AirRoomMonitoring - Entwicklung einer innovativen und kostengünstigen Regelung bestehend aus einer batteriebetriebenen Sensorik verbunden mit einer cloudbasierten Regelungsstrategie (MPC) zur Energieeinsparung von RLT-Anlagen in Bedarfsgebäuden

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Ziel des Projekts „AirRoomMonitoring“ ist die Entwicklung einer minimalinvasiven, bedarfsgerechten Klimatisierung in Bestandsgebäuden. Dazu werden batteriebetriebene, funkbasierte Sensoren und Aktoren genutzt, die mittels LoRaWAN an eine Cloudplattform angebunden werden.

 

​Durch den Einsatz einer bedarfsgerechten Regelung für RLT-Anlagen sind hohe Energieeinsparungen möglich. Um dieses Einsparpotential auch in Bestandsgebäuden und Altbauten zu nutzen, ist eine minimalinvasive Nachrüstung von Vorteil, da die Verlegung von kabelgebundenen Sensoren aufwendig und teuer ist. Die bedarfsgerechte Regelung wird cloudbasiert und skalierbar umgesetzt.

 

​Dieses Projekt ist in die Teilaufgaben Sensorentwicklung, Aufbau der Cloudinfrastruktur, Einbindung der Regelalgorithmen für die bedarfsgerechte Lüftung und Anwendung an einem Use Case unterteilt.

 

Die Sensorentwicklung erfolgt seitens der Andreas Müller Elektronik GmbH. Der Sensor misst sämtliche Raumluftzustände zur Bewertung der thermischen Behaglichkeit (Temperatur, relative Feuchte) und der Luftqualität (CO2, VOC), sowie Bewegungsdaten zur Erkennung von Belegung. Die Herausforderung in der Sensorentwicklung liegt in der angestrebten Batterielaufzeit des Sensorarrays von 10 Jahren. Der Sensor kommuniziert deshalb mittels LoRaWan. So soll die lange Batterielaufzeit und eine hohe Sendereichweite erzielt werden.

Die Sensordaten werden über ein LoRaWan-Gateway an eine Fiware Cloudplattform übertragen. In der Cloudplattform findet eine Anreicherung der Sensordaten mit Metadaten statt. Die Datenstruktur der Cloudplattform wird so ausgelegt, dass die bedarfsgerechte Lüftung skalierbar eingesetzt werden kann. So wird eine Integration in eine beliebige Anzahl an Räumen ermöglicht. Der Anwendungsbereich wird so vergrößert. Der Einsatz verschiedener Regelstrategien wird durch den Einsatz der Cloudplattform ermöglicht. Die Regelstrategien werden an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst.

Der Sensorarray und die Cloudinfrastruktur sowie die Regelalgorithmen werden an einer RLT-Anlage in einem „Nachsorge Hotel“ eines Krankenhauses getestet. Dazu werden vier Räume mit dem entwickelten Sensorarray sowie mit kabelgebunden Sensoren und frei verkäuflichen, batteriebetriebenen Sensoren ausgestattet. Die Multicross GmbH entwickelt hierzu eine Aktorik, welche in den Räumen eingebracht wird. In zweien dieser Räume wird eine bedarfsgerechte Regelung umgesetzt. Durch den Vergleich der vier Räume untereinander wird das Einsparpotential bewertet.

 

Das Ziel des Projektes ist durch eine minimalinvasive Nachrüstung von Sensoren, die über eine skalierbare Cloudinfrastruktur in einen Regelalgorithmus eingebunden werden, und Aktoren energetische Potenziale der bedarfsgerechten Lüftung in Bestandsgebäuden zu heben.

 

Projektinformationen und Partner

Laufzeit: 2 Jahre

Start: 08/2021

Ende: 07/2023

Partner: Andreas Müller Electronic GmbH; MultiCross GmbH

Fördergeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK), Förderkennzeichen: KK5226001KK1; 

Weitere Fördergeber: ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand; AiF - Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V.

  Partner und Fördergeber Urheberrecht: © EBC, BMWK

Kontakt

Kremer, Martin © Urheberrecht: EBC

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Martin Kremer

Teamleiter

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