Convegno Europeo IL PASSAGGIO AI REFRIGERANTI ALTERNATIVI: IMPATTO SU IMPIANTI NUOVI ED ESISTENTI Le Ultime Tecnologie nel Condizionamento e nella Refrigerazione; Sistemi, Attrezzatura, Componenti, Formazione e Certificazione; il Phase Down 15 marzo 2018 | 14.00 - 18.30 Mostra Convegno Expocomfort Centro Congressi Stella Polare: Sala Sagittarius Organizzato da ATF - Associazione Tecnici del Freddo

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L'utilizzo di sistemi e controlli
intelligenti per migliorare
l'efficienza e ridurre il
consumo di energia
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Miriam Solana Ciprés
15 Marzo 2018

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Siamo leader nell'evoluzione della tecnologia di controllo e di
umidificazione per la refrigerazione ed il condizionamento aria.
I nostri prodotti sono al fianco dei clienti con le soluzioni più
efficienti di risparmio energetico.
Servizi basati sui dati tramite la nostra piattaforma IoT
assicurano un valore personalizzato.

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Sommario
1. Contesto
2. Internet delle cose (IoT)
3. Case study sulle pompe di calore

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1. Contesto

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Le pompe di calore negli ultimi
10 anni...
…si sono concentrate sull'efficienza energetica:
• Scambiatori di calore avanzati
• Ottimizzatori del coefficiente di prestazione COP
(es. sotto-raffreddatori, economizzatori)
• Compressori controllati da inverter
• Iniezione di vapore
• Valvole di espansione elettroniche
• Ventilatori EC, pompe EC
• Controller intelligenti

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Normativa sulla regolazione del COP stagionale:
EN 14825
L'obiettivo iniziale di
COP stagionale era
>2,8 da confrontare con
il costo energetico delle
caldaie a gas.
Erano necessari valori
di COP stagionale di
4,0 o superiori per
ridurre il ritorno
dell'investimento e
questo è stato ottenuto
grazie alle tecnologie
ad alta efficienza.

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La normativa sull'etichettatura energetica
(811/2013) è utile per il confronto delle tecnologie
di riscaldamento
es. le pompe di calore sono
la tecnologia più efficiente
per il riscaldamento degli
spazi

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Le pompe di calore nei prossimi 10 anni...
…progettate per una prospettiva
“domanda/risposta” per garantire:
• Efficienza energetica in tempo reale
• Utilizzo flessibile dell'elettricità
• Profilo di carico ottimizzato
• Compromesso ottimizzato tra comfort e costi in base a:
o Profilo del costo dell'elettricità
o Inerzia pompa di calore/edificio
o Criteri relativi all'utente finale

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2. Internet delle cose (IoT)

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IoT: definizione
Internet delle cose
L'Internet delle cose (IoT) è il collegamento in rete reciproco di dispositivi
fisici, veicoli, indicati come "dispositivi collegati" e "dispositivi
intelligenti", edifici, ed altre attrezzature dotate di elettronica, software,
sensori, attuatori e connettività di rete, per consentire agli oggetti di
raccogliere e scambiarsi dati.
(Brown, Eric, 13 settembre 2016, "Who Needs the Internet of Things?“, Linux.com)
Raccolta, analisi e utilizzo
intelligente di dati

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* Gartner
** Business Insider
6 trilioni di $ investiti
nell'IoT nei prossimi 5
anni **
13 trilioni di $ di
ritorno degli
investimenti entro il
2025 **
IoT: le cifre

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Processi analitici descrittivi:
descrizione della situazione attuale e passata, convertendo i dati
in informazioni
Processi analitici preventivi:
comprensione di cosa potrebbe succedere in futuro
Processi analitici prescrittivi:
proposte di soluzioni operative/strategiche da parte del sistema
sulla base dell'analisi svolta
Processi analitici proattivi:
attuazione automatica delle azioni proposte
IoT: i servizi

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3. Case study sulle pompe di
calore

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Spesso le pompe di calore sono dotate di sistemi di
monitoraggio/registrazione dati, col risultato di:
• Grandi quantità di dati non correlati ed analizzati nell'insieme
• Comprensione limitata dell'efficienza dell'unità durante l'effettivo
funzionamento
• Interpretazione lasciata a ciascun manutentore
Stato EEV,
surriscaldamento
Carica refrigerante,
sotto-
raffreddamento
Temperature
dell'acqua
Stato
compressore
Troppe
informazioni!
Funziona
in modo
efficiente?
? ?
?
Operatore
IoT: Case study
Velocità stato
ventilatori/
pompe

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Case study sui processi analitici preventivi:
dimostrare e migliorare la reale efficienza operativa1 delle pompe di calore
tramite l'apprendimento delle macchine e gli strumenti di intelligenza artificiale
1 a prescindere dalle influenze dovute alla posizione geografica delle pompe di calore, agli
aspetti stagionali ed ambientali, alle condizioni atmosferiche, ecc.
La pompa di
calore n°
16 ha
prestazioni
basse!0
15
30
45
60
6 12 18 24
Apprendimento
macchine e
strumenti di
intelligenza
artificiale
IoT: Case study
Stato EEV,
surriscaldamento
Carica refrigerante,
sotto-
raffreddamento
Temperature
dell'acqua
Stato
compressore
Velocità stato
ventilatori/
pompe

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IoT: Case study
Servizi dei processi analitici preventivi:
• Regolazione fine e analisi predittiva
• Segnalazioni dinamiche per consumo energetico irregolare o
anomalo
• Manutenzione predittiva
• Benchmarking tra:
o varie unità dello stesso modello
o vari manutentori/interventi di manutenzione
o varie serie di parametri

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IoT: Case study
Come funziona l'apprendimento delle macchine:
Training e Calibrazione: i dati raccolti sono utilizzati per apprendere le
prestazioni delle pompe di calore sul campo.
Test e Risultati: viene testato un algoritmo qualificato utilizzando come
input i nuovi dati. Il risultato è la definizione dello "standard di riferimento".
0
20
40
60
80
6 12 18 24
Baseline definition
Energy measured Energy expected
Algoritmo
qualificato
Test e Risultati
Set di
dati Dati di input
Training e Calibrazione
ora del giorno, umidità/temperatura esterne, posizione valvola
di espansione elettronica, portata ventilatore, temperatura
acqua, velocità compressore, set point di regolazione, ecc.

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IoT: Case study
Applicazione 1: regolazione fine
L'algoritmo di apprendimento della macchina ha definito il consumo
dello "standard di riferimento" della pompa di calore.
La regolazione fine e l'analisi predittiva hanno consentito di aumentare
l'efficienza dell'unità.
Efficienza aumentata

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IoT: Case study
Applicazione 2: segnalazioni dinamiche
L'algoritmo di apprendimento
della macchina ha definito il
consumo dello "standard di
riferimento" della pompa di
calore (inferiore e superiore).
Vengono inviate segnalazioni
quando il consumo energetico è
costantemente superiore allo
"standard di riferimento".

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IoT: Case study
Applicazione 3: rilevazione e risoluzione
Le segnalazioni sollecitano interventi manutentivi che possono
essere analizzati in seguito in termini di efficacia

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IoT: Case study
Applicazione 4: benchmarking tramite standard di
riferimento filtrato
Tra unità dello stesso modello
Tra unità di modello diverso

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IoT: Case study

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