optimieren statt investieren Betriebsoptimierung von HLK-Anlagen mit Gebäudemodellierung und Wettervorhersage MeteoViva® Climate 06.03.2014 29.08.2012

Situation heute Kostentreiber Natur Kostentreiber Markt Zunahme extremer Wetterdynamik Zunahme der Dynamik in Energieversorgungsnetzen Kostentreiber Markt Energiepreissteigerung >10% pro Jahr Druck auf Kaltmieten und Immobilienbewertung Kostentreiber Mensch Komplexe Technik schwer zu bedienen Motto „Hauptsache keine Beschwerden!“

Forschung AG Solar NRW 1995 Raumklima Konsequenz 90 Prozent seiner Lebenszeit verbringt der Mensch in geschlossenen Räumen. Raumklima Messungen aus Wohn- und Bürohaus Weiblen in Issum liefern grund- legende Erkenntnisse Raumklima lebt dynamisch mit dem Wetter und der Nutzung Wärmespeicherung verzögert und dämpft die Dynamik Konsequenz Komfortables Raumklima und Energieeffizienz verlangen vorausschauende Fahrweise der Technik auf Basis von Wettereinfluss Nutzungsart und -zeiten thermische Energiebilanz Innenraum Die Idee zur MeteoViva Climate kam von dem Geschäftsfreund Rolf-Diether Weiblen, Issum, der seit der 1. Ölkrise das TriSolar-System entwickelt hat. Es handelt sich dabei um ein Solarhaus-Konzept, bei dem die Lebensräume (Wohnzimmer, Kinderzimmer, Büroräume) auf die Sonnenseite eines Hauses gelegt werden, der Boden mit Fußbodenaktivierung zum Heizen und Kühlen ausgestattet ist und raumweise mechanisch gelüftet wird. Das Sonnenhaus ist dabei schwerpunktmäßig im Süden verglast, es wirkt also wie ein Solarkollektor. Diese sog. „TriSolar“-Häuser (www.trisolar.de) hatten schon 1986 einen Heizwärmeverbrauch, der auf dem Niveau des heutigen Passivhaus-Standards liegt. Der Wärmehaushalt des Sonnenhauses zeigt die starke Wetterabhängigkeit dieses modernen Konzeptes. Auf die Frage von Markus Werner in seiner Zeit am Solar-Institut Jülich, was es denn dann überhaupt noch für energieeffizientes Bauen zu entwickeln gäbe, kam folgende Antwort: Herr Weiblen stellte in seinem Büro- und Wohnhaus in Issum fest, dass seine Wärmepumpe morgens pauschal nach Zeitschaltuhr und Außentemperaturfühler anspringt, egal ob gleich die Sonne um die Ecke kommt und durch die großzügig verglaste Südfassade die Räume aufheizen wird oder eben nicht. Seine Überlegung: einfach einen Schaltkontakt mit der Wärmepumpe koppeln, der nach Wettervorhersage die WP freigibt oder sperrt. Sehr schnell war Markus Werner klar, dass das allein nicht reicht: Ein dynamisch rechnendes Simulationsmodell für das bauphysikalische Verhalten des realen Gebäudes inkl. Anlagentechnik musste her, um damit die optimale Fahrweise der Heizungsanlage VORAUSzuberechnen. Diese Erkenntnis war die Geburtsstunde von „LACASA“ und dem Verfahren, das in der Patentschrift in 2000 zum Patent angemeldet worden und in 2006 als EU-Patent erteilt wurde.

Konventionelle Regelung Unterschiede Konventionelle Regelung Prinzip „Reaktion“ auf momentane Messwerte Wärme in Bereitschaft Kennlinien für Bauphysik + interne Last Fest eingestellte Tag-/ Nacht-Betriebszeiten Nachteile Starker Raumtemperatur-Swing Raumtemperatur läuft Wetter hinterher Überdimensionierte Anschlussleistung Erhöhte Energiekosten Vorausschauende Fahrweise Prinzip „Aktion“ mit simulierten Sollwerten Wärme nach Bedarf Rechenmodell für Bauphysik + interne Last Dynamische Tag-/ Nacht-Betriebszeiten Vorteile Kleiner Raumtemperatur-Swing Raumtemperatur identisch Wunschtemperatur Deutliche Senkung Anschlussleistung Deutliche Senkung Energiekosten Die Grafiken sind MESSkurven der ETH Lausanne aus Versuchen im LESO-Laborgebäude, Lausanne im Winter 1991/92. Der Unterschied zwischen reaktiven System (die Raumtemperatur läuft dem Wetter hinterher) und vorausschauenden System ist deutlich sichtbar. Die WVS kann das Wetter positiv nutzen, während das Wetter bei der konventionellen Regelung zum Komfortproblem wird. Die WVS erzielt ein besseres Raumklima mit geringstmöglichem Energieeinsatz. Die längere Lebensdauer - beispielsweise von Kompressoren von Kältemaschinen - begründet sich darin, dass durch die WVS eine vorausschauende sanftere Fahrweise ermöglicht wird, so dass sich die Laufzeiten der Anlagen erhöhen, Leistungsspitzen und das Takten der Maschinen reduziert werden. Damit senkt die WVS auch die Wartungs- und Erneuerungskosten.

MeteoViva® Climate Der Mensch im Mittelpunkt! wirtschaftlich ganzheitlich nutzerfreundlich transparent Stets optimales Raumklima Einsparung 15..40% der Energiekosten und CO2-Emission Payback 3..36 Monate ohne Risiko durch Einspargarantie Nutzerfreundlich durch einheitliches „Look & Feel“ MeteoViva in einem Satz: MeteoViva® Climate stimmt Energie und Frischluft optimal auf den Bedarf im Gebäude ab! Dies kann MeteoViva® Climate vorausschauend und (Zeit-)punktgenau. Die Wirkung überzeugt mit optimalen Raumklima, erheblichen Energiekosteneinsparungen, sanfterem Anlagenbetrieb und sehr kurzer Amortisationszeit. An die vorhandene Anlagentechnik koppeln wir getreu dem Motto „Optimieren statt Investieren“ über eine Vielzahl möglicher Schnittstellen an. Die Nachrüstung ist so in jedem Gebäude möglich.

Integriert alle Systeme ganzheitlich Rechenmodell erfasst Energie- und Leistungspreise Prognose von Nutzung und interne Last Gebäudedesign und Bauphysik Prognose von Wetter und Sonnengang Anlagen- und Regelungstechnik Integriert alle Systeme Verschattung der Fassade Heizung - Lüftung - Kühlung Erzeugung von Wärme und Kälte Optimiert laufenden Betrieb Europapatentiertes Verfahren Kern ist das Rechenmodell Regelt nicht - steuert aktiv!

transparent Monitoring Metering Überwacht und dokumentiert den Betrieb Simulation ist dynamische Referenz für technisch einwandfreien Betrieb Meldet proaktiv Fehlfunktionen der Gebäudeanlagentechnik bevor es der Gebäudenutzer im Raumklima merkt! Alarm per Email oder SMS Verhindert Nutzerbeschwerden Verhindert Folgeprobleme in den Anlagen Metering Dokumentiert das Raumklima Illustriert den Betrieb der Gebäudetechnik Macht Verbrauch sichtbar Liefert objektive Leistungsnachweise

MeteoViva® Climate macht es anschaulich transparent MeteoViva® Climate macht es anschaulich Monitor im Foyer zeigt Passanten aktuelle Zonentemperaturen Instrument zur Vorbeugung unbegründeter Beschwerden Instrument zum „Abholen der Gebäudenutzer“ gut optimiert schlecht optimiert Die Visualisierung vor Ort ist eine WVS Option und für den Betrieb nicht notwendig Sie hilft, die Akzeptanz des Systems zu erhöhen in Umfeldern, in denen „Neues“ oftmals erst einmal kritisch bewertet werden.

nutzerfreundlich Gesundes Raumklima Aktion statt Reaktion! Wärme nach Bedarf statt Wärme auf Bereitschaft Verhindert Über- oder Unterschreiten gewünschter Raumtemperaturen

nutzerfreundlich Bedienung Internetportal „Mein MeteoViva®“ Einheitliches „Look & Feel“

MeteoViva® Climate ist für JEDES Gebäude geeignet! wirtschaftlich Implementierung Für Bestands- und Neubauten Dockt an vorhandene Automation an Funktioniert herstellerunabhängig Mit allen marktgängigen Automationssystemen kombinierbar 3-36 Monate Payback Betrieb Optimiert den Betrieb der Gebäudetechnik 1. nach Raumklima 2. nach Energiekosten 15-40% Senkung der Energiekosten durch aktives Energiemanagement Einspargarantie! MeteoViva® Climate ist für JEDES Gebäude geeignet!

MeteoViva® garantiert eine Mindesteinsparung! Welche Sicherheit hat der Kunde? Kunde hat null Risiko! EEP – Energie Einspar Protect Garantiesumme deckt Risiko aus Investition und Betrieb ab Ergibt am Ende des 1. Betriebsjahres die Hochrechnung der erzielten Einsparung auf die Initiallaufzeit (z.B. 4 Jahre) weniger als die Garantiesumme, wird die Differenz sofort von der Versicherung ausgezahlt Leistungsnachweis ist Vertrags- bestandteil, ermittelt nach festgelegten Methoden die erreichte Einsparung im 1. Betriebsjahr KlimaProtect / HDI Gerling decken das wirtschaftliche Risiko dieser Garantieerklärung MeteoViva® garantiert eine Mindesteinsparung!

Verbindliches Angebot Installation + Abnahme erfolgsabhängig oder fix Projektablauf Vertrieb Richtpreis-angebot 1-2 Wochen kostenlos Projektierung Verbindliches Angebot 2-4 Wochen 4-12 Ingenieurtage Setup Installation + Abnahme 6-10 Wochen 2.500 – 5.000 €/Zone Betrieb Leistungs-nachweis nach 3 und 12 Monaten erfolgsabhängig oder fix MeteoViva® Climate Implementierung in 2-4 Monaten möglich! Leistungsnachweis Nach 3 Monaten erste Zwischenbilanz, um Kunde zu motivieren, parallel schon weitere Gebäude mit MeteoViva® Climate auszustatten. Das beschleunigt den Vertriebsprozess! Nach 12 Monaten Bilanz gemäß Leistungsnachweis, um Erfolg von MeteoViva zu bestätigen und zu prüfen, ob ein Versicherungsfall eingetreten ist.

Implementierung vor Ort Mit MeteoViva® Climate docken wir an vorhandene, heterogen über die Zeit gewachsene Anlagentechnik an. Es wird in der vorhandenen (funktionsfähigen!) Automations- und Anlagentechnik nichts umgebaut. Für die digitale Kopplung an eine Gebäudeleittechnik müssen die relevanten Datenpunkt via BUS übertragen werden. Dies wird jeweils vom Lieferanten der GLT programmiert. Somit koppeln wir mit sehr geringem Aufwand an JEDE Anlagentechnik an! Das macht MeteoViva® Climate für den Gebäudebestand so attraktiv.

Einfacher geht´s nicht ! Implementierung vor Ort Beispiel: Sparkasse am Niederrhein, Filiale Orsoy 650m² BGF, Baujahr 2000 Wärmepumpe, Erdsonden, Lüftungstechnik, Gastherme Einzelregler 13 Datenpunkte Einfacher geht´s nicht ! In der Sparkasse Orsoy wurde eine ANALOGE elektrische Kopplung an die vorhandenen Regler der Wärmepumpe, Lüftungsanlage, Gastherme und Sommer-Winter-Umschaltung realisiert. Die dazu erforderliche I/O-Module konvertieren das LON-Bus-Signal aus der MeteoVivaBox in 0…10Volt und umgekehrt. Die Temperaturmessungen erfolgen mit Pt1000 Sensoren.

Implementierung vor Ort Beispiel: Finanzamtszentrum, Aachen 30.000 m² BGF, Baujahr 2005 Fernwärme, 10 Heizkreise, Heizkörper, BKA PRIVA GLT 183 Datenpunkte Netzteil + Modem MeteoVivaBox Optional: I/O-Module

Implementierung vor Ort Beispiel: Finanzamtszentrum, Aachen Leitrechner vor Ort bekommt für jede Zone einen Schalter für MeteoViva® Climate Jeder Heiz- und Lüftungskreis kann einzeln von konventionell auf MVC umgeschaltet werden

MeteoViva® Climate = maximaler Komfort + minimale Kosten! Besseres Chart notwendig „Proof of Concept“-Referenzen Temperatur Schalterhalle (Woche) Sparkasse am Niederrhein, Orsoy 650 m² - 1 Zone – Baujahr 2000 Klimakostensenkung -44% < 1K Abweichung zwischen Prognose und Messung Vorausschauende Betriebsoptimierung übertrifft alle Erwartungen! MeteoViva® Climate = maximaler Komfort + minimale Kosten!

Referenzen Ministerium Bauen Verkehr, Düsseldorf Baujahr 1933 - 16.230 m² - 7 Zonen Heizkostensenkung -15% Finanzamtszentrum Aachen Baujahr 2005 - 30.500 m² - 10 Zonen Heizkostensenkung -17% Der BLB NRW hat schon jetzt veröffentlicht, dass für den Fall des Projekterfolges er weitere Gebäude in NRW mit MeteoViva® Climate ausstatten möchte. Er unterhält ca. 10 Mio. m² vermietete Nutzfläche in ca. 4.500 Gebäuden in NRW.

Referenzen ICE-Halle, Werk Krefeld Richthalle 2, Werk Krefeld Baujahr 1910 - 10.500 m² - 5 Zonen Heizkostensenkung -26% ICE-Halle, Werk Krefeld Baujahr 1998 - 9.285 m² - 8 Zonen Heizkostensenkung -41%

Referenzen Zentralgebäude Ost, Düsseldorf Baujahr 1998 - 9.200 m² - 3 Zonen Klimakostensenkung -39% Lise Meitner Gymnasium, Stadt Willich Baujahr 1998/2003 - 11.600m² - 4 Zonen Heizkostensenkung -24%

Referenzen Hauptstelle Sparkasse Düren Baujahr 1980 - 6.500 m² - 14 Zonen Klimakostensenkung -25% Deutlich zufriedenere Mitarbeiter Konventionell Mit MeteoViva Konventionell Mit MeteoViva Heizenergie Elektrische Energie

In Betrieb / in Vorbereitung Referenzen In Betrieb / in Vorbereitung Bethel Heimstättenwerk, Bielefeld BIMA, Bonn BLB NRW, Düsseldorf BMW, München Centerparks, Bispingen Centro Oberhausen CSB, Geilenkirchen Daimler AG, Mannheim EZB Neubau, Frankfurt/Main REWE, Köln-Porz Regierung Unterfranken, Bayern Stadt Jülich Technologiezentrum Jülich Volkswagen, Wolfsburg …

Vielen Dank für Ihr Interesse und Ihre Aufmerksamkeit! optimieren statt investieren www.meteoviva.com Markus Werner Vielen Dank für Ihr Interesse und Ihre Aufmerksamkeit!