Autore: Andrea Rubini
Punti chiave sui BEMS
- Un BEMS, Building Energy Management System, permette di monitorare, controllare e ottimizzare la gestione energetica di un edificio.
- Il controllo automatico interviene sul processo confrontando lo stato reale delle grandezze fisiche con le condizioni di funzionamento desiderate.
- Monitoraggio, supervisione, automazione e telecontrollo svolgono funzioni differenti e non devono essere considerati sinonimi.
- Il telecontrollo estende il controllo automatico attraverso reti di comunicazione, consentendo di intervenire sugli impianti anche da remoto.
- Un BEMS integra queste logiche per coordinare i carichi, individuare inefficienze e migliorare la gestione energetica dell’edificio.
Negli ultimi anni il settore dell’efficienza energetica ha vissuto una profonda evoluzione: l’obiettivo non è più soltanto installare apparecchiature performanti, ma ottimizzare e governare continuamente il modo in cui l’energia viene consumata.
È qui che entrano in gioco i sistemi BEMS (Building Energy Management System) e le logiche di telecontrollo. Ma cosa significa esattamente gestire e controllare l’energia di un edificio?
Indice
- Cos’è un BEMS e a cosa serve
- Controllo automatico e BEMS: dai fondamenti all’impianto
- Le grandezze fisiche del ciclo di controllo
- Monitoraggio, supervisione, automazione e telecontrollo: quali sono le differenze
- Un esempio pratico: controllo e telecontrollo del riscaldamento di una stanza
- BEMS, BMS e BACS: quali sono le differenze
- Domande frequenti sui BEMS
- Perché il BEMS è strategico per l’efficienza energetica
Cos’è un BEMS e a cosa serve
Un BEMS (Building Energy Management System) è un sistema di gestione energetica degli edifici che permette di monitorare, controllare e ottimizzare l’utilizzo dell’energia.
Attraverso i dati rilevati da sensori e dispositivi di misura, consente di conoscere lo stato di funzionamento dell’edificio e di utilizzare queste informazioni per gestire in modo più efficiente gli impianti e i consumi energetici.
Controllo automatico e BEMS: dai fondamenti all’impianto
Per comprendere correttamente il controllo automatico è necessario partire dalle basi ingegneristiche dell’automazione:
- Impianto vs processo: l’impianto è l’insieme dei componenti fisici installati (ad esempio, una centrale termica). Il processo, invece, è il comportamento fisico che avviene attraverso questi componenti (ad esempio, il trasferimento di calore al fluido termovettore). L’impianto è il mezzo attraverso il quale il controllo automatico agisce sul processo.
- Controllo automatico: è la funzione logica che governa automaticamente il comportamento del processo per mantenerlo costante nel tempo entro condizioni desiderate. Un impianto privo di controllo automatico rischia di funzionare in modo instabile, inefficiente e fortemente dipendente dall’intervento umano.
Le grandezze fisiche del ciclo di controllo
Il comportamento del processo è descritto da grandezze fisiche, le quali permettono di capire come il processo sta evolvendo nel tempo e di definire cosa deve essere governato. Il controllo automatico agisce su di queste: infatti, per intervenire su un processo è necessario conoscere lo stato delle grandezze fisiche e influenzarne l’andamento nel tempo.
La grandezza principale da governare prende il nome di variabile controllata, la quale descrive ciò che si vuole mantenere stabile o entro determinati limiti. Il valore di riferimento per la variabile controllata è il setpoint, che rappresenta la condizione di funzionamento che si desidera ottenere o mantenere.
Il sensore è il dispositivo che rileva una grandezza fisica del processo, trasformando il fenomeno fisico in un segnale interpretabile dal sistema di controllo.
La differenza tra il valore reale misurato e il setpoint desiderato prende il nome di errore, il quale costituisce l’informazione fondamentale su cui si basa la reazione del sistema.
Conoscere lo stato del processo attraverso le grandezze fisiche e la misura non basta per influenzare il comportamento del sistema. Infatti, per governare il processo è necessario poter intervenire fisicamente su di esso. L’attuatore è l’elemento che svolge tale funzione, agendo fisicamente attraverso la modifica della variabile manipolata, ossia la grandezza del processo che il sistema di controllo modifica per influenzare il comportamento del sistema e per ridurre l’errore.
Un disturbo è qualsiasi fenomeno che tende a modificare il comportamento del processo senza essere parte dell’obiettivo del controllo. Il disturbo può far variare la variabile controllata anche quando il sistema è in condizioni normali. Il compito del controllo è compensarne gli effetti.
Monitoraggio, supervisione, automazione e telecontrollo: quali sono le differenze
Nel linguaggio comune si tende a sovrapporre questi termini, ma nella realtà identificano livelli operativi molto distinti:
- Monitoraggio: consiste nell’osservare e registrare lo stato di funzionamento di un impianto. Permette di conoscere i valori delle grandezze fisiche, quindi costituisce il primo passo del ciclo di controllo automatico, ma non significa ancora controllare: la misura da sola non modifica il comportamento del sistema.
- Supervisione: è il livello informativo superiore che permette di visualizzare gli stati di funzionamento, analizzare allarmi e dati e modificare parametri operativi (come i setpoint) da un’unica interfaccia. La supervisione integra funzioni di monitoraggio e gestione, ma non coincide con il controllo automatico.
- Automazione: è l’insieme dei sistemi e delle tecnologie che permettono di realizzare il controllo automatico. L’automazione rappresenta quindi il mezzo attraverso cui la funzione di controllo viene implementata.
- Telecontrollo: è l’estensione del controllo automatico mediante reti di comunicazione. Permette non solo di visualizzare lo stato a distanza (telegestione), ma di integrare ed eseguire logiche di ottimizzazione dinamica e di controllo automatico da remoto su più impianti contemporaneamente. Non sostituisce il controllo locale, ma lo completa.
Il telecontrollo non è quindi sinonimo di BEMS.
Il BEMS riguarda la gestione energetica integrata dell’edificio, mentre il telecontrollo descrive la possibilità di estendere a distanza determinate funzioni di monitoraggio, gestione e controllo attraverso reti di comunicazione. All’interno di un BEMS il telecontrollo può quindi consentire di modificare parametri e logiche di funzionamento da remoto e di coordinare più impianti, completando il controllo locale senza sostituirlo.
Un esempio pratico: controllo e telecontrollo del riscaldamento di una stanza
Per capire come tutti questi elementi lavorino insieme nel ciclo di controllo e mostrare la differenza pratica tra i quattro livelli di gestione dell’impianto, ipotizziamo il caso di una stanza da riscaldare durante la stagione invernale:
- Processo: la variazione della temperatura dell’aria nella stanza.
- Variabile controllata: la temperatura ambiente della stanza.
- Setpoint: temperatura ambiente della stanza desiderata pari a 20 °C.
- Sensore: la sonda di temperatura installata nella stanza, che rileva continuamente la temperatura reale.
- Errore: la differenza tra il setpoint di 20 °C e la temperatura ambiente effettiva misurata dalla sonda.
- Attuatore: la valvola di regolazione smart installata sul radiatore, che riceve il comando dal sistema.
- Variabile manipolata: il grado di apertura della valvola e quindi la portata d’acqua nel radiatore. Se la temperatura ambiente misurata è inferiore al setpoint, la valvola si apre maggiormente, aumentando la portata di acqua calda al fine di ridurre l’errore e alzare la temperatura.
- Disturbo: l’apertura improvvisa di una finestra o una riduzione della temperatura esterna.
I livelli operativi applicabili al caso in esame sono:
- Monitoraggio: rilevazione e registrazione continua della temperatura della stanza e dell’apertura della valvola, salvando i dati storici nel tempo.
- Supervisione: raccolta dei dati dell’automazione di tutte le stanze dell’edificio su una piattaforma grafica centralizzata.
- Automazione: hardware installato in campo, come il controllore locale e la valvola di regolazione smart.
- Telecontrollo: applicazione da remoto di nuove logiche di ottimizzazione dinamica, modifica del setpoint ambiente e degli orari di funzionamento dell’impianto di riscaldamento.
BEMS, BMS e BACS: quali sono le differenze
Le sigle BEMS, BMS e BACS identificano concetti strettamente collegati e, nell’uso di settore, i loro confini possono in parte sovrapporsi.
- Il termine BMS (Building Management System) è spesso utilizzato per indicare sistemi dedicati alla supervisione e alla gestione centralizzata degli impianti e dei servizi di un edificio;
- BEMS (Building Energy Management System) pone esplicitamente l’attenzione sulla gestione e sull’ottimizzazione energetica;
- Con BACS (Building Automation and Control Systems) si fa invece riferimento ai sistemi e alle funzioni di automazione, controllo e gestione tecnica dell’edificio, che possono contribuire anche alla sua prestazione energetica.
Domande frequenti sui BEMS
Come funziona un BEMS?
Un BEMS raccoglie informazioni sul funzionamento dell’edificio attraverso sensori e dispositivi di misura. Questi dati permettono di conoscere lo stato delle grandezze fisiche e possono essere utilizzati dalle logiche di controllo per intervenire sul funzionamento degli impianti e mantenere le condizioni desiderate.
Qual è la differenza tra BMS e BEMS?
BMS e BEMS possono comprendere funzioni parzialmente sovrapposte. In generale, con Building Management System si fa riferimento alla supervisione e alla gestione centralizzata dei sistemi dell’edificio, mentre Building Energy Management System mette maggiormente l’accento sulla gestione e sull’ottimizzazione energetica.
Qual è la differenza tra BEMS e BACS?
BACS significa Building Automation and Control Systems e riguarda i sistemi e le funzioni di automazione e controllo dell’edificio. Il BEMS pone invece l’attenzione specifica sulla gestione energetica, pur potendo integrare e utilizzare le funzioni rese disponibili dai sistemi di automazione e controllo.
Qual è la differenza tra monitoraggio e telecontrollo?
Il monitoraggio permette di osservare e registrare lo stato di funzionamento dell’impianto. Il telecontrollo permette invece di estendere a distanza determinate funzioni di gestione e controllo attraverso reti di comunicazione, intervenendo anche su parametri e logiche di funzionamento.
Un BEMS è solo un software?
No. Un BEMS è un sistema che può comprendere componenti hardware e software: sensori e dispositivi di misura raccolgono le informazioni, i sistemi di controllo le utilizzano per governare il processo e una piattaforma di supervisione può consentire di visualizzare dati, allarmi e parametri operativi.
Quali vantaggi offre un BEMS per l'efficienza energetica?
Un BEMS permette di coordinare i carichi in funzione dell’effettivo utilizzo e delle condizioni ambientali, individuare inefficienze attraverso l’analisi del funzionamento dell’impianto e supportare la gestione di sistemi complessi anche a distanza. L’obiettivo è migliorare l’efficienza della gestione energetica dell’edificio.
Perché il BEMS è strategico per l’efficienza energetica
Se il controllo locale si occupa del funzionamento in sicurezza delle singole macchine, un BEMS agisce a livello integrato. Il BEMS permette di:
- Ridurre gli sprechi energetici coordinando i carichi in base all’effettivo utilizzo e alle condizioni ambientali.
- Riconoscere tempestivamente le inefficienze analizzando lo scostamento continuo tra setpoint e variabile controllata.
- Gestire impianti complessi a distanza, ottimizzando gli interventi di manutenzione e garantendo sempre la massima stabilità operativa.
Comprendere la struttura logica del controllo è il primo passo per trasformare un impianto tradizionale in una struttura intelligente, efficiente e sostenibile.
Per maggiori informazioni sul tema BEMS contatta il nostro team Enertech Solution.
