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Eficiência Energética e Iluminação Dinâmica com protocolo KNX
MIGUEL JOSÉ GAMBOA SOARESTutor KNX
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia 2
Protocolo padrão aberto – NORMALIZADOCENELECEN 50090 – a única Norma Europeia para Habitação e Building Electronic Systems (HBES) baseada no KNX.CENEN 13321-1 – a Norma Europeia para Automatização de Edifícios baseada no KNX.ISO / IECISO/IEC 14543-3 – a única Norma Mundial para Sistemas Electrónicos na Habitação (HES) é baseada no KNX.GB/ZGB / T 20965-2013 – Norma Chinesa para Controlo de Habitação e Edifícios baseada no KNXUS Standard (ANSI/ASHRAE 135)
KNX: A única norma mundial aberta para Automação de Edifícios e Domótica!
12-Nov-2016
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia 3
KNX - Factos & Numeros (Nov/2016)405 Membros KNX em 40 países58824 Partners KNX em 143 países386 Centros de Formação em 62 países127 Parceiros Científicos em 33 países16 Userclubs em 15 países15 Parceiros Associados44 Grupos NacionaisMilhares de Licenças ETS >7.400 grupos de produtos certificados (>100.000)
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia 4
Campos de aplicação
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia 5
Estrutura duma Instalação KNX
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•Fornecido pelo fabricante;
•Disponível na internet.
• Ferramenta única transversal a todos os fabricantes
•Equipamento de campo
•Equipamento de QE
•Par torçado (Tp)
•Power line (Pl)•RF•KNXnet/IP
Meio de transmissão:
HardwareBCU +
Módulos de Aplicação
Softwaredos
módulos
Software de colocação
em serviço e diagnóstico
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia
Como funciona o KNX
12-Nov-2016 Page 6
• Os sensores enviam informações para o bus KNX encapsuladas em telegramas
• Os atuadores analisam se os telegramas lhe são dirigidos:
– Em caso afirmativo atuam de acordo com a informação contida no telegrama
– Em caso negativo ignoram o telegrama.
BCU
BCU BCU BCU
BCU BCU
230VAC
Sensores
Actuadores
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia 7
TOPOLOGIA DE REDE - Linha de Bus KNXN.º de Participantes por linha de Bus Até 64 participantes (255 com repetidores)
Sensores (até 16 entradas por ponto de bus) Actuadores (até 16 saídas por ponto de bus)
Comprimentos máximo de linha de bus: Distancia máxima à fonte de bus: 350m; Total de cabo : 1000m.
EstrelaÁrvore
Anel
Linha
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia 8
TOPOLOGIA DE REDE15 áreas
funcionais x com15 linhas x com
64 devices -----------------> 14400 dev.
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Redes KNX com mais de 64 participantes
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia 9
TOPOLOGIA DE REDE - KNX ao KNXnet/IP
LK
LK
LK
LK
LK
LK
LK
LK
LK
LK
IP Router as line coupler
Area 1(West wing)
Line 1.5 Line 2.5Level 5
Line 1.4 Line 2.4Level 4
Line 1.3 Line 2.3Level 3
Line 1.2 Line 2.2Level 2
Line 1.1 Line 2.1Level 1
Data network(LAN)
Area 2(East wing)
I2_14
028
1.5.0 2.5.0
1.4.0 2.4.0
1.3.0 2.3.0
1.2.0 2.2.0
1.1.0 2.1.0
KNX
Topologia Ethernet Acopladores de linha substituídos por IP
routers.
Dispensa a utilização de acopladores de Backbone. Esta configuração permite a ligação de cada edifício através da Ethernet (LAN) e a utilização das redes estruturadas.
A correta configuração dos IP-routers, facilita o comissionamento e torna os grandes e pequenos projetos individuais mais fáceis de gerir.
N 146/02 N 148/22
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia 10
Interface com o Utilizador
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Diming 1..10V
** Trade name of the DALI Working Group
BCU
N L1N
L
Dimmer 220V
Dimmer UniversalBu
s KN
XLeading-edge dimmer
Trailing-edge dimmer
• Adaptado para o controlo de cargas resistivas, indutivas e capacitivas;
• Auto-adapta-se ao tipo de carga; • Regulação pela variação de potência entregue à
carga nos 220VAC ou 110VAC. • Carga mínima e máxima especificada.
• Utilizado no controlo de iluminação fluorescente, halogena de muito baixa tensão e Led’s com drivers adequados;
• Nível de regulação em função do nível de tensão contínua no cabo de controlo.
• Utilizado no controlo de iluminação fluorescente, halogena de muito baixa tensão e Led’s com drivers adequados;
• Comando por sinal digital• Dispositivos endereçáveis.
Atuadores de Dimerização
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia 12
GATEWAYS Internet Bluetooth DALI LON BACNet MODBUS GSM EnOcean RF RS232 / RS485 HVAC ...
Não-residencialIndustrial Residencial
IPLON
Interface simplificado: Gateways
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia 13
Segurança KNX
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KNX IP SECURETransmissão segura através da internet
KNX DATA SECURETransmissão segura dentro da instalação
Todos os telegramas KNX entre dois (ou
mais) acopladores IP estão SEGURAS
A comunicação de 1 dispositivo para
1 ou mais dispositivos estão
SEGURAS
• KNX Secure utiliza AES128 CCM para encriptação / autenticação• Advanced Encryption Standard (AES) é um padrão de algoritmo de encriptação (ISO/IEC 18033-3)
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia 14
KNX IoT
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IoT: Rede de objetos físicos ou “coisas” com eletrónica incorporada, software, sensores e conetividade de rede.
2020: 50 mil milhões de tais objetos.
Serviços Web KNX, o objetivo…Criam a possibilidade de interligar sistemas IT e redes KNX por intermédio de uma Gateway KNX!
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia 15
APLICAÇÕES DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
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Redução de consumos de energia
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28%lluminação
Outros
Energia num Edifício
EN15232
Iluminação Sombreamento
A Iluminação automáticae.g. controlo automático do nível de iluminaçãoe.g. deteção automática de presença
Controlo combinado de persianas e controlo automático de temperatura
B Idem A Controlo automático de persianas
C Controlo manual de Iluminaçãoe.g. ligar manual e sinal central de desligar
Operação manual de sombreamento motorizado
D Controlo manual de Iluminaçãoe.g. ligar / desligar manual
Operação manual de sombreamento
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Redução do consumo com iluminação
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07:00 21:00
13
18:00
0
2
0. Comando manual1. Desligar central, funções horárias desligam iluminação deixada ligada inadvertidamente pelos utilizadores. 2. Regulação constante de iluminação reduz a contribuição da iluminação artificial em função da natural. 2 métodos:
• open loop • close loop.
3. Detecção de presença desliga iluminação quando as pessoas estão ausentes
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Desligar central
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Ligar Controlo por evento(botões, movimento, …)
Em horário pré-defenido
Controlo por evento(botões, movimento, …)
Após temporização definidaDesligar
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Desligar central
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KNX EIB
IP controller
LAN
1 ... 10 V
Modo nocturnoAviso de extinçãoProlongamento horário funcionamento
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Desligar central
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Regulação constante de iluminação
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1ª linha de luminárias
Iluminação natural disponível
Sensor de luminosidade
500 lx nível de luminosidade desejado
Iluminação artificial necessária
26% 48% 70%
E.g. 100%E.g. 70%
2ª linha de luminárias
3ª linha de luminárias
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Daylight Artificiallight
500lx
%05%02%0
Regulação constante de iluminação
12-Nov-2016 "Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia
KNX EIB
IP controller
LAN
1 ... 10 V
Controlo do Modo nocturno
• Aviso de extinsão; •Prolongamento do horário de funcionamento
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Sensor exterior
K
Open Loop Control Apenas um sensor exterior (ou um sensor por
fachada) Necessária engenharia avançada Influensiável negativamente por sistemas de
protecção solar.
Regulação constante de iluminação2 métodos: open loop / close loop
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Sensor interior
Close Loop Control Um sensor por divisão ou zona de trabalho Engenharia simplificada Reage aos sistemas de protecção solar.
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Regulação constante de iluminação
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Controlo por detecção de presença
12-Nov-2016 "Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia
Detecção PresençaDetecção Movimento
Cuidados na instalação: Sensores de luminosidade afastados da incidência directa de fontes de luz: iluminação indirecta, iluminação exterior, etc... Sensores de presença localizados sobre os postos de trabalho.
Mínimo consumo de energia, máximo conforto e máxima segurança: Poupança de energia graças ao controlo de iluminação pela utilização intensiva da iluminação natural. Dependendo da distancia à janela, a iluminação é controlada em grupos separados. A integração com sistemas de AVAC, permite obter poupanças energéticas significativas.
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Controlo por detecção de presença
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Redução da Energia na Iluminação
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PRESSUPOSTOS DE CÁLCULO: Cálculo para edifícios de escritórios; Latitude: Regensburg, Alemanha – 49º00,5’ N Gradiente de luminosidade, período de utilização dos escritórios, etc… obtidos a partir de:
- DIN V 18599 - OSRAM- Intep Integrale Planungs GmbH
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia 28
Redução de consumos de energia com persianas
• Estratégias e aplicações– Adaptáveis a qualquer tipo
de persiana e estore– Aumentam o conforto dos
utilizadores ao reduzir reflexões no plano de trabalho e monitores
– Permitem tirar o máximo partido de sistemas de controlo de iluminação
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia 29
Proteção solar e anti encandeamento
•Controlo da abertura de lamelas– Bloqueio da incidência solar directa
sobre o posto de trabalho– Maximização da penetração de luz difusa.
•Controlo da altura das persianas– Bloqueio da incidência solar sobre o posto de
trabalho– Controlo sobre a distancia máxima de
penetração da incidência solar (50cm).
I2_154643
Penetração máxima da luz solar
3
3
12
Reflexão total da incidência solarPenetração da luz natural difusa
12
2
1
I2_15462
12
12
Centrais meteorológicas compactas, controlam e protegem de forma fiável todos os sistemas de protecção solar do edifício (estores, toldos, etc...) utilizando sensores integrados. Calculam a posição do sol (altura e azimute), para controle do posicionamento dos sistemas de protecção solar, com base na posição geográfica do edificio e exposição solar.
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia 30
Sistemas de supervisão e controlo• Visualização do estado da
instalação e comandos• Registo e reconhecimento de
alarmes• Envio de mensagens de alarmes
por email ou SMS• Emissão de registos de
manutenção• Análise de consumos,
manobras e horas de operação
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia 31
Análise de consumos de energia Smart metering
• Diferentes ferramentas de análise– Mapas e gráficos comparativos– Análise de períodos e
instalações homólogos– Previsões de comportamentos
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia 32
Eficiência Energética: Processo Contínuo• Medição sectorizada e por função:
iluminação, climatização e outras cargas;
• Manutenção dos sistemas é obrigatória;
• Sistemas centralizados são obrigatórios acima dos 250kVA e registos de consumos têm que ser mantidos por 6 anos;
• Eficiência Energética é uma processo contínuo e não um ato isolado.
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"Clube dos 13" XXIV Jornadas de Luminotecnia 33
ObrigadoMiguel SoaresTelef: 915251803Email: [email protected]
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![EFICIÊNCIA ENERGÉTICA APLICADA A ILUMINAÇÃO · Eficiência Energética Aplicada a Iluminação [manuscrito] / Sandro Geraldo Alves Sobreira. - 2017. ... Para um estudo de eficiência](https://img.document.onl/doc/110x75/5f3c3827b2ca077c071cafa0/eficincia-energtica-aplicada-a-iluminafo-eficincia-energtica-aplicada.jpg)
