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News zum Thema Gebäudeautomation

Moderne Gebäudeautomation – Wetterprognosedaten steuern Heizung und Kühlung

Feb162017Ben Althaus

Die «European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites» – EUMETSAT – ist eine zwischenstaatliche Organisation mit Sitz in Darmstadt, die Satelliten zur Wetter- und Klimabeobachtung entwickelt und betreibt. Im neu gebauten «East Building» der Organisation befinden sich thermoaktive Bauteilsysteme, die zur Regulierung der Temperatur im Gebäude genutzt werden. Der im Erdgeschoss des Gebäudes liegende Speisesaal ist mit einer Fußbodentemperierung ausgestattet, die in den Stockwerken 1 bis 3 befindlichen Büroräume werden unter anderem mit Hilfe von thermoaktiven Decken geheizt bzw. gekühlt. Zukünftig sollen dabei Wetterprognosedaten für eine prädiktive Steuerung und Regelung zum Einsatz kommen, um für eine energieeffiziente Klimatisierung des Bürogebäudes und ein Wohlfühlklima zu sorgen. 

 
 

Die Lösung

Die Betonkerntemperierung (BKT) wird sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen eines Raumes genutzt. Im Heizfall wird die Temperatur des Wassers höher gewählt als die Raumtemperatur, im Kühlfall entziehen die thermoaktiven Bauteilsysteme dem Raum Wärme. Aktuell erfolgt die Steuerung dieser Bauteilsysteme so, dass jedes Datum tabellarisch einer Jahreszeit zugeordnet wird. Diese Jahreszeit legt den Betriebsmodus der BKT fest. Je nach Jahreszeit gelten unterschiedliche, außentemperaturabhängige Freigabebedingungen für den Heiz- oder Kühlfall. Dazu wird die Außentemperatur gemessen und aus einem 15-minütigen Intervall ein 24h-gleitender Mittelwert gebildet. Diese Mittelung wird für die Bestimmung des Vorlauftemperatursollwertes im eingeschalteten Fall verwendet. Hierzu sind Heiz- und Kühlkurven hinterlegt.

Um die thermische Trägheit dieser Bauteile besser berücksichtigen zu können, sollen Möglichkeiten gefunden werden, die Vorhersagedaten der Wetterstation vorausschauend in den Steuer- bzw. Regelprozess mit einfließen zu lassen.    

Fazit

Bei Eumetsat ist die Wetterprognosestation (WS-K) der HKW Elektronik GmbH in die Regelung integriert. Diese Station empfängt mittels Langwellensender Prognosedaten mit einem Forecast von 4 Tagen. Mit diesen gewonnen Informationen werden sowohl die Sollwerte bei der Regelung der Vorlauftemperatur angepasst als auch der Freigabemodus für die Heizung und Kühlung der BKT ausgewählt. 

Eine weitere gewonnene Erkenntnis ist, dass die Prognosewerte für Minimal- und Maximaltemperaturen gewichtet verrechnet anstatt gemittelt werden. Durch dieses präzisere Verfahren kann auf unterschiedlich schnell reagierende Gebäude eingegangen werden.

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