ENERGIEEFFIZIENZANALYSE EINER TECHNISCHEN ANLAGE AUS SIMULATION UND VERBRAUCH

Abstract

 Um ein computerimplementiertes Verfahren zur Überwachung und Analyse eines energieeffizienten Betriebs einer technischen Anlage derart weiter zu verbessern, dass in einfacher, flexibler und sicherer Weise erkannt werden kann, ob die technische Anlage energieeffizient arbeitet, wird vorgeschlagen, Ist-Werte eines technischen Parameters mit durch Simulation ermittelten Soll-Werten des technischen Parameters der technischen Anlage zu vergleichen, einen Differenzwert zu ermitteln sowie den Differenzwert auf einer Anzeigeeinheit der technischen Anlage anzuzeigen oder abzuspeichern.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zur Überwachung und Analyse eines energieeffizienten Betriebs einer technischen Anlage, insbesondere einer gebäudetechnischen und/oder produktionstechnischen Anlage. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Überwachung und Analyse eines energieeffizienten Betriebs einer technischen Anlage, insbesondere einer gebäudetechnischen und/oder produktionstechnischen Anlage. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit einem computerlesbaren Speichermedium sowie ein computerlesbares Speichermedium, auf welchem ein Programm gespeichert ist, das einem Computer ermöglicht, nachdem es in den Speicher geladen worden ist, ein Verfahren zur Überwachung und Analyse eines energieeffizienten Betriebs der technischen Anlage auszuführen.

[0002] Unter einer technischen Anlage im Sinne der vorliegenden Erfindung werden insbesondere gebäudetechnische Anlagen und produktionstechnische Anlagen verstanden. Unter dem Begriff "gebäudetechnische Anlage" wird im vorliegenden Zusammenhang jede Anlage eines Gebäudes verstanden, die insbesondere in einen der Bereiche Klima-, Kälte-, Licht- und/oder Heiztechnik fällt, sowohl auf der Erzeugerais auch auf der Verbraucherseite. Das heißt, die betreffende technische Anlage ist vorzugsweise zur Regelung der Luftmenge, Temperatur, Luftfeuchte, Beleuchtung und/oder Luftqualität in einem Gebäude oder einem Raum eines Gebäudes, zur Kühlung oder zum Erwärmen ausgebildet. Im Allgemeinen werden derartige gebäudetechnische Anlagen auch unter dem Begriff "technische Gebäudeausrüstung" subsumiert.

[0003] Unter dem Begriff "produktionstechnische Anlage" werden vorliegend alle Anlagen zur Produktion materieller Güter verstanden. Bevorzugt ist das vorliegende, erfindungsgemäße Verfahren bei solchen produktionstechnischen Anlagen einzusetzen, bei denen ebenfalls als Zwischenschritt im Produktionsprozess, Druckluft erzeugt wird, da hier erfahrungsgemäß die entsprechenden Regelprozesse nicht auf eine hohe Energieeffizienz hin ausgelegt sind. Insbesondere handelt es sich im Fall der vorliegenden Erfindung um solche produktionstechnischen Anlagen, die energieerzeugende und/oder energieverbrauchende Einrichtungen umfassen.

[0004] Aufgrund der weltweit schwindenden bzw. sich verteuernden Ressourcen wird in vielen Bereichen gefordert, die Energieeffizienz von technischen Anlagen zu verbessern, das heißt, die entsprechende technische Anlage derart zu betreiben, dass sie das gewünschte Ergebnis mit einem möglichst geringen Energie- bzw. Ressourcenaufwand erreicht.

Stand der Technik

[0005] In der DE 10 2009 038 351 A1 wird ein Verfahren zur automatischen Erkennung und Darstellung des Betriebs von gebäudetechnischen und/oder produktionstechnischen Anlagen im Hinblick auf deren Energieeffizienz beschrieben. Hierfür werden Messungen über einen vorgegebenen Gesamtzeitraum durchgeführt, die ermittelten Messwerte gespeichert und mit fest vorgegebenen Vergleichswerten verglichen. Die Vergleichsergebnisse werden in einer Anzeige dargestellt. Hierdurch können Rückschlüsse über den Betrieb der Anlage im Hinblick auf eine Energieeffizienz gezogen werden.

Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung und Analyse eines energieeffizienten Betriebs einer technischen Anlage möglichst flexibel auszugestalten, wobei in einfacher Weise erkannt werden kann, ob die technische Anlage energieeffizient arbeitet. Des Weiteren ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Verfahren derart weiter zu verbessern, dass die Ursache für einen nicht energieeffizienten Betrieb der technischen Anlage in einfacher Weise ermittelt werden kann.

[0007] Erfindungsgemäß wird hierfür ein computerimplementiertes Verfahren zur Überwachung und Analyse eines energieeffizienten Betriebs einer technischen Anlage, insbesondere gebäudetechnischen und/oder produktionstechnischen Anlage, vorgeschlagen, wobei das computerimplementierte Verfahren zumindest folgende Schritte aufweist:

a) Ermitteln eines Ist-Wertes eines technischen Parameters der Anlage mittels eines technischen Mittels für die Erfassung des Ist-Wertes. Der Ist-Wert wird dabei zu einem vorgegebenen Zeitpunkt während eines Betriebs der Anlage ermittelt; und

b) Durchführen einer Simulation der Anlage mittels einer Recheneinheit zur Ermittlung eines Soll-Wertes des technischen Parameters zu dem vorgegebenen Zeitpunkt, wobei der Soll-Wert dem in Schritt a) ermittelten Ist-Wert zugeordnet ist, das heißt einen Vergleichswert bzw. Soll-Wert darstellt, welcher zum vorgegebenen Zeitpunkt der Ermittlung des Ist-Wertes als Ist-Wert erwartet wird; und

c) Ermitteln eines Differenzwertes zwischen Soll-Wert und Ist-Wert mittels der Recheneinheit. Hierfür wird der in Schritt a) ermittelte Ist-Wert des technischen Parameters mit dem in Schritt b) durch Simulation ermittelten Soll-Wert des technischen Parameters verglichen und die Differenz gebildet; und

d) Anzeigen des Differenzwertes des in Schritt c) ermittelten Differenzwertes auf einer Anzeigeneinheit und/oder Speichern des Differenzwertes auf einer Speichereinheit.

[0008] Die vorgenannten Schritte a) und b) des erfindungsgemäßen Verfahrens können in jeder geeigneten Reihenfolge hintereinander oder auch gleichzeitig, das heißt parallel, durchgeführt werden. Die Schritte c) und d) werden erfindungsgemäß nacheinander sowie nach den Schritten a) und b) durchgeführt.

[0009] Bevorzugterweise ist als gebäudetechnische Anlage eine technische Anlage aus dem Bereich Klima-, Kälte-, Licht-, und/oder Heiztechnik vorgesehen. Des Weiteren ist als produktionstechnische Anlage bevorzugterweise eine energieerzeugende Anlage vorgesehen.

[0010] Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der technische Parameter mit einem Energieverbrauch der technischen Anlage korreliert, sodass bei Ermittlung von Werten, das heißt Ist-Werten und Soll-Werten, des technischen Parameters über eine Zeitspanne daraus der Energieverbrauch (Soll-Energieverbrauch und Ist-Energieverbrauch) ermittelt werden kann. Somit ist bevorzugterweise vorgesehen, dass der technische Parameter in direktem oder zumindest indirektem Zusammenhang mit dem Energieverbrauch der technischen Anlage steht.

[0011] Der Ist-Wert des technischen Parameters kann durch Erfassen, beispielsweise Sensieren, Messen und/oder Berechnen ermittelt werden. Hierfür ist ein technisches Mittel zur Ermittlung des Ist-Wertes des technischen Parameters vorgesehen. Das technische Mittel kann beispielsweise als Sensoreinrichtung, insbesondere als Strommesseinrichtung, ausgebildet sein.

[0012] In den Schritten a) und b) wird ein Ist-Wert und ein Soll-Wert vom selben Parameter ermittelt.

[0013] Bei der Durchführung der Simulation in Schritt c) werden Rechenschritte auf der Recheneinheit basierend auf einem Rechenmodell, insbesondere einem Simulationsmodell, der Anlage durchgeführt, wobei zur Durchführung der Rechenschritte variable Eingangsparameter vorgesehen sein können. Die Recheneinheit kann als Computereinheit mit einem Prozessor und einem Speicher ausgebildet sein. Das Rechenmodell bzw. Simulationsmodell der Anlage wird durch Funktionen und/oder Parameter der technischen Anlage dargestellt. Das Rechenmodell bzw. Simulationsmodell kann im Speicher der Recheneinheit hinterlegt und/oder von außen der Computereinheit vorgegeben werden. Der Prozessor kann den Soll-Wert basierend auf dem abgespeicherten und/oder vorgegebenen Rechenmodell bzw. Simulationsmodell ermitteln und dem vorgegebenen Zeitpunkt zugeordnet im Speicher abspeichern. Somit ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die Simulation in Schritt c) basierend auf einem vorgegebenen Simulationsmodell bzw. Rechenmodell für die technische Anlage durchgeführt wird. Das Rechenmodell bzw. Simulationsmodell beinhaltet technische Daten über die Struktur und den Aufbau der technischen Anlage. Beispielsweise können die technischen Daten eine anlagentechnische Verschaltung einzelner Komponenten der technischen Anlage spezifizieren. Durch die Simulation bzw. durch die Durchführung von Rechenschritten basierend auf einem Rechenmodell und variablen Eingangsparametern wird der Soll-Wert als späterer Vergleichswert ermittelt. Der Soll-Wert bildet den zu erwartenden bzw. gewünschten Wert für einen Ist-Wert zu dem vorgegebenen Zeitpunkt ab. Dieser Soll-Wert bzw. zu erwartende Wert für einen Ist-Wert wird in Schritt d) mit dem tatsächlich ermittelten Ist-Wert verglichen.

[0014] Durch Anzeige des ermittelten Differenzwertes zwischen Soll-Wert und Ist-Wert kann eine kontinuierliche bzw. ständige Überwachung des Betriebs der technischen Anlage bezüglich dessen Energieeffizienz ermöglicht werden. Dabei kann jeweils der aktuell ermittelte Differenzwert zu dem vorgegebenen Zeitpunkt angezeigt werden, solange, bis ein neuer Differenzwert zu einem folgenden vorgegebenen Zeitpunkt ermittelt wurde. Des Weiteren könnten Differenzwerte von aufeinanderfolgenden Zeitpunkten auf einer Anzeige aneinandergereiht werden. Durch Speicherung des Differenzwertes kann der Betrieb der technischen Anlage bezüglich dessen Energieeffizienz mittels eines Rechenverfahrens oder manuell zu jedem beliebigen Zeitpunkt analysiert werden. Hierdurch ist es möglich, basierend auf der Abweichung von Soll-Wert zu Ist-Wert die Einstellung der technischen Anlage zu ändern und zu optimieren. Während der Änderung und Optimierung einer Einstellung der technischen Anlage kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gleichzeitig überwacht werden, inwieweit sich die Änderung auf den Betrieb der Anlage auswirkt, bzw. ob die Energieeffizienz des Betriebs der technischen Anlage dadurch verbessert werden konnte.

[0015] Insbesondere durch das Vorsehen einer Simulation bzw. durch das Vorsehen von Rechenschritten basierend auf einem Rechenmodell bzw. Simulationsmodell der Anlage, kann ein besonders flexibles, sicheres sowie einfaches Verfahren zur Überwachung und Analyse eines energieeffizienten Betriebs der technischen Anlage bereitgestellt werden. Aufgrund des Vorsehens einer Simulation zur Ermittlung der Soll-Werte für den Vergleich mit den Ist-Werten ist ein festes Vorgeben sowie eventuell nachträgliches manuelles Anpassen von Vergleichswerten nicht erforderlich. Des Weiteren können die Soll-Werte zu jedem geeigneten Zeitpunkt generiert bzw. neu generiert werden. Es ist somit nicht erforderlich, Vergleichswerte ständig abgespeichert zu lassen. Des Weiteren kann damit sichergestellt werden, dass Vergleichswerte immer dem aktuellen Stand entsprechen. Die Vergleichswerte bzw. Soll-Werte können jederzeit nach Anpassung des Rechenmodells bzw. Simulationsmodells der Anlage sowie insbesondere basierend auf den variablen Eingangsparametern für die Simulation neu ermittelt bzw. berechnet werden.

[0016] Der technische Parameter ist vorzugsweise eine elektrische Stromstärke, eine elektrische Spannung, eine elektrische Arbeit, eine elektrische Leistung, eine Temperatur, ein Massenstrom, ein Zustand, eine Drehzahl, eine Feuchte, ein Druck oder eine Beleuchtungsstärke. Insbesondere eine elektrische Stromstärke, eine elektrische Spannung und eine elektrische Leistung sind mit dem Energieverbrauch korrelierende und in direktem Zusammenhang stehende Parameter und sind somit besonders bevorzugterweise als technischer Parameter vorgesehen.

[0017] Des Weiteren ist bevorzugterweise vorgesehen, dass in Schritt a) mehrere Ist-Werte des technischen Parameters zu vorgegebenen unterschiedlichen Zeitpunkten über einen vorgegebenen Gesamtzeitraum ermittelt werden. In Schritt b) werden mehrere den Ist-Werten zugeordnete Soll-Werte des technischen Parameters zu diesen vorgegebenen unterschiedlichen Zeitpunkten über den Gesamtzeitraum ermittelt. In Schritt c) werden vorzugsweise zur Ermittlung der Differenzwerte mehrere Ist-Werte jeweils mit den zugeordneten Soll-Werten verglichen. Somit ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die Schritte a) bis d) des erfindungsgemäßen Verfahrens über einen vorgegebenen Gesamtzeitraum, beispielsweise eine Minute, eine Stunde, einen Tag, eine Woche, einen Monat oder ein Jahr, durchgeführt werden. Dabei können kontinuierlich Ist-Werte und Soll-Werte ermittelt sowie miteinander verglichen werden. Des Weiteren könnten in regelmäßigen vorgegebenen Abständen Ist-Werte und Soll-Werte ermittelt und miteinander verglichen werden. In der Simulation in Schritt b) werden Soll-Werte für die vorgegebenen Zeitpunkte ermittelt, für welche Ist-Werte in Schritt a) ermittelt werden bzw. ermittelt wurden. Die Ist-Werte können mit den Soll-Werten online, das heißt direkt bei oder nach Ermittlung der Werte, verglichen werden und/oder abgespeichert werden und zu einem späteren Zeitpunkt miteinander verglichen werden. Dabei müssen nicht sämtliche Ist-Werte mit sämtlichen Soll-Werten miteinander verglichen werden. Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass Werte zu vorgegebenen Zeitabständen regelmäßig bzw. kontinuierlich miteinander verglichen werden.

[0018] Die über den Gesamtzeitraum ermittelten Ist-Werte und Soll-Werte werden neben den Differenzwerten bevorzugterweise auf der Anzeigeeinheit angezeigt. Dabei kann der Verlauf der Ist-Werte bzw. Soll-Werte über die Zeit, das heißt beispielsweise in einem 2-dimensionalen Koordinatensystem dargestellt werden. Beispielsweise könnte der Wert für Soll-Werte und Ist-Werte auf einer y-Achse und die Zeit auf der x-Achse dargestellt sein. Besonders bevorzugterweise werden die einzelnen aufeinanderfolgenden Messpunkte der Ist-Werte miteinander verbunden und somit die Zwischenräume interpoliert, sodass auch Aussagen über Zeitpunkte zwischen den eigentlichen Messungen bzw. den vorgegebenen Zeitpunkten für die Ermittlung der Ist-Werte gemacht werden können. Ein derartiges Interpolieren ist auch besonders bevorzugterweise für die Soll-Werte vorgesehen.

[0019] Des Weiteren ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die über den Gesamtzeitraum ermittelten Ist-Werte und Soll-Werte auf der Speichereinheit abgespeichert werden. Hierdurch kann eine spätere Darstellung bzw. Anzeige der über den Gesamtzeitraum ermittelten Ist-Werte und Soll-Werte ermöglicht werden sowie eine Analyse der Ergebnisse zu jedem beliebigen Zeitpunkt bereitgestellt werden.

[0020] Auch ist bevorzugterweise vorgesehen, dass basierend auf dem in Schritt c) ermittelten Differenzwert zwischen Ist-Wert und Soll-Wert eine Anzeigekategorie ermittelt wird. Dabei wird dem Differenzwert eine von mehreren vorgegebenen Anzeigekategorien zugeordnet. Jede Anzeigekategorie ist einem vorgegebenen Wertebereich für eine Differenz zwischen Ist-Wert und Soll-Wert zugeordnet. Besonders bevorzugterweise sind mindestens drei Anzeigekategorien vorgesehen. Durch die Zuordnung von Anzeigekategorien kann der Benutzer bzw. Betrachter einfacher und schneller erkennen, ob sich ein Differenzwert im akzeptablen, kritischen oder eventuell sehr kritischen Bereich befindet. Beispielsweise könnten Anzeigekategorien durch unterschiedliche Farben, unterschiedliche Muster oder unterschiedliche Größen dargestellt werden.

[0021] Ferner ist bevorzugterweise vorgesehen, dass über dem vorgegebenen Gesamtzeitraum mehrere Differenzwerte Anzeigekategorien zugeordnet werden. Die über den Gesamtzeitraum zu unterschiedlichen vorgegebenen Zeitpunkten ermittelten Ist-Werte und Soll-Werte werden verglichen und es werden zumindest mehrere Anzeigekategorien über die Zeit ermittelt und dargestellt. Beispielsweise könnten die Anzeigekategorien über die Zeit, das heißt beispielsweise entlang einer Zeitachse eines Koordinatensystems, zusätzlich zu den Differenzwerten und/oder Soll-Werten und/oder Ist-Werten angezeigt werden. Alternativerweise könnten die Anzeigekategorien anstelle dieser Werte angezeigt werden. Beispielsweise könnten die Anzeigekategorien über die Zeit durch Flächen unter oder zwischen Kennlinien in unterschiedlicher Farbe, mit unterschiedlichem Muster oder unterschiedlicher Größe dargestellt werden. Dabei könnte jeweils eine Kennlinie die Soll-Werte sowie eine Kennlinie die Ist-Werte darstellen. Alternativerweise könnten die Anzeigekategorien separat in einem eigenen Diagramm in geeigneter Weise dargestellt werden.

[0022] Basierend auf den in Schritt a) über den Gesamtzeitraum ermittelten Ist-Werten wird bevorzugterweise ein Ist-Energieverbrauch der technischen Anlage ermittelt. Unter einem Ist-Energieverbrauch ist der tatsächliche Energieverbrauch der technischen Anlage zu verstehen, welcher durch Messung bzw. Ermittlung der Ist-Werte über den Gesamtzeitraum festgestellt wurde. Basierend auf den in Schritt b) über den Gesamtzeitraum ermittelten Soll-Werten wird ein Soll-Energieverbrauch der technischen Anlage ermittelt. Unter einem Soll-Energieverbrauch der technischen Anlage ist der Energieverbrauch der technischen Anlage zu verstehen, welcher basierend auf den Rechenschritten bzw. der Simulation in Schritt b) erwartet wird. Bevorzugterweise werden nicht nur die in den Schritten a) und b) ermittelten Ist-Werte bzw. Soll-Werte miteinander verglichen sondern auch der über die Zeit ermittelte Ist-Energieverbrauch mit dem ermittelten Soll-Energieverbrauch verglichen. Somit wird bevorzugterweise nicht nur ein Vergleich zu unterschiedlichen Zeitpunkten durchgeführt, sondern auch ein Verbrauch über einen vorgegebenen Zeitabschnitt ermittelt sowie simuliert und miteinander verglichen.

[0023] Hierdurch kann eine Aussage zu einzelnen Zeitpunkten, beispielsweise zu Peaks, getroffen werden, aber auch ermittelt werden, ob und wie weit der Energieverbrauch vom zu erwartenden Energieverbrauch der technischen Anlage variiert. Beispielsweise können in den Schritten a) und b) Ist- und Soll-Werte für den Strom der technischen Anlage gemessen werden. Die gemessenen Stromwerte korrespondieren direkt mit der Leistung der technischen Anlage, wobei der Energieverbrauch über die Zeit hieraus ermittelt werden kann. Durch Vergleich eines Ist-Energieverbrauchs mit einem Soll-Energieverbrauch kann schnell und in einfacher Weise überblickt werden bzw. erkannt werden, ob im Durchschnitt große bzw. relevante Abweichungen auftreten, woraufhin eine nähere Analyse der einzelnen Zeitpunkte, beispielsweise an den Stellen der Peaks, durchgeführt werden kann.

[0024] Der Ist-Energieverbrauch und Soll-Energieverbrauch kann beispielsweise als Fläche unter den jeweiligen Kennlinien, das heißt der Kennlinie mit den Ist-Werten und der Kennlinie mit den Soll-Werten, dargestellt werden. Der Differenz-Energieverbrauch, das heißt die Differenz zwischen Ist-Energieverbrauch und Soll-Energieverbrauch, entspricht somit der Fläche zwischen den beiden Kennlinien. Somit kann der Ist-Energieverbrauch, der Soll-Energieverbrauch sowie auch der Differenz-Energieverbrauch in einfacher Weise durch Integralbildung der einzelnen Kennlinien berechnet und angezeigt werden.

[0025] Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die Simulation der Anlage in Schritt b) basierend auf zumindest einem Eingangsparameter, besonders bevorzugterweise auf zumindest einem variablen Eingangsparameter, durchgeführt wird, wobei der Eingangsparameter Informationen zu klimabezogenen Daten aufweist und insbesondere eine Temperatur, eine Feuchte, ein Druck oder eine Personenzahl ist. Ferner ist bevorzugt, dass der Eingangsparameter Normdaten, insbesondere der DIN-Norm, ISO-Norm und/oder EN-Norm, aufweist oder daraus besteht. Der Eingangsparameter ist somit ein Ausgangswert, der der Simulation bzw. den in Schritt b) durchzuführenden Rechenschritte zugrunde gelegt wird.

[0026] Besonders bevorzugterweise ist der Eingangsparameter ein variabler Parameter, der der Simulation vorgegeben wird. Unter einem variablen Eingangsparameter ist ein sich über die Zeit verändernder Parameter zu verstehen bzw. ein Parameter, welcher sich über die Zeit verändern kann. Besonders bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der Eingangsparameter eine Außentemperatur und/oder Luftfeuchte und/oder Luftdruck der Außenumgebung und/oder eine Anzahl der Personen in einem Gebäude und/oder Kennzahl, welche die Last, beispielsweise durch die im Gebäude installierten Maschinen, im Gebäude bzw. im Raum wiederspiegelt. Besonders bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die Simulation der Anlage basierend auf zumindest zwei, ganz besonders bevorzugterweise mindestens drei Eingangsparametern durchgeführt wird.

[0027] Vorzugsweise kann der bzw. können die Eingangsparameter auf historischen Daten basieren. Hierbei können beispielsweise in der Vergangenheit ermittelte und/oder typische Werte herangezogen werden. Beispielsweise könnten typische oder in der Vergangenheit ermittelte Werte für die Außentemperatur, eventuell in Abhängigkeit von der Tageszeit und/oder Jahreszeit, als Eingangsparameter für die Simulation dienen.

[0028] Alternativerweise oder zusätzlich könnten Eingangsparameter auf Basis aktuell beziehungsweise tatsächlich ermittelter und/oder gemessener Werte für die Simulation in Schritt b) herangezogen werden. Beispielsweise könnte die Simulation in Schritt b) parallel zur eigentlichen Ermittlung der Ist-Werte in Schritt a) durchgeführt werden, wobei aktuelle Ausgangswerte, beispielsweise Werte für die Außentemperatur zum vorgegebenen Zeitpunkt, ermittelt werden und als Eingangsparameter für die Simulation dienen. Dadurch können die tatsächlichen Umgebungsbedingungen präzise vorgegeben werden um insbesondere die Analyse von Schwachstellen leichter und effizienter zu gestalten. Auch ist hierdurch ein Online-Vergleich bzw. ein Vergleich von Momentanwerten möglich. Dies kann insbesondere bei der Auslegung bzw. Einstellung der Anlage von großem Vorteil sein.

[0029] Des Weiteren könnte vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass nach einem vorgegebenen Zeitraum, beispielsweise einer Stunde, einem Tag, einer Woche, einem Monat oder einem Jahr, über diesen Zeitraum gemessene und/oder ermittelte Werte, beispielsweise Temperaturwerte, für die Simulation in Schritt b) herangezogen werden. Beispielsweise könnte nach Ablauf eines Tages eine Simulation basierend auf den an diesem Tag ermittelten Klimadaten oder anderen Parametern (beispielsweise Personenzahl, die ein Gebäude an diesem Tag belegte) durchgeführt werden und dann die Simulationsergebnisse mit den tatsächlichen Ist-Werten verglichen werden.

[0030] Vorteilhafterweise könnte eine Simulation auch auf Basis anderweitig vorgegebener Eingangsparameter schon vor Ermittlung des Ist-Wertes in Schritt a) durchgeführt werden. Dabei kann besonders bevorzugter Weise die Simulation auch vor Errichtung der technischen Anlage und/oder eines Gebäudes, in welchem die technische Anlage eingesetzt werden soll, durchgeführt werden und somit die technische Anlage und/oder das Gebäude energieeffizienter ausgebildet werden. Hierfür sind Eingangsparameter basierend auf historischen Daten und/oder Normdaten besonders geeignet.

[0031] Bevorzugterweise werden in Schritt a) Ist-Werte für mehrere, das heißt mindestens zwei, unterschiedliche technische Parameter ermittelt. Des Weiteren werden in Schritt b) bevorzugterweise Soll-Werte für mehrere, das heißt mindestens zwei, unterschiedliche technische Parameter ermittelt. Besonders bevorzugterweise werden Ist-Werte bzw. Soll-Werte für mindestens drei, sowie ganz besonders bevorzugterweise mindestens vier technische Parameter ermittelt.

[0032] Beispielsweise könnte ein technischer Parameter eine Stromstärke sowie ein weiterer technischer Parameter eine Innentemperatur im Raum bzw. Gebäude darstellen. Bei diesem Beispiel würden Ist-Werte und Soll-Werte zu vorgegebenen Zeitpunkten sowohl für die Stromstärke sowie auch die Innentemperatur im Raum bzw. Gebäude ermittelt und jeweils miteinander verglichen werden. Die Stromstärke der technischen Anlage korreliert mit dem Energieverbrauch, welcher somit über die Zeit ermittelt werden kann und mit den entsprechenden Soll-Werten verglichen werden kann. Durch gleichzeitige Ermittlung und Darstellung der Innentemperatur im Raum bzw. Gebäude kann beispielsweise bei einer Heizungsanlage oder Klimaanlage nicht nur der Energieverbrauch alleine betrachtet werden, sondern in Bezug auf die erreichte Innentemperatur gesetzt werden. Hierdurch kann beispielsweise ermittelt werden, inwieweit der tatsächliche Energieverbrauch vom zu erwartenden Soll-Wert abweicht und ob die gewünschte Soll-Temperatur überhaupt erreicht wurde.

[0033] Erfindungsgemäß ist ferner eine Anordnung zur Überwachung und Analyse eines energieeffizienten Betriebs einer technischen Anlage, insbesondere einer gebäudetechnischen und/oder produktionstechnischen Anlage vorgesehen. Die Anordnung ist dabei zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet.

[0034] Bevorzugterweise weist die Anordnung hierfür ein technisches Mittel zur Erfassung von Ist-Werten eines oder mehrerer technischer Parameter auf. Ferner ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die Anordnung eine Recheneinheit für die Durchführung der Simulation in Schritt b) sowie zum Vergleich der Ist-Werte mit den Soll-Werten in Schritt c) aufweist. Auch weist die Anordnung bevorzugterweise eine Anzeigeeinheit zur Darstellung der Ist-Werte und/oder der Soll-Werte und/oder der Differenzwerte und/oder der Anzeigekategorien, sowie eine Speichereinheit zur Speicherung der Ist-Werte und/oder der Soll-Werte und/oder der Differenzwerte und/oder der Anzeigekategorien auf.

[0035] Dabei können die ermittelten Werte für die technischen Parameter und/oder die zur Anzeige vorgesehenen Werte (Ist-Werte, Soll-Werte, Differenzwerte und/oder Anzeigekategorien) auch an eine örtlich entfernte Anzeigeeinrichtung übertragen werden. Beispielsweise kann die Anzeige auf einem mobilen Gerät, insbesondere einem tragbaren Computer, einem Tablet oder einem Smartphone, vorgesehen sein. Erfindungsgemäß ist ferner ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, welches ein computerlesbares Speichermedium umfasst, auf dem ein Programm gespeichert ist, das einem Computer ermöglicht, nachdem es in den Speicher geladen worden ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen. Auch ist erfindungsgemäß ein computerlesbares Speichermedium hierfür vorgesehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0036] Es zeigen schematisch:

Fig. 1:

eine Anzeige der Ist-Werte, Soll-Werte und Differenzwerte in Kennliniendarstellung, und

Fig. 2:

ein Ablaufdiagramm für ein computerimplementiertes Verfahren zur Überwachung und Analyse eines energieeffizienten Betriebs einer technischen Anlage.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

[0037] In Figur 1 ist eine Anzeige gezeigt, wobei beispielhaft vier vorgegebene Zeitpunkte t1, t2, t3, t4 dargestellt sind. Die ermittelten Ist-Werte 10 und Soll-Werte 11 sind als Kennlinien über die Zeit t aufgezeigt. In dem Beispiel wurden Soll-Werte 11 sowie Ist-Werte für den technischen Parameter Stromstärke ermittelt.

[0038] In dem in Figur 1 gezeigten Beispiel bewegen sich die ermittelten Ist-Werte 10 vor dem vorgegebenen Zeitpunkt t1 und bis zum Zeitpunkt t2 in einem relativ kleinen Abstand und im Wesentlichen konstantem Abstand zu den Soll-Werten 11. Zum Zeitpunkt t2 entsprechen die ermittelten Ist-Werte 10 im Wesentlichen den zu erwartenden Soll-Werten 11. Zwischen den Zeitpunkten t2 und t4 weichen die ermittelten Ist-Werte 10 von den zu erwartenden Soll-Werten 11 stärker ab. Insbesondere wurde zum Zeitpunkt t3 der größte Differenzwert 16 ermittelt. Basierend auf der Soll-Wert-Kennlinie sollte der Strom zwischen den vorgegebenen Zeitpunkten t2 und t4 im Wesentlichen abnehmen und lediglich zum Zeitpunkt t4 leicht auf einem Niveau andauern. Dagegen steigen die ermittelten Ist-Werte 10 des tatsächlichen Stroms zwischen den vorgegebenen Zeitpunkten t2 und t3 weiter an und fallen erst ab dem Zeitpunkt t3 kontinuierlich.

[0039] Wie in Figur 1 gezeigt, können die Differenzwerte 16 zu vorgegebenen Zeitpunkten zwischen den Ist-Werten 10 und den Soll-Werten 11 grafisch in einem Diagramm dargestellt werden. Der Ist-Energieverbrauch und Soll-Energieverbrauch (in Figur 1 nicht explizit gekennzeichnet) entspricht der Fläche, welche durch die
Jeweilige Kennlinie eingeschlossen wird, bzw. der Fläche unterhalb der jeweiligen Kennlinie.

[0040] In Figur 2 ist ein Ablaufdiagramm eines computerimplementierten Verfahrens zur Überwachung und Analyse eines energieeffizienten Betriebs einer technischen Anlage 200 gezeigt.

[0041] Bei dem in Figur 2 gezeigten Beispiel werden in Schritt 101 die Ist-Werte 10 eines technischen Parameters mittels eines technischen Mittels 12 zur Erfassung der Ist-Werte 10 ermittelt und parallel hierzu in Schritt 102 mittels einer Recheneinheit 13 (in Figur 2 nicht dargestellt) sowie basierend auf einem Eingangsparameter 17 der Soll-Wert 11 des technischen Parameters ermittelt. In Schritt 103 wird der ermittelte Ist-Wert 10 mit dem ermittelten Soll-Wert 11 verglichen und ein Differenzwert 16 gebildet. In Schritt 104 wird der ermittelte Differenzwert 16 angezeigt.

[0042] Der in Figur 2 beispielhaft gezeigte Ablauf eines computerimplementierten Verfahrens kann über einen vorgegebenen Gesamtzeitraum kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitabständen wiederholt werden.

Bezugszeichenliste

[0043] 

100

Anordnung zur Überwachung und Analyse

200

Anlage

t1, t2, t3, t4

vorgegebene Zeitpunkt

10

Istwert eines technischen Parameters

11

Sollwert eines technischen Parameters

12

technisches Mittel zur Erfassung eines Istwertes

13

Recheneinheit

14

Anzeigeeinheit

15

Speichereinheit

16

Differenzwert

17

Eingangsparameter

101

Ermitteln eines Istwertes eines technischen Parameters

102

Ermitteln eines Sollwertes eines technischen Parameters

103

Vergleichen von Istwert mit Sollwert

104

Anzeigen des Differenzwertes

Ansprüche

1. Computer implementiertes Verfahren zur Überwachung und Analyse eines energieeffizienten Betriebs einer gebäudetechnischen und / oder produktionstechnischen Anlage (200), umfassend folgende Schritte:

a) Ermitteln eines Istwertes (10) eines technischen Parameters der Anlage (200) mittels eines technischen Mittels (12) für die Erfassung des Istwertes (10) zu einem vorgegebenen Zeitpunkt (t1, t2, t3, t4) während eines Betriebs der Anlage (200); und

b) Durchführen einer Simulation der Anlage (200) mittels einer Recheneinheit (13) zur Ermittlung eines dem Istwert (10) zugeordneten Sollwertes (11) des technischen Parameters zum vorgegebenen Zeitpunkt; und

c) Ermitteln eines Differenzwertes (16) zwischen Sollwert (11) und Istwert (10) mittels der Recheneinheit (13) durch Vergleichen des in Schritt a) ermittelten Istwertes (10) des technischen Parameters mit dem in Schritt b) durch Simulation ermittelten Sollwertes (11) des technischen Parameters; und

d) Anzeigen des Differenzwertes (16) auf einer Anzeigeeinheit (14) und/oder Speichern des Differenzwertes (16) auf einer Speichereinheit (15).

2. Verfahren gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der technische Parameter eine elektrische Stromstärke, eine elektrische Spannung, eine elektrische Arbeit, eine elektrische Leistung, eine Temperatur, ein Massenstrom, ein Zustand, eine Drehzahl, eine Feuchte, ein Druck oder eine Beleuchtungsstärke ist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Schritt a) mehrere Istwerte (10) des technischen Parameters zu vorgegebenen unterschiedlichen Zeitpunkten über einen vorgegebenen Gesamtzeitraum ermittelt werden, und dass in Schritt b) mehrere den Istwerten (10) zugeordnete Sollwerte (11) des technischen Parameters zu den vorgegebenen unterschiedlichen Zeitpunkten über den Gesamtzeitraum ermittelt werden, wobei zur Ermittlung der Differenzwerte (16) in Schritt c) mehrere Istwerte (10) jeweils mit den zugeordneten Sollwerten (11) verglichen werden.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die über den Gesamtzeitraum ermittelten Istwerte (10) und Sollwerte (11) auf der Anzeigeeinheit (14) angezeigt werden.

5. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die über den Gesamtzeitraum ermittelten Istwerte (10) und Sollwerte (11) auf der Speichereinheit (15) abgespeichert werden.

6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass basierend auf dem in Schritt c) ermittelten Differenzwert (16) zwischen Istwert (10) und Sollwert (11) eine Anzeigekategorie ermittelt wird, wobei dem Differenzwert (16) eine von mehreren vorgegebenen Anzeigekategorien zugeordnet wird, wobei jede Anzeigekategorie einem vorgegebenen Wertebereich für eine Differenz zwischen Istwert (10) und Sollwert (11) zugeordnet ist.

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass basierend auf dem in Schritt c) ermittelten Differenzwert (16) zwischen Istwert (10) und Sollwert (11) eine Anzeigekategorie ermittelt wird, wobei dem Differenzwert (16) eine von mehreren vorgegebenen Anzeigekategorien zugeordnet wird, wobei jede Anzeigekategorie einem vorgegebenen Wertebereich für eine Differenz zwischen Istwert (10) und Sollwert (11) zugeordnet ist, wobei über dem vorgegebenen Gesamtzeitraum mehrere Differenzwerte (16) Anzeigekategorien zugeordnet werden.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass basierend auf den in Schritt a) über den Gesamtzeitraum ermittelten Istwerten (10) ein Ist-Energieverbrauch der Anlage (200) ermittelt wird, wobei basierend auf den in Schritt b) über den Gesamtzeitraum ermittelten Sollwerten (11) ein Soll-Energieverbrauch der Anlage (200) ermittelt wird, wobei der Ist-Energieverbrauch mit dem Soll-Energieverbrauch verglichen wird.

9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Simulation der Anlage (200) in Schritt b) basierend auf zumindest einem Eingangsparameter (17) durchgeführt wird, wobei der Eingangsparameter (17) eine Temperatur, eine Feuchte, ein Druck oder eine Personenzahl ist.

10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Simulation der Anlage (200) in Schritt b) basierend auf zumindest einem Eingangsparameter (17) durchgeführt wird, wobei der Eingangsparameter (17) auf historischen Daten und/oder auf aktuell gemessenen Werten basiert.

11. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Schritt a) Istwerte (10) für mehrere unterschiedliche technische Parameter ermittelt werden, und dass in Schritt b) Sollwerte (11) für mehrere unterschiedliche technische Parameter ermittelt werden.

12. Anordnung (100) zur Überwachung und Analyse eines energieeffizienten Betriebs einer gebäudetechnischen und / oder produktionstechnischen Anlage (200),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anordnung (100) zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.

13. Anordnung gemäß Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anordnung (100) ein technisches Mittel (12) zur Erfassung von Istwerten (10) eines oder mehrerer technischer Parameter, eine Recheneinheit (13) für die Durchführung der Simulation in Schritt b) sowie zum Vergleich der Istwerte (10) mit den Sollwerten (11), und eine Anzeigeeinheit (14) zur Darstellung der Istwerte (10) und/oder der Sollwerte (11) und/oder der Differenzwerte (16) und/oder der Anzeigekategorien, sowie eine Speichereinheit (15) zur Speicherung der Istwerte (10) und/oder der Sollwerte (11) und/oder der Differenzwerte (16) und/oder der Anzeigekategorien aufweist.

14. Computerprogrammprodukt, das ein computerlesbares Speichermedium umfasst, auf dem ein Programm gespeichert ist, das einem Computer ermöglicht, nachdem es in den Speicher geladen worden ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen.

15. Computerlesbares Speichermedium, auf dem ein Programm gespeichert ist,
das einem Computer ermöglicht, nachdem es in den Speicher geladen worden ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen.

Zeichnung