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Comfort Eye: il benessere e l’efficienza

Sistema a basso costo per il monitoraggio real-time delle condizioni di comfort degli edifici

Il monitoraggio delle prestazioni degli edifici è uno dai fattori chiave per raggiungere l’obbiettivo dell’efficienza energetica.
Il Gruppo di Misure Meccaniche e Termiche dell’Università Politecnica delle Marche è specializzato da diversi anni nello sviluppo ed applicazione di sistemi innovativi di monitoraggio, reti di sensori e protocolli di test per determinare le prestazioni termiche, acustiche ed energetiche degli edifici. Questa attività è svolta principalmente nell’ambito di progetti europei in cooperazione con aziende e centri ricerca ad alto livello tecnologico. La sinergia derivante da tali collaborazioni ha portato a sviluppare tecnologie avanzate per gli edifici di domani, ma la cosa più importante è cha ha permesso di testare le soluzioni, oltre che in laboratori specializzati, anche in edifici reali. L’esperienza del vissuto ha portato a comprendere come meglio adattare le soluzioni tecnologiche al bisogno degli edifici e, soprattutto, di chi li vive.


Il monitoraggio di un edifico deve ad ogni modo includere la funzione primaria che è chiamato ad assolvere: il benessere degli occupanti. Il concetto di benessere passa dall’interazione tra l’utente e l’insieme edificio-impianti, sia da un punto di vista termico che acustico e visivo. Considerando il comfort termico, le condizioni ottimali per garantire l’attività e la produttività possono essere raggiunte attraverso il controllo degli impianti di climatizzazione e dei componenti attivi dell’involucro edilizio. Come è possibile attuare tale controllo misurando la sola temperatura dell’aria nell’ambiente occupato? Molto spesso tale grandezza non è rappresentativa delle reali condizioni percepite dagli occupanti, o almeno non lo è per tutti allo stesso tempo. Facciamo un esempio per capire meglio di cosa parliamo. Consideriamo un ambiente di tipo ufficio con una superficie vetrata. Gli occupanti delle postazioni vicine alla superficie vetrata si troveranno a percepire una sensazione di caldo in caso di radiazione solare o di freddo nel caso di basse temperature esterne. La stessa condizione non si avrà per chi occupa le postazioni più lontane. Una distribuzione di temperature radianti sarà la causa della differenza di comfort percepito nell’ambiente. Gli occupanti avranno quindi diverse richieste di riscaldamento o raffrescamento. Cosa deve fare il sistema di controllo in questo caso? Come può un sensore di temperatura fornire questa informazione al sistema di controllo? I sistemi tradizionalmente usati per la termostatazione degli ambienti non tengono conto di questi fenomeni. Al contrario,un sistema intelligente di controllo potrebbe sfruttare questa informazione per gestire in maniera ottimale i carichi termici da fornire all’ambiente. Un sistema di questo tipo porterebbe ad una gestione raffinata dell’impianto di climatizzazione con conseguente risparmio energetico e miglioramento del comfort degli occupanti.


Una possibile soluzione per questo problema è data dal Comfort Eye, un sistema a basso costo per il monitoraggio real-time delle condizioni di comfort negli ambienti indoor che è stato sviluppato dal gruppo nel progetto europeo CETIEB – Costo Effective Tools fo Better Indoor Environment in Retrofitted Energy EfficientBuildings (www.cetieb.eu). In pratica il sistema è basato su un sensore IR (infrarossi) installato sul soffitto dell’ambiente e movimentato per fare la scansione dell’ambiente stesso. I dati acquisiti da tale sensore, insieme a quelli degli altri sensori ambientali installati con l’unità di controllo, vengono gestiti da un microcontrollore embedded per essere elaborati e calcolare gli indici di comfort termico (PMV – predictedmean vote e PPD – predictedpercentage of dissatisfied) in più punti della stanza.

 

Sensore ad infrarossi usato per la scansione dell’ambiente


Le informazioni fornite dal sistema possono essere inviate direttamente al sistema di controllo proprio come fa il sensore di temperatura con un termostato o con un sistema di controllo dell’HVAC. Il Comfort Eye si attesta ad un livello di costo paragonabile a quello dello stesso termostato ed include una App, sviluppata in ambiente Android, che ne facilita l’uso attraverso il proprio smartdevice. Attraverso la propria App è possibile fare la configurazione del sistema ed accedere ad una serie di funzionalità. Ad esempio, è possibile fare l’analisi dei dati acquisiti, visualizzando i profili delle grandezze misurate o degli indicatori di comfort, come il PMV delle varie posizioni dell’ambiente o come valore mediato di lungo termine. Un’altra funzionalità interessante del Comfort Eye è data dalla possibilità di inserire i dati relativi al profilo di utilizzo dell’ambiente. In particolare, sono due le componenti che caratterizzano l’utenza: l’attività svolta ed il tipo di abbigliamento. Questi due fattori vengono inseriti in fase di configurazione del sistema durante la prima installazione, ma possono essere aggiornati in qualsiasi momento anche dagli stessi occupanti, rendendoli parte attiva del sistema di misura.

 

Schema generale del sistema di misura


Il Comfort Eye al momento è un prototipo in fase di validazione in ambienti reali. E’ stato installato in scuole ed uffici per validarne la capacità di monitoraggio ed in ambienti controllati per validarne la capacità di interagire con un sistema di gestione intelligente dell’edificio. La domanda di brevetto del Comfort Eye è stata depositata ed ora UNIVPM vuole portare il prototipo sul mercato, anche attraverso la nascita di una startup, affiancando e in alcuni casi sostituendo le attuali tecnologie per il monitoraggio ed il controllo degli ambienti. La prima uscita ufficiale del Comfort Eye è stata in occasione della fiera MCE – Global Comfort Technology all’interno dello stand THAT’S SMART organizzano da KNX – Italia. Durante l’evento il team di UNIVPM ha potuto presentare questa soluzione ed incontrare le aziende leader nel settore della building automation e della climatizzazione.

 

Il team di UNIVPM al MCE – Global Comfort Technology 2014

 

 

Per approfondimenti:

Prof. Ing. Gian Marco Revel

Università Politecnica delle Marche
Dipartimento di Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche
Via Brecce Bianche, 60131 Ancona, ITALY.

Email: gm.revel@univpm.it
tel. +39 071 2204518 - fax +39 071 2204801

Caratteristiche Comfort Eye

TEMA TECNICO:

Efficienza energetica

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