Bausysteme



In Gebäuden, in denen 40% des gesamten Energieverbrauchs verbraucht werden, ist es äußerst wichtig, einen minimalen Energieverbrauch sicherzustellen, um einen optimalen Wohnkomfort und die optimale Nutzung des Gebäudes zu erreichen. Mit technischen Lösungen zur Steigerung der Energieeffizienz reduzieren Gebäude den Energieverbrauch, erhöhen aber auch die Lebensqualität im Raum und die Langlebigkeit des Gebäudes. Die Wahl einer Lösung hängt vom Energiezustand und der Art des Gebäudes, seiner Nutzung und dem Standort ab. Idealerweise werden mehrere Lösungen verwendet und mit einem einzigartigen Gesamtsystem verknüpft, um durch die Synergie verschiedener Lösungen und intelligentes Management einen größeren Einspareffekt zu erzielen.

Gerade Duplico d.o.o. nutzte seine langjährige Erfahrung und sein technisches Know-how und schuf ein einzigartiges automatisiertes Managementsystem mit verschiedenen technischen Lösungen zur Steigerung der Energieeffizienz eines Gebäudes. Das oben genannte System wird in den neuen Geschäftsräumen des Unternehmens implementiert und getestet, das vollständig gebaut und ausgestattet ist, um ein Höchstmaß an Energieeffizienz zu erreichen .Das Bewusstsein, dass der Energieverbrauch von den physikalischen Eigenschaften der Anlage und den Energiesystemen Heizung, Kühlung, Lüftung, Elektrogeräte und Beleuchtung abhängt welche verwendet werden, werden hochwertige Materialien während des Baus verwendet. Laut Energieausweis ist das Objekt in Klasse B eingestuft; QH, nd = 32,67 kWh / m2a.2a.

Aus dem Obigen ist ersichtlich, dass die Anlage nicht nach Niedrigenergiestandards gebaut wurde, sondern wir versuchten, den Energieverbrauch mittels fortschrittlicher Automatisierungssysteme zu optimieren, indem wir Niedertemperatur-Heiz- und Kühlsysteme, LED-Beleuchtung und Solarstromerzeugung mit 20 kW in einem einzigen Managementsystem zu verbinden um bessere Ergebnisse zu erzielen.

Alle relevanten Energiesysteme werden von einem SCADA-System überwacht und verwaltet, das von Dupliko gemäß unserem M2e-Konzept entworfen und programmiert wurde. Dieses zentrale Kontroll- und Überwachungssystem verwaltet die vollautomatischen Prozesse der Flächenheizung und -kühlung vom Gebäude, Produktion, Verbrauch-, Lieferung von Strom aus eigener PV und ein- und ausschalten der Beleuchtung. Für den Betrieb der Systeme verschiedener Hersteller werden einzigartige Algorithmen benötigt, um die verbrauchte oder benötigte Energie maximal auszunutzen.
Aufbauend auf der langjährigen Zusammenarbeit mit Weishaupt-Zagreb d.o.o ist das gesamte System mit den Geräten des Unternehmens integriert.

Dies ermöglicht die Integration aller angewandten Energiesysteme in eine gemeinsame Einheit und erleichtert die Verwaltung des Objekts erheblich. Das System basiert auf offenen Kommunikationsstandards (BACnet IP, PROFIBUS FMS, LON, OPC, EIB), erweitert die Auswahl der einzelnen Gerätehersteller und gewährleistet eine hohe Flexibilität im Falle einer späteren Erweiterung.Die Neuberger Automationsstation bietet für ihr modulares Konzept eine kundenspezifische Design-Modularität. Erweiterbarkeit wird durch zusätzliche frei programmierte Module als Verbindung zur Messtechnik und den exekutiven Einheiten erreicht.

Eine Übersicht der Startseiet des SCADA-Systems mit den wichtigsten Informationen über den Zustand des Heiz- und Kühlprozesses sowie der Stromproduktion zeigt Abbildung 2. Hier ist der Status der Freiluftpumpen und Wärmepumpen zu sehen, außerdem gibt es sichtbare Daten zu gemessenen Temperaturen im System und der aktuellen Leistung und verbrauchte Elektrizität. Jedes der Elemente bietet außerdem eine detaillierte Ansicht der Verwaltungsoptionen und der Anzeige der gemessenen Größen.
Die Heizung und Kühlung des Gebäudes erfolgt durch das Variotherm-System.
Das Heiz- und Kühlsystemmanagement wurde mit dem Ziel durchgeführt, das Potenzial der Solarkraftwerke optimal zu nutzen. Die implementierte Programmlösung basiert auf der Prioritätenliste. Mit den verfügbaren Messdaten wird die Heiz- und Kühlstufe aktiv geregelt, so dass im Heizbetrieb die maximale Wärmenutzung des Solarkraftwerks im Warmwasserspeicher gespeichert wird, während im Kühlbetrieb die Kühlrate erhöht wird. Messungen aller Temperaturen im System sind verfügbar. Alle gemessenen Werte werden über das LON-Kommunikationsprotokoll an die automatische Neuberger-Station übertragen, die die erweiterten Regelalgorithmen zur Einstellung der Warmwassertemperatur verwendet.

Basierend auf den gemessenen Werten und dem vorhergesagten Wärmeenergiebedarf wird die Korrektur der Heizkurve durchgeführt, die direkt die Wassertemperatur in dem wärmeisolierten Behälter bestimmt. Hier sind Algorithmen basierend auf Fuzzy-Logik angewandt. Mit Erhöhung des verfügbaren Strom aus Solarkraftwerken wird die Wassertemperatur im Tank erhöht um den Vorteil zu nutzen. Darüber hinaus wird der Warmwasserspeicher auf der Grundlage des täglichen Heizungsregulierungszyklus bei fehlendem Strom aus eigener Produktion automatisch in der Zeit der niedrigeren Tarifberechnung das Wasser zusätzlich erwärmt Hier kommt die Implementierung des gesamten Heizsystems mit dem SCADA-System zu Erkennung, bei dem der Benutzer die Zeiträume auswählt, in denen die Heizung der Räume aktiv sein wird. Auf diese Weise verhindert die wechselseitige Kommunikation zwischen der automatischen Neuberger-Station und dem SCADA-System unnötige Wasseraufwärmung im Tank.

Energiespeicherung in Form von Wärme, wenn sie am günstigsten zu bekommen ist resultiert am Ende erhebliche finanzielle Einsparungen.Aktives Management trägt erheblich zur Energieeffizienz des Gebäudes in den Bereichen Stromversorgung und Steuerung des Heiz- und Kühlsystems bei. Die Steuerung erfolgt über intelligente Applikationen, die nach dem Duplico M2e-Konzept entwickelt wurden, skalierbare Engineering-Lösungen und Automatisierungsautomation von Neuberger. Dies ist ein praktisches Beispiel dafür, dass sich der Bau von Solarkraftwerken in Verbindung mit Niedrigenergie-Heiz- und Kühlsystemen auszahlen lässt und dass kein Vorzugsbezug von Strom besteht.
Ein Beispiel für eine relevante Größenverfolgung unter Verwendung des SCADA-Systems ist in Bild 3 gezeigt. Die erhöhte Aktivität von Wärmepumpen war zu der Zeit bemerkbar, als überschüssige Solarenergie verfügbar war.
Strom, der aus Solarkraftwerken gewonnen wird, wird für die eigenen Bedürfnisse verwendet, während der Stromüberschuss in El.Netzt verkauft wird.Weiterhin werden wir auch die Berechnung vorstellen, nach der wir uns entschieden haben, dieses System zu installieren und die Rentabilität von Investitionen in Solarsysteme in Kombination mit anderen Energiequellen für die ökologische Produktion und finanzielle Auszahlung aufzuzeigen.
Der geplante Stromverbrauch beträgt 50 kWh pro Tag, dh 65 kWh pro Tag während der Heizperiode. Bei Tageslicht übersteigt die tägliche Produktion 130 kWh bei einer durchschnittlichen Tagesleistung von 100 kWh. In den Wintermonaten beträgt die durchschnittliche Produktion ca. 40 kWh pro Tag.Die jährliche Übersicht über die geplante Produktion und den Stromverbrauch ist in Tabelle 1 dargestellt. Neben den Daten zur Strommenge wird auch die Berechnung des Kaufs und Abkaufs von Strom zu aktuellen Marktpreisen vorgenommen. Es ist zu beachten, dass diese Berechnung ohne den Vorzugspreis für Strom durchgeführt wurde.
Einzelpreise [kn / kWh]: Verbrauch (Tag): 1,09; (Nacht): 0,61; Produktion: 0,282 (Quelle: HEP-ODS d.o.o.)
Ein detaillierter jährlicher Überblick über die geplante Produktion und den Stromverbrauch ist in Tabelle 1 dargestellt. Neben den Daten zur Strommenge ist auch die Berechnung des Kaufs und des Abkaufs von Strom zu den aktuellen Marktpreisen angegeben. Es ist zu beachten, dass diese Berechnung ohne den Vorzugspreis für Strom durchgeführt wurde, und dass zusätzliche Kosten, die bei der Nutzung einer anderen Energiequelle entstehen, in die Analyse der finanziellen Nutzung der Wärme einbezogen werden sollten. Für ein Gebäude von 1013 m2 und die spezifische jährliche Wärmeenergie, die für die QH-Heizung erforderlich ist, nd = 32,67 kWh / m2, müssen 33,094 kWh für die Heizung benötigt werden.

In den Sommermonaten ist das Kühlkörper-System mit der passiven Kühlfunktion für die Kühlung des Gebäude zuständig. Schätzungen zufolge müssten in den Sommermonaten durch den Einsatz eines klassischen Kühlsystems zusätzliche 12 kW während der vollen Besetzung in den Arbeitsstunden instaliert werden. Durch die Berechnung von 3 Monaten pro Jahr, in denen gekühlt wird, mit 25 Arbeitstagen pro Monat und einer täglichen Arbeitszeit von 10 Stunden, wird die folgende Elektrizitätsmenge gabraucht:
Bei der Berechnung der Kosteneffektivität des Niedertemperatur-Heiz- / Kühlsystems und des Solarkraftwerks ist neben der Menge der verkauften Energie die Berechnung der Einsparungen, die durch die Verwendung von Energie aus der eigenen Produktion erzielt werden, äußerst wichtig. So werden bei einem jährlichen Überschuss von 9.380 kWh zusätzliche 13.550 kWh aus der Eigenproduktion verbraucht. Das Solarkraftwerk hat zusammen mit dem Wärmepumpen-basierten Heizsystem eine ROTA, bestehend aus Strom, der für seinen eigenen Bedarf produziert wird, und Energie, sowie Einsparungen bei Heizung und Kühlung.

Die Summe der jährlichen Einsparungen wird auf der Grundlage der folgenden Daten berechnet:

Verkaufte Energie aus dem Solarkraftwerk + gebrauchte Solarenergie +Einsparung der Wärmepumpen + Einsparung Wärmepumpen mit der passiven Kühlfunktion. Die Energiepreise wurden von den Seiten des Netztbetreibers heruntergeladen.Das vorgelegte Budget zeigt, dass mit der vollständigen Integration des Heiz- und Kühlregelsystems und der Steuerung der Energieerzeugung und ohne die Notwendigkeit eines Vorzugspreises für Energieverkäufe die Investition finanziell tragbar wird.
Neben der Wirtschaftlichkeit und Energieeinsparung ist es wichtig, auf den Beitrag des Solarkraftwerks zum Umweltschutz im Hinblick auf die Reduzierung der CO2-Emissionen hinzuweisen.

Nach den verfügbaren Daten des Wirtschaftsministeriums der Republik Kroatien, die im Jahr 2013 veröffentlicht wurden, lag der durchschnittliche spezifische CO2-Emissionsfaktor pro produzierter Gesamtmenge in Kroatien im Zeitraum 2008-2013 bei 0,295 kg / kWh. Laut der IPCC-Arbeitsgruppe III beträgt der durchschnittliche Beitrag von Solarmodulen zu CO2-Emissionen 0,041 kg / kWh. Aus den produzierten 22.930 kWh Strom aus dem Duplico Solarkraftwerk ergeben sich somit jährliche CO2-Einsparungen von:

Dieses integrierte Managementsystem stellt unser M2e-Konzept dar, das zu einem automatisierten Energiemanagement in der Anlage, zu einem geringeren Energieverbrauch oder zu einer höheren Energieeffizienz der Anlage, zu Umweltschutz und letztlich zu den wichtigsten finanziellen Einsparungen für den Benutzer führt besonders interessant für den Einsatz in öffentlichen Einrichtungen wie Schulen, Kindergärten, Krankenhäusern, Hotels und Heimen, insbesondere durch den Einsatz von EU - und Regierungsmitteln bei der Installation von Solarkraftwerken und der Steigerung der Energieeffizienz von Gebäuden.

Dieser Text wurde in EGE 4/2015 und 1/2016 veröffentlicht.
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