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DE102008003866A1 - Modular real-time-energy indicator for use in domestic installation, particularly buildings or housing unit, has multiple modules, where each module is adapted for real time detection of energy content of similar energy carrier - Google Patents

Modular real-time-energy indicator for use in domestic installation, particularly buildings or housing unit, has multiple modules, where each module is adapted for real time detection of energy content of similar energy carrier Download PDF

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DE102008003866A1
DE102008003866A1 DE102008003866A DE102008003866A DE102008003866A1 DE 102008003866 A1 DE102008003866 A1 DE 102008003866A1 DE 102008003866 A DE102008003866 A DE 102008003866A DE 102008003866 A DE102008003866 A DE 102008003866A DE 102008003866 A1 DE102008003866 A1 DE 102008003866A1
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energy
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data
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Withdrawn
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German (de)
Inventor
Alois Schaerfl
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Scharfl Alois
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    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1048Counting of energy consumption
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R22/06Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods
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Abstract

The modular real-time-energy indicator has multiple modules, where each module is adapted for real time detection of the energy content of a similar energy carrier. The modules are adapted to real-time calculation of data on the basis of the detected energy content of an energy carrier.

Description

Die Erfindung betrifft einen modularen Echtzeit-Energieanzeiger. Echtzeit-Energieanzeiger sind aus dem Stand der Technik bekannt. So gibt es für die Anzeige des aus einer Steckdose entnommenen elektrischen Stroms Zwischensteckmodule, welche basierend auf dem durch das Zwischenmodul durchfließenden Strom die damit verbundene Leistung anzeigen.The The invention relates to a modular real-time energy indicator. Real-time power indicator are known from the prior art. So there is for the display of the electrical power drawn from a socket Intermediate plug-in modules, which based on the through the intermediate module flowing stream indicate the associated performance.

Derartige Energieanzeiger haben den Nachteil, dass sie eigentlich ausschließlich für Elektrizität, bzw. ausschließlich auf die Anzeige des Energiegehalts seines Energieträgers geeignet sind.such Energy meters have the disadvantage that they are actually exclusive for electricity, or exclusively on the indication of the energy content of his energy source are suitable.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe diese Begrenzung einer Echtzeit-Energieanzeige auf einen einzigen Energieträger zu überwinden.In front In this background, the task sets this limit one Real-time energy display on a single energy source to overcome.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche, wie durch einen modularen Echtzeit-Energieanzeiger, umfassend mehr als ein Modul: jedes Modul ist geeignet zur Echtzeit-Erfassung des Energieinhalts mindestens eines gleichartigen Energieträgers; geeignet zur Echtzeit-Berechnung von Daten auf Basis dieses erfassten Energieinhalts mindestens eines Energieträgers; geeignet zur gleichzeitigen Echtzeit-Ausgabe dieser in Echtzeit berechneten Daten von mehr als einem Modul.Solved This task is characterized by the characteristics of the independent Claims, such as through a modular real-time energy indicator, comprising more than one module: each module is suitable for real-time acquisition the energy content of at least one similar energy carrier; suitable for real-time calculation of data based on this detected Energy content of at least one energy source; suitable for simultaneous real-time output of this calculated in real time Data from more than one module.

Unter einem Echtzeit-Energieanzeiger wird im Weiteren ein Energieanzeiger verstanden, der die Energie, welche er misst in Echtzeit anzeigt, also ohne Verzögerung. Hierdurch wird bewirkt dass ein Nutzer sofort über den aktuellen Energieverbrauch informiert ist. Dies hat den Vorteil, dass er auf Basis dieser aktuellen Information sofort Maßnahmen einleiten kann.Under A real-time energy indicator will subsequently become an energy indicator understood, who displays the energy that he measures in real time, without delay. This causes a Inform users immediately about the current energy consumption is. This has the advantage of being based on this up to date information Immediately take action.

Modular ist der Echtzeit-Energieanzeiger, weil er mehr als ein Modul umfasst, wobei jedes Modul zur Echtzeit-Erfassung des Energieinhalts geeignet ist. Hierdurch wird bewirkt dass ein Nutzer mit nur einem einzigen Energieanzeiger sofort über den aktuellen Energieverbrauch von mehr als einer nicht gleichartigen Energiequelle informiert ist, wenn in jedem der Module der Energieverbrauch eines gleichartigen Energieträgers gemessen wird. Dies hat den Vorteil, dass er auf Basis dieser aktuellen Information über den Gesamtenergieverbrauch einer Vielzahl Energieträgern sofort informiert ist und sofort Maßnahmen einleiten kann.Modular is the real-time energy meter because it has more than one module, each module being suitable for real-time detection of the energy content is. This causes a user with only a single Energy meter immediately above the current energy consumption informed by more than one non-similar source of energy is, if in each of the modules the energy consumption of a similar Energy carrier is measured. This has the advantage that he based on this current information on the total energy consumption a large number of energy sources is informed immediately and Immediately take action.

Als ein Modul wird eine Erfassungseinheit bezeichnet, die geeignet ist anhand von geeigneten Messgrößen die Energie- bzw. Stoffmenge und/oder einen Energie- bzw. Stoffstrom eines Energieträgers zu ermitteln und diese Information an eine zentrale Erfassungseinheit zu übermitteln.When a module is called a detection unit that is appropriate based on suitable parameters, the energy or amount of substance and / or an energy or material flow of an energy carrier to determine and send this information to a central registration unit to convey.

Gleichartig sind Energieträger, wenn Energieträger derselben Phase (fest, flüssig, gasförmig) durch denselben Umwandlungsprozess, z. B. Verbrennung, in eine andere Energieform umgewandelt werden. Gleichartige Energieträger sind z. B. Heizöl und flüssige Biobrennstoffe oder Erdgas und Biogas. Durch diese Zusammenfassung gleichartiger Energieträger wird bewirkt, dass zur Erfassung gleichartiger Energieträger nur jeweils ein Modul beschrieben werden muss.similar are energy sources, if they are energy carriers of the same Phase (solid, liquid, gas) through it Conversion process, e.g. B. combustion, in a different form of energy being transformed. Similar energy sources are z. As fuel oil and liquid biofuels or natural gas and biogas. Through this summary of similar energy sources is caused to capture similar energy sources only one module each has to be described.

Mindestens ein gleichartiger Energieträger ist gegeben, wenn mindestens ein gleichartiger Energieträger, wie z. B. Öl und noch ein weiterer Energieträger, wie z. B. Gas angezeigt werden, sowie noch weitere gleichartige Energieträger angezeigt werden können. Dies bewirkt, dass auf kleinem Bauraum eine Vielzahl von Informationen ausgegeben wird. Dies hat den Vorteil, dass der Anwender an einer Stelle eine Vielzahl von Informationen erhält und sich diese nicht verstreut zusammensuchen muß.At least a similar energy source is given, if at least a similar energy source, such. For example, oil and yet another energy source, such. B. Gas displayed are displayed, as well as other similar energy sources can be. This causes a small space Variety of information is output. This has the advantage that the user in one place a lot of information receives and this does not have to search together scattered.

Die Echtzeit-Berechnung von Daten auf Basis dieses erfassten Energieinhalts mindestens eines Energieträgers bewirkt, dass z. B. der Energieinhalt des dem Verbrennprozess zuzuführenden Öl als Basis zur Datenermittlung dient, also der Verknüpfung dieses Energieinhalts mit weiteren Daten, die etwas anderes repräsentieren können, als den Energieinhalt. Hierdurch können dann beispielsweise Kosten berechnet werden, Effizienzen, Vergleichswerte, Bezugswerte etc.The Real-time calculation of data based on this collected energy content at least one energy carrier causes z. B. the Energy content of the oil to be supplied to the combustion process serves as the basis for data determination, ie the link this energy content with other data that represents something else can, as the energy content. This allows then, for example, costs are calculated, efficiencies, comparative values, Reference values etc.

Dies hat den Vorteil, dass hierdurch diese Energiewerte mit Energiewerten aus anderen Quellen vergleichbar gemacht werden, und/oder diese Energiewerte auf die Umgebung, in der sie entnommen werden, wie z. B. der baulichen Umgebung, oder einer Klimazone etc. normiert werden, um deren Einfluß zu neutralisieren bzw. anzupassen. Dies hat den Vorteil, dass die Energieinhalte der jeweiligen Energieträger mit Hilfe der durch sie ermittelten Daten besser vergleichen werden können.This has the advantage that this energy values with energy values be made comparable from other sources, and / or these Energy values on the environment in which they are taken, such as z. B. the structural environment, or a climatic zone, etc. normalized to neutralize or adapt their influence. This has the advantage that the energy content of the respective energy sources be better compared using the data they have collected can.

Die Ausgabe dieser in Echtzeit berechneten Daten von mehr als einem Modul bewirkt, dass ein Nutzer diese berechneten und somit aufbereiteten und dadurch aussagekräftigeren Daten von mehr als zwei Energiequellen gleichzeitig sofort angezeigt bekommt. Dies hat den Vorteil, dass er sofort geeignete Maßnahmen einleiten kann.The output of this real-time computed data from more than one module causes a user This calculated and thus prepared and thus more meaningful data from more than two energy sources gets displayed at the same time immediately. This has the advantage that he can take appropriate measures immediately.

Durch die Echtzeit-Ausgabe unmittelbar in kWh (Energie), und/oder kW bzw. W (Leistung) sowie die Ausgabe entsprechenden Kosten bewirkt, dass die Energiewerte unterschiedlicher Energieträger vergleichbar sind. Damit kann der jeweils günstigere Energieträger identifiziert werden. Der Vergleich kann über bestimmte Zeiträume und/oder für Momentanleistungen durchgeführt werden.By the real-time output directly in kWh (energy), and / or kW or W (performance) as well as the expense corresponding costs causes the energy values of different energy sources are comparable. This can be the cheaper energy source be identified. The comparison can be over specific periods of time and / or for instantaneous services.

Da die Echtzeit-Ausgabe auf Anforderung erfolgt, wird Energie für den Betrieb des Echtzeit-Energieanzeigers gespart. Die Anforderung kann z. B. durch den Nutzer und/oder durch Erreichen bestimmter Systemzustände des Erfassungsbereiches ausgelöst werden. Module des Echtzeit-Energieanzeigers können auch in der Lage sein, mehrere andersartige Energieträger zu erfassen.There The real-time output is done on demand, will energy for saved the operation of the real-time energy indicator. The request can z. B. by the user and / or by reaching certain System states of the detection area triggered become. Modules of the real-time energy indicator can also to be able to use several different types of energy to capture.

Die Module des Echtzeit-Energieanzeigers sind geeignet als Energieträger thermische Energieträger z. B. Fern- und Nahwärme und/oder elektrische Energieträger z. B. bezogen aus dem öffentlichen Netz und Fotovoltaikanlagen und/oder chemische Energieträger z. B. in Form von Öl und Gas und/oder mechanische Energieträger z. B durch Wind und Wasser angetriebene Wellen und/oder Strahlungsenergie z. B. Solarstrahlung und/oder erneuerbare Energien z. B.The Modules of the real-time energy indicator are suitable as energy sources thermal energy carriers z. B. district and local heating and / or electrical energy sources z. B. based on the public Network and photovoltaic systems and / or chemical energy sources z. B. in the form of oil and gas and / or mechanical energy z. B Waves and / or radiant energy driven by wind and water z. B. solar radiation and / or renewable energy z. B.

Biomasse und Erdwärme zu erfassen und auszuwerten. Damit können alle heute zum Betrieb eines Gebäudes zur Verfügung stehenden Energiearten erfasst werden.biomass and to detect and evaluate geothermal energy. With that you can all available today for the operation of a building stationary energy types are recorded.

In die Echtzeit-Berechnung von Daten fließen Nutzer- und Gebäudedaten wie z. B. Bauart und Größe des Gebäudes, Anzahl Nutzer ein. Damit lassen sich Flächen- und/oder Volumen sowie Personen und Zeit spezifische Kennwerte berechnen und mit anderen Gebäuden bzw. Erfassungsbereichen vergleichen.In The real-time calculation of data flows user and building data such as B. Type and size of the building, Number of users. This can be surface and / or Calculate volume as well as persons and time specific characteristics and compare with other buildings or areas of coverage.

In die Echtzeit-Berechnung von Daten fließen aktuelle und/oder durchschnittliche Klimadaten des Standorts des Gebäudes und/oder von Referenzstandorten ein. Damit lassen sich klimaabhängige Verbrauchsdaten auf beliebige andere Klimata umrechnen.In the real-time calculation of data flow current and / or average climate data of the location of the building and / or reference sites. This can be climate-dependent Convert consumption data to any other climates.

Da alle Daten in einem Speicher abgelegt werden können ist der Zugriff auf Messwerte aus der Vergangenheit möglich. Dies hat den Vorteil, dass zahlreiche Daten zu einem vergangenen Zeitpunkt sind verfügbar und Korrelationen zwischen den Werten ermittelt werden können.There all data can be stored in a memory is Access to past readings possible. This has the advantage of having lots of data about a past one Time are available and correlations between the Values can be determined.

Die Aussagekraft eines abstrakten Wertes ist für den Nutzer oftmals gering. Daher enthält der Echtzeit-Energiemonitor Referenzwerte die den Energieverbrauch des letzten Jahres repräsentieren und/oder den durchschnittlichen Verbrauch vergleichbarer Einheiten und/oder einem durch den Nutzer selbst vorgegebenen Wert entsprechen können. Damit kann der Nutzer seine Werte unter vergleichbaren Objekten besser einordnen und Veränderungstendenzen erkennen und erhöhten Verbräuchen entgegen wirken.The Meaning of an abstract value is for the user often low. Therefore, the real-time energy monitor contains Reference values that represent the energy consumption of the last year and / or the average consumption of comparable units and / or correspond to a value specified by the user himself can. This allows the user to compare his values with others To classify objects better and to recognize changing tendencies and counteract increased consumption.

Der Nutzen des Echtzeit-Energieanzeigers liegt darin, daß die Echtzeit-Berechnung von Daten derart erfolgt, daß im selben Energienzeiger die in Echtzeit berechneten Daten von mehr als einem Energieträger in Echtzeit angezeigt werden können. Da die Energie- und Stoffströme eines Gebäudes oder Erfassungsbereiches oftmals nicht unabhängig von einander auftreten, ist es wichtig, diese Ströme in Echtzeit und gleichzeitig anzeigen zu können. Daraus können energetische Verbesserungen abgeleitet werden.Of the Use of the real-time energy indicator is that the Real-time calculation of data is done in such a way that in the same Energy pointer the real-time calculated data of more than one Energy sources can be displayed in real time. As the energy and material flows of a building or coverage often not independent of each other it is important to get these streams in real time and to show at the same time. It can energy improvements are derived.

Mit den Ansprüchen A6 bis A13 ist es möglich, daß die Echtzeit-Berechnung von Daten derart erfolgt, daß im selben Energienzeiger auf Basis der in Echtzeit berechneten Daten die Gesamteffizienz eines Erfassungsbereichs mindestens eines einzigen Energieträgers in Echtzeit angezeigt werden kann. Damit kann die Effizienz einzelner Anlagenkomponenten und/oder der gesamten Energiewandlungskette angezeigt werden. Insbesondere kann damit die Effizienz von Regelungen und die Abstimmung der Anlagenkomponenten angezeigt werden.With the claims A6 to A13, it is possible that the Real-time calculation of data is done in such a way that in the same Energy pointer based on the real-time calculated data the overall efficiency a coverage area of at least one single energy source can be displayed in real time. Thus, the efficiency of individual Plant components and / or the entire energy conversion chain displayed become. In particular, this can improve the efficiency of regulations and the coordination of the system components are displayed.

Dadurch, daß die Daten an eine externe Erfassungsstelle übermittelt werden können, ist eine detaillierte und differenzierte objektspezifische Auswertung der Daten durch einen Fachmann jederzeit möglich. Auch Wärmekostenabrechnungen und/oder verbrauchsabhängige Abrechnung können damit erfolgen und Energieausweise erstellt werden.Thereby, that the data is transmitted to an external collection point can be, is a detailed and differentiated Object-specific evaluation of data by a specialist at any time possible. Also heat cost accounting and / or consumption-based billing can be done with it and energy certificates are created.

Die in Echtzeit berechneten Daten entsprechen den tatsächlichen absoluten Werten und/oder sind klimabereinigt. Für die Prognose z. B. der zu erwartenden Kosten sind die tatsächlichen Verbrauchswerte von Interesse, für den Vergleich z. B. mit dem Vorjahresverbrauch müssen die Werte entsprechend dem vorherrschenden Klima des jeweiligen Jahres bereinigt werden. Die Daten stehen so immer im benötigten Format zur Verfügung. Diese Daten können zu einem Vergleich mit den Daten eines Energiewirtschaftsplans verwendet werden. Damit kann der Nutzer auf Abweichungen der tatsächlichen Werte von den im Energiewirtschaftsplan erwarteten Werten zeitnah reagieren. Der Energiewirtschaftsplan kann der Nutzer erstellen oder erstellen lassen.The data calculated in real time correspond to the actual absolute values and / or are kli mabereinigt. For the prognosis z. B. the expected costs are the actual consumption values of interest, for the comparison z. For example, with the consumption of the previous year, the values must be adjusted according to the prevailing climate of the respective year. The data is always available in the required format. These data can be used to compare with data from an energy business plan. This allows the user to react promptly to deviations of the actual values from the values expected in the energy industry plan. The energy business plan can be created or created by the user.

Gemäß Anspruch 22, ist der Echtzeit-Energiemonitor dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbrauchsprognose eigens eingegebene Zielwerte einfließen. Der Nutzer kann den erwarteten Verbrauch in den Echtzeit-Energieanzeiger eingeben. Dieser ermittelt zum aktuellen Zeitpunkt den erwarteten Sollverbrauch und vergleicht diesen mit dem tatsächlichen Verbrauch. Abweichungen sind somit jederzeit erkennbar, der Nutzer kann sofort reagieren.According to claim 22, the real-time energy monitor is characterized in that Consumption forecast includes specially entered target values. The user can see the expected consumption in the real-time energy meter enter. This currently determines the expected Target consumption and compares this with the actual Consumption. Deviations are thus recognizable at any time, the user can react immediately.

Die in Echtzeit berechneten Daten können mittels weiterer Aktoren zur Regelung und Optimierung von Regeleinrichtungen verwendet werden, da der Echtzeit-Energieanzeiger diese Daten in der für Haustechnikregelungen notwendigen Häufigkeit und in der erforderlichen Aktualität.The Data calculated in real time can be generated by means of additional actuators be used to control and optimize control devices, because the real-time energy indicator uses this data in the for Domestic engineering regulations necessary frequency and in the required actuality.

Darüber hinaus kann die geschilderte Erfindung in eine Hausinstallation umfassend einen modularen Echtzeit-Energieanzeiger integriert werden. Als solche kann die geschilderte Erfindung integraler Bestandteil der Hausinstallation werden, indem sie beispielsweise elektrisch mit der bestehenden Hausinstallation verbunden ist, bzw. in bereits bestehende Regelkreise einwirkt oder diese zumindest teilweise ersetzt. Als solche kann die geschilderte Erfindung integraler Bestandteil der z. B. Gebäudehülle werden, indem sie beispielsweise zumindest teilweise in die bestehende Gebäudehülle integriert ist, oder zumindest mit dieser fest verbunden ist.About that In addition, the described invention in a house installation comprising a modular real-time energy indicator. As such, the described invention may be an integral part of Home installation, for example, by electrically with the existing house installation is connected, or in already existing control circuits or at least partially replaced. As such, the described invention can be an integral part the z. B. building envelope, for example by at least partially in the existing building envelope is integrated, or at least firmly connected to this.

ZusammenfassungSummary

Die Erfindung betrifft einen modularen Echtzeit-Energieanzeiger, umfassend mehr als ein Modul: jedes Modul ist geeignet zur Echtzeit-Erfassung des Energieinhalts mindestens eines gleichartigen Energieträgers; geeignet zur Echtzeit-Berechnung von Daten auf Basis dieses erfassten Energieinhalts mindestens eines Energieträgers; geeignet zur gleichzeitigen Echtzeit-Ausgabe dieser in Echtzeit berechneten Daten von mehr als einem Modul, wodurch ein auf die Umweltbedingungen normierbarer Gesamtvergleich von komplexen Energieaustauschsystemen, wie z. B. Gebäuden möglich ist, von welchen ein jedes durch eine Vielzahl unterschiedlicher Energieträger gespeist wird. In 1 sind die Ein- und Ausgabedatenschnittstellen sowie die funktionalen Einheiten des Echtzeit-Energieanzeigers dargestellt.The invention relates to a modular real-time energy meter, comprising more than one module: each module is suitable for real-time detection of the energy content of at least one similar energy carrier; suitable for the real-time calculation of data based on this detected energy content of at least one energy source; suitable for the simultaneous real-time output of these calculated in real-time data of more than one module, whereby a standardizable on the environmental conditions overall comparison of complex energy exchange systems, such as. B. buildings is possible, each of which is fed by a variety of different energy sources. In 1 the input and output data interfaces as well as the functional units of the real-time energy indicator are shown.

Eine beispielhafte Ausführungsform wird durch die Zeichnungen und deren Beschreibung dargestellt. Es zeigen:A exemplary embodiment is illustrated by the drawings and their description. Show it:

1: Datenschnittstellen und funktionale Einheiten des Echtzeit-Energieanzeigers 1 : Data interfaces and functional units of the real-time energy indicator

2: Anlagenschema und Messstellen 2 : Plant schematic and measuring points

3: Gegenstromwärmeübertrager 3 : Counter flow heat exchanger

4: Soll-Ist-Heizwärmebedarf 4 : Target / actual heating demand

5: Zielwert Brennstoffverbrauch 5 : Target fuel consumption

6: Zielwert Strom 6 : Target Electricity

7: Abweichung vom Zielwert 7 : Deviation from the target value

8: Verbrauchsanalyse 8th : Consumption analysis

9: EnergieMonitor, Konfiguration, Video 9 : Energy monitor, configuration, video

10: EnergieMonitor, Parameter/Energiechecks 10 : Energy monitor, parameters / energy checks

11: Menübaum 11 : Menu tree

12: EnergieMonitor, Parametereingabe 12 : EnergyMonitor, parameter input

13: EnergieMonitor, Standardseite, Zielwerte Verwendete Formelzeichen

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Figure 00090001
13 : EnergyMonitor, default page, target values Formula symbols used
Figure 00080001
Figure 00090001

Verwendete Abkürzungenused abbreviations

  • BHKW – BlockheizkraftwerkCHP - combined heat and power plant
  • BW – Brennwerttechnik-HeizungBW - condensing boiler heating
  • DC – Direct Current, GleichstromDC - Direct Current, DC
  • Dena Deutsche Energie-AgenturDena German Energy Agency
  • DGS – Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e. V.DGS - German Society for Solar Energy e. V.
  • EEG– Erneuerbare-Energien-Gesetz: Gesetz für den Vorrang erneuerbarer Energien in DeutschlandEEG Renewable Energy Law: Law for the priority of renewable energies in Germany
  • EIB – Europäischer Installations-BusEIB - European Installation Bus
  • EIB/KNX – Nachfolgestandard von EIBEIB / KNX - successor standard of EIB
  • EnEG – EnergieeinsparungsgesetzEnEG - Energy Saving Act
  • EnEV – EnergieeinsparverordnungEnEV - Energy Saving Ordinance
  • EU-Richtlinie – Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden, Richtlinie 2002/91/EG EU Directive - Energy performance of buildings, Directive 2002/91 / EC
  • EVU – EnergieversorgungsunternehmenRU - energy supply company
  • GDH – Gewebe, Handel, DienstleistungenGDH - Fabrics, Commerce, Services
  • HeizAnlV – Heizungsanlagen-VerordnungHeizAnlV - heating system regulation
  • HK – HeizkreisHK - heating circuit
  • KfW – Kreditanstalt für WiederaufbauKfW - Kreditanstalt für Wiederaufbau
  • LONBus – Local-Operating-Network BusLONBus - Local Operating Network Bus
  • M-Bus – Metering BusM-Bus - Metering Bus
  • NT – Niedertemperatur-HeizungNT - low temperature heating
  • OIS-Modell – Open-Systems-Interconnection-Reference-ModelOIS Model - Open Systems Interconnection Reference Model
  • PROFIbus – Process Field BusPROFIbus - Process Field Bus
  • PV – Photovoltaik, FotovoltaikPV - photovoltaic, photovoltaic
  • StrS – StrahlungssensorStrS - radiation sensor
  • TGA – Technische GebäudeausrüstungTGA - technical building equipment
  • WMZ – WärmemengenzählerWMZ - heat meter
  • WRG – WärmerückgewinnungWRG - heat recovery
  • WSVO – Wärmeschutzverordnung: Verordnung über energiesparenden WärmeschutzWSVO - Thermal Insulation Ordinance: Regulation on energy-saving heat protection
  • WZ, WWZ – Wasserzähler, WarmwasserzählerWZ, WWZ - water meter, hot water meter

1 Einleitung1 Introduction

Die ökologischen und ökonomischen Gründe, die derzeitige Energieversorgungsstruktur hin zu einer nachhaltigen und autarken Energieversorgung zu verändern, sind Gegenstand zahlreicher Diskussionen in Politik und Wirtschaft. Über die Medien, werden der gesamten Gesellschaft die politischen und wissenschaftlichen Argumente näher gebracht. Insbesondere in der westlichen Welt zweifelt wohl kaum mehr jemand an der Notwendigkeit für Veränderungen. Trotzdem tun sich diese Länder schwer, Veränderungen aus Idealismus voran zu treiben um eine langfristige Sicherung der Lebensgrundlage, also unserer Umwelt, zu erreichen.The ecological and economic reasons, the current energy supply structure towards a Changing sustainable and self-sufficient energy supply are the subject of numerous discussions in politics and business. Through the media, the political and scientific arguments are brought closer to society as a whole. Especially in the Western world, hardly anyone doubts the need for change. Nevertheless, these countries are struggling to advance change from idealism to achieve long-term security of livelihoods, our environment.

In den wirtschaftlich weniger entwickelten Regionen der Welt, wo die Menschen bei Weitem nicht den Lebensstandard der USA und Europa haben, sieht es anders aus. Hier ist das Bewusstsein häufig von purem Überlebenswillen geprägt. Einerseits besteht in diesen Ländern, die 80% der Weltbevölkerung stellen, jedoch lediglich 20% der Energieressourcen verbrauchen, nur ein geringes Einsparpotential, andererseits wäre es eine wirtschaftliche, politische, soziale- und Umweltkatastrophe, wenn dieser Teil der Weltbevölkerung denselben Energie- und Rohstoffbedarf hätten, wie der Rest der Welt.In the economically less developed regions of the world, where the People by far not the standard of living of the US and Europe have, it looks different. Here is the awareness often characterized by pure will to survive. On the one hand exists in these countries, which account for 80% of the world's population but consume only 20% of the energy resources, only a small saving potential, on the other hand it would be one economic, political, social and environmental catastrophe, if this part of the world population the same energy and Need raw materials, like the rest of the world.

Die folgende Grafik zeigt, wie unterschiedlich der pro Kopf-Energieverbrauch im internationalen Vergleich ist. Allein die USA, die 5% der Weltbevölkerung stellt verbraucht 25% der fossilen Energieträger.The The following graph shows how different per capita energy consumption is in international comparison. The US alone, 5% of the world population represents 25% of fossil energy sources consumed.

Wenn also langfristig die Versorgung mit Energie gesichert und eine Voraussetzung zur Sicherung des Weltfriedens geschaffen werden soll, bleibt nur die Schaffung eines nachhaltigen Energie- und Rohstoffkreislaufsystems. Nur eine vorbildhafte Umsetzung in den Industrieländern kann eine erfolgreiche Übertragung auf die „aufstrebenden” Regionen wie zum Beispiel Asien, Indien, Afrika und Brasilien möglich machen.If So the long-term supply of energy secured and a prerequisite is to be created to secure world peace, remains only the creation of a sustainable energy and resource cycle system. Only a model implementation in the industrialized countries can be a successful transfer to the "emerging" regions such as Asia, India, Africa and Brazil possible do.

In Deutschland entfallen ca. 45% des Jahresendenergiebedarfes, auf die Nutzung von Gebäuden im Bereich Haushalt und Gewerbe/Handel/Dienstleistungen (GHD). Da man daraus auf ein hohes Energieeinsparpotential schließen kann, wäre dies ein lohnender Ansatz, Methoden zur Energieeinsparung in diesem Sektor zu entwickeln. Aus der Vermutung, von diesem hohen Anteil am deutschen Energieverbrauch für die Gebäudenutzung auch auf ein großes Einsparpotential schließen zu können, ist die Idee zu dieser Masterarbeit entstanden.In Germany accounts for approx. 45% of the annual energy demand the use of buildings in the area of household and commercial / trade / services (GHD). As one concludes from this on a high energy saving potential If this could be a worthwhile approach, methods for saving energy could be to develop in this sector. From the assumption, from this high Share of German energy consumption for building use also close to a great savings potential The idea for this master thesis was born.

Über die Hälfte des Energieverbrauches in den Sektoren Haushalt und GDH werden für die Raumheizung verwendet.about half of energy consumption in the household sector and GDH are used for space heating.

Möglichkeiten, die gesamte Anlage dauerhaft auf Effizienz zu überprüfen, werden in der vorliegenden Arbeit beschrieben. Dabei beschränkt sich die Überwachung des Energieverbrauchs nicht nur auf die Raumheizung, sondern erfasst alle Energieträger die dem Gebäude für die unterschiedlichen Nutzungszwecke zugeführt werden. Die „Effizienzprüfung” bleibt auch nicht nur sanierten Gebäuden und Neubauten vorbehalten, sondern kann auch sofort im unsanierten Gebäudebestand, der das größte Einsparpotential bietet, eingesetzt werden.Options, permanently check the entire system for efficiency, are described in the present work. Limited The monitoring of energy consumption is not limited to the space heating, but captures all the energy sources the the building for different uses be supplied. The "efficiency test" remains also not only renovated buildings and new buildings reserved, but can also immediately in the unsanierten building stock, the greatest savings potential can be used.

Ferner ist aus Forschungsergebnissen bekannt, dass das Nutzerverhalten den Energieverbrauch in Gebäuden erheblich beeinflusst [BINE]. So reicht der spezifische Endenergieverbrauch für Heizung, Warmwasser und Lüftung für 22 identisch gebaute Passivhäuser, nach den von [BINE] veröffentlichten Ergebnissen, von 15 kWh/m2a bis 55 kWh/m2a, bei einem Durchschnittsverbrauch von 32 kWh/m2a.It is also known from research results that user behavior significantly influences the energy consumption in buildings [BINE]. Thus, the specific final energy consumption for heating, hot water and ventilation for 22 identically constructed passive houses, according to the results published by [BINE], ranges from 15 kWh / m 2 a to 55 kWh / m 2 a, with an average consumption of 32 kWh / m 2 a.

Hierin ist der Verbrauch von Haushaltsstrom noch nicht berücksichtigt. In einer anderen Siedlung mit 51 identischen Häusern, die ebenfalls in diesem Forschungsprojekt untersucht wurde, betrug die Bandbreite des spezifischen Stromverbrauchs von 10 kWh/m2a bis 52 kWh/m2a.Here is the consumption of household electricity not yet considered. In another settlement with 51 identical houses, which was also studied in this research project, the range of specific electricity consumption was from 10 kWh / m 2 a to 52 kWh / m 2 a.

Aufgrund dieses Nutzereinflusses ist in der Masterarbeit ein besonderes Augenmerk auf die Untersuchung der Möglichkeiten, den Nutzer zu energiesparendem Verhalten anzuregen, gelegt worden.by virtue of This user influence is a special focus of the Master thesis on the study of the possibilities, the user to energy-saving To encourage behavior has been laid.

Große Teile der in der Masterarbeit beschriebenen Verfahren zur Auswertung der erhobenen Daten sind in der Anwendung nicht auf die Energieströme in Gebäude beschränkt. Sie lassen sich auch auf alle Prozesse, die im Zusammenhang mit Energieströmen stehen, anwenden.Size Parts of the methods described in the Master thesis for evaluation The data collected in the application are not on the energy flows confined in buildings. They also open up all processes related to energy flows, apply.

2 Ziel und Aufbau der Masterarbeit2 Goal and structure of the master thesis

2.1 Ziel der Masterarbeit2.1 Goal of the Master Thesis

Das Ziel dieser Masterarbeit ist die Beschreibung eines Systems, hier EnergieMonitor genannt, das den effizienten und sparsamen Einsatz von Energie in Gebäuden überwacht und fördert. Dazu wird ein System beschrieben, das die Energieströme in Gebäuden erfasst, für aktuelle Ausgaben Daten auswertet und Informationen über Effizienz und Einsparpotential über ein Display ausgibt und für spätere Auswertungen Daten aufzeichnet.The aim of this Master's thesis is the description of a system, here called EnergieMonitor, which monitors and promotes the efficient and economical use of energy in buildings. This will be a system describes the energy flows in buildings, analyzes data for current issues and outputs information about efficiency and savings potential via a display and records data for later evaluations.

Für die Auswertungen werden neben den Werten von Energieströmen auch aktuelle Klimadaten, physikalische und geometrische Gebäudedaten und Nutzerparameter erfasst. Damit können aktuelle, auf das jeweilige Gebäude bezogene Auswertungen durchgeführt werden.For the evaluations are next to the values of energy flows also current climate data, physical and geometric building data and user parameters. This can current, on the respective building related evaluations carried out become.

Im Gegensatz zur bisher üblichen Erfassung der Anlageneffizienz, bei der lediglich der Wirkungsgrad einzelner, separater Anlagenkomponenten (z. B. Heizkessel), meist im Nennlastfall einmal jährlich gemessen wurde, ermöglicht der EnergieMonitors die kontinuierliche Bestimmung eines Gesamtanlagenwirkungsgrads. Je nach Anordnung und Konfiguration des EnergieMonitors beinhaltet dieser Gesamtanlagenwirkungsgrad Erzeuger-, Speicher- und Verteilverluste. Bei mehreren Wärmeerzeugern kann überprüft werden, wie gut diese aufeinander abgestimmt sind. Durch die kontinuierliche Überwachung der Anlageneffizienz werden auch Wartungszustände permanent ermittelt.in the Contrary to the usual recording of plant efficiency, when only the efficiency of individual, separate system components (eg boilers), usually once a year in nominal load cases measured, the EnergyMonitors enables the continuous Determination of total system efficiency. Depending on the arrangement and Configuration of the EnergyMonitor includes this overall system efficiency Producer, storage and distribution losses. For several heat generators can be checked how good these are on each other are coordinated. Through continuous monitoring Plant efficiency also makes maintenance conditions permanent determined.

Ein weiteres großes Einsparpotential bietet der bedarfsgerechte Einsatz von Energie zur Erlangung der gewünschten Behaglichkeit. Unnötiges Lüften, Überhitzung der Räume, Beheizung und Beleuchtung ungenutzter Räume u. s. w. sind Energieverschwendung ohne jeglichen Komfortgewinn. In diesen Fällen gibt der EnergieMonitor Hinweise zu energiesparendem Verhalten.One further large savings potential offers the needs-based Use of energy to achieve the desired comfort. Unnecessary ventilation, overheating of the rooms, Heating and lighting of unused rooms u. s. w. are Energy waste without any comfort gain. In these cases gives the EnergyMonitor tips on energy-saving behavior.

Außerdem kann der EnergieMonitor den prognostizierten Energieverbrauch (z. B. nach EnEV-Berechnung) mit dem tatsächlichen Energieverbrauch vergleichen und so auf Einsparpotentiale bzw. auf Abweichungen von der Berechnung hinweisen. Seit einiger Zeit, ist bei den dena-Projekten der 3. Phase „Niedrig energiehaus im Bestand” ein derartiges Monitoring für 3 Jahre zur Erfolgskontrolle vorgeschrieben.Furthermore The EnergyMonitor can display the predicted energy consumption (eg. After EnEV calculation) with the actual energy consumption compare and so on potential savings or deviations from to indicate the calculation. For some time, is in the dena projects the 3rd phase "low energy house in stock" Such monitoring for 3 years to check the success required.

Nicht zuletzt kann der Nutzer selbst seinen Energiewirtschaftsplan für sein Objekt erstellen und die Zielwerte in den EnergieMonitor eingeben. Der Monitor überprüft laufend die Vorgabewerte mit den aktuellen Verbrauchsdaten und prognostiziert, ob die vorgegebenen Zielwerte erreicht werden. Damit kann ein weiterer Sparanreiz im Nutzer geweckt werden.Not Lastly, the user himself can choose his energy plan for create his object and enter the target values in the EnergyMonitor. The monitor constantly checks the default values with the current consumption data and predicts if the given Target values are achieved. This can be another savings incentive in the Users are awakened.

Nicht zuletzt wurde ein solches System erst jetzt durch die neuesten Entwicklungen in der Mikroelektronik und Datenverarbeitung möglich. Als Beispiel seien hier die Einrichtungen zur Erfassung und Abrechnung von Verbrauchsdaten in Gebäuden erwähnt. Abrechnungsfirmen setzen zur Verbrauchserfassung vermehrt sogenannte elektronische Heizkostenverteiler ein, die per Funk fern abgelesen werden können. Diese Geräte erfassen die Heizkörper- und Raumtemperatur, speichern Monatsmittel- und Endwerte und senden diese per Funk an fest installierte bzw. mobile Empfänger. Dadurch ist eine kontinuierliche und automatische Erfassung interessanter Werte möglich. Diese Sender werden mit zwei energieeffizienten Lithium-Batterien, die eine Lebensdauer von bis zu 15 Jahren erreichen, betrieben. Eine aufwendige und teuere Installation kann durch den Batteriebetrieb entfallen, was eine Nachrüstung in Bestandsgebäuden wesentlich erleichtert. Eine Drahtgebundene Lösung ist aber auch immer möglichNot At last, such a system was only recently introduced by the latest developments in microelectronics and data processing possible. When Example are here the facilities for the collection and settlement of Consumption data mentioned in buildings. billing companies put more and so-called electronic for consumption Heat cost allocator, which can be remotely read by radio. These devices record the radiator and room temperature, store monthly mean and final values and send them by radio permanently installed or mobile receivers. This is one continuous and automatic recording of interesting values possible. These transmitters come with two energy-efficient lithium batteries, operated for up to 15 years. A complex and expensive installation can be due to battery operation eliminates what a retrofit in existing buildings much easier. A wired solution is but always possible

Auf die gleiche Weise können Warm- und Kaltwasserzähler abgelesen werden. Viele Versorgungsunternehmen setzen eine ähnliche Technik für die Verbrauchserfassung von Gas und Strom ein und erfassen die gelieferte Energie gleich in Mega- und Kilowattstunden. Auch bei Wasserzählern, werden zunehmend die Zählerstände per Funk auf mobile Empfänger übertragen.On the same way can hot and cold water meters be read. Many utilities set a similar one Technology for the consumption of gas and electricity and capture the delivered energy in megawatt and kilowatt hours. Even with water meters, the meter readings are increasingly transmitted by radio to mobile receiver.

Im privaten Bereich sind solche Techniken bei Wetterstationen und Haustechniksteuerungen anzutreffen.in the Private sector are such techniques in weather stations and home automation systems encountered.

Aufgrund der voranschreitenden Verbreitung, werden diese Geräte immer günstiger. Jedoch hat sich für die Datenerfassung und die Datenweitergabe noch kein Standard herausgebildet, obwohl diese Geräte bereits in vielen verschiedenen Anwendungen anzutreffen sind. Einige Hersteller und Serviceanbieter haben eine proprietäre Lösung für die Datenverarbeitung entwickelt. Eine Schnittstelle zu anderen Systemen wird nicht bereitgestellt. Ein datenkompatibles System für die Messeinrichtungen wie sie für den EnergieMonitor benötigt werden, ist derzeit am Markt nicht verfügbar. Daher wird in der Masterarbeit ein Vorschlag für die standardisierte Datenkommunikation, in Anlehnung an die in der Gebäudetechnik bereits verwendeten Protokolle, erarbeitet.by virtue of the advancing distribution, these devices become always cheaper. However, for data collection has become and the data passing yet no standard evolved, though these devices already in many different applications can be found. Some manufacturers and service providers have a proprietary one Developed solution for data processing. A Interface to other systems is not provided. One Data-compatible system for measuring equipment like them needed for the Energy Monitor is currently not available on the market. Therefore, in the master's thesis a proposal for standardized data communication, based on those already used in building technology Protocols, worked out.

Ähnliche Entwicklungen wie die eben beschriebenen, treffen auch für die technischen Möglichkeiten im Bereich der Datenspeicherung und -verarbeitung sowie die Bedien- und Anzeigemöglichkeiten mittels Mini-PC, Touchscreen, Panel-PC und dergleichen zu.Similar developments as those just described also apply to the technical possibilities in the field of data storage and processing as well as the operating and display options by means of mini-PC, touch screen, panel PC and the like.

Die Datenkommunikation über Internet und Onlinedatenfernauswertung eröffnen weitere Möglichkeiten, Anlagen und Nutzerverhalten auf Optimierungsmöglichkeiten hin überprüfen zu können.The Data communication via Internet and online remote data evaluation open up further possibilities, equipment and user behavior Check for optimization options to be able to.

Bei allen technischen Möglichkeiten müssen aber immer die Kosten, die Komplexität und Bedienbarkeit, sowie auch die Energieeffizienz des EnergieMonitors im Blickpunkt stehen.at but all technical possibilities must always the cost, the complexity and usability, as well focus on the energy efficiency of the EnergyMonitor.

2.2 Rahmenbedingungen2.2 General conditions

Untergliedert in gesetzliche, finanzielle und technisch Rahmenbedingungen, werden neben den in der Einleitung bereits angedeuteten Aspekten kurz beschrieben, welche politischen und gesellschaftlichen Vorgaben und Überlegungen die Idee zum EnergieMonitor geprägt haben. Hier wird deutlich, dass es unterschiedlichste Gründe gibt, ein System wie den EnergieMonitor zu entwickeln und einzusetzen.subdivided in legal, financial and technical conditions briefly described in addition to the aspects already indicated in the introduction, which political and social requirements and considerations have shaped the idea for the EnergieMonitor. Here it becomes clear that there are different reasons, a system like to develop and use the EnergyMonitor.

2.3 Hardware und Datenkommunikation2.3 Hardware and data communication

In der Masterarbeit wird zunächst eine Auswahl der bereits existierenden Komponenten gezeigt, die für den Bau eines EnergieMonitor-Systems benötigt werden. Die Bauteile wie zum Beispiel Sensorik, Datenkommunikation, Datenspeicherung und Anzeigegeräte sind größtenteils vorhanden, entstammen aber oft aus proprietären Lösungen und sind somit nicht kompatibel. Die allgemeine Entwicklung in der Gebäudetechnik, hin zu Fernerfassung von Verbrauchsdaten, lässt aber in naher Zukunft auf durchgängige Lösungen zu einem erschwinglichen Preis hoffen. Prinzipiell sind Lösungen mittels Gebäudeleittechnik heute schon möglich, aber für einen Breiteneinsatz zu teuer. Für den „Durchschnittsnutzer” sind diese Lösungen ungeeignet weil zuviel Fachwissen zur Bedienung erforderlich ist und in Bestandsgebäuden diese Systeme nur mit großem Aufwand nachgerüstet werden können. Vorschläge für standardisierte Lösungen werden im Kapitel 4 Messtechnik, Datenkommunikation/-logging und Display gemacht.In The master's thesis will initially be a selection of already Existing components shown for the construction of a Energy Monitor system needed. The components like for example, sensors, data communication, data storage and Display devices are mostly available But often come from proprietary solutions and are therefore not compatible. The general development in the Building technology, to remote collection of consumption data, but leaves in the near future on integrated solutions hope for an affordable price. In principle, there are solutions already possible with building control technology today but too expensive for a wide use. For the "average user" are These solutions are unsuitable because too much expertise to operate is required and in existing buildings these systems can be retrofitted only with great effort. Suggestions for standardized solutions are described in Chapter 4 Measurement, Data Communication / Logging and Display made.

2.4 Eingabewerte und Messwerte2.4 Input values and measured values

Anschließend werden die zur Auswertung benötigten Daten beschrieben. Sofern Daten vom Nutzer eingegeben werden müssen, können diese meist aus bereits existierenden Energiebedarfsberechnung bzw. den Energieausweisen entnommen werden. Zahlreiche Daten werden automatisch über die Sensoren aktuell und kontinuierlich erfasst. Die Anzahl der erfassten Daten hängt von der technischen Ausstattung des Gebäudes und vom gewählten Bilanzraum ab. Als Bilanzraum sind beispielsweise einzelne Wohneinheiten, Einfamilienhäuser, Büroetagen, Fertigungsprozesse usw. vorstellbar.Subsequently the data required for evaluation are described. If data must be entered by the user, can These mostly from already existing energy demand calculation or the Energy certificates are taken. Many data are transferred automatically The sensors are currently and continuously recorded. The number of Data collected depends on the technical equipment of the Building and the chosen balance room. When Balance sheet are, for example, individual residential units, single-family homes, Office floors, manufacturing processes etc. conceivable.

In Kapitel 7 Energiechecks ist die Verarbeitung der Daten beschrieben. Hier sind Methoden aufgezeigt, wie aus den eingegebenen und gemessenen Daten Rückschlüsse auf Energieverschwendung und ineffiziente Energiewandlung gezogen werden können. Es werden Optimierungsmöglichkeiten ausgelotet und das Einsparungspotential, nach Erfahrungswerten aus der Praxis, dem Nutzer vorgestellt. Die Auswertung der Daten kann online erfolgen und das Ergebnis auf dem in Kapitel 8 Userinterface beschriebenem Display angezeigt werden. Die Daten können aber auch wie in Kapitel 9 Datenauswertung beschrieben, im Nachgang für aufwendigere Auswertungen herangezogen werden. Auch eine Internetanwendung entsprechend dem CO2-Check für Pumpen, Heizanlagen, Gebäude und dergleichen ist denkbar. Für Beispiele dieser Checks sei auf die Homepage www.co2-check.de verwiesen.Chapter 7 Energy Checks describes the processing of the data. Here, methods are shown how conclusions can be drawn from the entered and measured data on energy waste and inefficient energy conversion. Optimization options are explored and the potential savings, based on empirical values from practice, presented to the user. The evaluation of the data can be done online and the result displayed on the display described in chapter 8 User Interface. However, the data can also be used as described in Chapter 9 Data evaluation, subsequently for more complex evaluations. An Internet application according to the CO 2 check for pumps, heating systems, buildings and the like is conceivable. For examples of these checks, see the homepage www.co2-check.de directed.

Im Kapitel 7 Energiechecks ist gezeigt, wie sich die gewonnen Daten für Strategien von selbst optimierenden Reglern verwenden lassen.in the Chapter 7 energy checks is shown how the data obtained for strategies of self-optimizing controllers to let.

2.5 Userinterface2.5 user interface

Ein Schwerpunkt der Masterarbeit ist die Gestaltung der Nahtstelle Mensch-Maschine, weil diese den Nutzer mit dem gesamten Gebäude und der Anlagentechnik, auf einer zusätzlichen Ebene verbindet. In die Gestaltung des Displays fließen Aspekte der Arbeitspsychologie als gestaltende Wissenschaft ein. Wie bereits oben erwähnt, lassen sich die Nutzer durch finanzielle Anreize zum energiesparenden Verhalten bewegen. Der Nutzer bekommt eindeutige und leicht interpretierbare Hinweise, wie er sich energiesparend verhalten kann. Ferner kann man anhand von Referenzwerten vergleichbarer Objekte die eigenen Energiekennzahlen einordnen oder eigene Zielwerte (Obergrenzen) beim Verbrauch vorgeben. Auch dadurch wird der Sparanreiz geweckt.One focus of the Master's thesis is the design of the man-machine interface, because it connects the user with the entire building and the system technology on an additional level. The design of the display incorporates aspects of occupational psychology as a formative science. As mentioned above, users can be driven by financial incentives to save energy. The user gets clear and easily interpretable information on how to behave in an energy-efficient way. Furthermore, one can use reference values of comparable objects to classify their own energy indices or specify their own target values (upper limits) for consumption. Also by the savings incentive ge wakes.

Nicht weniger wichtig ist eine weitere Funktionalität des EnergieMonitors. Diese überwacht fortlaufend die Funktion der technischen Anlage auf Effizienz und ermittelt Jahresnutzungsgrade, die wiederum mit Referenzwerten verglichen werden können. Liefert zum Beispiel die Solaranlage keinen Ertrag, wird dies dem Nutzer signalisiert und er kann erkennen, ob dies ein normales Verhalten ist, weil zum Beispiel der Puffer bereits heiß ist, oder ob er einen Fachmann konsultieren sollte, weil der Puffer trotz Sonnenschein kalt bleibt.Not less important is another functionality of the EnergieMonitor. This continuously monitors the function of the technical Plant on efficiency and determines annual efficiencies, in turn can be compared with reference values. Delivers to For example, if the solar system has no output, this will be signaled to the user and he can tell if this is a normal behavior because of Example, the buffer is already hot, or whether he has one Specialist should consult, because the buffer despite sunshine stays cold.

Zu dem ermittelt der EnergieMonitor mögliche Erträge und stellt diese dem Verbrauch gegenüber. Damit lassen sich ungenutzte Einsparpotentiale erkennen und durch Umstellung der Anlage ausnutzen.To The EnergyMonitor determines possible returns and compares these to consumption. Leave it Recognize unused potential savings and through conversion exploit the plant.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit und einfachen Bedienbarkeit werden dem Nutzer absichtlich über den EnergieMonitor keine Regelungs- und Steuerungsfunktionen zur Verfügung gestellt. Der Monitor besitzt eine Auswerte- und Anzeigefunktion. Dieses Konzept ist mit Bedacht so gewählt, da es sich in der Praxis gezeigt hat, dass die Komplexität von Einstellmöglichkeiten überproportional mit der Zahl zentral gesteuerter Geräten zunimmt, die selbst von Fachleuten kaum beherrscht werden können. Wenn der EnergieMonitor regelnd (optimierend) in die Anlagentechnik eingreift, dann über eine direkte Schnittstelle und nur im Rahmen von selbstoptimierenden Regelalgorithmen.Out For reasons of clarity and ease of use are intentionally not made available to the user via the EnergyMonitor Control and control functions provided. The monitor has an evaluation and display function. This concept is chosen wisely, as it is shown in practice has that the complexity of setting options disproportionately increases with the number of centrally controlled devices that themselves can hardly be mastered by professionals. If the EnergieMonitor regulates (optimizes) the system technology, then via a direct interface and only in the frame of self-optimizing control algorithms.

Daher baut die Philosophie des EnergieMonitors auf dezentral, möglichst voneinander unabhängig geregelten Anlageneinheiten auf, deren „hoffentlich !” effizientes Zusammenspiel durch den EnergieMonitor in Form eines Gesamtanlagenwirkungsgrades überwacht wird.Therefore builds the philosophy of the EnergieMonitor on a decentralized, if possible independently controlled plant units, their "hopefully!" efficient interaction monitored by the EnergieMonitor in the form of a total system efficiency becomes.

2.6 Offline Auswertung Optimierung2.6 Offline Evaluation Optimization

Die Ergebnisse der oben genannten Energie- und Effizienzchecks können über das Userinterface permanent abgefragt werden. Die kontinuierliche Aufzeichnung und Speicherung der Daten, bietet die wichtige Möglichkeit Daten auch nachträglich auszuwerten. Es liegen nicht nur zahlreiche Zustandsgrößen des Gebäudes vor, sondern auch die in diesem Zeitraum am Objekt vorgelegenen Klimawerte. Mit diesen Daten können umfangreiche Auswertungen durchgeführt und weiteres Einsparpotential erschlossen werden.The Results of the above energy and efficiency checks can be over the user interface is permanently queried. The continuous Recording and storing the data provides the important opportunity Evaluate data also later. It's not just numerous state variables of the building before, but also in this period on the object vorgelegenen Climate values. With this data can be extensive evaluations carried out and opened up further potential savings become.

Einen weiteren Vorteil bietet die kontinuierliche Aufzeichnung der Daten, aus der das thermodynamische Verhalten des Gebäudes und der Anlagen ersichtlich ist. So lässt der Heizenergieverbrauch im Gebäude bei unterschiedlichen Außentemperaturen auf das thermische Verhalten der Gebäudehülle und auf das Nutzerverhalten schließen. Aus Temperaturverläufen im Heizsystem kann eventuell auf die Auslegung und Einregulierung der Anlagentechnik geschlossen werden.a Another advantage is the continuous recording of data, from the thermodynamic behavior of the building and the equipment is visible. This is how the heating energy consumption leaves in the building at different outside temperatures on the thermal behavior of the building envelope and close to user behavior. From temperature gradients in the heating system may possibly affect the design and balancing the system technology are closed.

2.7 Einsparpotential2.7 Savings potential

Aus den Erfahrungen von bereits durchgeführten Optimierungsmaßnahmen und den Einsparungen unter der Verwendung von selbst optimierenden Regelsystemen, wird das Einsparpotential des Energiemonitors abgeschätzt. Während sich durchschnittliche Einsparpotentiale aufgrund technischer Verbesserungen aus Forschungsergebnissen ableiten lassen, gibt es kaum wissenschaftlich gesicherte Erkenntnisse zu den Einspareffekten aus dem veränderten Nutzerverhalten. Dies mag daran liegen, dass die Ideen zur „Nutzersteuerung” und deren Umsetzung bisher wissenschaftlich wenig entwickelt wurden. Ein möglicher Grund dafür ist, dass sich technische Veränderungen und deren Auswirkungen gut in Zahlen fassen lassen. Im Gegensatz dazu bleibt das Nutzerverhalten eine Größe, die nur statistisch erfasst werden kann.Out the experience of already implemented optimization measures and the savings using self-optimizing Control systems, the savings potential of the energy monitor is estimated. While average savings potential due derive technical improvements from research results, There are hardly any scientifically proven findings on the savings from the changed user behavior. This may be because that the ideas for "user control" and their Implementation so far little has been scientifically developed. A possible Reason for that is that technical changes and their effects are well quantified. In contrast to User behavior remains a size that only can be statistically recorded.

2.8 Nächste Schritte2.8 Next steps

In diesem Kapitel wird zusammengefasst, welche technischen Entwicklungen noch erfolgen müssen, um die für das System EnergieMonitor benötigten Sensoren, Datenübermittlung und -auswertung bereit zu stellen. Viele der einzelnen Komponenten sind am Markt bereits verfügbar, aber nicht immer untereinander kompatibel. Gebäude werden aufgrund von gesetzlichen Regelungen nach standardisierten Regeln bewertet und z. B. durch die Kennzahlen in Energieausweisen und Energiebedarfsberechnungen energetisch vergleichbar. Diese Bewertung erfolgt zu einem bestimmten Zeitpunkt und wird dem tatsächlichen Verbrauch später kaum gegenüber gestellt. Deshalb sollte auch ein entsprechender Bewertungsstandard im Bereich des Energiemonitoring und der Effizienzkontrolle entwickelt werden, damit auf breiter Basis auch die kontinuierliche energetische Bewertung der Gebäude statt findet und somit das Energieeinsparpotential durch Effizienzsteigerung voll ausgeschöpft werden kann.In This chapter summarizes the technical developments still need to be done, for the system EnergieMonitor required sensors, data transmission and evaluation to provide. Many of the individual components are on the market already available, but not always compatible with each other. Buildings will become weak due to legal regulations evaluated standardized rules and z. Eg by the key figures in energy certificates and energy requirement calculations comparable in terms of energy. This evaluation will take place at a certain time and will be the actual consumption later barely posed. That's why a corresponding evaluation standard should be used developed in the field of energy monitoring and efficiency control thus, on a broad basis, also the continuous energetic Evaluation of the building takes place and thus the energy saving potential can be fully exploited by increasing efficiency.

Entsprechende Entwicklungsarbeiten sind auch für die unterstützende Software zur Auswertung, Aktualisierung und online Kommunikation zu leisten und werden in diesem Kapitel beschrieben. Nicht zuletzt ist die Gestaltung des Userinterface Gegenstand weiterer Verbesserungsbestrebungen, die sich unter Anderem aus den Erfahrungen im praktischen Einsatz ergeben.Appropriate Development work is also for the supportive Software for evaluation, updating and online communication and are described in this chapter. Not least the design of the user interface is the subject of further improvement efforts, Among other things, the experiences in practical use result.

3 Die Rahmenbedingungen3 The framework conditions

3.1 Gesetzliche Rahmenbedingungen3.1 Legal framework

Die oben bereits zum Teil erwähnten vernunftbasierten ökologischen und ökonomischen Notwendigkeiten einer Änderung des Energieversorgungssystems, haben sich im Laufe der Zeit über den politischen Weg in nationalen und internationalen Abkommen, Richtlinien, Gesetze und Verordnungen niedergeschlagen. So wurde in Deutschland in Folge der Ölkrise 1973 das Energieeinspargesetz (EnEG) beschlossen, das die Bundesregierung zum Erlass von Verordnungen zur Energieeinsparungen ermächtigt. Dieses Gesetz wurde geschaffen, um der Abhängigkeit Deutschlands von Ölimporten aus dem Ausland zu begegnen. Die Internationale Konferenz für Umwelt und Entwicklung 1992 in Rio de Janeiro fand aufgrund der wissenschaftlichen Erkenntnisse über die Auswirkungen steigenden Energieverbrauchs und der damit verbundenen CO2 Emissionen, sowie dem einhergehenden Klimawandel statt.The above-mentioned reason-based environmental and economic needs for a change in the energy supply system have, over time, taken over the political path in national and international agreements, directives, laws and regulations. In Germany, for example, as a result of the oil crisis in 1973, the Energy Savings Act (EnEG) was adopted, authorizing the Federal Government to adopt energy-saving regulations. This law was created to counter Germany's dependence on oil imports from abroad. The 1992 International Conference on Environment and Development in Rio de Janeiro took place on the basis of scientific evidence on the effects of increasing energy consumption and related CO 2 emissions, as well as the accompanying climate change.

In der Folge dieser Konferenz haben sich weltweit Agenda Gruppen gebildet, deren Ziel es ist, Möglichkeiten einer nachhaltigen Nutzung unserer Ressourcen aufzuzeigen. Auf europäischer Ebene wurde die EU-Richtlinie 2002/91/EG über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden beschlossen, die durch die jeweiligen europäischen Länder, unter Beachtung der regionalen und klimatischen Eigenheiten umzusetzen ist. Auf dieser Richtlinie, sowie der in Deutschland bereits seit 1977 existierenden Wärmeschutzverordnung (WSVO 77) und in 1978 beschlossenen Heizungsanlagenverordnung (HeizAnlV 78) fußt die Energieeinsparungsverordnung, die sogenannte EnEV.As a result of this conference, world-wide groups of agendas have been formed whose goal is to identify opportunities for the sustainable use of our resources. At European level, the EU Directive 2002/91 / EC on the total energy performance of buildings, which is to be implemented by the respective European countries, taking into account the regional and climatic characteristics. The Energy Saving Ordinance, the so-called EnEV, is based on this guideline, as well as the German Heat Insulation Ordinance (WSVO 77) already in force since 1977 and the Heating System Ordinance (HeizAnlV 78) adopted in 1978.

Die EnEV gibt unter anderem die maximalen Energiebedarfswerte für Wohngebäude vor und legt die Berechnungsregeln für die energetische Bewertung der Gebäudehülle, sowie für die Anlagentechnik fest. Einige der sich aus der EnEV-Berechnung ergebenden Werte, werden in den Methoden zur Energieeinsparung wieder verwendet. Siehe dazu die Beschreibung der Methoden in Kapitel 7 Energiechecks der Masterarbeit. Die neueste Erweiterung der EnEV umfasst jetzt auch Regelungen zur Berechnung von Nichtwohngebäuden und die Pflicht für die Erstellung von Energieausweisen mit der Ermittlung von Energiekennzahlen. Diese Ausweise sind eigentlich für alle Gebäude zum Zeitpunkt eines Mieter- bzw. Eigentümerwechsels Pflicht. Ausgenommen von dieser Pflicht sind aber zum Beispiel Baudenkmäler. Für die anderen Gebäude gibt es bis zum 01.07.2009 Übergangsregelungen. Durch die für den jeweiligen Gebäudetyp vergleichbaren Energiekennzahlen, soll über die Macht des Immobilien- und Mietmarktes das Energieeinsparpotential im Neubaubereich, vor allem aber auch bei Bestandsgebäuden, mittels energetischer Sanierung, genutzt werden.The Among other things, EnEV gives the maximum energy requirement values for Residential building before and sets the calculation rules for the energetic evaluation of the building envelope, as well for the plant engineering firm. Some derive from the EnEV calculation resulting values, are reflected in the methods of energy saving used. See the description of the methods in Chapter 7 Energy checks of the master thesis. The newest addition to the EnEV now also includes regulations for the calculation of non-residential buildings and the obligation to create energy certificates with the determination of energy indicators. These badges are actually for all buildings at the time of a tenant or Ownership obligation. Except from this obligation but are for example architectural monuments. For the others Buildings exist until 01.07.2009 transitional regulations. By the comparable for the respective building type Energy Indicators, intended to discuss the power of real estate and rental market the energy saving potential in new construction, especially but also in existing buildings, by means of energetic renovation, be used.

Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten die Energiekennzahlen zu ermitteln.

  • • 1. Mittels Berechnung unter Beachtung der bauphysikalischen Eigenschaften der Gebäudehülle und unter der Festlegung standardisierter Klimabedingungen und Nutzerverhalten.
  • • 2. Aufgrund von gemessenen Verbrauchswerten von mindestens drei aufeinander folgenden Jahren, unter Berücksichtigung von Faktoren zur Klimabereinigung.
Basically, there are two ways to determine the energy ratios.
  • • 1. By calculation taking into account the physical properties of the building envelope and under the definition of standardized climatic conditions and user behavior.
  • • 2. Based on measured consumption values of at least three consecutive years, taking into account factors for climate clean-up.

Der EnergieMonitor ist in der Lage, die jeweils aktuellen Energiekennzahlen für das Gebäude zu mitteln und liefert damit für den Nutzer die Möglichkeit die energetische Qualität seines Gebäudes einzuschätzen, sowie den tatsächlichen Verbrauch mit dem prognostizierten Bedarf (zum Beispiel aus der EnEV-Berechnung) zu vergleichen.Of the EnergieMonitor is capable of displaying the latest energy figures for the building and thus supplies for the user the possibility of energetic quality of his building, as well as the actual Consumption with the forecasted demand (for example from the EnEV calculation).

Für weitere Informationen und Inhalte der Energieeinsparverordnung (EnEV) sowie der gesamten gesetzlichen Grundlagen, wird auf die Homepage der Deutschen Energieagentur (dena) www.dena.de verwiesen. Über diese Adresse können auch Broschüren zum Thema EnEV bestellt werden. Beachtlich ist, dass nach § 2 des EnEG Geräte zur Überwachung und Funktionskontrolle gebäudetechnischer Anlagen, also solche wie der EnergieMonitor, gesetzlich gefordert und gefördert werden.For more information and contents of the Energy Saving Ordinance (EnEV) as well as the entire legal basis, visit the homepage of the German Energy Agency (dena) www.dena.de directed. Brochures on EnEV can also be ordered via this address. It is noteworthy that according to § 2 of the EnEG devices for monitoring and functional control of building services, ie such as the EnergieMonitor, are legally required and promoted.

3.2 Technische Rahmenbedingungen3.2 Technical conditions

Die Aufgabe für jetzt und die Zukunft ist es, einen nachhaltigen Energiekreislauf zu erzeugen und unerschöpfliche Energiequellen zu nutzen. Dies darf aber nicht zu Lasten der Umwelt gehen oder klimatische Veränderungen hervorrufen und muss den sozialen Bedürfnissen der Menschheit gerecht werden. Die bisherigen fossilen Energieträger sind in absehbarer Zeit nicht durch eine einzige Alternative ersetzbar. Um dennoch obiges Ziel zu erreichen müssen eine Vielzahl von Maßnahmen ergriffen werden, allen voran die Energieeinsparung.The task for now and the future is to create a sustainable energy cycle and to use inexhaustible energy sources. But this should not be at the expense of the environment or climatic To evoke change and to meet the social needs of humanity. The current fossil energy sources can not be replaced by a single alternative in the foreseeable future. Nevertheless, to achieve the above goal, a large number of measures must be taken, above all the energy savings.

Die Vorgabe dieser Masterarbeit ist es daher, Methoden aufzuzeigen, wie mit den bereits verfügbaren technischen Anlagen, Energie möglichst effizient in die vom Nutzer gewünschte Form umgewandelt werden kann. Die Anwendung der aufgezeigten Methoden zur Energieeinsparung ist sofort möglich. Noch zu entwickelnde technische Hilfsmittel zur Anwendung weiteren Methoden und Effizienzsteigerung werden in Form eines Pflichtenheftes beschrieben.The The specification of this master's thesis is therefore to show methods as with the already available technical equipment, energy as efficient as possible in the user's desired Shape can be converted. The application of the indicated methods to save energy is possible immediately. Still to be developed technical aids for applying further methods and increasing efficiency are described in the form of a specification.

Um Energie einzusparen gibt es im Wesentlichen zwei Möglichkeiten:

  • 1. Energiebedarf erst gar nicht entstehen lassen.
  • 2. Energiewandlung, -transport und -speicherung von der Quelle bis zur Nutzung, sowie die Energiegenerierung möglichst effizient gestalten.
There are two main ways to save energy:
  • 1. Energy needs do not arise in the first place.
  • 2. Make energy conversion, transport and storage from source to use, and energy generation as efficient as possible.

Was der EnergieMonitor zu beiden Punkten leistet, wird in den folgenden Kapiteln ausführlich behandelt und an konkreten Beispielen aufgezeigt. Zusätzlich wird in immer mehr geförderten Modellvorhaben das Monitoring der Energieströme gefordert. Wie bereit erwähnt, wird im Programm der Deutschen Energieagentur (dena), (Niedrigenergiehaus im Bestand) gefordert, dass nach der durchgeführten Sanierungsmaßnahme die Energieströme drei Jahre lang „gemonitort” werden.What the EnergyMonitor performs on both points will be in the following Chapters treated in detail and on concrete examples demonstrated. In addition, in more and more funded Model projects demanded the monitoring of energy flows. As mentioned earlier, in the program of the German Energy Agency (dena), (Low energy house in structure) demanded that after the carried out Remedial measure the energy flows three years be "supervised" for a long time.

3.3 Aktueller Entwicklungsstand und Forschungsvorhaben3.3 Current state of development and research projects

Das Resümee internationaler Studien zeigt, dass sich durch optimalen Einsatz innovativer Heizung-, Lüftung- und Klimatechnik unter Einbeziehung von Lichtmanagement und Sonnenschutzeinrichtungen 30%–70% der für die Gebäudenutzung aufgewendeten Energie einsparen ließe und das, ohne Komfort- und Behaglichkeitseinbußen für den Nutzer [ TGA9/07, Seite 24ff ]. So berichtet die Firma R&T Gebäudetechnik von 25% Energieeinsparung, die sie durch den Einbau neuer Steuerungstechnik und den Einsatz von „Panther”-Reglern der CentraLine, Fa. Honeywell, erzielt haben [ TGA9/07, Seite 32ff ]. Diese Energieeinsparung basiert aber auch auf der kontinuierlichen Fernüberwachung der Anlage durch einen Fachmann und der manuellen Nachjustierung von Regelparametern.The conclusion of international studies shows that optimum use of innovative heating, ventilation and air conditioning technology, including lighting management and sun protection systems, could save 30% -70% of the energy used for building use, without sacrificing comfort and convenience for the user [ TGA9 / 07, page 24ff ]. For example, R & T Gebäudetechnik reports 25% energy savings achieved through the installation of new control technology and the use of "Panther" controllers from CentraLine, Honeywell [ TGA9 / 07, page 32ff ]. However, this energy saving is also based on the continuous remote monitoring of the system by a specialist and the manual readjustment of control parameters.

Einen anderen Weg beschreitet der Energiedienstleister, Techem AG, mit seinem System „ecotech” [ TGA9/07, Seite 38 ]. Hierbei werden in der Praxis Energieeinsparungen von 7% bis über 10% durch Reduzierung der Vorlauftemperatur erzielt. Dieses System arbeitet, in vorgegebenen Grenzen, mittels Fuzzy-Logic Prinzip selbst optimierend. Dazu werden Informationen ausgenutzt, die im Rahmen der Heizkostenerfassung ohnehin vorliegen, zusätzlich muss noch die Vorlauftemperatur der Heizung erfasst werden. Zur Zeit wird an der theoretischen Beschreibung der Einspareffekte und an der Optimierung der Fuzzy-Logic Parameter gearbeitet.The energy service provider Techem AG is taking a different approach with its "ecotech" system [ TGA9 / 07, page 38 ]. In practice, energy savings of 7% to more than 10% are achieved by reducing the flow temperature. This system works, within specified limits, by means of Fuzzy Logic principle self-optimizing. For this purpose, information is used that is already available as part of the cost of heating, in addition, the flow temperature of the heater must be recorded. At the moment we are working on the theoretical description of the savings effects and on the optimization of the fuzzy logic parameters.

Weitere Einspareffekte werden durch die Aufschaltung von Wetterprognosedaten auf die Anlagensteuerung erwartet. Hierbei könnten durch die thermische Trägheit von Gebäuden unnötige Aufheiz- und Kühlzyklen vermieden werden. Durch die Puffer- und Speicherwirkung von Gebäuden für (thermische) Energie könnte mit Klimavorhersagedaten auch aktives Lastmanagement für die Energieversorgungsnetze betrieben werden.Further Savings effects are achieved by the inclusion of weather forecast data expected on the plant control. This could be through the thermal inertia of buildings unnecessary Heating and cooling cycles are avoided. Due to the buffer and storage effect of buildings for (thermal) Energy could also use active load management with climate prediction data operated for the power grids.

Die eben vorgestellten technischen Entwicklungen setzen entweder eine regelmäßige manuelle Überprüfung der Anlageneffizienz voraus, oder versuchen aus einer (eventuell nicht gut gewarteten) Anlage noch das Optimum an Nutzenergie heraus zu holen. Den Nutzenergiebedarf bestimmt aber der Nutzer, und dieser bleibt bei beiden Systemen außen vor.The just presented technical developments set either one regular manual check advance the plant efficiency, or try from one (possibly not well maintained) facility nor the optimum out of useful energy pick up. However, the user needs to determine the useful energy requirement, and this remains out of both systems.

Der in dieser Masterarbeit beschriebene EnergieMonitor überprüft die Gesamtanlageneffizienz kontinuierlich und generiert Hinweise für den Nutzer zu energiesparendem Verhalten. Da der Mensch sein Handeln lieber selbst bestimmt, als dass er es vorgeschrieben bekommt, werden dem Nutzer nur Verhaltensempfehlungen gegeben. Aus psychologischen Gründen bleibt es dem Nutzer daher selbst überlassen, ob er die Hinweise beherzigt.Of the reviewed in this master thesis EnergieMonitor reviewed the overall system efficiency continuously and generates clues for the user to energy-saving behavior. Because man prefers to act rather than dictate the user will only be given behavioral recommendations. Out For psychological reasons, it is therefore up to the user, if he heeds the hints.

4 Messtechnik, Datenkommunikation/-logging, Anzeigetechnik4 metrology, data communication / logging, display technology

4.1 Der Bilanzraum4.1 The balance room

Zu Beginn ist zu überlegen welche Informationen notwendig und gewünscht sind, um im Anschluss die dafür erforderlichen Sensoren zu bestimmen.To Start is to consider what information is necessary and are wished to do so in the aftermath to determine required sensors.

Energieströme sollen wertemäßig erfasst und bilanziert werden. Ferner sind Werte, (z. B. CO2-Konzentration und relative Luftfeuchtigkeit) die zur Einschätzung der Raumluftqualität herangezogen werden können, zu erfassen. Dazu ist zuerst ein Bilanzraum festzulegen. Konkrete Beispiele für Bilanzräume in der Praxis sind in Kapitel 7 Energiechecks aufgeführt. In diesem Kapitel gehen wir von einem Bilanzraum der allgemeinsten Form aus.Energy flows are to be recorded and accounted for by value. In addition, values (eg CO 2 concentration and relative humidity) that can be used to estimate indoor air quality are to be recorded. For this purpose, a balance area must first be defined. Concrete examples of balancing rooms in practice are listed in Chapter 7 Energy Checks. In this chapter we start from a balance sheet of the most general form.

Man stelle sich eine mehr oder weniger durchlöcherte Kiste im Freien vor, deren Aufbau nicht bekannt ist. Zusehen sind lediglich Leitungen und Rohre, die aus der Kiste kommen und im Erdreich verschwinden. Außerdem halten sich in der Kiste Lebewesen auf, die sich durch Lautzeichen mehr schlecht als recht untereinander verständigen. Diese so genannte Sprache verstehen wir nicht. Die für uns interessanten Informationen können sie uns also nicht geben, das ist aber kein großer Verlust, da sie ja selbst nicht wissen was sie tun.you Imagine a more or less perforated box outdoors, the structure of which is unknown. Watching are only Lines and pipes that come out of the box and disappear into the ground. In addition, living in the box living beings who are communicate badly with each other through sound signs. We do not understand this so-called language. The for They can not give us any interesting information give, but that's not a big loss, since they themselves do not know what they are doing.

Die Frage ist daher:
Welche Energieströme passieren die Grenzen des Bilanzraumes und in welcher Form? Es werden folgende Klassen von Energieformen betrachtet:

  • • Thermische Energie
  • • Elektrische Energie
  • • Strahlungsenergie
  • • Chemische Energie
  • • Mechanische Energie
The question is therefore:
Which energy flows pass the boundaries of the balance area and in which form? The following classes of energy forms are considered:
  • • Thermal energy
  • • Electrical power
  • • Radiation energy
  • • Chemical energy
  • • Mechanical energy

Diese Energieklassen, deren Energieträger und die Energieaustauschvorgänge werden nun näher beschrieben, da diese ein Kriterium für die Auswahl der Sensoren sind.These Energy classes, their energy sources and the energy exchange processes will now be described in more detail, since these are a criterion for the selection of sensors are.

Die Energie, der Energiestrom und der BilanzraumThe energy, the energy flow and the balance space

Die Energie Q innerhalb des Bilanzraumes zur Zeit t2, ergibt sich aus dem Anfangszustand zur Zeit t1 und den zwischenzeitlich ein- und ausströmenden Energien. Sie lässt sich mit folgender Formel berechen. Dabei wird Energie die in den Bilanzraum fließt positiv und Energie die aus dem Bilanzraum fließt negativ definiert. Der energetische Zustand des Bilanzraumes zur Zeit t2 ergibt sich wie folgt:

Figure 00250001

  • Q(t) Energie im Bilanzraum zur Zeit t2 [kWh]
  • Q .(t) Summe der ein- und ausströmenden Energie,
    Figure 00250002
  • c1 Konstante; Energie im Bilanzraum zur Zeit t1 [h]
The energy Q within the balance space at time t 2 results from the initial state at time t 1 and the meanwhile incoming and outgoing energies. It can be calculated with the following formula. Energy that flows into the balancing room is positively defined and energy flowing from the balancing room is defined negatively. The energy state of the balance space at time t 2 is as follows:
Figure 00250001
  • Q (t) energy in the balance space at time t 2 [kWh]
  • Q. (t) Sum of the incoming and outgoing energy,
    Figure 00250002
  • c 1 constant; Energy in the balance space at time t 1 [h]

Thermische Energie:Thermal energy:

Thermische Energie ist an Materie gebunden und kann sowohl durch Wärmeleitung (Diffusion) als auch durch Konvektion transportiert werden. Letztere wird noch in freie Konvektion (Ort des Masseschwerpunkts des Wärmeträgermediums verändert sich aufgrund von Dichteunterscheiden in einem Gravitationsfeld) und erzwungene Konvektion (Ort des Masseschwerpunkts des Wärmeträgermediums verändert sich aufgrund von Druckunterschieden) unterschieden. Als Wärmeträgermedien für thermische Energie kommt in Gebäuden Luft, (Heizungs-)Wasser, Solarflüssigkeit und feste (Bau-)Stoffe wie zum Beispiel Holz, Mauerwerk, Glas, Metall und Kunststoff in Frage. Der thermische Energiestrom wird auch Wärme genannt.thermal Energy is bound to matter and can be due to heat conduction (Diffusion) as well as by convection are transported. Latter is still in free convection (location of the center of gravity of the heat transfer medium changes due to density differences in one Gravitational field) and forced convection (location of the center of mass the heat transfer medium changes due to pressure differences). As heat transfer media for thermal energy comes in buildings air, (Heating) water, solar fluid and solid (construction) materials such as wood, masonry, glass, metal and plastic in Question. The thermal energy flow is also called heat.

Der Wärmestrom aufgrund von Wärmeleitung (angetrieben von einer Temperaturdifferenz) lässt sich für ein bestimmtes Bauteil wie folgt berechen: Q . = u·A·(Ti – Ta) F 4-2mit

Figure 00260001

  • u u-Wert, bauteilspezifischer Wärmedurchgangskoeffizient, berechnet nach [ DIN EN ISO 6946:1996 ] [W/m2K]
  • A Fläche des Bauteils [m2]
  • Ti Temperatur innen [°C]
  • Ta Temperatur außen [°C]
  • Rsi Wärmeübergangswiderstand innen [m2K/W]
  • Rse Wärmeübergangswiderstand außen [m2K/W]
  • di Dicke der Schicht i des Bauteils, (falls das Bauteil aus mehreren Schichten besteht) [m]
  • λi Wärmeleitfähigkeit der Schicht i [W/mK]
The heat flow due to heat conduction (driven by a temperature difference) can be calculate for a given part as follows: Q. = u · A · (T i - T a ) F 4-2 With
Figure 00260001
  • u u value, component-specific heat transfer coefficient calculated according to [ DIN EN ISO 6946: 1996 ] [W / m 2 K]
  • A surface of the component [m 2 ]
  • T i temperature inside [° C]
  • T a temperature outside [° C]
  • R si heat transfer resistance inside [m 2 K / W]
  • R e Heat transfer resistance outside [m 2 K / W]
  • d i thickness of the layer i of the component (if the component consists of several layers) [m]
  • λ i thermal conductivity of the layer i [W / mK]

Man beachte, dass die Formeln F 4-2 und F 4-3 das physikalisch-thermische Verhalten von Bauteilen nur angenähert und im stationären Fall beschreiben. Das heißt, dass die Umgebungsbedingungen lange genug konstant vorliegen müssen, so dass sich ein Gleichgewicht zwischen zugeführter und abgegebener Energie einstellt. In Wärmebedarfsberechnungen, zum Beispiel nach [ DIN 4108-6 ], werden diese Formeln jedoch verwendet.Note that formulas F 4-2 and F 4-3 only approximate the physical-thermal behavior of components and describe them in the stationary case. This means that the environmental conditions must be constant long enough so that a balance between supplied and delivered energy is established. In heat demand calculations, for example according to [ DIN 4108-6 ], however, these formulas are used.

Der Wärmestrom aufgrund von Konvektion lässt sich nach folgender Formel berechnen: Q . = m .·cp·(Th – Tn) F 4-4

m .
Massenstrom der die Wärme transportiert [kg/h]
cp
Massenspezifische Wärmekapazität [Wh/kgK]
Th
hohe Temperatur des Mediums, z. Bsp. Heizungs-Vorlauf [°C]
Tn
niedrige Temperatur des Mediums, z. Bsp. Heizungs-Rücklauf [°C]
The heat flow due to convection can be calculated according to the following formula: Q. = m · c p * (T H - T n ) F 4-4
m.
Mass flow transporting heat [kg / h]
c p
Mass specific heat capacity [Wh / kgK]
T h
high temperature of the medium, z. Eg heating flow [° C]
T n
low temperature of the medium, z. Eg heating return [° C]

Elektrische EnergieElectrical power

Die elektrische Energie wird meist an wenigen Stellen in den Bilanzraum geführt und lässt sich daher gut zentral erfassen, was meist zu Abrechnungszwecken mit Stromzählern ohnehin schon geschieht.The Electrical energy is usually in a few places in the balance room and can therefore be recorded centrally, which usually for billing purposes with electricity meters anyway already happening.

Strahlungsenergieradiant energy

Die hier interessierende Strahlungsenergie bezieht sich auf die Wärmestrahlung, also elektromagnetische Wellen im Wellenlängenbereich von 400 nm–106 nm. Der Bilanzraum steht in ständigem Strahlungsaustausch mit seiner Umgebung. Die Berechnung des netto Energiezuflusses bzw. -abflusses berechnet sich nach folgender Formel:

Figure 00270001

ε12
Emissionsgrade der Fläche 1 und 2 [-]
A
Strahlungsaustauschfläche [m2]
σ
Stefan-Boltzmann-Konstante, 5,67·10–8 [W/m2K4]
T1, T2
Thermodynamische Temperaturen der Fläche 1 und 2 [K]
The radiation energy of interest here refers to the thermal radiation, ie electromagnetic waves in the wavelength range of 400 nm-10 6 nm. The balance space is in constant radiation exchange with its surroundings. The calculation of the net energy inflow or outflow is calculated according to the following formula:
Figure 00270001
ε 1 , ε 2
Emissivities of area 1 and 2 [-]
A
Radiation exchange surface [m 2 ]
σ
Stefan-Boltzmann constant, 5.67 · 10 -8 [W / m 2 K 4 ]
T 1 , T 2
Thermodynamic temperatures of area 1 and 2 [K]

Man beachte, dass Formel 4-5 nur im Fall von großen, ebenen, parallelen Austauschflächen gilt. Eine exakte Bestimmung des Energieflusses ist in der Praxis aufgrund der zahlreichen Inhomogenitäten und Unregelmäßigkeiten nicht möglich. Es werden daher zur Berechnung Näherungs- und Durchschnittswerte verwendet.you Note that Formula 4-5 is only valid in the case of large, even, parallel exchange surfaces applies. An exact determination The flow of energy is in practice due to the numerous inhomogeneities and irregularities are not possible. Therefore, approximate and average values are used for the calculation used.

Chemische EnergieChemical energy

Oftmals wird dem Bilanzraum, wenn es sich um ein Gebäude handelt, Energie in chemisch gebundener Form zugeführt. Zum Beispiel in Form von Heizöl, Erdgas und Biomasse (Scheitholz, Pellets). Anders ist dies bei Gebäuden, die mit Wärmepumpen beheizt werden. Hier wird lediglich elektrische Energie zugeführt. Die zugeführte Energie kann mittels folgender Formel berechnet werden: Q = m·Hu F 4-6

m
Masse des Energieträgers [kg]
Hu
unterer massenspezifischer Heizwert, [Wh/kg]
beim Einsatz von Brennwerttechnik (Ausnutzung der Kondensationswärme im Abgas) wird auch mit Ho, dem oberen Heizwert gerechnetOften, when it comes to a building, the balance room is supplied with energy in chemically bound form. For example in the form of heating oil, natural gas and biomass (logs, pellets). This is different for buildings that are heated by heat pumps. Here only electrical energy is supplied. The energy supplied can be calculated using the following formula: Q = m × H u F 4-6
m
Mass of the energy carrier [kg]
H u
lower mass-specific calorific value, [Wh / kg]
When using condensing technology (utilization of the heat of condensation in the exhaust gas) is also calculated with H o , the upper heating value

Mechanische EnergieMechanical energy

Theoretisch und praktisch könnte in den Bilanzraum auch mechanische Energie, zum Beispiel über eine von einem Wind- oder Wasserrad angetriebenen Welle, in den Bilanzraum geführt werden. Dies stellt jedoch eher ein Sonderfall dar und wird deshalb nicht in diesem Rahmen behandelt, wenngleich mit der entsprechenden Sensorik die Energie erfasst und durch die im EnergieMonitor implementierten Algorithmen ausgewertet werden könnte.Theoretically and virtually in the audit area could also be mechanical Energy, for example via one of a wind or water wheel driven shaft, are guided into the balance space. However, this is more of a special case and therefore will not treated in this context, albeit with the appropriate sensors captured the energy and implemented by the in the EnergieMonitor Algorithms could be evaluated.

Nun sind die wesentlichen, über die Systemgrenze fließenden Energien beschrieben. Von Interesse sind aber auch Energiearten die innerhalb des Bilanzraumes auftreten und einem bestimmten Zweck dienen. Bevor wir einen Blick in den Bilanzraum werfen, wollen wir den Bilanzraum etwas konkretisieren.Now are the essential ones flowing across the system boundary Energy described. But of interest are also types of energy that occur within the audit area and for a specific purpose serve. Before we take a look at the audit room, we want to to clarify the audit area.

Bei einem Bilanzraum soll es sich fortan um ein gesamtes Gebäude oder einen Gebäudebereich, eine so genannte Zone, handeln. Die Systemgrenze wird so gelegt, dass alle von der Umwelt bzw. der Umgebung an den Bilanzraum hingeführten Energien, diesem auch theoretisch zur Verfügung stehen. Prozesse zur Energieumwandlung, -speicherung und -verteilung finden innerhalb der Systemgrenze statt.at From then on, a balance sheet should be an entire building or a building area, a so-called zone. The system limit is set so that all of the environment or the Environment to the audit room guided energies, this also theoretically available. Processes for energy conversion, storage and distribution take place within the system boundary.

Innerhalb der Systemgrenze wollen wir unabhängig von der Energieform folgende Energien unterscheiden:

  • • Endenergie
  • • Nutzenergie
  • • Energieverluste
Within the system boundary, we want to distinguish between the following energies, regardless of the form of energy:
  • • final energy
  • • useful energy
  • • energy losses

Endenergiefinal energy

Die Endenergie ist die Energie, die dem Bilanzraum ab der Bilanzgrenze zur Verfügung steht.The Final energy is the energy that is left to the balance room from the balance sheet limit is available.

Nutzenergieusable

Die Nutzenergie ist die Energie, die letztendlich, zum Beispiel mit 20°C Raumtemperatur oder der Raumbeleuchtung, dem Nutzer zur Verfügung steht.The Useful energy is the energy that is ultimately, for example, with 20 ° C room temperature or room lighting, the user is available.

Energieverlusteenergy losses

Es werden zwei Typen von Energieverlusten unterschieden. Zum einen die Verluste über die Systemgrenze hinweg, zum anderen die Verluste, die zunächst im Bilanzraum verbleiben. Diese Unterscheidung wird bei der Berechnung des Energieeinsparpotentials und der Effizienzsteigerung wichtig. Zusätzlich zu den oben genannten Energieformen gibt es auch noch die Primärenergie, die außerhalb des Bilanzraumes auftritt. Sie ist ein Maß für den Ressourcenverbrauch und wird in den Energiebedarfsberechnungen ausgewiesen.It Two types of energy losses are distinguished. On the one hand the losses across the system boundary, on the other hand the losses that initially remain in the balance sheet. These Distinction becomes in the calculation of the energy saving potential and the increase in efficiency is important. In addition to the above mentioned forms of energy, there is also the primary energy, which occurs outside the audit area. She is a measure of the resource consumption and is used in energy demand calculations expelled.

Auf die Wertigkeit der Energie im Sinne von Exergie wird in dieser Masterarbeit bei der Ermittlung des Energieeinsparpotentials nicht eingegangen. Diese interessante Betrachtungsweise sollte aber in weiteren Forschungsarbeiten untersucht und analysiert werden. Hier werden die Energieströme entsprechend den Berechnungen der EnEV bilanziert. Ferner wollen wir uns bei den Berechnungen nicht in kleinsten Energieeinheiten verlieren. Die innere Energie einer Ameise, die durch eines der vielen Löcher in der Kiste die Systemgrenzen des Bilanzraumes verlässt, ist nicht relevant.The value of energy in the sense of exergy is not dealt with in this master thesis in the determination of the energy saving potential. However, this interesting approach should be investigated and analyzed in further research. Here the energy flows are accounted for according to the calculations of the EnEV. Furthermore, we do not want to lose ourselves in the smallest energy units in the calculations. The internal energy of an ant, which through one of the many holes in the box the system limits of the balance sheet is not relevant.

Aus der Kenntnis der unterschiedlichen Energieformen die an der Systemgrenze auftreten und der interessanten Energieströme innerhalb des Bilanzraumes lässt sich eine Liste der benötigten Sensoren erstellen. Zur Erinnerung wird nochmals darauf hingewiesen, dass der Bilanzraum unterschiedlichste Ausmaße und Funktionen haben kann (Eigentumswohnung, Einfamilienhaus, Wohnblock, Büroetage, Gewerbekomplex) und dementsprechend unterschiedliche Energieströme erfasst werden müssen.Out knowledge of the different forms of energy at the system boundary occur and the interesting energy flows within of the audit area can be a list of required Create sensors. As a reminder, it is pointed out again that the balance area has different dimensions and functions (condominium, one-family house, block of flats, office floor, Commercial complex) and accordingly different energy flows must be recorded.

Zur Berechnung der Energieströme sind zu erfassen:

  • • Temperaturen von Fluiden und Feststoffen
  • • Massen bzw. Volumen von Energieträgern, fest, flüssig, gasförmig
  • • Elektrische Energie
  • • Thermisch wirksame Einstrahlung, Globalstrahlung
  • • Luftgeschwindigkeiten
To calculate the energy flows, record:
  • • Temperatures of fluids and solids
  • • Masses or volumes of energy carriers, solid, liquid, gaseous
  • • Electrical power
  • • Thermal radiation, global radiation
  • • Air speeds

Mittels der Dichte kann zwischen Volumen und Masse umgerechnet werden. Der Massen- bzw. Volumenstrom ist evtl. über Ersatzgrößen und entsprechende Diagramme zu ermitteln. So kann zum Beispiel aus der Leistungsaufnahme eines Lüftermotors (gemessen) und der damit erzeugten Druckdifferenz (gemessen) über die Gerätekennlinie der dazugehörige Volumenstrom ermittelt werden.through The density can be converted between volume and mass. Of the Mass or volume flow is possibly over replacement sizes and to determine corresponding diagrams. For example, from the Power consumption of a fan motor (measured) and the thus generated pressure difference (measured) over the device characteristic the corresponding volume flow can be determined.

Aus dem so abgelesenen Volumenstrom und der noch zu messenden Lufttemperatur sowie der Annahme einer durchschnittlichen relativen Feuchtigkeit und der spezifischen Wärmekapazität der Luft lässt sich der durchschnittliche Enthalpiestrom berechnen.Out the thus read volume flow and the still to be measured air temperature and the assumption of an average relative humidity and the specific heat capacity of the air calculate the average enthalpy current.

Neben der Wärme gibt es noch weitere Faktoren die für die Behaglichkeit im Bilanzraum entscheidend sind. Zur Ermittlung aussagefähiger Kenngrößen sind zur Zeit umfangreiche Forschungsprojekte im Gange. Im Rahmen dieser Masterarbeit wollen wir uns auf zwei relativ einfach zu erfassende Kenngrößen beschränken.Next the heat there are other factors for the comfort in the balance room are crucial. For investigation meaningful parameters are currently extensive research projects under way. In the context of this master thesis Let's look at two relatively easy-to-grasp parameters restrict.

Zur Bestimmung des Raumklimas sind folgende Werte zu erfassen:

  • • Luftfeuchtigkeit
  • • CO2-Gehalt der Luft
To determine the indoor climate, the following values are to be recorded:
  • • Humidity
  • • CO 2 content of the air

5 Eingabewerte5 input values

Leitgedanke zur ParametereingabeGuiding principle for parameter input

Für die in Kapitel 7 Energiechecks, beschriebene Auswertung der Messwerte und des Soll-Ist-Vergleichs müssen im EnergieMonitor Parameter eingestellt werden. Als Beispiel muss die bestehende Anlagentechnik und der Energieträger eingegeben werden. Zum anderen sind energetisch relevante bauwerksspezifische Daten (z. B. beheiztes Volumen, Nutzfläche) sowie nutzungsspezifische Daten (z. B. Anzahl Personen, Nutzungszeiten, usw.) einzugeben. Die Gebäudedaten können der Berechnung des Energiebedarfs nach [ DIN V 4108-Teil 6 ] für Wohngebäude und [ DIN 18599-Teil 2 ] für Nichtwohngebäude entnommen werden. Sollte eine Energiebedarfsberechnung nicht vorliegen, kann diese auch nachträglich erstellt werden. Andernfalls muss auf einen Teil der Checks und Energiekennzahlen vorerst verzichtet werden.For the evaluation of the measured values and the nominal / actual comparison described in Chapter 7 Energy checks, parameters must be set in the EnergyMonitor. As an example, the existing system technology and the energy carrier must be entered. On the other hand, energy-relevant building-specific data (eg heated volume, useful area) as well as usage-specific data (eg number of persons, times of use, etc.) must be entered. The building data can be used to calculate the energy demand according to [ DIN V 4108 Part 6 ] for residential buildings and [ DIN 18599 part 2 ] for non-residential buildings. If an energy demand calculation is not available, this can also be created later. Otherwise, some of the checks and energy figures will have to be dispensed with for the time being.

Die Gestaltung der Parametereingabe ist von dem Gedanken geleitet, dass die geforderten Werte auch von einem Laien ohne spezifische Kenntnisse ermittelt und eingegeben werden können. Unterschiedliche Detaillierungsgrade werden zur Verfügung stehen, wenn möglich sind Default- bzw. Auswahlwerte vorgegeben. Je nach vorhandener technischer Ausstattung, werden (vom Nutzer oder Installateur) gebäudetechnische Anlagen modular hinzugefügt, die benötigten Parameter abgefragt, sowie das Vorhandensein der notwendigen Sensorik zur Messwerterfassung überprüft.The Design of the parameter input is guided by the idea that the required values even from a layman without specific knowledge can be determined and entered. different Degrees of detail will be available if possible Default or selection values are specified. Depending on existing technical equipment, become (by the user or installer) building technical Modules added modularly, the required parameters queried, as well as the presence of the necessary sensors for Data acquisition checked.

Die bauwerkspezifischen Daten sollten ingenieurmäßig festgestellt worden sein und können den nach EnEV geforderten Energiebedarfsberechnungen entnommen werden. Je detaillierter diese Informationen vorliegen, desto konkreter können Energieeinsparpotentiale aufgezeigt werden. Im einfachsten Fall ist aber immer noch der Vergleich des eigenen Energieverbrauchs mit Referenzwerten möglich, und somit die Prüfung, ob das Gebäude die geplante oder gewünschte Energieeffizienzklasse einhält.The Construction-specific data should be engineering have been determined and can the required according to EnEV Energy requirement calculations are taken. The more detailed this Information is available, the more concrete energy saving potential be shown. In the simplest case is still the comparison of own energy consumption with reference values possible, and thus checking if the building is the planned one or the desired energy efficiency class.

Die Parametereingabe gliedert sich in die Bereiche:

  • • Nutzerparameter (1, 1.9)
  • • Gebäudeparameter (1, 1.8)
  • • Anlagenparameter (1, 1.7)
  • • Zielwertvorgaben (1, 1.5)
  • • EnEV-Bedarfswerte (1, 1.8)
The parameter input is divided into the areas:
  • • user parameters ( 1 , 1.9)
  • • building parameters ( 1 , 1.8)
  • • Plant parameters ( 1 , 1.7)
  • • target values ( 1 , 1.5)
  • • EnEV demand values ( 1 , 1.8)

Nutzerparameter (1, 1.9)User parameters ( 1 , 1.9)

Um personenabhängige Verbrauchswerte auf Plausibilität prüfen und statistische Werte anzeigen zu können, kann im Modul Nutzerparameter die Anzahl der Personen, die den Bilanzraum nutzen, angegeben werden. Wenn Teile des Bilanzraumes dauerhaft nicht genutzt werden, so ist der beheizte Anteil am Gesamtbilanzraum zu reduzieren. Ähnliches gilt, wenn das Gebäude zeitweise nicht genutzt wird. Dann wird der Nutzungszeitraum wird entsprechend reduziert. Ferner kann der Nutzer die gewünschte durchschnittliche Raumtemperatur eingeben.Around personal consumption values for plausibility check and display statistical values, In the user parameter module, the number of persons holding the balance sheet can be determined use, be specified. If parts of the audit space become permanent not used, so the heated share of the total balance room to reduce. The same applies if the building temporarily not used. Then the usage period will be reduced accordingly. Furthermore, the user can choose the desired enter average room temperature.

Gebäudeparameter (1, 1.8)Building parameters ( 1 , 1.8)

Im Modul Gebäudedaten ist zuerst der Haustyp (Wohnung, Haus, Büro, öffentliches Gebäude, Gewerbe) auszuwählen. Die weiteren abgefragten Parameter entnimmt man am einfachsten und vollständigsten aus der Energiebedarfsberechnung, die bei Neubauten ohnehin vorliegen muss oder für Bestandsgebäude nachträglich, vielleicht im Rahmen einer Energieberatung, erstellt wurde. Auch aus den Energieausweisen sind die meisten Daten ersichtlich. Einzugeben ist die Energiebezugsfläche AN. Achtung, diese muss nicht mit der Wohnfläche übereinstimmen. Ferner das beheizte Volumen V und die Hüllfäche AH. Bei Bedarfsberechnungen ist außerdem der spezifische Transmissionswärmeverlust Ht verfügbar. Dieser Wert gibt an, welche Wärme pro 1 K Temperaturunterschied zwischen Raum- und Außentemperatur mittels Transmission verloren geht. Er ist somit ein Maß für die Dämmgüte der Außenhülle.In the building information module, the house type (apartment, house, office, public building, commercial) is to be selected first. The other queried parameters are most easily and completely taken from the energy demand calculation, which in any case must be available for new buildings or has been subsequently created for existing buildings, perhaps as part of an energy consultation. The energy certificates also show most of the data. To enter is the energy reference area A N. Attention, this does not have to match the living space. Furthermore, the heated volume V and the Hüllfäche A H. If required, the specific transmission heat loss H t is also available. This value indicates, which heat per 1 K temperature difference between room and outside temperature is lost by transmission. He is thus a measure of the insulation quality of the outer shell.

Der EnergieMonitor ist in der Lage anhand der eingegebenen Daten zum Bilanzraum (Geometrie) und den Bauteilen (Ht-Wert) aufgrund der gemessenen tatsächlichen Klimadaten den erwarteten Energiebedarf selbst zu berechen und mit den tatsächlichen Verbrauchswerten zu vergleichen. Aufgrund dieser Angaben ist eine separate Betrachtung der Wärmeverluste durch Transmission und durch Lüftung möglich. Während die Verluste durch Transmission hauptsächlich von der Beschaffenheit der Gebäudehülle und den klimatischen Bedingungen der Umgebung abhängen, sind die Verluste durch Lüftung maßgeblich von der Art der Nutzung und vom Verhalten der Nutzer beeinflusst. Bei undichten Gebäuden hängen die Lüftungsverluste auch von den Außentemperaturen und von der Windsituation ab. Damit lassen sich Empfehlungen für Energiesparmaßnahmen ableiten.The EnergyMonitor is able to calculate the expected energy consumption based on the measured data for the balance area (geometry) and the components (H t value) based on the measured actual climate data and compare them with the actual consumption values. Based on this information, a separate consideration of the heat losses through transmission and ventilation is possible. While transmission losses depend mainly on the nature of the building envelope and the climatic conditions of the environment, ventilation losses are significantly influenced by the type of use and behavior of users. In leaky buildings, the ventilation losses also depend on the outside temperatures and the wind situation. This can be used to derive recommendations for energy-saving measures.

Anlagenparameter (1, 1.7)Plant parameters ( 1 , 1.7)

Im diesem Unterkapitel werden die möglichen Eingabeparameter exemplarisch für folgende Anlagen beschrieben:

  • • Ölheizung
  • • Gasheizung
  • • Pelletsheizung
  • • Wärmepumpe
  • • Blockheizkraftwerk (BHKW)
  • • Festbrennstoffe
  • • Wasserbereitung
  • • Puffer/Boiler
  • • Wärmeübergabesystem
  • • Hilfsenergie
  • • Lüftungsanlage mit und ohne Wärmerückgewinnung (WRG)
  • • Thermische Solaranlage
  • • Fotovoltaikanlage
  • • Elektrozähler
  • • Wasserzähler
  • • Klimasensoren
This subchapter describes the possible input parameters as examples for the following plants:
  • • oil heating
  • • Gas heating
  • • pellet heating
  • • heat pump
  • • combined heat and power plant (CHP)
  • • solid fuels
  • • Water preparation
  • • Buffer / boiler
  • • heat transfer system
  • • Power supply
  • • Ventilation system with and without heat recovery (WRG)
  • • Thermal solar system
  • • Photovoltaic system
  • • Electric meter
  • • Water meter
  • • climate sensors

ÖlheizungHeating oil

Wie bei allen Wärmeerzeugungsanlagen interessiert hier die zugeführte Energie. Durch Auswahl „Ölheizung” ist der Energieträger Heizöl festgelegt, der untere Heizwert auf 10,4 kWh/kg voreingestellt. Dieser Wert kann geändert werden und wird als nicht mehr Standardwert markiert. Einzugeben ist außerdem die Nennleistung des Heizkessels und der Typ (Konstanttemperatur, NT, BW).As interested in all heat generation systems here supplied energy. By selecting "oil heater" is the energy source heating oil set, the lower Calorific value to 10.4 kWh / kg preset. This value can be changed and will be marked as no longer default. enter is also the rated capacity of the boiler and the type (Constant temperature, NT, BW).

Gasheizunggas heating

Sofern keine weiteren Gasverbraucher im Gebäude installiert sind, entspricht der am Zähler angezeigte Verbrauchswert dem der Heizung zugeführten Energiemenge. Diese kann entweder über eine automatische optische Erkennung oder über eine bereits vorhandene Datenschnittstelle, eventuell zur Verbrauchsfernerfassung des Energieversorgers, erfasst werden. Anzugeben ist ferner die Nennleistung des Heizkessels und der Typ der Anlage (NT, BW).Provided no further gas consumers are installed in the building, the consumption value displayed on the counter corresponds to the the amount of energy supplied to the heater. This can either over an automatic optical detection or over an already existing data interface, possibly for consumption remote recording of the energy supplier. Indicate is also the Rated output of the boiler and the type of system (NT, BW).

Pelletsheizung (2, 2.2)Pellet heating ( 2 , 2.2)

Die zugeführte Energie entspricht der Menge an Pellets, diese ist proportional zu den Umdrehungen der Zuführungsschnecke. Mittels Markierung der Welle und optischer Erkennung kann die Anzahl der Umdrehungen erkannt werden. Einzugeben ist der Parameter, wieviel Pellets pro Umdrehung zugeführt werden. Dies ist vom Hersteller zu erfragen. Einzugeben ist außerdem die Nennleistung des Heizkessels und der Typ (NT, BW).The supplied energy corresponds to the amount of pellets, these is proportional to the revolutions of the feed screw. By marking the shaft and optical detection, the number revolutions are detected. Enter the parameter, how much Pellets are fed per revolution. This is from the manufacturer to ask. Enter also the nominal power of the Boiler and type (NT, BW).

Wärmepumpeheat pump

Vorerst ist eine elektrisch betriebene Wärmepumpe vorgesehen. (Durch andere Kraftmaschinen angetrieben Wärmepumpen sind im EnergieMonitor ebenfalls implementierbar) Die Antriebsenergie ist also durch einen separaten Stromzähler leicht zu erfassen. Einzustellen ist, ob es sich um eine Luft/Wasser, Sole/Wasser oder Wasser/Wasser Wärmepumpe handelt, da sich diese in der Arbeitszahl unterscheiden. Ferner ist die Nennleistung einzustellen.for the time being an electrically operated heat pump is provided. (By other power driven heat pumps are in the EnergyMonitor also implementable) The drive energy is thus through a separate electricity meter easy to record. adjust is, whether it is an air / water, brine / water or water / water Heat pump is because they differ in the number of working. Furthermore the nominal power has to be adjusted.

Blockheizkraftwerk (BHKW)Combined heat and power plant (CHP)

Die Energieträger für BHKWs sind meist Gas, (Bio-)Diesel oder Pflanzenöl. Wie bei Heizöl kann die Energiemenge für (Bio-)Diesel und Pflanzenöl über einen Ölzähler bestimmt werden. Die Gasmenge ist über einen Zähler mit Datenschnittstelle oder über optische Erkennung zu ermitteln. Beim BHKW-Modul ist daher der Energieträger zu wählen, sowie die thermische und elektrische Nennleistung einzustellen The Energy sources for CHPs are mostly gas, (bio-) diesel or vegetable oil. As with fuel oil, the amount of energy for (bio-) diesel and vegetable oil an oil meter can be determined. The gas quantity is over one Counter with data interface or via optical Detect detection. The CHP module is therefore the source of energy to choose, as well as the thermal and electrical rated power adjust

Festbrennstoffesolid fuels

In vielen Einfamilienhäusern aber auch zunehmend in kleineren Mehrfamilienhäusern sind in den Wohnungen Öfen zur Verfeuerung von sogenannten Festbrennstoffen wie Holz oder Kohle anzutreffen. Diese Öfen werden mehr oder weniger zur Beheizung der Wohnräume genutzt, zum Teil werden jedoch auch beachtliche Mengen des Heizwärmebedarfes dadurch gedeckt. Der Nutzer sollte für die Energiebedarfsberechnungen und Effizienzcheck auf jeden Fall so gut wie möglich die in einem Zeitraum verfeuerte Menge an Brennstoff eingeben.In many single-family homes but also increasingly smaller ones Apartment buildings are in the apartments stoves for burning so-called solid fuels such as wood or coal encountered. These stoves are more or less used for heating used the living spaces, but some are also considerable Quantities of the heating demand thereby covered. The user should check for energy needs and efficiency definitely as good as possible in a period of time Enter the amount of fuel burned.

WarmwasserbereitungWater heating

Bei der Warmwasserbereitung ist entscheidend, ob dies vom Heizkessel mit übernommen wird oder separat erfolgt. Bei der getrennten Warmwasserbereitung ist der Energieträger anzugeben.at the water heating is crucial, whether this is from the boiler is taken over or done separately. At the disconnected Water heating is to indicate the energy source.

Puffer/Boiler/KombipufferBuffer / boiler / combination buffer

Zur Auswertung der Speicherverluste sind Angaben über die vorhandene Anlagentechnik zu machen. Der Puffer dient zur Speicherung thermischer Energie für die Heizungsanlage, der Boiler stellt warmes Wasser bereit. Für Anlagen die Heizungswasser und Warmwasser in einem Gerät bereitstellen (z. B. Schichtspeicher, Tank in Tank Systeme) muss die Auswahl Kombipuffer getroffen werden. In allen Fällen ist der gesamte Inhalt des Behälters in Litern anzugeben.to Evaluation of the memory losses are details of the existing To make system technology. The buffer is used for storing thermal Power for the heating system, the boiler makes warm Water ready. For systems the heating water and hot water in a device (eg stratified tank, tank in tank systems), the selection Combo buffer must be made. In all cases, the entire contents of the container in liters.

WärmeübergabesystemHeat transfer system

Prinzipiell sind zwei Wärmeübergabesysteme zu unterscheiden. Zum einen die Radiatoren und zum anderen die Flächenheizsysteme, wie zum Beispiel Fußboden- und Wandheizung, die aufgrund der größeren Heizflächen mit niedrigeren Systemtemperaturen auskommen. Zur Überprüfung der optimalen, möglichst niedrigen Vorlauftemperatur sind für die spätere Offline-Auswertung diese Informationen zum Heizsystem von Interesse. Wenn dieser Anlagenparameter ausgewählt wurde, sind der Typ der Wärmeübergabeanlage (Heizkörper, Fußbodenheizung, Wandheizung, Luftheizung) und falls bekannt die Auslegungstemperaturen anzugeben.in principle There are two heat transfer systems to distinguish. On the one hand the radiators and on the other hand the surface heating systems, such as underfloor and wall heating due to the larger heating surfaces with lower System temperatures get along. For checking the optimum, the lowest possible flow temperature for later offline evaluation this information to the heating system of interest. When this equipment parameter is selected were the type of heat transfer system (radiator, Floor heating, wall heating, air heating) and if known specify the design temperatures.

Hilfsenergiepower supply

Die elektrische Energie die für den Betrieb der Heizungs- und Lüftungsanlagen verwendet wird, wird als Hilfsenergie bezeichnet. In Energiebedarfsberechnungen und zur Bestimmung des Primärenergiebedarfes eines Gebäudes, wird die Hilfsenergie extra berechnet. Falls ein separater Zähler zur Erfassung des Hilfsenergieverbrauches installiert ist, ist dieses Modul auszuwählen. Im Kommentarfeld sollten die erfassten Pumpen und Anlagenkomponenten eingetragen werden.The electrical energy for the operation of the heating and Ventilation systems is used, is referred to as auxiliary power. In energy demand calculations and to determine the primary energy demand of a Building, the auxiliary energy is charged extra. If a separate meter for recording the power consumption is installed, select this module. In the comment field The registered pumps and system components should be entered become.

Lüftungsanlage mit und ohne Wärmerückgewinnung (WRG) (2, 2.5)Ventilation system with and without heat recovery (WRG) ( 2 , 2.5)

Im EnergieMonitor ist einzustellen, ob eine dezentrale oder zentrale Lüftungsanlage installiert ist. Im Falle einer zentralen Anlage ist anzugeben, ob es sich um eine Abluftanlage, eine Lüftungsanlage mit oder ohne WRG oder um eine Lüftungsanlage mit WRG und nachgeschalteter Luft/Luft- bzw. Luft/Wasser-Wärmepumpe handelt. Der aus den Datenblättern von Lüftungsanlagen mit WRG zu entnehmende Wärmerückgewinnungsgrad Φ ist ebenfalls anzugeben. Der Wärmerückgewinnungsgrad gibt an, wie viel Prozent der Wärme (bezogen auf die Temperatur) die durch Fensterlüftung verloren gehen würde (Ti – Ta), mit Hilfe einer WRG zurück gewonnen werden kann (Tzu – Ta), also:

Figure 00360001
It must be set in the EnergyMonitor whether a decentralized or central ventilation system is installed. In the case of a central system, indicate whether it is an exhaust air system, a ventilation system with or without heat recovery or a ventilation system with heat recovery and downstream air / air or air / water heat pump. The heat recovery coefficient Φ to be taken from the data sheets of ventilation systems with heat recovery must also be stated. The recovery rate indicates what percentage of the heat (based on the temperature) that would be lost through window ventilation (T i - T a), can be recovered using a heat recovery (T on - T a), ie:
Figure 00360001

Bei neuen Lüftungsgeräten sollte der Wert über 85% liegen.at new ventilation units should be over the value 85% lie.

Thermische Solaranlage (2, 2.1)Thermal solar system ( 2 , 2.1)

Um die Leistungsfähigkeit der Solaranlage berechnen zu können sind in diesem Modul die Größe und die Ausrichtung, sowie der Anlagentyp (Flach-/Röhrenkollektor) einzustellen. Um beim Energiecheck genauere Aussagen über die Funktionsfähigkeit erhalten zu können, ist die Kombination mit einem Strahlungssensor empfehlenswert.Around to calculate the efficiency of the solar system are in this module the size and the orientation, and the type of plant (flat / tube collector). At the energy check more accurate statements about the functionality To be able to receive the combination with a radiation sensor is recommended.

Fotovoltaikanlagenphotovoltaic panels

Für die Funktionsüberwachung von Fotovoltaikanlagen befinden sich zahlreiche Systeme am Markt. Da PV-Anlagen weitgehend unabhängig von der übrigen Anlagentechnik im Gebäude arbeiten, kann die Funktion auch unabhängig überwacht werden. Mittels Kommunikationsschnittstelle zum Einspeisezähler lassen sich die Erträge in Verbindung mit dem Einstrahlungssensor anlagenspezifisch überwachen. Eingegeben werden die Anlagengröße in kWp, der Typ der Module und die Ausrichtung.For the function monitoring of photovoltaic systems are located numerous systems are on the market. Because PV systems are largely independent work in the building from the rest of the plant technology, The function can also be monitored independently. Via communication interface to the feed-in counter The yields can be combined with the irradiation sensor system-specific monitoring. The system size is entered in kWp, the type of modules and the orientation.

Wasserzähler (2, 2.3)Water meter ( 2 , 2.3)

Interessant ist auch der Wasserverbrauch, wenn möglich nach Kalt- und Warmwasser getrennt. Dazu dient das Modul Wasserzähler, hier können Warm- und Kaltwasser separat erfasst oder vom Gesamtzähler der Warmwasseranteil abgezogen werden.Interesting is also the water consumption, if possible after cold and Hot water separately. This is what the module water meter, here hot and cold water can be collected separately or from Total meters of hot water to be deducted.

Elektrozähler (2, 2.8)Electric meter ( 2 , 2.8)

Mit diesem Modul kann ein Elektrozähler angelegt werden. Der Verbrauch wird auf besondere Lastprofile hin überprüft. Zum Beispiel relativ hohe Spitzen oder ständige Grundlast oder auch während der Abwesenheit der Nutzer oder zur Nachtzeit.With An electric meter can be created in this module. Of the Consumption is checked for special load profiles. For example, relatively high peaks or constant base load or even during the absence of the users or at night.

Das Musterhaus in 2 zeigt ein Einfamilienhaus mit typischer Anlagenausstattung, wie sie in Zukunft bei Neubauten häufiger vorkommt. Beheizung mittels regenerativen Energieträgern (Pellets) und wasserführendem Verteilsystem. Solare Unterstützung der Heizung und Brauchwassererwärmung. Verwendung eines zentralen Puffers zur Energiespeicherung im Sommer und zur Reduzierung der Taktungen des Brenners während der Heizperiode. Zur Sicherung der Luftqualität wird mittels einer Wohnraumlüftungsanlage bedarfsgerecht die notwendige Luftwechselrate mechanisch sichergestellt. Um die Wärmeverluste durch Lüftung weiter zu reduzieren, ist die Lüftungsanlage mit einem Gegenstromwärmeübertrager zur Wärmerückgewinnung ausgestattet.The model house in 2 shows a detached house with typical equipment, as it occurs more frequently in the future in new buildings. Heating by means of regenerative energy sources (pellets) and water-bearing distribution system. Solar support of heating and domestic water heating. Use of a central buffer to store energy during the summer and to reduce the burner timing during the heating season. To ensure the air quality, the required air exchange rate is mechanically ensured as required by means of a residential ventilation system. To further reduce heat losses through ventilation, the ventilation system is equipped with a counterflow heat exchanger for heat recovery.

Zielwerte, Vorgaben des Nutzers (1, 1.5)Target values, specifications of the user ( 1 , 1.5)

Zur Kosten- und Verbrauchskontrolle kann der Nutzer gemäß eines Energiewirtschaftsplans eigene Zielwerte für Brennstoff und Wasser vorgeben. Als Eingaben sind Jahres- und Monatswerte, jeweils für 18 Monate im Voraus möglich.to Cost and consumption control, the user can according to a Energy Business Plan own targets for fuel and pretend water. Inputs are annual and monthly values, each possible for 18 months in advance.

Aufgrund der tatsächlichen Verbrauchswerte wird der Verbrauch zum Monats- bzw. Jahresende prognostiziert. Somit kann das Einhalten der Zielwerte ständig überprüft werden.by virtue of the actual consumption values becomes the consumption Monthly or year-end forecast. Thus, the compliance can the target values are constantly checked.

EnEV-Bedarfswerte (1, 1.8)EnEV demand values ( 1 , 1.8)

Für einen Soll-Ist-Vergleich der berechneten Bedarfswerte mit den tatsächlichen Verbrauchswerten sind die berechneten Bedarfswerte im Modul „EnEV-Bedarfswerte” einzugeben. Hierbei ist darauf zu achten, dass aus den Berechnungen der Heizwärmebedarf, also die Nutzenergie die zur Beheizung der Räume notwendig ist, eingetragen werden muss. Diese ergibt sich aus den Wärmeverlusten durch Transmission und Lüftung, vermindert um die internen und solaren Gewinne. Der Heizwärmebedarf wird in den Berechnungen meist in der Einheit kWh angegeben.For a target-actual comparison of the calculated demand values with the actual ones Consumption values are the calculated demand values in the module "EnEV demand values" to enter. Care must be taken here that, from the calculations, the heating requirement, So the useful energy necessary for heating the rooms is, must be registered. This results from the heat losses through transmission and ventilation, diminished around the internal and solar profits. The heating demand is in the calculations usually in kWh.

Bei der Erstellung von Energiebedarfsberechnungen nach EnEV, sind für die meisten Gebäude das Heizperiodenverfahren und das Monatsbilanzverfahren als Berechnungsverfahren zulässig. Während das Heizperiodenverfahren einen einzigen Jahresheizwärmebedarfswert für das Durchschnittsklima am mittleren deutschen Standort liefert, bekommt man aus dem Monatsbilanzverfahren für jeden Monat einen Heizwärmebedarfswert berechnet, Dementsprechend können im Modul „EnEV-Bedarfswerte” die Alternativen Jahreswert oder Monatswerte gewählt und entsprechend eingetragen werden. Da die Werte aus der EnEV-Berechnung unter Zugrundelegung des Referenzklimas am Standort „Deutschland” berechnet wurden, muss für den Soll-Ist-Vergleich der gemessene Verbrauchswert klimabereinigt werden. Dies führt der EnergieMonitor aufgrund der gemessenen Außentemperatur und der hinterlegten Standard-Klimadaten selbständig durch.at the compilation of energy demand calculations according to EnEV, are for most buildings use the heating period procedure and the monthly balance sheet procedure allowed as calculation method. During the heating period process a single annual heating demand for provides the average climate at the central German location, You get from the monthly balance sheet for each month calculated a Heizwärmedungsswert, Accordingly in the module "EnEV demand values" the alternatives Annual value or monthly values selected and entered accordingly become. Since the values from the EnEV calculation are based on of the reference climate at the location "Germany" the measured consumption value must be used for the target / actual comparison be climate-purified. This is what the EnergyMonitor does the measured outside temperature and the stored standard climate data independently through.

Parameterlisteparameter list

In der nun folgenden Liste sind tabellarisch die Nutzer-, Gebäude- und Anlagenparameter, sowie die Eingabemöglichkeiten zur Zielwertvorgabe und der EnEV-Bedarfswerte aufgelistet. Je nach dem welche Funktionen der Nutzer im EnergieMonitor konfiguriert, und welche Sensoren installiert sind, kann dieser mehr oder weniger Checks durchführen. Es werden nicht immer alle Parameter für die Onlineauswertung herangezogen, manche (z. B. Nennleistungen) sind für die Offlineauswertungen bestimmt.In The following list shows the user, building and system parameters, as well as the input options for Target value and the EnEV demand values are listed. Depending on which functions the user configures in the EnergyMonitor, and which sensors are installed, this can more or less Perform checks. Not all parameters are always used for online evaluation, some (eg rated services) are intended for offline evaluations.

Keine der Parameter muss der Nutzer unbedingt eingeben. Wenn zum Beispiel nur die Solaranlage auf Effizienz überprüft werden soll, sind keine Nutzerparameter einzugeben. So ist der EnergieMonitor flexibel einsetzbar, kann zu einem späteren Zeitpunkt erweitert werden und lässt sich veränderten Bedingungen anpassen.None the parameter must be entered by the user. If for example only the solar system can be checked for efficiency should no user parameters be entered. That's the EnergyMonitor flexible, can be extended at a later date be and can change conditions to adjust.

Im EnergieMonitor hinterlegte WerteDeposited in the EnergyMonitor values

Damit der EnergieMonitor die gemessenen Verbräuche und ermittelten Energiekennzahlen im Vergleich zu den Durchschnittswerten anderen Gebäuden darstellen kann, sind im Monitor zu den unterschiedlichen Gebäudetypen Referenzwerte (1, 1.1) hinterlegt. Diese Referenzwerte stammen aus den VDI-Richtlinien der Reihe 2067 „Wirtschaftlichkeit gebäudetechnischer Anlagen” und der Reihe 3807 „Energie- und Wasserverbrauchskennwerte für Gebäude und Grundstücke” . Diese Daten können bei Bedarf über die Updatefunktion des EnergieMonitors aktualisiert werden.In order for the EnergyMonitor to be able to display the measured consumptions and calculated energy indices in comparison to the average values of other buildings, the monitor displays reference values for the different building types ( 1 , 1.1). These reference values come from the VDI Guidelines of the 2067 Series "Economy of Building Services" and Series 3807 "Energy and Water Consumption Characteristics for Buildings and Land" , If required, this data can be updated via the update function of the EnergyMonitor.

Gleiches gilt für die Referenzklimadaten (1, 1.10) am Standort Deutschland, die ein für Deutschland fiktives durchschnittliches Klima darstellen. Da der Energiebedarf nach EnEV unter festgelegten Randbedingungen berechnet wurde, ist für einen Soll-Ist-Vergleich eine Umrechnung des Sollwertes auf die tatsächlichen Klimadaten notwendig. Die tatsächlichen Klimadaten am Standort, z. B. Außentemperatur und Einstrahlung, sind aus der Messung bekannt. Die Klimadaten für den Standort Deutschland und 15 weiteren Regionen stammen aus der DIN 4108 – Teil 6 . Die Zuordnung des Gebäudestandorts zu der standardisierten Klimaregion erfolgt über die Postleitzahl, die bei den Gebäudeparametern eingegeben werden kann.The same applies to the reference climate data ( 1 , 1.10) in Germany, the one for German represent the country's fictitious average climate. Since the energy requirement according to EnEV was calculated under specified boundary conditions, a conversion of the setpoint value to the actual climatic data is necessary for a target / actual comparison. The actual climate data at the location, z. B. outside temperature and radiation, are known from the measurement. The climate data for the location Germany and 15 other regions come from the DIN 4108 - Part 6 , The allocation of the building location to the standardized climatic region is made via the postal code, which can be entered in the building parameters.

6 Gemessene Werte6 Measured values

VorbemerkungPreliminary note

Bei den bisherigen Gebäudeleitsystemen und Anlagenregelungen sind Fühler und Erfassungsgeräte, nach dem zu erfassenden Wert zu installieren und zu konfigurieren. Die Daten werden in eigens für das jeweilige Gebäude konfigurierter Software ausgewertet. Das führt für jedes Gebäude zu einer individuell zu entwickelnden Lösung und somit zu hohen Kosten. Dazu kommt noch, dass jedes System anders gestaltet ist, weshalb der Nutzer bzw. Betreiber separat geschult werden muss.at the previous building management systems and system regulations are sensors and sensing devices, according to the to install and configure the capturing value. The data are configured in specially for the respective building Software evaluated. That leads to every building to an individually developed solution and thus at high cost. In addition, each system is designed differently is why the user or operator must be trained separately.

Ein Ziel dieser Masterarbeit ist es daher, einen objektorientierten Standard zu entwickeln, der die zu erfassenden Werte anhand der ausgewählten Anlagentechnik systematisiert und die Konfiguration der dazugehörenden Sensoren automatisiert bzw. den Nutzer auf intuitive Weise anleitet, seinen EnergieMonitor auf den gewünschten Ausbaustand zu bringen. Quasi ein Plug-and-Play System für den EnergieMonitor.One The aim of this master's thesis is, therefore, an object-oriented Standard, which determines the values to be recorded on the basis of the selected system engineering and configuration the associated sensors automated or the user Intuitively guide your Energy Monitor to the desired level To bring it up. Quasi a plug-and-play system for the EnergyMonitor.

Auch hier wieder die Aufteilung nach Modulen wie aus dem vorherigen Kapitel bereits bekannt. Folgende Module sind für die erste Ausbaustufe vorgesehen.

  • • Klimawerte
  • • Behaglichkeitswerte
  • • Wärmeerzeugung (Heizung)
  • • Kälteerzeugung
  • • Thermische Solaranlage
  • • Lüftungsanlage mit und ohne Wärmerückgewinnung (WRG)
  • • Wärmespeicherung/-übergabe (Puffer/Boiler/Heizflächen)
  • • Hilfsenergie
  • • Wasserzähler
  • • Elektrozähler
Again, the division into modules as already known from the previous chapter. The following modules are planned for the first expansion stage.
  • • Climate change
  • • Comfort values
  • • heat generation (heating)
  • • refrigeration
  • • Thermal solar system
  • • Ventilation system with and without heat recovery (WRG)
  • • heat storage / transfer (buffer / boiler / heating surfaces)
  • • Power supply
  • • Water meter
  • • Electric meter

Klimadaten (2, 2.9)Climate data ( 2 , 2.9)

Der aktuelle Wärmebedarf eines Gebäudes wird maßgeblich von der Außentemperatur bestimmt, deren Verlauf daher zu erfassen ist. Zur Bestimmung der möglichen solaren Gewinne ist das aktuelle Strahlungsangebot zu messen. Wind, Luftfeuchte und Luftdruck werden von modernen Home-Wetterstationen bereits erfasst und über Funk bzw. drahtgebunden an eine Zentrale gesendet. Diese Werte könnten, wie auch die kommerziellen digitalen Wettervorhersagen, für Heizungs- und Klimasteuerungen verwendet werden. Für den EnergieMonitor reicht erst mal die Erfassung der Außentemperatur und der Globalstrahlung.Of the current heat demand of a building becomes relevant determined by the outside temperature, whose course therefore too capture is. To determine the possible solar gains the current radiation supply must be measured. Wind, humidity and air pressure are already detected by modern home weather stations and sent via wireless or wired to a central office. These values could, as well as the commercial digital ones Weather forecasts, used for heating and climate control become. For the EnergieMonitor, the capture is enough the outside temperature and the global radiation.

Behaglichkeitswerte (2, 2.6 und 2.7)Comfort values ( 2 , 2.6 and 2.7)

Der EnergieMonitor gibt dem Nutzer eindeutige Signale, welches Verhalten sich günstig auf den Energieverbrauch auswirkt. Eine Möglichkeit Energie einzusparen ist es, die Energiezufuhr zu unterbrechen, wenn ein gewünschtes Behaglichkeitskriterium erreicht ist. Dazu sind in den Räumen die Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und der CO2-Wert zu messen. Hierfür wäre ein mobiler Sensor, der an unterschiedlichen Stellen eingesetzt werden kann, sinnvoll.The EnergieMonitor gives the user clear signals, which behavior has a favorable effect on the energy consumption. One way to save energy is to interrupt the supply of energy when a desired comfort criterion is reached. For this purpose, the air temperature, humidity and the CO 2 value are to be measured in the rooms. For this purpose, a mobile sensor, which can be used in different places, makes sense.

Wärmeerzeugung (Heizung) (2, WMZ1 und 2.2)Heat generation (heating) ( 2 , WMZ1 and 2.2)

Bei der Wärmeerzeugung in Gebäuden kommt es darauf an, welchen Nutzungsgrad, (d. h. Wirkungsgrad über einen bestimmten Zeitraum gemittelt, z. B. ein Jahr) die Anlage erreicht. Den Wirkungsgrad im Nennlastbetrieb kann man meist leicht dem Datenblatt entnehmen. Bei alten Anlagen ist dieser oft deutlich besser als der Nutzungsgrad. Selbst den Jahresnennnutzungsgrad, der unterschiedliche Auslastungen berücksichtigt, erreichen schlecht ausgelastete Anlagen nicht.at Heat generation in buildings depends on it which degree of utilization (ie efficiency over a averaged over a certain period of time, eg B. a year) reached the plant. The efficiency in nominal load operation can usually be easily read the datasheet remove. In old systems, this is often much better than the degree of utilization. Even the annual utility, the different Utilization of capacity utilization is achieved Equipment not.

Der tatsächliche Jahresnutzungsgrad lässt sich leicht ermitteln, wenn die zugeführte Energiemenge, ermittelt durch Mengenmessung und Heizwertangabe, mit der abgegebenen Energiemenge ins Verhältnis gesetzt wird. Um den Aufwand für die messtechnische Ausstattung in Grenzen zu halten, empfehlt sich zu den Erzeugungsverlusten auch die Verteilverluste hinzu zuschlagen. Das heißt, die abgegebene Energiemenge sollte der Nutzenergiemenge entsprechen. Demnach wäre ein Energiemengenmesser (bzw. Vor-/Rücklauftemperatur und Volumenstrommesser) an der Stelle zu platzieren, wo die Wärmeenergie in die beheizte Hülle geführt wird. Ab hier werden Leitungsverluste zu internen Wärmegewinnen (außer bei Leitungsverlegung in der Außenwand). Mit dieser Anordnung kann der Jahresnutzungsgrad des gesamten Anlagesystems ermittelt werden.Of the actual annual efficiency is easy determine when the amount of energy supplied, determined By quantity measurement and calorific value, with the amount of energy delivered is set in proportion. To the effort for to limit the metrological equipment is recommended to add to the production losses also the distribution losses. That is, the amount of energy delivered should be the amount of useful energy correspond. Accordingly, an energy meter (or Flow and return temperature and volume flow meter) at the Place to place where the heat energy in the heated Case is led. From here are line losses to internal heat gains (except when laying cables in the outer wall). With this arrangement, the annual efficiency of the entire investment system.

Figure 00420001
Figure 00420001

Wenn der Nutzungsgrad unter einen bestimmten Wert fällt, ist detailliert zu prüfen, ob es an der Erzeugung, Speicherung oder Verteilung liegt. Sollte der Zähler nicht an der Grenze der Hüllfläche installiert werden können, ist ein rechnerischer Ausgleich des Wärmeverbrauchswertes durch Erfassung der Länge der Rohre, die nicht in der beheizten Hülle verlegt sind, möglich. Zur Abschätzung der Leitungsverluste können Durchschnittswerte anhand der Rohrdimension und deren Dammstandard ermittelt werden.If the degree of utilization falls below a certain value to consider in detail whether it is generating, storing or distribution lies. Should the counter not be at the limit the envelope surface can be installed, is a calculated compensation of the heat consumption value by detecting the length of the pipes that are not in the heated Cover are laid, possible. To the estimate The line losses can average values based on the Pipe dimension and their dam standard can be determined.

Zusätzlich ist es interessant, die Laufzeiten, Stillstandszeiten sowie die Anzahl Taktungen des Heizkessels zu erfassen. Daraus lassen sich Aussagen über die Wirtschaftlichkeit dieser Betriebsweise treffen.additionally It is interesting to see the running times, downtimes and the To record the number of cycles of the boiler. Out of it can be Statements about the profitability of this mode of operation to meet.

Kälteerzeugungrefrigeration

Wie bei Wärmeerzeugungsanlagen lassen sich auch bei der Kühlung Energienutzungsgrade durch Erfassung der zugeführten Energie und der dem Raum entzogenen Energie errechnen und mit Referenzwerten vergleichen. Auch hier gilt, die Zähler sollten an der Grenze zur gekühlten Hülle platziert werden, um die „netto” Kühlleistung im Bilanzraum zu erfassen.As Heat generation systems can also be used for cooling Energy utilization rates by detecting the energy supplied and calculate the energy extracted from the room and compare it with reference values. Again, the counters should be at the limit of the chilled Case will be placed to the "net" cooling capacity in the balance area.

Thermische Solaranlage (2, Solare Strahlung)Thermal solar system ( 2 , Solar radiation)

Immer öfter werden Solarregler angeboten, die auch den Wärmeertrag anzeigen. Dazu ist eine Wärmemengenmessung ratsam, die in der Nähe des Puffers stattfindet, da hier Verluste des Kollektors und der Rohrleitungen berücksichtigt werden. Die Aussagekraft der angezeigten Werte, der derzeit auf dem Markt befindlichen Solarregler mit Wärmemengenmessung, hängt allerdings von der Interpretationsfähigkeit des Nutzers ab, da ihm durch den Regler keine Vergleichswerte zur Verfügung gestellt werden. Anlagendefekte werden hier nur erkannt, wenn die Regler regelmäßig kontrolliert werden. Wie die Kontrollfunktion wesentlich zu verbessert ist, wird in Kapitel 7 Energiechecks gezeigt.More frequently Solar regulators are offered, which also heat the output Show. For this purpose, a heat quantity measurement is advisable, the takes place near the buffer, since losses of the Collector and piping. The validity of the displayed values, currently in the market located solar controller with heat quantity measurement depends however, by the interpretation ability of the user from, since it has no comparative values available through the controller be put. Plant defects are only recognized here if the Regulator can be checked regularly. As the Control function is substantially improved, is discussed in Chapter 7 Energy checks shown.

Lüftungsanlage mit und ohne Wärmerückgewinnung (WRG) (2, 2.5)Ventilation system with and without heat recovery (WRG) ( 2 , 2.5)

Unter Lüftungsanlagen versteht man Anlagen, die mittels motorischer Unterstützung einen gewünschten Luftwechsel in einem Raum, einer Zone oder einem Gebäude sicherstellen. Der Luftwechsel soll somit kontrolliert und bedarfgerecht erfolgen. Der Begriff bedarfsgerecht ist nicht zu unterschätzen und beinhaltet gleich mehrfache Aussagen. Er bedeutet, dass so viel gelüftet wird, dass ein behagliches Raumklima sichergestellt ist und Bauschäden, z. B. durch Tauwasserbildung in feuchten Räumen vermieden wird. Er bedeutet aber auch, dass dort gelüftet wird, wo Luftbelastungen durch Feuchtigkeit, Gerüche und Schadstoffe entstehen. Andererseits wird auch nicht mehr gelüftet als nötig. Gerade heute bei der luftdichten Bauweise lassen sich Wärmeverluste durch Lüftung stark reduzieren.Under Ventilation systems are systems that use motorized Support a desired air change in a room, a zone or a building. The air exchange should therefore be controlled and made as needed. The term needs is not to be underestimated and contains several statements. He means that much is ventilated that a comfortable indoor climate is ensured and structural damage, z. B. by condensation in moist Spaces is avoided. He also means that there is aired where air pollution due to moisture, odors and pollutants arise. On the other hand, it is no longer ventilated as necessary. Just leave today in the airtight construction to greatly reduce heat losses through ventilation.

Voraussetzung ist, dass die Lüftungsgeräte effizient arbeiten. Dies wird durch den EnergieMonitor überprüft. Im Falle, dass mehr Energie für die Motoren der Lüftungsanlage aufgewendet wird, als gegenüber der Fensterlüftung eingespart werden kann, bekommt der Nutzer einen Hinweis. Der Nutzer bekommt ebenso durch den EnergieMonitor den Hinweis, wenn eine Lüftungsanlage gewartet werden muss.requirement is that the ventilation equipment works efficiently. This is checked by the EnergyMonitor. In the event that more energy for the engines of the ventilation system is spent, as compared to the window ventilation can be saved, the user gets a hint. The user gets also through the EnergieMonitor the hint, if a ventilation system must be serviced.

Zur Bestimmung der Effizienz der Anlage muss dem Aufwand (meist in Form von elektrischer Energie) der Nutzen, also eingesparte Wärmeenergie der (Nach-)Heizung, gegenüber gestellt werden. Der Nachweis über den wirtschaftlichen Energieeinsatz, muss unter Beachtung der unterschiedlichen Lüftungssysteme erfolgen. Siehe auch Kapitel 7 Energiechecks.to Determining the efficiency of the plant must be the effort (usually in the form of electrical energy) the benefit, ie saved thermal energy the (Nach-) heating, are opposite. Proof of the economic use of energy, must take into account the different Ventilation systems done. See also chapter 7 energy checks.

Bei reinen Abluftanlagen muss die Außentemperatur, die Innentemperatur, die elektrische Lüfterleistung und der Volumenstrom gemessen werden. Der Volumenstrom lässt sich meist nur mit großem Aufwand und großer Ungenauigkeit messen. Einfacher ist die Messung des Drucks, der in den Rohrleitungen am Lüftungsgerät anliegt.at pure exhaust air systems, the outside temperature, the internal temperature, the electrical fan power and the volume flow measured become. The volume flow can usually only with large Measure effort and great inaccuracy. Is easier the measurement of the pressure in the piping on the ventilation unit is applied.

Bei Lüftungsanlagen mit WRG, muss zur Bestimmung des Wärmerückgewinneffekts zusätzlich die Zulufttemperatur an der Lüftungsanlage gemessen werden. Lassen sich über einen Zeitraum Druckveränderungen in den Lüftungsleitungen bei gleicher Leitungsstufe feststellen, kann dies ein Indiz für anstehende War tungsarbeiten sein. Viele dieser Werte werden in den Steuerungen der Lüftungsanlagen erfasst und sollten über eine standardisierte Schnittstelle nach außen gegeben werden.at Ventilation systems with heat recovery must be used to determine the heat recovery effect additionally the supply air temperature at the ventilation system be measured. Can be changed over a period pressure changes in the ventilation ducts at the same power level, This may be an indication of upcoming maintenance work. Many of these values are in the controls of the ventilation systems captured and should have a standardized interface be given to the outside.

Wärmespeicherung/-übergabe (Puffer/Boiler/Heizflächen) (2, F1, F2) Für eine Vielzahl von Auswertungen sind die Temperaturzustände im Speicher- und Verteilsystem notwendig. Als Beispiel sind hier die Ermittlung der Bereitschaftsverluste, sowie die Überprüfung der Anlageneinstellung und der Regelalgorithmen genannt. Die Praxis zeigt immer wieder, dass an der Stelle der Wärmespeicherung und -verteilung aufgrund ungünstiger Einstellungen (zu hohe Vorlauftemperaturen, immer Aufgeheizter Speicher) vermeidbare Verluste entstehen.Heat storage / transfer (buffer / boiler / heating surfaces) ( 2 , F1, F2) The temperature conditions in the storage and distribution system are necessary for a large number of evaluations. As an example, here are the determination of the standby losses, as well as the review of the system settings and the control algorithms called. Practice shows again and again that at the point of heat storage and distribution due to unfavorable settings (too high flow temperatures, always heated storage) avoidable losses.

Hilfsenergiepower supply

Nach Möglichkeit sollte die Hilfsenergie separat erfasst werden. Pumpen der neueren Generation können mit Bus-Technologie ausgestattet werden. Damit lassen sich auch weitere interessante Werte wie zum Beispiel Förderhöhe, Volumenstrom, Betriebsstunden, Energie- und Leistungsaufnahme erfassen.To Possibility, the auxiliary power should be recorded separately. Newer generation pumps can use bus technology be equipped. This can also be more interesting Values such as delivery head, volumetric flow, Record operating hours, energy and power consumption.

Wasserzähler (2, 2.3)Water meter ( 2 , 2.3)

Der sparsame Umgang mit der Ressource Wasser wird immer wichtiger, da dieses Lebensmittel wegen der auftretenden Trockenperioden nicht immer und überall in ausreichender Menge zur Verfügung stehen wird. Neben der Verknappung werden auch der Ausbau und die notwendigen Erneuerungen der kommunalen Rohrleitungsnetze zu einer Verteuerung des Leitungswassers führen. Um den Nutzer zukünftig für seinen Wasserverbrauch zu sensibilisieren ist dessen kontinuierliche Erfassung und Visualisierung sinnvoll.Of the economical use of the resource water is becoming increasingly important This food is not because of the occurring dry periods always and everywhere in sufficient quantity available will stand. In addition to the shortage, the expansion and the necessary renewal of the municipal pipeline networks to one Increase the cost of tap water. To the user in the future to sensitize for its water consumption is its continuous capture and visualization makes sense.

Wasserzähler werden zunehmend mit Funkmodulen zur Fernablesung ausgestattet. Somit könnten diese Zähler drahtlos uns ohne Zusatzaufwand an den EnergieMonitor angebunden werden. Voraussetzung ist wieder ein einheitliches Datenübertragungsprotokoll. Zusätzlich kann durch die Protokollierung des Wasserverbrauchs auch ein wirksamer Leckageschutz realisiert werden.water meter are increasingly equipped with radio modules for remote reading. Thus, these counters could wireless us without extra effort connected to the EnergyMonitor. Condition is again a unified data transfer protocol. additionally By logging the water consumption can also be effective Leakage protection can be realized.

Elektrozähler (2, 2.8)Electric meter ( 2 , 2.8)

Zunehmend schleichen sich „Verbraucher” in die Gebäude ein, die permanent elektrische Energie in Wärme umwandeln. In der Heizperiode sind diese Verbraucher eine, wenn auch unwirtschaftliche, Methode Wärme zu erzeugen, in den Sommermonaten dagegen erzeugen diese Geräte auch noch zusätzlichen Kühlbedarf. Über die kontinuierliche Erfassung der bezogenen elektrischen Leistung, lassen sich anhand von Spitzenwerten und Grundlastbezügen heimliche Verbraucher aufspüren.Increasingly "Consumers" sneak into the buildings which permanently convert electrical energy into heat. In the heating season these consumers are one, albeit uneconomic, Heat generation method in the summer months These devices also generate additional cooling requirements. about the continuous detection of the related electrical power, can be determined by peak values and base load references tracking down hidden consumers.

In 2 ist das Musterhaus dargestellt mit einer Auswahl an Messtechnik. Die Stellen der in der 2 eingezeichneten Messpunkte sind mit Bedacht gewählt. Mit dieser Messtechnikausstattung sind umfangreiche Energieanalysen und Effizienzchecks möglich. Siehe dazu Kapitel 7 Energiechecks.In 2 is the model house presented with a selection of measurement technology. The places in the 2 Plotted measuring points are chosen wisely. With this measuring equipment, extensive energy analyzes and efficiency checks are possible. See chapter 7 energy checks.

Die Messpunkte sind so gewählt, dass Leitungs-, Verteil- und Speicherverluste in die Berechnung des Gesamtanlagenwirkungsgrades einbezogen werden können. So wird das gesamte Einstrahlungsangebot der Solaranlage durch den Strahlungssensor erfasst, die solaren Erträge werden kurz vor der Einspeisung in den Puffer gemessen. Die Verluste der Leitungen vom Dach bis in den Keller werden somit im Quotienten aus Solarertrag und Strahlungsangebot berücksichtigt. Das gleiche gilt für die Erfassung der Nutzwärme, die erst beim Übergang in die beheizte Hülle gemessen wird.The Measuring points are chosen so that line, distribution and Memory losses in the calculation of the total system efficiency can be included. This is how the entire irradiation offer the solar system detected by the radiation sensor, the solar Yields are measured just before being fed into the buffer. The losses of the pipes from the roof to the basement are thus taken into account in the quotient of solar yield and radiation supply. The same applies to the acquisition of useful heat, which measured only at the transition into the heated shell becomes.

Die Klimasensoren, die zukünftig für die bedarfsgerechte Lüftung sorgen, sind dort anzubringen, wo mit der größten Raumluftbelastung zu rechnen ist. Für den Luftfeuchtigkeitssensor sind z. B. das Bad, die Küche oder Räume mit niedrigen Oberflächentemperaturen, geeignete Plätze. Der CO2-Sensor (2, 2.6) sollte in dem Raum angebracht werden, der am intensivsten genutzt wird. Da sich die Nutzung der Räume im Verlauf des Tages auch ändern kann, sind mobile Sensoren eine sinnvolle Alternative zu fest montierten. Der Raumtemperaturfühler sollte in einem „Referenzraum” installiert werden, der die gewünschte Raumtemperatur am besten repräsentiert. Zu vermeiden sind Stellen die starken Temperaturschwankungen zum Beispiel durch Sonneneinstrahlung, Heizkörper oder Kochaktivitäten, ausgesetzt sind.The climate sensors, which in the future will ensure adequate ventilation, must be installed where the greatest indoor air pollution is to be expected. For the humidity sensor z. B. the bathroom, the kitchen or rooms with low surface temperatures, suitable places. The CO 2 sensor ( 2 , 2.6) should be placed in the most used space. As the use of the rooms in the course can also change the day mobile sensors are a sensible alternative to fixed mounted. The room temperature sensor should be installed in a "reference room" that best represents the desired room temperature. To avoid places that are exposed to strong temperature fluctuations, for example, by sunlight, radiators or cooking activities.

7 Energiechecks7 energy checks

Die möglichen Energiechecks hängen natürlich von den konfigurierten Anlagen, der installierten Messtechnik und von den vom Nutzer eingegebenen Parameter und eventuellen Zielwerten ab. Der EnergieMonitor ist aber auch schon mit wenigen Eingangsgrößen, aufgrund zahlreich hinterlegter Standardwerte in der Lage, Energiekennzahlen zu liefern und Plausibilitätschecks durchzuführen.The possible energy checks depend of course from the configured systems, the installed measuring technology and from the parameters entered by the user and possible target values from. The EnergyMonitor is also already with few input variables, due to numerous stored defaults able to energy figures deliver and perform plausibility checks.

Mit den kontinuierlichen Messungen und Auswertungen des EnergieMonitors bei den unterschiedlichsten Klima- und Nutzungsbedingungen ergibt sich eine neue Qualität der Effizienzkontrolle und der Aufdeckung von Einsparmöglichkeiten. Es wird damit eine Lücke in der systematischen Aufdeckung der Einsparpotentiale im Gebäude- und Anlagenbereich geschlossen.With the continuous measurements and evaluations of the EnergyMonitor results in the most diverse climate and conditions of use a new quality of efficiency control and the Uncovering savings potential. It will be one Gaps in the systematic detection of potential savings closed in the building and plant area.

In der Wirtschafts- und Finanzwelt ist es durchaus üblich, kaufmännische Wirtschaftspläne für einen bestimmten Zeitraum im Voraus zu erstellen und diese laufend mit den aktuell erreichten Werten zu vergleichen. Damit werden frühzeitig Abweichungen von der Planung sichtbar und es kann durch entsprechende Maßnahmen der gegenwärtigen Entwicklung des Verbrauchs gegengesteuert werden.In the business and financial world it is quite common commercial business plans for a given To create a period in advance and keep up-to-date with the current achieved values. This will be early Deviations from the planning are visible and it can be remedied by appropriate measures counteracted the current trend of consumption become.

Im EnergieMonitor können derartige Energiewirtschaftspläne für Heizung, Strom und Wasser jahres- und monatsgenau hinterlegt werden, der Monitor übernimmt die fortlaufende Überprüfung des Planes und gibt aktuelle Anweichungen und die prognostizierten Endwerte für den Betrachtungszeitraum aus.in the EnergieMonitor can make such energy business plans for heating, electricity and water, year and month-specific deposited the monitor takes over the continuous check of the plan and gives actual mellowings and the predicted Final values for the period under review.

Eine andere Art der Checks, die der EnergieMonitor ebenfalls durchführt, sind die Berechnungen von Nutzungsgraden und Arbeitszahlen für gesamte Anlagensysteme, die Endenergie in Nutzenergie umwandeln. Es können somit ”durchschnittliche” Nutzungsgrade über einen bestimmten Zeitraum, unter den für das Objekt typischen Teillastverhältnissen ermittelt werden. Damit können Hinweise zu Service- und Wartungsarbeiten generiert werden. In der neuen Fassung der EnEV 2007 wird die Wartung und Überprüfung von Lüftungs- und Klimaanlagen alle 10 Jahre gesetzlich vorgeschrieben. Wie bereits oben erwähnt, ist ein weiterer großer Vorteil des EnergieMonitors die Berechnung des Gesamtanlagenwirkungsgrades.A other type of checks that EnergieMonitor also performs, are the calculations of degrees of utilization and labor numbers for entire plant systems that convert final energy into useful energy. It can thus "average" levels of utilization over a certain period of time, among the typical for the object Part load ratios are determined. With that you can Notes on service and maintenance work are generated. In the new version of the EnEV 2007 will be the maintenance and review of ventilation and air conditioning systems every 10 years legally required. As mentioned above, another one is big advantage of the EnergyMonitor is the calculation of the total system efficiency.

Dieser zeigt, ob die unterschiedlichen Anlagenkomponenten wie zum Beispiel mehrere Wärmeerzeuger, Solaranlage und Speichereinrichtung optimal aufeinander abgestimmt sind.This shows if the different plant components such as several heat generators, solar system and storage facility are optimally matched to each other.

Die eben beschriebenen Checks dienen zur Überprüfung des effizienten Einsatzes und der effizienten Gewinnung von Energie. Eine weitere Möglichkeit den Energieverbrauch zu senken, ist der bedarfsgerechte Einsatz von Energie zur Sicherstellung des gewünschten Raumklimas. Der EnergieMonitor zeigt deshalb Lüftungsbedarf an oder fordert zum Schließen der Fenster auf, wenn das gewünschte Raumklima erreicht ist. Kann der Nutzer zwischen Fensterlüftung und Betrieb der Lüftungsanlage entscheiden, zeigt der EnergieMonitor die energetisch jeweils günstigere Lüftungsvariante an.The Just described checks are for review the efficient use and the efficient production of energy. Another way to reduce energy consumption, is the need-based use of energy to ensure the desired room climate. The EnergyMonitor therefore shows Ventilation demand or requires closing the Open the window when the desired indoor climate is reached. can the user between window ventilation and operation of the ventilation system decide, shows the EnergieMonitor the energetically each cheaper Ventilation variant on.

Im Folgenden wird eine Auswahl von Energiechecks beschrieben, die für das Musterhaus in 2 durchgeführt werden können. Eine Auflistung aller möglichen Überprüfungen würde den Rahmen der Masterarbeit sprengen, weitere zahlreiche Auswertungen können im Bedarfsfall anhand der aufgezeichneten Daten offline durchgeführt werden.The following is a selection of energy checks that are relevant to the model house in 2 can be performed. A list of all possible checks would be beyond the scope of the master's thesis, and numerous other evaluations can be carried out offline if necessary based on the recorded data.

7.1 Effizienz7.1 Efficiency

Wärmeerzeugung – Wärmespeicherung – WärmeverteilungHeat generation - heat storage - heat distribution

Wie bereits oben erwähnt, wird die Effizienz der Energiewandlung im Gebäude durch einen Gesamtsystemnutzungsgrad ausgedrückt, der sich aus der zugeführten Energie (Endenergie, z. B. Brennstoff, Strom)(2, z. B. BZ1, 2.8) und der abgegebenen Energie (Nutzenergie, z. B Wärme)(2, z. B. WMZ1) berechnen lässt. Daher ist bei der Erfassung der Werte darauf zu achten, dass die Sensoren an den entsprechenden Stellen im System, an den die jeweiligen Energiearten auftreten, installiert werden.As already mentioned above, the efficiency of energy conversion in the building is expressed by a total system efficiency, which is derived from the energy supplied (final energy, eg fuel, electricity) ( 2 , z. B. BZ1, 2.8) and the energy output (useful energy, eg heat) ( 2 , z. B. WMZ1) can be calculated. Therefore, when acquiring the values, make sure that the sensors are installed in the appropriate places in the system where the respective types of energy occur.

An den in 2 eingezeichneten Stellen wird die Nutzenergie mittels des Wärmemengenzählers WMZ1, die Endenergie durch den Brennstoffzähler BZ1 und das für die Warmwasserbereitung benötigte Wasser durch den Zähler WWZ erfasst. Mit den Annahmen

  • • Kaltwassertemperatur TKW = 10°C
  • • Warmwassertemperatur TWW = 45°C
lässt sich die für das Warmwasser benötigte Wärmeenergie aus Qtw = V·ρ·cpw·(TWW – TKW) F 7-1mit
V
gemessene Wassermenge in Liter
ρ
Dichte des Wassers 1,0 kg/l
cpw
spezifische Wärmekapazität des Wassers 1,06 kWh/kgK
berechnen.To the in 2 Plotted points is the useful energy by means of the heat meter WMZ1, the final energy detected by the fuel meter BZ1 and the water required for hot water through the counter WWZ. With the assumptions
  • • Chilled water temperature T KW = 10 ° C
  • • Hot water temperature T WW = 45 ° C
lets out the heat energy required for the hot water Qtw = V · ρ · c pw * (T WW - T KW ) F 7-1 With
V
measured amount of water in liters
ρ
Density of water 1.0 kg / l
c pw
specific heat capacity of water 1.06 kWh / kgK
to calculate.

Die Verluste spiegeln die unterschiedlichsten Gebäudesituationen wider. Auch wenn der Neubau absolut mit den Energieverbäuchen und -verlusten besser als der Bestand abschneidet, können prozentual die Verluste bei ungünstiger Anlagenauslegung erheblich sein. 0% Verlust bedeutet, dass die Anlagenkomponenten gar nicht vorhanden sind. Der Erzeuger kann theoretisch sogar einen Wirkungsgrad von über 100% haben, quasi noch Energie dazu liefern. In der Praxis funktioniert diese Energiegewinnung nur durch Ausnutzung der Brennwerttechnik, wobei der Energiegehalt nicht auf den Brennwert, sondern auf den niedrigeren Heizwert bezogen wird. Die für Berechnungen anzusetzenden durchschnittlichen Verlustwerte sind für Neubau in der [ DIN V 4701-10 ] genannt, für Bestandsgebäude findet man entsprechende Werte in [ DIN V 4701-12 ] und in [dena, Arbeitshilfe].The losses reflect the different building situations. Even if the new building is absolutely better than the existing one with the energy consumption and losses, the losses in the case of unfavorable system design can be significant as a percentage. 0% loss means that the system components are not available at all. The producer can theoretically even have an efficiency of over 100%, quasi supplying energy to it. In practice, this energy production works only by utilizing condensing technology, the energy content is not based on the calorific value, but on the lower calorific value. The average loss values to be used for calculations are for new construction in the [ DIN V 4701-10 ], for existing buildings one finds corresponding values in [ DIN V 4701-12 ] and in [dena, workbook].

Mit den gemessenen Werten für Endenergie und Nutzenergie für Heizung und der nach Formel F 7-1 bestimmten Nutzenergie für Warmwasser lässt sich der Nutzungsgrad der Heizung inklusive Warmwasser nach folgender Formel ermitteln.

Figure 00480001

ηHZ
Nutzungsgrad Heizanlage [-]
Qh
Nutzwärme Heizung, gemessen mit WMZ1 [kWh]
Qww
Nutzwärme Warmwasser aus WZ1 berechnet [kWh]
QWE
Endenergie Wärme, [kWh], Brennstoff gemessen mit BZ1 und berechnet: Brennstoffmenge·spezifischer Heizwert = Endenergie
With the measured values for final energy and useful energy for heating and the useful energy for hot water determined according to formula F 7-1, the degree of utilization of the heating including hot water can be determined using the following formula.
Figure 00480001
η HZ
Utilization of heating system [-]
Q h
Useful heat heating, measured with WMZ1 [kWh]
Q ww
Useful heat DHW calculated from WZ1 [kWh]
Q WE
Final energy Heat, [kWh], fuel measured with BZ1 and calculated: amount of fuel · specific calorific value = final energy

Gegenüber dem Normnutzungsgrad, den die Hersteller für ihre Heizkessel angeben, hat diese Berechnung des Nutzungsgrades den Vorteil, dass hier auch die Verluste des evtl vorhandenen Speichers, Verteilverluste und die Verluste für die Warmwasserverteilung und gegebenenfalls die Zirkulation einfließen.Across from the standard efficiency that manufacturers use for their boilers indicate, this calculation of the degree of utilization has the advantage that here also the losses of the possibly existing memory, distribution losses and the losses for the distribution of hot water and, if necessary to enter the circulation.

Als Referenzwerte können die Anlagenaufwandszahlen (Kehrwert des Nutzungsgrades) von 71 Gebäuden unterschiedlicher Größe und Anlagenausstattung aus [ DIN V 4701-10 ] herangezogen werden. Diese Aufwandszahlen stellen jährliche mittlere Aufwandszahlen dar.The benchmark figures (inverse of the degree of utilization) of 71 buildings of different sizes and equipment can be used as reference values from [ DIN V 4701-10 ] are used. These effort figures represent annual average expenditure figures.

Der Quotient aus Nutz- und Endenergie könnte theoretisch permanent gebildet werden, was aber keinen Sinn ergibt, weil hier kein stationärer Zustand vorliegt. Wenn die Messwerte aber über zwei Tage gemittelt werden, zum Beispiel über einen gleitenden Durchschnitt, dann lässt sich ein quasi aktueller Nutzungsgrad ermitteln und mit dem jährlichen vergleichen.Of the The quotient of useful and final energy could theoretically be permanent be formed, but this does not make sense, because there is no stationary Condition exists. If the readings but over two days be averaged over, for example, a moving average, then a quasi-current degree of utilization can be determined and compare with the annual.

Thermische Solaranlage (2, 2.1)Thermal solar system ( 2 , 2.1)

Mittels einer thermischen Solaranlage wird die Sonnenstrahlung „eingefangen”, das heißt von Strahlungsenergie in Wärmeenergie umgewandelt und auf ein Wärmeträgermedium übertragen, das die Energie in das Gebäude transportiert. Solaranlagen dienen der Warmwasserbereitung und zur Heizungsunterstützung. Unter anderem aus Frostschutzgründen wird als Wärmeträgermedium kein Wasser, sondern ein Wasser-Glykol-Gemisch verwendet. Um die Wärme im Brauchwasser und Heizkreislauf nutzbar zu machen, muss sie auf diese Medien übertragen werden. Da das solare Energieangebot zeitlich nicht immer mit dem Bedarf zusammenfällt ist ein Speicher im System zu integrieren.By means of a thermal solar system, the solar radiation is "captured", that is converted from radiation energy into heat energy and transferred to a heat transfer medium, which transports the energy into the building. Solar systems are used for hot water preparation and for heating support. Among other things, for frost protection reasons, no water, but a water-glycol mixture is used as the heat transfer medium. In order to harness the heat in the process water and heating circuit, it has to open these media are transmitted. Since the solar energy supply does not always coincide with the demand in time, a storage system must be integrated in the system.

Die 2 zeigt schematisch die notwendigen Anlagenkomponenten sowie die Messeinrichtungen zur Ermittlung der Anlageneffizienz.The 2 schematically shows the necessary system components and the measuring equipment for determining the efficiency of the system.

Die am Ort des Gebäudes verfügbare Solarstrahlung wird vom Strahlungssensor (2, Solare Einstrahlung) auf dem Dach erfasst. Der Sensor sollte mit seiner aktiven Sensorfläche dieselbe Ausrichtung besitzen wie der Sonnenkollektor. Bei möglicher Verschattung ist der Sensor so zu platzieren, dass die Verschattung des Sensors ähnlich der Verschattung des Kollektors ist.The solar radiation available at the location of the building is emitted by the radiation sensor ( 2 , Solar radiation) on the roof. The sensor should have the same orientation with its active sensor surface as the solar collector. In case of possible shading, the sensor should be positioned so that the shading of the sensor is similar to the shading of the collector.

Der Kollektor wandelt natürlich nicht die gesamte auftreffende Strahlung zu 100% in Wärmeenergie umwandeln. Die Absorberflächen, die sich beim Auftreffen der Strahlung erwärmen und Betriebstemperaturen von über 100°C erreichen, müssen gegen Auskühlung geschützt werden. Dazu ist der Kollektor auf der Sonnenseite mit einer transparenten Glasscheibe abgedeckt, der Rahmen und Boden des Kollektors wird mit Dämmstoff ausgekleidet. In 2 ist der Aufbau eines Flachkollektors zu sehen.Of course, the collector does not convert all of the incident radiation into 100% heat energy. The absorber surfaces, which heat up when the radiation hits and reach operating temperatures of over 100 ° C, must be protected against cooling down. For this purpose, the collector is covered on the sunny side with a transparent glass, the frame and bottom of the collector is lined with insulating material. In 2 you can see the structure of a flat collector.

Die auftreffende Sonnenstrahlung wird teilweise an der Glasscheibe reflektiert. Der Anteil der durch die Scheibe gelangt wird durch den Transmissionsfaktor τ des Glases beschrieben. Die verbleibende Strahlung wird nur zum Teil von den Absorberblechen absorbiert. Der Anteil ist durch die Absorptionsrate α der Beschichtung des Kollektorbleches bestimmt. Schließlich entstehen Wärmeverluste, wenn der Kollektor wärmer als die Umgebung wird. Die beschreibende Größe ist der sogenannte thermische Verlustfaktor des Kollektors, der flächenspezifische Verlustfaktor wird oftmals als k-Wert des Kollektors bezeichnet wird.The incident solar radiation is partially reflected on the glass. The proportion of passing through the disk is determined by the transmission factor τ of the Described glass. The remaining radiation is only partial absorbed by the absorber sheets. The proportion is due to the absorption rate α of Coating of the collector plate determined. After all Heat losses occur when the collector is warmer as the environment becomes. The descriptive size is the so-called thermal dissipation factor of the collector, the area-specific loss factor is often called k-value of the collector is called.

Der thermische Verlustfaktor setzt sich nicht nur aus Konvektions- und Transmissionsanteilen zusammen, sondern auch aus Verlusten durch Abstrahlung, die mit zunehmender Temperaturdifferenz überproportional ansteigen. Bei der Darstellung des temperaturdifferenzabhängigen Kollektorwirkungsgrads, werden deshalb die Abstrahlungsverluste durch einen quadratischen Term berücksichtigt.Of the Thermal loss factor is not only made up of convection and Transmission shares together, but also from losses through Radiation, which disproportionately with increasing temperature difference increase. In the representation of the temperature difference-dependent Collector efficiency, therefore, the radiation losses considered by a quadratic term.

Der Wirkungsgrad eines Kollektors ergibt sich aus dem Verhältnis von abgeführter Nutzleistung q .N, und der Gesamtstrahlung G .d auf den Kollektor. Der Kollektorwirkungsgrad lässt sich angenähert durch folgenden Term darstellen:

Figure 00500001

η
Wirkungsgrad des Kollektors [-]
η0
Konversionsfaktor [-] (= τ·α)
k1
Kollektorkennzahl 1 [W/m2K]
k2
Kollektorkennzahl 2 [W/m2K2]
q .N
spezifische Nutzleistung [W/m2]
G .d
Gesamteinstrahlung [W/m2]
TKol
Kollektortemperatur [°C]
TU
Umgebungstemperatur [°C]
The efficiency of a collector results from the ratio of dissipated net power q. N , and the total radiation G. d on the collector. The collector efficiency can be approximated by the following term:
Figure 00500001
η
Efficiency of the collector [-]
η 0
Conversion factor [-] (= τ · α)
k 1
Collector code 1 [W / m 2 K]
k 2
Collector code 2 [W / m 2 K 2 ]
q. N
specific net power [W / m 2 ]
G. d
Total irradiation [W / m 2 ]
T Col
Collector temperature [° C]
T U
Ambient temperature [° C]

Der Kollektorwirkungsgrad hängt also von der Betriebstemperatur und von der Einstrahlungsleistung ab. Die Kollektortemperatur ist in der Praxis nicht über den gesamten Kollektor gleich verteilt und außerdem meist nicht bekannt. Daher wird als Referenztemperatur oftmals die Eintrittstemperatur des Wärmeträgermediums am Kollektor genommen und der Wirkungsgrad mit einem Korrekturfaktor, FR ≈ 0,95, beaufschlagt.The collector efficiency thus depends on the operating temperature and on the irradiation power. The collector temperature is not distributed in practice over the entire collector and also usually not known. Therefore, the reference temperature of the heat transfer medium is often taken at the collector and the efficiency with a correction factor, F R ≈ 0.95 applied.

Ziel des Effizienzchecks für thermische Solaranlagen ist es:

  • 1. Überprüfen, ob eine vorhandene Solaranlage den Ertrag erbringt, den sie aufgrund der gemessenen Einstrahlung und der vorhandenen hydraulischen Verschaltung erbringen müsste.
  • 2. Ermitteln, welche Deckungsrate die Solaranlage unter optimalen hydraulischen und regelungstechnischen Randbedingungen erbringen könnte.
  • 3. (Falls noch keine Solaranlage vorhanden ist) Welche Energieersparnis eine 10 m2 große Solaranlage erbringen könnte.
The aim of the efficiency check for solar thermal systems is:
  • 1. Check whether an existing solar system provides the yield that it would have to provide based on the measured irradiation and the existing hydraulic interconnection.
  • 2. Determine what coverage rate the solar system could provide under optimal hydraulic and control conditions.
  • 3. (If there is no solar system yet) What energy savings could a 10 m 2 solar system provide.

Für diese Checks ist ein Strahlungssensor zur Erfassung der Einstrahlung notwendig. Ferner werden die tatsächlichen Erträge der Solaranlage durch den Wärmemengenzähler WMZ2 (2) erfasst.These checks require a radiation sensor to detect the radiation. Furthermore, the actual yields of the solar system are determined by the heat meter WMZ2 ( 2 ) detected.

Die möglichen Solarerträge ergeben sich aus der gemessenen Einstrahlung unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades. Wie oben beschrieben, ist der Wirkungsgrad von der Temperaturdifferenz zwischen der Eintrittstemperatur am Kollektor und der Umgebungstemperatur abhängig. Als Umgebungstemperatur wird die Außentemperatur angenommen, die Eintrittstemperatur wird durch die Vorlauftemperatur der Solaranlage, gemessen am WMZ2 (2), angenähert. Davon ausgehend, dass die Solarleitungen gut isoliert sind, ist die Eintrittstemperatur nur geringfügig niedriger als die Vorlauftemperatur.The possible solar yields result from the measured irradiation taking into account the efficiency. As described above, the efficiency depends on the temperature difference between the inlet temperature at the collector and the ambient temperature. The outside temperature is assumed as the ambient temperature, the inlet temperature is determined by the flow temperature of the solar system, measured at the WMZ2 ( 2 ), approximated. Assuming that the solar cables are well insulated, the inlet temperature is only slightly lower than the flow temperature.

Abschätzung des Temperaturabfalls auf der Solarleitung:Estimation of the temperature drop on the solar line:

  • 20 m Solarleitung, Leitungsverlust 0,2 W/mK ( EnEV-Standard , DIN V 4701-10 ),20 m solar line, line loss 0.2 W / mK ( EnEV standard . DIN V 4701-10 )
  • Temperaturdifferenz Wärmeträgermedium 50°C und Umgebung (Raum) 20°C; ΔT = 30 K => 20 m·0,2 W/mK·30 K = 120 W VerlustleistungTemperature difference heat transfer medium 50 ° C and environment (room) 20 ° C; ΔT = 30K => 20 m · 0.2 W / mK · 30 K = 120 W power loss
  • 10 m2 Kollektor, Mediumstrom 40 l/m2h (High Flow), cpMedium = 1 Wh/l => 10 m2·40 l/m2h * 1 Wh/l K = 400 W/K Wärmekapazitätsstrom => 120 W/400 W/K = 0,3 K Temperaturabfall10 m 2 collector, medium flow 40 l / m 2 h (high flow), c pMedium = 1 Wh / l => 10 m 2 · 40 l / m 2 h * 1 Wh / l K = 400 W / K Heat capacity flow => 120 W / 400 W / K = 0.3 K temperature drop

Ein Teil des Energieverlustes wird durch die geringere Eintrittstemperatur, die damit niedrigere Kollektortemperatur und dem dadurch besseren Wirkungsgrad des Kollektors wieder kompensiert.One Part of the energy loss is due to the lower inlet temperature, the resulting lower collector temperature and thereby better Efficiency of the collector compensated again.

Berechnung zu Check 1:Calculation for Check 1:

Tatsächlicher Ertrag (Leistung):Actual yield (benefit):

  • Q .N gemessen mit WMZ2Q. N measured with WMZ2

Solarer Soll-Ertrag:Solar target yield:

  • Q .Sol = η·G .d·AKol Q. Sol = η · G. d · A Col.

  • Q .Sol Q. Sol
    Solarer Soll-Ertrag [kWh]Solar target yield [KWh]
    ηη
    Wirkungsgrad aus Diagram, [-] Eintrittstemperatur gleich VorlauftemperaturEfficiency from diagram, [-] Inlet temperature equal to flow temperature
    G .d G. d
    Einstrahlung gemessen mit StrS [W/m2]Irradiation measured with StrS [W / m 2 ]
    AKol A col
    Kollektorfläche Anlagenparameter [m2]Collector surface system parameters [m 2 ]

Die Abweichung des tatsächlichen Ertrags vom Soll-Ertrag wird dem Nutzer angezeigt.The Deviation of the actual yield from the target yield becomes displayed to the user.

Berechnung zu Check 2:Calculation to Check 2:

Um die maximal möglichen Erträge zu ermitteln, wird als Eintrittstemperatur die Rücklauftemperatur des Heizkreises angenommen, die im Idealfall dem Kollektor zur Verfügung steht. Wird in demselben Puffer auch das Warmwasser erwärmt, so kühlt das nachströmende Kaltwasser den Heizungsrücklauf zusätzlich ab. Somit ist die Kollektoreintrittstemperatur noch niedriger und die Solarerträge damit höher.Around the maximum possible returns will be determined as inlet temperature, the return temperature of the heating circuit Ideally, the collector is available stands. If warm water is also heated in the same buffer, so the inflowing cold water cools the heating return in addition. Thus, the collector inlet temperature even lower and the solar yields higher.

Möglicher Solarertrag:Possible solar yield:

  • Q .Sol = η·G .d·AKol Q. Sol = η · G. d · A Col.

  • Q .Sol Q. Sol
    Solarer Soll-ErtragSolar target yield
    ηη
    Wirkungsgrad aus Diagram [-] Eintrittstemperatur gleich der Rücklauftemperatur HeizkreisEfficiency from diagram [-] Inlet temperature equal to the return temperature heating circuit
    G .d G. d
    Einstrahlung gemessen mit StrS [W/m2]Irradiation measured with StrS [W / m 2 ]
    AKol A col
    Kollektorfläche Anlagenparameter [m2]Collector surface system parameters [m 2 ]

Die möglichen Erträge werden dem Nutzer angezeigt.The possible returns are displayed to the user.

SpeicherStorage

Der Nutzer hat bei der Parametereingabe „Puffer” die Möglichkeit, die Anzahl der Temperatursensoren auszuwählen. In der Praxis haben sich drei Fühler bewährt. Diese sollten bei 25%, 50%, und 75% der Höhe des Puffers angebracht werden. Der interessierte Nutzer sieht einerseits den aktuellen „Ladezustand” und kann Lade- und Entladevorgänge beobachten. So bekommt er ein Gefühl, wie schnell und durch welche Vorgänge sich der Ladezustand verändert. Der Nutzer kann so mit der gespeichert Wärmeenergie haushalten. Auch für intelligente Regelungen sind zur Beladung des Puffers die Temperaturen in unterschiedlichen Zonen von Interesse. Einfache Regelungen bieten meist nicht die Möglichkeit mehrere Fühler anzuschließen.When entering the parameter "buffer", the user has the option of the number of temperature sensors select. In practice, three sensors have proven themselves. These should be installed at 25%, 50%, and 75% of the height of the buffer. On the one hand, the interested user sees the current "state of charge" and can observe charging and discharging processes. So he gets a sense of how fast and by what processes the state of charge changes. The user can thus household with the stored thermal energy. For intelligent control systems, too, the temperatures in different zones are of interest for loading the buffer. Simple regulations usually do not offer the possibility to connect several sensors.

Mit den Informationen über die Temperaturverläufe im Speicher/Puffer werden folgende Effizienzchecks durchgeführt:

  • 1. Wieviel Energie verliert der Puffer, ohne Entnahme von Nutzenergie?
  • 2. Kann der Puffer in der umgebenden Anlagen- und Steuerungstechnik seine Aufgabe als Energiespeicher für Solaranlage und andere Wärmeerzeuger erfüllen?
  • 3. Funktioniert in Kombi- und Schichtspeicher die Temperaturschichtung und befindet sich die kälteste Stelle des Puffers beim Solarwärmeübertrager.
The following efficiency checks are carried out with the information on the temperature profiles in the memory / buffer:
  • 1. How much energy does the buffer lose without removing useful energy?
  • 2. Can the buffer in the surrounding plant and control technology fulfill its role as energy storage for solar system and other heat generators?
  • 3. Works in combination and layer memory, the temperature stratification and is the coldest point of the buffer at the solar heat exchanger.

Auswertungen zu Check 1, Temperaturverlust:Evaluations for Check 1, Temperature loss:

Der Wärmeverlust eines Speichers, ohne dass Nutzwärme entnommen wird, hat mehrere Ursachen. Zum einen entstehen sogenannte Bereitschaftsverluste, die durch eine gute Wärmedämmung des Speichers minimiert werden können.Of the Heat loss of a store, without any useful heat is taken, has several causes. On the one hand, so-called Standby losses caused by good thermal insulation of the memory can be minimized.

Der Wert für die Bereitschaftsverluste hängt von der Speicher- und Umgebungstemperatur ab. In den Datenblättern der Speicher ist der Wert meist für eine Temperaturdifferenz von 40 K – 45 K und pro Tag in kWh/d angegeben. Typische Werte für 300 l–1000 l Speicher sind 1,5 kWh/d–5 kWh/d. Dies bedeutet einen Temperaturverlust von 4 K–6 K pro Tag, aufgrund von Bereitschaftsverlusten.Of the Value for the standby losses depends on the Storage and ambient temperature. In the data sheets the memory is the value mostly for a temperature difference from 40K to 45K and per day in kWh / d. typical Values for 300 l-1000 l storage are 1.5 kWh / d-5 kWh / d. This means a temperature loss of 4 K-6 K per day, due to standby losses.

Für den Pufferspeicher VPS S 1000 der Firma Vaillant mit 1000 l Bereitschaftsvolumen ist bei einer Puffertemperatur von 65°C und einer Umgebungstemperatur von 20°C, ein Bereitschaftsverlust von 4,6 kWh/d angegeben. Dies entspricht einer Abkühlung von 4 K innerhalb von 24 Stunden.For the buffer tank VPS S 1000 of the company Vaillant with 1000 l ready volume is at a buffer temperature of 65 ° C and an ambient temperature of 20 ° C, a standby loss of 4.6 kWh / d indicated. This corresponds to a cooling of 4 K within 24 Hours.

Oftmals kühlen Puffer über Nacht, in weniger als 12 Stunden, über 10 K ab. Dies kann folgende Ursachen haben.often cool buffers overnight, in less than 12 hours 10K off. This can have the following causes.

Der Puffer inklusive der hydraulischen Anschlüsse, sollte mit gutem Dämmmaterial lückenlos gedämmt sein um die Bereitschaftsverluste zu minimieren. Sonst können sich durch Auskühlung der hydraulischen Anschlüsse kleine lokale Zirkulationskreisläufe in den Rohrleitungen bilden, wodurch warmes Wasser aus dem Puffer in die Leitung strömt, dort abkühlt und zurück in den Puffer fließt.Of the Buffer including the hydraulic connections, should be with good insulating material completely insulated be to minimize standby losses. Otherwise you can by cooling the hydraulic connections small local circulation circuits in the pipelines form, whereby warm water flows from the buffer into the line, there cools and flows back into the buffer.

Ein weiterer Grund für Wärmeverluste des Puffers über Nacht, ist ein Kreislauf der sich über den Kollektor aufgrund des Schwerkraftprinzips ausbilden kann. Die Solarflüssigkeit kühlt im Kollektor ab und kann durch die ausgeschaltete Solarpumpe in den Puffer absinken. Gleichzeitig steigt über den Solarwärmeübertrager erwärmte Solarflüssigkeit in den Kollektor auf. Dieser Kreislauf muss durch eine Schwerkraftbremse verhindert werden. Diese ist oft gar nicht oder an der falschen Stelle montiert.One further reason for heat losses of the buffer over Night, a cycle is due to the collector of the principle of gravity can train. The solar fluid cools in the collector and can be switched off by the Solar pump sink into the buffer. At the same time rises over the solar heat exchanger heated solar fluid in the collector. This cycle must be controlled by a gravity brake be prevented. This is often not at all or wrong Place mounted.

Ob Temperaturabsenkungen im Puffer auf Nutzwärmeentnahmen oder auf die oben beschriebenen Wärmeverluste zurückzuführen sind, lässt sich an Hand der Wärmemengenmessung an der Heizanlage und des Warmwasserbedarfs ermitteln. Ob der Puffer während der Temperaturmessung nachgeheizt wurde, ist über die Wärmemengenmessung des Solarkreises und der Brennstoffzufuhr ersichtlich.If Temperature drops in the buffer on useful heat withdrawals or due to the heat losses described above are, can be determined by the heat quantity measurement at the heating system and the hot water demand. Whether the buffer while the temperature measurement was reheated is over the heat quantity measurement of the solar circuit and the fuel supply seen.

Aus diesen gemessenen Daten könnte der Wärmeverlust des Speichers in errechnet werden. Dies setzt aber voraus, dass alle genannten Sensoren installiert sind. Relativ einfach ist der Wärmeverlust des Speichers über Nacht und außerhalb der Heizperiode (Außentemperatur > 20°C) zu ermitteln.Out this measured data could be the heat loss of the memory to be calculated in. This assumes, however, that all mentioned sensors are installed. Relatively simple is the Heat loss of the store overnight and outside the heating season (outside temperature> 20 ° C).

Aber auch aus den Temperaturverläufen, welche durch die drei Temperaturfühler in unterschiedlichen Höhen des Puffers gemessen werden, lässt sich der mittlere Temperaturverlust ermitteln. Der Verlauf der Temperatur durch Wärmeverlust lässt sich angenähert durch folgende Exponentialfunktion darstellen: TV = (TP – TU)·e–at + TU F 7-4

TV
Temperatur im Vorlauf [°C]
TP
Puffertemperatur [°C]
TU
Umgebungstemperatur [°C]
a
Abklingfaktor [l/h]
t
Zeitverlauf [h]
But also from the temperature curves, which are measured by the three temperature sensors in different heights of the buffer, the average temperature loss can be determined. The course of the temperature due to heat loss can be approximated by the following exponential function: T V = (T P - T U ) · E -at + T U F 7-4
T V
Temperature in the flow [° C]
T P
Buffer temperature [° C]
T U
Ambient temperature [° C]
a
Decay factor [l / h]
t
Time course [h]

Der Temperaturverlauf im Puffer müsste also ohne Nachheizung und Wärmeentnahme streng monoton fallend sein, mit abnehmenden Temperaturunterschieden bei zeitlich gleichen Messabständen. Wird bei ¼-Stunden-Messungen, zum Beispiel zwischen 24:00 Uhr und 6:00 Uhr, also dann wenn die wenigsten Verbräuche und Nachheizungen zu erwarten sind, dieses Temperaturverhalten festgestellt, ist dies mit großer Wahrscheinlichkeit auf Bereitschaftswärmeverluste zurück zu führen. Aufgrund der möglichen unterschiedlichen Beladungszustände und der oben diskutierten Wärmeverlustgründe, müssen die Abkühlvorgänge in den unterschiedlichen Höhen nicht identisch ablaufen. Der Wärmeverlust kann aber aus den drei Fühlerwerten gemittelt werden. Tendenziell wird der obere Fühler die geringsten Verluste feststellen, da diese Zone am ungestörtesten von Be- und Entladevorgängen ist und an den Pufferwänden abgekühltes Wasser nach unten sinkt. Die größten Veränderungen werden sich im unteren Bereich des Puffers einstellen, da das abgekühlte Wasser an den Wänden nach unten strömt.Of the Temperature history in the buffer would have to be without reheating and heat extraction should be strictly monotonically decreasing, with decreasing Temperature differences at the same time intervals. Used in ¼-hour measurements, for example between 24:00 Clock and 6:00 clock, so then when the least consumption and reheating are expected, this temperature behavior is detected, this is most likely due to standby heat losses to lead back. Because of the possible different loading conditions and those discussed above Heat loss reasons, must be the cooling processes do not run identically in the different heights. The heat loss can, however, from the three sensor values be averaged. The upper sensor tends to become the Find the lowest losses, as this zone most undisturbed loading and unloading operations and on the buffer walls cooled water sinks down. The biggest Changes will be in the lower part of the buffer Adjust, as the cooled water on the walls flows down.

Dem Nutzer werden die Informationen bereitgestellt, um wie viel Grad der Puffer bei 65°C Betriebstemperatur in 24 Stunden abkühlt und welcher Energiemenge dies entspricht. Höchstwerte werden zum Vergleich angegeben.the Users are provided the information by how many degrees the buffer cools at 65 ° C operating temperature in 24 hours and what amount of energy this corresponds to. Maximum values will be indicated for comparison.

Auswertungen zu Check 2:Evaluations for Check 2:

Die Solaranlage kann bei Sonnenschein nur Erträge liefern, wenn der bereitgestellte Puffer diese aufnehmen kann. In den Sommermonaten, in denen keine Heizenergie benötigt wird, das Strahlungsangebot aber am größten ist, wird es aufgrund eines voll beladenen Puffers (d. h. maximale Puffer-Betriebstemperatur erreicht) vorkommen, dass keine Erträge eingespeichert werden können. Bei Heizungs- und Solaranlagen kommt es aber auch vor, dass Solarerträge, wegen zuvor durch die Heizkessel erwärmte Puffer (man sagt: geladener Puffer), nicht eingespeist werden können, obwohl zur selben Zeit Wärme für die Heizung benötigt wird. Ursache sind nicht optimal eingestellte Regelungen, die das Aufladen des Puffers erlauben, obwohl Solarenergie zur Verfügung steht, bzw. den Puffer kurz vor Sonnenaufgang aufladen.The Solar system can only deliver in sunshine, if the provided buffer can accommodate them. In the summer months, in which no heating energy is needed, the radiation supply but the biggest, it is due to a full loaded buffer (i.e., maximum buffer operating temperature reached) occur that no income can be stored. In heating and solar systems, it also happens that solar yields, because of previously heated by the boiler buffer (it is said: charged Buffer), can not be fed, although to the same Time heat is needed for the heating. Cause are not optimally set regulations that charging allow the buffer, although solar energy available or charge the buffer shortly before sunrise.

Der EnergieMonitor summiert die Zeiten, in denen die Solaranlage durch den vorgeheizten Puffer blockiert ist, obwohl Wärmeenergie benötigt wird, und gibt diese dem Nutzer mit einem Hinweis bekannt.Of the EnergieMonitor sums up the times in which the solar system passes through the preheated buffer is blocked, although heat energy is needed, and gives this to the user with a hint known.

Auswertungen zu Check 3:Evaluations for Check 3:

Wie oben beschrieben, ist der Wirkungsgrad des Kollektors umso größer, je niedriger die Eintrittstemperatur des Wärmeträgermediums in den Kollektor ist. Aus diesem Grund sollte sich der Solarwärmeüberträger an der kältesten Stelle im Puffer befinden, in der Regel im unteren Teil des Speichers. Jedoch funktioniert die Beladung und Entnahme der Wärme nicht immer so optimal, dass sich immer im unteren Teil des Puffers die kälteste Stelle befindet. Bei Puffern mit Kaltwasserzufuhr von unten ist der Puffer im unteren Bereich am kältesten, erwärmt sich aber dort auch am schnellsten, wenn sich unten der Solarwärmetausche befindet. Besser wäre es, wenn die Energie des Kollektors in den oberen Schichten eingespeist werden würde.As described above, the efficiency of the collector is greater, the lower the inlet temperature of the heat transfer medium is in the collector. For this reason, the solar heat exchanger should located at the coldest point in the buffer, as a rule in the lower part of the store. However, the loading works and removal of the heat is not always optimal so that always in the lower part of the buffer is the coldest point. For buffers with cold water supply from below, the buffer is in the bottom The coldest area, but also warms up there fastest when the solar heat exchange is down. It would be better if the energy of the collector in the upper layers would be fed.

Mit den vorgeschlagenen drei Temperaturfühlern kann der EnergieMonitor die tatsächliche Temperaturschichtung im Puffer überprüfen und zeigt die aktuellen Werte dem Nutzer an. Bei Durchmischung wird ein Hinweis angezeigt.With The proposed three temperature sensors can be the EnergyMonitor Check the actual temperature stratification in the buffer and displays the current values to the user. When mixing is a hint appears.

Lüftungsanlagen (2, 2.5)Ventilation systems ( 2 , 2.5)

Im Folgenden werden Lüftungsanlagen auf ihre Effizienz hin überprüft. Die Aufgabe einer Lüftungsanlage ist es, einen Mindestluftwechsel sicher zu stellen. Die Luftwechselrate ergibt sich aus der Luftbelastung durch Feuchtigkeit, CO2, Geruch, usw. im Rahmen der Raumnutzung. Als Standardwert wird angenommen, dass eine Luftwechselrate von 0,5 l/h, d. h. das gesamte Luftvolumen wird alle 2 Stunden ausgetauscht ausreichend ist. Je nach Raumnutzung kann dieser Luftaustausch ausreichend oder aber ungenügend sein. Energiesparender und komfortgerechter ist die bedarfsgerechte Lüftung, wobei die Luftbelastung durch Sensoren erfasst wird und bei Überschreitung eines Grenzwertes gelüftet wird. Unerlässlich für eine gut funktionierende Lüftung sind eine gute Planung, um eine bedarfsgerechte Durchströmung der Räume zu garantieren, sowie eine luftdichte Bauweise um unkontrollierbare Luftströmungen zu vermeiden. Ein Blower-Door-Test überprüft die Ausführung des luftdichten Bauens bei Neubau und Sanierung.In the following, ventilation systems are checked for their efficiency. The task of a ventilation system is to ensure a minimum air change. The air exchange rate results from the air pollution by humidity, CO 2 , smell, etc. in the context of the use of space. By default, it is assumed that an air exchange rate of 0.5 l / h, ie the total air volume exchanged every 2 hours, is sufficient. Depending on the use of space, this exchange of air may be sufficient or insufficient. Energy-saving and comfortable is the need-based ventilation, the air pollution is detected by sensors and is released when exceeding a limit value. Essential for a well-functioning ventilation are good planning, to ensure a demand-based flow through the rooms, as well an airtight construction to avoid uncontrollable air currents. A blower-door test checks the execution of airtight construction for new construction and renovation.

Für die kontrollierte Wohnraumlüftung werden unterschiedliche Konzepte und Anlagen angeboten, die es hinsichtlich ihrer Funktion zu unterscheiden und unterschiedlich zu überprüfen gilt. Es gibt folgende Anlagenkonzepte:

  • • Dezentrale Anlagen
  • • Zentrale Anlagen Abluftanlagen Abluft- und Zuluftanlagen Anlagen mit Wärmerückgewinnung Anlagen mit Abwärmenutzung durch Wärmepumpe
For the controlled home ventilation different concepts and systems are offered, which must be differentiated in terms of their function and must be checked differently. There are the following system concepts:
  • • Distributed facilities
  • • Central systems Exhaust air systems Exhaust air and supply air systems Systems with heat recovery Systems with waste heat utilization by heat pump

Dezentrale Anlagen, die Raumweise den Luftaustausch mit der Umgebung sicherstellen, lassen sich messtechnisch im Praxisbetrieb kaum auf Effizienz überprüfen. Die Überwachung beschränkt sich darauf, die Anlagen bei Bedarf einzuschalten und bei ausreichend guter Luftqualität auszuschalten.decentralized Plants that provide room-by-room exchange of air with the environment, can hardly be checked for efficiency in metrological practice. The monitoring is limited to the facilities turn on if necessary and with sufficiently good air quality off.

Zentrale Anlagen dagegen erlauben die Messung der zugeführten Energie an einer Stelle. Zentrale Abluftanlagen sorgen für den notwendigen Luftwechsel in den Räumen, in dem sie an einer Stelle im Gebäude Luft mittels eines Ventilators aus dem Gebäude absaugen und ins Freie blasen. Die Luftzufuhr erfolgt durch Nachströmöffnungen in Fenstern oder Wänden in den einzelnen Räumen, wobei die nachströmende Luft Außentemperatur hat. Statt der Nachströmöffnungen kann mit etwas mehr Aufwand auch ein Rohrleitungssystem für die Zuluft installiert werden. Damit lassen sich auch innenliegende Räume mit Frischluft versorgen. Mit beiden Anlagen kann der notwendige Mindestluftwechsel sichergestellt werden.headquarters Plants on the other hand allow the measurement of the supplied energy at one point. Central exhaust air systems provide for the necessary air changes in the rooms, in which they at a Place air in the building by means of a fan Vacuum building and blow outside. The air supply takes place through inflow openings in windows or walls in the individual rooms, with the inflowing Air outside temperature has. Instead of the Nachströmöffnungen With a little more effort can also be a piping system for the supply air will be installed. This can also be internal Supply rooms with fresh air. With both systems can the necessary minimum air changes are ensured.

Für diese Anlagen lässt sich durch Messung der Energieverbrauch pro ausgetauschtem m3 Luft bestimmen. Referenzwerte zum Vergleich sind wie abgebildet in [ DIN V 4701-10 ] enthalten.For these systems can be determined three air by measuring the energy consumption per m exchanged. Reference values for comparison are as shown in [ DIN V 4701-10 ] contain.

Figure 00580001
Tabelle 7.1 Leistungsaufnahme Lüftungsanlagen mit WRG
Figure 00580001
Table 7.1 Power consumption Ventilation systems with heat recovery

Die benötigte Leistung hängt von der Effizienz der Elektromotoren, von der Auslegung des Rohrleitungsnetzes und vom Wartungszustand der Filter ab. Wie aus der Tabelle 7.1 hervor geht, sind Gleichstrommotoren (DC-Motoren) besonders effizient. Eine sinnvolle Auslegung des Rohrnetzes ist Aufgabe eines Planers, wohingegen die Wartung der Anlage, sowie die regelmäßige Reinigung der Filter, in der Verantwortung des Nutzers/Betreibers liegen. Zum Wartungszustand der Lüftungsanlage, kann der EnergieMonitor über den Vergleich mit Referenzwerten und der zeitlichen Entwicklung der Leistungsaufnahme bei definiertem Volumen strom, Auskunft geben. Für Lüftungsanlagen ohne Wärmerückgewinnung sind die in Tabelle 7.1 genannten Referenzwerte auf ca. 0,25 W/m3/h zu reduzieren.The power required depends on the efficiency of the electric motors, the design of the piping network and the maintenance condition of the filters. As Table 7.1 shows, DC motors (DC motors) are particularly efficient. A meaningful design of the pipe network is the task of a planner, whereas the maintenance of the system and the regular cleaning of the filters are the responsibility of the user / operator. For the maintenance status of the ventilation system, the EnergieMonitor can provide information about the comparison with reference values and the temporal evolution of power consumption at a defined volume flow. For ventilation systems without heat recovery, the reference values given in Table 7.1 must be reduced to approx. 0.25 W / m 3 / h.

Eine messtechnische Herausforderung stellt die Bestimmung der Zu- und Abluftvolumenströme dar. Eine kostengünstige und robuste Möglichkeit wird derzeit nicht angeboten. Manche Hersteller von Lüftern bieten zu Regelungszwecken die Ausgabe der Daten über die aktuelle Leistungsaufnahme und Drehzahl der Lüfter an. Über die Gerätekennlinie kann damit der erzeugte Druck und der Volumenstrom ermittelt werden. Zu entwickeln ist eine Schnittstelle (z. B. M-Bus) mit der diese Daten an den EnergieMonitor übertragen werden können.A metrological challenge is the determination of supply and Exhaust air volume flows. A cost-effective and Robust option is currently not offered. Some Manufacturers of fans provide the output for regulatory purposes the data on the current power consumption and speed the fan on. About the device characteristic Thus, the pressure generated and the volume flow can be determined. To develop is an interface (eg M-Bus) with this Data can be transmitted to the EnergyMonitor.

Unser Musterhaus ist mit einer zentralen Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung ausgestattet. In 2 sind die Lüftungsanlage, sowie die zur Effizienzüberprüfung notwendigen Sensoren dargestellt.Our show house is equipped with a central ventilation system with heat recovery. In 2 the ventilation system as well as the sensors necessary for the efficiency check are shown.

BedarfscheckRequirements check

Der EnergieMonitor ermittelt über den CO2-Sensor (2, 2.6) und den Fühler für die relative Luftfeuchtigkeit (2, 2.7), die aktuelle Luftqualität und zeigt an, ob diesbezüglich jetzt überhaupt gelüftet werden muss. Der oder die Sensoren sollten daher dort platziert werden, wo die größte Raumluftbelastung zu erwarten ist.The EnergieMonitor determines via the CO 2 sensor ( 2 , 2.6) and the relative humidity sensor ( 2 , 2.7), the current air quality and indicates whether it must be aired at all now. The sensor (s) should therefore be placed where the greatest indoor air load is expected.

Effizienzcheckefficiency check

Es wird ermittelt, welche Leistung erforderlich ist, um einen m3 Luft in einer Stunde auszutauschen. Die Elektroeffizienz sollte dabei besser als die Durchschnittswerte der [ DIN V 4701-10 ] sein. Es ist ein Wert von 0,25 W/m3/h anzustreben. Der EnergieMonitor zeigt dem Nutzer den Ist- und Sollwert an.It is determined what power is required to exchange one m 3 of air in one hour. Electricity efficiency should be better than the average values of [ DIN V 4701-10 ] be. A value of 0.25 W / m 3 / h should be aimed for. The EnergyMonitor displays the actual and setpoint values to the user.

LüftungsvariantencheckVentilation Description Checklist

Neben den vielen Gründen mit der Lüftungsanlage den Luftaustausch sicher zu stellen, ist es auch manchmal sinnvoll, die klassische Fensterlüftung anzuwenden. Dies macht aus energetischer Sicht dann Sinn, wenn der Effekt der Wärmerückgewinnung geringer ist, als der Energieverbrauch für die Lüftermotoren.Next the many reasons with the ventilation system It is also sometimes useful to ensure air exchange to use the classic window ventilation. This makes out energetic point of view then sense if the effect of heat recovery less than the energy consumption for the fan motors.

Um die Energieströme einer Lüftungsanlage physikalisch korrekt bilanzieren zu können, müsste man die Enthalpieströme betrachten. Diese sind aber von der Zusammensetzung der Luft, deren Temperatur, Luftdruck, usw. abhängig und für den Betrachtungszweck weder mit vertretbarem Aufwand zu messen noch für die energetische Abschätzung notwendig. Daher wird zur Beurteilung der Effizienz der Wärmerückgewinnung die sogenannte Rückwärmezahl Φ eingeführt. Wegen der Eigenschaft möglichst hohe Zulufttemperaturen zu liefern, werden in Lüftungsanlagen häufig Gegenstromwärmeüberträger eingesetzt. Der Temperaturverlauf im Wärmeüberträger sieht wie in 3 dargestellt aus.In order to be able to balance the energy flows of a ventilation system physically correctly, one would have to consider the enthalpy flows. However, these are dependent on the composition of the air, its temperature, air pressure, etc., and for the purpose of the observation neither with reasonable effort to measure nor necessary for the energy estimation. Therefore, to evaluate the efficiency of heat recovery, the so-called heat recovery coefficient Φ is introduced. Due to the fact that they supply the highest possible supply air temperatures, counterflow heat exchangers are frequently used in ventilation systems. The temperature profile in the heat exchanger looks like in 3 shown off.

Die Rückwärmezahl ist das Verhältnis der tatsächlichen Temperaturerhöhung der Zuluft zur theoretisch maximal erreichbaren Temperaturerhöhung im idealen Wärmeüberträger. Bei der Wohnraumlüftung kann davon ausgegangen werden, dass die Volumenströme von Zu- und Abluft gleich groß sind. Desweiteren wird unterstellt, dass die Zu- und Abluft im Durchschnitt gleiche Wärmekapazitäten besitzen.

Figure 00600001

Φ
Rückwärmezahl [-]
T11
Abluft [°C]
T21
Frischluft [°C]
T22
Zuluft [°C]
The heat recovery rate is the ratio of the actual increase in temperature of the supply air to the theoretically maximum achievable increase in temperature in the ideal heat exchanger. For domestic ventilation it can be assumed that the volume flows of supply and exhaust air are the same. Furthermore, it is assumed that the supply and exhaust air have on average the same heat capacity.
Figure 00600001
Φ
Heat recovery coefficient [-]
T 11
Exhaust air [° C]
T 21
Fresh air [° C]
T 22
Supply air [° C]

Der Referenzwert für die Rückwärmezahl liegt bei 0,9. Gute Lüftungsanlagen haben eine Rückwärmezahl von ca. 0,92, zum Beispiel das Lüftungsgerät thermos 200/300 DC der Firma Paul-Lüftung [ www.paul-lueftung.net ]. Dem Nutzer werden die gemessene Rückwärmezahl und der Referenzwert ausgegeben, falls sich ein Wert von unter 0,8 ergibt.The reference value for the heat recovery number is 0.9. Good ventilation systems have a heat recovery coefficient of approx. 0.92, for example the ventilation unit thermos 200/300 DC from Paul-Ventilation [ www.paul-lueftung.net ]. The user is given the measured heat recovery coefficient and the reference value if the value is less than 0.8.

Der zurück gewonnene Energiestrom lässt sich berechnen nach der Formel: Q .WRG = ρL·V .·cpL·Φ(T11 – T21) = ρL·V .·cpL·(T22 – T21) F 7-6

Q .WRG
zurück gewonnene Wärme [W]
ρL
Dichte der Luft (= 1,2 kg/m3, bei 20°C)
V .
Volumenstrom [m3/h]
cpL
Durchschnittliche Wärmekapazität der Luft (= 0,279 Wh/kgK)
Φ
Rückwärmezahl [-]
T11
Abluft [°C]
T21
Frischluft [°C]
T22
Zuluft [°C]
The recovered energy flow can be calculated according to the formula: Q. WRG = ρ L · V · · c pL · Φ (T 11 - T 21 ) = ρ L · V · · c pL * (T 22 - T 21 ) F 7-6
Q. WRG
recovered heat [W]
ρ L
Density of air (= 1.2 kg / m 3 , at 20 ° C)
V.
Flow rate [m 3 / h]
c pL
Average heat capacity of air (= 0.279 Wh / kgK)
Φ
Heat recovery coefficient [-]
T 11
Exhaust air [° C]
T 21
Fresh air [° C]
T 22
Supply air [° C]

Aus der Formel erkennt man, dass die zurück gewonnene Energie umso geringer wird, je geringer der Temperaturunterschied zwischen Außen- und Raumtemperatur ist. Energetisch ist das Lüften durch manuelle Fensterlüftung sinnvoll, sobald die Außentemperatur über der gewünschten Raumtemperatur liegt. Da aber die Lüfter elektrische Energie benötigen, unabhängig von der Temperatur der Luft die sie transportieren, ist es sinnvoll auch schon bei niedrigeren Außentemperaturen als der Raumtemperatur mittels Fenster zu lüften. Dann, wenn der Energierückgewinn geringer ist als der Energieaufwand für den Betrieb der Lüftung, empfiehlt der EnergieMonitor die Lüftung auszuschalten und per Fensterlüftung zu lüften. Aus primärenergetischer Sicht sollte noch früher auf Fensterlüftung umgestellt werden, da der Strommix mit dem Primärenergiefaktor fp = 3,0 (ab 1.10.2007, fp = 2,7) beaufschlagt wird und die primärenergetische Anlagenaufwandszahl für die konventionelle Nachheizung bei ca. ep = 1,3 liegt.The formula shows that the lower the temperature difference between outdoor and room temperature, the lower the energy recovered. Energetically, ventilation by manual window ventilation makes sense as soon as the outside temperature is above the desired room temperature. But since the fans require electrical energy, regardless of the temperature of the air they transport, it makes sense to ventilate even at lower outside temperatures than the room temperature by means of windows. Then, if the energy recovery is less than the energy required to operate the ventilation, the EnergyMonitor recommends switching off the ventilation and ventilating it by means of window ventilation. From a primary energy perspective, window ventilation should be switched even earlier because the primary energy factor f p = 3.0 (as of 1 October 2007, f p = 2.7) is applied to the electricity mix and the primary energy expenditure for the conventional afterheating is approx p = 1.3.

Der jährliche Rückgewinnungsgrad einer Lüftungsanlage sollte bei 8–10 liegen, das heißt, die jährlich durch die Lüftungsanlage zurück gewonnene Energie in kWh, sollte das 8–10 fache der für die Lüftung aufgewendeten elektrischen Energie sein. Diese Zahl wird ebenfalls durch den EnergieMonitor ermittelt und angezeigt.Of the annual recovery rate of a ventilation system should be at 8-10, that is, annually through the ventilation system recovered energy in kWh, that should be 8-10 times that for ventilation be spent electrical energy. This number will also be determined and displayed by the EnergyMonitor.

Wartungscheckmaintenance check

Selbst bei der besten Anlagentechnik verringert sich der Wirkungsgrad, wenn ein gewisser Grad an Verschmutzung und Abnutzung erreicht ist. Dies ist oft ein schleichender Prozess und wird so mitunter erst bei einem Totalausfall der Anlage bemerkt. Der jahrelange unnötige Mehrverbrauch an Energie bleibt deshalb oft unentdeckt. Aus gutem Grund, fordert die neu überarbeitete EnEV 2007 die Überprüfung der raumlufttechnischen Anlagen alle 10 Jahre.Even the best system technology reduces the efficiency, when a certain degree of pollution and wear is achieved. This is often a creeping process and sometimes becomes so noticed in a total failure of the plant. The years unnecessary More energy consumption therefore often goes undetected. For good Reason, the newly revised EnEV 2007 calls for review of the ventilation systems every 10 years.

Der EnergieMonitor liefert die Überwachung der Lüftungsanlage täglich frei Haus mit gegebenenfalls dem Hinweis, dass sich die Elektroeffizienz verschlechtert hat. Der Wert ergibt sich aus der aufgenommenen Leistung und dem damit erzeugten Volumenstrom. Mit dem bereits im Effizienzcheck ermittelten Wert ηefz kann über dessen Veränderung im Laufe der Zeit, bei vergleichbarer Leistung, eine anstehende Wartung angezeigt werden. ηefz = Panl/V .anl F7-7

ηefz
Elektroeffizienz [W/m3/h]
Panl
Anlagenleistung [W]
V .anl
Volumenstrom ausgetauschte Luft [m3/h]
The EnergyMonitor provides the monitoring of the ventilation system free of charge daily with, if necessary, the indication that the electrical efficiency has deteriorated. The value results from the absorbed power and the volume flow generated with it. With the value η efz already determined in the efficiency check , a pending maintenance can be displayed via its change over time, with comparable performance. η efz = P anl / V. anl F7-7
η efz
Electrical efficiency [W / m 3 / h]
P anl
Plant power [W]
V. anl
Volume flow exchanged air [m 3 / h]

7.2 Soll-Ist-Verbräuche7.2 Target / actual consumption

Der EnergieMonitor bietet die Möglichkeit, berechnete Heizwärmebedarfswerte mit den tatsächlichen Verbrauchswerten für Heizwärme kontinuierlich zu vergleichen und die Ergebnisse in einem Diagramm darzustellen. Die Bedarfswerte sind für jeden Neubau nach EnEV § 13, Energiebedarfsausweis zu ermitteln. Mit dem Energiebedarfsausweis, werden auch die besonderen energetischen Eigenschaften eines Energiesparhauses (Passivhaus, KfW 40/60-Haus) nachgewiesen. Es wird empfohlen, vor jeder umfangreichen Sanierung ebenfalls eine Energiebedarfsberechnung durch zuführen, aus der die prognostizierten Heizwärmebedarfswerte hervor gehen. Jeder Bauherr wird Interesse haben, dass die ihm bei der Planung zugesicherten energetischen Eigenschaften seines Gebäudes auch in der Nutzungsphase eingehalten werden.Of the EnergieMonitor offers the option of calculated heating demand values with the actual consumption values for heating heat continuously compare and see results in a chart display. The demand values are for each new building EnEV § 13, energy requirement identification. With the energy requirement pass, become the special energetic characteristics of a energy-saving house (passive house, KfW 40/60 House). It is recommended before any extensive Remediation also carry out an energy requirement calculation, from the predicted heating demand walk. Every builder will be interested in seeing him at the Planning assured energetic properties of his building be maintained during the use phase.

Die Berechnung des Heizwärmebedarfs erfolgt unter Berücksichtigung der geometrischen Faktoren des Gebäudes und der bauphysikalischen Eigenschaften der Bauteile. Großen Einfluss auf den Energieverbrauch haben aber auch die Nutzung, das Nutzerverhalten und die klimatischen Bedingungen. Damit Gebäude gleicher Größe und Bauart, die in unterschiedlichen Klimazonen stehen und von unterschiedlichen Nutzern bewohnt sind, vergleichbar werden, gelten für die Energiebedarfberechnung nach EnEV für alle Gebäude dieselben Randbedingungen. So ist zum Beispiel bei Wohngebäuden der Warmwasserbedarf auf 12,5 kWh/m2a festgelegt, die Luftwechselrate beträgt je nach Luftdichtigkeit des Gebäudes 0,6 bzw. 0,7 l/h die Raumtemperatur ist mit 19°C anzusetzen. Für das Klima sind Durchschnittswerte eines fiktiven Standorts „Deutschland” nach [ DIN 4801-6 ] anzuwenden. Bei der Eingabe der Soll-Bedarfswerte ist darauf zu achten, dass die Bedarfwerte für die Heizwärme nach den Regeln der EnEV berechnet wurden! Mit Software-Programmen zur Unterstützung der Energieberatung, lassen sich Bedarfswerte auch unter anderen Nutzungs- und Klimabedingungen ermitteln. Dies ist hilfreich um ein konkretes Verbrauchsjahr nachzustellen, für die Verwendung als Soll-Vorgabe sind diese Werte jedoch ungeeignet.The heating demand is calculated taking into account the geometrical factors of the building and the physical properties of the building components. However, usage, user behavior and climatic conditions also have a major impact on energy consumption. To ensure that buildings of the same size and design, which are located in different climatic zones and inhabited by different users, are comparable, the energy requirements according to EnEV are the same for all buildings. For example, domestic hot water requirements are set at 12.5 kWh / m 2 a, and the air exchange rate is 0.6 or 0.7 l / h depending on the air-tightness of the building. The room temperature must be set at 19 ° C. For the climate average values of a fictitious location "Germany" according to [ DIN 4801-6 ] apply. When entering the target demand values, make sure that the demand values for the heating heat have been calculated according to the rules of the EnEV! With software programs to support energy consulting, demand values can also be determined under other usage and climatic conditions. This is useful for recreating a specific year of use, but for use as a target, these values are inappropriate.

Prinzipiell gibt es nach EnEV zwei zulässige Verfahren die Energiebedarfswerte zu berechnen.

  • 1. Das Heizperiodenverfahren
  • 2. Das Monatsbilanzverfahren
In principle there are two permissible methods according to EnEV to calculate the energy demand values.
  • 1. The heating period method
  • 2. The monthly balance sheet procedure

Das Heizperiodenverfahren liefert einen Heizwärmebedarfswert für ein Jahr. Das Monatsbilanzverfahren liefert für jeden Monat einen Heizwärmebedarfswert. In der Parametereingabe des EnergieMonitors ist das entsprechende Verfahren auszuwählen und der Eine, bzw. die 12 Werte einzugeben. Falls nur der Jahresheizwärmebedarf bekannt ist und eingegeben wurde, teilt der EnergieMonitor entsprechend der Gradtagszahlen am Standort Deutschland diesen Wert auf die zwölf Monate auf. Hiermit ist sicher gestellt, dass der Verbrauch monatlich mit dem Soll verglichen werden kann.The Heating period method provides a heating demand value for a year. The monthly balance sheet provides for every month a heating demand. In the parameter input of the EnergyMonitor you have to select the appropriate procedure and enter the one or the 12 values. If only the annual heating demand is known and entered, the EnergyMonitor will inform accordingly the degree day figures at the location Germany this value on the twelve Months up. This ensures that the consumption is monthly can be compared with the target.

Der gemessene Energieverbrauch, der mit den (Soll-)Bedarfswerten verglichen wird, ist natürlich von den aktuellen Klimawerten und dem Nutzerverhalten beeinflusst. Damit ein direkter Vergleich mit den Bedarfswerten, die unter Norm-Randbedingungen berechnet wurden, möglich ist, werden die gemessenen Verbrauchswerte ebenfalls auf das Normklima am Standort Deutschland umgerechnet. Dies bezeichnet man als Klimabereinigung der Verbrauchswerte. Dazu sind im EnergieMonitor die Daten des Klimas am Standort Deutschland hinterlegt. Die tatsächlichen Wetterwerte sind werden mittels Außentemperaturfühler und Strahlungssensor (2) erfasst.The measured energy consumption, which is compared with the (target) demand values, is, of course, influenced by the current climate values and user behavior. So that a direct comparison with the demand values calculated under standard boundary conditions is possible, the measured consumption values are also converted to the standard climate at the location Germany. This is called climate cleaning of consumption values. For this purpose, the data of the climate at the location Germany are stored in the EnergieMonitor. The actual weather values are to be determined by means of outside temperature sensor and radiation sensor ( 2 ) detected.

Das Beispiel aus 4 zeigt, dass der aktuelle Heizwärmeverbrauch geringer ist als der berechnete Bedarf, aber nur, weil in den letzten sechs Monaten das Klima überdurchschnittlich mild war. Klimabereinigt wäre der Verbrauch höher. Da Schwankungen im Klima heraus gerechnet wurden, sind die verbleibenden Soll-Ist-Abweichungen auf das Nutzerverhalten oder auf das Gebäude bzw. die Anlagentechnik zurück zu führen. Dabei wird unterstellt, dass der Planer/Energieberater die energetischen Eigenschaften des Gebäudes gewissenhaft erfasst und den Bedarf richtig berechnet hat. Zur Effizienzüberprüfung bzw. -steigerung der Anlagentechnik und Regelung liefert der EnergieMonitor, wie hier beschrieben, zahlreiche Hilfestellungen. Der Vergleich des EnEV-Standard-Nutzerverhalten mit dem Tatsächlichen, erschließt vielleicht weitere Energieeinsparpotentiale im Verhalten des Nutzers. Schließlich kann eine eingehende Analyse der Energiebedarfsberechnung und der Bauausführung weitere Gründe für Soll-Ist-Abweichungen aufzeigen.The example 4 shows that the current heating consumption is lower than the calculated demand, but only because in the last six months the climate was above average. Climate-adjusted consumption would be higher. Since fluctuations in the climate were calculated out, the remaining target / actual deviations are to be attributed to the user behavior or to the building or the system technology. It is assumed that the planner / energy consultant conscientiously recorded the energetic properties of the building and correctly calculated the demand. To monitor and increase the efficiency of plant technology and control, the EnergieMonitor provides numerous assistance, as described here. The comparison of the EnEV standard user behavior with the actual, perhaps opens up further potential energy savings in the behavior of the user. Finally, an in-depth analysis of energy demand calculation and construction can reveal further reasons for target / actual deviations.

7.3 Zielwerte (Nutzervorgaben)7.3 Target values (user specifications)

Mit dem EnergieMonitor hat der Nutzer die Möglichkeit, sich selbst gesteckte Energiesparziele einzugeben und diese fortlaufend auf Einhaltung zu überprüfen. Der Nutzer bekommt entweder die Bestätigung, dass sein Ziel erreicht oder sogar unterboten wird, oder er wird rechtzeitig auf Abweichungen hingewiesen um Maßnahmen ergreifen zu können wie das Ziel doch noch erreicht werden kann.With The EnergyMonitor gives the user the opportunity to enter self-imposed energy saving targets and these continuously to check for compliance. The user gets either the confirmation that reached his goal or even undercut or he will be timely for deviations pointed out to take action as the goal can still be achieved.

Der Nutzer kann Zielwerte zum Brennstoffverbrauch (5), zum Stromverbrauch (6) und zum Wasserverbrauch vorgeben. Die jeweilige Verbrauchserfassung muss installiert und im EnergieMonitor in den Parametereingaben konfiguriert sein. Die Zielvorgaben beziehen sich auf ein Jahr, die Verbrauchsauswertung erfolgt täglich. Der Nutzer bekommt die Einhaltung der Zielwertvorgabe wie folgt angezeigt.The user can set fuel consumption targets ( 5 ), the power consumption ( 6 ) and to the water consumption. The respective consumption recording must be installed and configured in the parameter settings in the EnergyMonitor. The targets are for one year, the consumption analysis is done daily. The user is shown the compliance with the target value specification as follows.

Der Nutzer hat den gewünschten Brennstoffbedarf für ein durchschnittliches Klimajahr seiner Region einzugegeben. Die Zuordnung zu einer der 15 Klimaregionen nach [ DIN 4108-6 ] in Deutschland erfolgt durch die Eingabe der Postleitzahl bei den Gebäudeparametern. Gemäß der Referenzklimadaten der ausgewählten Region, wird der Brennstoffverbrauch auf die Monate verteilt. Die Aufteilung innerhalb eines Monats erfolgt gleichmäßig auf die Anzahl der Tage. Damit ergibt sich die schwarze, durchgezogene Kurve in 5 Zielwert Brennstoffverbrauch. Die gemessenen Verbrauchswerte, werden für den vergangenen Zeitraum aufsummiert und bis „heute” aufgetragen, gestrichelte Kurve in 5. Mit den erfassten Daten zum tatsächlichen Klima, wird eine Klimabereinigung auf das Referenzklima der Region durchgeführt. Zum Vergleich werden auch diese Daten im Diagramm eingetragen gepunktete Kurve in 5. Für die Prognose wird angenommen, dass ab „heute” bis zum Ende des Zielwertzeitraums durchschnittliches Klima herrscht und die bisherige Abweichung von Zielwert und klimabereinigtem Verbrauch beibehalten wird.The user has to enter the desired fuel requirement for an average climate year of his region. The assignment to one of the 15 climatic regions according to [ DIN 4108-6 ] in Germany is done by entering the postal code in the building parameters. According to the reference climate data of the selected region, the fuel consumption is distributed over the months. The division within one month takes place evenly over the number of days. This results in the black, solid curve in 5 Target fuel consumption. The measured consumption values are summed for the past period and plotted to "today", dashed curve in 5 , With the data collected on the actual climate, a climate cleanup is carried out on the reference climate of the region. For comparison these data are also entered in the diagram dotted curve in 5 , For the forecast, it is assumed that the average climate will be "from today" to the end of the target period and that the previous deviation from target and climate-adjusted consumption will be maintained.

Etwas einfacher gestaltet sich die Berechnung der Zielwertausgabe für die Verbrauchsarten Strom und Wasser. Beispielhaft ist diese am Zielwert Strom erklärt.Something the calculation of the target value output is easier for the consumption types electricity and water. By way of example, this is on Target value of electricity declared.

Der Zielwert für Strom wird ebenfalls für ein Jahr eingegeben. Die Aufteilung des Stromverbrauchs erfolgt linear über das gesamte Jahr. Klimabereinigungen werden nicht vorgenommen. Der Stromverbrauch wird für den vergangenen Zeitraum bis „heute” aufsummiert, gestrichelte Kurve in 6. Der prognostizierte Verbrauch bis zum Ende des Zielwertzeitraums ergibt sich aus dem noch täglich zu erwartendem Stromverbrauch, unter Berücksichtigung der bisherigen durchschnittlichen Abweichung. Gleiches Vorgehen auch beim Wasserverbrauch.The target value for electricity is also entered for one year. The distribution of electricity consumption is linear over the entire year. Climatic adjustments are not made. The power consumption is summed up to "today" for the past period, dashed curve in 6 , The forecasted Ver consumption until the end of the target period results from the still daily expected power consumption, taking into account the previous average deviation. Same procedure also with the water consumption.

Die jeweils aktuellen Abweichungen werden wie in 7 dargestellt und dem Nutzer über das Display angezeigt. Ferner bekommt er die Möglichkeit sich weitere Detailinformationen anzeigen zu lassen um den Ursachen der Abweichung auf den Grund zu gehen, bzw. sein Verbrauchsverhalten entsprechend zu ändern.The current deviations are as in 7 displayed to the user via the display. Furthermore, he gets the opportunity to get more detailed information to get to the causes of the deviation to get to the bottom, or to change its consumption behavior accordingly.

7.4 Energiekennzahlen7.4 Energy Indicators

Auf der Grundlage der EnEV 2007, die zum 01.10.2007 in Kraft tritt, hat ein potentieller Mieter bzw. ein potentieller Käufer einer Immobile das Recht, sich einen Energieausweis vorlegen zu lassen. Mit einer Übergangsfrist bis zum 1. Juli 2009 trifft dies auf Wohn- und auch Nichtwohngebäude zu. In öffentlichen Gebäuden soll ein Aushang mit Kennzahlen über die Energieeffizienz des Gebäudes informieren. In diesem Rahmen, werden die Energiekennzahlen und deren Darstellung einer breiten Öffentlichkeit vertraut gemacht.On the basis of the EnEV 2007, which enters into force on 01.10.2007, has a potential tenant or potential buyer a property the right to submit an energy certificate to let. With a transitional period until July 1, 2009 this to residential and non-residential buildings too. In public Buildings should be a notice board with key figures above inform the energy efficiency of the building. In this Framework, the energy indicators and their representation become one familiarized with the general public.

Die Energiekennzahlen sollen dem Eigentümer bzw. Nutzer oder Kauf- und Miet-Interessent eines Gebäudes eine, mit Referenzwerten vergleichbare Information über dessen energetischen Zustand geben. Zur Ermittlung dieser Kennzahlen gibt es wieder zwei Möglichkeiten:

  • 1. Der bedarfsorientierte Energieausweis
  • 2. Der verbrauchsorientierte Energieausweis
The energy key figures are intended to give the owner or user, or buyer and tenant interested in a building, information comparable to reference values about its energetic state. There are two options for determining these key figures:
  • 1. The demand-oriented energy certificate
  • 2. The consumption-oriented energy certificate

Im bedarfsorientierten Energieausweis werden die Kennzahlen aufgrund der Gebäudedaten unter standardisierten Rahmenbedingungen berechnet. Als Kennzahlen erhält man die „Gesamtenergieeffizienz”, die durch den Primärenergiebedarf pro m2 und Jahr dargestellt wird. Ebenso wird der Endenergiebedarf, also die an das Gebäude angelieferte Energie ausgewiesen.In the demand-oriented energy pass, the key figures are calculated based on the building data under standardized conditions. The key figures obtained are the "total energy efficiency", which is represented by the primary energy requirement per m 2 and year. Likewise, the final energy demand, ie the energy delivered to the building, is shown.

Für den verbrauchsorientierten Energieausweis werden die Kennzahlen aus dem Verbrauch der letzten drei Jahre berechnet. Diese Daten ermittelt der EnergieMonitor automatisch. Um wieder vergleichbare Werte zu erhalten, müssen die Verbrauchszahlen klimabereinigt werden. Der EnergieMonitor liefert diese Zahlen sowohl für den Brennstoffverbrauch, die Hilfsenergie, falls diese separat erfasst wird und die CO2-Emissionen.For the consumption-based energy certificate, the key figures are calculated from the consumption of the last three years. This data is automatically determined by the EnergyMonitor. In order to obtain comparable values again, the consumption figures have to be climate-adjusted. The EnergyMonitor provides these figures for fuel consumption, auxiliary energy, if this is recorded separately, and CO 2 emissions.

Zusätzlich zu den Energiekennwerten nach EnEV, liefert der Energiemonitor ebenfalls die Verbrauchskennzahlen für Strom und Wasser und zeigt zusätzlich die Referenzwerte an.additionally to the energy parameters according to EnEV, the energy monitor also provides the consumption figures for electricity and water and shows additionally the reference values.

7.5 Verbrauchshinweise7.5 Consumption instructions

Neben den eben erwähnten Energiekennzahlen zum Brennstoffverbrauch, zum Strom und zum Wasser, werden die Verbrauchsverläufe bezüglich möglicher Einsparpotentiale bzw. heimlicher Energieverschwender untersucht. Aus der permanenten Aufzeichnung des Strombezuges, ergibt sich z. B. das in 8 gezeigte Leistungsprofil.In addition to the above-mentioned energy figures for fuel consumption, electricity and water, the consumption patterns with regard to potential savings or secret energy wasters are investigated. From the permanent record of the current reference, z. B. in 8th shown performance profile.

Bei diesem Beispiel lässt sich erkennen, dass im abgebildeten Zeitraum die Leistung nie unter 153 W gesunken ist. Auf ein Jahr hochgerechnet ergibt sich ein Verbrauch von 1.340 kWh durch diese Grundlast. Im Falle eines Einfamilienhauses bedeutet dieser permanente Verbrauch ca. 25% bis 30% des Gesamtverbrauchs an elektrischer Energie.at In this example it can be seen that in the pictured Period the performance never dropped below 153W. For a year Extrapolated, this results in a consumption of 1,340 kWh Base load. In the case of a detached house this means permanent Consumption about 25% to 30% of the total consumption of electrical energy.

Diese Grundlast wird, meist vom Nutzer unbemerkt, durch elektrische Geräte im Stand-by Modus verursacht. Unbemerkt deshalb, weil diese Geräte einmalig an das Stromnetz angeschlossen werden und dann vergessen wird, dass es sich dabei um einen Stromverbraucher handelt. Weitere „stille” Grundlastverursacher sind ständig angesteckte Netzgeräte, auch wenn gerade kein Handy, Akku, ect. aufgeladen wird, Klingeltransformatoren, Transformatoren für Niedervoltleuchten, wenn diese auf der Niedervoltseite geschalten werden, Uhren des Elektroherdes, Telefonanlagen, Anrufbeantworter, Faxgeräte, Antennenverstärker, Sat-Receiver, Heizungspumpen die unnötig laufen, usw.. Diese Liste könnte leicht noch eine DIN A4 Seite füllen.These Base load is, mostly unnoticed by the user, by electrical devices caused in stand-by mode. Unnoticed because of these devices once connected to the mains and then forgotten will be that it is a power consumer. Other "silent" base load sources are constantly plugged in power supplies, even if just no cell phone, battery, ect. is charged, bell transformers, Transformers for low-voltage lights when these are on the low-voltage side are switched, clocks of the electric stove, Telephone systems, Answering machines, Fax machines, Antenna amplifiers, Sat receivers, heating pumps that run unnecessarily, etc .. This list could easily fill an A4 page.

Der Nutzer bekommt die Grundlast der letzen 2 Wochen angezeigt. Auf der Seite der Effizienzchecks wird das Verbrauchsprofil ausgegeben. Anhand dessen kann der Nutzer ebenfalls Geräte mit Spitzenlast ermitteln. Mit dem EnergieMonitor hat der Nutzer auch die Möglichkeit jederzeit und ohne zusätzlichen Aufwand den Stromverbrauch einzelner Geräte zu erfassen. Es ist nur das Gerät ein- bzw. auszuschalten und die Änderung der Leistung am EnergieMonitor abzulesen. Die ist insbesondere vorteilhaft bei Geräten, die fest mit dem Stromnetz verbunden sind und keinen Stecker besitzen wie z. B. Elektroherd, Dunstabzug, Heizung, Beleuchtung, usw.The user gets the base load of the last 2 weeks displayed. The consumption profile is displayed on the page of the efficiency checks. Based on this, the user can also determine devices with peak load. With the EnergieMonitor, the user also has the option to record the power consumption of individual devices at any time and without any additional effort. It is only the device on or off and the Än the power output at the EnergieMonitor. This is particularly advantageous for devices that are permanently connected to the mains and have no connector such. As electric stove, fume hood, heating, lighting, etc.

Mit der Erfassung des Wasserverbrauchs lassen sich auch nützliche Vorsorgemaßnahmen treffen um Wasserschäden zu begrenzen und Wasserverschwendung zu vermeiden. Durch die Überprüfung, ob ununterbrochen über lange Zeit Wasser entnommen wird, können wirksam Leckagen identifiziert werden. Ebenso kann die Wassermenge pro Entnahme ein Indiz für Leckagen sein. So kann über den EnergieMonitor ein Hinweis bzw. Signal abgesetzt werden, wenn zum Beispiel über die Dauer von 30 Minuten ununterbrochen Wasser entnommen wurde. Ebenso wird ein Hinweis gegeben, wenn z. B. 300 l Wasser ohne Unterbrechung entnommen werden. Es ist natürlich im Vorfeld zu überlegen, welche und wie viele Nutzer über diesen Wasserzähler versorgt werden. Ebenfalls über das Menü Energiekennzahlen, kann sich der Nutzer sein Verbrauchsprofil für Wasser über die letzten zwei Wochen anzeigen lassen. Ausgegeben werden die Zapfmengen in Litern pro Zapfung. Damit lassen sich immer wiederkehrende Zapfmengen erkennen und auf Einsparpotentiale analysieren (z. B. WC-Spülung).With The collection of water consumption can also be useful Precautionary measures apply to water damage limit and avoid wasting water. By checking, whether water is withdrawn continuously over a long period, effective leaks can be identified. Likewise the amount of water per withdrawal may be an indication of leaks. This way, a message or signal can be displayed via the EnergyMonitor be discontinued if, for example, over the duration of 30 minutes of uninterrupted water was taken. Likewise, a Note given if z. B. 300 l of water taken without interruption become. Of course, it's worth thinking in advance which and how many users have this water meter be supplied. Also via the menu Energy Indicators, the user can change his consumption profile for water show the last two weeks. The taps are issued in liters per tap. This allows recurring tap volumes recognize and analyze for potential savings (eg toilet flushing).

8 Gestaltung Userinterface8 design user interface

Der Gestaltung des Userinterface als Ein- und Ausgabeschnittstelle zwischen dem Nutzer und der Gebäudetechnik fällt unter zwei Aspekten eine wesentliche Bedeutung zu.

  • 1. Mit Bezug auf die Bedürfnisse des Nutzers.
  • 2. Unter ergonomischen Gesichtspunkten.
The design of the user interface as an input and output interface between the user and the building technology is of major importance under two aspects.
  • 1. With respect to the needs of the user.
  • 2. From an ergonomic point of view.

8.1 Berücksichtigung der Bedürfnisse des Nutzers8.1 Consideration of needs of the user

Ziel ist es, dass der EnergieMonitor die Bedürfnisse möglichst vieler potentieller Nutzer befriedigt und so zahlreich und effektiv eingesetzt werden kann. Die menschlichen Bedürfnisse lassen sind nach der Dringlichkeit in Existenzbedürfnisse (z. B. Atmung, Wärme, Trinken Essen, Schlaf), Grundbedürfnisse (z. B. Gesundheit, Umwelt, Ordnung) und Luxusbedürfnisse einteilen. Dem ersten Anschein nach, könnte der EnergieMonitor ein Gerät zur Befriedigung von Luxusbedürfnissen sein. Also hat er chic auszusehen und ein Gerät zu sein, welches man gern ansieht und stolz herzeigt. Da Luxusbedürfnisse individuell sehr verschieden sind, würde der EnergieMonitor nur für eine evtl. kleine Schicht von Menschen in Frage kommen. Existenz- und Grundbedürfnisse sind hingegen für viele Menschen gleich: Nahrung, Trinken, Wärme, Gesundheit, Schutz. So gesehen, ist die Energieeinsparung und die Behaglichkeit also auch ein Existenz- und Grundbedürfnis des Menschen. Viele werden sich dieses Zusammenhangs immer mehr bewusst. Zur Erfüllung dieses Bedürfnisses muss der EnergieMonitor dem Nutzer für sein Objekt die möglichen und erreichten Einsparungen aufzeigen. Durch das Einsparpotential wird vielleicht mancher Aufwand des Nutzers ausgeglichen und dieser sogar zu weiterem energiesparendem Verhalten animiert, wie dies durch die Zielwertvorgabe möglich ist.aim it is that the EnergieMonitor needs as possible many potential users satisfied and so numerous and effective can be used. Let human needs are in urgent need of existence (eg. Breathing, heat, drinking food, sleep), basic needs (eg health, environment, order) and luxury needs organize. At first glance, the EnergyMonitor could a device for the satisfaction of luxury needs be. So he has to look chic and be a device which one likes to look at and show proudly. Because luxury needs individually very different, the EnergyMonitor would only for a possibly small layer of people in question come. Existence and basic needs, however, are for many people alike: food, drink, warmth, health, Protection. In that sense, the energy savings and the comfort So also an existential and basic need of man. Many become more and more aware of this connection. To fulfillment this need, the EnergieMonitor the user for his object the possible and achieved savings show. The savings potential may be a lot of effort balanced and this even more energy efficient Behavior animates as possible through the target value setting is.

8.2 Ergonomische Gestaltungsrichtlinien8.2 Ergonomic design guidelines

Die Ergonomie liefert Hinweise für die gebrauchstaugliche und benutzerfreundliche Gestaltung des Userinterface. Einen Maßstab für die (software-)ergonomische Gestaltung bilden die Normen der Reihe ISO 9241 „Ergonomie der Mensch-System-Interaktion”, die in den Jahren 1996 bis 1999 verabschiedet und anschließend sowohl als europäische als auch als DIN-Normen übernommen worden sind. In Teil 110 „Grundsätze der Dialoggestaltung” werden folgende Qualitätskriterien definiert, aus denen sich für den EnergieMonitor folgende konkrete Gestaltungsrichtlinien ergeben:Ergonomics provides hints for the user-friendly and user-friendly design of the user interface. A benchmark for the (software) ergonomic design are the Standards of the series ISO 9241 "Ergonomics of the human-system interaction", which in the years 1996 to 1999 and subsequently adopted as both European and DIN standards. Part 110 "Principles of Dialog Design" defines the following quality criteria, which result in the following specific design guidelines for the EnergieMonitor:

• Aufgabenangemessenheit• Task appropriateness

Die Funktionalität muss für die Aufgabenerfüllung geeignet und mit wenigen Interaktionen möglich sein. Konkret heißt das, der Nutzer möchte ein bestimmtes Raumklima erreichen, seine Zielwerte überprüfen oder Energieeinsparhinweise einsehen können, ohne zuvor jedes Mal zahlreiche Eingaben und langwierige Aktionen durchführen zu müssen. Nicht angemessen ist es, wenn vor jeder Aktion zuerst ein Computer hochzufahren, die aktuellen Daten zu laden und das Auswerteprogramm zu starten wäre. Außerdem müssen über das Userinterface die oft komplexen Zusammenhänge und Daten auf der Anlagenseite zusammengefasst und vereinfacht, den kognitiven Fähigkeiten des Nutzers entsprechend, dargestellt werden.The Functionality must be for task fulfillment suitable and possible with few interactions. Concrete That means the user wants a specific room climate reach its target values or energy saving notes You can view them without having to enter numerous entries each time and to carry out lengthy actions. It is not appropriate, if before every action first a computer start up, load the current data and the evaluation program to start would be. In addition, about the User interface the often complex relationships and data summarized on the plant page and simplified, the cognitive Capabilities of the user.

• Selbstbeschreibungsfähigkeit• self-descriptiveness

Das Userinterface sollte sich dem Nutzer verständlich präsentieren, dies kann durch Hilfen und Rückmeldungen auf Eingaben erfolgen. Durch die Verwendung von Piktogrammen können manchmal auch nicht geläufige Fachbegriffe in Anzeigen ersetzt werden.The User interface should present itself understandable to the user, this can be done by means of help and feedback on inputs. By the use of pictograms can sometimes also not common technical terms are replaced in ads.

• Steuerbarkeit• controllability

Die Steuerung des Dialogs sollte durch den Benutzer möglich sein, er sollte jederzeit über einen Weg zur Ausgangsposition verfügen. Bei notwendigen Reihenfolgen von Ein- bzw. Ausgaben, sollte der Nutzer über ein Menü geführt werden.The Control of the dialogue should be possible by the user be, he should always have a way to the starting position feature. For necessary sequences of inputs and outputs, the user should be guided through a menu become.

• Erwartungskonformität• expectation conformity

Ausgabeformate und Eingabemöglichkeiten sollten den Erwartungen des Nutzers entsprechen, insbesondere ist auf Konsistenz zwischen gleichartigen Objekten zu achten und an das Benutzermodell anzupassen.output formats and input options should meet the expectations of the user in particular, consistency is between like Pay attention to objects and adapt to the user model.

• Fehlertoleranz• Fault tolerance

Erkannte Fehler verhindern nicht das Benutzerziel, sondern werden dem Nutzer möglichst unmittelbar angezeigt. Der Nutzer sollte beim Auffinden und der Korrektur von Fehlern nach Möglichkeit unterstützt werden.detected Errors do not prevent the user target, but become the user displayed as directly as possible. The user should be at Finding and correcting mistakes whenever possible get supported.

• Individualisierbarkeit• Customizability

Der Nutzer sollte die Gestaltung des Userinterface individuell an seine Bedürfnisse und Ziele anpassen können.Of the Users should customize the design of the user interface to his To adapt to needs and goals.

• Lernförderlichkeit• learning support

Das Interface sollte den Nutzer bei der Navigation wie beim Informationsaustausch anleiten und die Lernzeit minimieren.The Interface should be the user in navigation as in the exchange of information guide and minimize the learning time.

Ergänzt wurden die 7 Grundsätze der Dialoggestaltung durch die Multimedianorm von 2003 DIN EN ISO 14915 Software-Ergonomie für Multimedia-Benutzungsschnittstellen Teil 1: „Gestaltungsgrundsätze und Rahmenbedingungen” um vier weitere Grundprinzipien, die ebenfalls auf den EnergieMonitor anwendbar sind:The 7 principles of dialogue design were supplemented by the multimedia standard of 2003 DIN EN ISO 14915 Software Ergonomics for Multimedia User Interfaces Part 1: "Design Principles and Framework Conditions" with four additional basic principles that are also applicable to the EnergieMonitor:

• Eignung für kommunikatives Ziel• Suitability for communicative aim

Die vom EnergieMonitor vermittelten Informationsarten entsprechen den vom Benutzer erwarteten. Es ist eindeutig, ob es sich z. B. um Zielwerte, gemessene Werte oder berechnete Werte handelt.The The types of information provided by the EnergieMonitor correspond to the expected by the user. It is clear whether it is z. For example, target values, measured values or calculated values.

• Eignung für Wahrnehmung und Verständnis• aptitude for perception and understanding

Die Informationen werden leicht verständlich und korrekt vermittelt. Den tatsächlich gemessenen Werten werden zur besseren Bewertbarkeit durch den Nutzer, Referenzwerte in derselben Einheit zur Verfügung gestellt.The Information is communicated easily and correctly. The actual measured values are for better assessability provided by the user, reference values in the same unit.

• Eignung für Informationsfindung• Suitability for finding information

Informationen können trotz Unkenntnis über Themengebiete leicht interpretiert und eingeordnet werden. Mit Hilfe von Farbgestaltung wird angezeigt ob Werte und Hinweise als gut oder kritisch zu bewerten sind. Wenn möglich werden Tendenzen der Veränderungen angezeigt.information despite being ignorant about subject areas easily interpreted and arranged. With the help of color design is displayed to value values and notes as good or critical are. If possible, tendencies of change displayed.

• Eignung für Nutzerbeteiligung• Suitability for user participation

Das Programm soll zur Benutzung motivieren und die Aufmerksamkeit des Benutzers erregen. Dies wird dadurch erreicht, dass der Nutzer seine eigenen Ziele festlegen und eingeben kann. Zusätzlich werden ihm der Sparerfolg und weitere Einsparpotentiale angezeigt.The Program should motivate to use and attract the attention of Excite user. This is achieved by giving the user his set and enter your own goals. In addition, him the savings success and further saving potentials displayed.

Das Maß für Benutzerfreundlichkeit bzw. Gebrauchstauglichkeit eines Produkts sind Effizienz (wird das Ziel erreicht), Effektivität (mit welchem Aufwand wird das Ziel erreicht) und Zufriedenheit (sind die Bedürfnisse des Nutzers befriedigt). Aus diesen Anforderungen lassen sich weitere Gestaltungsrichtlinien ableiten. Einige sind hier beispielhaft erwähnt.The A measure of usability or usability of a product are efficiency (is the goal achieved), effectiveness (at what cost the goal is achieved) and satisfaction (are satisfies the needs of the user). For these requirements Further design guidelines can be derived. Some are mentioned here by way of example.

• Lesbarkeit• readability

Der Kontrast zwischen Text oder Symbolen und Hintergrund sollte so groß sein, dass bei allen Lichtverhältnissen die Informationen gelesen bzw. erkannt werden können. Hintergründe sollten nicht ablenken, einfarbig sein oder nur dezente Muster haben. Die Anzeige muss bei heller Umgebung gut lesbar sein und die Oberfläche darf nicht spiegeln. Bei dunkler Umgebung darf eine helle Anzeige nicht blenden und muss eventuell abgedunkelt werden. Text sollte statisch sein, Hervorhebungen sind sparsam zu verwenden.Of the Contrast between text or symbols and background should be so big that the information is read in all lighting conditions or can be detected. Backgrounds should do not distract, be monochromatic or have only subtle patterns. The Display must be easy to read in bright surroundings and the surface may not reflect. In dark surroundings, a bright display is allowed do not dazzle and may need to be darkened. Text should be static, emphasis should be used sparingly.

• Gestaltung• Layout

Durch einen klaren Aufbau und einfache Bedienung soll die Seite so zugänglich wie möglich gemacht werden und dem Nutzer möglichst schnell die gewünschten Informationen vermitteln. Hierarchien sind eindeutig darzustellen, Informationen sinnvoll zu gruppieren. Inhalte und Bezüge lassen sich oft durch Piktogramme sprachunabhängig und anschaulich darstellen.By a clear structure and easy operation, the site should be so accessible be made as possible and the user as possible quickly convey the information you want. hierarchies are to represent clearly, to group information meaningfully. Contents and references are often language-independent through pictograms and show graphically.

• Aufmerksamkeit• attention

Die Aufmerksamkeit des Nutzers lässt sich durch intensive Farben und starken Kontrast gewinnen. Scharfe Konturen erleichtern das Erkennen der Symbole und Wörter.The Attention of the user can be through intense colors and gain strong contrast. Sharp contours make it easier Recognition of symbols and words.

• Konventionen• Conventions

Es bestehen bestimmte gestalterische Konventionen die immer wiederkehren und deshalb vom Nutzer vermutet bzw. vorausgesetzt werden. In westlichen Kulturen wird ein Textfluss von links nach rechts erwartet. Objekte haben Bedeutung entsprechend ihrer Größe. Oben auf der Seite steht das Wichtigste.It There are certain design conventions that keep recurring and therefore assumed or assumed by the user. In western Cultures, a text flow is expected from left to right. objects have meaning according to their size. Above on the side is the most important thing.

8.3 Userinterface des EnergieMonitors8.3 User interface of the EnergyMonitor

Das Userinterface wurde nach den eben beschriebenen Richtlinien gestaltet. Der Nutzer wird intuitiv durch die Menüpunkte geführt, ohne ihn in der Reihenfolge der zu bearbeitenden Menüpunkte einzuschränken. Ein weiteres wichtiges Merkmal ist, dass der Nutzer bei der Navigation durch die Menüpunkte jederzeit den Überblick über die Menüstruktur behalten und zur Startseite zurückkehren kann.The User interface was designed according to the guidelines just described. The user is intuitively guided through the menu items, without him in the order of the menu items to be edited limit. Another important feature is that the user when navigating through the menu items at any time the overview keep the menu structure and return to the start page can.

Bei der allerersten Inbetriebnahme des EnergieMonitors, d. h. der EnergieMonitor wird erstmals vom Nutzer an die Stromversorgung angeschlossen, bekommt der Nutzer die Möglichkeit ein Lernvideo anzusehen, oder gleich in die Konfiguration des EnergieMonitors zu wechseln, wie in 9 dargestellt.When the EnergieMonitor is first put into operation, ie when the user connects to the power supply for the first time, the user gets the opportunity to watch a learning video or switch directly to the configuration of the EnergieMonitor, as in 9 shown.

Spätestens nach dem Lernvideo, das sich der Nutzer unter dem Hilfemenü zu einem späteren Zeitpunkt wieder ansehen kann, gelangt er in das Konfigurationsmenü mit der Möglichkeit, Parameter seines Objekts einzugeben oder die gewünschten Energiechecks auszuwählen. Zu den Wahlmöglichkeiten können jeweils kurze Hinweistexte eingeblendet werden.No later than after the learning video, the user is under the Help menu too at a later time he can see again into the configuration menu with the option Enter the parameters of his object or the desired ones To select energy checks. To the options short message texts can be displayed.

In der 11 ist der Menübaum inklusive der Untermenüs aufgezeigt.In the 11 the menu tree including the submenus is shown.

Einzugebende Parameter sind im Detail in Kapitel 5 Eingabewerte beschrieben. Die Beschreibung der Energiechecks findet man in Kapitel 7 Energiechecks.entered Parameters are described in detail in Chapter 5 Input Values. The description of the energy checks can be found in Chapter 7 Energy Checks.

Bearbeitete Parametereingaben und ausgewählte Energiechecks, werden für den Nutzer mit einem Haken als abgearbeitet markiert, wie in der 12 gezeigt.Edited parameter inputs and selected energy checks are marked as processed for the user with a check mark, as in the 12 shown.

Die Bearbeitung der Parameter und die Auswahl der Energiechecks kann jederzeit über die Standardseite aufgerufen und vervollständigt oder geändert werden. Ebenso müssen bis zu diesem Zeitpunkt noch keine Sensoren installiert und an den EnergieMonitor angeschlossen sein. Aber spätestens bei der Auswahl von Energiechecks, bekommt der Nutzer einen Hinweis, falls Sensoren bzw. Angaben über den Nutzer oder das Gebäude, die zur Auswertung des ausgewählten Checks notwendig sind, noch fehlen.The Editing the parameters and selecting the energy checks can at any time via the standard page called and completed or changed. Likewise, up to this No sensors yet installed and sent to the EnergyMonitor be connected. But at the latest when choosing energy checks, the user gets a hint if sensors or information about the user or the building used for the evaluation of the selected Checks are necessary, still missing.

Durch diese Vorgehensweise erhält der Nutzer einen Überblick über die Möglichkeiten des EnergieMonitors und erfährt, welche Sensoren nachgerüstet werden müssen, um für die gewünschten Funktionen zur Verfügung zu stehen. Die erforderlichen Angaben über den Nutzer, das Gebäude, die Anlagentechnik und die Zielwerte, sowie die Sensoradressen sind in den Parametereingaben einzutragen. Nach dieser Erstinbetriebnahme bekommt der Nutzer zukünftig die Standardseite, mit dem entsprechend seinen Eingaben gestalteten Gebäudetyp, angezeigt. Darin sind auch die ausgewählten Anlagenkomponenten und Sensoren angezeigt wie in 13 dargestellt.This procedure gives the user an overview of the possibilities of the EnergyMonitor and learns which sensors need to be retrofitted in order to be available for the desired functions. The required information about the user, the building, the system technology and the target values as well as the sensor addresses are to be entered in the parameter entries. After this initial commissioning, the user will in the future receive the standard page with the building type designed according to his input. It also shows the selected plant components and sensors as shown in 13 shown.

Der EnergieMonitor kann somit individuell auf die Gegebenheiten eines speziellen Gebäudes, einer Vielzahl von Anlagenkombinationen und Nutzerwünschen abgestimmt werden.Of the EnergieMonitor can thus be tailored to the conditions of a person special building, a variety of plant combinations and user preferences are tuned.

Über die Konfiguration des EnergieMonitors mittels Auswahl der Anlagen und Sensoren, ist dieser auch in der Lage, die Verfügbarkeit der benötigten Sensoren zu überprüfen. Anhand von Geräte- und Sensoradressen kann der EnergieMonitor die empfangenen Daten, den Messstellen zuordnen oder weist daraufhin, dass Sensoren noch nicht installiert oder sendebereit sind. Möglichkeiten zur standardisierten Datenkommunikation und Datenprotokolle wurden bereits in Kapitel 4 Messtechnik, Datenkommunikation/-logging, Anzeigetechnik vorgestellt.about the configuration of the EnergyMonitor by selecting the plants and sensors, this is also capable of availability to check the required sensors. On the basis of device and sensor addresses, the EnergieMonitor assign the received data to the measuring points or indicates that Sensors are not yet installed or ready to send. options for standardized data communication and data protocols already in chapter 4 measuring technology, data communication / logging, display technology presented.

Da im Rahmen der Masterarbeit nicht alle Konfigurationsmöglichkeiten beschrieben werden können, ist für die folgende detaillierte Darstellung die Masterhaus konfiguration gewählt worden. (EFH, Pellets, Lüftung, Solar, CO2, rel.F, Heizung, Wasser, Strom)”Since not all configuration options can be described within the scope of the master thesis, the master house configuration has been selected for the following detailed presentation. (EFH, pellets, ventilation, solar, CO 2 , rel.F, heating, water, electricity) "

Über vier Hauptmenüpunkte kann der Nutzer die bereits eingegebenen Parameter überprüfen und vervollständigen, sowie die Auswertungen zu den Energiechecks einsehen. Auf jeder Seite kann über die Hilfe-Schaltfläche „?” in den Hilfemodus gewechselt werden. In diesem Modus ist die Navigation wie gewohnt möglich aber der Nutzer bekommt zu jeder Menüauswahl und Parametereingabe einen Hilfetext und Erklärungen angezeigt. Die Rückkehr in den Standardmodus ist jederzeit durch Schließen des Hilfemodus möglich.about four main menu items, the user can enter the already entered Check and complete parameters, as well as the evaluations of the energy checks. On each Page can be accessed via the Help button "?" In to change the help mode. In this mode is the navigation as usual but the user gets to each menu selection and parameter input a help text and explanations are displayed. The return to the standard mode is at any time by closing of the help mode possible.

Nach der Eingabe der notwendigen Parameter beginnt der EnergieMonitor mit der Aufzeichnung der Daten und deren Auswertung. Alle wichtigen Hinweise und Warnungen erscheinen bereits auf der Standardseite.To The EnergyMonitor starts to enter the necessary parameters with the recording of the data and their evaluation. All important Notes and warnings already appear on the default page.

Die Hinweise lassen sich in drei Kategorien unterteilen:

  • 1. Energiesparhinweise zum Nutzerverhalten, Energieeinsparmöglichkeiten,
  • 2. Warnhinweise zur Konsultation eines Fachmanns, Eingriff in die Anlage nötig.
  • 3. Hinweise zu den Soll-Ist-Verbräuchen siehe 13 EnergieMonitor, Standardseite, Zielwerte
The notes can be divided into three categories:
  • 1. Energy-saving hints on user behavior, energy saving options,
  • 2. Warnings for the consultation of a specialist, intervention in the plant necessary.
  • 3. For information on the target / actual consumption see 13 EnergieMonitor, standard page, target values

Mit den Energiesparhinweisen der Kategorie 1 werden dem Nutzer klar und prägnant Möglichkeiten zu energiesparendem Verhalten aufgezeigt. Zum Beispiel wird Fensterlüftung statt Anlagenlüftung vorgeschlagen; die Überprüfung des Stromverbrauchs durch Stand-By-Geräte empfohlen; auf übermäßigen Wasserverbrauch hingewiesen; auf überhöhte Raumtemperatur aufmerksam gemacht; eine Erhöhung der Nachtabsenkung vorgeschlagen; vor einer Überhitzung durch solare Energieeinträge gewarnt.With The energy-saving instructions of category 1 become clear to the user and succinct ways to save energy Behavior shown. For example, window ventilation instead of plant ventilation proposed; the verification of power consumption recommended by stand-by devices; on excessive Water consumption pointed out; to excessive room temperature made attentive; an increase in nighttime lowering proposed; from overheating due to solar energy inputs warned.

Bei den Warnhinweisen der Kategorie 2 sollte der Nutzer einen Fachmann konsultieren, da die Anlage bzw. Regelung nicht optimal eingestellt ist. Beispiele sind; der Puffer kühlt stark aus; der Puffer wird von der Heizung vorgeheizt bevor die Solaranlage Energie liefern würde; Anlagenwirkungsgrad von Heizung bzw. Lüftung liegt unter dem Referenzwert.at Category 2 warnings, the user should be a specialist consult because the system or regulation is not optimally adjusted is. Examples are; the buffer cools strongly; the buffer is preheated by the heater before the solar system supply energy would; Plant efficiency of heating or ventilation is below the reference value.

Hinweise zu den Auswertungen bei den Soll-Ist-Verbräuchen liefern dem Nutzer tagesaktuell Informationen über seinen Verbrauchsstand. Damit der aktuelle Verbrauchs besser einordnet werden kann, werden die Abweichungen vom Soll in % angegeben und die Tendenz in Form eines Richtungspfeils angezeigt. Durch Anklicken der im Gebäude eingezeichneten Anlagen und Sensoren bekommt der Nutzer weitere detaillierte Informationen zu den Energieströmen angezeigt.Hints deliver to the evaluations of the target / actual consumption the user updated daily information about its consumption level. So that the current consumption can be better classified, the Deviations from the target in% indicated and the tendency in the form of a Directional arrows are displayed. By clicking in the building marked systems and sensors, the user gets more Detailed information on the energy flows is displayed.

Generell werden Werte nicht ausschließlich als reine Zahlenwerte angezeigt, sondern immer in Bezug zu ökologisch und ökonomisch sinnvollen Referenzwerten gesetzt. Die Abweichung vom Referenzwert wird zusätzlich durch farbliche Kennzeichnung bewertet. Grün stellt eine Abweichung in Richtung „günstiger”, rot eine Abweichung zu „ungünstiger” im Sinne des Energie- und Ressourcenverbrauchs (somit ebenfalls in finanzieller Sicht) dar. Der Betrag der Abweichung vom Referenzwert ist zusätzlich durch den Abstand der Markierungen auf den Skalen repräsentiert.In general, values are not displayed exclusively as pure numerical values, but are always set in relation to ecologically and economically sensible reference values. The deviation from the reference value is additionally assessed by color coding. Green represents a deviation in the direction of "favorable", red a deviation to "unfavorable" in terms of energy and resource consumption (thus also in financial terms). The amount of the deviation from the reference value is additionally determined by the distance of the mark representations on the scales.

Die drei Hauptfunktionen des EnergieMonitors

  • • Vergleich der Soll-Ist-Verbräuche
  • • Durchführung von Effizienzchecks
  • • Ermittlung von Energiekennzahlen
erreicht man über die gleichnamigen Menüpunkte. Sofern weitere Untermenüs zur Verfügung stehen, kann der Nutzer diese durch Anklicken aufrufen. Eine interaktive Hilfe, bzw. eine kurze Erklärung, wird stets bei Bedarf über den Hilfemodus „?” angeboten. Als weiteres Beispiel ist hier die Auswertung der Zielwertvorgabe und des bisherigen Verbrauchs, mit der Prognose für den Betrachtungszeitraum abgebildet. Bei klimaabhängigen Verbrauchswerten werden die tatsächlichen Werte sowie für Vergleiche mit Referenzwerten die klimabereinigten Verbrauchswerte dargestellt. Zum Vergleich des Verbrauchs mit Zielwerten wird auf das Standardklima der Referenzregion bereinigt, bei der Ermittlung von Energiekennzahlen muss auf das Referenzklima am Standort Deutschland bereinigt werden.The three main functions of the EnergyMonitor
  • • Comparison of the target-actual consumption
  • • Performance of efficiency checks
  • • Determination of energy figures
can be reached via the same menu items. If further submenus are available, the user can call them up by clicking on them. An interactive help, or a brief explanation, is always offered when needed via the help mode "?". As another example, here is the evaluation of the target value specification and the previous consumption, with the forecast for the period under consideration. For climate-dependent consumption values, the actual values and for comparisons with reference values the climate-adjusted consumption values are displayed. In order to compare the consumption with target values, the standard climate of the reference region is adjusted, and in the determination of energy key figures, the reference climate in Germany must be adjusted.

Sollte der Nutzer die EnEV-Bedarfswerte aus einer Energiebedarfsberechnung eingegeben haben, so werden diese mit dem tatsächlichen Verbrauch und den klimabereinigten Verbrauchsdaten verglichen. Die Ergebnisse können im Detail unter dem Punkt Bedarf-Verbrauch im Soll-Ist-Verbräuche Menü aufgerufen werden.Should the user the EnEV demand values from an energy demand calculation have entered, so these are the actual Consumption and climate-adjusted consumption data. The Results can be found in detail under the item Demand Consumption in the set-actual consumption menu.

Anhand weiterer Grafiken unter den Menüs Effizienzcheck und Energiekennzahlen lassen sich Analysen zu den Verbrauchs- und Energieprofilen durchführen und Einsparpotentiale erschließen. Ferner ermittelt der EnergieMonitor Kennzahlen zur Gesamtenergieeffizienz. Diese Kennzahlen finden im Rahmen der Energieausweise Verwendung und dienen dem Vergleich der energetischen Eigenschaften von Gebäuden. Unter dem Menüpunkt Energiekennzahlen sind diese in der heute üblichen Darstellung des Farbtachos zu finden. Der EnergieMonitor ermittelt aber nicht nur die Energiekennzahl für den Brennstoffverbrauch und die CO2-Emission, sondern auch für Strom- und Wasserverbrauch.On the basis of further graphics under the menus efficiency check and energy figures, analyzes of the consumption and energy profiles can be carried out and potential for savings can be developed. The EnergieMonitor also determines energy performance indicators. These figures are used as part of the energy performance certificates and serve to compare the energy properties of buildings. Under the menu item energy key figures, these are to be found in today's usual representation of the color tacho. The EnergyMonitor not only determines the energy index for fuel consumption and CO 2 emissions, but also for electricity and water consumption.

9 Nachträgliche Auswertung, Optimierung9 Subsequent evaluation, optimization

Die regelmäßige und gleichzeitige Aufzeichnung der Energie-, Verbrauchs- und Klimadaten durch den EnergieMonitor bietet eine hervorragende Möglichkeit zur nachträglichen Datenauswertung. Anhand dieser Auswertungen lassen sich weitere Analysen und Optimierungen in den folgenden Bereichen durchführen:

  • • Optimierung der Anlagen- und Regelungstechnik
  • • Veränderungsvorschläge zum Nutzerverhalten
  • • Realisierung selbstlernender Regelungen
  • • Thermodynamisches Verhalten des Gebäudes
  • • Energetische Eigenschaften des Gebäudes als Planungsgrundlage für Sanierungsmaßnahmen
The regular and simultaneous recording of the energy, consumption and climate data by the EnergieMonitor offers an outstanding possibility for the subsequent data analysis. On the basis of these evaluations, further analyzes and optimizations can be carried out in the following areas:
  • • Optimization of plant and control technology
  • • Change suggestions for user behavior
  • • Implementation of self-learning regulations
  • • Thermodynamic behavior of the building
  • • Energetic properties of the building as a planning basis for renovation measures

Die Auswertungsmöglichkeiten sind so zahlreich, wie die erfassten Werte und müssen objektspezifisch erfolgen. Daher ist eine umfassende Beschreibung der Auswertemöglichkeiten im Rahmen dieser Masterarbeit nicht möglich. Zur Verdeutlichung der Möglichkeiten, werden hier drei konkrete Beispiele für konkrete Auswertungen vorgestellt.

  • • Absenkung der Vorlauftemperatur
  • • Hydraulischer Abgleich
  • • Ermittlung des spezifischen Wärmeverlusts
The evaluation options are as numerous as the recorded values and must be object-specific. Therefore, a comprehensive description of the evaluation options in this master's thesis is not possible. To clarify the possibilities, three concrete examples of concrete evaluations are presented here.
  • • Lowering the flow temperature
  • • Hydraulic balancing
  • • Determination of specific heat loss

Absenkung der VorlauftemperaturLowering the flow temperature

Ein wesentlicher den Wärmeverlust von Heizanlagen bestimmender Faktor, ist die Vorlauftemperatur des Heizkreises, d. h. die Temperatur, mit der das Wärmeträgermedium im Gebäude über die Heizungsleitungen verteilt wird und die Heizflächen in den Räumen erwärmt. Umso höher diese Vorlauftemperatur ist, umso größer sind die Wärmeverluste über die Rohrleitungen und die Abstrahlverluste des Heizkessels, weil dieser das Wärmeträgermedium auf hohe Temperaturen erhitzen muss. Mit niedrigerer Vorlauftemperatur sinkt aber auch das Verschwendungspotential durch nicht oder falsch geregelte Heizkörper oder durch falsches Nutzerverhalten, wenn zur Reduzierung der Raumtemperatur nicht der Heizkörper gedrosselt sondern das Fenster geöffnet wird. Aus diesen Gründen wurde durch die Heizanlagenverordnung von 1977 vorgeschrieben, die Vorlauftemperatur außentemperaturabhängig zu regeln. Der Zusammenhang zwischen Außentemperatur und Vorlauftemperatur wird durch die sogenannte Heizkurve beschrieben.One essential determinant of the heat loss of heating systems Factor, is the flow temperature of the heating circuit, d. H. the temperature, with the heat transfer medium in the building over the heating pipes will be distributed and the heating surfaces warmed up in the rooms. The higher this Flow temperature is, the greater are the heat losses over the piping and the radiating losses of the boiler, because this the heat transfer medium to high temperatures need to heat. But with lower flow temperature also decreases the potential for wastage due to unregulated or incorrectly controlled radiators or by wrong user behavior, if to reduce the room temperature not the radiator throttled but the window opened becomes. For these reasons was by the heating system regulation required by 1977, the flow temperature dependent on the outside temperature to regulate. The relationship between outside temperature and flow temperature is described by the so-called heating curve.

Die Heizkurve ist individuell, auf das Gebäude abgestimmt einzustellen. Es gibt in der Regel zwei Parameter, die verändert werden können. Die Steilheit der Kurve und die Parallelverschiebung. Da der Wärmebedarf aber nicht nur vom Gebäude anhängt, sondern auch von dessen Umgebung (z. B. wegen Verschattung) und von den Nutzerbedürfnissen, ist eine rein rechnerische Bestimmung der optimalen Vorlauftemperatur gar nicht möglich. Wenn überhaupt, wurde die Heizkurve von Installateur nach Gebäudetypologie, mit entsprechenden Heizreserven, eingestellt. Eigentlich hätte die Optimierung der Heizkurve wie folgt vorgenommen werden müssen. Zu unterschiedlichen Außentemperaturen (z. B. 0°C und –10°C) wird die Steilheit der Heizkurve so verändert, dass sich die Vorlauftemperatur absenkt, bis bei voll geöffneten Heizkörperventilen die Heizleistung gerade nicht mehr ausreicht. Dann wird die Kurve wieder auf den zuletzt eingestellten Wert angehoben. Diese Vorgehensweise benötigt einige Tage und muss eventuell nachkorrigiert werden. Aus diesem Grund ist nachvollziehbar, dass dieser Weg der Optimierung der Heizkurve von kaum einem Nutzer oder Installateur durchführt wird. Eine korrekte Einstellung der Heizkurve ist jedoch für die Energieeffizienz der Heizungsanlage entscheidend, insbesondere auch nach der Durchführung von Sanierungsmaßnahmen, wenn das Gebäude neue energetische Eigenschaften bekommen hat.The Heating curve is customized to suit the building. There are usually two parameters that are changed can. The steepness of the curve and the parallel shift. But the heat demand is not just from the building but also of its environment (eg because of Shading) and user needs, is one purely arithmetic determination of the optimum flow temperature not at all possible. If anything, the heating curve of Installer according to building typology, with appropriate Heating reserves, set. Actually, the optimization would have the heating curve must be made as follows. To different Outside temperatures (eg 0 ° C and -10 ° C) the slope of the heating curve is changed so that lowers the flow temperature until fully opened Radiator valves, the heating power is just no longer sufficient. Then the curve is raised again to the last set value. This procedure takes a few days and may need be corrected. For this reason it is understandable that this way of optimizing the heating curve of hardly a user or Installer is performed. A correct attitude however, the heating curve is for the energy efficiency of the heating system crucial, especially after the implementation of Remedial measures when the building is new energetic Has got properties.

Mit entsprechender Ausstattung an Sensoren ist der EnergieMonitor in der Lage, die Vorlauftemperatur auf den optimalen Wert abzusenken. Dazu gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Allen gemeinsam ist jedoch, dass die komplette Heizungsanlage, also die Rohrleitungen, Heizflächen und Armaturen hydraulisch abgeglichen sind. Das heißt, dass im Auslegungsfall, also bei der niedrigsten zu erwarteten Außentemperatur, die Heizflächen bei voll geöffneten Ventilen mit ihrem Nennvolumenstrom durchflossen werden. Aufgrund von ungleich langen Rohrleitungswegen, unterschiedlichen Rohrdimensionen und Einbauten, kann es vorkommen, dass Heizflächen ungleich mit Wärmeenergie versorgt werden. In diesem ungünstigen Fall muss wegen der unterversorgten Heizflächen die Vorlauftemperatur hoch gehalten werden damit die gewünschte Raumtemperatur erzielt wird.With corresponding equipment at sensors is the EnergyMonitor in able to lower the flow temperature to the optimum value. There are different possibilities for this. Allen together however, that the complete heating system, ie the piping, Heating surfaces and fittings are hydraulically balanced. That means that in the design case, ie at the lowest to expected outside temperature, the heating surfaces with fully open valves with their nominal volume flow be flowed through. Due to unequal length of pipeline routes, different pipe dimensions and internals, it may happen that heating surfaces unequally supplied with heat energy become. In this unfavorable case, because of the underserved Heating surfaces, the flow temperature can be kept high so that the desired room temperature is achieved.

Hydraulischer AbgleichHydraulic balancing

In hydraulisch nicht abgeglichenen Heizkreisen kann es zu überversorgten Zonen kommen. Falls die Heizkörper mit selbstregelnden Thermostatventilen ausgestattet sind, werden diese schließen und somit verzögert für den hydraulischen Abgleich sorgen. Dies setzt allerdings voraus, dass die Vorlauftemperatur so hoch ist, dass es in der gut versorgten Zone zu Überhitzung kommt und nicht das Überangebot an Wärme „weg-gelüftet” wird.In Hydraulically unbalanced heating circuits may cause overheating Zones come. If the radiators with self-regulating Thermostatic valves are equipped, they will close and thus delayed for hydraulic balancing to care. However, this assumes that the flow temperature so high is it in the well-supplied zone to overheat comes and not the excess supply of heat is "off-ventilated".

Aus dem dynamischen Verhalten der Heizanlage (Wärmestrom ins Heizsystem und Vorlauf-/Rücklauftemperatur) und den Raum-/Heizkörpertemperaturen kann der EnergieMonitor erkennen, ob die Heizungsanlage die Räume gleichmäßig aufheizt, also hydraulisch abgeglichen ist. Falls nicht, muss dies durch einen Fachmann durchgeführt werden, um die Voraussetzungen für möglichst niedrige Vorlauftemperaturen zu schaffen.Out the dynamic behavior of the heating system (heat flow in Heating system and supply / return temperature) and room / radiator temperatures The EnergyMonitor can detect if the heating system is the rooms heated evenly, so hydraulically balanced is. If not, this must be done by a specialist be the conditions for the lowest possible To provide flow temperatures.

Nach erfolgtem Abgleich kann der EnergieMonitor selbst lernend die optimale (möglich niedrigste) Vorlauftemperatur in Abhängigkeit der Außentemperatur einstellen. Optimale Heizkurven hängen aber nicht nur von der Außentemperatur ab, sondern können auch noch zeit- und einstrahlungsabhängig sein. Wie eine einstrahlungs- und außentemperaturabhängige Heizkurve aussehen kann ist unten abgebildet.To After adjustment, the EnergyMonitor itself can learn the optimum (lowest possible) supply temperature depending on set the outside temperature. Optimal heating curves hang but not only from the outside temperature, but you can also be time and radiation dependent. As a Irradiation and outside temperature-dependent heating curve can look like is shown below.

Ermittlung der optimalen VorlauftemperaturDetermination of the optimum flow temperature

Die benötigte Vorlauftemperatur lässt sich auf rechnerischem Wege und auf dem „Probierweg” ermitteln. Die Methoden stellen unterschiedliche Anforderungen an die technische Ausstattung der Räume. Da die durch den EnergieMonitor berechneten Vorlauftemperaturen kontinuierlich angepasst werden, hat dieser die Funktion eines selbstlernenden und -optimierenden Reglers. Die veränderlichen Werte müssen über eine Schnittstelle an die Heizungsanlage übermittelt werden.The required flow temperature can be calculated Determine ways and on the "Probierweg". The methods make different demands on the technical equipment of the rooms. As calculated by the EnergyMonitor Flow temperatures are continuously adjusted, this has the function of a self-learning and -optimizing controller. The changeable values must be via an interface be transmitted to the heating system.

Rechnerischer Weg:Calculated way:

Der Nutzer gibt dem EnergieMonitor die gewünschte Temperatur, gegebenenfalls zeitabhängig, für die einzelnen Räume oder Nutzungszonen bekannt.Of the User gives the EnergyMonitor the desired temperature, possibly time-dependent, for the individual Spaces or zones of use known.

Entweder kann der EnergieMonitor dann über separate Raumtemperaturfühler den tatsächlichen Wert mit dem gewünschten überprüfen und die Vorlauftemperatur nachkorrigieren. Diese Methode hat den Vorteil, dass Fremdenergiequellen oder solare Erträge raumweise berücksichtigt werden können. Idealerweise ist der EnergieMonitor auch über die Stellung des Raumreglers informiert, um gegeneinander arbeitende Regeleinrichtungen (z. B. Vorlauftemperaturanhebung und Volumenbegrenzung) zu verhindern. Bei mehreren Räumen/Zonen muss der EnergieMontor darauf achten, dass alle Raumeinheiten die gewünschte Solltemperatur erreichen.Either the EnergieMonitor can then use separate room temperature sensors to check the actual value with the desired value and to correct the flow temperature. This method has the advantage that external energy sources or solar yields can be considered on a room by room basis. Ideally, that is EnergyMonitor also informed about the position of the room controller to prevent against each other working control devices (eg, flow temperature increase and volume limitation). If several rooms / zones are used, the EnergieMontor must ensure that all room units reach the desired setpoint temperature.

Oder es wird die Außentemperatur gemessen und über den spezifischen Wärmeverlust, dessen Ermittlung im nächsten Abschnitt erklärt wird, der aktuell benötigte Wärmestrom berechnet. Dabei wird wie folgt vorgegangen: Q . = Hges·(Tsoll – Ta) F 9-1

Q .
aktuell benötigter Heizwärmestrom [W]
Hges
bezogener Wärmeverlust [W/K]
Tsoll
Solltemperatur durch Nutzer vorgegeben [°C]
Ta
Außentemperatur [°C]
Or the outside temperature is measured and the current heat flow calculated using the specific heat loss, the determination of which is explained in the next section. The procedure is as follows: Q. = Hges · (T. should - T a ) F 9-1
Q.
currently required heating heat flow [W]
H ges
related heat loss [W / K]
T shall
Target temperature specified by user [° C]
T a
Outside temperature [° C]

Mit dem Verhältnis des benötigten Wärmestroms zum Nennwärmestrom, also dem höchsten zu erwartenden Wärmebedarf, lässt ich aus dem Heizkörperauslegungsdiagramm die benötigte Vorlauftemperatur wie folgt bestimmen.

Figure 00810001

Q .N
Heizwärmebedarf im Auslegungsfall.
With the ratio of the required heat flow to the nominal heat flow, ie the highest expected heat demand, I can determine the required flow temperature from the radiator design diagram as follows.
Figure 00810001
Q. N
Heating demand in the design case.

Aus zugehörigen Heizkörperdiagrammen kann für unser Beispiel Q ./Q .N = 0,6 eine Übertemperatur für den Vorlauf (Vorlauftemperatur – Raumtemperatur) von 47 K und daraus eine Vorlauftemperatur von 67°C abgelesen werden. Mit Sicherheitsreserve würde man 70°C einstellen. Voraussetzung ist, dass der EnergieMonitor die Auslegungsdaten der Heizungsanlage und das Auslegungsdiagramm kennt.From associated radiator diagrams can for our example Q ./Q. N = 0.6 an excess temperature for the flow (flow temperature - room temperature) of 47 K and from this a flow temperature of 67 ° C are read off. With safety reserve one would set 70 ° C. The prerequisite is that the EnergyMonitor knows the design data of the heating system and the design diagram.

Probier-MethodeTry Method

Auch bei dieser Methode muss über eine Schnittstelle zur Heizung die Beeinflussung der Vorlauftemperatur durch den EnergieMonitor möglich sein. Der EnergieMonitor senkt im Zustand Z1 die Vorlauftemperatur in kleinen Schritten, z. B. um 0,5 K. Wenn sich die Umgebungsbedingungen (Außentemperatur und Einstrahlung) nicht geändert haben, ist auch der Heizwärmebedarf konstant. Da die Heizkörper mit weniger heißem Wasser versorgt werden, müssen die Thermostatventile öffnen, der Volumenstrom erhöht sich und die Rücklauftemperatur ebenso. Die abgegebene Leistung der Heizkörper bleibt dabei gleich. Der EnergieMonitor konnte also die Vorlauftemperatur erfolgreich und ohne Komforteinbußen für den Nutzer verringern.Also This method must have an interface to the heater the influence of the flow temperature by the EnergyMonitor to be possible. The EnergyMonitor lowers in the state Z1 Flow temperature in small steps, z. B. by 0.5 K. If the ambient conditions (outside temperature and radiation) have not changed, is also the heating demand constant. Because the radiators with less hot Be supplied with water, the thermostatic valves must open, the volume flow increases and the return temperature increases as well. The delivered power of the radiator remains equal. The EnergieMonitor was able to successfully adjust the flow temperature and without sacrificing comfort to the user.

Die Vorlauftemperatur kann nicht mehr abgesenkt werden, wenn das erste Heizkörperventil ganz geöffnet ist. In diesem Fall verringert sich bei gleich bleibendem Volumenstrom auch die mittlere Heizkörpertemperatur und somit die abgegebene Leistung (schwarzer Pfeil). Das heißt, es sinkt auch die Rücklauftemperatur und die ins Heizungsnetz eingespeiste Leistung, dies kann der Energie-Monitor feststellen und die Vorlauftemperatur wieder etwas anheben. Durch diese Verfahren werden neue Heizkurven erlernt und kontinuierlich für unterschiedliche Tageszeiten, Außentemperaturen und Einstrahlungen optimiert. Für einzelne Heizkörper und definierte Zonen, lassen sich diese Verfahren gut anhand von Simulationen überprüfen. Für größere komplexe Systeme aus mehreren heterogenen Heizkreisen werden die Simulationen ungleich komplexer und die Verfahren müssen in der Praxis erprobt werden.The Flow temperature can not be lowered when the first Radiator valve is fully open. In this Case also decreases with the same volume flow average radiator temperature and thus the delivered Performance (black arrow). That means it sinks too Return temperature and the fed into the heating network Performance, this can be determined by the energy monitor and the flow temperature lift something again. Through these procedures, new heating curves learned and continuously for different times of the day, Outdoor temperatures and irradiation optimized. For individual radiators and defined zones, these can be Check the procedure well using simulations. For larger complex systems of several heterogeneous heating circuits, the simulations become much more complex and the procedures must be tested in practice.

Ermittlung energetischer KennwerteDetermination of energetic characteristics

Die Wärmeverluste eines Gebäudes setzen sich aus Wärmeverlusten durch Transmission Qh,T und aus Wärmeverlusten durch Lüftung zusammen. Die Werte beider Größen sind durch die Länge des Betrachtungszeitraumes, vom Unterschied zwischen Innen- und Außentemperatur und natürlich der Beschaffenheit der Gebäudehülle, maßgeblich Wärmedämmwirkung und Dichtigkeit, bestimmt. Es besteht also folgender Bezug: Qh,T + Qh,L ~ Gt F 9-2 Gt = (Ti – Ta,m)·tHP F 9-3

Gt
Gradtagszahl [Kh]
Ti
Innenraumtemperatur [°C]
Ta,m
mittlere Außentemperatur im Betrachtungszeitraum tHP [°C]
tHP
Zeit der Heizperiode [h]
The heat losses of a building are composed of heat losses through transmission Q h, T and from heat losses through ventilation. The values of both variables are determined by the length of the period of observation, the difference between indoor and outdoor temperature and, of course, the quality of the building envelope, which is decisive for the thermal insulation effect and impermeability. There is therefore the following reference: Q h, T + Q H, L ~ Gt F 9-2 Gt = (T i - T at the ) · T HP F 9-3
Gt
Degree day number [Kh]
T i
Interior temperature [° C]
T a, m
average outdoor temperature during the observation period t HP [° C]
t HP
Time of heating season [h]

Um vergleichbare Werte für unterschiedliche Gebäude an unterschiedlichen Standorten zu bekommen, normiert man die Größen auf die Zeit und erhält: Q .h,T + Q .h,L ~ Gt/h F 9-4 In order to obtain comparable values for different buildings in different locations, one normalizes the sizes to the time and receives: Q. h, T + Q. H, L ~ Gt / h F 9-4

Damit die Kennwerte der Gebäudehülle auch bei unterschiedlichen Außentemperaturen vergleichbar sind, wird auf die Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außentemperatur normiert. Somit erhält man die bezogenen Wärmeverluste HT und HL für Transmission und Lüftung.So that the characteristic values of the building envelope are comparable even at different outside temperatures, normalization is made to the temperature difference between inside and outside temperature. Thus one obtains the related heat losses H T and H L for transmission and ventilation.

Figure 00830001
Figure 00830001

Der Bezug zur EnEV, die zur Berechnung des Heizwärmebedarfs auf die DIN V 4108-6 verweist lässt sich wie folgt herstellen:

Figure 00830002
Qh,T = HT·(Ti – Ta,m)·tHP und Qh,L = HL·(Ti – Ta,m)·tHP F 9-7

ui
U-Wert des Bauteils i [W/m2K]
Ai
Fläche des Bauteil i [m2]
Fxi
evtl. Abminderungsfaktor von Bauteil i [-]
n
Luftwechselrate [l/h]
V
beheiztes Volumen [m3]
0,34
Wärmekapazität der Luft [Wh/m3K]
The reference to the EnEV, which is used to calculate the heating demand on the DIN V 4108-6 can be made as follows:
Figure 00830002
Q h, T = H T * (T i - T at the ) · T HP and Q H, L = H L * (T i - T at the ) · T HP F 9-7
u i
U-value of the component i [W / m 2 K]
A i
Surface of the component i [m 2 ]
Fx i
possible reduction factor of component i [-]
n
Air change rate [l / h]
V
heated volume [m 3 ]
0.34
Heat capacity of the air [Wh / m 3 K]

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass sich aus HT der flächenspezifische Transmissionswärmeverlust Ht, bezogen auf die Hüllfläche berechen lässt. Dieser Wert unterliegt nach der EnEV gewissen Obergrenzen. Ht = HT/AHüll F 9-8

HT
bezogener Transmissionswärmeverlust [W/K]
Ht
flächenspezifischer Transmissionswärmeverlust [W/m2K]
AHüll
Fläche der die beheizte Zone umgebenden Hülle [m2]
For the sake of completeness, it should be mentioned that the area-specific transmission heat loss H t , based on the envelope area, can be calculated from H T. This value is subject to certain limits according to the EnEV. H t = H T / A Hüll F 9-8
H T
Relative transmission heat loss [W / K]
H t
Area-specific transmission heat loss [W / m 2 K]
A envelope
Area of the envelope surrounding the heated zone [m 2 ]

Messtechnisch lässt sich zunächst HT nicht ohne weiteres ermitteln, da Qh,T nicht separat gemessen werden kann. Gemessen werden kann aber die Nutzwärme Q .h, welche in das Heizsystem fließt, sowie die Temperaturdifferenz Ti – Ta,m mit der mittleren Außentemperatur in einem bestimmten Zeitraum. Dabei setzt sich Q .h aus folgenden Energieströmen zusammen: Q .h = Q .h,T + Q .h,L – Q .s – Q .i F 9-9

Q .s
solare Energiegewinne [W]
Q .i
interne Energiegewinne (Nutzer, Strom) [W]
From a technical point of view, H T can not be readily determined, since Q h, T can not be measured separately. But can be measured but the useful heat Q. h , which flows into the heating system, as well as the temperature difference T i - T a, m with the average outside temperature in a given period. In doing so, Q sits down. h composed of the following energy streams: Q. H = Q. h, T + Q. H, L - Q. s - Q. i F 9-9
Q. s
solar energy gains [W]
Q. i
internal energy gains (users, electricity) [W]

Die gemessene Wärmeleistung ist von der Außentemperatur abhängig. Man kann die Leistung über der Außentemperatur auftragen, wie von [EAV] vorgeschlagen. Dabei wird von einem Gebäude im stationären Zustand ausgegangen, das bei –16°C eine thermische Leistung von 9 kW benötigt und keine internen und solaren Energiegewinne besitzt, also bis exakt 20°C Raumtemperatur beheizt werden muss The measured heat output is of the outside temperature dependent. You can see the power above the outside temperature apply as suggested by [EAV]. It is from a building in steady state, the at -16 ° C a thermal power of 9 kW needed and no internal and has solar energy gains, ie up to exactly 20 ° C Room temperature must be heated

Mathematisch erhält man die Steigung der Geraden, indem man die Änderung der Leistung mit der dazugehörigen Änderung der Außentemperatur ins Verhältnis setzt. Dieser Wert hat die Einheit W/K, genau wie die bezogenen Wärmeverluste HT und HL. In der Tat entspricht die (gemessene) Heizleistung bezogen auf die Außentemperatur der nach DIN V 4108-6 (berechneten) Wärmeverlustleistung HT + HL und ist von konstanter Fremdwärmezufuhr unabhängig. Voraussetzung ist nur, dass die Leistung bei unterschiedlichen Außentemperaturen gemessen wird.Mathematically one obtains the slope of the line, by changing the power with the related change in the outside temperature in proportion. This value has the unit W / K, as well as the related heat losses H T and H L. In fact, the (measured) heat output corresponds to the outside temperature of the after DIN V 4108-6 (calculated) heat loss power H T + H L and is independent of constant external heat input. The only requirement is that the power is measured at different outside temperatures.

In der Praxis werden die Messwerte aufgrund des thermodynamisch instationären Systems „Gebäude” nicht auf einer Geraden liegen.In In practice, the measured values are due to the thermodynamically unsteady Systems "building" not on a straight line lie.

Es zeigt sich, dass sich die ermittelten Leistungen in der Kernheizzeit gut durch eine Regressionsgerade annähern lassen. Daher ist es wichtig nur Monate mit voller Heizzeit zu wählen. Mit dem EnergieMonitor können Leistung und Temperaturwerte für viel geringere Zeiteinheiten gemessen werden. Zur Kompensation der instationären Effekte in Gebäuden, sollte auch der EnergieMonitor die Länge des Mittelungszeitraums in Abhängigkeit von den Änderungen der Umgebungsbedingungen vor und während des Messzeitraums wählen.It shows that the determined performance in the nuclear heating well approximated by a regression line. Therefore It is important to choose only months with full heating time. With the EnergyMonitor, power and temperature can be measured be measured for much lower time units. To compensate for transient effects in buildings, too the EnergyMonitor the length of the averaging period depending on from the changes in environmental conditions before and during of the measurement period.

Folgende Aussagen lassen sich aus der Ermittlung der Regressionsgeraden und deren Steigung ableiten:

  • • In der Übergangszeit (April, Mai, September und Oktober) werden die gemittelten Leistungen mehr von der Regressionsgeraden abweichen, da nicht jeder Tag des Monats Heiztag ist. Der Heizenergieverbrauch wird maßgeblich vom Lüftungsverhalten des Nutzers beeinflusst. Wenig Lüftung führt zu einem geringeren Verbrauch (siehe Fig. a), viel Lüftung zu einem überproportionalen Verbrauch (siehe Fig. b).
  • • Die Heizlast im Auslegungsfall ergibt sich aus (HT + HL)·(Ti – Tmin). Damit kann überprüft werden, ob die Kesselleistung richtig dimensioniert ist.
  • • Der Wert auf der Außentemperatur-Achse bei dem die x-Achse sich mit der Regressionsgeraden schneidet bedeutet, die Heizgrenztemperatur, d. h. bei Außentemperaturen die höher als die Heizgrenztemperatur sind, kann die Heizung ausgeschaltet werden. (Dies gilt leider nicht, wenn die Heizung für die Warmwasserbereitung eingeschaltet bleiben muss) Die ver bleibende Temperaturdifferenz zwischen Ti und Tgrenz wird durch die internen und solaren Wärmegewinne ausgeglichen.
  • • Mit dem EnergieMonitor ist es möglich, Leistungsmittelwerte für kürzere Zeiträumen zu messen, zum Beispiel über Nacht oder an Tagen mit geringer solarer Einstrahlung. Damit kann die Fremdwärme weiter in interne Wärme und solare Wärme aufgeteilt werden. Eine übermäßig hohe interne Wärme kann auf hohen Stromverbrauch hinweisen. Schnelle Leistungsreduzierung bei solarer Einstrahlung und Leistungsanforderung bei Wegfall der solaren Einstrahlung deutet daraufhin, dass solare Einträge nicht gespeichert und daher deren Ausnutzung gering ist. Möglicherweise liegt falsches Lüftungsverhalten oder undichte Bauweise vor.
  • • Liegen zusätzlich über die lokalen Windverhältnisse Daten vor, können Regressionsgeraden bei jeweils gleichen Windverhältnissen gebildet und verglichen werden. Damit erhält man Aussagen über die Luftdichtigkeit des Gebäudes bzw. die Lüftungsgewohnheiten der Nutzer.
The following statements can be derived from the determination of the regression line and its slope:
  • • In the transitional period (April, May, September and October), the averaged benefits will deviate more from the regression line, as not every day of the month is heating day. The heating energy consumption is significantly influenced by the ventilation behavior of the user. Little ventilation leads to a lower consumption (see Fig. A), a lot of ventilation to a disproportionate consumption (see Fig. B).
  • • The heating load in the design case results from (H T + H L ) · (T i - T min ). This can be used to check whether the boiler output is correctly dimensioned.
  • • The value on the outside temperature axis at which the x-axis intersects with the regression line means the heating limit temperature, ie at outside temperatures which are higher than the heating limit temperature, the heating can be switched off. (Unfortunately, this does not apply if the heating for domestic hot water must remain switched on). The remaining temperature difference between T i and T grenz is compensated by the internal and solar heat gains.
  • • With the EnergyMonitor, it is possible to measure average power values for shorter periods of time, for example overnight or on days with low solar irradiation. Thus, the external heat can be further divided into internal heat and solar heat. Excessive internal heat can indicate high power consumption. Fast power reduction in the case of solar radiation and power requirement in the absence of solar radiation indicates that solar entries are not stored and therefore their utilization is low. There may be incorrect ventilation or leaky design.
  • • If data are additionally available on the local wind conditions, regression lines can be formed and compared at the same wind conditions. This gives information about the airtightness of the building or the ventilation habits of the users.

Diese mächtigen Analysemöglichkeiten sollten bei der „energetischen” Sanierung im Gebäudebestand genauso eingesetzt werden, wie die obligatorische ganzheitliche Energieberatung und -planung im Vorfeld der Maßnahmenausführung.These powerful analysis options should be in the "energetic" renovation used in the building stock as well as the obligatory holistic energy consultation and planning in advance of the execution of the measures.

10 Nächste Schritte10 next steps

Als nächsten Schritt in Richtung Realisierung und Vorbereitung der Markteinführung des EnergieMonitors, ist die Erstellung eines Prototyps und dessen Erprobung im realen Einsatz in Gebäuden erforderlich. Die Messwerte von Temperaturfühlern, Strahlungssensor, Wärmemengenzähler, Wasserzähler, Stromzähler, Gaszähler, Ölzähler lassen sich generieren und, wenn auch nicht über eine einheitliche Schnittstelle, digitalisieren und abspeichern. Die Erfassung der Hilfsenergie ist ebenfalls über einen separaten Stromzähler möglich.When next step towards realization and preparation the launch of the EnergyMonitor, is the creation a prototype and its testing in real use in buildings required. The measured values of temperature sensors, radiation sensor, Heat meter, water meter, electricity meter, gas meter, oil meter can be generated and, if not a uniform Interface, digitize and save. The capture of Power supply is also via a separate electricity meter possible.

Schwieriger gestaltet sich die auf 5% genaue Erfassung der Enthalpieströme bzw. Volumenströme von Lüftungsanlagen. Teilweise sind Daten in den Steuerungen der Anlagen vorhanden. Diese werden jedoch nicht über eine Schnittstelle zur Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt. Ebenso gibt es noch keine einheitliche Lösung für die Erfassung der zugeführten Brennstoffmenge für Festbrennstoffe wie z. B. Pellets. Zur Erfassung dieser Energieströme sind unterschiedliche Verfahren denkbar:

  • • Wiegen des Brennstoffes, Änderung des Gewichts
  • • Bestimmung des Brennstoffvolumens, Änderung des Volumens
  • • Erfassung von Zuführungseinheiten mit vorangegangener Kalibrierung, Anzahl von Drehungen der Zuführungsschnecke, Menge pro Umdrehung
More difficult is the 5% accurate recording of the enthalpy flows or volume flows of ventilation systems. Partially, data is present in the controls of the plants. However, these are not provided via an interface for further processing. Likewise, there is still no uniform solution for the detection of the amount of fuel supplied for solid fuels such. B. pellets. Different methods are conceivable for detecting these energy flows:
  • • Weighing of fuel, change of weight
  • • Determination of fuel volume, change of volume
  • • Acquisition of feed units with previous calibration, number of turns of feed auger, amount per revolution

Um diese Schwierigkeiten bei der Erfassung und Übertragung der Daten zu beseitigen, ist neben der Arbeit am Prototyp auch die Standardisierung weiter voran zu bringen.Around these difficulties in capturing and transmitting the removal of data is, in addition to the work on the prototype and the Standardization to advance.

Ein ebenfalls wichtiges Thema ist die weitere Gestaltung der Benutzeroberfläche in Bezug auf die Auswahl und Darstellung der Informationen, wie auch die intuitive Navigation. Ferner sind Erkenntnisse aus dem Praxiseinsatz des Prototyps zu gewinnen und umzusetzen.One Another important topic is the further design of the user interface in terms of selection and presentation of information, such as also the intuitive navigation. Furthermore, findings from practical use to win and implement the prototype.

Da der EnergieMonitor zahlreiche Informationen über das energetische Verhalten des Gebäudes und den Nutzer besitzt, sollte darüber nachgedacht werden, wie die Funktion des EnergieMonitors als adaptives selbstlernendes und selbstoptimierendes Anzeigegerät aber auch als Ausgabegerät für Anlagenregler weiter ent wickelt werden kann. Um den Deckungsanteil durch solare Energie zu vergrößern ist es wichtig, den Energiebedarf des Nutzers mit dem Energieangebot der Sonne in zeitliche Übereinstimmung zu bringen. Da die Energie in Form von Wärme und erst Recht in Form von Strom nicht in großer Menge speicherbar ist, muss der Bedarf dem Angebot zeitlich angepasst werden. Durch die Entwicklungen in der Meteorologie ist es möglich geworden, für 5 Tage im Voraus zuverlässige und regional differenzierte Aussagen über die Wetterentwicklung zu machen. Damit könnten für eine entsprechende Bedarfssteuerung neue Aufgaben für den EnergieMonitor entstehen.There the EnergieMonitor has lots of information about the energetic Behavior of the building and the user owns it should be considered as the function of the EnergyMonitor as an adaptive self-learning and self-optimizing display device but also as an output device can be further developed for plant controllers. To the Increase coverage by solar energy It is important, the energy needs of the user with the energy supply bring the sun into coincidence. Because the energy in the form of heat and even more so in the form of electricity not Can be stored in large quantities, the need must be the offer be adjusted in time. Through the developments in meteorology It has become possible for 5 days in advance reliable and regionally differentiated statements about to make the weather. This could be for a corresponding requirement control new tasks for the EnergieMonitor arise.

12 Literatur12 literature

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13 Anhang13 Appendix

13.1 Liste der genannten Firmen13.1 List of companies mentioned

Im Folgenden sind die Firmen und deren Internetadresse aufgelistet, deren Produkte oder Dienstleistungen in dieser Masterarbeit vorgestellt wurden. Firma Internet-Adressen Vorgestelltes Produkt Sonstiges Bosche GmbH & Co. KG Wägezelle www.bosche-wiegetechnik.de Druckmessung Braun Messtechnik GmbH Ölmesser www.braunmesstechnik.de Flüssigkeitszähler Brunata Wärmemesser GmbH & Co. KG Wärmemengenzähler www.brunata-metrona.de Abrechnungsservice Elster Messtechnik GmbH Volumenstrommesser www.elstermesstechnik.com Messtechnik ELV Elektronik AG Raumheizungssteuerung www.elv.de Elektronikbedarf Grundfos GmbH Pumpen www.grundfos.de Honeywell Deutschland Holding GmbH TGA-Regler www.honeywell.com Heizungskomponenten Hottgenroth Software GmbH Energieberatungssoftware www.hottgenroth.de Bau-Planungssoftware Hydrometer, Heiz Lachmann GmbH & Co. KG Wasserzähler www.lackmann.de Wärmemengenzähler Minol Messtechnik GmbH Co. & Co. KG Heizkostenverteiler www.minol.de Gebäudemesstechnik Öko-Haustechnik in VENTer GmbH Lüftungsanlagen www.inventer.de OptikerTeam.de Andreß Augenoptik GmbH Wetterstation www.pptikerteam.de Optiker-Ausstattung Paul Wärmerückgewinnung GmbH Lüftungsanlagen www.paul-lueftung.de PCQT International GmbH Mini-PC www.pcqt.at Panel-PC R&T Gebäudetechnik Gmbh Dienstleistung, Planung www.rtanlagentechnik.de Projektierung RTS-Automation GmbH Enthalpiesensor/KNX www.rtanlagentechnik.de Gebäudeautomation Sensortechnics GmbH Differenzdruck www.sensortechnics.com Messtechnik Sensus Metering Systems GmbH Wärmemengezähler www.sensusesaap.com Verbrauchsmessung Techem AG Heizkostenverteiler www.techem.de Energiedienstleistungen Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG Heiztechnik www.vaillant.de Solaranlagen Max Weishaupt GmbH Brenner www.weishaupt.de Pufferspeicher Wilmers Messtechnik GmbH Strahlungssensor www.wilmers.biz Messtechnik Wilo AG Pumpen www.wilo.de Gebäudeautomation Zila Elektronik GmbH CO2-Sensor www.zila.de Messtechnik Listed below are the companies and their Internet address whose products or services were presented in this master thesis. Company Internet addresses Featured product Other Bosche GmbH & Co. KG load cell www.bosche-wiegetechnik.de pressure measurement Braun Messtechnik GmbH oil knife www.braunmesstechnik.de liquid meter Brunata Wärmemesser GmbH & Co. KG Heat meters www.brunata-metrona.de billing service Elster Messtechnik GmbH Flow meter www.elstermesstechnik.com measuring technology ELV Elektronik AG Heating control www.elv.de electronics demand Grundfos GmbH pump www.grundfos.de Honeywell Germany Holding GmbH TGA controller www.honeywell.com Heating components Hottgenroth Software GmbH Energy consulting Software www.hottgenroth.de Construction planning software Hydrometer, heating Lachmann GmbH & Co. KG water meter www.lackmann.de Heat meters Minol Messtechnik GmbH Co. & Co. KG Heat cost allocators www.minol.de Building metrology Eco-domestic technology in VENTer GmbH ventilation systems www.inventer.de OptikerTeam.de Andreß Augenoptik GmbH Weather station www.pptikerteam.de Opticians equipment Paul Heat Recovery GmbH ventilation systems www.paul-lueftung.de PCQT International GmbH Mini-PC www.pcqt.at Panel PC R & T Gebäudetechnik Gmbh Service, planning www.rtanlagentechnik.de Configuration RTS-Automation GmbH Enthalpiesensor / KNX www.rtanlagentechnik.de building automation Sensortechnics GmbH differential pressure www.sensortechnics.com measuring technology Sensus Metering Systems GmbH Heat meters www.sensusesaap.com consumption measurement Techem AG Heat cost allocators www.techem.de Energy services Vaillant Germany GmbH & Co. KG heating Technology www.vaillant.de solar systems Max Weishaupt GmbH burner www.weishaupt.de buffer memory Wilmers Messtechnik GmbH radiation sensor www.wilmers.biz measuring technology Wilo AG pump www.wilo.de building automation Zila Electronics GmbH CO2 sensor www.zila.de measuring technology

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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Claims (27)

Modularer Echtzeit-Energieanzeiger (1), umfassend mehr als ein Modul: jedes Modul ist geeignet zur Echtzeit-Erfassung des Energieinhalts mindestens eines gleichartigen Energieträgers; geeignet zur Echtzeit-Berechnung von Daten auf Basis dieses erfassten Energieinhalts mindestens eines Energieträgers; geeignet zur gleichzeitigen Echtzeit-Ausgabe dieser in Echtzeit berechneten Daten von mehr als einem Modul.Modular real-time energy indicator ( 1 ), comprising more than one module: each module is suitable for real-time detection of the energy content of at least one similar energy carrier; suitable for the real-time calculation of data based on this detected energy content of at least one energy source; suitable for the simultaneous real-time output of these real-time calculated data from more than one module. Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Echtzeit-Ausgabe unmittelbar in kWh (Energie), und/oder kW bzw W (Leistung) (4, 5, 6, 8) erfolgt und/oder die dieser Ausgabe entsprechenden Kosten angezeigt werden.Modular real-time energy indicator according to claim 1, characterized in that the real-time output directly in kWh (energy), and / or kW or W (power) ( 4 . 5 . 6 . 8th ) and / or the costs corresponding to this edition are displayed. Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Echtzeit-Ausgabe auf Anforderung erfolgt.Modular real-time energy indicator according to a the aforementioned claims, characterized the real time output is on demand. Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein jedes Modul geeignet ist, den Energieinhalt eines weiteren, andersartigen Energieträgers zu erfassen geeignet ist.Modular real-time energy indicator according to a the aforementioned claims, characterized that each module is suitable for the energy content of a suitable to capture another, different type of energy carrier is. Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieträger thermische Energieträger und/oder elektrische Energieträger und/oder chemische Energieträger und/oder mechanische Energieträger und/oder Strahlungsenergie sind. (2) => Anm. in Beschreibung weiter auszuführen und zu beschreibenModular real-time energy indicator according to one of the aforementioned claims, characterized in that the energy carriers are thermal energy carriers and / or electrical energy carriers and / or chemical energy carriers and / or mechanical energy carriers and / or radiation energy. ( 2 ) => Note in description continue to describe and describe Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Echtzeit-Berechnung von Daten Gebäudedaten einfließen. (1, 1.8)Modular real-time energy meter according to one of the preceding claims, characterized in that incorporated into the real-time calculation of data building data. ( 1 , 1.8) Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Echtzeit-Berechnung von Daten Klimadaten einfließen. (1, 1.2, 1.10)Modular real-time energy indicator according to one of the preceding claims, characterized in that the real-time calculation of data includes climate data. ( 1 , 1.2, 1.10) Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Echtzeit-Berechnung von Daten Nutzerdaten einfließen. (1, 1.9)Modular real-time energy meter according to one of the preceding claims, characterized in that user data is included in the real-time calculation of data. ( 1 , 1.9) Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Daten in einem Speicher abgelegt werden können. (1, 1.13)Modular real-time energy indicator according to one of the preceding claims, characterized in that all data can be stored in a memory. ( 1 , 1.13) Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Speicher Zieldaten und/oder Referenzwerte eingebbar sind. (1 1.1)Modular real-time energy indicator according to one of the aforementioned claims, characterized in that target data and / or reference values can be entered into the memory. ( 1 1.1) Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Referenzwerte den Energieverbrauch des letzten Jahres repräsentieren und/oder den durchschnittlichen Verbrauch vergleichbarer Einheiten und/oder einem durch den Nutzer selbst vorgegebenen Wert entsprechen. (1, 1.5)Modular real-time energy indicator according to Claim 10, characterized in that reference values represent the energy consumption of the last year and / or correspond to the average consumption of comparable units and / or to a value predetermined by the user himself. ( 1 , 1.5) Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Echtzeit-Berechnung von Daten derart erfolgt, daß im selben Energienzeiger die in Echtzeit berechneten Daten von mehr als einem Energieträger in Echtzeit angezeigt werden können. (1, 1.11)Modular real-time energy meter according to one of the preceding claims, characterized in that the real-time calculation of data takes place in such a way that the data calculated in real time by more than one energy source can be displayed in real time in the same energy pointer. ( 1 , 1.11) Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Berechnung Daten einfließen, welche die Endenergie und/oder Nutzenergie und/oder Energieverluste repräsentieren. (1, 1.2)Modular real-time energy indicator according to one of the preceding claims, characterized in that the calculation includes data representing the final energy and / or useful energy and / or energy losses. ( 1 , 1.2) Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Echtzeit-Berechnung von Daten derart erfolgt, daß im selben Energienzeiger auf Basis der in Echtzeit berechneten Daten die Gesamteffizienz eines Erfassungsbereichs mindestens eines einzigen Energieträgers in Echtzeit angezeigt werden kann. (1, 11)Modular real-time energy meter according to one of the preceding claims, characterized in that the real-time calculation of data takes place in such a way that the total efficiency of a detection range of at least one single energy carrier can be displayed in real time in the same energy pointer on the basis of the data calculated in real time. ( 1 , 11) Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten an eine externe Erfassungsstelle übermittelt werden kann. (1, 1.6)Modular real-time energy indicator according to one of the preceding claims, characterized in that the data can be transmitted to an external detection point. ( 1 , 1.6) Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe dieser an eine externe Erfassungsstelle übermittelten Daten eine Wärmekostenabrechnung und/oder verbrauchsabhängige Abrechnung erfolgen kann. (1, 1.6)Modular real-time energy indicator according to one of the aforementioned claims, characterized in that a heat cost interruption is provided by means of this data transmitted to an external detection point tion and / or consumption-based billing. ( 1 , 1.6) Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe dieser an eine externe Erfassungsstelle übermittelten Daten eine Energieeffizienzermittlung und/oder energetische Optimierung erfolgen kann. (1, 1.6)Modular real-time energy indicator according to one of the aforementioned claims, characterized in that an energy efficiency determination and / or energy optimization can be carried out with the aid of this data transmitted to an external detection point. ( 1 , 1.6) Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe dieser an eine externe Erfassungsstelle übermittelten Daten die Energiezufuhr beeinflußt werden kann. (1, 1.3)Modular real-time energy indicator according to one of the preceding claims, characterized in that the energy supply can be influenced with the aid of this data transmitted to an external detection point. ( 1 , 1.3) Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe dieser an eine externe Erfassungsstelle übermittelten Daten ein Echtzeit-Energieausweis erstellt werden kann.Modular real-time energy indicator according to a the aforementioned claims, characterized that with the help of these transmitted to an external collection point Data a real-time energy certificate can be created. Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Echtzeit berechneten Daten den tatsächlichen absoluten Werten entsprechen und/oder klimabereinigt sind. (4, 5, 6)Modular real-time energy indicator according to one of the preceding claims, characterized in that the data calculated in real time correspond to the actual absolute values and / or are climate-adjusted. ( 4 . 5 . 6 ) Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Echtzeit berechneten Daten zu einem Vergleich mit den Daten eines Energiewirtschaftsplans dienen.Modular real-time energy indicator according to a the aforementioned claims, characterized that the data calculated in real time for a comparison to serve with the data of an energy business plan. Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Basis der in Echtzeit berechneten Daten eine Verbrauchsprognose ermittelt wird. (5, 6)Modular real-time energy meter according to one of the preceding claims, characterized in that a consumption forecast is determined on the basis of the data calculated in real time. ( 5 . 6 ) Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbrauchsprognose eigens eingegebene Zielwerte einfließen. (1, 1.5)Modular real-time energy indicator according to claim 22, characterized in that incorporated into the consumption forecast specifically entered target values. ( 1 , 1.5) Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Basis der in Echtzeit berechneten Daten eine Gesamtanlageneffizienz ermittelt wird.Modular real-time energy indicator according to a the aforementioned claims, characterized that on the basis of the data calculated in real time a Overall system efficiency is determined. Modularer Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Echtzeit berechneten Daten zur Regelung des Energieverbrauchs genutzt werden. (1, 1.3)Modular real-time energy indicator according to one of the preceding claims, characterized in that the data calculated in real time are used to regulate the energy consumption. ( 1 , 1.3) Hausinstallation umfassend einen modularen Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche.House installation comprising a modular real-time energy indicator according to any one of the preceding claims. Gebäude und/oder Wohneinheit, umfassend einen modularen Echtzeit-Energieanzeiger gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche.Building and / or housing unit, comprising a modular real-time energy indicator according to one of aforementioned claims.
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