Start-up-Story: Mit Herz und Hirn im Heizungskeller

Start-up-Stories – Montag, 25. Januar 2021

Wie lässt sich die Heizungstechnik von Gebäuden online bringen, wenn der Kessel schon zu alt ist oder sich der Einbau einer komplexen und teuren Leittechnik nicht lohnt? Das Berliner Start-up perto hat dafür eine einfache, schnelle und kostengünstige Methode entwickelt. Das Unternehmen nutzt die elektronische Steuerung moderner Pumpen, um darüber die Heizungssysteme auf seine IoT-Plattform aufzuschalten.

Perto bringt alte Gebäude über smarte Pumpen online

Über die elektronische Regelung moderner Hocheffizienzpumpen lassen sich auch ältere Heizungsanlagen online überwachen und steuern.

Wer schon einmal versucht hat, den Eltern oder Großeltern die Funktionen eines Smartphones näherzubringen, weiß, dass es ziemlich schwierig sein kann, die älteren Semester ins Netz zu bringen. Bei Gebäuden, insbesondere wenn es um die Wärmeversorgung geht, ist das ganz ähnlich.

Sebastian Schröer hat perto 2016 zusammen mit Frank Krischok gegründet.

„Der durchschnittliche Heizkessel in Deutschland ist fast 18 Jahre alt, den kann man nicht online bringen. Darum funktioniert in den allermeisten Gebäuden in Deutschland alles noch analog“, sagt Dr. Sebastian Schröer, Gründer des Berliner Start-ups perto. Dabei ließe sich durch die Modernisierung und Digitalisierung im Heizungskeller nicht nur viel Energie einsparen, sondern die Haustechnik auch einfacher überwachen. Doch der Markt ist konservativ und kleinteilig. Es fehlt an standardisierter Technik und innovativen Geschäftsmodellen, die Gebäudeeigentümer bei der Modernisierung unterstützen.

Pumpentausch bringt hohes Einsparpotenzial

Weil Schröer das Potenzial im Wärmemarkt erkannte, seine Ideen aber bei seinem damaligen Arbeitgeber nicht umsetzen konnte, gründete er 2016 zusammen mit Frank Krischok das Unternehmen perto. Mit ihrem Start-up bieten sie Energieeffizienzdienstleistungen mit einem Rundumservice für den Kunden. „Dazu mussten wir am Anfang ein Angebot finden, das wir standardisieren und skalieren konnten und das mit gering investiven Maßnahmen umsetzbar war“, erzählt Schröer. Schließlich fanden sie in Heizungspumpen das ideale Produkt. „Das ist erstmal ein ziemlich unsexy Thema, aber aus zweierlei Gründen interessant“, erklärt er. „Man schätzt, dass 20% des weltweiten Energiebedarfs auf das Konto von Pumpen geht. Allein in Deutschland gibt es 40 Millionen Heizungspumpen. 80% davon sind alt und ineffizient. Außerdem gab es in den letzten Jahren einen Technologiesprung zu sogenannten Hocheffizienzpumpen. Würde man die alten Pumpen alle austauschen, könnte man drei Kohlekraftwerke stilllegen.“

Hocheffizienzpumpen verfügen über einen Synchronmotor und eine elektronische Regelung. Dadurch verbrauchen sie bis zu 90% weniger Strom als herkömmliche Heizungspumpen. Gleichzeitig werden die alten Pumpen, die oft 30 Jahre und länger laufen, selten ausgetauscht. „Die meisten Menschen wissen gar nicht, wie viel Energie sie hier einsparen könnten“, sagt Schröer. Außerdem gebe es kaum spezialisierte Firmen, die einen guten Rundumservice böten. „Der Pumpentausch ist Sache der Handwerker und für die ist das kein interessantes Geschäft.“

Ein Bild sagt mehr als tausend Worte

Perto hat den Pumpentausch weitgehend standardisiert: Ein Foto der Pumpe bzw. des Typenschilds und einige Zusatzinformationen reichen. Mit Hilfe einer Bilderkennungssoftware und einer Datenbank mit fast 6.000 Pumpen wird eine technische Analyse inklusive Angebot für den Tausch der Pumpe erstellt. Ein selbstlernender Algorithmus identifiziert mögliche Einsparpotenziale. Auch Fördergelder berücksichtigt die Software. Ist der Kunde einverstanden, beauftragt perto einen Handwerker. So bekommt der Kunde zum Festpreis und ohne großen Aufwand alles aus einer Hand.

Perto verbaut Kommunikationsmodule in den Pumpen und schließt je Pumpe einen Rücklauffühler an. So können die Pumpen über die Differenztemperatur oder auch den Differenzdruck zwischen Vor- und Rücklauf geregelt werden.

Die Heizung über die Pumpen steuern

Neben dem geringeren Stromverbrauch bieten die modernen Pumpen einen weiteren entscheidenden Vorteil, den perto nutzbar macht: Über die elektronische Regelung der Pumpen lässt sich das Heizungssystem einfach digitalisieren, auch wenn die Heiztechnik dafür ansonsten zu alt ist oder der Einbau einer herkömmlichen Gebäudeleittechnik zu teuer und aufwändig wäre.

Letzteres war in der Bildhauerwerkstatt Berlin-Wedding der Fall. In dem 1898 erbauten und heute denkmalgeschützten ehemaligen Fabrikgebäude arbeiten auf 3.600 m2 zahlreiche Künstler. Das Heizungssystem umfasst zwei Gaskessel mit je 200 kW Leistung und fünf Grundfos Magna 3 Hocheffizienzpumpen. Eigentümerin der Gebäude ist das Land Berlin, pertos größter Kunde. Im Frühjahr 2020 sollte das Wärmesystem digitalisiert werden. Dafür hat das Start-up die Mess- und Regelungstechnik in den vorhandenen Heizungs- und Zirkulationspumpen genutzt und die Pumpen auf seine IoT-Plattform aufgeschaltet – eine Maßnahme mit wenig Aufwand und zu einem Bruchteil der Kosten einer herkömmlichen Gebäudeleittechnik. Damit sind die Pumpen nicht nur fernauslesbar, sondern auch fernsteuerbar.

Die verschlüsselten Daten werden über ein Gateway per LTE an die IoT-Plattform gesendet-

„Um aus einer normalen Hocheffizienzpumpe eine smarte Pumpe zu machen, verbauen wir Kommunikationsmodule in den Pumpen, schließen je Pumpe einen Rücklauftemperaturfühler an und leiten über unser Gateway per LTE die verschlüsselten Daten aus. Der Kunde kann dann auf einem Dashboard die Informationen seiner Heizungsanlage wie Verbrauchsdaten und Nutzungsintervalle abrufen“, erläutert Schröer. Auf diese Weise ist es möglich, wie im Fall der Bildhauerwerkstatt in den Pankehallen, die gesamte Heizungsanlage aus der Ferne zu überwachen und zu steuern.

Einfach einbauen, dreifach sparen

Über die Digitalisierung der Pumpen ergeben sich drei Ansatzpunkte, um die Heizungsanlage zu optimieren, Energie einzusparen und Kosten zu senken. „Zum einen können wir anhand der Heizungsdaten Fehler erkennen, z.B. ob die Heizung falsch eingestellt ist und vielleicht keine Nachtabsenkung hat oder sie nicht im Brennwertbereich arbeitet“, erklärt Schröer. Außerdem könnten Störungen sofort erkannt und umgehend behoben werden, bevor die Heizung ausfällt. „Beschwert sich beispielsweise ein Nutzer, dass es in einem bestimmten Heizstrang zu kalt ist, kann man da die Leistung hochnehmen.“

Der zweite Ansatzpunkt ist die optimale Regelung der Heizung rund um die Uhr. „Wir steuern die Heizung in Abhängigkeit der Außentemperatur und der Temperaturdifferenz, dem Delta T, zwischen Vor- und Rücklauf. Hier kommt eine künstliche Intelligenz ins Spiel, mit der die Pumpen so geregelt werden, dass die Heizkreise permanent mit der optimalen Temperaturdifferenz betrieben werden.“

Der dritte Punkt betrifft die Neuauslegung einer Heizung. „In Deutschland haben wir das Problem, dass die Heizungen fast immer zu groß sind. Für die Planung wird nicht gemessen, sondern nur gerechnet und häufig ein sogenannter Angstzuschlag berücksichtigt“, bemängelt Schröer. Die Heizung verbraucht dann zu viel Brennstoff und der Verschleiß ist oft hoch. Steht in einem Gebäude eine Heizungsmodernisierung an, tauscht perto zunächst die Pumpen aus, falls diese zu alt sind, und schaltet sie auf seine IoT-Plattform auf. Dann misst das Start-up während der Übergangszeit oder eine ganze Heizperiode lang die Anlage und kann daraus exakt berechnen, wie groß der neue Kessel sein sollte, ohne dass dafür ein Planer hinzugezogen werden muss. „Diesen Fall hatten wir nun schon ein paar Mal, dass in einem Gebäude ein viel zu großer Kessel stand. Den durch einen kleineren zu ersetzen, spart natürlich enorm viel Geld, sowohl bei den Investitionskosten, als auch später im Betrieb.“

Für die Bildhauerwerkstatt in Berlin erwartet perto durch die außentemperaturabhängige Fernsteuerung der Pumpen 35% weniger Strombedarf. Beim Gasverbrauch können voraussichtlich 5% gespart werden, weil durch die Optimierung der Pumpenbetriebsparameter die erzeugte Wärme besser verteilt wird. Weitere 5–7% Einsparungen soll die Korrektur falscher Einstellungen des Heizungssystems bringen.

Einfache Lösung für öffentliche Gebäude

Für das Land Berlin hat perto schon mehrere Gebäude ausgestattet, darunter Feuerwehr- und Polizeiwachen, Schulen und Museen. Allein das Land Berlin besitzt über 5.000 Gebäude, die bis 2050 klimaneutral sein müssen. Um dieses Ziel erreichen zu können, benötigen Länder und Kommunen erst einmal einen Überblick darüber, wie ihre Gebäude dastehen. „Gerade bei kleineren Gebäuden, wie Polizeiwachen, lohnt es sich nicht, dafür ausgefeilte Gebäudeleittechniken zu installieren. Gleichzeitig gibt es dort aber ein enormes Einsparpotenzial“, gibt Schröer zu bedenken. „Für diese Anwendungsfälle sind kleine, abgespeckte Lösungen wie unsere sehr interessant.“ Damit könnten Länder und Kommunen nicht nur ihren ganzen Gebäudepark in einem zentralen Energiemanagement zusammenfassen, sondern auch schnelle Erfolge bei der nötigen CO2-Einsparung erzielen ohne gleich große Investitionen machen zu müssen.

Kleinere Heizanlagen und BHKWs günstig online zu bringen, steht auch bei den Contracting-Unternehmen, die perto zu seinen Kunden zählt, im Vordergrund. Allerdings beobachtet Schröer, dass Unternehmen vermehrt direkt auf perto zukämen statt über Contracting-Unternehmen. „Wir sehen, dass Firmen mit einem größeren Gebäudebestand langsam eigene Energiemanagement-Abteilungen aufbauen und sich dafür nach geeigneten Lösungen umschauen, angetrieben vor allem durch die Klimaschutzziele.“ Bisher sei das meist outgesourct worden, doch nun wende sich der Trend. Ein Beispiel seien Unternehmen mit Filialbetrieben in der DACH-Region, die das Energiemanagement zentralisieren wollen. „Die wollen etwa wissen, welche Haustechnik in ihren 100 Geschäften in Süddeutschland verbaut ist und wie viel Energie die verbrauchen. Wie sie die Kosten und CO2-Emissionen senken können, gerade jetzt, wo auch Unternehmen die CO2-Steuer für Brennstoffe bezahlen müssen.“

Eine Plattform für alle Fälle

Bislang fokussiert sich perto mit seinem Geschäft noch auf Deutschland. „Der Markt ist riesig. Wir haben hier über 20 Millionen Gebäude und davon sind vielleicht zwei bis drei Prozent online“, sagt Schröer. Grundsätzlich funktioniere die KI-Steuerung über die IoT-Plattform aber überall auf der Welt. Aktuell hat das Start-up ein Projekt in Nigeria, wo Dieselaggregate über die Plattform überwacht und gesteuert werden.

Die Dieselaggregate sind ein Sonderfall, im Prinzip lassen sich aber alle möglichen Geräte, die eine Schnittstelle haben, über einen Konverter auf die IoT-Plattform aufschalten. „Angefangen haben wir mit Pumpen, nach und nach kommen jetzt immer mehr Geräte und Sensoren hinzu, wie Kessel oder Wärmemengenzähler.“ So könnten an Fernwärmeübergabestationen die Wärmemengen erfasst und die Ventile gesteuert werden. Auch für analoge Zähler hat perto eine Lösung. Hier wird eine Kamera installiert, die die Zählerstände optisch erfasst und digitalisiert.

Perspektivisch sei alles möglich. „In diesem Jahr wollen wir die Heizungssysteme technisch komplett online bringen können. Danach wollen wir unser Geschäft auf angrenzende Bereiche ausdehnen, etwa auf Klima- und Lüftungsanlagen, Beleuchtung oder Zugangskontrollen“, gibt Schröer einen Ausblick auf die nahe Zukunft. Weil das ganze System modular aufgebaut ist, könnten weitere Geräte jederzeit auf die IoT-Plattform aufgeschaltet werden.

von Simone Pabst

Weitere Informationen: perto

Auf einem Dashboard sehen die Anwender ein Schema der Heizungsanlage mit den auf die Plattform aufgeschalteten Geräten und können unter anderem Verbrauchsdaten und Nutzungsintervalle abrufen.

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