Integración de la climatización en una instalación domótica KNX

Control HVAC con KNX
Integración de los Sistemas de Calefacción,
Aire Acondicionado y Ventilación para la
Eficiencia Energética

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Índice Temático
Objetivo de la Regulación de la
Climatización: Eficiencia Energética
Diferentes Clasificaciones de los
Sistemas de Climatización
¿Qué aporta la Domótica al Control
de Climatización?
1. Conceptos Generales
2. Distintas Tecnologías de Climatización 
Diferentes formas de Integración
3. Ejemplos de Integración y comparación con una
instalación convencional
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Objetivo de la Regulación de la Climatización: Eficiencia
Energética
“Uso Eficiente” significa  Mínimo Consumo con Máximo Confort
Datos:
→ El 70% del consumo energético de los hogares procede de la Climatización y el ACS
→ A Escala Nacional  el 30% de la energía consumida
Factores de Ahorro Energético:
→ Características Constructivas: Aislamiento, Orientación, Etc.
→ Energía empleada: Combustibles fósiles, Biomasa, Renovables, etc.
→ Sistemas de Climatización empleados: Radiadores, Suelo Radiante, Conductos…
→ Sistemas de Control y Regulación Empleados, Zonificación, Enclavamientos de
Presencia, Ventanas Abiertas, Etc.
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Diferentes Clasificaciones de los Sistemas de Climatización
En función del tipo de Fluido Caloriportante responsable del transporte de la energía a su punto de
utilización.
→ Agua  Radiadores y suelo radiante
→ Aire  Conductos
En función de la temperatura del Fluido Caloriportante  Ejemplo: Los sistemas de suelo radiante
emplean temperaturas mucho más bajas que los de radiadores
En función de la energía primaria empleada: Bomba de Calor, Gasoil, Gas, Electricidad, Biomasa…
En función del número de fuentes de energía  Si hay más de un generador, uno suele ser apoyo de
otro. Ejemplo: Gasoil con apoyo de Solar Térmica, Gas con apoyo de Bomba de Calor…
En función del tipo y disposición de los elementos de climatización:
→ Radiadores, Suelo radiante, Techo radiante, Fancoils…
→ Distribuciones Monotubo o Bitubo
→ Rejillas motorizadas o fijas
→ …
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¿Qué aporta la Domótica al Control de Climatización?
Sencillez de Zonificación independientemente del sistema de Climatización empleado
Integración de diferentes Sistemas de Climatización en uno sólo y con un único termostato
→ Suelo radiante con apoyo de Conductos
→ Radiadores con apoyo de splits
→ …
Aprovechamiento de información de otros sensores y elementos instalados en el sistema
→ Autoapagado o activación de “Modo stand-by” por detección de presencia
→ Autoapagado o activación de “Modo stand-by” por detección de ventanas abiertas
→ Integración en una visualización para su control remoto o local junto con el resto de la instalación
→ …
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¿Qué aporta la Domótica al Control de Climatización?
Sencillez de Zonificación independientemente del sistema de Climatización empleado
Integración de diferentes Sistemas de Climatización en uno sólo y con un único termostato
→ Suelo radiante con apoyo de Conductos
→ Radiadores con apoyo de splits
→ …
Aprovechamiento de información de otros sensores y elementos instalados en el sistema
→ Autoapagado o activación de “Modo stand-by” por detección de presencia
→ Autoapagado o activación de “Modo stand-by” por detección de ventanas abiertas
→ Integración en una visualización para su control remoto o local junto con el resto de la instalación
→ …
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Índice Temático
Estructura Básica de un Sistema de Climatización
Sistemas de Producción (Frío/Calor) Integración en
→ Grandes instalaciones
→ Instalaciones domésticas
Integración en KNX según el sistema de Intercambio
empleado. Un mismo termostato  Diferentes actuadores
→ Radiadores, Suelo Radiante, Techo Radiante
• Formas de Control
• Control de válvulas proporcionales
• Control de válvulas “Todo/nada”
→ Fancoils
→ Equipos de A/A
• Pasarelas Bidireccionales
• Pasarelas IR
→ Sistemas de conductos
• Control por rejillas o compuertas motorizadas
Integración de la instalación de la climatización (agua, aire o
combinado) mediante el control Airzone y su pasarela a KNX
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Estructura Básica de un Sistema de Climatización
Los sistemas de climatización constan
típicamente de tres partes bien
diferenciadas:
→ Generación de Calor/Frío  Caldera,
Bomba de calor…
→ Transporte mediante Fluidos Caloriportantes
 Agua, Aire, Fluido refrigerante en
equipos de expansión directa.
→ Elementos de intercambio con el ambiente
 Radiadores, suelos / techos radiantes,
Difusores…
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Integración en KNX de los Sistemas de Producción
de Frío o de Calor  En grandes instalaciones
Mediante Sensores y Actuadores KNX 
Salidas/Entradas Binarias o Analógicas
Mediante Pasarelas a otros Sistemas como
Modbus, Lonwork, etc.
A través de Sistemas BMS  conectado
típicamente a través de una pasarela
KNX/IP, puede centralizar la información de
diferentes buses
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Integración en KNX de los Sistemas de Producción de Frío
o de Calor  En instalaciones domésticas
Mediante Sensores y Actuadores KNX  Salidas/Entradas
Binarias o Analógicas
→Control de On/Off de calderas en función de la demanda
Mediante Pasarelas especializadas
→Bombas de Calor
→Equipos Split o Multisplit
Mediante Sistemas Airzone que hacen un control de la
producción dependiente de una demanda zonificada y se
integran con KNX a través de una pasarela, tratando al sistema
de ventilación/climatización como si fuera un dispositivo
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Formas de Control y Regulación de la Temperatura
Ambiente con sistemas de agua (I)
Control a dos puntos  Semejante a los termostatos de placa
bimetálicos tradicionales
Regulación Continua tipo PI  Dos formas posibles de
aplicación disponibles en los parámetros de los termostatos
KNX:
→Salida Proporcional directa  Requiere de válvulas motorizadas
→Salida PWM (Pulse Wide Module)  Válvulas Termoeléctricas
“todo/nada”
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2-step individual room controller
(3°hysteresis)
0
5
10
15
20
25
30
35
7:12 7:19 7:26 7:33 7:40 7:48
Time
°C,
on/
off
Row 1
Row 2
Row 3
PI switching individual room
controller
0
5
10
15
20
25
30
35
9:21 9:36 9:50 10:04 10:19 10:33 10:48
Time
°C,
e/a
Setpoint
Actual
Heating
Formas de Control y Regulación de la Temperatura
Ambiente con sistemas de agua (y II)

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Un mismo termostato  Pero un actuador especializado
para cada tipo de sistema de climatización
Radiadores
→Válvulas Termoeléctricas
→Válvulas Motorizadas
→Actuador de Válvulas
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Suelos/Techos térmicos
→Electroválvulas de zona
→Actuador de válvulas
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Diagrama de bloques de un Fancoil y formas de
instalación
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Fan coils
Tubería Agua
Caliente
Tubería Agua Fría
Generador de
Calor / Frío

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Fancoils
→Controladores de fancoils que
incluyen:
• Control de velocidad del ventilador
• Control de una o dos válvulas
• Detección de rebosamiento de
bandeja de condensados
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Bombas de calor / Aparatos de A/A
→Pasarelas bidireccionales
→Pasarelas IR
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Climatización por conductos
→Rejillas y difusores motorizados
→Compuertas motorizadas
→Actuador de S.B.
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Integración de un sistema integral de Climatización y/o
Ventilación con la pasarela de Airzone
Las pasarelas permiten una comunicación
bidireccional tratando al sistema de
ventilación/climatización como si fuera un
único dispositivo.
Permite:
→ Funcionamiento autónomo
→ Configuración simple
→ Integración bidireccional absoluta
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Índice Temático Instalación Convencional Individual de
Climatización por agua sin zonificación
Integración Domótica en BUS (KNX). Instalación
Individual de Climatización por agua con
zonificación
Integración Domótica en BUS (KNX) 
Elementos Adicionales para la Eficiencia
Energética
Instalación Convencional Comunitaria de
Climatización por agua sin zonificación
Comunitaria por agua con zonificación
con diferentes sistemas funcionando
simultáneamente
Sistemas con apoyo (o “en dos pasos”)
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Instalación Convencional Individual de Climatización por
agua sin zonificación
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Integración Domótica en BUS (KNX). Instalación Individual
de Climatización por agua con zonificación
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Integración Domótica en BUS (KNX)  Elementos
Adicionales para la Eficiencia Energética
Temporizadores  Permite control de tiempo para cada modo
Contactos de ventana  Llamando al modo anti-heladas
Display  Permite la visualización de las distintas consignas y la Tª real
PIR  Permite el cambio automático entre los modos Confort y Standby
Lógica  Permite condicionar el encendido a condiciones diversas y
simultáneas
Estación meteorológica  Aporta información permitiendo, por ejemplo, el
cambio automático entre modos verano e invierno
Central de alarmas  Aporta información de la ocupación de la vivienda
para pasar de forma automática al modo anti-heladas (o standby en casos de
sistemas de mucha inercia térmica)
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Instalación Convencional Comunitaria de Climatización
por agua sin zonificación
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Comunitaria por agua con zonificación
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Integración Domótica en BUS (KNX). Instalación con
diferentes sistemas funcionando simultáneamente
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Sistemas con apoyo (o “en dos pasos”)
Permiten alcanzar la temperatura de consigna más rápidamente
Empleados frecuentemente en instalaciones de suelo radiante
Descripción del funcionamiento:
→Paso 1: Se encienden simultáneamente el sistema de calefacción
principal (ej. suelo radiante) y el de apoyo (ej. Bomba de calor)
→Paso 2: Se desconecta la calefacción de apoyo (ej. Bomba de Calor) al
alcanzar una temperatura próxima a la de consigna (ej. Consigna-2ºC)
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Ejemplo de Sistemas con apoyo: Suelo Radiante con
apoyo de Conductos
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