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Bauen & Wohnen
02.09.2022

Heizenergie sparen dank selbstlernendem Algorithmus

Der Wechsel von den herkömmlichen Heizkörper-Thermostatfühlern zu den Smartthermostaten «Danfoss Ally» ist einfach und in wenigen Sekunden möglich. Bild: EMPA
Mit den steigenden Energiepreisen werden im kommenden Winter unweigerlich auch die Heizkosten steigen. Um diese abzufedern, werden Lösungen benötigt, mit denen sich Gebäude effizienter betreiben lassen. Das Empa-Spin-off «viboo» hat dazu einen Algorithmus entwickelt, mit dem man auch ältere Gebäude auf einfachem Weg mit rund einem Viertel weniger Energie betreiben kann.

Ein Thermostat, der das Raumklima vorausschauend regelt und dadurch die Energieeffizienz und den Komfort verbessert – diese Idee kam den Forschern Felix Bünning und Benjamin Huber im Laufe ihrer Arbeit im «Urban Energy Systems Lab» der Empa.

Idealer Energieaufwand eines Gebäudes

Die beiden entwickelten gemäss Mitteilung einen Regelalgorithmus, der basierend auf Wetter- und Gebäudedaten mehrere Stunden im Voraus den idealen Energieaufwand eines Gebäudes berechnen kann. Die ersten Experimente im NEST, dem Forschungs- und Innovationsgebäude von Empa und Eawag, zeigten, dass mit diesem Ansatz rund ein Viertel der Energie eingespart werden kann.

Spin-off "viboo"

Im März 2022 gründeten die beiden Forscher zusammen mit Matthias Sulzer, Senior Researcher an der Empa, offiziell das Spin-off «viboo», um die Lösung auf den Markt zu bringen. Um den Markteintritt zu erleichtern, muss der Algorithmus allerdings noch einigen weiteren Praxistests standhalten, so die Mitteilung weiter.

«Wir zielen darauf ab, unsere Lösung in ältere Gebäuden zu integrieren, in denen es kein Gebäudeleitsystem gibt», erklärt Benjamin Huber. Aus diesem Grund haben sich die beiden Jungunternehmer dazu entschieden, ihren Algorithmus nach den erfolgreichen Tests im modernen NEST noch weiter auf die Probe zu stellen. Dazu brauchten sie ein geeignetes «älteres» Versuchsobjekt und ein Partnerunternehmen, das smarte Thermostate im Portfolio führt.

Ideale Versuchsobjekte

Ersteres stellte die Empa-Direktion zur Verfügung: das Verwaltungsgebäude, das in den 1960er-Jahren gebaut und 2009 renoviert wurde und damit ein ideales Versuchsobjekt darstellte. Auch beim Partnerunternehmen wurde man fündig. «Mit Danfoss konnten wir einen internationalen Hersteller für das Projekt gewinnen, dessen smarte Heizkörper-Thermostate bereits eine geeignete Schnittstelle besassen. Über diese können die vom viboo-Algorithmus berechneten Stellwerte aus der Cloud an die Hardware übermittelt werden», erklärt Huber. 

150 Thermostate ausgewechselt

Im ersten Schritt wechselte das Team die 150 bestehenden analogen Thermostate im Empa-Gebäude durch die smarte Lösung von Danfoss, dem «Danfoss Ally», aus. Danach wurde die Hardware mit der Danfoss Cloud verbunden. Um die Stellwerte für die smarten Thermostaten zu erhalten, kommunizierte die Danfoss Cloud wiederum mit der viboo Cloud, auf der der selbstlernende Algorithmus lief. Damit war das Setup bereit für den Feldversuch. 

Die neuen Thermostate regelten das Raumklima von Weihnachten 2021 bis Ende März 2022. Um einen Vergleich ziehen zu können, wurden die Betriebsmodi regelmässig gewechselt. Am Ende des Versuchs wurden zudem die Nutzerinnen und Nutzer dazu befragt. 

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Zürioberland24