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

 

Details

Projektzeitraum 01.10.2016 - 31.12.2019
Fördergeber FFG
Förderprogramm Stadt der Zukunft
Department

Department für Integrierte Sensorsysteme

Zentrum für Verteilte Systeme und Sensornetzwerke

Projekt­verantwortung (Donau-Universität Krems) Dipl.-Ing. Albert Treytl
Projekt­mitarbeit Roman Beigelbeck Dipl.-Ing. Dr. Samir Cerimovic Dr. Thomas Glatzl, MSc Priv.-Doz.Dipl.-Ing.Dr. Thilo Sauter

Publikationen

Cerimovic, S.; Treytl, A.; Glatzl, T.; Beigelbeck, R.; Keplinger, F.; Sauter, T. (2019). Development and Characterization of Thermal Flow Sensors for Non-Invasive Measurements in HVAC Systems. Sensors 2019, Vol. 19(6): doi: 10.3390/s1906139

Cerimovic, S.; Treytl, A.; Glatzl, T.; Beigelbeck, R.; Keplinger, F.; Sauter, T. (2018). Thermal flow sensor for non-invasive measurements in HVAC systems. Proceedings 2018, MDPI

Cerimovic, S.; Treytl, A.; Glatzl, T.; Beigelbeck, R.; Keplinger, F.; Sauter, T. (2018). Thermal Flow Sensor for Non-Invasive Measurements in HVAC Systems. In: Eurosensors, Proceedings Eurosensors 2018: 827, TU Graz, Graz

Glatzl, T.; Beigelbeck, R.; Cerimovic, S.; Steiner, H.; Treytl, A. (2018). Finite Element Method Simulation and Characterization of a Thermal Flow Sensor Based on Printed Circuit Board Technology for Various Fluids. mdpi proceedings, Vol. 2: 833

Sauter, T.; Treytl, A.; Diwold, K.,; Molnar, D.; Lechner, D.; Krammer, L.; Derler, B.; Seidl, C.; Wenig, F. (2018). Getting Fit for the Future: Optimizing Energy Usage in Existing Buildings by Adding Non-Invasive Sensor Networks. IEEE, proceedings ISIE 2018: 963-968, IEEE, Cairns

Glatzl, T.; Cerimovic, S.; Treytl, A. (2017). Thermal Flow Sensor Based on Printed Circuit Board Technology for Aqueous Media. Yurish, S.S., Proceedings of the 3rd International Conference on Sensors and Electronic Instrumentation Advances: 232-236, IFSA Publishing

Krammer, L.; Diwold, K.; Lechner, D.; Treytl, A.; Cerimovic, S.; Derler, B.; Seidl, C.; Wenig, F. (2017). Large-scale Energy Optimization of Buildings based on non-invasive Sensors. Department Energie-Umweltmanagement, FH Burgenland, Science.Research.Pannonia, Band 21, Zukunft der Gebäude: 99-108, leykamverlag

Wenig, F.; Heschl, C.; Glatzl, T.; Sauter, T. (2017). Numerical and experimental characterization of a novel low-cost thermal air flow sensor. IEEE, IECON 2017 - 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society: 3633-3637

Vorträge

Thermal Flow Sensor for Non-Invasive Measurements in HVAC Systems

Eurosensors 2018 Conference, Graz, Austria, 10.09.2019

Finite Element Method Simulation and Characterization of a Thermal Flow Sensor Based on Printed Circuit Board Technology for Various Fluids

Eurosensors 2018, Graz, Österreich, 10.09.2018

Thermal flow sensor for non-invasive measurements in HVAC systems

Eurosensors 2018 Conference, Graz, Austria, 9–12 September 2018, 10.09.2018

Smart Printed and Noninvasive Thermal Sensors for HVAC Monitoring

Guest Lecture, Aalto University, Finnland, 26.04.2018

Large-scale Energy Optimization of Buildings based on non-invasive Sensors

Konferenz e-nova 2017 in Pinkafeld, 24.11.2017

Numerical and experimental characterization of a novel low-cost thermal air flow sensor

IECON 2017 - 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Peking, 02.11.2017

Thermal Flow Sensor Based on Printed Circuit Board Technology for Aqueous Media

Konferenz SEIA 2017 in Moskau, 21.09.2017

Citrate anticoagulation and activation of the complement system.

ESAO 2006, Umea, Sweden, 24.06.2006

Team

Projektpartner

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