The e-magazine for KNX home & building control

Energiemanagement mit KNX: Teil 1 – Messen und überwachen

In Teil 1 dieser zweiteiligen Serie fragt Yasmin Hashmi KNX-Mitglieder nach ihrer Meinung zu den Herausforderungen, vor denen die KNX-Community steht, um Gebäude energieeffizienter zu machen, und welche Lösungen ihre Unternehmen in Bezug auf Messung und Überwachung vorschlagen.

Angesichts des Klimawandels, der zunehmenden Energieunsicherheit und der Tatsache, dass Gebäude ~40 % der weltweiten Energie verbrauchen, war das Energiemanagement in Gebäuden noch nie so wichtig wie heute. Es gibt viele Möglichkeiten, dies zu tun, aber auf grundlegender Ebene sind die beiden offensichtlichsten Dinge, die man tun sollte, a) messen, wie viel man verbraucht, damit man weiß, welche Wirkung man damit hat, und b) überwachen, ob jemand anwesend ist, damit Dinge ausgeschaltet werden können, wenn sie nicht benötigt werden. Dies ist natürlich die vereinfachte Version, da die Dinge viel cleverer werden können.

Robert Zizlsperger, Leiter von KNX Room Systems bei der Siemens AG, schlägt vor, dass der Schlüssel zum effizienten Energiemanagement in einem Gebäude darin liegt, in jedem einzelnen Raum zu beginnen.

„Die Nutzer erwarten gute Lichtverhältnisse, angenehme Temperaturen und frische Luft am Arbeitsplatz oder zu Hause. Ein gut konzipiertes und gut konfiguriertes Raumsteuerungssystem bietet diese Bedingungen, wenn jemand im Raum oder dem jeweiligen Bereich anwesend ist. Wenn der Raum nicht belegt ist, wird die Beleuchtung ausgeschaltet und die Temperatur tagsüber von „Komfort“ auf „Komfortvorstufe“ und nach Geschäftsschluss auf „Nachtmodus“ abgesenkt. Die Belüftung wird entsprechend dem CO2-Gehalt des Raums aktiviert und gesteuert. Moderne Präsenzmelder mit Temperatur- und CO2-Sensoren steuern Beleuchtung, Temperatur und Luftqualität, und sorgen so mit hoher Energieeffizienz für das gewünschte Raumklima. Die Reduzierung des Leistungsbedarfs im Raum senkt den Energieverbrauch in den zentralen Klimaanlagen sowie den Heizungs- und Kühlanlagen. Dies wirkt sich auch auf die benötigte elektrische Energie für diese zentralen Anlagen aus. Zusammenfassend ist die intelligente Raumsteuerung die Grundlage für das intelligente Gebäude, und eine energiebewusste Raumsteuerung mit modernen Präsenzmeldern wirkt sich auf die Betriebskosten und den Energieverbrauch eines Gebäudes aus.“

Der Siemens UP 258D51 ist ein Beispiel für einen modernen Präsenzmelder für die HLK- und Beleuchtungssteuerung, der die Messung und Steuerung von relativer Feuchtigkeit, CO2, Helligkeit und Temperatur ermöglicht.

www.siemens.com

Peter Janke, Geschäftsführer von Lingg & Janke, merkt an, dass je mehr Architekten, Planer und Installateure an einem Projekt zusammenarbeiten, desto mehr Wissen geteilt und somit eine bessere Energieeffizienz erzielt werden kann. Eine wesentliche Voraussetzung für das Energiemanagement ist natürlich, dass der Verbrauch überhaupt gemessen werden kann. Deshalb weist uns Peter Janke auf die KNX-Messprodukte der Lingg & Janke-Reihe hin.

„Wir bieten eine Auswahl von Messgeräten verschiedener Hersteller für unterschiedliche Medien an. Das bedeutet, dass wir Messgeräte für Strom, Wärme (Warmwasser), Wasser und Gas haben. Alle Messgeräte sind mit von uns hergestellten KNX-Schnittstellen ausgestattet und entsprechen dem neuen Standard KNX Secure. Das bedeutet, dass Messdaten sicher und verschlüsselt übertragen werden können, sodass sie von Hackern weder gelesen noch manipuliert werden können.“

Zu den intelligenten Lingg & Janke KNX-Messgeräten gehören (v.l.n.r.) Strom-, Wärme-, Wasser- und Gaszähler, die jeweils über eine KNX-Schnittstelle verfügen, die mit KNX Secure kompatibel ist.

www.lingg-janke.de

Javier Aguirre Estalella, Global Sales Manager von Zennio, argumentiert, dass wir eine bessere Kommunikation zwischen Verordnungen und Zertifizierung brauchen.

„Zertifizierungen wie BREEAM oder LEED genießen große internationale Anerkennung, doch internationale, nationale (und sogar lokale) Verordnungen können oft davon abweichen. Die meisten dieser Verordnungen konzentrieren sich auf die Energieerzeugung und Isolierung, nicht jedoch auf den Energieverbrauch oder die Steuerung. Man kann das effizienteste Heizungssystem auf dem Markt haben und ein A+ bekommen, selbst wenn man im Winter alle Fenster geöffnet hat! Zertifizierungen sind oft besser in der Lage, dies zu bewältigen als Verordnungen und beurteilen tatsächlich, was mit der Heizungsanlage passiert, wenn ein Fenster geöffnet ist. Kurzum: Die Bauverordnungen der ganzen Welt würden von einem ganzheitlicheren Ansatz für die Energiebeurteilung innerhalb eines Gebäudes profitieren.“

Javier Aguirre fährt fort: „Zu wissen, wie viel Energie wo verbraucht wird, ist definitiv der erste Schritt. Aus diesem Grund haben wir einige einzigartige KNX-Geräte für das Energiemonitoring, wie KES Plus, KCI 4 S0 oder KEM, die echte Verbrauchsdaten an den KNX-Bus liefern. Sobald wir wissen, was passiert, können wir Maßnahmen ergreifen, um die Energieverschwendung auf ein Minimum zu reduzieren. Dies wird in der Regel über eine einfache Logik erreicht. Was passiert, wenn ein Fenster geöffnet wird, ein Raum leer ist oder wenn die direkte Sonneneinstrahlung einen Raum überhitzt? Diese Situationen können mit den Logikbausteinen, die in den meisten unserer Geräte enthalten sind, problemlos berücksichtigt werden. Ein zusätzliches Logikgerät ist nicht erforderlich.“

Als nennenswerte Beispiele für reale Implementierungen schlägt Javier Aguirre vor: „Wählen Sie eines der Hotels aus, die unsere Partner auf der ganzen Welt fertiggestellt haben. Das Catalina Plaza in Las Palmas wäre einer meiner Favoriten, wo durch die Zimmerrichtlinien eine Energieverschwendung praktisch verhindert wird und die Manager wissen, wie viel Energie jeder Gast verbraucht, aber auch die Gäste selbst in Echtzeit benachrichtigt werden, wie energieeffizient sie sind.“

Das Catalina Plaza vermarktet sich als erstes nachhaltiges Stadthotel in Las Palmas de Gran Canaria. Neben lokal produziertem Gemüse und Sonnenkollektoren nutzt es die KNX-Technologie von Zennio zur Verwaltung und Steuerung des Energieverbrauchs.

www.zennio.com

Dr.-Ing. Michael Schuster, Geschäftsführer der Enertex Bayern GmbH, hält die Verbrauchsoptimierung lokal erzeugter Energie einschließlich der Speichersysteme und E-Fahrzeuge für die größte Herausforderung, um den Energiebedarf von Gebäuden zu senken.

„Das Energiemanagementsystem muss einfach zu bedienen sein, sonst kommt es nie beim Endkunden an, egal, wie effizient es arbeitet. Unser Enertex KNX SmartMeter misst Ströme und Spannungen, Oberschwingungen und Leistung in 4 Quadranten mit hoher Präzision im Bereich von 2 mA – 85 A und 10 mA – 630 A. Dieses Gerät ist der Basiseingang für unser EibPC², ein vollständig programmierbares Gerät mit gebrauchsfertigen Anwendungen, die die Dinge sehr einfach und unkompliziert machen. So haben wir zum Beispiel Anwendungen für den Anschluss an Fahrzeuglade-Wallboxen von KEBA und Ego in Kombination mit der Messung von lokal produzierter Solarenergie mit einem Enertex KNX SmartMeter als gebrauchsfertiges integriertes System. Diese Systeme sind bei unseren Kunden weit verbreitet und es sind auch sehr angepasste und optimierte Beispiele im Einsatz.“

Ein KNX-Energiemessgerät wie das Enertex KNX SmartMeter 85A misst die effektive Leistung direkt am öffentlichen Netz und an jedem anderen Busgerät. So kann das Enertex EibPC² diese Informationen nutzen, um beispielsweise Ihre Waschmaschine einzuschalten oder Ihr Auto aufzuladen, wenn die Sonne scheint.

www.enertex.de

Marek Kozlak, Gründer und Geschäftsführer von SIMLAB, möchte den Verbrauch fossiler Brennstoffe durch ein ausgewogenes Energiemanagement und eine automatisierte Optimierung des Energieverbrauchs senken.

„Der Hauptgrund für den erhöhten Stromverbrauch in Gebäuden ist die globale Erwärmung, die zu einem steigenden Bedarf an Kühlung führt. Als erste KNX-IoTech-Lösung wurde unser digitales Twin Home-Betriebssystem SIM-ON vorgestellt. Wir haben eine einheitliche Kommunikationsplattform entwickelt, die Steuerungen wie den Schneider Electric KNX IoT API-Fremdserver nutzt, um auf alle KNX-unterstützten Gebäude zugreifen zu können. Mithilfe dieser Bridge-Verbindung ist SIM-ON in der Lage, Informationen von allen KNX-kompatiblen Geräten sowie deren Statusdaten abzurufen, um sie in einem 3D-Scan der Anlage anzuzeigen. In Rekordzeit erhalten KNX-Anlagen Konnektivität, was eine neue Dimension von Steuerung und Interaktion ermöglicht. In der räumlichen Schnittstelle ist ein klarer Überblick über den Stromverbrauch aller Geräte zu sehen, und ein Analysetool unterstützt die Nutzer dabei, das Energiemanagement des Systems zu optimieren.“

Marek Kozlak fügt hinzu: „SIM-ON wird über KI-Algorithmen verfügen, die Geräte zur Reduzierung des Energieverbrauchs auffordern oder sie vollständig verwalten. Das Beratungssystem kann dem Benutzer bestimmte Maßnahmen vorschlagen (z. B. die Erhöhung der Temperatur um 1 °C an einem heißen Tag) oder, abhängig von den aktivierten Funktionen, Einstellungen automatisch ändern.“

Beispiel eines digitalen Doppeldisplays SIM-ON, das mit KNX-gesteuerten Geräten interagieren und Informationen über deren Energieverbrauch liefern kann.

www.simlabinc.com

In Teil 2 betrachten wir die Erweiterung der Konnektivität von KNX zur Maximierung der Energieeffizienz.

Yasmin Hashmi ist Redakteurin des Magazins KNXtoday

www.knxtoday.com

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