Optimierung der Gebäudeenergieeffizienz durch modellbasierte Energiestromanalyse mit non-invasiver Sensorik

Gebäudeanlagen laufen oft jahrelang und unbemerkt in suboptimalen Betriebszuständen und verursachen dadurch erhebliche Betriebskosten und Ressourcenverschwendung. Mit Ausnahme des Totalversagens von Systemen (z.B. Raum wird nicht mehr geheizt) bleiben Optimierungspotentiale weitgehend unbemerkt. Für Energiedienstleistungen, z.B. in Form des Einspar-Contractings, ist sowohl eine Quantifizierung der Effizienzsteigerung als auch die Identifikation von Optimierungsmöglichkeiten und damit einhergehenden Kosteneinsparungen unumgänglich. Durch Monitoring relevanter Messdaten (Vor- und Rücklauftemperaturen, Wärmemengen, Betriebsstrom etc.) kann der Gebäudebetrieb optimiert und damit die Senkung des Primärenergiebedarfs realisiert werden.

OptiMAS untersucht wie durch eine modellbasierte Energiestromanalyse und unter Berücksichtigung der neuesten Entwicklungen am Sensorikmarkt bestehende Gebäude unabhängig von den verwendeten HLK-Systemen und deren Automationskomponenten überwacht, die Daten analysiert und Parameter für eine Optimierung des Gebäudebetriebs abgeleitet werden können. Die Analyse der Energiestromverteilung in den hydraulischen Netzen der Gebäude und Gebäudekomplexe ist ein Indikator für eine Vielzahl gebäudetechnischer Mängel. Der „open-loop“-Ansatz hat den Vorteil, dass keine Anforderungen an die HLK-Anlage ge-stellt werden und Änderungen am Hydrauliksystem und nachfolgende rechtliche Aspekte (z.B. Gewährleistungsansprüche, Haftungen für Umbauten) entfallen.

Die kostengünstige und räumlich sowie zeitlich detailliert aufgelöste Energiestromerfassung in hydraulischen Netzwerken stellt eine wesentliche Innovation von OptiMAS dar. Erreicht wird dies durch den minimalen Einsatz von non-invasiven Sensoren und einem modellbasierten Ansatz zur Ableitung der vollständigen Energieströme sowie semi-automatisierten Analyseverfahren zur Lokalisierung von Optimierungspotentialen.

In der Sensorik sollen Grundlagen geschaffen werden, um low-cost Anlegesensoren sowohl für die Temperatur als auch die ultraschallbasierte Durchflussmessung verwenden zu können. Die modellbasierte Energiestrombestimmung zeichnet sich dadurch aus, dass sie einerseits mit minimalen Messpunkten/Sensoren auskommt und andererseits eine detaillierte Quantifizierung ermöglicht. Als Besonderheit werden thermisch aktivierte Speichermassen erfasst, die auch dem zukünftigen Einsatz von Gebäuden zur Speicherung von volatiler PV- oder Windenergie Rechnung tragen. Mit dem OptiMAS Ansatz kann das Optimierungspotential von Einzelgebäuden bis hin zu ganzen Arealen und Stadtteilen erfasst, lokalisiert und durch Anpassung von Systemparametern höchstmögliche Energie- und Ressourceneffizienz sichergestellt werden.

OptiMAS kann modular zur Erhebung der Energieeffizienz, Optimierung des Gesamtenergieverbrauchs bis zu einer Senkung der Lebenszykluskosten eingesetzt werden.

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Forschung Burgenland

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