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SystemTera® | Vorgestellte Projekte: Einfamilienhaus Muggenhumer
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Vorgestellte Projekte: Einfamilienhaus Muggenhumer

Vorgestellte Projekte: Einfamilienhaus Muggenhumer

Der Unternehmer Thomas Muggenhumer betreibt einen Installationsbetrieb in Grieskirchen in Oberösterreich. Um für Interessenten, insbesondere auch für Geschäftspartner aus der Bau- und Installationsbrache ein Schauobjekt zur Verfügung zu haben, hat er sein eigenes Wohnhaus so gestaltet, dass die Technikräume und technischen Einrichtungen für Besucher zugänglich sind und eine Livedemonstration der installierten Anlagen möglich ist.

Das Haus entspricht dem aktuellen Stand der Technik und es wurden sogar von einigen Herstellern Komponenten verbaut, welche gerade vor dem Marktstart stehen.

In diesem Kontext wird SystemTera eingesetzt, um zum einen Regelaufgaben im Energiehaushalt mit Photovoltaik (PV) und Wärme aus einer Wärmepumpe wahr zu nehmen, und zum anderen, um das Zusammenspiel der gesamten Haustechnik im Leitstand zu visualisieren und so den Fachbesuchern darzustellen.

Umsetzungspartner ist die M&M Energietechnik GmbH aus Grieskirchen.

Projektbeschreibung

Objektbeschreibung

  • Bungalow mit 192 m² Wohnfläche
  • Niedrigstenergiegebäude mit Heizwärmebedarf von 23 kWh/m²
  • Jährlicher Heizwärmebedarf mit etwa 4.500 kWh pro Jahr errechnet
  • Elektrischer Einsatz dafür etwa 1.000 kWh
  • Gesamtstrombedarf des Objektes etwa 2.800 kWh pro Jahr
  • Prognostizierte PV-Erträge ca. 4.000 kWh/m²
  • PV-Anlage mit 16 Modulen
  • 100 m Tiefenbohrung mit Wärmepumpe

Photovoltaik

An der Südseite des Hauses sind 16 PV-Module installiert. Davon sind 8 herkömmliche PV-Module und weitere 8 sind  PV-Term Prototypen, welche mittels Absorber aktiv gekühlt werden, um so den Wirkungsgrad zu steigern. Dadurch wird ein Mehrertrag der PV-Module von 7-8 Prozent erreicht.

Wenn die Betriebstemperatur der Module höher als die Temperatur des Frischwasserpuffers ist, wird die Wärme in den Speicher abgegeben. Wenn die Temperatur geringer ist, wird die Wärme in die Tiefenbohrung abgegeben. Somit wird die Tiefenbohrung besser regeneriert und dadurch die Effizienz der Wärmepumpe erhöht.

Um die Steigerung des Wirkungsgrades der gekühlten PV-Anlage zu dokumentieren, werden die Daten des Fronius Symo Wechselrichters über die RS485 Schnittstelle an den SystemTera.Server weiter geleitet, der die Ertragsdaten für eine Auswertung loggt. Im SystemTera.Manager werden diese Daten visuell dargestellt und sind auch für die Besucher der Anlage sichtbar.

Regelung des Heizkreislaufs durch SystemTera.Controller

Die  Aufgabe des SystemTera.Controllers ist die Regelung des Kühl- und Regenerationskreislaufes vorzunehmen und Daten für die Dokumentation und Visualisierung zu erfassen.

Zwar ist eine weitere visuelle Darstellung wegen der Darstellungsmöglichkeiten im SystemTera.Manager nicht erforderlich; dennoch wurde, um den Besuchern ein besseres Verständnis der Anlage zu ermöglichen, das hydraulische Schema ausgedruckt und mit manuellen Schaltern versehen. Das SystemTera.Controller Display ermöglicht die Darstellung der Werte und Konfigurationsänderungen.

Der SystemTera.Controller regelt die Einspeisung der thermischen Solarerträge in den Puffer, die Warmwasseraufbereitung  – auch durch PV Erträge – sowie die Regenerierung der Tiefensonde und schließlich noch die Zirkulationspumpe für die Warmwasserversorgung des Gebäudes.

Pumpenstatus, Ventilstellungen und Wärmeerträge werden durch entsprechende Sensorik vom SystemTera.Server erfasst und in der Schemavisualisierung des SystemTera.Managers auch visuell dargestellt (Siehe Seite 5).

pv_fassade_
systemtera_schaltschrank
waermemengenzaehler und pumpen solarthermie
tiefensonde

Die Abbildungen zeigen:

  • 16 Fassadenintegrierte PV-Module mit 75% Neigung
  • Schaltschrank mit Display und aufgedrucktem Schema, Fronius Symo
  • Eingebundene Wärmemengenzähler (WMZ) und Pumpen für Solarthermie
  • Tiefensonde mit Sensorik

Kontrollierte Wohnraumlüftung mit integrierter Wärmepumpe

Dies erfolgt mit einem Kompaktgerät für Heizung, Kühlung, Lüftung und Warmwasser. Der Strombedarf für Heizung und Warmwasser von etwa 1.000 kWh pro Jahr entspricht etwa 4500 kWh Wärme pro Jahr. Die Wärmepumpe hat eine Leistung von 3,7 kW mit einer Tiefenbohrung von 100 m. Die Regelung der Heizanlage und Regeneration der Tiefensonde erfolgt, wie erwähnt über den SystemTera.Controller.

An diversen Stellen werden im System Wärmemengenzähler von Techem eingesetzt. Diese sind über die M-Bus-Schnittstelle mit dem SystemTera.Server verbunden und ermöglichen auch hier eine Auswertung über den Leitstand im SystemTera.Manager.

Das erwähnte Kompaktgerät ist von Drexel und Weiss. Das Vorserienmodell „aerosmart X2“ wurde ebenso in die SystemTera-Landschaft integriert.

Hierbei war die Herausforderung die Einbindung des etwas speziellen Bussystems des aerosmart X2: Über die RS232-Schnittstelle wird das Modbus-Protokoll bereitgestellt, welches eigens für diese Anbindung auf dem SystemTera.Server implementiert wurde. Damit können am Leitstand im SystemTera.Manager die Anlagendaten angezeigt werden: Lüfterstufen, Betriebsstunden, Störung, Filterwechselmeldung als Alarm, etc.

Einbindung der Hauselektrik und weitere Haustechnik

Der italienische Hersteller von Elektrokomponenten Vimar betreibt ein an KNX angelehntes Bus-System. Der SystemTera.Server agiert als Datengateway zu diesem Bus und ermöglicht, Zustände von Vimar-Geräten zu erfassen oder über die Schemavisualsierung im SystemTera.Manager Konfigurationsänderungen oder Schaltungen vorzunehmen. Die Anbindung an den SystemTera.Server erfolgt über das KNX-Modul.

Geplant ist auch, das Regelmodul des SystemTera.Servers für die Szenensteuerung des gesamten Objektes einzusetzen: Je nach Wohnsituation können Beleuchtung, Raumtemperatur und Beschattung auf einander abgestimmt mit einem einzigen Tastendruck oder sogar über eine mobile App aus der Ferne aufgerufen werden.

Weiters ist von BWT eine Wasseraufbereitungsanlage verbaut. Diese soll Daten über Zustand der Anlage und Verbrauchsmaterial an den SystemTera.Server über die USB-Schnittstelle liefern. Im Falle der Unterschreitung von Grenzwerten wird eine Warnung an den Betreiber der Anlage gesendet.

Die Abbildungen zeigen:

  • Drexel und Weiss „aerosmart X2“ Komfortlüftung und Wärmepumpe
  • Vimar-Komponenten im Schaltschrank
  • Vimar-Touchdisplay im Datenaustausch mit SystemTera.Server

Technische Beschreibung

Eingesetzte Hardware im Schaltschrank

  • SystemTera.Controller
  • SystemTera.Server S
  • SystemTera.Controller Display
  • Gedrucktes Schema mit LEDs sowie Schalter bestückt

Installation

Der Schaltschrank wurde vorverkabelt an die Baustelle geliefert. Der SystemTera.Server wurde bei der Inbetriebnahme für die Fernwartung und Konfiguration des Gesamtsystems eingesetzt. Der SystemTera.Controller ist über die RS485-Schnittstelle mit dem Server verbunden und über den CAN-Bus mit dem in der Schranktüre montierten SystemTera.Display verbunden. Das Display stellt neben den eigenen Darstellungs- und Interaktionsmöglichkeiten auch die Ein- und Ausgänge für das ausgedruckte Schaltschema zur Verfügung.

Der Einbau erfolgte im Technikraum des Objektes. An den Eingängen des SystemTera.Controllers wurden die benötigten Fühler, welche die Temperaturen an verschiedenen Stellen im Technikraum abnehmen, angeschlossen, wie auch die Pumpen, welche über die 0-10 V Ausgänge bzw. die digitalen Ausgänge bedient werden.

Andere unterstützte Bussysteme, wie KNX, M-Bus, Modbus wurden an den SystemTera.Server S angeschlossen, welcher in diesem Gewerk auch als Datengateway fungiert.

Visualisierung des hydraulischen Schemas

Visualisierung des hydraulischen Schemas

Abb: Visualisierung des hydraulischen Schemas

Hydraulisches Schema im SystemTera.Manager

SystemTera.Server

  • Strahlungssensor W/m²
  • PV Ertrag über Wechselrichter RS485

SystemTera.Controller

  • Temperaturen durch Anlegefühler
  • Hybridmodul
  • Pufferschichtung 3 Temperaturen
  • Vorlauf Warmwasserkreislauf
  • Vorlauf Tiefenbohrung
  • Rücklauf Tiefenbohrung
  • Zustand Pumpen
  • Oventrop Regusol Solarpumpeneinheit  für Hybridmodul
  • Umwälzpumpe Zirkulation
  • Wärmemengenzähler (WMZ)
  • Hybridmodul zu Pufferspeicher
  • Hybridmodul zu Tiefenbohrung
  • Gesamtwärmemenge der Wärmepumpe

Liste der eingesetzten Technik

SystemTera

  • SystemTera.Controller
  • SystemTera.Server S
  • SystemTera.Controller Display

Für Fernwartung und Leitstand

  • SystemTera.Manager
  • SystemTera.Cloud

Komfort im Objekt und Fernüberwachung

  • SystemTera.Manager
  • SystemTera.App

Fronius

  • SYMO Wechselrichter mit 2 MPP-Tracker

Wilo

  • hocheffiziente Umwälzpumpen
  • 0…10 V Signal

Techem

  • Wärmemengenzähler mit M-Bus

Vimar

  • Bussystem für Hauselektrik

Drexel und Weiss

  • Komfortlüftung und Wärmepumpe
  • „aerosmart X2“

Umsetzung und SystemTera-Partner

M&M Energietechnik GmbH

Ansprechpartner: Christian Mühlböck

Trattnachtalstrasse 7

4710 Grieskirchen

web: www.mm-energietechnik.at