VDI 6041, 1. technisches und energetisches Monitoring. Dr.-Ing. Eckehard Fiedler. Forschung & Entwicklung. Caverion Deutschland GmbH

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1 Fachverband Gebäude-Klima e. V. VDI 6041 technisches und energetisches Monitoring Forschung & Entwicklung Caverion Deutschland GmbH Berlin, 14./15. April 2016 VDI 6041, 1

2 Inhalt Energie-Effizienz im Wandel Bausteine der energetischen Optimierung Monitoring als zentrales Effizienz-Element Die neue VDI 6041 VDI 6041, 2

3 Energieeffizienz: vom Wärmeschutz zur Anlagenoptimierung Thomas Alva Edison, Januar 1880

4 Ölpreisentwicklung seit : Ölkrise VDI 6041, 4

5 Klimaschutz VDI 6041, 5

6 Energieeffizienz im Wandel 1. WärmeschutzV WärmeschutzV WärmeschutzV 1995 EnEV 2002 EBPD 2002 Emissionshandel 2003 EnEV 2007 EnEV 2009 EEWärmeG 2009 EnEV 2014 EnEV 2016 VDI 6041, 6

7 Entwicklung von Forschung und Baupraxis aus dem Bericht zum 6. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung (2011) VDI 6041, 7 Quelle: Fraunhofer-IBP

8 Energieeffizienz durch optimale Anlagentechnik? RLT-Anlagen mit Wärmerückgewinnung 9 7 Schichten speicher 2 Hybrid- Kühltürme Flächenheiz/ kühlsysteme 8 Brennwertkessel Wärmepumpen Absorptionskälte VDI 6041, 8 1 Erdsonden / Flusswasser Blockheizkraftwerk

9 Noch mehr Energie sparen, aber wie?

10 Was bedeutet Energie-Effizienz Verändern ISO Eingreifen Überwachen VDI 6041, 10 Quellen: Din 4701 Teil10 VDI 2067 Teil21

11 Betriebseffizienz realer Anlagen Nutzung Aktuelle Herausforderung Bauphysik Regelung Bedarf Anlagen- Technik VDI 6041, 11

12 Anlagenbetrieb heute: Wir betreiben unsere Gebäude im Blindflug. energetisch Das ist kein Modell für die Zukunft! VDI 6041, 12

13 Monitoring = Beobachten

14 Begriffe Man unterscheidet zwischen: 1. Anlagenmonitoring 2. Energiemonitoring 3. Gebäude / Behaglichkeits-Monitoring VDI 6041, 14

15 Speichern von Betriebsparametern? Technisches Monitoring (z.b. Speichern von Trends) ist heute bei allen größeren Anlagen Standard. Aber: Energie ist kein Steuerungsparameter! Es ist ein erheblicher, zusätzlicher Aufwand notwendig, um aus vorhandenen Anlagenparametern energetische Aussagen zu gewinnen. Nicht selten wird eine spezialisierte Messtechnik benötigt! VDI 6041, 15

16 Was ist energetisches Monitoring??? Systematisches Erfassen von Energieverbräuchen Installation einer separaten Messtechnik? Erfassen und Speichern der Raumtemperaturen? Aufzeichnen aller Daten, die in der Gebäudeautomation ohnehin anfallen? VDI 6041, 16

17 Auswertestrategien? VDI 6041, 17

18 Meßstrecken an einer RLT-Anlage VDI 6041, 18

19 Beispiel: Rotationswärmetauscher Wirkungsgrad ist abhängig von Rad-Drehzahl Verschleppung Leckagen Vereisung -> Rückwärmzahl steigt bei kleinerem Volumenstrom an (bei 50% Volumenstrom Φ = 70% -> 80%) Wie bewerten wir den Betrieb einer Wärmerückgewinnung? Was sind Haupteinflussfaktoren? VDI 6041, 19

20 Betriebsüberwachung? Parameter: V-Zuluft T-Zuluft-Ein T-Zuluft-Aus V-Abluft T-Abluft-Ein T-Abluft-Aus Druck Drehzahl Vereisung? VDI 6041, 20

21 Wärmerückgewinnung mit Wärmerad FO Abluft p ~ 500Pa AU Zuluft Luftgeschwindigkeit Spaltdichtung u = 30m/s Leckage je mm Spalt V = ~1000 m³/h VDI 6041, 21

22 Leckagemessung an Wärmerädern Leckageraten zwischen Zu- und Abluft über 20% sind keine Seltenheit! VDI 6041, 22

23 Messen allein genügt nicht wir benötigen wirksame Kennwerte! Parameter: V-Zuluft T-Zuluft-Ein T-Zuluft-Aus V-Abluft T-Abluft-Ein T-Abluft-Aus Druck Drehzahl Vereisung? VDI 6041, 23

24 Komplexität handhabbar machen VDI 6041, 24

25 Monitoring planen! Energetisches Monitoring ist eine Funktion der Gebäudetechnik. Wie jede andere Technik benötigt sie: Planung Finanzierung Installation und Inbetriebnahme Betrieb und Wartung durch qualifiziertes Personal Nutzung im Rahmen einer Energiepolitik (ISO 50001) VDI 6041, 25

26 Die neue VDI 6041

27 Was leistet die neue VDI 6041? Erste Schritte, um Monitoring als Bauleistung zu verankern Definition der wichtigsten Begriffe und Zusammenhänge Festlegung der Betriebsphasen ERM und LZM: VDI 6041, 27

28 Was leistet die neue VDI 6041? Definition von Qualitätsstufen des Monitoring in Anlehnung an die DIN EN 15232* Schnittstellen / Abgrenzung zu Inbetriebnahme-Management nach VDI 6039 Betreiben nach VDI 3810 Planung nach VDI 3814 * Energieeffizienz von Gebäuden Einfluss von Gebäudeautomation und Gebäudemanagement VDI 6041, 28

29 Was leistet die neue VDI 6041? Vorgabe für Lastenhefte Anforderungen an Monitoring-Systeme Konzeption Planung Installation Inbetriebnahme Betrieb Arbeitshilfen bei der Ausschreibung von TM-Systemen Festlegung der Zuständigkeiten VDI 6041, 29

30 Was leistet die neue VDI 6041 nicht Eine Konkretisierung der notwendigen GA-Funktionen -> VDI 3814 (Gebäudeautomation) Kostenbewertung, Veränderung der Rahmenbedingungen für die Planung, Errichtung und Inbetriebnahme von Monitoring- Systemen Auflösen von Widerständen: Transparenz ist nicht bei allen Baubeteiligten erwünscht Rechtliche Bedenken (Datenschutz) Fehlende Organisation zur Nutzung der Systeme VDI 6041, 30

31 Zusammenfassung und Ausblick

32 Zusammenfassung Anlagen werden komplexer: Monitoring und Betriebsüberwachung werden zum Schlüssel für Energieeffizienz. Je anspruchsvoller Projekte sind, desto geringer ist die Chance, Effizienzziele Schlüsselfertig zu erreichen. Die neue VDI 6041 definiert die Randbedingungen und Anforderungen an das technische und energetische Monitoring von Gebäuden. Die Richtlinie bietet eine Grundlage, Monitoring in den Planungs- und Bauablauf sowie den Betrieb zu integrieren. VDI 6041, 32

33 Ausblick Weitere Schritte sind notwendig, um Monitoring als obligatorische Bauleistung zu verankern (z.b. Erweiterung der VDI 3814). Einheitliche Standards zum Austausch von Energiedaten zwischen Anlagenteilen fehlen weitgehend. Es besteht noch erheblicher Forschungsbedarf, damit Monitoring zuverlässig, einfach handhabbar und wirksam wird. Hier sind Prozeßspezialisten und Anlagenbauer gefragt, Ihr Know-How in Form von best-practice Beispielen und Planungshilfen niederzulegen. VDI 6041, 33

34 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit