datos referidos al césped y nosotros tratar con plantas, las necesidades diarias y mensuales finalmente resultan: 24 litros por día, 720 litros por mes. Se ha diseñado un depósito con una autonomía de 15 días, puesto que es lo que se ha considerado para el periodo de vacaciones máximo, por lo tanto el depósito debe ser capaz de almacenar 360 litros de agua. Al estar el emplazamiento restringido al armario exterior izquierdo de la vivienda, se ha adaptado a las condiciones del mismo. Las medidas máximas permitidas eran de 1600 mm de largo, 700mm de ancho y 500mm de altura. (Obviamente el armario es mucho más alto, pero al estar ya instalado el acumulador, se contaba con esta restricción. Por lo que finalmente se decidió diseñar un depósito aprovechando todo el largo del armario, de 1600mm con 700 mm de ancho y 350 mm de altura, que resultaba de una capacidad de 392 litros, por lo que cumplía nuestras expectativas. Anexo XIII – Domovea Pour la création de la structure du projet nous avons partagé la maison en deux parts : extérieur et intérieur, et dans intérieur il y a autre trois parts : salon, chambre et salle de bains.  Dans l’extérieure : o Capteurs extérieures Eclairage extérieure o Energétique o MCP Anexo XIV– Descomposición de los organigramas Descomposición de los organigramas. Iluminación Dentro de los sub-apartados a los que da lugar el “interior”, la “salle bureau” se divide en” il y a une reunión” que se asocia al modo Reunión y la parte” il n’ai pas une reunión” que está pensada tanto para el modo trabajo, como para el modo casa. (Al ser ambos modos iguales en este aspecto, se ha creado únicamente el “mode travail” Respecto del Baño, es el mismo para todos los modos excepto los que implican ausencia en la vivienda La parte de “Entrée” está incluida en el “mode travail” y en el “mode reunión” La parte de la “chambre”, esta principalmente pensada para la segunda etapa de la vivienda, en concreto para los modos (Noche – Casa) Exterior: está diseñado para el modo noche y ausencia corta ( dependiendo de la etapa de vida de la casa en la que nos encontremos) Calefacción, refrigeración y ventilación Se divide en tres partes para facilitar su puesta a punto en el Domovea Menor de 19ºC, entre 19 y 25ºC y mayor de 25ºC. Se utilizan tanto para el modo Casa como para el modo Trabajo. También se utiliza para el modo ausencia corta pero con la diferencia que para este último no se permite la ventilación natural (por razones de seguridad). En el escenario reunión, se utiliza el mismo organigrama pero para introducir los datos a comparar (temperatura, humedad, COV y CO2) se utiliza el nanosense del salón y no la media de los tres como en los otros modos. MCP Se utiliza para todos los modos excepto para el de vacaciones, se accede a él a partir del escenario de Calefacción, refrigeración y ventilación. Bomba colector solar Para todos los modos, calentar el agua con el colector solar se considera una acción que no está relacionada con el transcurso de la vida en la vivienda. ACS Para todos los modos excepto el de vacaciones, puesto que en este se considera que no es necesario desperdiciar la energía de la Nilan para producir agua caliente debido a que va a tardar unos días en consumirse y perderá temperatura, quizás volviendo a tenerla que calentar. Energía El modo vacaciones utilizara la parte de verter energía a la red y el resto de los modos tendrá poder de decisión basándose en el nivel de consumo y producción que se esté dando en ese momento. Riego Para todos los modos, al igual que el escenario de la bomba del colector solar, el cuidado de las plantas no depende de la vida en la casa. Seguridad Este organigrama se pretende emplear para proteger la vivienda durante los periodos más vulnerables de la misma, es decir, en los modos de ausencia de vida en la vivienda y en el modo noche, se ha considerado que durante el resto de los modos al ser una casa pequeña y con total visibilidad a todas las partes de la misma no sería necesario. Anexo XV– Explicación general funcionamiento de escenarios, prioridad y asociaciones. Esta es la tercera y última etapa de la creación de los escenarios, que empezó con la creación de los organigramas, la siguió la fragmentación de los mismos para asociar cada parte al modo de funcionamiento que le era más acorde y ahora se pretende agrupar todos estos fragmentos en los modos a los cuales se les han asociado. Modo trabajo: En lo que respecta a la parte de iluminación: Se ha creado el eclairage mode travail, el cual combina todos los fragmentos de los organigramas de iluminación en los cuales se mencionaba este modo. De tal manera que la luz de la entrada se activa asociada al detector de presencia igual que la del cuarto de baño y la de la habitación, mientras que en el cuarto principal, se subirán las persianas cuando en el exterior haya más de 200 lúmenes, si aun así, el detector de luminosidad del salón no indica que hay más de 200 lúmenes en el interior, se activaran las luminarias Z6/Z7/Z8. Si se activa el proyector, este tendrá prioridad sobre el eclairage mode travail, por lo que se descenderán las persianas y se apagaran las luces de la habitación principal hasta que se salga de este modo, momento en el cual volverá a tomar preferencia el eclairage modo travail. Durante este modo, la iluminación exterior no debería funcionar, puesto que se ha considerado la hipótesis de trabajar de día, no obstante tiene asociado el escenario de eclairage exterieur, el cual se limita a encender o apagar las luminarias exteriores dependiendo de la lectura del sensor de luminosidad de la estación meteorológica. Respecto de la parte de ventilación: Están asociados todos menos el escenario específico para el modo reunión. El modo de funcionamiento es el siguiente, un escenario general controla la temperatura de la vivienda y el porcentaje de humedad y numero partículas y en función de la misma da entrada al escenario de calefacción, al de refrigeración o al de ventilación natural. El escenario de ventilación natural solo es posible activarlo si la señal “todo está cerrado” responde afirmativamente. Dentro de los escenarios de calefacción y refrigeración, siempre se le dará prioridad al calentamiento/refrigeración natural y si no es posible a las automáticas, en el caso de la refrigeración, este escenario tiene el poder de activar la MCP modo refrigeración, a la salida de este, quedara activado el escenario MCP recarga, el cual estará activado hasta que este aparato este totalmente recargado y de nuevo listo para utilizarse. Cuenta con los dos escenarios de cambio de estado, a modo reunión y a modo ausencia. Para pasar de modo trabajo a modo ausencia, se ha implementado un condicional asociado a los captadores de presencia de la casa, este se activa si no se detecta presencia, para verificarlo, se implanta un contador de dos minutos, al terminar, si se sigue sin detectar presencia se pasara automáticamente a modo ausencia. Para pasar de modo trabajo a modo reunión, se pondrá la condición de un aumento brusco en la cantidad de CO2 (un 10%), de esta manera se podrán activar las necesidades de ventilación correspondientes al modo reunión. Modo casa: Este modo comparte muchas similitudes con el modo trabajo, puesto que los dos están preparados para que haya personas alojadas en la vivienda en el transcurso de los mismos. De hecho, en la parte de iluminación, este modo se comporta igual que el anterior, la única gran duda que se ha tenido en este aspecto ha sido la de que las luminarias de la habitación no se activaran automáticamente cuando detectaran presencia (pudiéndose desactivar manualmente en cualquier momento estas instrucciones), pero finalmente se ha dejado así siguiendo las instrucciones de los jefes del departamento. El modo de ventilación será el mismo que en la situación de modo trabajo. Tiene asociados un escenario con vistas al cambio del modo de funcionamiento: Cambio de modo casa a modo noche: en este apartado no existirá diferencia debida al periodo del año en el que nos encontremos, se pondrá un condicional el cual activara el paso una vez que se ponga el sol, puesto que en este caso habrá una necesidades básicas de iluminación que se deberán cubrir. Modo noche: Cambio modo noche a modo casa. Después de hacer un estudio energético de los consumos de cada modo, se ha determinado que en el periodo de los meses de invierno, este cambio se active a una hora concreta del día mientras que para el periodo estival, la activación se realizara a la hora que amanezca. De esta manera se realizara el cambio de dos maneras diferentes: para el invierno se implantara un condicional que haga que a partir de las 8h de la mañana se cambie automáticamente de un modo a otro y para el verano este condicional estará asociado a la hora de salida del sol. ANEXO XXI. En este modo, la parte de iluminación de la habitación es diferente al modo casa, puesto que pensando en los fines de semana, se puede programar una hora hasta la cual no se suban las persianas (pas de horaire approprie dans l’organigramme) Modo reunión: Su funcionamiento varía del modo trabajo, en que este está pensado para cuando haya más gente en casa (celebrando una reunión), para lo cual será necesario aumentar las necesidades de iluminación y aumentar las necesidades de ventilación, para lo cual, se implantan en el Domovea los mismos escenarios de ventilación y de iluminación que en el modo trabajo pero modificando los valores límite. En concreto en la parte de ventilación, como se ha comentado anteriormente en el modo de trabajo, hay una secuencia que es la que tiene los valores limite la cual decide si es o no necesaria la ventilación, siendo q si es necesaria se pasa al sub-escenario correspondiente, que puede ser de calefacción de ventilación natural o de refrigeración, pues bien , en este modo todo funciona igual pero el escenario de decisión tiene los valores que hacen tomar las decisiones con unas exigencias más altas por lo que es más susceptible de activarse. Modo ausencia corta: En este modo funcionara el escenario de eclairage absence, por el cual se apagarán todas las luces de la casa y se descenderán las persianas. Además, podrá seguir funcionando la ventilación de la misma manera que el modo travail, pero con la excepción de que no se puede activar la ventilación natural. Modo vacaciones: Su funcionamiento será el mismo que el mode absence courte, pero además, no se utilizara los escenarios de ventilación. En el calendario, se programara la duración de las vacaciones, pasando el último día de vacaciones automáticamente de modo vacaciones a modo ausencia corta, con el fin de encontrarse la casa en las condiciones óptimas a la llegada. Es por esto que en el estudio de modos realizado (para unas vacaciones de cuatro días) se ha decidido ponderar con 0,25 las tareas de calefacción de la vivienda con el objeto de simplificar el proceso. Escenarios para todos los modos: Estos escenarios se activan para todos los modos, puesto que se consideran independientes de que exista o no vida en la vivienda en el momento de su funcionamiento. Escenario de riego: el cual cuenta con un temporizador de 24 horas, el cual no se reinicia cambiando de modo, por lo cual cada vez que este llega a cero, se inicia el escenario. Escenario bomba para colectores solares: está continuamente en funcionamiento para aprovechar las posibilidades solares que se ofrezcan Escenario energía: este escenario también está constantemente en funcionamiento puesto que todo el rato se deberá tomar la decisión de si se consume de la producción propia o de la red eléctrica. Anexo XVI – Creación de los escenarios Se describe a continuación la manera de crear los escenarios, utilizando algún ejemplo concreto para facilitar su comprensión. Debido a la multitud de escenarios que se han creado y a la imposibilidad de detallar la formación de todos ellos, he elegido aquellos que utilice para explicar en la presentación que tuve en Burdeos, espero con ello impregnar al lector de una cierta idea sobre mi trabajo. « Change de mode travail à mode absence» Pour passer du mode Travail au mode Absence courte nous utilisons les quatre capteurs de présence de la maison. Quand le signal binaire des quatre capteurs est faux le mode changera automatiquement. La séquence dans le Domovea est : « Mode Travail » Scénario éclairage : Pour cette mode nous utilisons un conditionnel et une boucle. Le premier fait une comparaison avec la luminosité extérieure et la valeur numérique de 200 lx. Si la valeur qu’a été mesuré est que 200 lx les volets de la maison s’ouvrent. Le deuxième fait une comparaison entre la luminosité intérieure et la valeur numérique de 200 lx. Si la luminosité intérieure est inférieure à 200 lx ensuite s’allumera les lumières Z6/Z7 et Z8. S’est supérieur s’attendra. Une image générale du logiciel Domovea Configuration peut se voir ensuite. À la gauche nous avons les différents automatismes, avec toutes les séquences. À la droite nous pouvons voir toutes les appareils et les différentes possibilités pour configurer les scénarios. Dans le centre nous pouvons voir l’écran de configuration de la séquence. Séquence grand écran OFF Cette séquence s’utilisera quand le mode réunion est sélectionné dans la maison. Pour utiliser le grand écran le salon n’ai pas beaucoup de lumière et pour cette motive les volets se fermèrent et les lumières s’entendent si la luminosité est supérieure à une valeur qui a été fixée. Séquence grand écran ON Cette séquence s’utilisera quand le mode réunion est sélectionné dans la maison. Pour utiliser le grand écran le salon n’ai pas beaucoup de lumière et pour cette motive les volets se fermèrent et les lumières s’entendent si la luminosité est supérieure à une valeur qui a été fixée. Anexo XVIII - Tablas de ponderación consumo aparatos domésticos Sección 1 – Etapa vivienda trabajo y exposición Apartado 1 - Tabla invierno Aparato Modo trabajo Modo reunión Vacaciones Ausencia corta Z6/Z7 0,75 0,5 0 0 Z8 0,75 0,5 0 0 L3 0 0 0 0 L4 0 0 0 0 L5 0,1 0,2 0 0 L17 0 0 0,6 0,8 L13 0 0,3 0 0 L12 0 0 0 0 L10 0 0 0 0 Nilan climatización 0,55 0,55 0,25 0,55 Nilan agua caliente 0 0 0 0 Nilan ventilador 0,55 0,55 0,25 0,5 Proyector 0,1 0,25 0 0 Frigo 0 0 0 0 Placas cocina 0 0 0 0 Lavadora 0 0 0 0 Horno 0 0 0 0 Bomba riego In De pendi Ente MCP ventilad 0 0 0 0 Ordenador 1 1 0 0 Domótica 1 1 1 1 Televisor 0 0 0 0 Inodoro 0,05 0,05 0 0 Las ponderaciones de la tabla se han consensuado con el resto de los integrantes del equipo Sumbiosi. Para las luminarias del salón, se han considerado a efectos de puntuación como un solo bloque (Z6/Z7/Z8) para el modo trabajo se ha considerado 0,75 puesto que realmente en los meses de invierno en esta zona al tener solo entre 2 y 3 horas de sol al día, el aporte de la luz exterior es bastante poco y después de realizar varios estudios con un luxómetro portátil, se ha determinado que entorno al 75% del tiempo están encendidas. Para el modo de reunión, las necesidades de iluminación son las exigentes, pero por otra parte se ha considerado que se le va a dar más uso al proyector que en el modo trabajo (para la visualización correcta del proyector se ha determinado apagar las luces del salón) por lo que para este modo de igual manera se ha determinado un 75%. Por otra parte, en los modos de ausencia, se mantendrán apagadas por lo que el valor asignado es de 0. Respecto las luminarias L3/L4, las del dormitorio, se ha considerado que en esta etapa de vida de la vivienda se emplean simplemente para ensenar la casa a las visitas y en el modo concurso, por lo que se ha ponderado con 0,2 durante el modo trabajo (que es el que asociamos en forma de actuación al modo concurso) y con un 0 para el resto de los modos puesto que no se tiene la necesidad de utilizar. Para la luminaria L5, la del cuarto de baño, se ha considerado que su uso en esta etapa de la vivienda va a ser mínimo, por lo que se ha ponderado con un 0,1 tanto en el modo trabajo como en el reunión y con un 0 en el resto de modos debido a la ausencia de individuos. La luminaria L17 es exterior, situada en el lado diestro de la casa, se enciende para cumplir las necesidades mínimas de iluminación que debe tener la vivienda durante la noche, por lo que solo afecta a los modos de ausencia, al ser invierno y ser de noche más horas que de día, para el modo ausencia se le ha asignado un 0,6 puesto que hay que valorar las 24 horas diarias que está en este modo cuando está en funcionamiento, mientras que para el modo ausencia corta, este se ha considerado de 0,9 durante la semana, puesto que la mayor parte del tiempo que no hay nadie( el horario de trabajo es diurno) es de noche, pero al tener que considerar también los fines de semana y ponderar igual que el modo vacaciones (0,6) ha resultado finalmente una ponderación de 0,8. Para los modos de trabajo y reunión se ha considerado 0. Luminaria L13, exterior en el centro, se ha considerado que podía aportar un plus de iluminación al modo reunión si este fuera necesario, por lo que se le ha ponderado con un 0,3 en este modo, quedando su valor reducido a 0 en el resto de los modos de funcionamiento, esto indica que es una luminaria pensada de cara a la otra etapa de vida de la vivienda. L12, idéntica a la L13 pero en el otro lado, no se emplea en este modo puesto que para cumplir las necesidades mínimas de iluminación vale con tener la L13 encendida, se ha elegido esta porque es la del lado de la rampa de acceso para minusválido convirtiéndose en la entrada principal de la vivienda. L10, sin uso en esta etapa de la vivienda puesto que es la luminaria de la cocina. Nilan climatización, para realizar las ponderaciones en este apartado se han apuntado los consumos de la Nilan a lo largo de una semana en casa uno de los diferentes modos de operación a través del programa Domovea, se ha observado que prácticamente no variaba su consumo independientemente del modo en el que se encontrase, utilizando para mantener una temperatura adecuada en la vivienda, una media de 415 W. Este consumo de 415 W incluye el consumo del ventilador, con lo que habría que quitarle unos 25/30 W, quedando en 390 W aproximadamente el consumo debido a la producción de calor, para su ponderación, (390/700). Se pueden ver las medidas comentadas en el anexo de monitoring (anexo XIX ) Nilan agua caliente, se ha considerado que durante esta etapa de la vivienda los usuarios no se van a dar duchas de agua caliente que es lo que más incrementa el gasto en este apartado, por hacer uso de vez en cuando del agua caliente para beber un vaso de agua o hacer un té, se ha considerado no entrar en ese nivel de detalle, por lo que se ponderara a todos los modos con un 0 en este apartado. Nilan ventilador, el ventilador de la Nilan tiene 4 velocidades y su consumo depende del modo de trabajo, cuando se hicieron las pruebas referentes a este aparato, estaba en velocidad 2, por lo que se le pondrá un factor de consumo de 0,5 en todos los modos. Proyector: Se ha considerado que durante el modo de trabajo este es un elemento de uso no esencial pero útil, por lo que se le ha dotado con un 0,1 mientras que en el modo reunión que es más usual realizar alguna presentación para el resto de los asistentes, este se ha dotado con un 0,25; en los modos de ausencia el proyector permanecerá apagado, por lo que se ponderan con un 0. Frigorífico: se ha consultado la potencia de un frigorífico y su modo de funcionamiento, en varias páginas web [16],incluso se testó su consumo real, llegando a la conclusión que estos aparatos trabajan a un 25% de su potencia nominal puesto que una vez alcanzada la temperatura de confort se apagan hasta que esta temperatura que alterada (cuando se abre el frigorífico) que en ese instante vuelven a trabajar. El frigorífico de la vivienda tiene una potencia de 1000W, como se ha realizado ya esta aplicación del 25% al introducir la potencia a la que trabaja en la hoja de potencia de los aparatos, a efectos de cálculo en las siguientes tablas se ha ponderado con un 1 en todo los modos puesto que es un aparato que trabaja continuamente. Se ha considerado que era un gran gasto energético, el cual no era necesario para la primera etapa de la vivienda, en principio se tuvo en cuenta, aunque el de la vivienda estuviera desconectado, pero cuando se fue consciente del gran gasto que suponía, se concluyó en no utilizarlo en esta etapa. Ordenador, se ha ponderado con un 1 tanto en el modo de trabajo cotidiano como el modo de reunión puesto que se ha considerado que actualmente todo el mundo trabaja con un ordenador casi en todo momento en los trabajos de oficina, por otra parte para los modos de ausencia se ha considerado que el ordenador estará apagado a pesar de que la domótica se continúan ejecutando, por lo que se han ponderado con un 0. Bomba de riego y domótica: trabajan independientemente del modo en el cual se encuentre la vivienda por lo que se han considerado independientes de este cálculo y su consumo de energía se suma al final en el total de energía consumida al mes. Al bloque de aparatos de cocina (placas cocina, lavadora, horno) y a la televisión, se ha considerado que su utilización va a ser nula, ponderándolas a todas con un 0. Apartado 2 - Tabla verano Aparato Modo trabajo Modo reunión Vacaciones Ausencia corta Z6/Z7 0,25 0,25 0 0 Z8 0,25 0,25 0 0 L3 0 0 0 0 L4 0 0 0 0 L5 0,1 0,1 0 0 L17 0 0 0,4 0,6 L13 0 0 0 0 L12 0 0 0 0 L10 0 0 0 0 Nilan climatización 0,1 0,2 0,2 0 Nilan agua caliente 0 0 0 0 Nilan ventilad 0,7 0,9 0,5 0,5 Proyector 0,1 0,25 0 0 Frigo 0 0 0 0 Placas cocina 0 0 0 0 Lavadora 0 0 0 0 Horno 0 0 0 0 Bomba riego In De Pendi Ente MCP ventilad 0,8 1 0 0 Ordenador 1 1 0 0 Domótica 1 1 1 1 Televisor 0 0 0 0 Inodoro 0,05 0,05 0 0 Las ponderaciones atribuidas a esta etapa de la vivienda durante el periodo de verano son similares que en el periodo de otoño a excepción de varios apartados: la iluminación (la cual al haber más horas de sol, sus necesidades son menores), el empleo de la Nilan es diferente al emplearla para el refrigeramiento de la vivienda y no para la calefacción y se emplea la MCP que durante el invierno estaba inutilizada. Para el resto de los elementos aquí no mencionados, las ponderaciones que se les han atribuido han sido las mismas que en la tabla anterior. Dentro de las luminarias los cambios únicamente han afectado a las del cuarto principal de la casa y a la L13 la cual era la única exterior que se empleaba en esta etapa de la vivienda. Luminarias Z6/Z7/Z8, las del cuarto principal, se han ponderado con un 0,25 al entender que al disponer de una mayor cantidad de horas de sol al día la valoración debía ser menor que durante los meses de invierno, no obstante durante los días nublados habrá horas en las cuales serán necesarias por lo que su uso será necesario. Al igual que en la tabla anterior se pondera con el mismo valor el modo reunión que el modo trabajo puesto que lo que gana en necesidad el modo reunión lo pierde en el mayor tiempo de funcionamiento del proyector. En el anexo XX se puede observar las horas de salida y puesta de sol en los meses que han sido estudiados. Luminaria L13, su razonamiento es igual que para los meses de invierno pero su utilización y por tanto su ponderación se ve reducida al existir más horas de luz, como se puede ver en la tabla, estas oscilan entre 13 y 15 horas en los meses de estudio, por lo que tomando un valor medio de 14 horas, será de noche durante 10 representando aproximadamente un 40% del día que ha sido el valor asignado durante el modo vacaciones, por otra parte durante el modo trabajo, este valor se ve aumentado hasta 0,6 por el mismo razonamiento que en la parte del invierno. En lo que respecta a los modos reunión y trabajo, su ponderación continuara siendo de cero. Nilan climatización: se debe tener en cuenta que en verano, para refrigerar la vivienda, la Nilan cuenta con la ayuda del aparato MCP, el cual tiene una duración estimada por día de 6 horas de trabajo, por lo que, teniendo en cuenta la zona geográfica en la cual nos encontramos y el rango de temperaturas medias de la zona, quedan prácticamente cubiertas las necesidades de refrigeración[18].De tal manera que se ha ponderado con un 0,1 en modo trabajo y un 0,2 en modo reunión. Mientras que en los modos de ausencia, nulo en el modo ausencia corta puesto que cubrirá el periodo de la noche y la climatización no será necesaria y 0,2 en modo vacaciones por las modificaciones que deba realizar debido a las fluctuaciones de temperatura. En el modo reunión, se aumenta este uso hasta 0,65 para cumplir con las exigencias de una más alta necesidad de ventilación. Ventilacion Nilan, respecto a las necesidades de ventilación no ocurre lo mismo que con la climatización puesto que debido a la humedad existente, estarán muy activas. Ponderándolas con un 0,7 en modo trabajo y un 0,9 en modo reunión. MCP: al trabajar durante 6 horas al día, se ha realizado la hipótesis que todas sus horas de funcionamiento las invierte en el modo trabajo/ reunión. Por lo que se ha ponderado al modo reunión con un 1 y al modo trabajo con un 0,8 puesto que debemos descontar las horas del modo trabajo que no llega a cubrir. Sección 2 - Etapa de la vivienda en la cual está habitada Apartado 1 - Tabla invierno Aparato Modo casa Modo noche Vacaciones Ausencia corta Z6/Z7 0,7 0,35 0 0 Z8 0,5 0,2 0 0 L3 0,2 0,3 0 0 L4 0,2 0,3 0 0 L5 0,25 0,1 0 0 L17 0 1 0,65 0 L13 0 0 0 0 L12 0 1 0,65 0 L10 0,15 0,15 0 0 Nilan climatización 0,55 0,25 0,25 0,55 Nilan agua caliente 0,15 0,1 0 0 Nilan ventilador 0,55 0,25 0,25 0,55 Proyector 0,1 0,2 0 0 Frigo 1 1 1 1 Placas cocina 0,1 0,1 0 0 Lavadora 0,2 0 0 0 Horno 0,05 0,05 0 0 Bomba riego In De Pendi Ente MCP ventilad 0 0 0 0 Ordenador 0,5 0,2 0 0 Domótica 1 1 1 1 Televisor 0,5 0,2 0 0 Inodoro 0,1 0,1 0 0 Al cambiar radicalmente las necesidades y por tanto el uso que se le va a dar a la vivienda en esta etapa, se ha decidido comentar cada caso con detenimiento para facilitar la comprensión del lector. En lo que respecta a las luminarias, existe la diferencia de que se ha realizado una distinción entre Z8 y Z6/Z7 por lo que a partir de ahora se les va a dejar de considerar un grupo. Esto se ha realizado puesto que en este caso se puede estar en la zona de la televisión y tener encendida la luminaria Z8 sin tener necesidad de iluminación en la otra parte de la habitación principal o al contrario. Luminarias Z6/Z7, las luminaria centrales del cuarto principal, es el espacio en el que se desarrollara la vida cuando se active el modo casa por lo que se le ha dado una alta ponderación ya que estas luminarias cubren prácticamente toda la zona del cuarto principal cubriendo las necesidades de la cocina y del resto del habitáculo por lo que en invierno, se ha decidido ponderar con un 0,7, mientras que en el modo noche, teniendo en cuenta que estará activo durante 4 o 5 horas por la tarde de las 14-15 que está activo en invierno, se ha decidido ponderarlo con un 0,35. Durante el resto de los modos el resultado será de 0. Luminaria Z8, la del cuarto de estar en el lado izquierdo, se ha decidido ponderar con valores un poco más bajos que las luminarias Z6/Z7 puesto que esta luz no cubre la parte de la cocina, además al ver la televisión, en ocasiones los individuos pueden desear apagarla para mejorar la visión de la misma, por lo que se ha decidido ponderar con un 0,5 en el modo casa y un 0,2 en el modo noche, quedando a 0 para los modos de ausencia. Luminarias L3/L4, las del dormitorio, a diferencia de la anterior etapa, en este espacio de la vivienda se desarrollara vida cotidiana, esta estará centrada en las horas finales del día antes de acostarse entre semana y los fines de semana se considerara un poco más repartido durante todo el día, por lo que se ha decidido ponderar con un 0,2 en el modo casa y un 0,3 en el modo noche. Luminaria L5, en el cuarto de baño, se le dará uso durante el modo casa, considerando los diferentes usos que se le dan a este espacio para una vivienda de 4 personas se ha considerado ponderar con 0,25 dentro del modo casa y de 0,1 en el modo noche, quedando a 0 el resto de los modos. Luminaria L10, situada en la cocina, se ha estimado un tiempo de uso de 1 hora durante la hora de la comida y otra para el tiempo de la cena, como en invierno una pertenece al modo casa y otra al modo nocturno, se ha calculado lo que representa esa hora del total de horas que está activo el modo para ver su ponderación, resultando para el modo casa de (7/35) y para el modo noche de (7/75) Respecto de las luminarias exteriores La luminaria L13 se ha decidido ponderar como 0 en todos sus modos puesto que es una luminaria destinada a la estancia en la terraza durante los meses de verano por lo que en invierno su papel es nulo. La luminaria L12 y L17 se encenderán durante la noche para que la vivienda sea visible, la diferencia de activar también la L12 con respecto a la otra etapa de la vivienda es que al no pertenecer a un emplazamiento como es el actual (IUT bordeaux-1) puede que el resto de los edificios no le aporten la iluminación que le aportan actualmente y para su correcta visibilidad sea necesario activar ambas. Por lo que durante el modo noche su ponderación será de 1, durante el modo casa será de 0 al igual que durante el modo trabajo y para el modo vacaciones al considerar que se estará en este periodo de invierno, más tiempo de noche que de día, se pondera con un 0,65. Nilan climatización, se ha valorado de la misma manera que en la otra etapa de vida de la casa Sumbiosi, puesto que se ha entendido que su función en los meses de invierno es la misma, a raíz de los comentarios surgidos sobre las posibles modificaciones, se ha decidido modificar el modo noche, bajando su ponderación hasta 0,25. Nilan agua caliente: Se ha tenido en cuenta que en esta etapa de la vivienda, esta ya iba a ser necesaria para duchas, que aumenta considerablemente su consumo, además de para beber agua o lavarse las manos, como despreciábamos en la otra etapa, por lo que se ha ponderado con un 0,15 en el modo casa y un 0,1 en el modo noche, con lo que creemos que para una vivienda de cuatro personas se cumplen sobradamente las necesidades mínimas. Nilan ventilador se activara cuando funcione la Nilan climatización, por lo que se ha ponderado igual que este apartado. Proyector: Se ha considerado que si se dispone de él en la vivienda, este se utilizara conectado a la televisión para ver partidos de futbol o para la proyección de películas, por lo cual se ha ponderado inferiormente que la televisión debido a que no siempre que se vea esta, el proyector estará conectado. Frigorífico, al igual que en la etapa anterior de la vivienda, este estará activo continuamente por lo que la ponderación será de 1 en todos los casos. Placas cocina: por simplificar se le ha ponderado basándonos en los resultados de la ponderación de las luminarias de la cocina, disminuyendo ligeramente estos valores por la posibilidad de que estas últimas estén encendidas debido al uso de otros aparatos como el horno o la lavadora. Lavadora: Se considera que se utiliza, una hora y media y se pone cada dos días, por lo que como también se ha considerado que solo se utiliza en modo casa, se calcula que se utiliza unas 15 horas al mes, sobre las 75 que tiene el modo casa, resulta, redondeando, un 0,2 Horno: Se ha considerado que se utiliza un día de cada tres, durante una hora (los datos se han cogido de la experiencia cotidiana al igual que los de la lavadora) Televisor: se ha ponderado de igual manera que el ordenador al considerarse que se utilizan ambos aparatos de un modo parecido Ordenador: se ha considerado que en esos tiempos, este utensilio es de los más utilizados en la vivienda, pudiendo llegar a estar encendido la mitad del tiempo que se encuentra la vivienda habitada, por lo que se ha decidido ponderar 0,5 en el modo casa y de 0,2 en el modo noche. Bomba de riego y domótica, al igual que lo comentado anteriormente, estos aparatos son independientes del modo de funcionamiento que este activado en ese momento en la vivienda por lo que se sumara su valor al resultado final para realizar los cálculos pertinentes. Apartado 2 - Tabla verano Aparato Modo casa Modo noche Vacaciones Ausencia corta Z6/Z7 0,25 0,25 0 0 Z8 0,25 0,25 0 0 L3 0 0 0 0 L4 0 0 0 0 L5 0,1 0,1 0 0 L17 0 0 0,4 0,6 L13 0 0,2 0 0 L12 0 1 0,65 0 L10 0,05 0,1 0 0 Nilan climatización 0,25 0,1 0 0,25 Nilan agua caliente 0,1 0,05 0 0 Nilan ventilador 0,25 0 0 0,25 Proyector 0,1 0,2 0 0 Frigo 1 1 1 1 Placas cocina 0,1 0,1 0 0 Lavadora 0,1 0 0 0 Horno 0,03 0,07 0 0 Bomba riego In De Pendi Ente MCP ventilad 0,4 0,4 0 0 Ordenador 0,5 0,2 0 0 Domótica 1 1 1 1 Televisor 0,5 0,2 0 0 Inodoro 0,1 0,1 0 0 Los resultados de las ponderaciones de la tabla son muy parecidos a los anteriormente comentados de la tabla de invierno, pero se han introducido las siguientes modificaciones: Se han ponderado inferiormente las luminarias del interior de la vivienda puesto que se ha entendido que la luminosidad en verano es mayor que en invierno por lo que la necesidad de las mismas es inferior, además se está menos tiempo en casa por lo que igualmente se reduce el consumo. Respecto de las luminarias exteriores, la única que sufre un aumento es la luminaria L13, las exteriores de la terraza, debido a que esta luminaria está diseñada para cuando se desee permanecer por la noche en la terraza en las noches de verano con una agradable temperatura, se ha ponderado con un 0,2 puesto que solo se utilizara una media de dos horas en el modo noche (el cual se ha considerado de 10 horas como anteriormente se ha comentado) [18]. También sufre ligeras variaciones la lavadora, puesto que su funcionamiento es el mismo en verano que en invierno pero las horas estimadas para estar en el modo casa son aproximadamente el doble, por lo que su ponderación desciende a la mitad 0,1. Este cambio también afecta al horno, en el cual se incrementa ligeramente el uso por la noche al existir menos horas y se disminuye el uso por el día al disponer de más. Respecto del resto de los elementos, sufrirán modificaciones el aparato Nilan, que al encontrarnos en verano, su tarea pasara a ser la de refrigerar la casa en lugar de calentarla por lo que tendrá la ayuda del aparato MCP, reduciendo su periodo de utilización. Anexo XIX – Monitoring Se puede observar la evolución de la temperatura exterior registrada el 29 de enero (que oscila entre 5,2 y 9,4ºC) Este gráfico muestra el contador de energía asociado a la Nilan, con el cual esta configurado que compare la semana actual con la semana anterior Esta gráfica es parecida a la anterior pero con el consumo de la vivienda y no solamente del aparato Nilan, en esta ocasión, se compara la semana actual con una semana fija (predefinida previamente) Esta última gráfica, no está hecha por el programa Domovea, sino manualmente con el Excel, gracias a los datos almacenados. Aquí, se muestra sobre el consumo de la Nilan, pero se han hecho con todos los aparatos de Domovea los cuales dispongan de valores numéricos (luminosidad, temperatura, consumo de energía…) Los resultados dispares de la misma en algunos días se deben a que esta muestra ha sido tomada en época de pruebas y modificaciones de los modos y de los aparatos. 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Consommation Nilan Decembre Janvier