DIGICONTROL Economizer

DIGICONTROL Economizer-Modul ems4.ECONO
Bis zu 70% Energie sparen mit dem DIGICONTROL Economizer-Modul "ems4.ECONO"

Als Unternehmen der innovativen Branchen des Gebäudemanagements, der Gebäudeautomation und des Energiemanagements haben wir als GFR immer wieder aufs Neue die Chance, aktiv an einer positiven Entwicklung der Zukunft mitzuwirken.

Mehr Wirtschaftlichkeit, verantwortlicher und nachhaltiger Umgang mit Ressourcen, Umweltschutz, Werterhalt, Komfort und Sicherheit im Betrieb sind unsere Herausforderung – jeden Tag.

Lag der Anspruch von Bauherren und Betreibern bis vor ein paar Jahren noch primär auf der Erstinvestition wie auch dem Komfort, hat sich nun der Fokus maßgeblich zu Gunsten einer energie- und umweltoptimalen Ausrichtung beim Errichten und vor allem Betreiben von Gebäuden gewandelt. Diesem Anspruch stellt sich GFR jeden Tag aufs Neue.

Ein wegweisendes Verfahren zur energieoptimalen Regelung von raumlufttechnischen Anlagen (RLT-Anlagen)

Der DIGICONTROL Economizer ems4.ECONO regelt RLT-Anlagen in einem weltweit bisher einzigartigen Optimierungsverfahren nach Komfort-, Umwelt- und Ökonomievorgaben und ermöglicht eine neue Energieeffizienz, welche bisherige Grenzen vorhandener Standards deutlich übersteigt.

  • Bis zu 70% Energieeinsparung
  • problemlose Integration (in DIGICONTROL- und BACnet-Systeme)
  • einfache Montage
  • Bestmögliche Ausnutzung des Behaglichkeitsfeldes
  • Energie- und kostenoptimale Berechnung innerhalb der vorgegebenen Raumsollwerte
  • Wissenschaftlich fundierte Entwicklung der Regelalgorithmen
  • Steigerung des Komforts
  • Steigerung der Umwelteffizienz
  • Steigerung der Wirtschaftlichkeit von RLT-Anlagen

Die Idee

Konventionelle Regelsysteme messen die Lufttemperatur und Feuchte und steuern die ERG und die Luftbehandlungsstufen aufgrund der errechneten Enthalpie, auch „Wärmeinhalt“ genannt. Dieses einfache Prinzip ist nicht optimal, denn

  • eine energieoptimale Ausnutzung des Behaglichkeitsfeldes,
  • eine Gewichtung der Luftnachbereitung nach Methode, Energiemedien und energetischer Effizienz
  • und die daraus resultierende optimierte Regelstrategie der RLT-Anlagen für die Prozesse Heizen, Kühlen, Befeuchten und Entfeuchten werden nicht berücksichtigt. Erst durch den Einsatz des DIGICONTROL Economizers wird dieses enorme Einsparpotenzial nutzbar gemacht.
Energieverbrauch mit und ohne DIGICONTROL Economizer

Die Umsetzung

Der DIGICONTROL Economizer beinhaltet innovative Strategien zur Regelung der ERG, basierend auf wissenschaftlich erarbeiteten Optimierungsalgorithmen.

Alle Economizer-Funktionen und -Regelalgorithmen sind in dem Modul ems4.ECONO hinterlegt! Dementsprechend einfach gestaltet sich die Integration in ein neues oder in ein Bestandsautomationssystem: ems4.ECONO wird, genau wie ems4-Erweiterungsmodule, einfach auf die Hutschiene geschnappt und über Busverbinder mit dem Automationssystem (AS) verbunden. Das Aktivieren und Parametrieren der Funktionen erfolgt in der AS-Konfigurationssoftware webCADpro. 

Für die Funktion des Economizers sind Sensoren zur Erfassung der Temperatur und Feuchte der Außenluft sowie der Temperatur nach der Mischluftklappe (falls vorhanden) erforderlich, welche ggf. nachgerüstet werden müssen.

Umsetzung der Economizer-Funktionen und -Regelalgorithmen

Das Funktionsprinzip sowie die entsprechenden Regelalgorithmen wurden innerhalb eines Forschungsprojektes (Leitung Prof. Dr. Sokollik) der Hochschule Merseburg gemeinsam mit GFR entwickelt und durch GFR mit dem DIGICONTROL Economizer-Modul ems4.ECONO umgesetzt. Das Europäische Patentamt erteilte am 17. September 2014 für das „Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Luftparameter in Räumen“ das europäische Patent Nr. 2667278. Die erzielten Energieeinsparungen sind enorm. Bei Außentemperaturen um 15 - 20°C verspricht der Einsatz des Economizer-Moduls Energieeinsparungen von bis zu 100% innerhalb der Luftnachbereitung. Über das Jahr gerechnet sind Energieeinsparungen von 15-70% realistisch.

Diagramm zur Energieeinsparung mit und ohne DIGICONTROL Economizer

Referenzbericht: Energieverbrauchsoptimierung und Emissionsminimierung in einer Vollklimaanlage im Fraunhofer Institut Dresden

Als jüngstes Beispiel unserer innovativen Entwicklungsgeschichte haben wir sowohl ein neues Verfahren zur Optimierung von Ventilatoren mit sich ändernden Luftmengen in Form der „DIGICONTROL Proportionaldruckregelung“ wie auch das wegweisende und patentierte Verfahren „DIGICONTROL Economizer“ entwickelt. Diese zwei Optimierungsverfahren wurden im IKTS (Institut für Keramische Technologien und Systeme) des Fraunhofer Instituts Dresden in einer Bestandsklimaanlage nachgerüstet. Nach einer Betriebszeit von 140 Tagen konnten beeindruckende Einsparungen nachgewiesen werden.

Profitieren Sie von unseren Kompetenzen!

Für alle Fragen, angefangen bei der Planung, über die Umsetzung, Optimierung und die Betreuung Ihrer Gebäude haben Sie mit GFR nur einen Ansprechpartner.

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info.verl@gfr.de

Gewinner des Deutschen TGA-Awards 2016

GFR ist Gewinner des Deutschen TGA-Awards 2016

Am 12. April 2016 fand im Rahmen der „Berliner Energietage“ die Preisverleihung des DEUTSCHEN TGA-AWARD im Gebäude der IHK Berlin statt.

Den Preis in der Kategorie „Innovatives Konzept in der MSR-Technik / Gebäudeautomation“ gewann GFR mit dem Projekt „Energieverbrauchsoptimierung und Emissionsminimierung im Fraunhofer Institut Dresden“. Der DEUTSCHE TGA-AWARD wird an in Deutschland tätige Fachplaner, Ingenieure und Architekten sowie an Hersteller für ein am Markt verfügbares, zugelassenes Produkt, das in einem Projekt verbaut wurde verliehen.
Veranstalter ist die HUSS-MEDIEN GmbH.

Funktionsprinzip des DIGICONTROL Economizers

Konventionelle Regelalgorithmen sind nicht in der Lage, den „kostenoptimalen“ Betriebspunkt (Sollwerte im h,x-Diagramm für den Raum) der RLT-Anlage zu bestimmen. Als kostenoptimalen Betriebspunkt versteht man den Zustand, bei dem der Raumluftsollwert so im h,x-Diagramm liegt, dass die Luftbehandlungsstufen möglichst wenig Energie (Kosten!) verbrauchen. Die Sollwertgrenzen im h,x-Diagramm bilden das Behaglichkeitsfeld.

Behaglichkeitsfeld im h,x-Diagramm

Thermische Behaglichkeit herrscht nicht ausschließlich bei einem bestimmten Raumtemperatur- und Raumfeuchtesollwert, sondern innerhalb eines bestimmten Bereiches, der durch das sogenannte Behaglichkeitsfeld im h,x-Diagramm umrissen wird. Typisch für Büros, Konferenz- und Hörsäle, Klassenzimmer, Hotelzimmer, Wohnbereich und dergleichen ist ein Temperaturbereich von 20-24°C (max. 26°C) und ein relativer Feuchtebereich von 35 - 65%, abhängig von der Außentemperatur. Der DIGICONTROL Economizer unterstützt frei durch den Benutzer definierte Behaglichkeitsfelder sowie die Vorgaben der Normung nach DIN EN 15251 Kategorien I bis III und nach DIN 1946 (ersetzt durch DIN EN 13779: 2005). Die Abbildung 4 zeigt ein konventionelles, nicht optimiertes System, in dem unnötig und energieaufwendig gekühlt wird.

Behaglichkeitsfeld im h,x-Diagramm
Ausnutzen des Behaglichkeitsfeldes

Die Raumluftsollwerte einer DIN-gerechten oder benutzerspezifischen Behaglichkeit sind keineswegs fix, sondern, wie zuvor beschrieben, innerhalb des Behaglichkeitsfensters zu finden und je besser die Ausnutzung dieses Behaglichkeitsfeldes erfolgt, um so energieeffizienter ist der Betrieb der RLT-Anlage. Der DIGICONTROL Economizer errechnet den kostenoptimalen Betriebspunkt innerhalb des Behaglichkeitsfeldes, der wiederum den energetisch günstigsten Betrieb bedeutet und setzt die ERG optimiert ein. Die Abbildung 5 zeigt ein optimiertes System, in dem die Raumsollwerte energieoptimal berechnet wurden.

Ausnutzen des optimalen Behaglichkeitsfeldes
Optimierte Strategie zur Regelung der ERG und Luftbehandlungsstufen

Für die Berechnung des optimalen Betriebspunktes innerhalb des Behaglichkeitsfeldes spielt der technische Aufbau der RLT-Anlage ebenfalls eine wesentliche Rolle. Eine Innovation des DIGICONTROL Economizers ist die Bewertung der Luftnachbereitung nach Methode, Energiemedien und energetischer Effizienz sowie die daraus folgende Ableitung der Sequenz. Der Economizer berechnet und regelt den vorkonditionierten Luftzustand mittels der ERG so aus, dass die Luftnachbereitung möglichst energie- bzw. kostenoptimal arbeitet. Die Eingangsgrößen des Algorithmus sind die Außentemperatur und Außenfeuchte sowie die Wärme- und Feuchtelast. Die Kostenfaktoren der Zielfunktion sind die spezifischen Betriebskosten des Lufterhitzers, des Luftkühlers und des Luftbefeuchters in €/kWh. Die Ausgangsgrößen sind die Sollwerte für Raumtemperatur und Feuchte sowie die Lufttemperatur nach der ERG und den Mischluftklappen (MLK) sowie die Regelung der ERG und MLK.

Der DIGICONTROL ECONOMIZER kann auf zwei verschiedene Führungsgrößen eingestellt werden:

  • Kosten optimierte Regelungsstrategie

oder

  • CO2 optimierte Regelungsstrategie

Dabei unterstützt der DIGICONTROL ECONOMIZER frei durch den Benutzer definierte Behaglichkeitsfelder sowie die Vorgaben der Normung nach DIN EN 15251 Kategorien I bis III und nach DIN 1946 (ersetzt durch DIN EN 13779: 2005).

Optimierte Strategie zur Regelung der ERG und Luftbehandlungsstufen
Europäisches Patent für den DIGICONTROL Economizer ems4.ECONO

Wie können wir Sie unterstützen?

Planer und Architekten:

  • Neuanlagen
  • Ausschreibungstexte
  • Wirtschaftlichkeitsberechnung

 

Betreiber:

  • Nachrüstung, Kostenvoranschlag, Angebot

 

Wir beraten Sie unverbindlich und senden Ihnen gerne Ihr Angebot für den Einbau oder die Nachrüstung des DIGICONTROL Economizers in Ihre RLT-Anlagen.

Profitieren Sie von unseren Kompetenzen!

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Unternehmen und Benutzer profitieren von DIGICONTROL-Automationslösungen

GFR hat über 35 Jahre Erfahrung in den Bereichen Gebäudemanagement, Gebäudeautomation und technischem Facilitymanagement.

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