NeoMesh für Heizkosten-Monitoring

 

München, 29.03.2021

Jakob Olrik, CTO von Attensys, implementiert ein Wireless-Sensor-System in einem großen Bürogebäude im Herzen Kopenhagens. Mit dem auf NeoMesh von neocortec basierenden System überwacht Attensys die Heizungsinfrastruktur und gewährleistet eine robuste, flexible Verbindung. Attensys hat seine Standorte in Kopenhagen und Berlin, ist auf IoT-Lösungen spezialisiert und nutzt Wireless-Sensor-Netzwerke für verschiedene Applikationsbereiche.

Jakob Olrik erläutert: „Wir beobachten Fälle, bei denen es Sinn macht Daten zu sammeln, um Kunden dabei helfen zu können, einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten und Geld zu sparen. Und wir helfen ihnen herauszufinden, warum Dinge nicht so laufen wie sie eigentlich laufen sollten. Wie zum Beispiel in diesem Fall, bei dem wir das Heizungssystem in einem Bürogebäude beobachten. Es ist ein dreistöckiges Gebäude von 1968 mit einem Heizungssystem, das vor ein paar Jahren von Wasserdampf auf Fernwärme umgestellt wurde. Es ist mit 30 kleinen Büros auf jeder Etage recht groß und es hat auch einen Kellerbereich. In jedem Stockwerk befinden sich ungefähr 100 Heizungskörper.“

 

 

Planung des korrekten Temperaturgefälles

Jakob Olrik wählte für dieses Projekt NeoMesh, weil es ihm die nötige Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit gibt. Sensoren können überall im Gebäude eingesetzt werden, wobei die Netzwerkknoten automatisch eine kabellose Infrastruktur bilden. Sofern Sie das Netzwerk ändern müssen, erfolgt dies ebenfalls automatisch.

„Das große Problem hier ist, dass wir das korrekte Temperaturgefälle im System erreichen müssen. Um die Energieeffizienz sicherzustellen, ist es für das Fernwärme-Unternehmen erforderlich, dass das heiße Wasser, das in das Heizungssystem des Gebäudes gelangt, auf ein bestimmtes Maß heruntergekühlt wird, um es wieder in das Fernwärmenetz einzuspeisen. Im Moment ist es zu heiß und falls das Wasser aus Ihrem Gebäude wärmer ist als der Durchschnitt, müssen Sie extra bezahlen. Falls es kühler ist, geht es andersherum: Sie können Vergütungsentgelt vom Fernwärme-Unternehmen einfordern. Folglich kann hier eine Menge Geld gespart werden, sofern Sie so viel wie möglich aus dem heißen Wasser herausholen können.

Um so viel Energieeffizienz wie nur möglich zu erreichen, müssen wir verstehen, wie ein solch altes Gebäudes auf sich veränderndes Wetter, Wind usw. reagiert. Eine Seite des Gebäudes kann kühl sein und die sich darin befindenden Menschen frieren, während auf der anderen Seite des Gebäudes alles perfekt ist.“

Installateure geben auf

„Die das Heizungssystem wartenden Installateure wendeten viel Zeit dafür auf, herauszufinden, was falsch lief, mussten jedoch aufgeben. Sie sagten, dass sie Sensordaten benötigen, um einen detallierten Überblick über das System zu erhalten, bevor sie das Problem lösen könnten. Wir setzten ein derartiges System ein und wir betrachten es gerne als Debug-Tool für Heizungssyteme.

Das Netzwerk besteht aus 50 Sensoren. Auf jedem Stockwerk befinden sich acht Sensoren, die die Hauptwasserleitungen messen, 32 insgesamt. Obendrein beinhaltet das System eine Anzahl an Temperatur-Sensoren in Räumen, die bekanntermaßen Probleme haben. Damit Außenwetter-Daten gesammelt werden können, haben wir Sensoren auf jeder Seite des Gebäudes platziert, um die Temperatur und die Feuchtigkeit messen zu können. Außerdem nehmen wir die Daten der lokalen Wetterbehörden auf.“

Einfach zu installieren

„Auf Grund des NeoMesh-Designs können die Sensoren einfach genutzt werden. Das ist eine der Stärken der Technologie: Sie müssen einfach die Sensoren einsetzen und das Netzwerk findet die Verbindungen von selbst. Ein weiterer wichtiger Vorteil von NeoMesh ist, dass wir grundsätzlich denselben Sensor überall verwenden können. Wir setzen ihn nur auf verschiedenen Wegen ein. Und weil das Design so clever ist, können wir ein Board für alles nutzen.

Ein weiteres Thema ist, dass wir von Zeit zu Zeit die Position der Sensoren ändern müssen, um verschiedene Teile der Heizungsinfrastruktur untersuchen zu können. Mit NeoMesh können wir das ohne großen Aufwand machen. Das Netzwerk arrangiert automatisch den Wechsel und die Knotenpunkte verbinden sich untereinander von selbst. Falls wir entdecken, dass sich einer der Knotenpunkte auf Grund von Wänden oder anderen Hindernissen außerhalb der Reichweite befindet, platzieren wir einfach einen extra Knotenpunkt in der Nähe, um die Verbindung herzustellen.

Die Sensoren kommen in verschiedenen Größen und mit Kabelbindern, damit sie zur Größe des jeweiligen Rohrs passen und einfach montiert werden können. Sie verfügen über eine geschützte Antenne samt Kennzeichnung, um eine Berührung mit Metall zu vermeiden, was wiederum die Übertragungscharakteristika ändern würde. Und obwohl es ein recht großes Gebäude ist, benötigen wir nur ein Gateway. Sollten wir auf Verbindungsprobleme in manchen Teilen des Gebäudes stoßen, bringen wir einfach einen extra Sensor ein und das Netzwerk repariert sich selbst.“

 

 

Die richtige Balance

Jetzt sammeln wir Daten, um zu sehen, wie wir das System optimieren können, um es effizienter zu machen. Jedes Stockwerk hat zwei Kreisläufe, die Sie separat kontrollieren können. Im Grunde ist der ganze Konstruktionstrick, herauszufinden, was wir tun können, um diese Kreisläufe zu optimieren. Der Kniff ist die richtige Balance zu finden. Sie wollen, dass so wenig Wasser wie möglich durch das System fließt, während Sie so viel Erwärmung wie möglich herausbekommen wollen.

Nun sammeln wir Daten und analysieren sie um zu sehen, was wir daraus lernen können. Es ist ähnlich wie eine Trial-and-Error-Methode: Wir ändern das Setup des Heizungssystems und analysieren die Messwerte, um die Auswirkung zu sehen. Wir entwickelten ein feines Dashboard, bei dem wir auf die Daten zugreifen können und mit der Zeit sehen, was zum Beispiel die Folge von kaltem Wetter oder starken Winden ist.

Der wichtigste Aspekt im Moment ist jedoch etwas über die Dynamik dieses Systems in Erfahrung zu bringen. Da es sich um ein älteres System handelt, wurde es an Fernwärme angepasst. Somit müssen wir die Dynamik des Gebäudes aus den Sensordaten verstehen und darauf aufbauen. Dadurch finden wir heraus, welche Methoden wir für die Optimierung heranziehen müssen.“

Erste-Hilfe-Ausrüstung für Installateure

Jakob Olrik zufolge ist jedes Gebäude anders – mit seinen ganz eigenen Charakteristika. Die Zusammenarbeit mit den Installateuren und anderen Personen aus der Gebäudeunterhaltung legten noch weitere Erkenntnisse offen. Um ein angemessenes Verständnis eines spezifischen Gebäudes zu erhalten, bedarf es einer großen Menge an Daten. Das führte ihn zu einer Idee:

„Installateure benötigen ein mobiles Debug-Tool für komplexe Heizungssysteme. Es ist wie eine Erste-Hilfe-Ausrüstung: Sie werden zu einem nicht ordnungsgemäß funktionierendem Heizungssystem gerufen. Sie können einen Koffer mit Sensoren mitnehmen und diese an den Rohren befestigen wo immer es notwendig ist. Die Sensoren verbinden sich automatisch miteinander, um ein kleines Monitoring-Netzwerk zu bilden. Dieses verbindet sich mit der Cloud und sammelt über ein oder zwei Wochen Daten. Anschließend kehren die Installateure zurück, entfernen die Sensoren und das Gateway. Dann schauen sich die Daten an, um herauszufinden, was zu tun ist und wo sie das System anpassen müssen. “

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