Optimierung von Heizungssystemen durch intelligente Steuerung

Paul Hock

Aktuell gibt es viele Herausforderungen in der Wohnungswirtschaft. Die massiv gestiegenen Gaspreise belasten die Mieter und stellen auch für Vermieter ein großes Risiko dar. Gleichzeitig fehlt es an Fachkräften, um die existierenden Heizungssysteme zu optimieren und zu kontrollieren. Aufgrund dieser Umstände gewinnt der effiziente Betrieb von Energiesystemen rasant an Bedeutung.

Als maßgebliches Instrument einer energieeffizienten Betriebsführung dienen intelligenten Steuerungen, die einen hohen Beitrag zur Einsparung bei der Wärmebereitstellung leisten. So können Energiekosten schnell und effektiv gesenkt werden. Neben der Optimierung ist ebenso eine smarte Visualisierung, mit der Energieanlagen überwacht und durch wenigen Klicks kontrolliert werden essenziell für einen optimalen Betrieb ohne Ausfälle.

Die effiziente Nutzung von Energie ist wichtig, um Kosten zu senken und die Umwelt zu schützen.

Um dies zu erreichen ist der Einsatz von Energiemanagementsysteme (EMS) eine der effektivsten Maßnahmen, um den Energieverbrauch in Gebäuden automatisch zu steuern und zu optimieren, indem Sensoren und Aktoren eingesetzt werden, die Daten sammeln und Steuerungsalgorithmen ausführen. Intelligente Kontrollstrategien können bis zu 30 % der Energiekosten einsparen – ohne große Hardwareinvestitionen.

EMS basieren häufig auf einer zentralen Steuereinheit, die über drahtgebundene oder drahtlose Netzwerke mit verschiedenen Feldgeräten verbunden ist. Die Steuereinheit sammelt Daten von Sensoren, führt Algorithmen aus und sendet Befehle an Aktoren.

Ein intelligentes EMS kann sowohl lokal gesammelte Daten als auch Wetterinformationen und Vorhersagen sowie Energiemarktpreise nutzen, um den Betrieb der Energiesysteme eines Gebäudes zu optimieren. Ziel ist es, den Energieeinsatz zu minimieren und gleichzeitig ein angenehmes Raumklima zu erhalten.

Der Einsatz von intelligenten EMS kann helfen, Potenziale zu realisieren.

In den momentan den Großteil des Bestands ausmachenden Gas, Öl oder Fernwärme basierten Heizsystemen wächst durch die steigenden Energiepreise sich ändernde regulatorische Gegebenheiten und finanzielle Anreize sowohl für Endkunden als auch für Energiedienstleister und Vermieter der Druck die Effizienz zu erhöhen stark an.

Insbesondere die derzeit stark schwankenden Energiepreise und steigende CO2 Steuer – sowie andere Umweltabgaben – machen eine Optimierung der Energiesysteme unabdingbar. Der Einsatz von intelligenten EMS kann helfen, diese Potenziale zu realisieren.

Gleichzeitig gibt es ein zunehmendes Bewusstsein der großen Emissionen, welche durch das Beheizen von Gebäuden verursacht werden, sodass nicht nur finanziell, sondern auch gesellschaftlich der Druck steigt.

Zudem ist der Betrieb von modernen regenerativen Anlagen fast unmöglich ohne ein zentrales Managementsystem. Wärmepumpen müssen mit den Photovoltaik-Anlagen und anderen Energiequellen intelligent gesteuert werden, sodass die Nutzung aller Ressourcen optimiert und der Primärenergieverbrauch minimiert wird.

Ein guter Vergleich zu der Problematik ist der von einem Betriebssystem für Computer – ein Computer benötigt zwangsläufig ein Betriebssystem – dies ist bei Energiesystemen die Regelung. Hersteller bringen in den Wärmeerzeuger ihre eigene Regelung mit, die jedoch bei bi- oder multivalenten Anlagen meist nicht miteinander kommunizieren. Dementsprechend ist in diesen Fällen meist eine zentrale, übergeordnete Steuerung notwendig, um einen effizienten und versorgungssicheren Betrieb zu gewährleisten.

Die Problematik von herkömmlichen EMS

Weit verbreitete Lösungen am Markt ermöglichen oft nur das Monitoring von Anlagen und sind ein sinnvoller Schritt in die richtige Richtung aber keine langfristige Lösung, da eine effektive Nutzung der Daten ohne eine zentrale Steuerung der Anlagen unmöglich ist. Auch sind vorhandene Monitoring Tools oft mehr auf die Abrechnung und andere administrative Prozesse fokussiert als auf die Steuerung der Anlagen. Auch hier ist eine Optimierung sinnvoll; allerdings ist der finanzielle und insbesondere CO2 Impact deutlich größer bei einer wirklichen Steuerung der Systeme.

Eine weitere Problematik ist, dass im Moment die Steuerung der Wärmeerzeuger nur mit der Software des Herstellers möglich ist. Die Gebäudebestände sind aber vorwiegend heterogen ausgestattet und es gibt in einem Standard Portfolio eine Vielzahl an verschiedenen Herstellern.

Die Nutzung von bereits vorhandener Hardware oder der Kombination von verschiedenen Herstellern vermindert die Kosten für neue Systeme enorm und ermöglicht gleichzeitig die Optimierung vorhandener Systeme. Zudem bieten viele Hersteller von Gaskesseln und Wärmepumpen keine offenen Schnittstellen für ihre Hardware an, so dass ein Datenaustausch und die Integration in andere Systeme mit Herausforderungen verbunden ist.

Ein intelligentes EMS kann sowohl lokal gesammelte Daten als auch Wetterinformationen und Vorhersagen sowie Energiemarktpreise nutzen, um den Betrieb der Energiesysteme eines Gebäudes zu optimieren.

Ein intelligentes EMS kann sowohl lokal gesammelte Daten als auch Wetterinformationen und Vorhersagen sowie Energiemarktpreise nutzen, um den Betrieb der Energiesysteme eines Gebäudes zu optimieren.

Der Einsatz von intelligenten Energiemanagementsystemen mit automatisierter Optimierung wurde in der Wohnungswirtschaft durch niedrige Gaskosten, fehlende finanzielle Anreize und eine Vergangenheit ohne Klimaziele noch sehr vorsichtig angegangen, wodurch große Ineffizienzen in bestehenden Systemen vorhanden sind. Das Potenzial für Energieeinsparungen ist dementsprechend enorm. Die Entwicklung solcher Systeme ist eine komplexe Aufgabe, aber sie ist für die weitere Entwicklung effizienter und dezentraler Energiesysteme unerlässlich.

Zusätzlich zu den Energieeinsparungen ergeben sich Einsparungen durch die vereinfachte Wartung und geringe Entstörungskosten. Durch den ermöglichten Fernzugriff auf die Energieanlagen und das Warnsystem können Probleme frühzeitig erkannt und unnötige Anfahrten verhindert werden. Auch eine erhöhte Versorgungssicherheit, die vor allem für Wohnungsgesellschaften höchste Priorität hat, wird durch intelligente EMS erzielt. Durch Digitalisierung der Anlagen und Archive (wie z.B. Lieferscheinen, Rechnungen oder der einfache Überblick über die verschiedenen Energieanlagen) können zudem mittelfristig auch Personalkosten reduziert werden.

Ein aktuelles Paradebeispiel für den Einsatz von EMS mit Fernsteuerungsmöglichkeit sind die Einführungen von Nachtabsenkungen wie beispielsweise der LEG oder Vonovia. Mit einem EMS wären diese Nachtabsenkungen meist schon eingeführt – oder zumindest per Mausklick möglich; ohne eine einzige Anfahrt.

Über den Autor

Paul Hock

Co-Founder & Geschäftsführer von Green Fusion

Paul Hock ist Mitgründer und Geschäftsführer von Green Fusion. Vor der Gründung von Green Fusion arbeitete er bei der Berliner Energieagentur, dem großen deutschen Energieversorger Uniper und bei Capgemini in Frankreich. Davor hat er Wirtschaftsingenieurwesen an der Technischen Universität Berlin studiert.