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© ennovatis GmbH 1 Modellbasierte Betriebsanalyse Stand der Werkzeuge bei ennovatis 2. Projekttreffen ModBen F. Schmidt, U. Jahn und R. Kopetzky ennovatis.

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Präsentation zum Thema: "© ennovatis GmbH 1 Modellbasierte Betriebsanalyse Stand der Werkzeuge bei ennovatis 2. Projekttreffen ModBen F. Schmidt, U. Jahn und R. Kopetzky ennovatis."—  Präsentation transkript:

1 © ennovatis GmbH 1 Modellbasierte Betriebsanalyse Stand der Werkzeuge bei ennovatis 2. Projekttreffen ModBen F. Schmidt, U. Jahn und R. Kopetzky ennovatis GmbH Germany Stuttgart,

2 © ennovatis GmbH 2 Unsere Rolle im Projekt Im Rahmen des Projekts soll ein modellbasiertes Verfahren entwickelt werden, das einerseits die Randbedingungen der Praxis wie geringe Datengrundlage und Kostenschränkungen berücksichtigt. andererseits jedoch in der Lage ist weitgehend automatisiert die Energiebilanz des Gebäudes zu ermitteln, mögliche Einsparpotenziale zu identifizieren sowie den optimierten Betrieb zu überwachen. Das Verfahren soll an 5 Demonstrationsgebäuden evaluiert und über einen Zeitraum von 20 Monaten kontinuierlich verbessert werden. Ennovatis arbeitet an allen APs mit. Schwerpunkte sind AP 3 Erstellung der Basisversion des Verfahrens AP 4 Programmtechnische Umsetzung von Trainingsalgorithmen für die Modelle AP 5 Entwicklung von Algorithmen zur Betriebsoptimierung AP 6 Kontinuierliche Betriebsanalyse und Validierung des Verfahrens

3 © ennovatis GmbH 3 Vom Benchmarking zur modellbasierten Betriebsführung Auswahl des zu optimierenden Gebäudes - Klassifizierung Stufe 0 EA Erstellung eines Verbrauchsausweises Stufe 1 EA Erstellung eines Bedarfsausweises Mehr- zonen Model, Monatsbilanz Stufe 2 EA Erweiterung der Level 2 EA durch Kurzzeit Messungen Anlagensimulation auf Basis stündlicher Werte Detaillierte Beschreibung der inneren Lasten Ergebnis ist Stufe 3 EA Kurzzeit- durch Langzeitmessungen ersetzen (minimaler Datensatz), Kalibrierung des Bedarfsmodelles, regel- und modellbasiertes EM – Stufe 4 L1 L2 L3 L4 benchmarking Cont. Comm. analysing auditing

4 © ennovatis GmbH 4 Stand der Werkzeuge Ziel Aufzeigen von Wegen zur Beurteilung des aktuellen Verbrauches Aufdecken von Verlusten und ineffizientem Betrieb Wege Intelligent Monitoring Regelbasierte Überwachung Hardware Software Modelbasierte Überwachung EnEV+ EnergyPlus VEC-VDI 2067

5 © ennovatis GmbH 5 Intelligent Monitoring Vorraussetzung Zeitlich hoch aufgelöste Daten Darstellung in verschiedenen Kontexten Beurteilung und Ableitung von Massnahmen Sachverständige Nutzer Energiemanager Beispiele EM Portal ISE Visualisierung Vor- und Nachteile + verfügbar - ermüdend und wenig effektiv bei funktionierendem Betrieb

6 © ennovatis GmbH 6 Intelligent monitoring Wohnungen

7 © ennovatis GmbH 7 Regelbasierte Überwachung

8 © ennovatis GmbH 8 Regelbasierte Überwachung - Hardware neuen Entwicklungen bei der Smartbox Alle relevanten Verbraucherdaten können erfasst werden Erkennung von Defekten, Fehlern, Unregelmäßigkeiten oder unnötigen "Energiefressern" durch die permanente Beobachtung von Lastgängen. So fallen ungewollte oder zu hohe Energieverbräuche sofort auf und können umgehend – mit oft sehr einfachen und kostengünstigen Mitteln –beseitigt werden. Störmeldungsmanagement, wie permanente Kennwertvergleiche, automatische Signalisierung der Störung, z.B. durch SMS, oder Schaltausgang. Schalten von Relais aufgrund von vordefinierten Ereignissen. Kabellose Verbindung zu Datenerfassungsgeräten über smartModule

9 © ennovatis GmbH 9 Übersicht Funktionalitäten RS 232 M-Bus fähige Endgeräte Lüftung Geräte Heizung 2x Relais on Board M-Bus Pegelwandler AD-Wandler Temperaturen 8 Eingänge Pulse/Status 8 Eingänge 24 x direkt Berichte, Vertragskontrolle, Bedarfsberechnungen, etc. Ethernet/RS232/RS485 GSM/Bluetooth Modem/ISDN Störmeldungen SMS, , E/A Modul, Relais ennovatis Planning & Controlling bis zu 480 Endgeräte bis zu 32 Feldbusgeräte direkt ansprechbar RS 485 Feldbus E/A

10 © ennovatis GmbH 10 ennovatis Smartbox Standardfall Auswertung der Daten über Smartbox Manager Erfassung von Strom. Gas, Wasser über Impulse von den Zählern PT 1000 Erfassung der Außentemperatur oder ennovatis Controlling

11 © ennovatis GmbH 11 ennovatis Smartbox Heizungssteuerung RS 485 Bus Raumtemperatur + Sollwertsteller Vorlauffühler Pumpe Motormischer Anschluss Außenfühler Komponenten: Zur Ansteuerung der Heizkreise werden Vorlauftemperatur, Außentemperatur, Raumtemperatur, Raumsolltemperatur sowie aktive Komponenten wie Heizungs- pumpe und Motormischer benötigt. Feldbusmodule, angesteuert über die RS485 Busleitung, führen die Befehle der Smartbox aus. So lassen sich dann sehr elegant Regelalgorithmen implementieren, die ganz oder teilweise die Steuerung von Heizungsanlagen oder Solaranlagen ersetzen können. Entsprechende Hilfsmittel und Routinen sind in dem ennovatis Firmware* Steuerungs- und Regelpaket enthalten. *Art Steuer- und Regelungspaket

12 © ennovatis GmbH 12 Leckage-Meldung über M-Bus Zähler M-Bus RS232 Programmierung einer Leckagemeldung: 1.Zeitprogramm festlegen, z.B. von 0 Uhr bis 2 Uhr 2.Wasserzähler so konfigurieren, dass die Durchflussleistung übertragen wird. 3.mit einem Rechner Zeitprogramm und Leistung verbunden. 4.Rechnerausgang einem Verzögerungsmodul übergeben, damit kurzfristige Durchflüsse kein Fehlalarm auslösen 5.Dann die Verzögerung beliebigen Ausgangsmodulen zuweisen. &

13 © ennovatis GmbH 13 ennovatis Smartbox Klimaregelung Je nach Feuchteverhältnis im Zu- und Abluftkanal sowie den herrschenden Temperaturverhältnissen, kann in der Smartbox ein energetisch optimiertes Betriebsverhalten programmiert werden. Die zentrale Zu- und Abluftanlage kann so entweder über ein 0-10 V oder über Stufenschalter den Nutzungs- bedingungen jederzeit und automatisch angepasst werden. Intranet Feuchte- und Temperatursensoren im Zu- und Abluftkanal

14 © ennovatis GmbH 14 Regelproblem Solaranlagen erkennen Typisches Solaranlagenschemata: Dokumentation der Betriebsweise: 1.Beginn der solaren Speicherladung 2.Temperatur im Speicher sinkt, da Durchmischung stattfindet 3.Temperatur sinkt so stark, dass Heiz- kessel die Warmwasserbereitung startet, obwohl 4.kein Trinkwasserverbrauch vorhanden 5.In Folge sinkt die solare Leistung, da die mittlerer Speichertemperatur angehoben wurde. Sensorleitungen

15 © ennovatis GmbH 15 Regelproblem mit der ennovatis Smartbox lösen In der Smartbox folgende Regel aufzustellen: + Wenn Solaranlage (Durchfluss) in Betrieb und + Speichertemperatur größer 35°C, dann + Relais öffnen um der Kesselsteuerung eine höhere Speichertemperatur vorzugaukeln um damit die ungewollte Speicherladung durch den Kessel zu verhindern. Pumpenspannung oder Durchfluss- geber der Leistungsmessung auf Smartbox aufschalten. R In die Sensorleitung des Kessels zur Messung der Trinkwassertemperatur einen regelbaren Widerstand in Serie einbauen (ca. 1 kOhm) und über ein paralleles Relais kurzschließen.

16 © ennovatis GmbH 16 Smart Module M-Bus Daten werden per Funk übertragen ennovatis SmartModul mit integriertem M-Bus Pegelwandler (Option) ennovatis SmartModul mit RS232 Schnittstelle (Standardgerät) 230V~ Netz Funkstrecke bis zu 300m bei freier Sicht M-Bus Protokoll auf RS V~ Netz Sender und Empfänger sind gleicher Gerätetyp (Variationen sind möglich) Übertragungsprotokoll: M-Bus nach EN Standardgerät verfügt über zwei Temperatureingänge zwei Analogeingänge, sowie über zwei Digitaleingänge

17 © ennovatis GmbH 17 Regelbasierte Überwachung - Software Vorgehen wie bei intelligent monitoring aber jetzt auch Aktionen möglich wie z.B. Benachrichtigung Hausmeister Darstellung Ergebnisse zur weiteren Analyse Nachricht an smartbox

18 © ennovatis GmbH 18 Modelbasierte Überwachung – EnEV+ Aktuelle Version Hauptneuerungen Stand der Energieausweiserstellung Hauptdefizite

19 © ennovatis GmbH 19 Modelbasierte Überwachung - EnergyPlus Vergleich der Ergebnisse mit EnEV+ siehe EM Portal Datentausch für Gebäude über IFC Schnittstelle möglich Modellierung von Anlagen und Anlagensteuerungen beschränkt Konsequenz keine weitere Arbeit auf diesem Bereich Übergang zu IDA/ICE

20 © ennovatis GmbH 20 Modelbasierte Überwachung – VEC VDI 2067 Aktuelle Version Hauptneuerungen Stand der Energieberichterstellung siehe EM Portal Hauptdefizite Anlagensimulation Detaillierte Erfassung der Nutzungsbedingungen

21 © ennovatis GmbH 21 Gasverbrauch witterungsbereinigt und absolut

22 © ennovatis GmbH 22 Witterungsbereinigter Energieverbrauch und Energiebedarf

23 © ennovatis GmbH 23 Wasserverbrauch gemessengerechnet

24 © ennovatis GmbH 24 Stromverbrauch AugustkWh


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