(Microsoft PowerPoint - Intelligente Mess- und Regelsysteme Teil 2 ...

Intelligente Mess- und Regelsysteme 

Abschlusspräsentation der Studie über Raumregelsysteme 

für den DMB 

Prof. Birgit Wilkes, Institut für Gebäudeautomation

Inhalte der Präsentation 

Systeme zur Heizungsregelung 

Messgrößen und -szenarien 

Fragebogen 

Energietransparenz 

Weitere energiesparende Systeme 


Heizungssteuerungssysteme I 

Stand-Alone- 

Systeme 

Zunehmende Komplexität 

Fragen der Studie: 

Systeme 

mit zentraler 

Steuerung 

• Effektivität der Systeme 

Systeme 

mit Steuerung 

des Kessels 

• Preis-/Leistungsverhältnis, Amortisation 

• Handhabbarkeit, Bedienbarkeit 

• Akzeptanz 


Stand-Alone-Systeme I 

Quelle: Honeywell 

Stand-Alone-Systeme für 

Einzelraumregelung ersetzen 

das Thermostatventil am 

Heizkörper. Die Programmie- 

rung der Absenkzeiten wird 

direkt am System vorge- vorge- 

nommen. 

Bei den meisten Systemen 

kann die Temperatur auch 

direkt an einem Rad am 

System vom Nutzer einge- 

stellt werden. 


Stand-Alone-Systeme II 

Vorteile: 

• Preis: Diese Systeme sind ab ca. 30,- Euro im Handel erhältlich. 

• Einfache Installation: Nur die Thermostatventile der Heizkörper 

werden ausgetauscht. Adapter für die meisten gängigen Heizkörpersysteme 

liegen bei. 

• Mitnahme bei Umzug 

Nachteile: 

• Keine intuitive Programmierung durch kleine Bedieneinheit. 

• Festgelegte Programmierung ist leicht durch manuelle Bedienung zu 

umgehen. 

• Keine Energietransparenz 


Systeme mit zentraler Steuereinheit I 


Bei Systemen mit einer zen- 

tralen Steuereinheit wird die 

Programmierung der Raum- 

temperaturen nur an der 

Zentrale vorgenommen. 

Kabelgebunden oder per 

Funk steuert die Zentrale die 

Thermostatventile in den 

einzelnen Räumen. Zum Teil 

ist die Anzahl der täglichen 

Stellzyklen begrenzt. 


Systeme mit zentraler Steuereinheit II 

Vorteile: 

• Programmierung für alle Räume an der Zentrale. 

• Bei vielen Systemen sind andere Komponenten der Gebäudeautomation 

integrierbar, z.B. Fensterkontakte, Lichtsteuerung, 

Steuerung von außen über Internet oder Telefon etc. 

• Mitnahme bei Umzug (Funk) 

Nachteile: 

• Oft keine intuitive Programmierung durch komplexe Funktionalität. 

• Bei kabelbasierten Systemen ist ein Ausbau bei Umzug oft schwierig. 

• Relativ hoher Preis. 



Systeme mit Steuerung des Heizkessels I 


Diese Systeme sind grund- 

sätzlich aufgebaut wie die mit 

einer zentralen Steuereinheit. 

Zusätzlich melden jedoch alle 

zentralen Steuerungen eines 

Hauses ihren zukünftigen 

Wärmebedarf (Wärme- 

Forecast) per Funk oder 

Kabel an den Heizkessel. 

Eine Logik (extern oder intern) 

wertet die Daten aus und 

reguliert die Vorlauftemperatur 

des Kessels. 


Systeme mit Steuerung des Heizkessels II 

Vorteile: 

• Einbeziehung eines zweiten Einsparpotentials durch Einbeziehung 

des Heizkessels in die Regelung. 

• Es ist die einzige Art von Systemen, die sich auch auf Bereitschaftsund 

Verteilungsverluste positiv auswirkt. 

• Das System vermeidet „Vorbeugestrategien“ bei der Festlegung der 

Heizkurve. 

Nachteile: 

• Es kann beim Umzug nicht mitgenommen werden. 

• Möglichst alle Wohnungen in einem Gebäude müssen an das 

System angeschlossen sein. 



Steuerung des Heizkessels I 

Quelle: Techem 

Da mit der Einzelraumrege- 

lung und der Regelung der 

Vorlauftemperatur zwei unab- 

hängige Bereiche identifiziert 

wurden, die ein Einsparpoten- 

tial bieten, soll auch der zwei- zwei- 

te Punkt als System betrach- 

tet werden. 

Die Information über den 

Wärmebedarf der Wohnung 

wird über elektronische Heiz- 

kostenverteiler gemessen und 

zum Kessel weitergeleitet. 


Systeme mit Steuerung des Heizkessels II 

Vorteile: 

• Es wird nicht in die Heizgewohnheiten des Mieters eingegriffen. 

• Es wirkt sich positiv auf Bereitschafts- und Verteilungsverluste aus. 

• Das System vermeidet „Vorbeugestrategien“ bei der Festlegung der 

Heizkurve. 

• Energietransparenz für den Mieter wäre mit den Systemen möglich. 

Nachteile: 

• Es kann beim Umzug nicht mitgenommen werden. 

• Es wird nur eines von möglichen zwei Einsparpotentialen adressiert. 

• Eignet sich nicht für Fernwärme. 


Messgrößen und -szenarien 

Ungewollte Einflüsse, die auf ein Steuerungssystem für Heizungen in 

Wohnumgebungen einwirken, können von drei Quellen ausgehen: 

• von dem Haus und der Wohnung selbst, 

• von dem installierten Heizungssystem und 

• von dem Verhalten des Mieters. 

Einflussfaktoren, die Messungen so stark beeinflussen, dass eine 

Vergleichbarkeit der eingesetzten Heizungssteuerungssysteme nicht 

mehr möglich ist, müssen wenn möglich vermieden, ansonsten 

erkannt und bei der vergleichenden Bewertung berücksichtigt werden. 


Haus und Wohnung I 

Das Haus und die Wohnung, in der der 

Heizenergieverbrauch gemessen werden soll, 

unterliegen Einflüssen, die den Verbrauch 

erheblich variieren lassen: 

• Die Lage des Hauses 

Da alle Häuser in einer etwa vergleichbaren urbanen Umgebung 

liegen, wird dieser Faktor bei der Messung vernachlässigt. 

• Die Lage der Wohnung innerhalb des Hauses 

Es sollte darauf geachtet werden, dass Wohnung und Referenz die 

gleiche Ausrichtung und Anzahl von Außenwänden haben. 

Weiterhin sollte es direkt angrenzend keine leerstehenden 

Wohnungen geben. 


Haus und Wohnung I 

• Dämmung 

Der U-Wert der Wände und Fenster sollte möglichst ähnlich sein. Ist 

er nicht bekannt, kann er auf Basis des Baumaterials geschätzt 

werden. Hilfreich wäre ein Bild mit einer Wärmebildkamera von 

jedem gemessenen Objekt und seiner Referenz. 

• Temperatur 

Da während der Messungen unterschiedliche Außentemperaturen 

herrschen, müssen die gemessenen Werte bereinigt werden. Ein 

Standardverfahren wird bei der Berechnung von Gebäudeenergieausweisen 

eingesetzt und sollte auch hier angewendet werden. 


Heizungssystem 

Die eingesetzte Heizungsart und die Art der 

Wärmeverteilung im Haus haben einen Einfluss 

auf die Effektivität der Heizungsregelsysteme. 

Sie müssen auf jeden Fall bei zu messender 

Wohnung und Referenz übereinstimmen. 

• Heizungsart 

Grundsätzlich ist Fernwärmeversorgung zu unterscheiden von einer 

zentralen Versorgung durch einen eigenen Heizkessel. 

Bei Kesseln müssen Installationen mit Konstanttemperaturkessel , 

Niedertemperaturkessel und Brennwertkessel unterschieden werden. 

• Wärmeverteilung 

Ein- und Zweirohrheizkreise können nicht miteinander verglichen 

werden. 

Der Verlauf der Steigeleitungen gibt Aufschluss über die Rohrverluste 

und sollte bei Wohnung und Referenz möglichst übereinstimmen. 


Verhalten des Mieters I 

Das Verhalten des Mieters hat das größte 

Einflusspotential auf den Heizungsverbrauch 

in einer Wohnung. Es muss versucht werden, 

dieses Verhalten bewertbar zu machen, um 

die Vergleichbarkeit der Messungen zu 

gewährleisten. 

• Lüftungsverhalten 

Für ein energetisch effektives Verhalten ist Stoßlüftung unerlässlich. 

Je länger Fenster gekippt sind, desto stärker kühlen die Wände in der 

Umgebung aus. Es soll ein Messaufbau genutzt werden, um Art und 

Dauer der Lüftung festzustellen. 

Ein Indiz für das Lüftungsverhalten können auch die Fensterbänke 

sein, die entweder frei oder zugestellt sind. 


Verhalten des Mieters II 

• Wirksamkeit der Heizkörper 

Heizkörper dürfen nicht umbaut oder zugestellt werden, damit sie ihre 

berechnete Heizwirkung für einen Raum entfalten können. In den 

Wohnungen und ihren Referenzen muss darauf geachtet werden, 

dass Heizkörper nicht zugestellt sind. 

• Manuelle Regelung am Ventil 

Es ist ein weit verbreitetes Verhalten, während der Abwesenheit die 

Heizkörperventile zu schließen. Bei den Wohnungen, die mit Einzelraumregelsystem 

ausgestattet sind, darf das keinesfalls gemacht 

werden, da sonst die Funktion der Systeme umgangen wird. 

Die manuelle Regelung der Ventile kann bei den meisten Systemen 

nicht gemessen werden. Hier liegt einer der größten Unsicherheitsfaktoren 

bei der Messung! 


Verhalten des Mieters III 

• Abgeschlossenheit der Räume 

Eine Einzelraumregelung hat nur in abgeschlossenen Räumen ihre 

volle Wirksamkeit. Zimmertüren sollten daher möglichst geschlossen 

gehalten werden. 

Auch hier ist eine korrekte Messung kaum möglich. Mit einem 

Magnetkontakt kann überprüft werden, ob eine Tür geschlossen ist. 

Eine angelehnte Tür wird allerding als geöffnet erkannt. Der Punkt 

kann eher durch eine Mieterbefragung geklärt werden. 

• Verhaltensänderung wegen der Einzelraumsteuerung 

Aus ähnlichen Messungen ist der Effekt bekannt, dass sich Mieterverhalten 

allein durch die Installation eines energiesparenden 

Systems verändert. Auch hier ist die Mieterbefragung das einzige 

Möglichkeit zur Klärung. 


Erstellung eines Fragebogens I 

Ein erster Fragebogen wird vor Beginn der Messungen 

an die Mieter verteilt oder wenn möglich gemeinsam 

mit ihnen durchgearbeitet. Vorteil eines persönlichen 

Treffens ist, dass zusätzlich noch ein 

Eindruck von Wohnung und Mietern entsteht. 

Folgende Themenblöcke sollten im Fragebogen 

behandelt werden: 

• Abfrage des Verhaltens vor Beginn der Messungen 

• Einschätzung des eigenen Verhaltens bezüglich Energieeffizienz 

• Erwartung an ein Heizungsregelsystem 

Weiterhin muss eine kurze Bedienungsanleitung für die Mieter erstellt 

sowie eine Einweisung gegeben werden. 


Erstellung eines Fragebogens II 

Zeitlich im letzten Drittel der Messperiode folgt ein 

weiterer Fragebogen. Auch in diesem Fall sollte das 

persönliche Gespräch bevorzugt werden. Es kann 

beurteilt werden, ob an der Wohnung Veränderungen 

stattgefunden haben. 

Folgende Themenblöcke sollten im Fragebogen 

behandelt werden: 

• Abfrage des Verhaltens während der Messungen 

• Fragen zur Behaglichkeit der Wohnung 

• Fragen zur Zufriedenheit mit dem System 

• Fragen zur Usability 


Erstellung eines Fragebogens III 

Bei den Befragungen und der Auswertung sämtlicher Daten wird 

besonderes Augenmerk auf die Usability gelegt. Die drei unten 

genannten Faktoren haben einen wesentlichen Einfluss auf die 

Akzeptanz eines technischen Systems. 

Physische Ebene 

Handhabung 

Mentale Ebene 

Bedienbarkeit 

Psychische Ebene 

Erscheinung 


Energietransparenz I 

� Gewohnheiten können nur geändert werden, wenn der 

Bewohner den Sinn der Änderung direkt erkennt. 

� Beispiele energieeffizienten Verhaltens: 

Transparenz beeinflusst energieeffizientes Verhalten. 


Quelle: EnBW 

Energietransparenz II 

Ein typischer Verlauf des 

Stromverbrauchs eines 

privaten Haushalts 

Eine Frage der Marketig- 

modelle: 

• Zeit- oder verbrauchsabhängige 

Tarife 

• Selbstbeschränkung des 

Energieverbrauchs 


Energietransparenz III 

Weder beim Heizenergieverbrauch noch bei Strom- oder Wasserverbrauch 

hat der Mieter heute die Möglichkeit, Verbrauchswerte 

zeitnah einzusehen und so einen Zusammenhang zwischen 

Verhalten und Verbrauch zu erkennen. 

Die Voraussetzungen dafür sind über elektronische Zähler und die 

Nutzung eines PC´s oder den Internets gegeben. 

Studien zufolge hat alleine die Transparenz beim Stromverbrauch 

eine Reduzierung von 7-10% zur Folge. 


Weitere energiesparende Systeme I 

Vergleich dreier Tage: Darstellung des Stromverbrauchs jeweils über 

24 Stunden. 


Weitere energiesparende Systeme II 

Darstellung 15 Minuten, Festlegung von Grenzwerten 


Energieeffizienz für 

+ 


Umsetzung folgt …

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