ES2537130B2

ES2537130B2 - Sistema de control domótico programable con capacidad de gestión energética para cerramiento activo transparente o translúcido

Info

Publication number: ES2537130B2
Application number: ES201331755A
Authority: ES
Inventors: Luis Jesús CLAROS MARFIL; Benito Lauret Aguirregabiria; Juan Francisco PADIAL MOLINA; Graciela Ovando Vacarezza; Juan Miguel LIROLA PÉREZ; Mª José ARTACHO REINOSO; Antonio ZAMBRANA PINEDA; Fernando BENÍTEZ DÍAZ
Original assignee: Universidad Politecnica de Madrid
Current assignee: Universidad Politecnica de Madrid
Priority date: 2013-12-02
Filing date: 2013-12-02
Publication date: 2015-09-29
Anticipated expiration: 2033-12-02
Also published as: ES2537130A1

Abstract

Sistema de control domótico programable con capacidad de gestión energética para cerramiento activo transparente o translucido.#El sistema de control domótico programable (1) con capacidad de gestión energética para cerramiento (partición interior) activo transparente translúcido de un edificio, comprende: una unidad de control programable (2); una unidad de gestión energética (3); una unidad de conexión de sensores (4); una unidad de gestión de actuadores (5); una unidad de registro de datos (6); una fuente de alimentación (7); una unidad de gestión de comunicaciones (8) que permite su conexión con una red exterior (13); un interfaz de usuario (9); una estación meteorológica (10); un concentrador de sensores (11) y un concentrador de actuadores (12), de manera que mediante dichos elementos y a partir de una serie de redes de sensores, el sistema de control de cerramiento o partición activo, materializado con un acristalamiento activo (14), es capaz de medir los parámetros higrotérmicos tanto interiores como exteriores, llevando a cabo las acciones de control oportunas para optimizar tanto la gestión energética del acristalamiento activo (14) como las condiciones de confort del interior del edificio.

Description

OBJETO DE LA INVENCiÓN

La presente invención se refiere a un sistema de control automático programable para un cerramiento o partición interior activo, es decir, que puede cambiar sus propiedades mediante operación deliberada y/o en respuesta a condiciones tanto internas como externas. Se conocen diversos tipos de particiones interiores con estas características, por ejemplo, vidrios que pueden modificar sus cualidades de transmisión de la luz (electrocrómicos, gasocrómicos, de cristal líquido disperso, de partículas en suspensión, etc.) y/o de comportamiento energético como por ejemplo, vidrios con cámara de agua en circulación, pudiendo este último constituir un cerramiento o partición interior transparente o translúcida que permite de manera parcial o total el paso de radiación solar y el aprovechamiento de la energía solar que incide sobre él.

El objeto de la invención es que el sistema propuesto gestione convenientemente el funcionamiento del cerramiento en función tanto de parámetros meteorológicos como de las condiciones de uso del edificio en cada momento. Concretamente el objeto de la invención es gestionar de manera automática el funcionamiento de un cerramiento (o partición interior) activo y su integración con otras fuentes de energías renovables, sin necesidad de supervisión por parte de un operador, una vez que ha sido convenientemente programada y configurada. Esto permite optimizar la eficiencia energética del cerramiento transparente o translúcido, en tiempo real, contribuyendo de manera decisiva al ahorro energético global del edificio y al confort de sus ocupantes.

La invención pertenece al campo técnico de la construcción, pudiendo ser aplicable tanto en obra nueva como para rehabilitación de cualquier tipo de edificio, con el fin de llevar a cabo la gestión y aprovechamiento de la luz natural y las energías renovables en los edificios.

ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN

La constatación por parte de la comunidad científica del cambio climático en el planeta ha llevado a la necesidad de reducir las emisiones de gases provenientes de la utilización de combustibles fósiles para tratar de atenuar sus efectos. Estas circunstancias están obligando a los edificios a reducir en lo posible su consumo energético, lo que implica una incorporación progresiva de elementos orientados a un mayor aprovechamiento tanto de la luz natural como de las energías renovables, mediante su gestión óptima.

Los acristalamientos, como parte más sensible de la envolvente arquitectónica del edificio, constituyen un elemento clave sobre el que actuar en la búsqueda de una mejora de la su eficiencia energética. Entre ellos, existen algunos tipos de acristalamientos activos basados en una cámara de fluido circulante, que presentan un elevado potencial de ahorro energético, especialmente cuando el fluido empleado es agua. Algunos ejemplos de este tipo de cerramientos activos, que emplean un fluido en circulación, se describen en los documentos de patente EP0075464, US4515150, DE19926343, DE 4107943, ES2180444 y US 20100044006.

Sin embargo, una vez que dispone de este tipo de acristalamiento activo con cámara de fluido circulante, para obtener una mejora significativa en la eficiencia energética del edificio es necesario controlar los diferentes parámetros que determinan su modo de funcionamiento en cada momento, es decir, determinar en cada instante si lo más apropiado es una estrategia de captación, almacenamiento o disipación de energía entre otras posibles. Para ello es esencial controlar y regular el funcionamiento del acristalamiento mediante diferentes parámetros como pueden ser la circulación del fluido, su acumulación, el intercambio energético con otros fluidos o materiales almacenados a diferente temperatura o en diferente estado (como por ejemplo materiales de cambio de fase), o la disipación energética al ambiente. Por otro lado, también es necesario gestionar la circulación del fluido a través de los circuitos que integran la instalación del acristalamiento mediante los correspondientes elementos actuadores, así como su posible acoplamiento tanto a otras energías renovables, como energía solar térmica, energía solar fotovoltaica, energía geotérmica o energía eólica, como a sistemas de almacenamiento térmico, eléctrico, basados en células de combustible o sistemas híbridos, así como a la red eléctrica.

Ciertas referencias relacionadas con el control de acristalamientos activos, pueden encontrarse en los documentos de patente GB2273151A, DE 19744423A1 Y US6216688.

También se considera relevante el documento de patente ES2345092, ya que hace referencia, de manera genérica, a la posibilidad de emplear un sistema de control domótico, indicando su posible existencia, pero sin hacer una descripción detallada de su funcionalidad ni de sus componentes.

10 Sin embargo, los documentos de patente mencionados hacen referencia a dispositivos basados en termostatos o que no disponen de un sistema automático de control en lazo cerrado o bien este no es programable, no permitiendo basar su funcionamiento en dalos registrados con anterioridad o en pronósticos de tiempo atmosférico, bien obtenidos o

15 almacenados por el propio sistema u obtenidos de una base de datos remota, ni, sobre todo, permiten una integración y gestión automatizada del aporte energético proveniente de otras fuentes de energías mediante su acoplamiento con el cerramiento o partición interior activa.

DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN

La presente invención resuelve el problema existente en el estado de la técnica sobre el control de los acristalamientos activos con cámara de fluido circulante, mediante un 25 controlador domótico programable, dotándolo de capacidad de gestión energética sobre otros sistemas de obtención de energía, tanto renovables como no renovables, instalados en el edificio o en lugares anexos a él. Al tener la característica de ser programable, la estrategia control en la cual basa su funcionamiento no ha de ser única o fija, sino que puede ser modificada de manera sencilla, de tal manera que es posible su actualización en

30 tiempo real a través de los datos previamente adquiridos por el propio sistema, que pueden estar almacenados en una base de datos o bien ser suministrados por una estación meteorológica o por un servicio de predicción meteorológico externo que aporte los datos mediante una interfaz de comunicaciones.

Este sistema domótico de monitorización, regulación y control de la invención es programable o re-programable tantas veces como sea necesario, de manera que tanto sus estrategias de control como sus parámetros de configuración pueden verse modificados, incluyendo el hecho de que el controlador pueda modificar su estrategia de control basándose en situaciones que hayan ocurrido con anterioridad y cuyos datos hayan sido previamente registrados, o estén previstos. Este sistema de control, que opera en lazo cerrado, es capaz de monitorizar, controlar y regular una serie de circuitos eléctricos e hidráulicos entre los que destacan un circuito primario constituido por el acristalamiento, un sub-sistema hidráulico primario, así como las redes de sensores y elementos hidráulicos asociados a él, y un circuito hidráulico secundario, en el que según diferentes realizaciones preferentes pueden encontrarse uno o varios depósitos de acumulación, un sub-sistema de energía solar térmica, un sub-sistema de energía geotérmica, así como un sub-sistema de acondicionamiento entre otros. Estos sub-sistemas, situados en el circuito hidráulico secundario, intercambian energía con el circuito primario mediante uno o varios elementos intercambiadores de calor. Por otro lado, la energía almacenada en los depósitos acumuladores tanto del circuito hidráulico primario como del circuito hidráulico secundario, puede emplearse para el calentamiento de agua caliente sanitaria a través del correspondiente paso por un intercambiador de calor. Adicionalmente, pueden existir otros circuitos que permitan el intercambio energético de otras fuentes energéticas, renovables o no, con el acristalamiento activo y que también pOdrian ser controlados por el propio sistema de control domótico tras la oportuna incorporación de las correspondientes redes de sensores y elementos actuadores.

Además, el sistema de control y gestión domótica del acristalamiento activo no sólo es capaz de gestionar el funcionamiento del acristalamiento activo, sino que también puede administrar la alimentación eléctrica de los subsistemas que lo componen: el hidráulico y el eléctrico. Así, el sistema de control domótico programable permite la conexión de una serie de sistemas generadores de energía eléctrica, tales como paneles solares fotovoltaicos o aerogeneradores, o de almacenamiento de energía eléctrica mediante baterías, incluyendo los elementos de mando, protección y transformación asociados. De esta forma, el sistema de control domótico es capaz de seleccionar una fuente energética empleada por la instalación en cada momento, permitiendo por tanto consumir la energía que está siendo generada por los sub-sistemas mencionados, almacenarla en baterías o cederla a la red eléctrica, a partir de la programación establecida.

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De forma más concreta, el sistema de control domótico está compuesto por una serie de unidades interconectadas entre sí, de tal que forma que dispone de una unidad principal de control programable que contiene, en cada caso, el algoritmo de control bajo el que operan el resto de unidades que lo componen y que están directamente conectadas con él. La programación de la unidad puede llevarse a cabo mediante la conexión directa del programador a un puerto físico o mediante una unidad de gestión de comunicaciones a través de un sistema de red de dalos tanto cableado como inalámbrico.

El sistema de la invención comprende también una unidad de conexión de las diferentes redes de sensores y elementos de medida, cuyo objetivo es enviar la información a la unidad principal de control programable de manera que esta sea capaz de tomar las acciones de control oportunas a partir de los datos suministrados. Las diferentes redes de sensores de los que dispone el sistema de control son: red de sensores de temperatura, preferentemente de tipo digital, red de sensores de presión, red de sensores de nivel, red de sensores de caudal, red de sensores de radiación solar, red de sensores de luminosidad, red de sensores de conductividad eléctrica, red de sensores de humedad, red de sensores de ocupación, red de medidores de tensión eléctrica, red de medidores de intensidad eléctrica y red de medidores de potencia eléctrica. Todas estas redes de sensores pueden ser empleadas tanto en sus variantes cableadas como inalámbricas. Dicha unidad también está conectada de manera preferente, a una estación meteorológica que ofrece, entre otros, valores de radiación solar, velocidad del viento, temperatura y humedad.

Por otro lado, el sistema comprende una unidad de gestión de actuadores, que es la encargada de enviar las órdenes de marcha/paro o regulación suministradas por el propio sistema de control a los elementos finales como electroválvulas, bombas o disipadores situados en cada circuito.

También incluye, de manera preferente, una unidad de gestión energética, cuya misión es la de medir el consumo eléctrico de la instalación así como las temperaturas de los tanques de almacenamiento de los sistemas interconectados al acristalamiento activo. Esta unidad de gestión energética recibe la información de las correspondientes redes de sensores instalados en cada uno de los sistemas, enviándola a la unidad principal de control programable para que sean considerados a la hora de seleccionar la estrategia de control del sistema en cada momento.

Adicionalmente, el sistema incluye una unidad de gestión de comunicaciones encargada del intercambio de información, tanto mediante una interfaz cableada como inalámbrica, entre la unidad principal de control programable y una red exterior de datos. Esta unidad tiene como objetivo el envío y recepción a una red de comunicaciones, o a un dispositivo concreto, de la información referente a la operación y el funcionamiento del sistema, por ejemplo activación de ciertas alarmas cuando el valor de ciertos parámetros sobrepasen un cierto umbral, permitiendo además la supervisión, el control y la programación del sistema de control de forma remota por cualquier dispositivo conectado a la red de datos o comunicaciones, tanto un ordenador de sobremesa como en un dispositivo móvil tipo teléfono o tableta electrónica.

Existe además una unidad registradora de datos que recopila la información suministrada por los diferentes sensores y la almacena en un medio físico. Esto permite disponer de un archivo histórico de datos que pueden ser transmitidos mediante la unidad de comunicaciones a la red exterior de datos, además de servir como referencia para futuras acciones de control y aprendizaje de nuevas estrategias por parte del sistema de control.

De forma preferente, el sistema dispondrá de una fuente de alimentación propia encargada de suministrar la energía eléctrica a todas las unidades mencionadas, con la tensión, intensidad y calidad de la onda eléctrica requerida en cada caso.

El sistema dispone también de una interfaz de usuario que permite la supervisión, operación y programación del sistema, que preferentemente estará controlada por una pantalla táctil basada en tecnología LED o sus derivadas, pudiendo ser tanto de tecnología resistiva como capacitiva. No obstante el sistema también puede controlarse mediante un dispositivo móvil o tableta, llevándose a cabo el intercambio de información mediante la unidad de gestión de comunicaciones.

El sistema de control domótico propuesto no está limitado por el lugar de instalación del acristalamiento, siendo válido para todo tipo de cerramientos, principalmente transparentes

o translúcidos, tales como ventanas, balcones, lucernarios, muros cortina acristalados, escaparates y expositores tanto interiores como exteriores, e instalados de manera vertical , horizontal con cualquier grado de inclinación y cualquier número de cámaras.

En definitiva, se trata de un sistema programable de monitorización, regulación y control electrónico que, a partir de la información que recibe de una serie de sensores o redes de sensores y según la programación cargada en el sistema, acciona una serie de elementos actuadores electromecánicos, tales como electroválvulas, bombas, motores, etc., de manera que permite gestionar la eficiencia energética de un cerramiento (o partición interior) activo transparente o translúcido, dotado de una cámara por cuyo interior corre un fluido, que puede ser agua, hacia un determinado recinto. Un ejemplo de este tipo de cerramiento activo, pOdría ser un acristalamiento doble dotado de una cámara por la que circularía el fluido.

Por lo tanto, el propósito de la invención es el de monitorizar, controlar y regular de manera automática, incluyendo la posibilidad de funcionamiento semi-automático o manual, un cerramiento activo como el anteriormente referido, haciendo factible su funcionamiento autónomo sin la supervisión continua de un operador, permitiendo con ello que el cerramiento activo se adapte de forma autónoma tanto a las condiciones higrotérmicas y/o de ocupación interiores como a las condiciones climáticas exteriores (temperatura, humedad, radiación solar, etc.).

Por otro lado, al ser el sistema programable/re-programable ambos, su estrategia de control y los correspondientes parámetros de configuración, pueden ser actualizados cuantas veces sea necesario, tanto a partir de información externa como a partir de información previamente registrada por el propio sistema.

El sistema, además de controlar el acristalamiento activo, permite la interconexión y gestión de otras fuentes de energías renovables como la energía solar térmica, la energía solar fotovoltaica, la energía geotérmica, y la energía eólica, permitiendo una gestión energética global del edificio, tanto de manera autónoma como mediante comunicación con un sistema domótico o inmótico, consiguiéndose en todos los casos una mejora del confort térmico y un ahorro energético del edificio.

DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña la presente memoria descriptiva, formando parte integrante de la misma, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.-Muestra el esquema correspondiente a los distintos módulos o unidades que comprende el sistema de control domótico programable objeto de la invención, incluyendo una interconexión típica de los elementos que componen el acristalamiento activo y el propio sistema de control.

La figura 2.-Muestra la representación esquemática de los distintos sensores o redes de sensores que participan en el sistema de la invención, aplicado a una o varias unidades de vidrio con cámara de agua circulante. En el esquema se aprecian además las electroválvulas de alimentación y salida del fluido a los acristalamiento así como el concentrador de sensores y el concentrador de actuadores.

La figura 3.-Muestra la representación del sistema aplicado a una instalación que se pretende gestionar, sistema que en su conjunto incluye los sistemas primario y secundario y elementos que participan en el mismo.

La figura 4.-Muestra el esquema correspondiente a las conexiones y elementos que participan en el sistema eléctrico y en el sistema térmico que forman parte del sistema de control automático programable objeto de la invención.

La figura 5.-Muestra, finalmente, otra representación esquemática, en este caso con los subsistemas térmico y eléctrico de la instalación tipo gestionada.

REALIZACiÓN PREFERENTE DE LA INVENCiÓN

Como se puede ver en las figuras referidas, y en relación concretamente con la figura 1, puede verse que el sistema de control domótico programable objeto de la invención, referenciado con el número 1, Y previsto para llevar a cabo la gestión energética para un cerramiento o partición interior activo transparente o translúcido de un edificio, comprende una unidad de control programable (2); una unidad de gestión energética (3); una unidad de conexión de sensores (4); una unidad de gestión de actuadores (5); una unidad de registro de datos (6); una fuente de alimentación (7); una unidad de gestión de comunicaciones (8) que permite su conexión con una red exterior (13); un interfaz de usuario (9); una estación meteorológica (10); un elemento concentrador de sensores (11) Y un elemento concentrador de actuadores (12), de manera que mediante los citados elementos o unidades y a partir de una serie de sensores, el sistema de control en su conjunto es capaz de medir, entre otros, los parámetros higrotérmicos tanto interiores como exteriores, llevando a cabo las acciones de control oportunas para optimizar tanto la gestión energética de un acristalamiento activo (cerramiento o partición interior activo transparente o translucido), como las condiciones de confort del interior del edificio.

Como se puede ver en la figura 2 el sistema de control para un acristalamiento activo con cámara de agua circulante (14), tomará las oportunas acciones de control a partir del algoritmo de control y de un conjunto de redes de sensores instalados en el interior del edificio, como son la red de sensores de temperatura interior (15), la red de sensores de humedad relativa interior (16), la red de sensores ocupación (17), la red de sensores de nivel de luminosidad (18), la red de sensores de fuga del agua del acristalamiento (19), la red de sensores de presión en el acristalamiento (20), la red de sensores de ensuciamiento del fluido (21), la red de sensores de caudal (22) y la red de sensores de temperatura del fluido circulante (23), con la particularidad de que la circulación a través del acristalamiento activo (14) viene regulada por electroválvulas de entrada y salida (24).

En la figura 3 puede apreciarse el esquema del sistema aplicado a una instalación tipo cuya gestión se pretende a través de él, observándose en tal figura 3 la conexión a desagüe (25) así como una electroválvula de acceso a desagüe (26) correspondiente al circuito secundario del sistema, ya que este comprende un circuito primario y un circuito secundario, de manera que el circuito primario está dotado de una red de sensores de caudal (27), un depósito acumulador (35), una red de sensores de temperatura (36) de dicho depósito (35) y un sensor de nivel (37) del mismo depósito, comprendiendo además la conexión a red del fluido (38) y la electroválvula (39) de la acometida de red , mientras que en el circuito secundario existe una red de sensores de caudal (28), un depósito acumulador (46) y un conjunto de electroválvulas de entrada/salida (47) de dicho depósito acumulador del circuito secundario. También incluye una red de sensores de temperatura

(44) y un sensor de nivel (45) de dicho depósito acumulador (46).

Como quiera que el nivel de los distintos depósitos (35) y (46) de almacenamiento del fluido correspondientes al circuito primario y circuito secundario respectivamente, constituyen un parámetro de interés, además de las redes de sensores ya comentados, existen los sensores de nivel (30) y (32) previstos en respectivos sistemas de reactivos purificantes

(29): y anticongelantes (31), incluyéndose además en el circuito primario un sistema de impulsión (33) y un sistema de filtración del fluido (34), así como un sistema de impulsión

(40): del intercambiador de calor (41) para el circuito secundario, además de una electroválvula de conexión a red de agua caliente sanitaria (42) y la propia conexión a la red de agua caliente sanitaria (43).

De acuerdo con lo hasta aquí expuesto en un modo de funcionamiento, correspondiente, por ejemplo, a invierno, en el que existe una demanda de calefacción en el edificio, el sistema de control domótico programable (1), evalúa, entre otros parámetros, la temperatura en el interior de la estancia, mediante la red de sensores de temperatura interior (15), así como la humedad relativa a partir de la red de sensores de humedad (16), y el grado de ocupación mediante la red de sensores de ocupación (17). De esta forma, si la temperatura interior proporcionada por la red de sensores (15) es menor que la temperatura de confort interior establecida en el algoritmo de control, el sistema comprueba la temperatura y el nivel del depósito acumulador (35) del circuito primario, a través de los sensores de temperatura (36) y de nivel (37), de manera que si el ambos parámetros de ese depósito acumulador (35) son aptos para el calentamiento de la estancia, el sistema de control domótico se encarga de accionar convenientemente los elementos que forman los sistemas de impulsión del circuito primario (33) y (40), de tal forma que se permite la circulación del fluido por el circuito hidráulico primario, y su llegada al acristalamiento activo (14) mediante la apertura de las electroválvulas (24).

En el caso de que el nivel del depósito acumulador (35) sea insuficiente, el sistema accionará la electroválvula (39) que permitirá la entrada de fluido desde la red (38), controlando el caudal circulante en cada instante mediante la red de sensores de caudal

(27) del circuito primario. Una vez que el nivel del depósito acumulador (35) del circuito primario es el apropiado, el sistema de control domótico programable (1), activa los elementos hidráulicos correspondientes al sistema de impulsión (40), iniciándose el proceso de calentamiento de agua contenida en el depósito acumulado (35) del circuito primario, a través de su paso por el inlercambiador de calor (41).

Al mismo tiempo, el sistema de control domótico programable (1), accionará los elementos hidráulicos (54), y uno o varios de los conjuntos de válvulas (47), (49), (51) o (53) correspondientes al circuito secundario, permitiendo la circulación del fluido por dicho circuito secundario, de manera que la procedencia del fluido que circula desde el circuito secundario hacia el inlercambiador de calor (41), vendrá determinada por la lógica del sistema de control domótico programable (1), a partir de los valores proporcionados por la red de sensores de temperatura (44) de dicho circuito secundario, el sensor de nivel (45) instalado en el depósito (46) así como de otros parámetros cuyos valores vengan dados por redes de sensores instalados en los sistemas de energía solar térmica (48), energía geotérmica (50) y acondicionamiento (52) .

Mediante la apropiada comparación de dichos valores de temperatura, el sistema determinará el grado de apertura individual de las electroválvulas, de los diferentes sistemas energéticos o una combinación de ellas, que podrá determinarse a partir de la red de sensores de caudal (28) del circuito secundario. Así, si se abren las electroválvulas (47) dicho fluido provendrá del depósito acumulador (46) del circuito secundario, mientras que si se accionan las electroválvulas (49) el fluido procederá de un sistema de energía solar térmica (48). De forma similar, si se abren las electroválvulas (51), el fluido procede de un sistema de energía geotérmica (50), y en caso de que se abran las electroválvulas (53), se tomará el fluido de un sistema de acondicionamiento (52), de manera que tanto el orden de prioridad como el grado de apertura de dichas electroválvulas situadas en el circuito hidráulico secundario, vendrán determinadas por el algoritmo de control correspondiente al modo de funcionamiento en el que opere en ese instante el sistema de control domótico programable (1), por los parámetros introducidos desde la red exterior de datos (13) o por el propio usuario a través de la interfaz (9), cuando se selecciona el modo de

funcionamiento semi-automático o manual.

De forma similar, en el modo de funcionamiento de verano, si el agua almacenada en el depósito acumulador (35) no esta lo suficientemente fría, se producirá una transferencia energética en el intercambiador de calor (41) con el agua almacenada en el depósito de

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almacenamiento (46) del circuito secundario, enfriándose mediante alguno de los sistemas instalados en dicho circuito secundario, de acuerdo con el algoritmo programado en la unidad principal de control (2).

En determinadas condiciones de operación reconocidas por el sistema de control domótico (1), como podrán ser ciertas condiciones de verano, puede emplearse parte del fluido almacenado en el depósito acumulador (35) del circuito primario, para calentar el fluido proveniente de la red (38) que entra al circuito secundario mediante la apertura de la electroválvula (39) y tras pasar por el intercambiador de calor (41 ), pasará mediante la apertura de la electroválvula (42) como agua caliente pre-calentada a la red de agua caliente sanitaria mediante la conexión (43).

En la figura 4 puede observarse el subsistema eléctrico (63) relacionado con el sistema de control domótico programable (1 ), comprendiendo un sistema de paneles fotovoltaicos (55), un sistema de generación eólica (56), un sistema de almacenamiento de baterías (57) y la correspondiente acometida eléctrica (58), pudiéndose observar igualmente los sistemas de conexión/desconexión (59), un sistema de mando, protección y acondicionamiento (61 ) de la señal eléctrica, y distintas redes de sensores de las diferentes magnitudes eléctricas (60), conectados a la unidad de gestión de sensores (3), a través del concentrador de sensores (11), mientras que los sistemas de conexión/desconexión (59) de cada parte del subsistema eléctrico, van conectados a la unidad de gestión de actuadores (4) mediante el concentrador de actuadores (12), de manera que tanto el concentrador de sensores (11 ) como el concentrador de actuadores (12) van conectados a la unidad principal de control programable (2).

En la figura 5 se muestran un esquema general de la instalación en el que aparece la unidad de control (2), el concentrador de sensores (11 ) Y actuadores (12), así como los subsistemas térmico (62) y eléctrico (63) de la instalación . El sistema descrito permite una monitorización, regulación y control de un cerramiento activo a transparente o translucido, de forma automática, programable, y con capacidad de gestión energética del edificio y con capacidad de integración con otras fuentes de energía renovables, de manera que todas estas prestaciones no son posibles mediante los sistemas actualmente conocidos. Es decir, que el sistema de la invención añade la capacidad de funcionar de manera automática a partir de la información que recibe de los sensores y a partir de la estrategia programada en la unidad principal de control, siendo el sistema el encargado de tomar decisiones de forma autónoma sobre el funcionamiento del cerramiento activo, en función de determinados parámetros, tanto ambientales como climáticos, y siendo por lo tanto capaz de operar de manera automática para conseguir que el usuario se vea liberado de la necesidad de controlar manualmente las acciones destinadas a mejorar el confort en el recinto acondicionado por el acristalamiento activo correspondiente, para lo cual incorpora medios de gestión del cerramiento con un grado de transparencia variable siempre que este disponga de alguna característica susceptible de ser modificada, por ejemplo de tipo lumínico, cinético, acústico, o similar, a partir de un algoritmo programado, o lo establecido por un operador.

Por último, es necesario resaltar que frente a los distintos sistemas que describen los documentos referidos en el apartado antecedentes de la invención, el sistema de la invención, realiza las siguientes funciones, que como se decía, no efectúan de forma conjunta ninguno de los sistemas descritos en los documentos anteriores:

Es un sistema que actúa de forma automática para monitorizar, regular y controlar de

forma programable o re-programable, permitiendo además que las estrategias de control y de sus parámetros de configuración pueden verse modificadas, incluyendo además que el controlador pueda modificar su funcionamiento basándose en situaciones que hayan ocurrido con anterioridad, siendo el sistema de control capaz de monitorizar, controlar y regular sobre los dos circuitos (primario y secundario), con que normalmente van dotados ese tipo de sistemas, en donde el circuito primario está formado por el acristalamiento, un sistema de impulsión primario con electroválvulas, un depósito de acumulación así como otros elementos auxiliares, mientras que el circuito secundario, en el que están previstos uno o varios depósitos acumuladores, los correspondientes sistemas de acondicionamiento higrotérmico, y los sistemas de energía renovables instalados en el edificio, se conecta con el circuito primario mediante un intercambiador de calor.

Tiene capacidad para formar parte de la red domótica o inmótica del edificio mediante sistemas de comunicaciones que utilicen tanto medios cableados como inalámbricos.

-: Es capaz de medir temperatura tanto en el cerramiento activo como en el depósito o

depósitos de acumulación, yen cualquier punto de los circuitos primario o secundario. Es capaz de medir el nivel de fluido en el depósito o depósitos de acumulación utilizados. -Es capaz de detectar el grado de luminosidad exterior.

Es capaz de controlar tanto el grado de apertura de las válvulas como la velocidad de giro de la bomba impulsora del fluido, o en su caso el correspondiente compresor. Es capaz de registrar los datos adquiridos y de llevar a cabo su posterior transmisión,

análisis y tratamiento. Es capaz de medir y controlar la presión en el cerramiento activo. -Es capaz de delectar fugas en el acristalamiento activo. Es capaz de delectar, limpiar e indicar cuando debe reponerse el filtro previsto en el circuito hidráulico. -Es capaz de detectar averías en cualquier punto del sistema. Es capaz de reponer fluidos (colorantes, agentes limpiadores, anticongelantes, etc.) en el cerramiento activo. -Es capaz de medir el grado de turbidez en el cerramiento activo. Es capaz de operar en función del número ocupantes y el grado de actividad de estos ocupantes del recinto en el que este instalado el cerramiento activo. -Es capaz de incorporar un sistema de reloj/calendario. Es capaz de llevar a cabo un control anticipativo o predictivo basado en datos que suministre una estación meteorológica o una base de datos o el grado de ocupación.

Es capaz de gestionar energéticamente el acristalamiento activo y los subsistemas de energía renovable (solar térmica, solar fotovoltaica, geotérmica y eólica) conectadas a él.

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Claims

REIVINDICACIONES

1.-Sistema de control domótico programable con capacidad de gestión energética para cerramiento activo transparente o translucido, previsto para la monitorización, regulación y control de un acristalamiento activo (14) con cámara de fluido circulante constitutivo del propio cerramiento activo, pudiendo ser modificadas en tiempo real las estrategias de control y sus parámetros de configuración, y comprendiendo un circuito hidráulico primario, un circuito hidráulico secundario, así como un subsistema de alimentación eléctrica (63) caracterizado porque incluye una unidad principal de control programable (2) encargada de gestionar las operaciones aritmético-lógicas y de control; una unidad de gestión energética

(3) encargada de recibir todas las señales de medida de las variables eléctricas; una unidad de conexión de sensores (4) que, en combinación con un elemento concentrad or de sensores (11 ), realiza la transmisión de la información recibida a la unidad de control programable (2); una unidad de gestión de actuadores (5) que, en combinación con un elemento concentrador de actuadores (12), se encarga de transmitir la información recibida desde la unidad de control programable (2) a los actuadores ; una unidad de registro de datos (6) con capacidad para registrar, analizar, tratar y transmitir los datos admitidos para llevar a cabo futuras estrategias o acciones de control; una fuente de alimentación eléctrica (7); una unidad de gestión de comunicaciones (8) con capacidad para formar parte de la red domótica del edifico, permitiendo se conexión con una red exterior (13) mediante el sistema de comunicaciones que utilizan tanto medios cableados como inalámbricos; un interfaz de usuario (9); y una estación meteorológica (10); habiéndose previsto que mediante dichos elementos, y a partir de una serie de redes de sensores, se posibilita medir entre otros, los parámetros higrotérmicos interiores y exteriores llevando a cabo las acciones de control oportunas para optimizar tanto la gestión energética del acristalamiento activo (14) como las condiciones de confort interior del edificio del que forma parte dicho acristalamiento activo (14).
2.-Sistema de control domótico programable con capacidad de gestión energética para cerramiento activo transparente o translucido, según reivindicación 1a, caracterizado porque el circuito hidráulico primario está construido por el propio acristalamiento activo (14), uno o mas depósitos acumuladores (35), un intercambiador de calor (41), un sistema de impulsión (33) del propio circuito primario y un sistema de impulsión (40 ) del inlercambiador (41), en combinación con las respectivas electroválvulas (39) y (42).
3.-Sistema de control domótico programable con capacidad de gestión energética para cerramiento activo transparente o translúcido, según reivindicación 1a, caracterizado

5 porque el circuito secundario comprende uno o mas depósitos acumuladores (46), un sistema de energía solar térmica (48); un sistema de energía geotérmica (50) y un sistema de acondicionamiento (52), mediante el que es posible gestionar la energía acumulada tanto en los circuitos primario y secundario como enviarla a la red de agua caliente sanitaria (43).
4.-Sistema de control domótico programable con capacidad de gestión energética para cerramiento activo transparente o translucido, según reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque los circuitos primario y secundario forman un subsistema térmico (62).

15 5.-Sistema de control domótico programable con capacidad de gestión energética para cerramiento activo transparente o translucido, según reivindicación 1 a caracterizado porque el subsistema de alimentación eléctrica (63) comprende un sistema de paneles solares fotovoltaicos (55) para obtener energía eléctrica, un sistema de energía eólica (56), un sistema de almacenamiento en baterías (57), así como elementos de

20 conexión/desconexión eléctrica (59), una serie de redes de sensores de señales eléctricas

(60) y un sistema de mando, regulación, transformación y protección eléctrica (61 ).
6.-Sistema de control domótico programable con capacidad de gestión energética para cerramiento activo transparente o translucido, según reivindicaciones anteriores

25 caracterizado por que es susceptible de ser operado tanto desde la interfaz del propio sistema (9) como desde un dispositivo móvil a través de la unidad de gestión de comunicaciones (8).
7.-Sistema de control domótico programable con capacidad de gestión energética para 30 cerramiento activo transparente o translucido, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque opcionalmente incorpora funciones de reloj y calendario.
8.-Sistema de control domótico programable con capacidad de gestión energética para cerramiento activo transparente o translúcido, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por disponer de una estación meteorológica (10) que incluye al menos los siguientes sensores: sensor de temperatura exterior, sensor de radiación solar, sensor de humedad relativa, así como sensor de velocidad y dirección del viento (10) en el exterior del edificio.
9.-Sistema de control domótico programable con capacidad de gestión energética para cerramiento activo transparente o translucido, según reivindicaciones anteriores caracterizado porque el conjunto de redes de sensores, susceptibles de ser cableados o inalámbricos, corresponden a:

Red de sensores de temperatura (15) en el interior del edificio; Red de sensores de humedad relativa (16) en el interior del edificio; Red de sensores de ocupación (17) en el interior del edificio; Red de sensores de luminosidad (18) en el interior del edificio; Red de sensores de fugas de fluido (19) en acristalamiento activo (1 4); Red de sensores de presión (20) del acristalamiento activo (14); Red de sensores de fluidez del fluido (21); Red de sensores de colmatación incluidos en un sistema de filtrado del fluido (34); Red de sensores de temperatura (36) y de nivel (37) en el depósito acumulador

(35)

del circuito primario; Red de sensores de temperatura (44) y de nivel (45) en el depósito acumulador

(46)

del circuito secundario. Red de sensores de temperatura (23) en el cerramiento activo (14); Red de sensores de caudal (27) en el circuito primario; Red de sensores de caudal (28) en el circuito secundario;
10.-Sistema de control domótico programable con capacidad de gestión energética para cerramiento activo transparente o translucido, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye sistema de adicción de reactivos purificantes (29) y/o reactivos anticongelantes (31) que permiten mantener el fluido circulante por el acristalamiento activo (14) con unas determinadas propiedades físico-químicas.
11 .-Sistema de control domótico programable con capacidad de gestión energética para cerramiento activo transparente o translucido, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque opcionalmente el usuario puede seleccionar entre un modelo de funcionamiento automático, un modelo de funcionamiento semi-automático y un modo de funcionamiento manual, operado a partir de los parámetros seleccionados por parte del propio usuario.
12.-Sistema de control domótico programable con capacidad de gestión energética para cerramiento activo transparente o translucido, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los diferentes elementos que participan en el subsistema eléctrico (63), son susceptibles de ser gestionados para decidir en cada momento entre el autoconsumo de la energía eléctrica producida en el edificio o su volcado a red a partir del algoritmo programado, o lo establecido por un operador.
13.-Sistema de control domótico programable con capacidad de gestión energética para cerramiento activo transparente o translucido, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la velocidad de giro de los impulsores correspondientes a los sistemas de impulsión del circuito primario y secundario son controlables, así como el grado de apertura de los correspondientes elementos actuadores.
14.-Sistema de control domótico programable con capacidad de gestión energética para cerramiento activo transparente o translucido, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incorpora medios de gestión de un cerramiento con un grado de transparencia variable siempre que este disponga de alguna característica susceptible de ser modificada, por ejemplo de tipo lumínico, cinético, acústico, o similar, a partir de un algoritmo programado, o lo establecido por un operador.