Dispositivo supervisor de energía en los edificios.

El dispositivo reivindicado consiste en un circuito electrónico programable y con conexión a redes de diversos protocolos,

especializado en la medida, análisis y transmisión de las variables relacionadas con el consumo de energía en los edificios. Diversos módulos de adquisición pueden ser distribuidos en distintas localizaciones del edificios y tienen como función principal la adquisición, procesamiento y transmisión de la información de campo pertinente al flujo de energía. Cada uno de los módulos, una vez configurado, es autosuficiente para gestión local de los datos recibidos con el objetivo de llevar a cabo una gestión eficiente de la energía.

Dispositivo supervisor de energía en los edificios.

Entorno y Objeto de la invención

La presente invención pertenece al campo de la energía y en particular a los dispositivos para la medida, análisis, transmisión, visualización y optimización del confort y el consumo energético en los edificios. Su diseño modular y abierto ofrece buenas prestaciones en cuanto al coste y a la capacidad de integración, tanto en las edificaciones de nueva planta como en aquellas ya construidas.

Antecedentes de la invención

El consumo energético en los edificios supone casi la tercera parte de la demanda global de energía de los países desarrollados, que completan el sector del transporte y la industria. La medida y análisis de los flujos de energía entre el entorno interior y el ambiente es condición previa e indispensable para su control y optimización.

El combustible de procedencia fósil ha sido hasta tiempos recientes abundante y de bajo precio en relación con la instrumentación necesaria para la medida y control de la energía. El incremento de precios del combustible en los últimos años y el impacto en el medio ambiente de su consumo intensivo, exigen un nuevo planteamiento del esquema energético global. El acceso a nuevas fuentes de energía de carácter renovable, junto a la mejor gestión de los recursos en su utilización, exigen el conocimiento y mejora de las técnicas y dispositivos generados en momentos de costes bajos y supuesta abundancia.

En este contexto, los sistemas domóticos relacionados con la energía evolucionan empujados por la drástica disminución de costes y el incremento de prestaciones que experimenta la informática distribuida.

El suministro de potencia eléctrica supone un consumo en múltiples aplicaciones y de gran importancia en los edificios. La electricidad es un recurso indispensable para una parte importante de las necesidades, como la iluminación, los electrodomésticos o las comunicaciones. Ahora bien, el consumo eléctrico es mucho más elevado cuando la electricidad es también base de la climatización interior.

La medida y análisis del consumo eléctrico preocupa desde hace décadas, tal como muestra la propuesta de W. L. Leyde según patente USA 4034233 del 5 de julio de 1977. El registro temporal del consumo en la acometida trifásica con bajo error supone en sí un avance significativo hacia el mejor uso de los recursos. Numerosos dispositivos se han desarrollado con este objetivo, como el propuesto por Allen y otros con patente USA 5497332 en 1996, capaz ya de captura digital y un pre-proceso de las señales eléctricas adquiridas.

Durante las últimas décadas, los circuitos de procesamiento digital de datos han disminuido en tamaño y costo, aumentando de potencia de cálculo en gran medida. Ello permite su uso generalizado de forma oculta en el interior de numerosos productos en la denominada computación "pervasiva". La medida y control de la energía en los electrodomésticos no es ajena a estos desarrollos.

Así, Borgstahl y otros, en la patente USA 5909183 de junio de 1999, orientan el desarrollo, como en tantos otros casos, a sistemas y algoritmos sobre la base de circuitos estándar de proceso de datos, tipo microcontrolador, de elevada potencia y muy bajo precio.

Desde la supervisión del consumo en cada uno de los aparatos, se generaliza al uso general de la energía en la vivienda o edificio. En este sentido se plantea la patente de Subbarao USA 6134511 de octubre del año 2000. La medida y análisis automático de los flujos de energía permite el estudio y generación de nuevas estrategias de diseño u operación de los sistemas de climatización, ventilación o acceso.

La reciente explosión de las redes de comunicación supone el acceso a nuevas posibilidades para el mejor conocimiento y uso de la energía. Lehman y otros, en su patente USA de septiembre de 2001 nº 6292186, establecen este esquema de comunicación abierto entre los electrodomésticos de un edificio, en sentido amplio, y el conjunto de usuarios, a través de una red de dispositivos portátiles de comunicación tipo PDA.

La aportación y uso de energía por la red eléctrica local del edificio se muestra especialmente propicia a su medida y mejora de uso. Osann, Jr. en patente USA 6993517 de enero del 2006 propone un esquema modular de supervisión de la red eléctrica de los edificios. El medio de soporte en la transmisión de datos es mixto, utilizando la propia conducción de datos entre componentes al tiempo que el acceso externo a la información vía Internet, con técnicas de optimización que denomina de "bio-feedback".

En la actualidad, las posibilidades técnicas, los productos comerciales y vías de comunicación para conocer y analizar el comportamiento energético de un edificio son numerosos. Tanto las marcas comerciales como los protocolos de comunicaciones ofrecen posibilidades para laboratorios y prototipos que por su elevado coste, la falta de flexibilidad y dificultad real de integración no encuentran una aplicación en la supervisión cotidiana de la energía en la construcción.

Descripción de la invención

El dispositivo reivindicado consiste en un circuito electrónico programable y con conexión a redes de diversos protocolos, especializado en la medida, análisis y transmisión de las variables relacionadas con el consumo de energía en los edificios.

Diversos módulos de adquisición pueden ser distribuidos en distintas localizaciones del edificio y tienen como función principal la adquisición, procesamiento y transmisión de la información de campo pertinente al flujo de energía. Cada uno de los módulos, una vez configurado, es autosuficiente para la gestión local de los datos recibidos con el objetivo de llevar a cabo una gestión eficiente de la energía.

Entre módulos diferentes se puede intercambiar datos o resultados parciales para conseguir información redundante y/o complementaria. Estos dispositivos pueden funcionar sin precisar un equipo informático ajeno en el proceso de adquisición y tratamiento de datos.

Esto permite al sistema un mejor diagnóstico sobre las variables de interés del usuario final, como por ejemplo, considerar algoritmos para garantizar que se ha alcanzado una temperatura homogénea dentro de las especificaciones de confort configuradas por el usuario.

Los módulos de supervisión energética objeto de la invención procesan localmente la información recibida haciendo balances diarios, semanales, mensuales, estacionales o anuales. Así, los dispositivos constituyen el nivel básico de una arquitectura jerárquica multinivel para análisis y mejora de la eficiencia energética de los edificios.

Para una mejor comprensión, a continuación se muestran en detalle los componentes con esquemas adicionales que muestran ejemplos de algunas configuraciones posibles realizadas con los dispositivos objeto de la invención.

Cada uno de los módulos electrónicos (0) comprende los siguientes elementos, según representa la figura 1:

1. Dispositivo supervisor de la energía en los edificios susceptible de medir las variables que determinan el consumo energético de la edificación compuesto por los siguientes elementos: