Energiemonitoring bei RLT-Anlagen – Energieverbrauch und Effizienz erkennen
Raumlufttechnische Anlagen benötigen Energie, um Luft zu fördern, zu erwärmen, zu kühlen, zu entfeuchten oder anderweitig aufzubereiten. Wie hoch dieser Energiebedarf ausfällt, hängt von zahlreichen Faktoren ab: von der Größe und Nutzung des Gebäudes über die erforderlichen Luftmengen bis hin zur technischen Ausstattung und Regelung der Anlage.
Für Betreiber ist deshalb nicht nur interessant, wie viel Energie eine RLT-Anlage insgesamt verbraucht. Entscheidend ist auch, wann, wofür und unter welchen Betriebsbedingungen Energie eingesetzt wird.
Ein kontinuierliches Energiemonitoring schafft hierfür die notwendige Datengrundlage. Strom- und Wärmeverbräuche sowie weitere Betriebsdaten können erfasst, über längere Zeiträume verglichen und zur Bewertung der Anlageneffizienz genutzt werden.
Eine RLT-Anlage kann technisch einwandfrei funktionieren und trotzdem mehr Energie verbrauchen als notwendig.
Ursachen dafür können beispielsweise ungünstige Betriebszeiten, hohe Druckverluste, verschmutzte Filter, nicht optimal eingestellte Sollwerte oder technisch überholte Komponenten sein. Auch Veränderungen in der Gebäudenutzung können dazu führen, dass eine ursprünglich passende Betriebsweise nach einigen Jahren nicht mehr optimal ist.
Ein einzelner Verbrauchswert sagt dabei zunächst wenig über die tatsächliche Effizienz aus.
Ein großes RLT-Gerät mit hohen Luftmengen benötigt zwangsläufig mehr Energie als eine kleine Anlage. Auch Außentemperatur, gewünschte Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit und Nutzungszeiten beeinflussen den Energiebedarf.
Energiemonitoring betrachtet deshalb nicht nur einzelne Messwerte, sondern deren Entwicklung und Zusammenhang mit dem Anlagenbetrieb.
Interessant sind beispielsweise Fragen wie:
Wie verändert sich der Stromverbrauch der Ventilatoren?
Wie viel Wärme benötigt die Anlage zur Lufterwärmung?
Wie entwickeln sich Verbräuche bei vergleichbaren Betriebsbedingungen?
Arbeitet die Wärmerückgewinnung weiterhin effizient?
Treten plötzlich ungewöhnliche Veränderungen auf?
Erst wenn solche Daten über einen längeren Zeitraum verfügbar sind, können Abweichungen und mögliche Einsparpotenziale sichtbar werden.
Damit die Energieeffizienz einer RLT-Anlage beurteilt werden kann, müssen zunächst die dafür notwendigen Daten erfasst werden.
Eine moderne RLT-Anlage verfügt bereits über zahlreiche Sensoren und Datenpunkte. Sie erfassen beispielsweise Temperaturen, Drücke, Feuchtewerte, Betriebszustände oder weitere für die Regelung notwendige Größen.
Für ein umfassenderes Energiemonitoring können zusätzliche Messwerte erforderlich sein. Dazu gehört insbesondere die Erfassung der tatsächlich eingesetzten Energie.
Je nach Anlagenkonzept können dafür beispielsweise elektrische Energieverbräuche und Wärmeverbräuche erfasst werden. Zusammen mit den vorhandenen Betriebsdaten entsteht dadurch ein wesentlich genaueres Bild des Anlagenbetriebs.
Die Sensorik bildet somit die Grundlage für die weitere Auswertung.
Ein Stromzähler allein zeigt beispielsweise, wie viel elektrische Energie verbraucht wurde. Erst zusammen mit Informationen über Betriebszeit, Anlagenzustand und weitere Messgrößen lässt sich besser beurteilen, wie dieser Verbrauch entstanden ist.
Bei etaWatch werden hierfür verschiedene Sensoren und Datenpunkte genutzt. Die zur Berechnung benötigten Werte werden erfasst und im Controller-Logfile gespeichert. Daraus können anschließend aktuelle und kumulierte Verbrauchswerte ermittelt werden.
Energiemonitoring bedeutet deshalb mehr als das Ablesen eines Energiezählers. Es verbindet Sensorik, Betriebsdaten und Energieverbräuche, um den Anlagenbetrieb nachvollziehbar zu machen.
Bei der energetischen Betrachtung einer RLT-Anlage darf der Fokus nicht ausschließlich auf dem Stromverbrauch liegen.
Elektrische Energie wird beispielsweise für Ventilatoren, Pumpen, Verdichter, Regelungstechnik und weitere elektrische Komponenten benötigt. Abhängig vom Anlagenkonzept kann zusätzlich ein erheblicher Wärmebedarf entstehen.
Gerade bei Anlagen, die große Außenluftmengen aufbereiten oder hohe Temperaturanforderungen erfüllen müssen, kann die benötigte Wärme einen wesentlichen Anteil am gesamten Energiebedarf ausmachen.
Deshalb ist es sinnvoll, Strom- und Wärmeverbräuche gemeinsam mit den jeweiligen Betriebsbedingungen zu betrachten.
Auch Wirkungsgrade und andere Kennwerte können dabei helfen, Veränderungen sichtbar zu machen. etaWatch wird von HANSA deshalb vereinfacht auch als „Wirkungsgradbeobachtung“ beschrieben.
Eine solche Betrachtung kann beispielsweise zeigen, ob sich die Effizienz eines Systems über längere Zeit verändert oder ob Verbrauchswerte von den erwarteten Werten abweichen.
Wichtig ist dabei immer der Zusammenhang.
Ein hoher Wärmeverbrauch an einem sehr kalten Wintertag ist nicht automatisch ein Zeichen für eine ineffiziente Anlage. Ein ungewöhnlich hoher Verbrauch bei vergleichbaren Außen- und Betriebsbedingungen kann dagegen Anlass für eine genauere Untersuchung sein.
Energiemonitoring schafft damit vor allem Vergleichbarkeit und Transparenz.
Aus einzelnen Energiezählern werden Informationen über den tatsächlichen Anlagenbetrieb.
Die Erfassung von Energie- und Betriebsdaten dient nicht nur dazu, Verbrauchswerte nachträglich zu betrachten.
Sie kann auch eine wichtige Grundlage für die weitere Optimierung einer RLT-Anlage bilden.
Zeigt das Monitoring beispielsweise dauerhaft erhöhte Verbräuche, können die Ursachen genauer untersucht werden. Mögliche Maßnahmen reichen von der Anpassung von Betriebszeiten oder Sollwerten über Wartungsmaßnahmen bis zur Modernisierung einzelner Komponenten.
Damit entsteht ein einfacher Kreislauf:
Messen → Verstehen → Bewerten → Optimieren
Mit zunehmender Digitalisierung können diese Daten außerdem für weiterführende Regelungsstrategien genutzt werden.
Ein Beispiel dafür ist die KI-basierte Regelung etaSmart von HANSA. Dabei werden Modelle eingesetzt, um geeignete Einstellungen und Betriebsweisen für Effizienz und Komfort zu bestimmen.
Damit eine solche Optimierung nicht nur den gewünschten Raumzustand erreicht, sondern auch hinsichtlich des Energieeinsatzes bewertet werden kann, ist eine geeignete Datengrundlage erforderlich. Abhängig von der vorhandenen Anlage kann dafür zusätzliche Sensorik notwendig sein. HANSA nennt bei der Implementierung von etaSmart beispielsweise zusätzliche Energiesensoren.
Die Erfassung von Strom- und Wärmeverbräuchen bekommt dadurch eine weitere Bedeutung: Sie zeigt nicht nur, wie eine Anlage bisher gearbeitet hat, sondern kann auch dabei helfen, die Wirkung einer optimierten Regelstrategie messbar zu machen.
Energiemonitoring und intelligente Regelung ergänzen sich damit.
Das Monitoring schafft Transparenz über den Energieeinsatz. Eine intelligente Regelung kann diese und weitere Informationen nutzen, um den Anlagenbetrieb gezielt zu optimieren.
HANSA bündelt das Energiemonitoring seiner Klimasysteme innerhalb von etaTECH unter etaWatch.
Über verschiedene Sensoren und Datenpunkte werden die für die Berechnungen erforderlichen Werte erfasst. Aus diesen Daten ermittelt etaWatch aktuelle und kumulierte Verbrauchswerte und stellt sie direkt am Gerät zur Verfügung.
Neben reinen Verbrauchswerten steht dabei insbesondere die Bewertung der Effizienz im Mittelpunkt. Unterschiedliche Wirkungsgrade und deren Entwicklung können dabei helfen, Veränderungen im Anlagenbetrieb frühzeitig zu erkennen.
Die gewonnenen Daten müssen jedoch nicht ausschließlich lokal am RLT-Gerät verbleiben.
Über die Datenanbindung von etaConnect können die ermittelten Werte in das etaVisu-Datenportal übertragen werden. Dort lassen sich Betriebs- und Energiedaten speichern, visualisieren und über längere Zeiträume auswerten.
Dadurch greifen mehrere etaTECH-Module ineinander:
etaWatch erfasst und bewertet Energieverbräuche und Wirkungsgrade.
etaConnect stellt die sichere Verbindung zur Anlage her.
etaVisu ermöglicht die übersichtliche Darstellung und langfristige Auswertung der Betriebsdaten.
etaSmart kann auf einer geeigneten Daten- und Sensorbasis den Anlagenbetrieb intelligent optimieren.
Damit wird Energiemonitoring zu mehr als einer reinen Verbrauchsanzeige.
Es schafft die Datengrundlage, um den Betrieb einer RLT-Anlage besser zu verstehen, energetische Veränderungen zu erkennen und Optimierungsmaßnahmen objektiv zu bewerten. Gleichzeitig können die erfassten Energie- und Betriebsdaten die Grundlage für weiterführende digitale Anwendungen bilden.
Für Betreiber entsteht dadurch ein entscheidender Vorteil: Energieeffizienz wird nicht nur angenommen oder anhand einzelner Momentaufnahmen beurteilt, sondern messbar und über die gesamte Betriebsphase nachvollziehbar.
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