Gebäudeautomation und Visualisierung

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Jakob Helge Stein
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1 D a s R i e d e l C o n t r o l - S y s t e m Gebäudeautomation und Visualisierung Energieeffiziente Gebäude eine Notwendigkeit, die sich rechnet Berliner NetzwerkE in Kooperation mit dem Intelligent Energy Europe, Projekt CLIMACT REGIOS 30. Oktober 2012 Dr.-Ing. Manfred Riedel, Geschäftsführer Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH, Berlin Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 1 Kriminalgericht Berlin - Moabit Gebäudekomplex mit ca Räumen Gesamtfläche m² Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 2 1

2 Einspar-Contracting für Kriminalgericht Berlin-Moabit Vertragspartner: Berliner Immobilien Managementgesellschaft (BIM) und YIT Germany GmbH (vormals Stangl GmbH) als Contractor Technologiepartner für optimierten Heizanlagenbetrieb: Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH Die BIM erhielt für dieses Projekt die Auszeichnung als Partner des Europäischen GreenBuilding-Programms Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 3 D a s R i e d e l C o n t r o l - S y s t e m Firmeninfo Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH Berlin Greifswalder Straße 4 Gründung: 1991 Anbieter des RIEcon - EnergieManagementSystems Alleinstellungsmerkmal auf Grund seiner hohen Energieeffizienz Projektpartner der MVV EdL GmbH, Einspar- und Liefercontracting Projektpartner der Techem AG, Hausautomation Projektpartner der Stangl (jetzt YIT) GmbH, Einsparcontracting Innovationspreis Berlin/Brandenburg Innovationspreis Energie Berlin/Brandenburg KlimaSchutzPartner-Preis + Green Building Award für Projekte mit RIEcon-System Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 4 2

3 Contracting - Funktionsweise Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 5 Contracting - Finanzierungsphasen Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 6 3

4 Analyse Energiekosten Energiekostenaufteilung Kriminalgericht Moabit 27% Fernwärme Strom 73% Energiekostenbaseline: EUR/a netto Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 7 Analyse Fernwärmekosten Fernwärmekostenaufteilung I Kriminalgericht Moabit 41% Arbeit Leistung 59% Fernwärmekosten: EUR/a netto Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 8 4

Analyse Fernwärmekosten Fernwärmekostenaufteilung II Kriminalgericht Moabit 21% 66% Altbau 7% Gebäude B1 Gebäude B2 6% Gebäude C Fernwärmekosten:

5 Analyse Fernwärmekosten Fernwärmekostenaufteilung II Kriminalgericht Moabit 21% 66% Altbau 7% Gebäude B1 Gebäude B2 6% Gebäude C Fernwärmekosten: EUR/a netto Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 9 Einsparziel Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH

6 Möglichkeiten zur Energieeffizienzsteigerung Verbesserte Wärmedämmung Effiziente Haustechnik Optimierter Anlagenbetrieb Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 11 Effiziente Haustechnik Umbau der Fernwärmestationen Stilllegung des Konstantleiters Anpassung der Anschlussleistung Erneuerung von Verteiler und Regelgruppen Beseitigung von hydraulischen Kurzschlüssen Einbau von Strangregulierventilen Bedarfsgerechte Volumenstromregelung Hydraulischer Abgleich Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH

7 Optimierter Anlagenbetrieb Energieoptimierungsmaßnahmen Elektronische Einzelraumregelung Optimisatoren für Heiz- und Lüftungszentralen web-basiertes Diensteportal für Betriebsführung Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 13 Hierarchischer Aufbau Gebäudeleittechnik Gebäudeleittechnik DDC-Controller DDC-Controller DDC-Controller Teiloptimaler Eingangsvektor Teiloptimaler Ausgangsvektor Prozess x 1 y 1 x 2 y 2 x 3 y 3 Heizungsprozess (1) Lüftungs- und Klimaprozess (2) Beleuchtungsprozess (3) Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH

8 Koordinator zur Energiekostenminimierung 2. Ebene Koordinator Q = min { Q 1 (s) Q n (s) } s ε S 1. Ebene Optimisator s 1 - Koordinierungsvektor Q 1 (s) - Teilzielfunktion Q 2 (s) s 2 Q 3 (s) s 3 Heizungsoptimisator Lüftungsoptimisator Elektro-Optimisator Teiloptimaler Eingangsvektor Teiloptimaler Ausgangsvektor Prozess x 1 y 1 realer Koppelgrößenvektor x 2 y 2 x 3 y 3 v 2 v 3 Heizungsprozess (1) Lüftungs- und Klimaprozess (2) Elektrogeräteprozess (3) v 1 v 2 Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 15 Modellsimulation Stützzeit für das Beispiel eines Zweckbaus bei ϑ a = 0 C Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH

9 Modellsimulation Wärmeverbrauch für das Beispiel eines Zweckbaus bei ϑ a = 0 C Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 17 Verlauf Raumlufttemperatur und Heizleistung Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH

10 Temperaturverlauf mit Einzelraumregelung Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 19 Wärmebedarfs - Analysator Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH

11 Heizkurvenadaption Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 21 Optimierte Betriebsweise Einzelraumregelung Ausstatten der Säle und Büros mit einer elektronischen Einzelraumregelung Raumweise Einstellung von Nutzungszeiten und Soll-Temperaturen Bedarfsanforderungen durch Raumtaster Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH

12 Heizungsnachforderung RIE con 45H Heizungsnachforderung Nutzungszeit verlängern Warmtemperatur senken Warmtemperatur erhöhen Nutzungszeit verkürzen Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 23 Beispiel Raumübersicht Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH

13 Struktur Anlagenvernetzung Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 25 Raum - Nutzungszeiten Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH

14 Heizzentrale B1 Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 27 Struktur der Gebäudeleittechnik Leitzentrale Telefonnetz Internet: http Server R1000 Weiterleitung von Störmeldungen Einzelraumregelung DDC Heizung, Lüftung Zähleraufschaltung Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH

15 Ergebnisse: Kriminalgericht Moabit in Berlin Einsparcontracting Kriminalgericht Berlin-Moabit Laufzeitbeginn: 2007 Laufzeitende: 2017 Ergebnisse aus dem Monitoring Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 29 Monatliches Controlling Wärmeverbrauch Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH

16 jährliche Energiekosten für Wärme und Strom ,17 % Baseline Ziel Ist Einsparung Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 31 jährlicher Wärmeverbrauch MWh MWh MWh 35,1 % 0 Baseline Ist Einsparung Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH

17 jährliche CO²- Emissionen t t t 23,0 % Baseline Ist Einsparung Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 33 Fazit Der optimierte Betrieb von bestehenden Heizungsanlagen in Kommunal- und Gewerbebauten bewirkt: Heizenergieeinsparung von über 35 % Amortisationszeiten kleiner 5 Jahre Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH

18 Ergebnisse: Pool 9 Einsparcontracting Pool 9 mit 11 Schulen in Berlin-Friedrichshain Laufzeitbeginn: 2002 Laufzeitende: 2012 Ergebnisse aus dem Monitoring Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 35 Einsparcontracting: kumulierte Einsparung Heizenergiekosten Einsparcontracting Pool9 Kumulierte Einsparung der Heizenergiekosten von 11 fernwärmeversorgten Schulen in Berlin_Friedrichshain von ,8% Übererfüllung 37,6% Übererfüllung Euro ,431 Mio 2,095 Mio ,521 Mio Garantieeinsparung Erreichte Einsparung mit Energiepreisen des Baselinejahres Erreichte Einsparung mit tatsächlichen Energiepreisen ( ) Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH

19 Einsparcontracting: Heizenergiekosten-Entwicklung Einsparcontracting Pool9 Heizenergiekosten - Einsparung von 11 fernwärmeversorgten Schulen in Berlin-Friedrichshain Übererfüllung des Einsparziels mit tätsächlichen Preisen über 10 Jahre: Euro Euro Garantieeinsparung Übererfüllung des Einsparziels mit Baselinepreisen über 10 Jahre: Euro Ziel erreichte Einsparung mit Baselinepreisen erreichte Einsparkosten mit den tatsächlichen Energiepreisen Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 37 Ergebnisse: Freizeit- und Erholungszentrum Berlin (FEZ) Einsparcontracting Freizeit- und Erholungszentrum Berlin (FEZ) Laufzeitbeginn: 2004 Laufzeitende: erhielt das FEZ den GreenBuilding-Partner Award Ergebnisse aus dem Monitoring Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH

20 FEZ: Entwicklung Heizenergieverbrauch Berechnung mit f = 0,1+0,9*(Baseline/aktuell) Heizenergie-Einsparung ca. 30% MWh Baseline_ _Messwert Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH 39 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Dr.-Ing. Manfred Riedel Geschäftsführer Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH, Berlin info@riedel-at.de Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH

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