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Modellbasierte Betriebsanalyse als Teil eines integrierten Energiemanagements

1. Projekttreffen ModBen

Fritz Schmidt and Roland Kopetzky

ennovatis GmbH Germany Freiburg, 20.07. 2007

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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

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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

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Aktueller Zeitplan

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Vom Benchmarking zur modellbasierten Betriebsführung

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Integration von DIN V 18599 in VEC-1

Calc18599

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Integration von DIN V 18599 in VEC-2

Calc18599

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Integration E+

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Energieampel Bürogebäude

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Energieampel Bürogebäude

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Test des Verfahrens am ennovatis Bürogebäude

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2D Modell des Gebäudes

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3D Modell des Gebäudes

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Thermisches Model 2D und 3D

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Energieausweis auf Basis des Verbrauchs

Energieausweis auf Basis des Verbrauchs

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Energieausweis auf Basis des Bedarfs

Energieausweis auf Basis des

Bedarfs

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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

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Empfehlung von Maßnahmen

Die Empfehlung von Modernisierungsmaßnahmen erfordert eine vertiefte Analyse, bei der mindestens eine der folgenden Vertiefungskomponenten durchgeführt sein muss: BegehungMehrzonen Modellierung Intelligente Verbrauchsdatenerfassung

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Empfehlung von Modernisierungsmaßnahmen

Empfehlung von Modernisierungs

maßnahmen

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Messkonzept im Testgebäude

Online Visualisierung

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Online Visualisierung

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Monatlicher Wasserverbrauch wächst mit Mitarbeiterzahl

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Täglicher Wasserverbrauch zeigt Anwesenheit

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Täglicher Stromverbrauch zeigt Anwesenheit

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Korrelation Verbrauch von Wasser und Strom

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Korrelation Verbrauch von Wasser und Strom

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Verbrauch Wärme absolut und witterungsbereinigt

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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

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Nutzenergiebedarf Wärme nach VDI 2067

Wetter Leipzig

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Nutzenergiebedarf Wärme nach DIN V 18599

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

-1,3 0,6 4,1 9,5 12,9

15,7

18,0

18,3

14,4

9,1 4,7 1,3Außentemperaturen

DIN

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Nutzenergiebedarf Wärme

Wetter München

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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.

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Energieampel Großpösna

[kWh/(m²a)]