Umsetzungs-Projekte: Erfahrungsaustausch Monitoring

Transkript

1 EnEff:Stadt PL-Meeting HH 2014 Umsetzungs-Projekte: Erfahrungsaustausch Monitoring R. Jank Begleitforschungsteam Hamburg,

2 Rintheim Reintheim Ludmilla WP LH GBG München Nullenergiestadt Bad Aibling

3 Übersicht: 4 Umsetzungsprojekte mit messt. Begleitung KA Rintheim Ludmilla-WP Landshut GBG München Bad Aibling Projekt Nutzung Projektlaufzeit Groß-Wohnsiedlung / Bestand Wohnen Neubau (MFH/RH) Laufzeit Datenausw. Schwerpunkt Bau 2009 / / 2014 wirtsch. optim. Sanierung plus 3-Liter -Geb. Schwerpunkt Technik Nahwärme; Lü/WRG; el. WP; Geniax; FWE; ERR 2010 / / 2014 NEH PV+BHKW+WP MFH Bestand 2009 / / 2015 NEH Gas-WPP; PV; Solar thermie; Geniax; Mikro-Nahwärme Konversion: Mix Wohnen/ Gewerbe, neu/bestand 2009 / / 2014 NEH; Holzbau Solarthermie; el. WP; Biomasse; Nahwärme

4 Projekte mit messtechnischer Begleitung: - Ludmilla Wohnpark, Landshut FHS München - Wohnquartier KA-Rintheim FHS Karlsruhe / Ennovatis / RWTH Aachen - Nullenergiestadt Bad Aibling FHS Rosenheim - GWG M-Lilienstraße FhG-IBP Stuttgart Messtechnik / Messumfang Anlagenoptimierung Software-Tools (Modelle; Auswertung) Workshop ,IBP Praxiserfahrungen?

5 Praxis: nicht so einfach! Messtechnik: Auswertung: - wie, was? - wie, womit? Feed-back -> Anlagenbetrieb: - was folgt aus was? - was passiert dann? Lessons learned?

6 GBG München, HZ: BWT-Ks, Gas-WP, Solarthermie; NW

7 , Beispiel GBG München/IBP

8 SmartBox (Ennovatis)

9 Anzahl Gebäude Messkonzept Energiezähler in GLT integ. KA Rintheim Ludmilla Wohnpark Landshut GBG München Bad Aibling extra x x x x Wärmemengenzähler Stromzähler Gaszähler Datenpunkte ca ca. 400 ca. 350 ca Datenlogger ca. 80 ca Gesamtkosten Hardware ca. 700 T ca. 340 T BUS-System MBus MBus/ EasyBus Datenbank mit Anlagensteuerung Auswertungssoftware x MBus/ LAN nein nein ja ja Ennovatis HDF5 Python Skript, Ennovatis Controlling HDF5 Viewer FileMaker SQL MySQL Excel OriginPro MoniSoft (KIT KA)

10 Arbeitsaufwand (MM) Planung 9 18 Zeitaufwand (Jahre) Landshut Rintheim Landshut Rintheim Anschluss/Abnahme ,5 Optimierung Auswertung/Betreuung

11 ... von Monitoring zur messtechn. Auswertung zur Betriebsoptimierung und Komponentenentwicklung: ein weites Spektrum...

12 kwh/m2 80 Wärmeeintrag der Heizkörper in Wohnungen Haus 16, System Dr. Riedel (Gradtagbereinigt auf volles Jahr) Wohnungs- Ebene kwh/m 2

13 Nutzer-Ebene 1: GBG München / IBP, J. Reiß

14 Temperatur Messmodul Wohnzimmer-Temperatur im November 2011: was ist die richtige Temperatur? Temperatur ERR

15 TGA-Ebene: Betriebsverhalten BHKW MWh th Gesamt T A ( C) Monatsgang Grundlast/Spitzenlast Betrieb o.k.? MWhth Jan 03 Feb 03 Mrz 03 Apr 03 Mai 03 Jun 03 Jul 03 Aug 03 Sep 03 Okt 03 Nov 03 Dez Q BHKW (kw th ) 300 BHKW 1 und 2 T A ( C) 25,0 Monat , ,0 kwhth ,0 Tagesgang BHKW-Module: Steuerung falsch programmiert! , Stunden 0,0

16 Komponenten-Ebene: dezentrale Frischwasserstation: Zapfverhalten, Temperaturen Speicherkapazität < 6 h? :00 12:00 24:00 HDF5 Viewer, D. Cali

17 WW-Pufferspeicher: t ~ 1K Pumpendruck zu hoch Stromverbrauch zu hoch HDF5 Viewer, D. Cali

18 Pufferspeichertemperaturen HB 37, Dezember 2012 HDF5 Viewer, D. Cali

19 V. Stockinger: Betriebsoptimierung HZ Ludmilla Wohnpark

20 Jahresertrag Nutzwärme (kwh/m 2.a): R. Botsch, F. Alscher: Auswertung Solarthermie Bad Aibling

21 R. Botsch, F. Alscher: Auswertung Solarthermie Bad Aibling:

22 Optimierungsmaßnahmen Solaranlage: (August 2013) - Entlüftung Solarkreise - Änderung der Druckverhältnisse im Netz (weitere Ladepumpe Solarkreis) - verbesserte Einbindung Solarspeicher Ergebnis: (Stand Ende 2013) - Erträge erhöht (aber immer noch nicht zufriedenstellend)

23 Schlussfolgerungen (I): Betriebsoptimierung: - Sommerheizung / Heizgrenze - smarte TSV ERR - Lüftung: V, p; Betrieb - Verluste Wärmeverteilung/Speicher - Pumpen: V, p; Betrieb Einsparpotential: > 30 % aber WU: - anspruchsvoll!! Mitarbeiter Planer - Mieter-Info - Mieter- Motivation!

24 Schlussfolgerungen (II) (1) Monitoring/KT-Konzept: - parallel mit Anlagenplanung - Aufgabendefinition - Auswertung: Strategie, Tools, Zuständigkeit (2) Umsetzung: - parallel mit Anlagen-Errichtung - Einzel-Check - Kommunikation (3) Anlagen-Abnahme: - hydr. Abgleich - Funktionsnachweis - Protokoll mit Daten - Messdaten-Check HOAI 9! (4) System-Betrieb - Check Soll/Ist - T s, T, p, n S - η Ks, η WRG, COP s, Solarertrag (5) Mängelfeststellung, Beseitigung (6) Parameter-Check, Optimierung einfache Fehler: Heizkennlinie, WW-Temp., Sommerheizung, Lüftungszeiten,... (7) Monatswerte Jahreswerte (8) wissensch. Auswertung (9) Mieter/Nutzer-Info Ziel: - robuste System-Performance! Folgerung: HOAI Leistungsphase 10!!

25 Schlussfolgerungen (III) Konzept messtechn. Begleitung? FHS! Monitoring-Systeme?? - Monitoring-Dienstleistung? Ennovatis, Ing.-Soft... (3.000 > ) - GLT?? - Einzelsysteme BWT-Ks, Solar, BHKW, WP,... aber: Zusammenführung?? Perspektive: Cloud/IP: RWE SmartHome Paket, Nest (Google),... - Smart Home Smart Metering Smart Grid Smart City

26 Schlussfolgerungen (IV) Optimierung Anlagenbetrieb: - Trial/Error?? Workshop: Tool zur Unterstützung der Anlagenoptimierung - Simulationsmodell für einzelne (Unter)Systeme? EnOB: ModQS Modellgestützte Qualitätssicherung FhG-ISE, TU Hamburg-Harburg, IB PLENUM, Ennovatis, HfT Stuttgart,...

27 Dymola/ Modelica Bsp.: Deterministisches Gebäudemodell D. Jacob, FhG-ISE

28 Bsp.: Deterministisches Gebäudemodell D. Jacob, FhG-ISE Dymola/ Modelica TU HH-Harburg: Methode zum Reglerentwurf für multilineare Systeme durch Einzugsbereichsanalyse mittels quadratischer Ljapunow-Funktionen K. Kruppa, 2013

29 Simulink-Modell Kessel/Speicher/Heizkreis E. Sewe, IB PLENUM, Hamburg

30 ModQS Ergebnisse EnEff:Stadt-Projekte?? - Übersicht über vorhandene Bausteine: Dokumentation MatLab / HeatLib HAW Hamburg (2014) - Energie-Navigator IGS/RWTH, Pilotphase seit EnSim Rationelle Gebäudeenergienutzung durch simulationsgestützte GA U. Eicker, HfT Stuttgart, Juni 2014