Een thermostaat die het binnenklimaat voorspellend regelt en daardoor de energie-efficiëntie en het comfort verbetert - Empa-onderzoekers Felix Bünning en Benjamin Huber kwamen op dit idee tijdens hun werk in Empa's Urban Energy Systems-lab. Ze ontwikkelden een regelalgoritme dat op basis van weersvoorspellingen en gebouwgegevens enkele uren van tevoren het ideale energieverbruik van een gebouw kan berekenen. De eerste experimenten bij NEST, het onderzoeks- en innovatiegebouw van Empa en Eawag, toonden aan dat deze aanpak ongeveer 25% van de energie kan besparen.

In maart 2022 richtten de twee onderzoekers samen met Matthias Sulzer, Senior Researcher bij Empa, een spin-off bedrijf op, viboo, om de oplossing op de markt te brengen. Om de markttoegang te vergemakkelijken, moet het algoritme echter nog meer veldtesten ondergaan.

Proefproject in een Empa-kantoorgebouw

"We streven ernaar onze oplossing te integreren in oudere gebouwen zonder geïntegreerd gebouwbeheersysteem", legt Benjamin Huber uit. Daarom besloten de twee neo-ondernemers na de succesvolle experimenten in NEST hun algoritme verder te testen in oudere gebouwen. Daarvoor hadden ze een geschikt testobject nodig en een partnerbedrijf dat slimme thermostaten in haar portfolio heeft. De directie van Empa leverde het eerste:een kantoorgebouw, gebouwd in de jaren 60 en gerenoveerd in 2009.

Het viboo-team heeft ook een geschikt partnerbedrijf gevonden. "Met Danfoss konden we voor het project een internationale fabrikant binnenhalen wiens slimme radiatorthermostaten al een geschikte interface hadden. De regelwaarden die door het viboo-algoritme worden berekend, kunnen via deze interface vanuit de cloud naar de hardware worden verzonden", legt Huber uit.

In een eerste stap verving het team 150 bestaande analoge thermostaten in het Empa-gebouw door een slimme oplossing van Danfoss, de Danfoss Ally. Vervolgens sloten ze de hardware aan op de Danfoss-cloud. Om de regelwaarden voor de slimme thermostaten te verkrijgen, communiceerde de Danfoss-cloud met de viboo-cloud, die het zelflerende algoritme aanstuurde. De opstelling was dus klaar voor veldtesten.

De nieuwe thermostaten regelden het binnenklimaat van kerst 2021 tot eind maart 2022. Om een ​​vergelijking te kunnen maken, werden de bedrijfsmodi regelmatig gewijzigd, namelijk van de viboo-controller naar de standaard Danfoss Ally-modus en weer terug. Aan het einde van de proef heeft het team de gebruikers ondervraagd om te begrijpen hoe zij het comfort van de kamer ervoeren en of gebruikers dergelijke nieuwe oplossingen in het algemeen accepteren.

Win-win:minder energie, meer comfort

De resultaten van dit proefproject waren zeer positief. Over het algemeen is het energieverbruik met ongeveer 23 procent verminderd in vergelijking met dezelfde verwarmingsperiode van het voorgaande jaar, met hetzelfde of zelfs beter gebruikerscomfort. Ter vergelijking:alleen Danfoss Ally bespaarde slechts ongeveer twaalf procent. "In onze onderzoeken toonden maar heel weinig gebruikers hun scepsis over de nieuwe technologie. Dit geeft ons het vertrouwen dat de markt onze oplossing uiteindelijk zal accepteren", zegt Felix Bünning.

Ook het partnerbedrijf is onder de indruk van de eerste resultaten. "We zien een groot potentieel in de samenwerking met viboo en denken dat dit soort oplossingen de toekomst zijn - niet alleen voor de besturing van een enkel gebouw, maar voor hele energiesystemen", zegt Andrea Cannarozzo, Managing Director van 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. + Verder verkennen

Self-learning heat­ing control system saves energy