Kälte smart geregelt

Der Gebäudekomplex GartenCarée besteht aus Wohnungen, Büros, einem Rechenzentrum, Arztpraxen, einer Ladenzeile sowie Gastronomie. Die Kälteversorgungsanlage darin besteht aus drei Absorbern, die mit umweltfreundlicher Fernwärme beziehungsweise Prozessabwärme einer nahegelegenen Raffinerie betrieben werden sowie einer Kompressions-Kältemaschine mit zwei Verdichtern und einem Rückkühlwerk. Jürgen Weiß, Teamleiter Baumanagement und Technik bei den Stadtwerken Karlsruhe, berichtet: „Ende des Jahres konnten wir nur sehen, wie viele Megawattstunden Kälte wir produziert hatten und wie viel Strom und Fernwärme wir dafür verbraucht hatten. Nicht mehr, nicht weniger.“ 

Projektziel: Mehr Transparenz und Effizienz in der Kälteerzeugung

Die Stadtwerke hatten es sich zum Ziel gesetzt, Einsparpotenziale zu identifizieren und realisieren. „Dazu haben wir mit dem Anbieter Factor4Solutions ein automatisiertes Energie-Systemmanagement installiert, das eine bessere Steuerung der Komponenten vornimmt und zudem ein detailliertes Controlling ermöglicht.

Die intelligente Software von Factor4Solutions betrachtet den Betrieb aller für die Kältetechnik relevanten Komponenten und damit deren energetische Betriebsaufwendungen gemeinsam. Dazu nutzt die Lösung digitale Zwillinge der Komponenten und des jeweiligen Kältesystems, über die sich in Echtzeit während des Betriebs oder auch situativ errechnen lässt, wie sich die einzelnen Komponenten verhalten müssen, um die maximale Effizienz des Systems zu erzielen. Die Kälteerzeuger sowie alle Hilfsaggregate werden somit nicht mehr nach fester Reihenfolge (Grund- und Spitzenlast) eingesetzt, sondern effizienzbasiert – abhängig von den Witterungsbedingungen und der geforderten Leistung – über standardisierte Protokolle von dem Systemmanagement freigegeben und geregelt. Damit erreicht die Lösung in jeder Lastsituation den effizientesten Systembetrieb.

Jürgen Weiß, erklärt: „Dadurch werden jetzt alle Energieflüsse im Detail sichtbar und die Optimierung direkt umgesetzt und analysiert. Die Transparenz, die wir dadurch erzielen, ist ein großer Vorteil". Dabei werden Parameter wie Volumenstrom von Kalt- und Kühlwasser gemessen und ausgewertet, um zu prüfen, inwieweit es wirtschaftlich ist, die Absorber oder die freie Kühlung in Bezug auf die Außentemperatur zu betreiben. Ein beispielhaftes Ergebnis: Pumpen, die durchgehend auf 100 Prozent Volumenstrom laufen, obwohl situationsabhängig gegebenenfalls 60 Prozent oder weniger genügen, bieten erhebliche Effizienz- und Einsparpotenziale.

Nach sechs Monaten: 20 Prozent weniger Elektroenergie, fünfstelliger Einsparungsbetrag

Nach Abschluss der Testphase konnten die Stadtwerke Karlsruhe über 20 Prozent an elektrischer Jahresenergie einsparen, was in Bezug auf den finanziellen Aufwand einem fünfstelligen Betrag entspricht, wie Weiß erklärt. Da die Unternehmen das System weiter optimieren können - unter anderem, weil die verschiedenen Komponenten der Kälteanlage zu jeder Jahreszeit anders zusammenarbeiten - rechnet Weiß mit weiteren Energieeinsparungen von mehr als 40 Prozent. 

Die Anlage beziehungsweise Software wird auch nach der Installation vom Anbieter permanent überwacht, geprüft und optimiert. „Wir überwachen die Anlage zwar auch, aber für uns ist es ein großer Vorteil, dass das Team des Kältetechnik-Spezialisten mit seinem fundierten Know-how im Bereich Kältetechnik die Anlage per KI-gestützter Fernwartung betreibt und wir sofort erfahren, wenn irgendwas nicht funktionieren sollte.“ Factor4Solutions kann dank Verwendung von digitalen Zwillingen sowie Echtzeit-Abgleich von Betriebsdaten seine Kunden sogar schon im Vorfeld über Abweichungen und drohende Ausfälle informieren, wodurch sich diese prädiktiv vermeiden lassen. „Dass die Betriebsfähigkeit zu jeder Zeit gewährleistet ist, ist für uns besonders wichtig, weil wir verpflichtet sind, die Kälte zu liefern. Denn im GartenCarée versorgen wir ja nicht nur Büro- und Wohneinheiten mit Kälte, sondern unter anderem auch ein Rechenzentrum“, so Weiß.