Referentie 18 januari 2022
Met kunstmatige intelligentie besparen op de kosten voor verwarming en airconditioning

De automatiseringsspecialist mrm² heeft een innovatief systeem ontwikkeld waarmee het verwarmen en koelen van kantoorpanden en industriële gebouwen met behulp van machine learning aanzienlijk efficiënter wordt en de energiekosten tot wel 20 % verlaagd kunnen worden. Met de controller PFC200 en de Edge Computer levert WAGO de twee belangrijkste componenten van het systeem.

Het verhaal begint met het feit dat Marc Gruber, medeoprichter en directeur van mrm², een paar jaar geleden een huis voor zijn familie wilde bouwen. Grubers bedrijf, met ruim 30 medewerkers in het Zuid-Duitse Bad Ditzenbach-Gosbach gevestigd, is gespecialiseerd in intelligente automatiseringstechniek. Het spreekt voor zich dat hij bij zijn nieuwe huis geen genoegen wilde nemen met "prehistorische" gebouwtechniek. "Ik heb goed gekeken naar alle producten die voor de geautomatiseerde aansturing van verwarmingen beschikbaar waren – en ik was echt teleurgesteld: het aanbod was klein en vooral niet intelligent genoeg", herinnert hij zich. Er was dus maar één oplossing: "Als er op de markt echt geen betere oplossing is, moeten we die zelf maar ontwikkelen!"

Zo gezegd, zo gedaan – de experts van mrm² hebben een systeem ontwikkeld dat ervoor zorgt dat ruimten precies de gewenste temperatuur hebben als zich mensen in deze ruimten bevinden. Kunstmatige intelligentie (AI) speelt hierbij een belangrijke rol: geïntegreerde machine learning-processen voorspellen wanneer en hoe lang de afzonderlijke ruimten worden gebruikt. Met deze kennis kunnen de radiatoren of de verwarmingsoppervlakken zodanig worden aangestuurd dat deze met een minimaal energieverbruik voor aangename temperaturen zorgen. Dat voorkomt onnodige verwarmingsprocessen of een permanent bedrijf van de verwarming. Gedurende de zomermaanden zorgt het systeem ervoor dat de airconditioning net zo efficiënt en afgestemd op de behoefte werkt. De benodigde gegevens voor de aanwezigheidsvoorspellingen worden beschikbaar gesteld door bewegingssensoren, die in kantoren toch al vaak geïnstalleerd zijn voor de verlichtingsregeling.

"Optimale samenwerking van alle disciplines"

"Dankzij de kunstmatige intelligentie is onze oplossing in staat om binnen zeer korte tijd rekening te houden met veranderingen in het gebruik van afzonderlijke ruimten", licht Gruber toe. Het systeem houdt ook rekening met weersvoorspellingen: als tijdens een winterdag bijvoorbeeld wordt voorspeld dat de zon gedurende een bepaalde tijd in de desbetreffende ruimte zal schijnen, wordt de aanvoertemperatuur van de verwarming iets lager ingesteld dan op bewolkte dagen.

De jaloezieën worden net zo effectief in bepaalde standen gezet om de energie-efficiëntie van het gebouw te verhogen. Dat is met name in het voor- en najaar belangrijk, als ruimten verwarmd of gekoeld moeten worden (afhankelijk van zonnestraling en buitentemperatuur). Uniek op de markt, aldus Gruber. "Andere oplossingen zijn meestal standalone oplossingen, die de verwarming of de jaloezieën afzonderlijk kunnen aansturen. Onze oplossing brengt alles samen", vertelt hij. En hij voegt hieraan toe: "Dankzij WAGO kunnen we de integratie van heterogene systemen in de gebouwautomatisering optimaal toepassen!"

Intelligente besturing van warmtegeneratoren

Om het potentiaal van de kunstmatige intelligentie optimaal te kunnen benutten, maakt het programma gebruik van de geïntegreerde intelligentie om de warmtegeneratoren zelf aan te sturen. Hiervoor maakt het systeem gebruik van de berekeningen die werden uitgevoerd voor de bepaling van de warmtebehoefte in de afzonderlijke ruimten. Met name in grotere gebouwen is de technologie tegenwoordig vrij complex; blokverwarmingscentrales, gasketels, warmtepompen en zonnesystemen zijn vandaag de dag heel normaal. "Vooral hybride systemen zijn vaak niet heel erg efficiënt. Dat is geen verrassing, want de besturing van deze systemen is allesbehalve gemakkelijk. Onze oplossing zorgt ervoor dat de warmtegeneratoren maximaal energie-efficiënt zijn", aldus Gruber.

In totaal kan met het systeem een besparing op de energiekosten van wel 15 tot 20 procent worden behaald, laten praktijktests zien – een besparing die anders alleen met dure en tijdsintensieve maatregelen zoals gevelisolatie gerealiseerd kan worden. Het systeem betaalt zich in veel gevallen dus binnen één of twee jaar terug. "We verlagen de kosten door menselijke fouten te elimineren", slaat de directeur van mrm² de spijker op z'n kop. Geen mens kan de gebouwtechniek zo nauwkeurig en vooruitziend aansturen als kunstmatige intelligentie.

Dankzij WAGO kunnen we de integratie van heterogene systemen in de gebouwautomatisering optimaal toepassen!

Marc Gruber | Directeur mrm²

PFC200 biedt maximale flexibiliteit

Intelligent besturen en een veilige communicatie voor een goede samenwerking tussen de disciplines – hiervoor vertrouwt mrm² bij de belangrijkste componenten op WAGO. Het bedrijf uit de regio Schwäbische Alb in het zuidwesten van Duitsland boekt hier al vele jaren succes mee. "We gebruikten de producten van WAGO al toen het bedrijf slechts uit drie of vier medewerkers bestond. Menig project hadden we zonder WAGO niet eens kunnen realiseren", herinnert Gruber zich.

Bij de nieuwe oplossing maakt mrm² naast netvoedingen of displays ook gebruik van de controller PFC200 en de Edge Computer. "De PFC200 is performant en biedt een hoge mate aan flexibiliteit. De verschillende in- en uitgangskaarten kunnen probleemloos zowel voor de kabelgebonden als voor de draadloze communicatie worden aangesloten", licht Johannes Siegle, bij mrm² verantwoordelijk voor de ontwikkeling van het nieuwe systeem, toe. Bij de installatie in referentiegebouwen maakt het bedrijf gebruik van KNX-modules van WAGO, aangezien geschikte bussystemen daar reeds beschikbaar waren.

Edge Computer is Docker^®-ready

De PFC200 verzamelt de gegevens en draagt deze aan een databank op de lokale Edge Computer over. Hier zijn ook de Machine Learning-modellen geïnstalleerd, die aan de hand van de gegevens aanwezigheidsvoorspellingen opstellen. Het is mogelijk om zowel de databank als de kunstmatige intelligentie in een cloud onder te brengen. De voorspellingen worden dan teruggekoppeld naar de PFC200. Met behulp van aanvullende weersvoorspellingen en andere meteorologische gegevens leidt een algoritme op de controller hieruit de benodigde stuursignalen af. "Kortom: de Edge Computer stelt de intelligentie ter beschikking en de PFC200 organiseert de communicatie", aldus Siegle.

De databank en de Machine Learning-modellen draaien in softwarecontainers op de Edge Computer. "Voor ons is het belangrijk dat de hardware geschikt is voor Docker®, omdat we de kunstmatige intelligentie alleen dan geheel volgens onze wensen en voorstellingen kunnen realiseren. De voorspellingen nemen namelijk heel wat rekencapaciteit in beslag", aldus Siegle. De expert is zeer te spreken over de gebruikersvriendelijkheid: "Wij automatiseerders komen uit de PLC-wereld. Toch konden we goed en snel overweg met de Edge Computer."

Eerst kantoorpanden en industriële gebouwen, daarna woongebouwen

Het team van mrm² heeft het nieuwe systeem de naam "WICKIE M" gegeven, een verwijzing naar de slimme kleine viking uit de tekenfilmserie, die zelfs in de meest ingewikkelde situaties altijd de juiste oplossing vindt. Na een intensieve testperiode in twee referentiegebouwen gaat nu de verkoop van start. Het bedrijf heeft zijn pijlen hierbij met name op planners en exploitanten van kantoorpanden en industriële gebouwen gericht. "In de huidige configuratie is het WICKIE M-systeem geschikt voor gebouwen met meer dan twintig verwarmde of geklimatiseerde ruimten", aldus directeur Gruber. Op middellange termijn wil mrm² het systeem zodanig doorontwikkelen dat ook privéhuishoudens kunnen besparen op de stookkosten – met "Plug & Play" dient WICKIE M in eengezins- en meergezinswoningen voor meer energie-efficiëntie te zorgen.

Tekst: Ralph Diermann – energiejournalist

Foto: Ian Siepmann/Tremonia

Productoverzicht

Artikelnr.: 752-9800

Edge Computer ; 4 x Ethernet, 4 x USB, HDMI, DP ; 16GB RAM ; 256GB FLASH

{ "id": "752-9800", "name": "752-9800", "nameEn": "752-9800", "listPosition": "1", "listType": "product-slider" }

Artikelnr.: 752-9400

Edge Computer ; 2 x Ethernet, 4 x USB, HDMI, DP ; 4GB RAM ; 64GB FLASH

{ "id": "752-9400", "name": "752-9400", "nameEn": "752-9400", "listPosition": "2", "listType": "product-slider" }

Artikelnr.: 752-9401

Edge Computer ; 2 x Ethernet, 4 x USB, HDMI, DP ; 8GB RAM ; 64GB FLASH

{ "id": "752-9401", "name": "752-9401", "nameEn": "752-9401", "listPosition": "3", "listType": "product-slider" }

Artikelnr.: 752-8303/8000-002

Edge Controller ; 2 x Ethernet, 2 x USB, 1 x USB-C, HDMI, CAN, DI/DO, RS-232/485, ...

{ "id": "752-8303/8000-002", "name": "752-8303/8000-002", "nameEn": "752-8303/8000-002", "listPosition": "4", "listType": "product-slider" }

Artikelnr.: 750-8216

Controller PFC200 ; Tweede generatie ; 2 x Ethernet, RS-232/-485, CAN, CANopen, ...

{ "id": "750-8216", "name": "750-8216", "nameEn": "750-8216", "listPosition": "5", "listType": "product-slider" }

Artikelnr.: 750-8216/025-000

Controller PFC200 ; Tweede generatie ; 2 x Ethernet, RS-232/-485, CAN, CANopen, ...

{ "id": "750-8216/025-000", "name": "750-8216/025-000", "nameEn": "750-8216/025-000", "listPosition": "6", "listType": "product-slider" }

WAGO in de praktijk

Meer informatie uit het bereik gebouwtechniek

TOEPASSINGEN BUILDING TECHNOLOGY

Van klassiek renovatieproject tot smart building: ontdek meer spannende bouwprojecten en ervaar hoe onze klanten hun gebouwen met oplossingen van WAGO efficiënter, comfortabeler en toekomstbestendiger hebben gemaakt.

Referentie 18 januari 2022
Met kunstmatige intelligentie besparen op de kosten voor verwarming en airconditioning

"Optimale samenwerking van alle disciplines"