Gebäude-Forum Ɩ gebäude effizient intelligent. Effizienz steigern, Rückschläge vermeiden. Die neue VDI 6041

Transkript

1 Effizienz steigern, Rückschläge vermeiden Die neue VDI

2 Inhalt Vorstellung Begriffe Ziele die VDI

3 Wer wir sind - Caverion

4 Caverion Gebäude-Forum Ɩ gebäude effizient intelligent 4 4

5 Caverion Deutschland / Östereich / Osteuropa Deutschland Hauptsitz in München Mitarbeiter 25 Standorte Österreich Hauptsitz in Wien 711 Mitarbeiter 9 Standorte Östliches Zentraleuropa Polen, Tschechien, Rumänien 176 Mitarbeiter 7 Standorte 5

6 Caverion Technische Gebäudeausrüstung Heizungsund Kältetechnik Raumlufttechnik Sanitärtechnik Brandschutztechnik Sprinkler Elektroinstallationstechnik Mess-, Steuer-, Regelungstechnik 6

7 Forschung und Entwicklung Labor- und Vor-Ort-Untersuchungen, System- und Komponentenentwicklung, Projektbegleitung Mehr als m² Laborfläche Klima- und Leistungs- Testräume Hallraum für akustische Messungen Halle mit 13 m Höhe für die Entwicklung von Lüftungskomponenten Umfangreiche Meßtechnik für Behaglichkeits-Untersuchungen 7

8 Effizienz steigern

9 Energie-Effizienz Quellen: Din 4701 Teil10 VDI 2067 Teil21 9

10 Bausteine Energie-Effizienz / Klimaschutz 1. Regenerative Energiequellen 2. Effiziente Anlagentechnik 3. Bedarfsgerechte Regelung 4. Optimale Anlagenfunktion 10

11 Konsequenzen für die Anlagentechnik Multivalente Wärmequellen -> Komplexere Entscheidungen notwendig Komplexere Anlagentechnik (Kessel -> BHKW) Umfangreiche Sensorik im Gebäude Erhöhter Wartungs- und Informationsbedarf Negative(re) Auswirkungen von Fehlfunktionen 11

12 Eine optimale Anlagentechnik? Erdsonden / Flusswasser 2. Hybrid-Kühltürme 3. Wärmepumpen 4. Blockheizkraftwerk Absorptionskälte 6. Brennwertkessel 7. Schichtenspeicher 8. Flächenheiz/ kühlsysteme RLT-Anlagen mit Wärmerückgewinnung

13 Neue oder erhöhte Anforderungen Erhöhter Planungsaufwand Verlängerte Inbetriebnahmephase Optimierung im Betrieb NOTWENDIG! Kontinuierliche Überwachung der energetischen Qualität des Anlagenbetriebes -> Energiemonitoring 13

14 Kontinuierliche Anforderungen Gebäude werden auf der Basis von Annahmen geplant: Nutzung und Nutzerverhalten Klima am Aufstellungsort Bauphysikalische Eigenschaften des Gebäudes Betriebsverhalten von technischen Anlagen Nach der Inbetriebnahme ist i.d.r. eine Anpassung der Technik an das reale Verhalten des Gebäudes notwendig. (Engl.: Continuous commissioning) 14

15 Monitoring im Bauablauf 15

16 Monitoring

17 Monitoring Unter technischem Monitoring versteht man das Erfassen, die Speicherung, die Visualisierung und die Auswertung von Zustands- und Prozessgrößen von Gebäuden und gebäudetechnischen Anlagen. Unterteilt wird in Anlagenmonitoring Energiemonitoring Gebäude-/Behaglichkeitsmonitoring Monitoring ist die Grundlage zur Optimierung von Gebäudesystemen. Nach gängigen Einschätzungen lassen sich mindestens15%- 30% Energieeinsparung erreichen, daher wird der Einsatz bei Gebäudezertifikaten (z.b. DGNB) positiv bewertet. 17

18 Was ist Monitoring??? Es gibt unterschiedliche Auffassungen, was Monitoring genau ist: Systematisches Erfassen von Energieverbräuchen Installation einer separaten Messtechnik Erfassen und Speichern der Raumtemperaturen Aufzeichnen aller Daten, die in der Gebäudeautomation ohnehin anfallen 18

19 Technisches vs. Energetisches Monitoring Technisches Monitoring ist heute in größeren Anlagen Standard (Speichern von Betriebsparametern). Aber: Energie ist kein Steuerungsparameter. I.d.R. ist ein zusätzlicher Aufwand notwendig, um aus Anlagenparametern energetische Aussagen zu gewinnen: Energiekennwerte festlegen Auswertungsziele definieren Erfassungskonzept erstellt werden. Eine Einbeziehung von Anlagenspezialisten ist bei der Erstellung von Monitoring-Konzepten unerlässlich. 19

20 Beispiel: Wärmerückgewinnung

21 Beispiel WRG 21

22 Rückwärmzahl (Temperaturänderungsgrad) Rückwärmezahl-Fortluft Φ 1 = t 11 - t 12 / t 11 -t 21 Rückwärmezahl-Außenluft Φ 2 = t 22 - t 21 / t 11 -t 21 t 11 Temperatur Abluft-Eintritt in C t 12 Temperatur Fortluft-Austritt in C t 21 Temperatur Außenluft-Eintritt in C t 22 Temperatur Zuluft-Austritt in C Definition nach VDI 3803T5, DIN EN : (+ DIN V ), DIN EN 308 und DIN EN

23 Plattenwärmetauscher Geringe Abhängigkeit der Rückwärmzahl vom Volumenstrom (wird kleiner mit steigendem V) Einfluss der Anströmsituation Temperaturprofil im Nachlauf 23

24 KVS-System Rückwärmzahl abhängig vom Volumenstrom der Wasserseite Intelligente Regelung notwendig Mögliche Einkoppelung von Wärmequellen 24

25 Rotationswärmetauscher Rückwärmzahl abhängig von Rad-Drehzahl Verschleppung Leckagen Vereisung Starkes Temperaturprofil im Nachlauf Leckagen können Messung beeinflussen Rückwärmzahl steigt bei kleinerem Volumenstrom an (bei 50% Volumenstrom Φ = 70% -> 80% 25

26 Energetische Bewertung von WRG- Anlagen Einflussfaktoren der Rückwärmzahl: Volumenstrom / Volumenstromverhältnis Leckage / Verschleppung (Wärmeräder) Kondensation Frostschutz Meßtechnik Temperatur- und Geschwindigkeitsprofil im Nachlauf des Wärmetauschers Messung des Massenstromes 26

27 Mögliche Fehlerquellen der WRG Unproduktive Aktivierung der WRG Anströmung des Wärmetauschers Beeinflussung der Meßstellen durch Falschluft Verschmutzung der Oberflächen Frostschutzsteuerung KVS-Systeme Massenstrom der Wasserseite (KVS) Störungen an Regelventilen Wärmeräder Rotordrehzahl Steigende Leckagerate 27

28 Fazit Die Ermittlung energetischer Kennzahlen erfordert individuelle Erfassungs- und Auswertekonzepte: Energetisches Monitoring muss ebenso exakt geplant werden wie die Anlagensteuerung. Messtechnischer Aufwand muss in einem gesunden Verhältnis zum möglichen Effekt stehen. Die Einbeziehung des Anlagenherstellers ist unumgänglich, da nur er über ausreichende Detailkenntnis verfügt (oder verfügen sollte). 28

29 VDI 6041 voraussichtlich Mai 2015

30 Was leistet die neue VDI 6041? Definition der wichtigsten Begriffe und Zusammenhänge Festlegung der Betriebsphasen ERM und LZM: 30 30

31 Was leistet die neue VDI 6041? Definition von Qualitätsstufen des Monitoring in Anlehnung an die DIN EN (Energieeffizienz von Gebäuden Einfluss von Gebäudeautomation und Gebäudemanagement) III niedrig (DIN EN 15232, Klasse C) II mittel (DIN EN 15232, Klasse B) I hoch (DIN EN 15232, Klasse A) Schnittstellen / Abgrenzung zu Inbetriebnahme-Management nach VDI 6039 Betreiben nach VDI 3810 Planung nach VDI

32 Was leistet die neue VDI 6041? Vorgabe für Lastenhefte, Anforderungen an die Konzeption Planung Installation Inbetriebnahme Betrieb von Monitoring-Systemen Arbeitshilfen bei der Ausschreibung von TM- Systemen Festlegung der Zuständigkeiten 32

33 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 33

34 Zusammenfassung Die neue VDI 6041 definiert die Randbedingungen und Anforderungen an das technische und energetische Monitoring von Gebäuden Es werden Hilfsmittel zur Ausschreibung von Monitoring-Systemen dargestellt Es wird ein durchgängiges Qualitätsniveau für Monitoring-Systeme definiert Die Richtlinie bietet Planern und Investoren die Möglichkeit, sich umfassend über das Thema Monitoring im Gebäude zu informieren. 34

35 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit