EffMon – Effizientes Monitoring und optimierte Betriebsführung von Liegenschaften

© Fraunhofer IOSB
Cover des Leitfadens
Der Leitfaden »Effizientes Monitoring von Energiedaten im Bereich des Facilitymanagements« steht hier als Download zur Verfügung.

Kurzbeschreibung des Projekts

Beim Betrieb von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen des Nutzgebäudebestands ist häufig festzustellen, dass sowohl Wärme- und Kältebereitstellung als auch die Einzelraumregelungen sehr konservativ parametriert sind und die Räume nicht bedarfsgerecht beheizt bzw. gekühlt werden. Die dauerhafte Überwachung und Optimierung durch Fachpersonal ist meist nicht rentabel. Durchgängige und kostengünstige Lösungen für den Gebäudebestand stehen nicht in der gewünschten Form zur Verfügung. Im Projekt soll daher eine durchgängige Wertschöpfungskette zum effizienten Monitoring und einer optimierten Betriebsführung von Liegenschaften aus dem Gebäudebestand mit gering-investiven Maßnahmen realisiert werden. Perspektivisch wird ein Betreuungsschlüssel von etwa 1:50 angestrebt. d.h. ein Energiemanager betreut 50 Objekte.
 

Projektziele

Unser Anspruch:

  • Monitoring einfach und effizient
  • Vom Messstellenkonzept über automatisierte Auswertungen bis zur Betreuung
  • Datenerfassung in hoher zeitlicher Auflösung

Unsere Zielgruppen:

  • Betreiber von Liegenschaften
  • Energiemanager
  • Berater
  • Architekten und Planer

Unsere Demonstrator-Liegenschaften:

Wir zeigen das effiziente Monitoring an Liegenschaften unterschiedlicher Größe auf - bei zwei größeren Kliniken, bei einem großen sowie einem kleineren Industrie-Unternehmen

Ihre Vorteile und Ihr Nutzen

  • Reduzierung des Energieverbrauchs um 10- 20%
  • Automatisierte Analyse und Dokumentation der Energie- und Betriebsdaten
  • Controlling der Energieziele z.B. nach ISO 50001, EMAS
  • Zugriff auf Energieexperten
  • Effizientes Überwachen und Optimieren der energetischen Betriebsführung (Energiemanagement as a Service)

Projektpartner

  • Fraunhofer IOSB (Koordination)
  • Steinhaus Informationssysteme GmbH
  • GMC-I Messtechnik GmbH
  • Klaus Weiss Elektroanlagen GmbH
  • Effizienzbörse Deutschland
  • KEK - Karlsruher Energie- und Klimaschutzagentur gGmbH
  • Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Das verstehen wir unter effizientem Monitoring:


Technologieunabhängig: Einbindung von Standard-Schnittstellen

Anbindung Ihrer Datenquellen über gängige Schnittstellen (z.B. Modbus, BACNet, M-Bus, OPC, OPC UA) über einen leicht einzurichtenden Datensammler zur Anbindung an das Rechenzentrum und das Energiemanagementportal.

Beratung zum Aufbau eines wirtschaftlichen Messkonzeptes

Fertige Lösungen erleichtern die Konzeptionierung für das modular einzurichtende System für diverse technische Ausgangssituationen. Das Messkonzept wird optimiert hinsichtlich der wesentlichen Verbraucher und Messstellen. Daraus werden die relevanten Kennzahlen generiert, die einen optimierten Betrieb ermöglichen.

Monitoring, Alarme, Parametrierung, Steuerung

Im Monitoring kontrolliert der interne oder externe Energiebeauftragte den energieeffizienten Betrieb der Liegenschaften. Alarme oder Auffälligkeiten in den Kennzahlen werden automatisch gemeldet. Energieineffiziente Zustände werden somit sofort erkannt und können schnell behoben werden. Durch die Berücksichtigung von Wetterprognosen und andere Umweltfaktoren ist eine automatische Feinjustierung möglich.

Automatisierte Berichte, aktuelle Kennzahlen

Die regelmäßige, automatisierte Berichtserstellung gibt Auskunft über die energetische Bewertung und die zu überwachenden Energieleistungskennzahlen (EnPIs). Diese können kontinuierlich miteinander verglichen werden. Die automatisierte Alarmierung, z.B. bei Überschreitung von Soll-Verbräuchen, hilft bei der Erreichung von Energiezielen.  

Beratung aus der Ferne mit Zusatzleistungen je Bedarf

Die dauerhafte Einbeziehung eines Energieexperten ist der Schlüssel für ein erfolgreiches Energiemanagement. Notwendige Zusatzleistungen wie z. B. Detailplanungen, Umsetzungsbegleitung oder Fördermittelberatung können nach Einführung des Monitorings bedarfsgerecht gewählt werden.

Bausteine für Ihr Energiemanagementsystem (EnMS)

Die Dokumentation der fortlaufenden energetischen Verbesserungen sowie der Überwachung von Zielwerten und deren Verifizierung erfüllt die entsprechenden Anforderungen der ISO 50.000er Familie.

Außerdem bieten wir Ihnen:

  • Energie-Expertentelefon mit Zugriff auf alle Ihre Messpunkte - Einsparungen generieren auch ohne internen Fachspezialist
  • Alarmfunktionen für sofortiges Handeln (z. B. Erkennen von Leckagen, unnötigen Betriebsweisen, Wartungsbedarfen…) – individuell angepasst
  • Optimierte Anlagenbetriebsführung für z. B. bzgl. Wärme, Kälte und Luftwechselzahlen möglich
  • Verwalten Sie Ihre Objekte und Anlagen herstellerunabhängig über eine zentrale Benutzeroberfläche
  • Detaillierte Berichte und Auswertungen unterstützen die Analyse bestehender Energieeinsparpotenziale und bilden Bausteine Ihres Energiemanagementsystems ab (z. B. für die ISO 50001)
  • Verbesserte Transparenz zur Betrachtung von Effekten durch Effizienzmaßnahmen zur Erreichung Ihrer Strategischen und operativen Energieziele
  • Überwachung und Dokumentation Ihrer EnPIs (Energie Power Index)
  • Echtzeiterfassung sowie permanente Verfügbarkeit der Messdaten ermöglichen Ihnen jederzeit einen genauen Überblick über Ihre Verbraucher und Messstellen
  • Genaue Datenbasis für exakte Wirtschaftlichkeitsberechnungen energetischer Maßnahmen als Entscheidungshilfe für Ihre Investitionen – auf Wunsch durch externe Energie-Experten

Innovation gegenüber dem Stand der Technik

In den letzten Jahren ist eine Vielzahl relativ einfach vernetzbarer und preisgünstiger Sensoren und Aktoren auf den Markt gekommen. Auch im Bereich Datenerfassung, Betriebsdatenerfassungs-Systeme (BDE) und Monitoring-Tools gibt es zahlreiche Produkte bzw. Prototypen. Das größte Hemmnis beim Einsatz verfügbarer Monitoring-Systeme ist jedoch der hohe Aufwand bei der Einrichtung eines Monitoring Workflows (insbesondere Anbindung von Sensoren, Bereitstellung der Messdaten und aufbereiteter Kennzahlen mittels nutzerspezifischer Sichten). Bisher ist es im Gebäudebestand noch sehr aufwändig, ein effizientes Monitoring und darauf basierend eine optimierte Betriebsführung zu realisieren. Im Projekt EffMon soll eine durchgängige Wertschöpfungskette von der vereinfachten Nachrüstung von Hardware über die Datenerfassung, Kennwertberechnung bis zum effizienten Energie-Monitoring und Betriebsoptimierung realisiert werden.
 

Konkreter Beitrag zu Nachhhaltigkeit und Klimaschutz

Das energetische Einsparpotential lässt sich grob am Beispiel der Stadt Karlsruhe abschätzen: Karlsruhe hat ca. 1.000 Liegenschaften, wovon etwa 250-300 energetisch relevant sind. Die Energiekosten für die Liegenschaften liegen bei ca. 10 Mio €/a. An Wärme werden ca. 110 GWh/a benötigt. Gelingt es, bei diesen Liegenschaften durch das Monitoringkonzept den Energieverbrauch um 10% zu reduzieren, so werden ca. 11 GWh/a Energie eingespart. Dies entspricht einer Reduktion von CO2-Emissionen von ca. 1.840 t pro Jahr.

Der Monitoring-Workflow soll anhand von vier größeren Liegenschaften evaluiert werden:

  • Psychiatrisches Zentrum Nordbaden (Wiesloch)
  • Diakonie-Klinikum (Stuttgart)
  • Firma Balluff (Neuhausen)
  • Fa. Fryka-Kältetechnik (Esslingen)
     

Anwendungen und Relevanz des Projektergebnisses im Alltag

Es wird perspektivisch ein Betreuungsschlüssel von etwa 1:50 angestrebt, d.h. ein Energiemanager betreut 50 Objekte. Um dieses Ziel zu erreichen, werden die EffMon-Partner basierend auf dem entwickelten Monitoringkonzept ein neues, integratives Dienstleistungskonzept entwickeln und daraus Geschäftsmodelle ableiten. E

in mögliches Geschäftsmodell könnte darin bestehen, ähnlich einem Contracting dem Kunden „Energieeinsparung“ als Dienstleistung zu verkaufen und die zu installierende Hardware durch die eingesparten Energiekosten zu refinanzieren.

Das integrierte Dienstleistungskonzept zeichnet sich aus durch die Durchgängigkeit der angebotenen Leistungen (von der Messtechnik über die Datenübertragung, Datenspeicherung, Datenauswertung bis zum Energiemanagement. Dadurch würden insbesondere Reibungsverluste bei der Inbetriebnahme (d.h. von der Installation von Zählern und Sensoren sowie neuen Heizungs-, Lüftungs- und Klima-Komponenten bis zur Datenerfassung und Kennzahlgenerierung) minimiert werden. Diese Reibungsverluste fallen besonders bei kleinen und mittleren Liegenschaften stark ins Gewicht, da zwar nur wenige Zähler , Sensoren und Komponenten in Betrieb zu nehmen sind, aber dafür ein vergleichsweise großer Koordinationsaufwand betrieben werden muss.

Abteilung Mess-, Regelungs- und Diagnosesysteme

Das Projekt wurde im Fraunhofer IOSB von der Abteilung Mess-, Regelungs- und Diagnosesysteme (MRD) verantwortet.

Projektsteckbrief

EffMon - Effizientes Monitoring und optimierte Betriebsführung von Liegenschaften

Das Projekt wurde gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Bekanntmachung KMU innovativ Ressourceneffizienz und Klimaschutz

Förderkennzeichen: 01LY1513A-G, betreut vom DLR Projektträger

Mit Anlagenmonitoring die Energieeffizienz im Krankenhaus erhöhen

Beitrag im Fachmagazin »Klinik Einkauf« (Thieme) zur Anwendung von EffMon im Krankenhausbetrieb.