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Sistemas de Controlo Gestão de Energia Humberto Jorge Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria.

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1 Sistemas de Controlo Gestão de Energia Humberto Jorge Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

2 22003/04GEEI Sumário A automatização no contexto da gestão de energia Os sistemas de controlo e gestão de energia (SCGE)

3 32003/04GEEI Automatização e gestão de energia Em primeiro lugar: concepção concepção construção construção equipamento de uso final equipamento de uso final Em segundo lugar: educação do utente educação do utente automatização (níveis de complexidade variáveis) automatização (níveis de complexidade variáveis)

4 42003/04GEEI Gestão Técnica de Edifícios

5 52003/04GEEI Os sistemas de controlo e gestão de energia (SCGE) Tipos principais: pequenos sistemas autónomos, dedicados a uma função pequenos sistemas autónomos, dedicados a uma função sistemas com integração de funções diversas, com área de influência alargada sistemas com integração de funções diversas, com área de influência alargada

6 62003/04GEEI Sistemas dedicados E/S limitadas Interface H-M simples Pré-programados, parametrizáveis Emissão de alarmes (tb. remotos) Comunicações

7 72003/04GEEI Sistemas dedicados Exemplos: sistemas de controlo de factor de potência sistemas de controlo de factor de potência controladores de ponta controladores de ponta sistemas de arranque óptimo sistemas de arranque óptimo arquitectura mais simples do que a de um SCGE unidades semelhantes a cada UCL, com autonomia mas tb. com comunicações

8 82003/04GEEI SCGE multifunções Concentrados ligações com a instalação em estrela ligações com a instalação em estrela problemas de fiabilidade problemas de fiabilidadeDistribuídos comunicações comunicações autonomia local em cada nó autonomia local em cada nó fiabilidade elevada fiabilidade elevada

9 92003/04GEEI SCGE tipo mestre-escravo

10 102003/04GEEI SCGE com rede local

11 112003/04GEEI Subsistemas passíveis de gestão automática Perspectiva integrada: de energia eléctrica (incluindo alimentação de emergência) de energia eléctrica (incluindo alimentação de emergência) de detecção, alarme e controlo de incêndio de detecção, alarme e controlo de incêndio de iluminação artificial de iluminação artificial de AVAC de AVAC de transporte de transporte de segurança de segurança de comunicações de comunicações

12 122003/04GEEI Funções de gestão Perspectiva integrada: supervisão da instalação supervisão da instalação gestão de energia gestão de energia gestão da manutenção gestão da manutenção segurança e tele-vigilância segurança e tele-vigilância

13 132003/04GEEI Funções principais de GE controlo manual remoto e vigilância das instalações arranque/paragem de equipamentos na base de um calendário pré-programado limitação da ponta de consumo de electricidade controlo de cargas com acção sobre as condições ambiente (AVAC)

14 142003/04GEEI Controlo manual remoto e vigilância das instalações Funções de interface com o utilizador: sinalizações no visor (estados de pontos remotos, condições de alarme) sinalizações no visor (estados de pontos remotos, condições de alarme) parametrização de referências, horários, etc. parametrização de referências, horários, etc. actuação remota de cargas actuação remota de cargas relatórios relatórios

15 152003/04GEEI Arranque/paragem pré- programados de equipamentos Substitui interruptores horários Evita / desvia consumos

16 162003/04GEEI Limitação da ponta de consumo de electricidade Pode ser implementada com controlador dedicado Necessita de coordenação com outras funções

17 172003/04GEEI Arranque/paragem óptimos de equipamento de AVAC Conforto aumentado Redução de encargos (potência e energia) Adaptação às características do edifício Melhor que interruptores horários

18 182003/04GEEI Integração de funções Tais como supervisão da instalação supervisão da instalação gestão de energia gestão de energia gestão da manutenção gestão da manutenção segurança e tele-vigilância segurança e tele-vigilânciaExige comunicações comunicações partilha de recursos (p.ex. DOs) partilha de recursos (p.ex. DOs)

19 192003/04GEEI Comunicações e standards sinalizações simples - insuficientes standards de comunicação (OSI) camada física camada física características mecânicas eléctricas, ópticas modulação, sincronização camada de ligação de dados camada de ligação de dadosempacotamento detecção e recuperação de erros

20 202003/04GEEI Redes de campo Objectivo: assegurar o fluxo de informação entre sensores, actuadores e módulos de E/S e unidades de controlo local em ambientes distribuídos assegurar o fluxo de informação entre sensores, actuadores e módulos de E/S e unidades de controlo local em ambientes distribuídos

21 212003/04GEEI SCGE em instalações existentes Em primeiro lugar: auditoria energética detalhada auditoria energética detalhada implementação das medidas básicas implementação das medidas básicas identificação das oportunidades de automatização identificação das oportunidades de automatização Em segundo lugar: especificação funcional do SCGE especificação funcional do SCGE acompanhamento da execução acompanhamento da execução

22 222003/04GEEI SCGE em instalações novas concepção eficiente construção com qualidade controlada equipamento de uso final eficiente minimização do consumo (automatização)

23 232003/04GEEI Projecto geral Orientação Organização dos espaços Dispositivos - contribuição solar luz, calor, ventilação luz, calor, ventilação Arranjos exteriores Flexibilidade para coordenação entre sistemas e funções, para expansões

24 242003/04GEEI Automatização - até onde? Desde os dispositivos solar passivos luz natural + luz artificial luz natural + luz artificial free cooling free cooling ventilação natural ventilação natural Até à minimização do uso dos sistemas activos

25 252003/04GEEI Objectivos do edifício inteligente proporcionar um ambiente confortável e produtivo permitir uma gestão efectiva dos recursos responder com rapidez às exigências dos ocupantes

26 262003/04GEEI Coordenação de funções na fase de projecto, garantir comunicação entre sistemas e programas garantir comunicação entre sistemas e programas usando o mínimo de recursos usando o mínimo de recursos garantindo o máximo conforto e segurança garantindo o máximo conforto e segurança

27 272003/04GEEI Problemas com o uso de SGE Falta de auditorias prévias cuidadas Especificações desadequadas Falta de análise custo-benefício Falta de procedimentos de verificação na aceitação de equipamento

28 282003/04GEEI Problemas com o uso de SGE Não existência de plano de manutenção do SGE Ausência de verificação dos valores da saída, impedindo a sincronização (ajuste) constante do SGE Ausência de possibilidade de comando manual sobreposto nos controladores locais

29 292003/04GEEI Sistema Instabus EIB Comando e Gestão Técnica de Edifícios

30 302003/04GEEI Interligação do sistema: Linha de Bus Integração total de todas as aplicações, funções e serviços do edifício através de uma única linha de bus. Permite: Gestão eficiente de energia Fácil controlo e monitorização Facilidade de expansão Facilidade de adaptação

31 312003/04GEEI Instalação eléctrica com bus Produtos de saída (potência) Produtos de entrada (sem potência) Rede de comunicação Actuadores Sensores

32 322003/04GEEI Participantes são ligados ao instabus instabus EIB SENSORES Controlador de luminosidade Detector de movimento Botão de pressão ACTUADORES ON/OFF./Dim. Inversor. Dimer Carga

33 332003/04GEEI Capacidade de um Sistema Instabus 15 áreas funcionais x com 12 linhas x com 64 devices dev.

34 342003/04GEEI Exemplo prático de uma estrutura BC Área funcional 1 = Edifício 1 BC Área funcional 2 = Edifício 2 AL Linha 1 Linha 2 Linha 3 Linha 4 Linha Vertebral AL Linha 1 AL Linha 2 AL Linha 3 AL Linha 4 Linha principal

35 352003/04GEEI Interface com as Telecomunicações Rede Analógica ISDN Vigilância, sinalização e Telemanut. Funções: Diagnóstico à distância Telemanutenção Vigilância Interligação em rede em vários sistemas EIB


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