En selvlærende algoritme, der hjælper med at spare varmeenergi

En termostat, der forudsigeligt styrer indeklimaet og derved forbedrer energieffektiviteten og komforten – Empa-forskerne Felix Bünning og Benjamin Huber kom på denne idé, mens de arbejdede i Empas Urban Energy Systems-laboratorium. De udviklede en kontrolalgoritme, der kan beregne en bygnings ideelle energiforbrug flere timer i forvejen baseret på vejrudsigter og bygningsdata. De første eksperimenter på NEST, Empas og Eawags forsknings- og innovationsbygning, viste, at denne tilgang kan spare omkring 25 % af energien.

I marts 2022 stiftede de to forskere sammen med Matthias Sulzer, seniorforsker hos Empa, en spin-off virksomhed, viboo, for at bringe løsningen på markedet. For at lette markedsadgang skal algoritmen dog stadig gennemgå flere felttest.

Pilotprojekt i en Empa-kontorbygning

"Vi sigter mod at integrere vores løsning i ældre bygninger uden et integreret bygningsstyringssystem," forklarer Benjamin Huber. Af denne grund besluttede de to nyiværksættere at teste deres algoritme yderligere i ældre bygninger efter de vellykkede eksperimenter i NEST. Til det havde de brug for et passende testobjekt og en partnervirksomhed, der har smarte termostater i sin portefølje. Empas direktorat leverede førstnævnte:en kontorbygning, bygget i 1960'erne og renoveret i 2009.

Viboo-teamet fandt også en passende partnervirksomhed. "Med Danfoss var vi i stand til at vinde en international producent til projektet, hvis smarte radiatortermostater allerede havde et passende interface. Styreværdierne beregnet af viboo-algoritmen kan overføres fra skyen til hardwaren via denne grænseflade," forklarer Huber.

I et første trin udskiftede teamet 150 eksisterende analoge termostater i Empa-bygningen med en smart løsning fra Danfoss, Danfoss Ally. Dernæst koblede de hardwaren til Danfoss-skyen. For at opnå kontrolværdierne for de smarte termostater kommunikerede Danfoss-skyen med viboo-skyen, som kørte den selvlærende algoritme. Opsætningen var således klar til felttest.

De nye termostater styrede indeklimaet fra julen 2021 til slutningen af ​​marts 2022. For at kunne lave en sammenligning blev driftstilstandene ændret løbende, det vil sige fra viboo-regulatoren til standard Danfoss Ally-tilstand og tilbage igen. Ved afslutningen af ​​forsøget undersøgte holdet brugerne for at forstå, hvordan de opfattede rummets komfort, og om brugerne generelt accepterer sådanne nye løsninger.

Win-win:Mindre energi, bedre komfort

Resultaterne af dette pilotprojekt var meget positive. Samlet set blev energiforbruget reduceret med omkring 23 procent sammenlignet med samme opvarmningsperiode året før – med samme eller endnu bedre brugerkomfort. Til sammenligning sparede Danfoss Ally alene kun omkring tolv procent. "I vores undersøgelser udtrykte meget få brugere skepsis over for den nye teknologi. Det gør os sikre på, at markedet i sidste ende vil acceptere vores løsning," siger Felix Bünning.

Partnervirksomheden er også imponeret over de første resultater. "Vi ser et stort potentiale i samarbejdet med viboo og tror, ​​at løsninger som denne er fremtiden – ikke kun for styring af en enkelt bygning, men for hele energisystemer," siger Andrea Cannarozzo, administrerende direktør i Danfoss AG. From a visionary perspective, the viboo algorithm could in future optimize various smart home integrations such as heat pumps or solar systems, but also help operating the electrical grid or heating networks more sustainably.

More projects already in the pipeline

However, back to the near future. To further pave the way for market entry, viboo is conducting additional pilot projects in the upcoming heating period—together with Danfoss, but also other manufacturers such as ABB and Schneider Electric. The aim is to collect additional data and put the solution to the test in other environments.

At the same time, there is already interest from the public sector in integrating the algorithm into existing buildings, for example from the Federal Office for Buildings and Logistics (BBL) and the municipality of Männedorf. The work at Empa is not yet finished for viboo and Danfoss either. In the future, the partners will equip further buildings on the Empa campus with their smart solution. + Udforsk yderligere

Self-learning heat­ing control system saves energy