EMS-Software

EMS-Software identifiziert Einsparmöglichkeiten – Großes Vorbild: Boehringer Ingelheim startet Pilotprojekt

Das verwendete EMS-Programm von SAUTER visualisiert die Energieströme und zeigt auf, wo der Verbrauch am größten ist. Beim Pilotprojekt in Ingelheim wurden 120 Zählwerte und diverse Temperatur- und Feuchtewerten bis hin zu Luftvolumenströmen aus einem Pool von 5000 Datenpunkten ausgewertet. Dadurch konnte ermittelt werden, dass ein Großteil des Energiebedarfs zur Luftaufbereitung in den Laboren anfällt und damit die Einsparmöglichkeiten in diesem Bereich am größten sind. Die Auswertung der Daten lieferte jedoch auch überraschende Ergebnisse: Beispielsweise zeigte sich, dass durch das Nutzerverhalten ein weitaus größeres Einsparpotential realisierbar ist als zu erwarten war. Als Konsequenz wurde ein Einsparprojekt ins Leben gerufen, wodurch das Unternehmen seinen ehrgeizigen Zielen bereits ein ganzes Stück näher gekommen ist.

Den Energieverbrauch pro Raum zu ermitteln ist heute eine einfache Sache, den Bedarf an Energie pro geförderten Kubikmeter Luft darzustellen, ist hingegen eine Herausforderung, die nur mittels optimaler Softwarelösungen möglich ist. Die EMS-Software von SAUTER erfasst dafür zunächst die Energiemengen pro Lüftungsanlage und berechnet die Energiekosten pro Kubikmeter transportierter Luft. Dank Volumenstrommessungen an jeder Verbraucherstelle ist bekannt, wie viel Luft pro Stunde in jeden einzelnen Raum eingeblasen wird. Auf dieser Basis lassen sich die Energiekosten pro Nutzer beziehungsweise pro Raum berechnen und nach dem Verursacherprinzip darstellen.

Bis 1998 waren die Laborräume bei Boehringer Ingelheim dezentral geregelt. Mittels eines Gebäudemanagement-Systems wurde dann erstmals eine übergeordnete Gebäudeleittechnik eingeführt. Das System war zunächst jedoch einzig auf Funktionalität und eine zentrale Bedienbarkeit ausgelegt, Energieeinsparungen standen noch nicht im Fokus. Ab 2007 nutzte man schließlich die Möglichkeit, durch die Gebäudeautomation von SAUTER Einsparpotentiale aufzudecken und den Energieverbrauch zu optimieren: So wurden über die Jahre Datenpunkte gesammelt, auf deren Basis beispielsweise Temperatur- und Feuchtewerte sowie Luftvolumenströme ausgewertet werden konnten. Damit war die Voraussetzung für die Installation eines Energie-Management-Systems geschaffen.

Für die Analyse wurden unter anderem die Werte von Temperatur-, Druck- und Feuchtesensoren mit der Gebäudeleittechnik visualisiert und problemlos an EMS übermittelt. Als Vorteil hat sich zudem erwiesen, dass durch die Installation der Gebäude- und Laborautomation eine hohe Automationsdichte an Mess- und Regelanlagen bestand, sodass etwa zwei Drittel aller neu einzurichtenden Zähler als virtuelle Version ausgeführt werden konnten, was die Investitionskosten deutlich verringerte.

Benchmarks selber festlegen und via Diagrammen kontrollieren

«Mit der EMS-Software stellen wir ein Werkzeug zur Verfügung, dass Energieflüsse und -verbräuche transparent macht», erklärt Alfred Streit, Projektleiter von SAUTER. Danach ist es dem Auftraggeber überlassen, wie und wo er den Energieverbrauch minimiert. Außerdem ermöglichen es die Tools dem versierten Anlagenbetreuer, beliebige Werte und zahlreiche Funktionen durch den Nutzer nachzuprogrammieren. So wurde bei Boehringer Ingelheim beispielsweise festgelegt, die Energie pro Kubikmeter zu visualisieren, genauso kann der Bedarf für Räume, Abteilungen und Gebäude angezeigt werden. Die Zählerstände können zu täglichen, wöchentlichen, monatlichen und jährlichen Verbrauchswerten aggregiert werden. Über schematische Darstellungen lassen sich die Daten vergleichen und Schwachpunkte genau identifizieren. Ferner können zusätzliche Grenzwerte parametriert werden, um neue Vergleiche zu ermöglichen. So lassen sich auch Benchmarks festsetzen, anhand derer der Verlauf beziehungsweise der Fortschritt der Energieoptimierung bewertet werden kann.

Dadurch besteht zudem die Möglichkeit, eine Kontrollfunktion einzurichten. «Wenn der Energieverbrauch an einer Anlage drastisch abfällt oder konstant niedrig ist, kann das ein Anzeichen für Funktionsstörungen sein», erklärt Klaus Roos, Mitarbeiter der Ingenieurtechnik bei Boehringer Ingelheim. Damit ist ebenso eine energetische Überwachung von Systemen und deren Wirkungsgrad möglich.

Erste Optimierungseingriffe durchgeführt

Die EMS-Analyse bei Boehringer Ingelheim ergab, dass ein Großteil des Energiebedarfs der RLT-Anlage im Laborbereich anfällt. Das Ergebnis konnte sogar noch genauer bestimmt werden, wie Roos erklärt: «Wir konnten herausfinden, dass die meiste Energie speziell zur Luftbefeuchtung verbraucht wird.» Daraufhin wurden konkrete Maßnahmen ergriffen, um die Anlagentechnik weiter zu optimieren. Da die Belüftung der Räume über ein zentrales Klimagerät erfolgt, kommen hier Volumenstromregler mit aktivem Stellungsmeldungssignal zum Einsatz. «Um den Anlagenbetrieb zu optimieren, mussten wir herausfinden, welche Volumenstromregler am ungünstigsten arbeiten, wo also am meisten Druck vernichtet wird», erklärt Sven Pohlmann, ebenfalls Mitarbeiter der Ingenieurtechnik in Ingelheim. An der Gesamtanlage wurde dann ein niedrigerer Druck eingestellt, was den Energieverbrauch erheblich verringert. Dazu haben SAUTER und die Ingenieurtechnik Ingelheim gemeinsam eine Applikation entwickelt, welche regelt, dass nur so viel Druck wie nötig im Kanalsystem entsteht. Auf diese Weise lässt sich der Energieverbrauch erheblich verringern.

Dank der Visualisierung kann die Effizienz solcher Maßnahmen unmittelbar eingesehen werden – vom Zeitpunkt des ersten Optimierungseingriffs an. Über den in EMS integrierten Formeleditor lässt sich die Energieeinsparung direkt in die daraus folgende Kosteneinsparung umrechnen, sodass für den Betreiber die Möglichkeit der sofortigen Erfolgskontrolle besteht. Die Analyse durch EMS kam jedoch auch zu überraschenden Ergebnissen. «Wir waren davon ausgegangen, dass neben der Lüftungstechnik viel Energie für die Beleuchtung anfällt», so Pohlmann. Doch das Programm zeigte, dass lediglich acht Prozent des Gesamtenergiebedarfs auf diesen Bereich entfällt. Stattdessen stellte sich heraus: Im Laborgebäude ist der Energieverbrauch durch die Nutzer höher als der Anteil, der durch die allgemeine Gebäudetechnik verbraucht wird. In den Bürokomplexen hingegen ist das Verhältnis umgekehrt. Durch Workshops und Aufklärungskampagnen wird nun versucht, das Nutzerverhalten im Hinblick auf einen sinnvollen Energieverbrauch zu beeinflussen.

Integrierte Reporting-Funktion nach EnEV

Da nach der Energieeinsparverordnung (EnEV 2009) eine energetische Inspektion in einem zeitlichen Abstand von zehn Jahren durchgeführt werden muss, kommt dem Betreiber das in die EMS-Software integrierte Reporting zu Gute. Die EnEV legt fest, dass bei Neubauten sowie bei energetischen Sanierungen öffentlicher Gebäude die Energiekennwerte dokumentiert werden müssen. Wer hierzu keine Zahl vorzeigen kann, riskiert hohe Geldstrafen. Daher werden für derartige Datenerhebungen oft externe Firmen beauftragt, was jedoch zusätzliche Kosten verursacht. «Aus diesem Grund haben wir zusammen mit den Mitarbeitern der Ingenieurtechnik Ingelheim eine Applikation entwickelt, welche die geforderte Dokumentation automatisch vornimmt», erklärt Streit. Damit wurde eine Art Inspektionstool geschaffen.

Weitere Projekte geplant

Aufgrund der Erfahrungen aus dem Pilotprojekt am Standort Ingelheim plant die Ingenieurtechnik, das EMS-Programm auch für weitere Gebäude einzurichten. So beispielsweise für den Anbau eines neuen Chemie-Laborgebäudes. Zudem sind weitere Optimierungskonzepte geplant: Als nächstes Projekt soll das so genannte Behaglichkeitsfeld mit den Prozessvorgaben und energetischen Optimierungen in Einklang gebracht werden: Ziel ist es, im trockenen, kalten Winter eine wohlige Wärme bei einer Luftfeuchtigkeit von mindestens 30 Prozent statischer Feuchte zu garantieren. In den warmen und feuchten Sommermonaten hingegen werden eine angenehme Kühle und eine etwas geringere Luftfeuchtigkeit hergestellt.