Energiemanagement für Zuhause

Fehler macht nicht die Technik selbst, sondern der Mensch, der sie bedient – so sagt man. Gleiches gilt auch für Komponenten, die das Wohnen komfortabel, sicher und effizient gestalten sollen. Das Eingreifen des Nutzers ist meist nicht die optimalste Lösung oder kommt zu spät. Abhilfe bieten sogenannte Hausautomations-Systeme, die die Steuerung einzelner Produkte untereinander abstimmen und verbessern.

Mit einem Smart Home-System können etwa Licht, Alarmanlage, Rauchmelder, Rollläden und Heizung auf die individuellen Bedürfnisse der Bewohner angepasst werden. Dies funktioniert gleichermaßen bei einer Wohnung und bei Ein- bzw. Mehrfamilienhäusern. Dabei bietet die smarte Haustechnologie ein Mehr an...

• ... Sicherheit, wenn sich z.B. die Alarmanlage beim Verlassen des Hauses automatisch einschaltet oder gemeldet wird, dass noch ein Fenster geöffnet ist.
• ... Komfort, wenn das Licht automatisch eingeschaltet wird oder die Lieblingsmusik ertönt.
• ... Effizienz, wenn der Betrieb der Heizung passgenau erfolgt und auf die äußeren Umstände, etwa ein geöffnetes Fenster, reagiert.

Besonders interessant ist Hausautomation dann, wenn es sich um ein offenes System handelt, also Komponenten verschiedener Standards, Hersteller und Branchen miteinander verknüpft werden können. So können individuell Produkte genutzt werden, die speziell für die Anwendung im Smart Home optimiert sind.

Offen und jederzeit erweiterbar
Einige Anbieter ermöglichen es dem Betreiber, selbst schrittweise Erweiterungen vorzunehmen und damit die intelligente Haussteuerung ganz einfach in den Alltag zu integrieren – wie beispielsweise der „wibutler“ von iEXERGY. Dieser bietet eine App, die – auch von unterwegs – auf den Homeserver zugreift, der frei im Gebäude aufgestellt werden kann. So lässt sich die gesamte Haussteuerung überwachen und regeln. Hierzu gehören u.a.:

• Automationsregeln, d.h. die einzelnen Geräte arbeiten auf­einander abgestimmt.
• Zeitsteuerung, d.h. dem System können wiederkehrende Aufgaben beigebracht werden, die zu einer bestimmten Zeit zu erledigen sind.
• Verbrauchsübersicht, inkl. des Aufzeigens von Einsparpotenzialen.
• Einrichten von unterschiedlichen, passwortgeschützten ­Accounts, um den Zugriff auf die Komponenten festzulegen.

Insgesamt, so sagt der Hersteller, ist durch die Optimierung der gesamten Haustechnik eine Einsparung von 20% oder mehr möglich, je nachdem, welche Geräte vernetzt und inwieweit sie „angelernt“ sind. Wie das in der Praxis aussehen kann, wird im Folgenden anhand der Einbindung einer Heizungsanlage in das Smart Home-System verdeutlicht.

Smartes Heizen im Eigenheim
Bisher gilt die witterungsgeführte Heizungsregelung mit autarker Ansteuerung einzelner Funktionsbereiche als Standard. Üblicherweise wird dem Wärmeerzeuger über eine Heizkennlinieneinstellung eine Vorlauftemperatur vorgegeben. Die Thermos­tatventile in den Räumen regeln unabhängig davon die Innentemperatur. Die Nachteile: Der Informationsaustausch unter den einzelnen Bereichen war bislang – wenn überhaupt – nur begrenzt möglich. Das Heizungssystem „lernt“ nicht mit und reagiert somit nicht automatisch auf Veränderungen, wie offene Fenster oder Abwesenheit. Wenn nicht manuell durch den Nutzer nachgesteuert wird, bleibt die Regelung in den Standardeinstellungen stecken. Als Folge wird der tatsächliche Bedarf nicht optimal berücksichtigt – Einsparpotenziale werden verschenkt.
Bindet man die Heizungsanlage in die Hausautomation ein, so entsteht ein dauerhafter und intensiverer Informationsfluss der einzelnen Ebenen – von den Stellantrieben über die Wärmeübergabe in den einzelnen Räumen, die Wärmeverteilung mittels der einzelnen Heizkreise bis hin zur eigentlichen Wärmeerzeugung am Heizungskessel. Am besten gelingt die bedarfsgerechte Einzelraumregelung, wenn auf Systempakete renommierter Hersteller zurückgegriffen wird, die bereits alle benötigten Komponenten beinhalten. Als Beispiel sei hier die Smart Home-Lösung des Unternehmens Remeha genannt, die folgende Komponenten beinhaltet:

• ein kompaktes, effizientes Gas-Brennwertgerät mit 15, 24 oder 28 kW Nennwärmeleistung sowie einem Kesselfunkmodul,
• das Smart Home-System „wibutler“ mit Homeserver,
• intelligente Thermostatventilköpfe, die das Heizverhalten messen und analysieren.

Alle Komponenten kommunizieren untereinander und stimmen sich auf die äußeren Umstände ab. Jeder einzelne Raum kann – je nachdem wie es Zeit und Situation erfordern – individuell beheizt werden. Die Raumlufttemperatur passt sich an die unterschiedlichen Tagesrhythmen und Nutzungen an. Zudem werden die einzelnen Parameter als Referenzgröße zur Ermittlung der idealen Vorlauftemperatur herangezogen. Jeder einzelne Bereich wird den verschiedenen Heizkreisen zugeordnet und die jeweilige Vorlauftemperatur aufgrund des individuellen Wärmebedarfs berechnet.
Sind alle Werte optimal aufeinander eingestellt, lassen sich laut Herstellerangaben durch die intelligente, raumtemperaturabhängig gleitende Kesselsteuerung rund 15% der Heizenergie einsparen – bei gleichzeitiger Steigerung des Wohnkomforts. Darüber hinaus erhöht sich die Sicherheit, denn das Kesselmodul meldet auch eventuell auftretende Störungen der Heizungsanlage.

Bedienung, Installation und Datensicherheit
Falls nicht ohnehin schon ein oder mehrere Smartphones bzw. Tablets im Haushalt verfügbar sind, die sich zur Nutzung der App eignen, kann ein Tablet beim Hersteller mitbestellt werden. Hierauf ist die App bereits vorinstalliert, sodass innerhalb – und bei vorhandenem WLAN auch außerhalb – des Gebäudes die Einstellparameter des Smart Home-Systems dargestellt und eingestellt werden können.
Die Installation eines solchen Systems gelingt in der Regel leicht und ohne viel Aufwand. Beim „wibutler“ kommunizieren die Komponenten per Funk über verschiedene Protokolle und spezielle Sicherheitsfeatures, sodass keine Kabel verlegt werden müssen. Die gespeicherten Daten sind sowohl on- als auch offline geschützt. Das System kann auch drahtlos über WLAN oder als unabhängiges Netzwerk über einen Access-Point betrieben werden, eine Internetanbindung ist daher nicht zwingend erforderlich. Updates für die App sowie den Homeserver können jedoch ausschließlich online geladen werden. Übermittelt „wibutler“ online Daten an die Cloud, so erfolgt dies verschlüsselt.

Fazit
Intelligent wohnen im Smart Home – mittlerweile lässt sich nahezu die gesamte Haustechnik vernetzen und intelligent steuern. Wenn die Heizungsanlage wie bei Remeha mittels eines Kesselfunkmoduls in das Hausautomations-System integriert wird, sind erhebliche Energieeinsparungen möglich, bei gleichzeitiger individueller Wohlfühltemperatur in jedem Raum.

Autor: Jürgen Jahn, Leiter Produktmanagement, Remeha GmbH

Bilder, sofern nicht anders angegeben: Remeha GmbH