Künstliche Intelligenz regelt Heizungsanlagen effizienter

Klimaneutralität im Gebäudesektor ist für die Baugenossenschaft dhu eG das Gebot der Stunde. Um bestehende Heizungsanlagen zu optimieren und deren Verbräuche so weit wie möglich zu senken, ohne, dass es zu Komforteinschränkungen kommt, statteten die Hamburger in den letzten Jahren verschiedene Wohnanlagen mit digitalen Anschlüssen aus. Unterstützt wurde die dhu dabei vom Kompetenzzentrum Energieeffizienz durch Digitalisierung (KEDi), einem Projekt der Deutschen Energie-Agentur (dena). Das KEDi unterstützt kleinere Unternehmen und die Gebäudewirtschaft dabei, Energieeffizienz-Potenziale durch Digitalisierung zu heben.

Auch wenn der Neubau mit dem Energiestandard KfW 70 im Vergleich zum Referenzgebäude nach dem Gebäudeenergiegesetz einen deutlich geringeren und damit verbesserten Heizenergieverbrauch aufweist, möchte die dhu testen, inwieweit durch die ganzheitliche digitale Analyse und Optimierung auch der Energieverbrauch eines Neubaus weiter gesenkt werden kann.

Ausgangszustand: Neubau mit Fernwärmeanlage ohne intelligente Steuerung

Bei dem Objekt handelt es sich um einen Neubau mit KfW 70-Standard. Das Mehrfamilienhaus mit 18 Wohnungen wurde 2018 gebaut, 2019 bezogen und bezieht Fernwärme über den Versorger Hamburger Energiewerke. Die Heizungsanlage besteht aus zwei separat steuerbaren Reglern, einen für die Heizung und einen für die Trinkwarmwasserzubereitung. Diese beiden Regler sind teil-digitalisiert, jedoch nicht ganzheitlich verbunden. Durch den Energiestandard KfW 70 verbraucht das Gebäude bereits rund 30 % weniger Energie, als es das Referenzgebäude nach dem Gebäudeenergiegesetz vorschreibt.

Maßnahmen: Ergänzung von Sensoren und Analyse mithilfe von Software

Für die Umsetzung der intelligenten Heizungssteuerung arbeitet die dhu mit Green Fusion zusammen. Zunächst richtete Green Fusion die Schnittstelle ein und installierte das Gateway-Gerät im Keller, sodass die Daten in der Unternehmens-Cloud zusammengeführt werden können.

Bei der Fernwärmeanlage installierte Green Fusion eine Reihe von Anlegefühlern und Sensoren. Neben den Daten, die die Fühler und Sensoren erheben, werden auch die Daten aus den Wärmemengenzählern in die Software von Green Fusion übermittelt.

Dank der installierten Technik ist seit 2023 eine umfassende Analyse, Optimierung und Steuerung des Anlagenbetriebs möglich. Dazu gehören die Anpassung der Heizkennlinie, die Optimierung der Warmwasserbereitung sowie die Feinjustierung von Hysterese und Speicher-Solltemperatur.

Herausforderung: Getrennte Regelung für Heizkreis
und Trinkwarmwasser

Eine der Herausforderungen war die getrennte Regelung für Heizkreis und Trinkwarmwasserbereitung. Beide Regler mussten aufgeschaltet und das Zusammenspiel für einen energetisch optimierten Anlagenbetrieb ganzheitlich analysiert und gesteuert werden.

Dazu kam aufgrund der baulichen Beschaffenheit des Hauses ein sehr schlechter Mobilfunkempfang im Keller, womit sich die Suche für einen geeigneten Antennenplatz als schwierig herausstellte.

Wichtig ist es, sich vor der Digitalisierung des Heizungskellers Gedanken darüber zu machen, welche genauen Ziele man erreichen möchte, wo aber auch Grenzen liegen können. Eine enge Abstimmung mit Dienstleistenden wie hier Green Fusion ist von großer Bedeutung.

Vorteile und Ergebnis: 8 %Einsparungen möglich

Durch den Einsatz der Technologie erhofft sich die dhu Energieeinsparungen und damit einhergehend die Einsparung von CO₂. Die voraussichtlichen Einsparungen betragen rund 8 %, das entspricht etwa 5.000 kWh. Die realen Einsparungen werden von der jährlichen Heizkostenabrechnung noch bestätigt. Die Anlage ist nun vollständig digitalisiert und wird in einem von Green Fusion bereitgestellten Dashboard in der Cloud abgebildet. Dadurch sind die Betriebsdaten online einsehbar, und es besteht die Möglichkeit, nicht nur ein Monitoring durchzuführen, sondern auch die Anlage per Fernsteuerung zu betreiben. Zusätzlich können bei Auffälligkeiten automatische Alarmmeldungen ausgelöst werden.

18 % Einsparpotenzial im Bestandsgebäude

Neben der Heizungsoptimierung im Neubau hat die dhu im Jahr 2023 auch im älteren Gebäudebestand Heizungsanlagen erfolgreich optimiert. Green Fusion ermittelt in der Wohnanlage welche Optimierungen gemacht werden können, die dhu setzt diese dann manuell vor Ort um. Durch die minimalinvasive Digitalisierung einer bestehenden, vollständig analogen Gasheizung können hier – ohne zusätzliche Sanierungsmaßnahmen – voraussichtlich 18 % Energieeinsparung erreicht werden.