Modellbasierte Betriebsanalyse als Teil eines integrierten Energiemanagements

1. Modellbasierte Betriebsanalyse als Teil eines integrierten Energiemanagements 1. Projekttreffen ModBen Fritz Schmidt and Roland Kopetzky ennovatis GmbH Germany Freiburg, 20.07. 2007

2. ennovatis GmbH • Kompetenz: • Entwicklung von Software für Gebäudesimulation • und Energieüberwachung, Entwicklung/Produktion eines • eigenen Datenlogger • Gründung: • 2000 Stuttgart, Ausgründung aus der Universität Stuttgart (z.Z. an 6 Forschungsvorhaben beteiligt) • Standorte: • Leipzig & Stuttgart (Kornwestheim) • Services Partner Netzwerk in Deutschland, Österreich und der Schweiz

3. 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 AP‘s 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

4. Aktueller Zeitplan

5. Vom Benchmarking zur modellbasierten Betriebsführung

6. Integration von DIN V 18599 in VEC-1 Calc18599

7. Calc18599 Integration von DIN V 18599 in VEC-2

8. Integration E+

9. Energieampel Bürogebäude

10. Energieampel Bürogebäude

11. Test des Verfahrens am ennovatis Bürogebäude

12. 2D Modell des Gebäudes

13. 3D Modell des Gebäudes

14. Thermisches Model 2D und 3D

15. Energieausweis auf Basis des Verbrauchs Energieausweis auf Basis des Verbrauchs

16. Energieausweis auf Basis des Bedarfs Energieausweis auf Basis des Bedarfs

17. Vergleich Verbrauchsausweis - Bedarfsausweis • Beide Verfahren haben vor und Nachteile • Unabhängig von der Art der Erstellung des Ausweises kommt heraus, dass das Testgebäude hinsichtlich der Energie ein eher durchschnittliches Verhalten zeigt. Vergleicht man den Bedarf an Endenergie Gas (144,9 kWh/m2*a) mit dem witterungsbereinigten Verbrauch (119 kWh/m2*a) und bedenkt man die klimatischen und nutzungsbedingten Unsicherheiten, so ist die Übereinstimmung überraschend gut

18. Empfehlung von Maßnahmen Die Empfehlung von Modernisierungsmaßnahmen erfordert eine vertiefte Analyse, bei der mindestens eine der folgenden Vertiefungskomponenten durchgeführt sein muss: • Begehung • Mehrzonen Modellierung • Intelligente Verbrauchsdatenerfassung

19. Empfehlung von Modernisierungsmaßnahmen Empfehlung von Modernisierungsmaßnahmen

20. Messkonzept im Testgebäude Online Visualisierung

21. Online Visualisierung

22. Monatlicher Wasserverbrauch wächst mit Mitarbeiterzahl

23. Täglicher Wasserverbrauch zeigt Anwesenheit

24. Täglicher Stromverbrauch zeigt Anwesenheit

25. Korrelation Verbrauch von Wasser und Strom

26. Korrelation Verbrauch von Wasser und Strom

27. Verbrauch Wärme absolut und witterungsbereinigt

28. Einsatz des 3D Gebäudemodels Das 3D Gebäudemodel kann im Rahmen von VEC auf vielfältige Weise genutzt werden • Erzeugung des thermischen Models für Bedarfsrechnungen nach DIN V 18599 • Erzeugung des thermischen Models für Bedarfsrechnungen nach VDI 2067 • Erzeugung eines thermischen Models für Verbrauchsrechnungen nach VDI 2067 • Erzeugung eines thermischen Models zur Berechnung des Komponentenverhaltens mit E+ • Visualisierung der Ergebnisse - Energieampel • Veranschaulichung der Messergebnisse für Mieter und Besitzer

29. Nutzenergiebedarf Wärme nach VDI 2067 Wetter Leipzig

30. Nutzenergiebedarf Wärme nach DIN V 18599 Außentemperaturen DIN

31. Nutzenergiebedarf Wärme Wetter München

32. Erste Schlußfolgerungen • Wir können das geometrische Modell für die DIN V 18599 dazu nutzen sowohl Berechnungen des Bedarfs als auch des Verbrauches durchzuführen • Aus den Verbrauchsdaten kann auf die inneren Lasten geschlossen werden • Damit müssen dann die Profile zur Berechnung des Verbrauches an die tatsächliche Nutzung angepasst werden • Wir hoffen damit den tatsächlichen Verbrauch bis auf 5% berechnen zu können • Dann können von den stündlichen Verbrauchsdaten Maßnahmen abgeleitet werden, die die Energieeffizienz in diesem Fehlerbereich erhöhen • Dies erfordert dass wir Regeln entwickeln, die dazu helfen, das Gebäude und seine technischen Systeme so zu modellieren, dass diese Genauigkeit sinnvoller Weise angestrebt werden kann.

33. Energieampel Großpösna [kWh/(m²a)]