LoRaWAN: la gestione energetica degli edifici del settore terziario

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In una scuola, in un edificio adibito a uffici o in un negozio, i consumi dipendono anche dal modo in cui vengono utilizzate le apparecchiature. Un termosifone rimane acceso durante gli orari di chiusura? La temperatura misurata corrisponde al livello di comfort previsto? In una stanza non occupata viene mantenuta la stessa temperatura impostata per tutto il giorno?

LoRaWAN consente di aggiungere punti di misurazione e dispositivi di comando radio a un impianto esistente. Abbinati a un controllore logico programmabile (PLC) e a un sistema di supervisione adeguati, i sensori, la valvola termostatica e il gateway Enless Wireless contribuiscono a una gestione energetica più precisa, limitando al contempo i lavori di cablaggio per le comunicazioni.

Dal monitoraggio dei consumi alla gestione delle apparecchiature

Il monitoraggio energetico serve a osservare il funzionamento dell'edificio: rilevare i consumi, monitorare le temperature e individuare eventuali anomalie. Il sistema di controllo utilizza queste informazioni per intervenire sugli impianti in base alle esigenze degli occupanti e alle regole definite dal gestore.

Questa distinzione determina l'architettura del progetto. Una curva di temperatura può rivelare un surriscaldamento. Per correggerlo automaticamente, sono necessari anche un dispositivo di comando e una logica di regolazione. In un'BMS, i sensori forniscono le misurazioni, gli attuatori applicano i comandi e il controllore logico coordina il funzionamento dell'impianto.

La radio facilita l'aggiunta di questi punti negli edifici già occupati, laddove la posa di nuovi cavi di comunicazione risulterebbe complessa. L'integratore può iniziare dalle aree prioritarie, per poi estendere il sistema dopo aver verificato i primi utilizzi.

I dati utili per gestire al meglio un edificio del settore terziario

La temperatura ambiente consente di confrontare le condizioni effettive con i valori di riferimento e gli orari di occupazione. Il mini sensore di temperatura e umidità TX T&H MINI 600-050 fornisce queste misurazioni all’ BMS e in un formato discreto, adatto agli uffici e alle aule scolastiche.

La scelta della posizione è importante tanto quanto quella del sensore. Una misurazione effettuata in prossimità di un termosifone o esposta al sole potrebbe non essere rappresentativa dell’area occupata. Posizionare una sonda ambiente in un punto adeguato aiuta a interpretare gli scostamenti e a regolare il sistema.

Il TX LIGHT PIR T&H 600-062 combina il rilevamento di presenza, la luminosità diurna/notturna, la temperatura e l'umidità. I dati raccolti possono alimentare le regole di occupazione dell'BMS. Il TX WINDOW 600-065, dal canto suo, trasmette i cambiamenti di stato di porte e finestre.

L'integratore può quindi prevedere una riduzione del setpoint dopo un periodo di assenza o in caso di apertura prolungata. Questi scenari devono tenere conto di un tempo di ritardo e dei requisiti di comfort: l'assenza di movimento non è sempre sufficiente per dedurre che una stanza sia vuota.

Il TX CO₂ T&H AMB 600-053 misura la CO₂, la temperatura e l'umidità. In una sala riunioni o in un'aula, questi dati forniscono un quadro completo delle condizioni ambientali interne.

Laddove il sistema di ventilazione e la relativa interfaccia lo consentano, il sistema “ BMS ” può utilizzare la concentrazione di CO₂ per adattare il proprio funzionamento. Il sensore fornisce un valore di misura; il sistema di controllo della ventilazione e le relative regole devono essere integrati nel progetto. La misurazione della CO₂, di per sé, non costituisce una valutazione completa della qualità dell’aria.

Il TX PULSE 600-036 conta gli impulsi dei contatori compatibili con contatto a secco o collettore aperto, quindi trasmette i relativi valori via radio. Consente di utilizzare i contatori esistenti senza dover estendere il loro collegamento di comunicazione fino al controllore logico.

Il sistema di monitoraggio trasforma poi questi valori in consumi in base al peso dell'impulso del contatore. Incrociando questi dati con gli orari e le temperature, il gestore può individuare i consumi fuori orario e monitorare l'effetto delle proprie impostazioni.

Controllo dei radiatori ad acqua tramite una valvola termostatica LoRaWAN

La valvola termostatica Enless TX VALVE 600-060 riceve i comandi dall'BMS e per agire sui radiatori ad acqua. Offre due modalità di regolazione, alle quali si aggiunge una modalità estiva.

In modalità Temperatura, l’ BMS e trasmette un valore di riferimento e la valvola utilizza il proprio algoritmo interno per regolare la propria apertura. L’integratore può così affidare la regolazione del radiatore alla valvola e mantenere nel PLC la gestione degli orari e dei valori di riferimento.

Nella modalità “Posizione del motore”, l’ BMS e comanda direttamente una percentuale di apertura. L’algoritmo di regolazione interno non viene quindi utilizzato: l’integratore definisce la logica di comando nell’ BMS e.

La documentazione Enless prevede inoltre l'utilizzo di una temperatura rilevata da un sensore esterno come riferimento di regolazione. Questa opzione risulta utile quando la misurazione deve essere effettuata a distanza dal radiatore; richiede la configurazione della trasmissione di tale temperatura alla valvola.

La TX VALVE funziona in modalità LoRaWAN Classe A. Riceve i comandi nelle finestre di ricezione che seguono le sue trasmissioni. La periodicità di trasmissione deve quindi essere scelta in base alla reattività desiderata e all’autonomia prevista. Un comando proveniente dall’ BMS e non deve essere considerato istantaneo.

Per preparare l'integrazione, consulta il nostro articolo " Integrazione di una valvola termostatica LoRaWAN con l'BMS " e la guida all'installazione e alla configurazione della TX VALVE.

Un'architettura locale con il gateway LoRaWAN Enless

Il gateway LoRaWAN Enless RX LORAWAN 500-602 integra un server di rete LoRaWAN, o LNS. Raccoglie i messaggi radio e mette i dati a disposizione del controllore o del supervisore in formato Modbus RTU/TCP o BACnet IP/MS/TP. Il supporto della modalità BACnet è documentato a partire dalla versione 1.3.1 del firmware.

I sensori LoRaWAN Enless dispongono di decodifica nativa. È inoltre possibile integrare sensori di terze parti tramite codec e mappature adeguate. La capacità dichiarata raggiunge i 500 sensori; il dimensionamento deve tenere conto anche del traffico radio e delle esigenze di controllo del progetto.

In questa architettura, il gateway garantisce lo scambio di dati tra le apparecchiature radio e l'BMS. La pianificazione, gli scenari trasversali, gli allarmi operativi e la registrazione storica devono essere gestiti dalle funzioni appropriate del controllore o del sistema di supervisione.

Una rete LoRaWAN privata consente di scegliere l'ubicazione dell'infrastruttura radio e di realizzare un impianto locale. Grazie all'LNS integrato nel gateway Enless, la raccolta e la decodifica dei dati possono avvenire in loco, senza bisogno di un abbonamento a un operatore LoRaWAN.

Per garantire il controllo anche in caso di interruzione della connessione Internet, anche la logica di comando deve funzionare a livello locale. Un gateway installato nell'edificio non è sufficiente se le decisioni di regolazione dipendono da un servizio remoto. La supervisione può rimanere locale oppure essere integrata da un servizio remoto, a seconda delle esigenze operative.

Una rete gestita da un operatore rimane una soluzione interessante per alcuni progetti di telelettura. La scelta dipende dalla copertura interna, dalle modalità di accesso ai dati, dai comandi top-down necessari e dai vincoli di manutenzione.

Esempio di gestione in una scuola

Prendiamo ad esempio una scuola dotata di radiatori ad acqua e di un controllore in grado di comunicare con il gateway Enless. L’integratore installa le valvole TX VALVE sui radiatori compatibili, dei sensori di temperatura ambiente nelle aule e, a seconda delle esigenze, dei rilevatori di presenza o di apertura.

Il sistema automatizzato applica un calendario che distingue tra orario scolastico, serate, fine settimana e vacanze. Invia un comando adeguato a ciascuna zona. Una stanza che rimane inoccupata per un periodo prolungato può essere soggetta a una riduzione temporanea della temperatura, mentre un’apertura prolungata può attivare una regola specifica.

Il ritorno alla normale operatività deve tenere conto dei tempi di ricezione degli ordini e dell’inerzia termica dei locali. Il sistema di supervisione registra le temperature e i consumi per consentire al gestore di adeguare gli orari di riattivazione.

Si tratta di un esempio di architettura che deve essere progettata e configurata dall'integratore. Gli scenari descritti non costituiscono automatismi preconfigurati nel gateway Enless.

Preparare l'implementazione e verificare i risultati

Prima dell'installazione, individuare le aree, le apparecchiature esistenti, le interfacce disponibili e i punti da misurare. Per i radiatori, verificare la compatibilità meccanica dei corpi valvola e degli adattatori necessari. Per le apparecchiature HVAC proprietarie, identificare le interfacce specifiche: una connessione LoRaWAN non sostituisce il protocollo del produttore.

Verificate quindi la copertura del segnale radio nelle condizioni reali dell'edificio, in particolare nei locali tecnici e dietro ostacoli di notevoli dimensioni. Il numero di sensori, la loro periodicità e il volume dei comandi devono essere valutati nel loro insieme.

Durante la messa in servizio, verificare il funzionamento end-to-end, la disponibilità del feedback di stato e il comportamento in caso di interruzione della comunicazione. Documentare le modalità di ripiego e gli interventi necessari per la manutenzione.

Infine, confrontate i consumi su periodi di riferimento coerenti, tenendo conto delle condizioni meteorologiche e del tasso di occupazione. I risparmi dipendono dall’edificio, dalle sue condizioni iniziali e dalle impostazioni effettivamente applicate; devono essere misurati in loco.

Decreto BACS e decreto sul settore terziario

Il decreto BACS disciplina l’installazione di sistemi di automazione e controllo negli edifici del settore terziario interessati. Per gli edifici esistenti, il calendario prevede in particolare una scadenza al 1° gennaio 2025 per potenze superiori a 290 kW e al 1° gennaio 2030 per potenze superiori a 70 kW, con disposizioni specifiche per le nuove costruzioni, le ristrutturazioni e le esenzioni. L’ambito esatto del progetto deve essere verificato nella guida ufficiale BACS del gennaio 2026.

Il programma “Éco Énergie Tertiaire” riguarda in particolare gli edifici o i complessi edilizi con una superficie complessiva di almeno 1.000 m² destinata ad attività del settore terziario. Esso impone obiettivi di consumo e un monitoraggio annuale tramite OPERAT.

I prodotti Enless forniscono strumenti di misurazione, comunicazione e controllo utili a tali processi. La conformità va valutata a livello dell’intero impianto e delle funzioni effettivamente implementate. Non deriva esclusivamente dalla scelta dei sensori o di un gateway.

Preparate il vostro progetto con Enless Wireless

Desiderate aggiungere dei contatori a un sistema di gestione dell'BMS e esistente o controllare i radiatori ad acqua tramite radio? Contattate Enless Wireless indicando il tipo di edificio, le apparecchiature da collegare e i protocolli del vostro sistema di automazione. Il nostro team sarà in grado di indirizzarvi verso i prodotti e le risorse tecniche più adatti alla vostra infrastruttura.

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