Muchos de los Termostatos KNX incorporan un modulo funcional para el control termostatico, lo que les permite supervisar una serie de indicadores y, en funcion de la configuracion y de la temperatura de consigna (o temperatura objetivo) deseada en cada momento, transmitir al bus knx ordenes destinadas a las interfaces que interactuan con los sistemas de climatizacion, (actuador FCU) para este caso un Fan Coil de 4 tubos y 3 velocidades del ventilador.
La funcion de control termostatico no necesita la conexion de ningun accesorio a las entradas o las salidas del dispositivo, se comunica enteramente a traves del bus
Temperatura
Antes de exponer el procedimiento del control termostatico, es importante distinguir los siguientes conceptos basicos:
Temperatura de consigna: es la temperatura objetivo que se desea alcanzar en la estancia. La temperatura de consigna se establece inicialmente por parametro, pero podra modificarla posteriormente el usario final, segun las necesidades de climatizacion en cada momento.
Temperatura de referencia: es la temperatura ambiente real a la que se encuentra la estancia en un momento dado, y suele proporcionarla algun dispositivo knx externo con capacidad para medir temperaturas.
Igualmente es posible utilizar una combinacion de dos temperaturas de referencia medidas desde fuentes diferentes. Esta combinacion, el resultado de la cual sera referido como temperatura efectiva puede efectuarse en las siguientes proporciones:
Como es logico resulta necesario enlazar los objetos correspondientes a la recepción de las temperaturas de referencia y los objetos pertinentes de los dispositivos responsables de medirlas, que pueden ser sondas externas o pueden ser sondas del propio dispositivo.
Los termostatos KNX son capaces de conmutar automaticamente entro los dos modos de climatizacion (enfriar y calentar) tras la comparacion de ambas temperaturas: consigna y referencia. Esta conmutacion se detallara mas adelante.
Modos de Operacion
Debemos configurar, en primer lugar, cuales de los dos modos de climatizacion (enfriar, calentar o ambos) estaran disponibles, de modo que el termostato pueda gestionar las situaciones de calor, frio o ambas, respectivamente.
Si se selecciona ambas, podra seleccionarse por parametros que las señales de control de ambos modos se envien periodicamente. Asimismo, suponiendo que ambos modos se hayan habilitado, la conmutacion entre uno y otro podra ser automatica o bien depender del estado de un objeto de comunicacion binario.
Conmutacion manual
El cambio manual de modo se realiza mediante un objeto de comunicacion de 1 bit, de forma que un 0 provocara la activacion del modo enfriar y un 1 la del modo calentar. El termostato confirmara el modo de funcionamiento mediante un objeto de estado.
Conmutacion automatica
En el caso de la conmutacion automatica, el propio termostato se encargara de determinar cual debe ser el modo de funcionamiento en cada momento, notificando a traves del objeto los cambios de modo.
La conmutacion automatica consiste en comparar la temperatura de referencia externa con las temperaturas de consigna del modo de funcionamiento actual y del modo contrario:
- Se conmuta de calentar a enfriar cuando la referencia es mayor que la consigna de enfriar
- Se conmuta de enfriar a calentar cuando la referencia es menor que la consigna de calentar
La siguiente figura ilustra el algoritmo:
Nota importante: Para el correcto funcionamiento de la conmutación automática, es necesario que la temperatura de consigna del modo enfriar sea superior a la del modo calentar.
Asi pues la comuntacion automatica explicada tiene en cuenta el modo especial actual. Ademas, en el caso concreto del modo especial "Confort" y de una configuracion basica o con consignas relativas podra aplicarse tambien una banda muerta en torno a las temperaturas de consigna, de modo que:
- Estando en Confort, se conmuta a Enfriar cuando la referencia sea mayor que la consigna de Enfriar (para confort) mas la banda superior
- Estando en Confort, se conmuta a Calentar cuando al referencia sea menor que la consigna de calentar (para confort) menos la banda inferior.
El empleo de estas bandas muertas tiene mayor sentido cuando se configurarn temperaturas de consgina coincidentes para calentar y enfriar (en el modo confort).
Metodos De Control
El control termostatico de una estancia consiste en el envio de ordenes de control al sistema de climatizacion con el fin de alcanzar la consigna establecida y la posterior estabilizacion de la temperatura en torno a esta.
Existen diferentes algoritmos para efectuar este control de temperatura, en funcion de la estancia a controlar y de los actuadores a utilizar. Los termostatos KNX ofrecen:
- Dos puntos con histeresis
- Proporcion Integral
DOS PUNTOS CON HISTERESIS
Se trata del tipo de control efectuado por los termostatos convencionales.
Su funcionamiento basico consiste en conmutar la señal de control entre on y off segun la temperatura de referencia, alcance o no la temperatura de consigna.
En realidad, se requeire, ademas de la temperatura de consigna, de dos valores de histeresis (inferior y superior) de tal modo que se establezca una banda de holgura en torno a la temperatura de consigna , evitando asi que el control termostatico tenga que conmutar de forma muy seguida entre un modo y otro.
La principal desventaja de este tipo de control, comparado con otros sistemas mas avanzados, es la oscilacion pemanente en torno a la temperatura de consgina, lo cual influye de manera directa en el consumo energetico y en el confort
El control de dos puntos con histeresis se reiniciara si ocurre alguno de estos eventos:
- Cambia el modo de operación (enfriar /calentar)
- Cambia el modo especial
- Se enciende el termostato
- Se reinicia el dispositivo
- Cambio de consigna
PROPORCIONAL INTEGRATIVO (PI)
Se trata de un algoritmo de control lineal basado no solo en la diferencia entre la temperatura de consigna y la de referencia, sino tambien en la historia del sistema. Ademas las señales de control enviadas no son de tipo todo/nada sino valores intermedios, lo que reduce considerablemente las franjas de oscilacion de la temperatura del algoritmo explicado anteriormente y estabiliza paulatinamente la temperatura real en el entorno de la temperatura de consigna.
Este algoritmo requiere fundamentalmente la configuracion de tres parametros
- Constante Proporcional (K) expresada en grados permite estimar un valor de error proporcional a la diferenica entre la temperatura de consigna y la temperatura ambiente
- Tiempo Integral (T) expresado en minutos, se trata de un valor dependiente de la inercia termica del sistema de climatizacion y que permite ajustar el error de aproximacion en funcion del tiempo transcurrido.
- Tiempo de ciclo PI: expresado en segundos o en minutos, este timepo de ciclo condiciona la frecuencia del muestreo de las temperaturas y por tanto de actualizacion de la señal de control enviada.
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