Das Thema IoT Monitoring basiert auf dem Projekt "Einfaches und günstiges Monitoring für die Gebäudetechnik", welches durch EnergieSchweiz finanziell unterstützt wurde. IoT Monitoring-Systeme können verwendet werden um die Einstellungen der Gebäudetechnik zu optimieren und überwachen und damit das gesamte Gebäude effizienter zu machen. Die Systeme selber haben einen sehr niedrigen Verbrauch und sind zum Grossteil batteriebetrieben.

Effiziente Gebäudetechnik trägt einen grossen Teil zur Senkung des Stromverbrauchs eines Haushalts bei. Ein Monitoring dieser Technik birgt für die Optimierung der Einstellungen und als Frühwarnsystem bei Ausfällen weitere Vorteile.
Das "Internet der Dinge" (IoT bzw. Internet of Things) hat interessante Monitoringsysteme hervorgebracht, die insbesondere für die Überwachung von erneuerbaren Heizungs- und Lüftungsanlagen geeignet sind. Für Gebäudetechniker bietet es ein neues Werkzeug der Qualitätssicherung und Anlagenwartung. So können sich Installateure ohne grossen Aufwand vor einem Servicebesuch ein Bild vom Anlagenbetrieb machen oder Störungen automatisch noch vor dem Kunden erkennen.

Was sind die Vorteile gegenüber herkömmlichen Monitoring-Lösungen?

Low Cost - Lösung
Da die Sensoren günstig in der Herstellung sind und die Netzkosten niedrig liegen, können mit den neuen IoT-Sensoren günstige Monitoringlösungen angeboten werden.
Lange Batterie – Lebensdauer
Weil die LoRaWAN / NB-IoT – Funktechnik mit wenig Übertragungsenergie auskommt und die Datenrate niedrig ist, kann eine Batterielebensdauer von bis zu 8 Jahre erreicht werden, je nach Häufigkeit der Signalübertragung.
Gute Konnektivität
Verglichen mit dem Mobilfunknetz sind diese Funktechnologien im Haus und teilweise auch im Keller besser verfügbar.
Nachrüsten bestehender Anlagen
Mit der neuen IoT-Technik können auch Anlagen im Bestand und unabhängig vom Hersteller mit Sensoren ausgestattet werden, um sie für die Betriebsoptimierung zu überwachen. Mit einem Temperatursensor am Vorlauf einer Wärmepumpe können beispielsweise die Heizkurve, die Heizgrenze, das Takten und die eingestellte Warmwassertemperatur erkannt werden.

Wie funktioniert IoT Monitoring?

Für die Verwendung von IoT in der Gebäudetechnik müssen in einem ersten Schritt IoT-fähige Sensoren an die Gebäudetechnik angebracht werden. Die Messwerte der Sensoren werden per Funk (LoRaWAN / NB-IoT) an einen Empfänger gesendet, welcher die Daten ins Internet überträgt. Die Messdaten können allein oder in Verbindung mit Meteodaten auf einer dafür geschaffenen Online-Platform für Monitoringzwecke verwendet werden. Über Grenzwertfunktionen kann die Platform Alarme auslösen, z.B. wenn der Elektroheizstab unbeabsichtigt aktiv ist, der Lüftungsfilter ersetzt werden muss oder die Solaranlage ausser Funktion ist.

Messgrössen für das Monitoring sind unter anderem Temperatur, Feuchtigkeit, Druckdifferenz, CO₂, Wärmeenergie (kWh) oder Feuchteerkennung bei Wasserschäden.

Verwendete Funktechnologien

Das LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) ist ein eigenständiges Datenfunknetz, speziell für IoT-Anwendungen. Über das LoRaWAN Netz können kleine Datenmengen einfach und mit geringem Energieverbrauch versandt werden. Dies ermöglicht eine grosse Fülle an neuen IoT-Anwendungen für die Gebäudetechnik.

NB-IoT (Narrowband-IoT) ist eine spezielle Erweiterung des LTE-Netzes (4G-Netzwerk) und somit ein weiteres Datennetz für IoT-Anwendungen. Es ist für eine grosse Dichte an Endgeräten geeignet, und ermöglicht eine gute Gebäudedurchdringung.

Der Weg zum IoT-Monitoring

Entscheid für gewünschte Messgrössen
Einholen von Informationen über Empfang und Netzwerkverfügbarkeit am Standort
Anbieter von Gesamtlösungen auf Topten.ch-Liste wählen. Alternativ können individuelle Lösungen mit etwas mehr persönlichem IT-Fachwissen erstellt werden.
Grenzwert-Regeln auf Visualisierungs-Plattform erstellen. So können Regeln für Luft- und Wasserheizungsbetriebe erstellt werden und Heizkurven überprüft werden.

The Things Network

Die Initiative "The Things Network" setzt sich für die Errichtung eines weltweiten LoRaWAN Netzwerks für das Internet der Dinge ein. Derzeit sind über 15'000 sogenannte LoRaWAN Gateways in 150 Ländern registriert und aktiv. Die Gateways leiten die Funksignale der Sensoren über das Internet an die verwendeten Plattformen weiter.
Die Webseite beinhaltet eine Datenbank aller bei The Things Network registrierten Sensoren.

Fallbeispiele

Durch den Einsatz von IoT-Monitoring Systemen kann leicht und unkompliziert festgestellt werden, ob Gebäudetechnik wie zum Beispiel Wärmepumpen oder thermische Solaranlagen effizient oder ineffizient laufen. Sie können auch für die optimierte Planung von Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung angewandt werden. Im Merkblatt finden Sie 4 entsprechende Fallbeispiele.

Infoplus

Publikationen

Merkblatt «Einfaches und günstiges Monitoring für die Gebäudetechnik». Informationsblatt zu IoT Monitoring 10/2020

Organisationen

EnergieSchweiz Programm des Bundesamts für Energie BFE, Bern
EZS EnergieZukunftSchweiz, Basel
S.A.F.E. Schweizerische Agentur für Energieeffizienz, Zürich

Ratgeber IoT Monitoring