SIMULATIONSGESTÜTZTE OPTIMIERUNG IM IT-ZENTRUM DER BMW GROUP IN MÜNCHEN. EINFLUSS AUF KOMFORT UND ENERGIEVERBRAUCH. Dr. Angerhöfer I 06.10.2016
DAS BMW-GROUP IT-ZENTRUM. Mäanderartiger 5-geschossiger Gebäudekomplex von 420 Meter Länge in 3 Bauabschnitten. Büro- und Verwaltungsnutzung für etwa 3.000 Mitarbeiter, Konferenzräume, Sozialräume, Technikund Lagerräume, Test- und Wartungseinrichtungen. 2-geschossige Tiefgarage mit über 1.000 Stellplätzen und in geringem Umfang oberirdische Stellplätze. Gastronomieeinrichtungen. Baujahr: 2007, BGF: 59.400 m². Siemens GLT mit übergeordneter Zenon Visualisierung. Vollklimatisiert, Ausstattung: RLT, Bauteilaktivierung, Fußbodenheizung, statische Heizung, Kühldecken, Sonnenschutz. Simulationsgestützte Optimierung im ITZ Dr. Angerhöfer 06.10.2016 Seite 2
PROJEKT SIMULATIONSGESTÜTZTE OPTIMIERUNG. Erwartungshaltung. Energieeffizienzsteigerung bezüglich Strom- und Fernwärmeverbrauch. Keine Beeinträchtigung des Raumklimas. Geringer zusätzlicher Investitionsbedarf hinsichtlich MSR-Technik. Amortisationszeit kleiner 3 Jahre oder Umsetzung durch Energie- Einspar-Contracting. MeteoViva Climate (MVC). Patentiertes, simulationsbasiertes Verfahren. Gemeinsame Entwicklung des Contracting-Vertrages 2014. Umsetzung im Frühjahr 2015. Betriebsstart Mai 2015. Wechselweiser Fahrbetrieb BMW/MVC-Steuerung bis April 2016. MVC-Dauerbetrieb ab Mai 2016. Simulationsgestützte Optimierung im ITZ Dr. Angerhöfer 06.10.2016 Seite 3
SIMULATIONSVERFAHREN LACASA. Prognose realer technischer Vorgänge mit Hilfe von mathematischen Rechenmodellen und Lösungsverfahren. Analyse und Parameteridentifikation der Bestandsanlagen, Betriebsoptimierung durch modellprädiktiv optimierte Regelung. Simulationsgestützte Optimierung im ITZ Dr. Angerhöfer 06.10.2016 Seite 4
FUNKTIONSPRINZIP - METEOVIVA CLIMATE. Berücksichtigung weiterer Faktoren im Simulations- und Optimierungsprozess. Gewünschtes Innenraumklima. Energiekosten. Prognose der Arbeitszeiten und internen Lasten. Gebäudedesign und Bauphysik. Prognose des Wetters und des Sonnengangs. Charakteristika der Anlagentechnik (An- und Abfahrvorgänge). Bereitstellung optimaler Steuerdaten ( smart data ) zum Betrieb Keine Änderungen der bestehenden Haustechnik. Anbindung über die vorhandene GLT. Bereitstellung der Steuerdaten von MVC an die GLT über eine Schnittstelle. Rückmeldung der Ist-Werte für den permanenten Soll-Ist-Abgleich (Monitoring und Kalibrierung). Simulationsgestützte Optimierung im ITZ Dr. Angerhöfer 06.10.2016 Seite 5
KONZEPT UND PROJEKTUMFANG. Aufteilung in 27 Zonen. 463 Datenpunkte. 150 Steuerkanäle. 115 Monitoring TGA. 198 Monitoring Raumzustand. MVC-Steuerungsfunktionen. Sollwerte Heizungsanlagen. Sollwerte Lüftungsanlagen. Sollwerte Kühlanlagen. Simulationsgestützte Optimierung im ITZ Dr. Angerhöfer 06.10.2016 Seite 6
EINBINDUNG IN DIE BMW-GLT. Zenon Oberfläche. Anzeige, ob MVC aktiv ist. Anzeige der MVC- und GLT-Sollwerte. Simulationsgestützte Optimierung im ITZ Dr. Angerhöfer 06.10.2016 Seite 7
BENUTZEROBERFLÄCHE. Bedienung über grafische Oberfläche. Aktueller Status über Farbkartendarstellung mit interaktiver Symbolik. Einstellung der Raumklimaprofile. Änderung der Nutzungszeiten und internen Lasten Speicherung und Auswertung historischer Daten. Simulationsgestützte Optimierung im ITZ Dr. Angerhöfer 06.10.2016 Seite 8
VISUALISIERUNG. Zeitachsendarstellung zeigt Betriebsdynamik von Raumklima, Technik und Wetter. Prognose- und Messwerte können via Menü frei zusammengestellt und verglichen werden. Simulationsgestützte Optimierung im ITZ Dr. Angerhöfer 06.10.2016 Seite 9
ERGEBNISSE I: SOLL- ZU IST-TEMPERATURWERTE. Simulationsgestützte Optimierung im ITZ Dr. Angerhöfer 06.10.2016 Seite 10
WÄRME NACH BEDARF ZONENSTEUERUNG. Raumtemperatur nach Vorgabe erreicht Ab hier reichen externe und interne Lasten aus Grenzen Raumtemperatur. Außentemperatur. Raumtemperatur. Solare Strahlung. Bauteile West + Ost werden frühzeitig beheizt Bauteil Mitte wird später und geringer beheizt Außentemperatur. Vorlauftemperaturen (ist). Vorlauftemperaturen (soll). Solare Strahlung. Simulationsgestützte Optimierung im ITZ Dr. Angerhöfer 06.10.2016 Seite 11
ERGEBNISSE II: ENERGIEEFFIZIENZ IM ERSTEN BETRIEBSJAHR (FERNWÄRME). Wöchentlich abwechselnde Fahrweise (BMW-GLT/MVC). Hochrechnung auf ein Betriebsjahr: 1.200 MWh Einsparung in der Fernwärme*. Energieeinsparung gegenüber BMW-GLT: ~ 25 Prozent Fernwärme*. *(klima- und nutzungszeitenbereinigt) Simulationsgestützte Optimierung im ITZ Dr. Angerhöfer 06.10.2016 Seite 12
ERGEBNISSE III: BEHAGLICHKEITSKRITERIEN IM KÜHLLASTFALL. Verbesserte Behaglichkeitskriterien gegenüber Fahrweise der BMW-GLT. Keine Energieeinsparung im Stromverbrauch. Simulationsgestützte Optimierung im ITZ Dr. Angerhöfer 06.10.2016 Seite 13
ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK. Simulationsgestützte Optimierung: Reduzierung des Energieverbrauchs, Senkung der Energieverbrauchskosten. Deckelung der monatlichen Aufwendungen für den Contracting-Vertrag durch die Einsparungen sowie weitere Energiekostensenkung. Zusätzliche Vorteile für die BMW Group, wie frühzeitige Störungserkennung und Unterstützung des FM-Dienstleisters. Umstellung des wöchentlich alternierenden Betriebes auf MVC- Dauerbetrieb im ITZ (ab Mai 2016). Vereinbarung des Contracting-Vertrages auf eine Laufzeit von 5 Jahren. Umsetzung in einem weiteren Gebäude geplant: FIZ-Projekthaus, Baujahr 2004, etwa 90.000 m², MVC-Konzept mit 32 Zonen und 370 Datenpunkten. FIZ-Projekthaus, Innenansicht FIZ-Projekthaus Simulationsgestützte Optimierung im ITZ Dr. Angerhöfer 06.10.2016 Seite 14