BMS-Update: -60 % Energiekosten
- Land UK, Maidenhead
- Baujahr 2023
- LOXONE Partner Thames Valley Automation
Herausforderung
Der Kunde besaß ein veraltetes und fehleranfälliges SeaChange-Gebäudeleitsystem (BMS), für das er nur schwer Support erhielt. Zusätzlich waren seine Energiekosten extrem hoch, was vermutlich hauptsächlich auf seine Erdwärmepumpe zurückzuführen war.
Die Anforderungen des Kunden:
• Modernisierung des BMS auf ein benutzerfreundliches und wartungsfreundliches System mit einer Schnittstelle zur Überwachung der Systemvorgänge.
• Installation von Energiezählern zur Ermittlung des unkontrollierten Stromverbrauchs.
• Prüfung von Möglichkeiten zur Senkung der Energiekosten.
Die Anforderungen des Kunden:
• Modernisierung des BMS auf ein benutzerfreundliches und wartungsfreundliches System mit einer Schnittstelle zur Überwachung der Systemvorgänge.
• Installation von Energiezählern zur Ermittlung des unkontrollierten Stromverbrauchs.
• Prüfung von Möglichkeiten zur Senkung der Energiekosten.
Lösung
Wir begannen mit der Aufteilung des Projekts in zwei Bereiche: die Modernisierung des Gebäudeleitsystems (BMS) und die Energiemessung. Mit der richtigen Steuerung der Heizung und korrekten Energiedaten können wir mithilfe von Loxone die Betriebsweise iterativ optimieren und so die Leistung verbessern.
Das BMS:
Das ursprüngliche BMS-System bestand aus vorgefertigten Modulen zur Steuerung verschiedener Aspekte eines Heizsystems, z. B. Module für die Sekundärpumpe, den Heizkessel, die Sekundärkreisläufe usw. Diese Module waren auf mehrere Standorte verteilt: Im Hauptheizraum befanden sich Module zur Steuerung der Wärmepumpe, des Heizkessels sowie der Primärkreislaufpumpen und Mischventile. Zusätzlich gab es Sekundärverteiler zur Steuerung der Zonenventile an den Verteilern.
Wir analysierten das System, um die benötigten Ein- und Ausgänge zu ermitteln und darauf aufbauend die Kosten für die Steuerungshardware zu kalkulieren. Wir haben Folgendes festgestellt:
Hauptanlagenraum:
• 10 zu steuernde Pumpen
• 3 zu steuernde Mischventile
• Steuerung für Heizung und Kühlung der Wärmepumpe
• Kesselsteuerung
• Vorhandene 10K3A1-Temperaturfühler an allen Vor- und Rücklaufleitungen
Heizverteiler:
• Stellantriebe für Hauptventile
• 10K3A1-Temperaturfühler in Wänden und Böden für Raumheizung und Überhitzungsschutz
Darauf aufbauend planten wir ein Loxone-Upgrade, wobei wir so viel wie möglich von der Originalhardware wiederverwendeten. Die Hauptverteilung erhielt einen Miniserver, eine Relais-Erweiterung, eine Modbus-Erweiterung und Neptronics-Einheiten zur Übertragung der Temperaturfühlermesswerte über Modbus. Die Verteilerfelder erhielten je nach Bedarf eine Relais-Erweiterung, eine Modbus-Erweiterung und Neptronics-Einheiten.
Für die Energiemessung verwendeten wir WLAN-Modbus-Zähler, da die verschiedenen Sicherungskästen weit verstreut waren und keine vorhandenen Kabel zur Verfügung standen.
Die Ergebnisse:
Die Wärmepumpe war für den Großteil des Stromverbrauchs des Hauses verantwortlich, da sie den Großteil des Tages mit niedrigen Temperaturen lief. Die Wärmepumpe selbst schien recht effizient zu sein, allerdings waren im Heizsystem viele verschiedene Pumpen im Einsatz, die meisten davon mit einer Leistung von über 1 kW. Im Durchschnitt liefen etwa neun Pumpen den Großteil des Tages.
Die Lösung: Da das Haus beheizt werden musste, schien uns auf den ersten Blick nicht viel anderes übrig zu bleiben als eine umfangreiche und kostspielige Modernisierung des Heizsystems, um die Anzahl der Pumpen und die Komplexität zu reduzieren. Der Kunde nutzte jedoch einen Niedrigtarif (Intelligent Octopus Go) mit einem Preis von 7 Pence für mehrere Stunden in der Nacht. Das Haus war zudem sehr gut isoliert. Daher beschlossen wir, testweise die Wärmepumpe nicht den ganzen Tag laufen zu lassen.
Stattdessen stellten wir die Raumtemperatur (ohne Schlafzimmer) auf 21 °C tagsüber ein, nutzten aber die Logik von Loxone, um das Haus während der günstigeren Zeiten gezielt um 2,5 °C zu überheizen. Theoretisch sollte die Wärmepumpe dadurch in den günstigen Stunden deutlich auf Touren kommen und tagsüber nur noch nachheizen müssen.
Das Ergebnis: Es funktionierte besser als erwartet. Fast der gesamte Energieverbrauch der Wärmepumpe wurde in den günstigeren Tarif verlagert, und an allen Tagen des Jahres, außer den kältesten, blieb die Temperatur im Haus tagsüber über 21 °C. Die Folge: Die monatliche Stromrechnung des Kunden im Winter sank um 60 % von knapp 1.200 £, und das neue Gebäudeleitsystem amortisierte sich innerhalb von drei Wintern.
Das BMS:
Das ursprüngliche BMS-System bestand aus vorgefertigten Modulen zur Steuerung verschiedener Aspekte eines Heizsystems, z. B. Module für die Sekundärpumpe, den Heizkessel, die Sekundärkreisläufe usw. Diese Module waren auf mehrere Standorte verteilt: Im Hauptheizraum befanden sich Module zur Steuerung der Wärmepumpe, des Heizkessels sowie der Primärkreislaufpumpen und Mischventile. Zusätzlich gab es Sekundärverteiler zur Steuerung der Zonenventile an den Verteilern.
Wir analysierten das System, um die benötigten Ein- und Ausgänge zu ermitteln und darauf aufbauend die Kosten für die Steuerungshardware zu kalkulieren. Wir haben Folgendes festgestellt:
Hauptanlagenraum:
• 10 zu steuernde Pumpen
• 3 zu steuernde Mischventile
• Steuerung für Heizung und Kühlung der Wärmepumpe
• Kesselsteuerung
• Vorhandene 10K3A1-Temperaturfühler an allen Vor- und Rücklaufleitungen
Heizverteiler:
• Stellantriebe für Hauptventile
• 10K3A1-Temperaturfühler in Wänden und Böden für Raumheizung und Überhitzungsschutz
Darauf aufbauend planten wir ein Loxone-Upgrade, wobei wir so viel wie möglich von der Originalhardware wiederverwendeten. Die Hauptverteilung erhielt einen Miniserver, eine Relais-Erweiterung, eine Modbus-Erweiterung und Neptronics-Einheiten zur Übertragung der Temperaturfühlermesswerte über Modbus. Die Verteilerfelder erhielten je nach Bedarf eine Relais-Erweiterung, eine Modbus-Erweiterung und Neptronics-Einheiten.
Für die Energiemessung verwendeten wir WLAN-Modbus-Zähler, da die verschiedenen Sicherungskästen weit verstreut waren und keine vorhandenen Kabel zur Verfügung standen.
Die Ergebnisse:
Die Wärmepumpe war für den Großteil des Stromverbrauchs des Hauses verantwortlich, da sie den Großteil des Tages mit niedrigen Temperaturen lief. Die Wärmepumpe selbst schien recht effizient zu sein, allerdings waren im Heizsystem viele verschiedene Pumpen im Einsatz, die meisten davon mit einer Leistung von über 1 kW. Im Durchschnitt liefen etwa neun Pumpen den Großteil des Tages.
Die Lösung: Da das Haus beheizt werden musste, schien uns auf den ersten Blick nicht viel anderes übrig zu bleiben als eine umfangreiche und kostspielige Modernisierung des Heizsystems, um die Anzahl der Pumpen und die Komplexität zu reduzieren. Der Kunde nutzte jedoch einen Niedrigtarif (Intelligent Octopus Go) mit einem Preis von 7 Pence für mehrere Stunden in der Nacht. Das Haus war zudem sehr gut isoliert. Daher beschlossen wir, testweise die Wärmepumpe nicht den ganzen Tag laufen zu lassen.
Stattdessen stellten wir die Raumtemperatur (ohne Schlafzimmer) auf 21 °C tagsüber ein, nutzten aber die Logik von Loxone, um das Haus während der günstigeren Zeiten gezielt um 2,5 °C zu überheizen. Theoretisch sollte die Wärmepumpe dadurch in den günstigen Stunden deutlich auf Touren kommen und tagsüber nur noch nachheizen müssen.
Das Ergebnis: Es funktionierte besser als erwartet. Fast der gesamte Energieverbrauch der Wärmepumpe wurde in den günstigeren Tarif verlagert, und an allen Tagen des Jahres, außer den kältesten, blieb die Temperatur im Haus tagsüber über 21 °C. Die Folge: Die monatliche Stromrechnung des Kunden im Winter sank um 60 % von knapp 1.200 £, und das neue Gebäudeleitsystem amortisierte sich innerhalb von drei Wintern.
Produkte
- Miniserver · 100335
- Relay Extension · 100038
- Modbus Extension · 100124