deZem News

Die E-world ist DER Branchentreff der europäischen Energiewirtschaft. Unter dem Motto „Solutions for a Sustainable Future“ trifft sich das Fachpublikum in diesem Jahr vom 23. bis 25. Mai 2023 – wie immer in Essen. Im Mittelpunkt stehen nachhaltige Technologien, Dienstleistungen und Ansätze zur Erreichung der Klimaziele. Auch deZem ist dieses Mal dabei, und zwar am Gemeinschaftsstand von Berlin Partner mit 11 weiteren Ausstellern aus der Region Berlin/Brandenburg.

Mit fast 20 Jahren Erfahrung im Bereich Energiemonitoring und -controlling beraten wir Sie gern rund um die deZem Lösungen, angefangen von geeigneter Messtechnik und Sensoren zur Erfassung jeglicher Energie- und Verbrauchsdaten über Edge Computer für die Automatisierung und Steuerung bis zu unserer deZem DataSuite zur Visualisierung und Analyse sämtlicher Energiedaten.

Kommen Sie vorbei und besuchen Sie uns in Halle 4, Stand 510!

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Gehen wir gemeinsam die Energiewende an!

Störungen in der Produktion und damit einhergehende Qualitätsverluste bei Produkten gibt es immer wieder. Maschinenausfälle, technische Störungen, veränderte Materialzusammensetzungen von Werkstoffen, Leckagen, austretende Schmierstoffe etc., … die Ursachen sind vielfältig und oft nicht vorhersehbar. Je besser und schneller ein Unternehmen auf diese Einflüsse reagieren kann, umso resilienter, d. h. widerstandsfähiger und damit langfristig auch wettbewerbsfähiger wird es. Im Rahmen des Forschungsprojekts SPAICER werden Smarte Resilienz Services (SRS) mithilfe von KI-Methoden entwickelt. Sie sollen Unternehmen befähigen, Störungen, unter anderem in der Produktion, schneller zu erkennen und auf diese zu reagieren. Im besten Fall wird es möglich sein, diese ganz zu vermeiden, zumindest aber zu reduzieren.

Das Projekt SPAICER wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert. Das Konsortium setzt sich aus Forschenden, Industriepartnern sowie unterstützenden Dienstleistern aus dem IT- und Softwarebereich zusammen. Die Koordination des Forschungsprojekts liegt beim Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Saarbrücken.

Verschleißprognosen – der ideale Wartungszeitpunkt

Eine zentrale Rolle, um überhaupt Verschleiß zu erkennen, spielen die Zustandsüberwachung von Fertigungsmaschinen sowie Predictive Maintenance auf Basis der Erfassung von Echtzeitdaten.

Im Rahmen des SPAICER-Projekts soll in einem Anwendungsfall mittels Datenerfassung und -analyse durch KI der ideale Zeitpunkt ermittelt werden, wann ein Werkzeug soweit verschlissen ist, dass es erneuert werden muss, aber gerade noch gut genug ist, um eine gleichbleibende Produktqualität bzw. einen reibungslosen Produktionsprozess zu gewährleisten. Den Lead dieses Anwendungsfalls hat die Firma Feintool Systems Parts in Jena, die unter anderem Komponenten z. B. für die Automobilindustrie mittels Feinschneiden fertigt.

Um für das Forschungsprojekt detaillierte Daten des Feinschneidprozesses zu erhalten, wird die Körperschalldiagnose angewendet. Ein innovatives akustisches Verfahren. Mithilfe von KI sollen die Daten ausgewertet und eine Verschleißprognose erstellt werden, damit Mitarbeitende rechtzeitig über eine bevorstehende Wartung (z. B. Austausch sogenannter Aktivelemente) informiert werden.

Der Nutzen liegt auf der Hand: Die automatische Verschleißprognose macht Wartungsarbeiten und Prozessabläufe besser planbar. Dies spart nicht nur Zeit und Kosten, die für das regelmäßige Prüfen der Werkzeuge nötig sind, sondern steigert auch die Servicequalität als Zulieferer und Hersteller.

Optimierung von Anlagenparametern

Ein anderer zentraler Punkt ist das Einstellen der Richtmaschinen und Feinschneidwerkzeuge. Bei jedem Wechsel der angelieferten Stahlrollen, den sogenannten Coils, müssen die Maschinen und Werkzeuge gemäß den Gefügeeigenschaften der Stahlbänder neu eingestellt werden. Dies kostet Zeit und Material, denn bis die Produktion die entsprechende Qualität liefert, müssen unter Umständen 100 oder mehr Teile produziert und geprüft werden. Zwar wird zu jedem Coil ein Werkszeugnis (3.1 Zeugnis) mitgeliefert. Jedoch genügen diese Daten nicht, um die Richtmaschine und das Feinschneidwerkzeug auf Anhieb so einzustellen, dass sofort die gewünschte Qualität erreicht wird. Zu unterschiedlich sind die Charakteristiken der einzelnen Coils. Innerhalb des SPAICER-Projekts soll ein digitaler Zwilling der Coils erstellt werden, der mehr Daten, insbesondere über die Gefügeeigenschaften, enthält und so das Einstellen der Maschinen und Werkzeuge künftig effizienter machen soll.

Das Digitale Coil

Beliefert wird Feintool Systems Parts in Jena von der Reinhold Mendritzki Kaltwalzwerk GmbH & Co. KG, die Bandstahl herstellt, aufgewickelt zu riesigen Coils. Derzeit erhält jeder Kunde mit dem ausgelieferten Bandstahl ein Werkszeugnis, in dem die Charakteristik des Coils, d. h. Geometrie und mechanische Eigenschaften, beschrieben sind, und die vorgeschriebenen Spezifikationen des Kunden bestätigen.

Die Charakteristik des Coils setzt sich typischerweise neben der Geometrie aus einem Zugversuch, der chemischen Zusammensetzung, Härte und dem Gefüge zusammen. Jedoch ist dies nur ein kleiner Ausschnitt der Eigenschaften metallischer Werkstoffe. Zudem kann man nur am Anfang und Ende eines Coils Messungen durchführen, da die Tests nicht zerstörungsfrei sind. Dies hat zur Folge, dass die Parameter in den nachgelagerten Verarbeitungsschritten wie beispielsweise dem Richten und Feinschneiden bei jedem Coil-Wechsel immer wieder angepasst werden müssen und unter Umständen nicht sofort die gewünschte Produktionsqualität liefern.

Im Rahmen des SPAICER-Projekts soll mit zusätzlichen magnetischen Messungen ein Digitaler Zwilling des Coils (Digitales Coil) erstellt werden, der wesentlich aussagekräftigere Daten enthält als das bisherige Werkszeugnis.
Ziel des Forschungsprojekts ist es außerdem, auf Basis des digitalen Coils von Mendritzki und der Daten von Feintool ein umfassendes KI-basiertes Prozessmodell zu entwickeln, das automatisch die optimalen Parameter für den Richt- und Feinschneidprozess vorschlägt. So könnte die Produktion künftig im besten Fall sofort mit einer 100 % Qualität starten. deZem unterstützt bei der Entwicklung der Dateninfrastruktur und KI-Module.

Vision: Neue Geschäftsmodelle

Digitale Zwillinge eröffnen eine ganz neue Dimension bei der Entwicklung von Geschäftsmodellen. So können zum Beispiel die digitalen Daten als ergänzendes Produkt mit dem physischen zusammen angeboten werden. Diese sind insbesondere in der weiterverarbeitenden Industrie insofern wertvoll, als dass Prozesse und Produktionsabläufe verbessert sowie eine konstante Produktqualität gewährleistet werden kann. Zudem könnten künftig unnötige Einrichtungszeiten, die Produktion von Testteilen und damit auch Kosten und Material gespart werden. Also eine Win-Win-Situation für Zulieferer und Kunde und die Basis einer vertrauensvollen Zusammenarbeit aller Parteien durch Transparenz.

Um langfristig global Gas zu sparen, ist es unabdingbar, nicht nur im industriellen Umfeld, sondern auch privat aktiv zu werden. Auch wenn der Erdgasverbrauch laut destatis in privaten Haushalten rückläufig ist, dient Gas noch oft als Energieträger, vor allem zum Heizen, zur Warmwasserbereitung oder zum Kochen. Insbesondere Immobilienbesitzer können Einfluss nehmen: Sie sollten prüfen, ab welcher Außentemperatur geheizt wird, eventuell kann diese um 1 °C niedriger eingestellt werden. Auch lassen sich Parameter wie die Vorlauftemperatur der Heizung optimieren. Manche Heizanlagen privater Eigenheime können auf Ferienbetrieb gestellt werden, sodass die Heizanlage während der Abwesenheit im Urlaub ausgeschaltet ist. Lediglich der Frostschutz ist noch aktiv. Eine andere Möglichkeit ist es, den Gasbrenner nur zum Befüllen eines Warmwassertanks vor dem Duschen anzustellen, sodass das Wasser in den Rohren nicht unnötig den ganzen Tag warm gehalten wird. Dies kann über 24 Stunden das Doppelte des Gasverbrauchs gegenüber dem eigentlichen Duschen ausmachen.

Kommen wir zum Selbstexperiment: In einem internen Versuch wurde über drei Wochen hinweg ausschließlich mit kaltem Wasser geduscht – mit Ausnahme von einem Tag, an dem Haare gewaschen, also etwas länger geduscht wurde. Am Ende stellte sich heraus, dass durch den fast durchgängig außer Betrieb gewesenen Heizkessel im Haus 80 % des zuvor benötigten Gasbedarfs eingespart werden konnten.

Erfolgreiches Energiemanagement im Evangelischen Diakonissenhaus

Im Evangelischen Diakonissenhaus werden Energiedaten von über 380 Zählern in 58 Gebäuden von insgesamt 16 Liegenschaften erfasst und ausgewertet.

Bereits seit 2019 betreibt das Evangelische Diakonissenhaus ein Energiemanagement nach DIN EN ISO 50001. Dabei spielen neben den sehr hohen Standards beim energetischen Bauen und der Gebäudesanierung die detaillierte Erfassung von Verbrauchsdaten wie Wärme, Strom und Trinkwasser sowie der Großverbraucher (wie z. B. Lüftung und Druckluft) eine entscheidende Rolle.

Denn um langfristig Einsparpotenziale aufzudecken oder Abweichungen vom Normalbetrieb zu erkennen, ist es wichtig, den Ist-Stand von Verbräuchen zu kennen und auf eine kontinuierliche Datenerhebung zu setzen. Anhand dieser Daten lassen sich Energiesparziele festlegen, Energieeffizienzmaßnahmen ableiten und deren Erfolge bewerten.

Und diese können sich beim Evangelischen Diakonissenhaus sehen lassen: Die CO2-Emissionen konnten bis 2021 um mehr als 40 Prozent und der Energieverbrauch für Wärme um 9 Prozent gesenkt werden.

Nicht selten war der Grund für einen hohen Energieverbrauch eine technische Anlage, die nicht optimal eingestellt war und daher ineffizient lief. Dank der Echtzeitüberwachung und Analyse in der deZem DataSuite können solche Ursachen durch genaues Hinschauen oder ein automatisches Alarmmanagement schnell erkannt und behoben werden. Dies spart Energie und kann die Lebensdauer der Anlagen verlängern.

In der Broschüre „EnergiePlus“ wird die Entwicklung des Energiemanagements des Unternehmensverbunds von den Anfängen 2015 bis 2020 beleuchtet. Es werden bisher realisierte Bau- und Sanierungsprojekte vorgestellt und (Erfolgs-)kennzahlen preisgegeben. Darüber hinaus soll die Broschüre Anregungen für diejenigen geben, die vor ähnlichen Herausforderungen stehen… Auch möchte sie zeigen, dass Klimaschutz auch im Sozial- und Gesundheitswesen machbar ist.

Hier gehts zur Broschüre …

Eine weitere effektive Methode ist es, Verbrauchsmuster von Maschinen oder Anlagen zu untersuchen und auffällige Abweichungen festzustellen. Daraus lassen sich Maßnahmen ableiten und die Effizienz steigern.

Verbrauchsmuster lassen sich in der deZem DataSuite sehr gut als Rasterdiagramm, auch als Heatmap bezeichnet, darstellen. Auf diese Art kann beispielsweise der Wirkungsgrad eines Blockheizkraftwerks (BHKW) analysiert werden.

Praktisches Beispiel:

Bei einem BHKW, das im Pflegebereich eingesetzt wird, soll der Wirkungsgrad über zwei Jahre betrachtet werden: Jedes Kästchen des Rasterdiagramms zeigt die Leistung eines Tages. Je dunkler ein Kästchen gefärbt ist, desto höher der Wirkungsgrad. Hierbei fällt auf, dass der Wirkungsgrad im Sommer (weiße Flächen) in der Regel um etwa 5 % niedriger liegt als im Winter.

Eine umfassende und detaillierte Analyse zeigt, dass dies an der höheren Rücklauftemperatur ins BHKW. Da im Sommer weniger Wärme abgenommen wird, ist diese in den wärmeren Monaten höher.

Mögliche Überlegungen für Maßnahmen: Es könnte durchgerechnet werden, ob es angesichts der Gasknappheit und des Umstiegs auf erneuerbare Energien ggf. sinnvoll ist, das BHKW im Sommer gar nicht zu betreiben, und stattdessen den Strom aus einer (zu errichtenden) PV zu beziehen, die ja gerade im Sommer effektiv läuft.

Um Energieverbräuche zu analysieren oder Effizienzmaßnahmen zu bewerten, kann es sehr aufschlussreich sein, die Energiedaten mit Vorjahreszeiträumen zu vergleichen. Anhand der Differenzen kann untersucht werden, warum ein Verbrauch in dem einen oder anderen Zeitraum höher oder niedriger war. Insbesondere bereits umgesetzte Maßnahmen, wie z. B. das Ändern von Parametern, lassen sich so sehr gut auf ihre Wirksamkeit hin prüfen.

Praktisches Beispiel:

Um Gas zu sparen, wurde in einer Seniorenresidenz die Vorlauftemperatur der Heizung heruntergeregelt. Gleichzeitig wurde das durch die Rohre strömende Volumen etwas hochgesetzt. Der danach veränderte Energieverbrauch ist dargestellt durch die hervorgehobene türkisgrüne Kurve 01.10.21 bis 1.04.22. Verglichen mit dem gleichen Zeitraum ein Jahr zuvor (helle türkisgrüne Kurve) zeigte sich, dass durch Ändern der Vorlauftemperatur im Durchschnitt rund 20 % Energie eingespart werden.

Gern schauen wir auch gemeinsam mit Ihnen auf Ihre Kurven. Sprechen Sie uns an oder buchen Sie uns direkt.

Mehr über die Visualisierungs- und Analysemöglichkeiten des Softwaremoduls deZemVis

Planen Sie einen Besuch auf der SPS 2022?

deZem ist dort – an einem Gemeinschaftsstand mit m2m Germany und der favendo GmbH in Halle 5, Stand 444.

Wir würden uns sehr freuen, Sie persönlich vor Ort zu treffen, um Themen rund um Energiecontrolling, Automatisierung, Predictive Maintenance, Anlagenüberwachung u.v.m. zu diskutieren. 

Besonders innovative Technik wie beispielsweise unseren batteriefreien LoRaWAN-Stromsensor HarvyLR sowie den brandneuen Edge Controller iPCR-M haben wir natürlich auch am Stand. Oder klicken Sie sich in einer Live-Demo durch unsere deZem DataSuite und überzeugen sich von den vielseitigen Funktionen und Anwendungsmöglichkeiten. 

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Gern können Sie auch im Vorfeld einen Termin mit uns am Stand vereinbaren. Vermerken Sie dies in der Mail und wir melden uns umgehend bei Ihnen.

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Sie ist ein entscheidender Hebel, um den Gasverbrauch  zu senken.

Am Beispiel der Nachtabsenkung in Gebäuden möchten wir zeigen, wie die Analyse der Grundlast Einsparpotenziale aufzeigen kann.

Insbesondere in öffentlichen Gebäuden, Banken, Schulen u.Ä. ist eine automatische Nachtabsenkung eine sinnvolle Maßnahme, um den Gasverbrauch nicht unnötig in die Höhe zu treiben. Denn ist ein Raum nicht besetzt, muss auch nicht geheizt werden. Immer wieder kommt es dennoch vor, dass die Nachtabsenkung „kurz“ umgestellt und danach vergessen wird, sie wieder zurückzustellen. Daher sollten die Einstellungen in regelmäßigen Abständen überprüft werden, z. B. anhand der Visualisierungsmöglichkeiten im Modul deZemVis unserer Data Suite. Auch ein Vergleich der Verbrauchskurven ähnlicher Gebäude kann Erkenntnisse bringen. Auffällige Differenzen können anschließend näher analysiert und ausgewertet werden.

Praktisches Beispiel:

In einem Vergleich zwischen zwei Tageskliniken fast gleicher Größe zeigte sich, dass Tagesklinik A (pinke Kurve) während der Nacht (grauer Hintergrund) ca. 10 m³ mehr Gas verbraucht als Tagesklinik B (blassblaue Kurve) – es gibt auch in Klinik A eine Nachtabsenkung, sie ist jedoch nicht so stark. Auf ein ganzes Jahr hochgerechnet ergeben sich bei 150 „beheizten“ Nächten im Jahr 1.500 m³ Gas, die möglicherweise eingespart werden können. Bei einem Gesamtjahresverbrauch von 11.000 m³ Gas sind dies ca. 13 %.

Um Einsparpotenziale zu erkennen, ist die genaue Analyse von Verbräuchen das A & O. Um langfristig Gas zu sparen, müssen Verbrauchsmuster analysiert, Maßnahmen getestet und überprüft werden. 

Eine wichtige Methode ist, Lastgänge des Gasverbrauchs zu untersuchen, um die Laufzeiten z. B. von Heizungsanlagen zu optimieren. Muss die Heizung eines Büro- oder Schulgebäudes wirklich an Wochenenden, an Feiertagen, während Urlaubs- oder Ferienzeiten laufen? Müssen Kessel oder Rohrsysteme durchgängig auf einer bestimmten Temperatur gehalten oder können Gasbrenner und Zirkulationspumpen zeitweise abgeschaltet werden? In der deZem DataSuite können schnell Verbrauchsmuster identifiziert und verschiedene Szenarien geprüft werden.

Typisches Beispiel:

Ein Vergleich zweier Berliner Schulen zeigt, dass die Heizung in Schule A (pinke Balken) unverändert während der gesamten Osterferien (09.-23.04.2022) in Betrieb war, während sie in Schule B (türkisgrüne Balken) nach 6 Tagen (am 15.04.) abgeschaltet und erst nach den Ferien wieder angeschaltet wurde. Auf diese Weise hat Schule A  ca. 450 m³ Gas gespart. Hätte Schule B die Heizung (ohne Warmwasser) während der gesamten Ferien ausgeschaltet, hätte sie 1400 m³ Gas gespart.

Stichproben weiterer Berliner Schulen ergaben, dass die Heizungen in ca. 95 % der Schulen während der gesamten Osterferien in Betrieb blieben. Nehmen wir der Einfachheit halber an, Schule B sei repräsentativ auch für andere Schulen, so ergeben sich bei etwa 830 Berliner Schulen Einsparmöglichkeiten von insgesamt ca. 1 Mio. m³ Gas allein in den Osterferien - das entspricht übrigens dem jährlichen Gasbedarf von 500 4-Personen-Haushalten.

Laut destatis ⁽¹⁾ war Erdgas 2020 mit einem Anteil von rund einem Drittel (31,2 %) ein wesentlicher Energieträger der deutschen Industrie. Die aktuelle Lage mit drohenden Lieferengpässen erfordert, wie wir alle wissen, dringend ein Umdenken. Schnelles Handeln ist gefragt.

Der bewusste und effiziente Umgang mit Energieressourcen liegt uns bei deZem sehr am Herzen und ist tief in unserer Philosophie verankert. Aus der täglichen Arbeit wissen wir, dass fast überall große Einsparpotenziale liegen, die ohne großen Aufwand und Kosten umgesetzt werden können - OHNE Komfort oder Produktivität einzubüßen. Zu oft bleiben diese Potenziale jedoch unerkannt.

Dabei muss man nur genauer hinschauen!

In den nächsten Wochen werden wir eine Reihe Tipps veröffentlichen, wie Sie in Ihrem Unternehmen oder Gebäude ganz einfach Einsparpotenziale aufspüren können. Bleiben Sie also dran!

Tipp 1: Prüfen, ob Anlagen an freien Tagen oder Schichten ausgeschaltet werden können

Tipp 2: Tipp 2: Kennen Sie die Grundlast in Ihrem Unternehmen oder Gebäude?

Tipp 3: Verbräuche mit Vorjahreszeiträumen vergleichen und analysieren

Tipp 4: Verbrauchsmuster überprüfen

⁽¹⁾ https://www.destatis.de/DE/Presse/Pressemitteilungen/2022/07/PD22_N044_43.html