Unterschätztes Sparpotential bei HLKSE-Anlagen. - Mehrnutzen dank Gebäudeautomation

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1 Unterschätztes Sparpotential bei HLKSE-Anlagen - Mehrnutzen dank Gebäudeautomation

2 Einstimmung Die knappste Ressource ist nicht das Öl, nicht das Gas und auch nicht das Uran; es ist die Zeit, die wir noch haben, um unsere Verhaltensweisen den Anforderungen und Grenzen unserer Umwelt anzupassen. Russel Train, Umweltexperte Seite 2 Januar 08

3 Einführung / Inhaltsübersicht Umweltschutz Normen & Richtlinien Effizienz Damit Ihr Zuverlässigkeit Gebäude für Sie arbeitet. Komfort Kurzvorstellung Zielsetzung Hauptteil Fragen Investitionsschutz Wirtschaftlichkeit Seite 3 Januar 08 Start Flash Animation

4 Kurzvorstellung Ausbildung: ZTL in Horw (Dipl. HLK-Ing. HTL) Installationsfirma HLK: (Projektleiter HLK) Siemens Schweiz AG: (Projektleiter UNIGYR) (Projektleiter DESIGO) (Serviceleiter BAU NL Luzern / Basel) Seite 4 Januar 08 ab (Energieingenieur BAU)

5 Zielsetzung Investition A Investitionen beeinflussen die Betriebskosten entscheidend Kosten [tchf] Investition LCC Energie- und Betriebskosten A Energie- und Betriebskosten LCC Jahr Seite 5 Januar 08

6 Zielsetzung Einsatz energieeffizienter Gebäudeautomation so selbstverständlich wie Dämmung der Gebäudehülle Seite 6 Januar 08

7 Zielsetzung Nachhaltige Senkung des Energieverbrauchs dank Nutzermotivation Seite 7 Januar 08

8 Ausgangslage Der Gebäude-Energieverbrauch in Europa beträgt 40 % des Gesamtverbrauchs. Januar 2008 Ölpreis über 100 Franken! Ein Abbau der US-Rohölvorräte hat den Ölpreis erstmals Seite 8 Januar 08

9 Verbesserungsansätze Umstellung der Energieträger auf Biogas, Holz und Pflanzenöl kann den CO 2 -Ausstoß erheblich reduzieren! ( zumindest rechnerisch ) Nutzung des liberalisierten Energiemarktes ermöglicht den Anbieterwechsel und kann Kosten reduzieren! ( zumindest temporär ) Durch Optimierung der bestehenden Anlagen kann der Verbrauch reduziert und Emissionen und Kosten nachhaltig gesenkt werden! Monitoring und Controlling kann das erreichte Effizienzniveau langfristig sichern! Seite 9 Januar 08

10 Ursprung der Effizienzpotentiale Verbrauch (η ges = min) Kostendruck Wartung, Instandhaltung Betrieb Inbetriebnahme Ausführung Komponenten Konzept Optimierungsschwerpunkte B Effizienz B : Effizienzgewinn A : Mehr- oder Zusatzinvestition Aufwendung Funktionalität Technologie Investition Bedarf (η ges = max) A Seite 10 Januar 08

11 Optimierungsschwerpunkte Typ GA Relevanz Potenzial Wirkungsgrade + ++ Toleranzen ++ + Bedarfsprofile Controlling, Monitoring, Wartung & Instandhaltung ++ + Nutzerverhalten + Nutzermotivation + / - + / - Seite 11 Januar 08

12 GA-Funktionalität für Energieeffizienz Managementfunktionalität Controlling Monitoring Wartung + Instandhaltung Energiemanagement Betreiben DIN : Messen Steuern Regeln ANLAGE Erzeugung Verteilung Nutzung Nutzer Anlagenfunktionalität Toleranzen Wirkungsgrade Bedarfsprofil Auswirkung von GA und TGM auf Energieeffizienz und Verbrauch Entwurf pren 15232:2005 Seite 12 Januar 08

13 Energiemanagment bga bga Kontrollieren Visualisieren Dokumentieren Wissen ist Macht! Unwissenheit Ohnmacht! bga Optimieren GA? Analysieren GA? Seite 13 Januar 08

14 Energie Monitoring & Controlling Aufgabe Generieren der Basisinformation für die Ermittlung von Optimierungspotenzialen Merkmale: Zählerhierarchie: Tarifzähler, Tarifstruktur, Unterzähler, versorgte Bereiche,... Medien und Medieneigenschaften Datenimport und Archivierung Datenexport Ausführung lokal Datensicherung Verbrauchswerte, Kosten und Emissionen Lastprofile Energetische Gebäudesignatur Aktuelle Entwicklung, Trend Historischer Vergleich Budgetierung, Soll / Ist Abgleich Witterungsbereinigung Kennzahlen und Benchmark Berichtswesen GA oder EMC extern Seite 14 Januar 08

15 Beispiel Kennwert Auswertung Verbrauch und Gt Erfassung der Verbrauchsgrößen ( hier Fernwärme im Januar ) und Gradtagszahlen über GA. Auswertung über liegenschaftsspezifische Kennzahl. Gebäude: Schule Baujahr 1970, große Metallfensterflächen. Unveränderte Nutzung, Betriebszeiten und Sollwerte im Betrachtungszeitraum. Kennzahl: Januarverbrauch / Gt Korrelation Die wichtigsten Kennzahlen werden aus den Daten der Liegenschaft generiert und stehen nicht in der Norm. GA Systeme können Kennzahlen automatisch ermitteln, vergleichen und auf Veränderungen überwachen. Gradzagszahlen, Lüftungsgradstunden, Energiesignaturen, Auswertung Seite 15 Januar 08

16 Beispiel Regler Adaptiver Regler Prädikativer Regler PID Regler Adaptiver Regler FU Zuluft Abluft www www Beispiel VVS Regler Bekannte Anwendung der Adaption ist die Anpassung der Heizkurve ( Sollwert- Adaption ) Die wirklichen Vorteile zeigen sich aber bei der Optimierung der Reglerparameter für die Anpassung an die Regelstrecke und die Lastzustände durch LERNEN, ERINNERN und ÄNDERN. Basis ist die Technik der neuronalen Netze. Seite 16 Januar 08 Beispiel Strategieregler Die Außentemperatur ist in vielen Bereichen Verbrauchsproportional. Regler können nur auf aktuelle Messwerte oder Werte der Vergangenheit reagieren. Verbesserung der Erzeugerstrategien durch Wettervorhersage für Wärme- und Kälte- Erzeuger, Einsatz von Speichersystemen und Solaranlagen oder Sollwertführung von Regelkreisen. Verfahren in der Entwicklung

17 Energiespar-Contracting Lösung Energiemanagementsystem Wärmeerzeugung / -verteilung Nutzermotivation Betreiberqualifizierung Monitoring, Controlling, Instandhaltung Eckdaten Johannes-Gutenberg-Schule, Heidelberg OT Wieblingen Berufsbildende Schule Fernwärme pro Jahr: 3,4 Mio. kwh (Baseline) Nutzen Garantierte Einsparungen gesamt: /a Anteil Stadt: (20 % ) Erstinvestitionen: Vertragsdauer: 7 Jahre Vertragsende: 2005 Seite 17 Januar 08

18 Gebäudeperformance-Optimierung Lösung Energie Monitoring & Controlling (EMC) Nutzermotivation Bedarfsabhängige Regelung/Steuerung Behaglichkeitsfeld / Optimum-Start- Stopp-Programm Eckdaten Verwaltungsgebäude mit Archivräumen Raumheizung mit Heizkörpern Keine mechanische Lüftung Einsparpotential prognostiziert: 35% via Benchmark / Begehung FM-Provider vor Ort Nutzen Einsparungen: 50 kchf / a (94% Wärme / 6% Strom) Reduktion Energieverbrauch: 50% CO 2 -Minderung: 150 t / a (53 Auto à km/a) Erstinvestitionen: nicht notwendig Seite 18 Januar 08

19 Fazit Leistungsstarke GA Systeme helfen. Verbrauchsmedien optimal zu erzeugen hin zu kommen. Nur die Qualität zu produzieren, die erforderlich ist Nur die Menge bereit zu stellen, die momentan benötigt wird Die energetische Qualität der technischen Anlagen zu erhalten Ergebnisse zu dokumentieren, zu bewerten damit im Bedarfsfall weitere Maßnahmen initiiert werden können Nutzer einzubeziehen und zu motivieren und oben zu bleiben! Eines ist sicher: Energie wird jährlich wertvoller! Seite 19 Januar 08

20 Fazit Trotzdem: erforderlich ist auch, das: Erkennen von Optimierungsmöglichkeiten, Wissen über die Zusammenhänge zwischen Gebäude, Anlage, Umwelt und Nutzer, Beherrschen der Richtlinien, Vorschriften und Gesetze sowie die Bereitschaft, sich ständig neuen Herausforderungen zu stellen! Die Intelligenz sitzt immer noch vor dem Bildschirm! Seite 20 Januar 08

21 Fragen Daniel Ast Energieingenieur Komfort und Energieeffizienz Sennweidstrasse Steinhausen Telefon: Seite 21 Januar 08

22 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Es ist nicht gesagt, dass es besser wird, wenn es anders wird. Aber wenn es besser werden soll, muss es anders werden. G. C. Lichtenberg vor über 200 Jahren Seite 22 Januar 08