IMPIANTI HVAC PER EDIFICI INTELLIGENTI
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su reti neurali o controllo fuzzy che ridefiniscono la propria logica di intervento. Tutte queste rientrano nel concetto di “controllo adattativo” sebbene con complessità crescenti.
In sintesi, il controllo adattativo rende il sistema “intelligente” e capace di apprendere . Il prezzo da pagare è una maggiore complessità algoritmica e la necessità di monitoraggio continuo. Ma nei contesti dove efficienza e precisione sono fondamentali, l’adattativo rappresenta il futuro della regolazione HVAC, spesso in combinazione con logiche predittive (si parla infatti di strategie combinate adaptive-predictive nei moderni edifici intelligenti).
5.7. Quando utilizzare ciascuna logica di controllo Data la varietà di logiche (On/Off, P, PI, PID, Predittivo, Adattativo), come scegliere la più adatta? La deci- sione dipende dalle caratteristiche dell’impianto, dagli obiettivi di comfort/efficienza e dalla complessità che si è disposti a gestire. Di seguito riepiloghiamo quando è meglio usare ciascuna logica, considerando inerzia termica, richieste di comfort e tempi di risposta del sistema: • Controllo On/Off – Indicato per sistemi a elevata inerzia o con forte smorzamento naturale, dove le oscillazioni indotte dall’on/off risultano piccole o accettabili. Utile anche quando la precisione richiesta è bassa o per dispositivi che possono solo accendersi/spegnersi. Esempi: riscaldamento a pavimento (molto inerziale), piccoli compressori frigoriferi, resistenze elettriche on/off, controllo di semplice cal- daia domestica. Si preferisce on/off se si vuole massima semplicità e costi ridotti, e se un’oscillazione di qualche grado è tollerabile. Evitare l’on/off puro in sistemi molto reattivi (bassa inerzia) o dove comfort termico stretto è richiesto, perché causerebbe continui overshoot e oscillazioni rapide. • Controllo Proporzionale (P) – Oggi è raro usarlo da solo. Può trovare impiego in sistemi dove un piccolo errore a regime è accettabile e si vuole evitare la complessità dell’integrale, oppure in cascata con altri controlli. Richiede che il sistema sia sufficientemente stabile con guadagni elevati . Un esempio potrebbe essere un controllo di portata d’aria in cui un leggero errore (offset) non crea problemi, oppure laddove l’azione integrale potrebbe causare instabilità per lunghi ritardi. In generale però, se si ha la possibilità, si tende a preferire un PI perché elimina l’errore statico. • Controllo PI – La scelta predefinita nella maggioranza dei casi HVAC standard. È adatto per quasi tutti i sistemi con dinamica moderata, dove serve raggiungere il setpoint con precisione ma senza esigenze di risposta ultrarapida. Ideale quando l’inerzia del sistema non è troppo elevata (o comunque gestibile senza anticipazione derivativa) e si vuole un buon compromesso tra semplicità e prestazioni. Esempi: controllo temperatura ambiente in uffici, controllo portata in un circuito idronico, pressione in un con- dotto, umidità relativa in un museo, ecc. In assenza di motivi specifici, un PI ben tarato garantirà comfort e stabilità più che sufficienti nella maggior parte degli impianti HVAC tradizionali. • Controllo PID – Indicato per sistemi più complessi o critici, ad esempio con tempi di risposta molto rapidi (dove un’inerzia bassa può portare a overshoot, mitigabile dalla derivativa) oppure molto lenti (dove la derivativa aiuta ad anticipare) o con dinamica variabile. In generale, si può provare un PID completo quan- do un PI non riesce a dare risultati soddisfacenti: ad esempio, in un controllo di temperatura di mandata aria dove si osserva overshoot all’avviamento, l’aggiunta di D può migliorare la situazione. Utile anche in alcuni controlli di velocità di motori o compressori con rapidi transitori. Attenzione al rumore: usare il PID se il segnale è abbastanza pulito, altrimenti limitare D. Il PID richiede un tuning accurato (magari con metodi come Ziegler-Nichols o altri) e maggior attenzione,quindi impiegarlo quando si ha esigen- za di massima precisione e tempi di assestamento brevi, e si dispone delle competenze per regolarlo. • Logiche Adattative – Da valutare quando il sistema è soggetto a cambiamenti significativi nel tempo o incertezze. Ad esempio, in un impianto industriale HVAC con processi variabili, o in edifici multiuso dove i pattern di utilizzo cambiano, un adattivo garantisce prestazioni costanti. Anche utile quando non si è sicuri dei parametri: un controllo adattativo “impara” sul campo e quindi è preferibile se la model- lazione è difficile. Se si dispone di controllori avanzati con auto-tuning, conviene usarli per risparmiare tempo di taratura. Inoltre, in impianti dove si vuole il top di efficienza continuamente (p.es. data center, laboratori con condizioni stringenti), l’adattivo può spremere il massimo adeguandosi alle condizioni
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