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Weniger Energieverbrauch dank automatischer Heizungssteuerung

Das Geburtshaus Osan ist nicht nur ein ganz persönliches Projekt, weil es im weitesten Sinne ein „Familienprojekt“ unseres Geschäftsführers ist, sondern es bot sich auch hervorragend als Testobjekt an für eine automatische Heizungssteuerung mittels LoRaWAN in Kombination mit unserer IoT-Plattform, dem m2m Germany Cockpit.

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Die Heizsituation im Geburtshaus Osan vorher

Das Geburtshaus umfasst insgesamt 10 Räume, darunter mehrere Behandlungszimmer, zwei Geburtszimmer und einen Kursraum.

Damit sich die werdenden Mütter wohl fühlen, werden die Räume etwas stärker beheizt als es beispielsweise bei Büros, Klassenzimmern etc. üblich ist. Die Wohlfühltemperatur in den Behandlungs- und Geburtszimmern liegt hier bei ca. 22 °C und während Geburten auch schon mal höher.

Aufgrund der stets unregelmäßigen Belegung der Räume war effizientes Heizen bis dahin eine echte Herausforderung. Bei spontanen Terminverschiebungen, unvorhergesehenen Geburten in der Nacht und im alltäglichen Hebammenstress kam es hin und wieder vor, dass das Personal vergaß, die Heizungen wieder herunterzudrehen bzw. auszuschalten. So lief die Heizung in einem leeren Zimmer manchmal tagelang unnötig.

Um dauerhaft und weitgehend automatisiert Kosten und Energie zu sparen, konnte eine automatische Heizungssteuerung hier ideale Abhilfe schaffen.

Die Lösung: eine automatische Heizungssteuerung via LoRaWAN

Für Umsetzung des Vorhabens fiel die Wahl schnell auf LoRaWAN als geeignete Funktechnologie. Ein LoRaWAN-Netzwerk diesen Umfangs ist schnell aufgebaut und kostengünstig. Außerdem durchdringen die LoRaWAN-Signale auch Wände und funken über mehrere Etagen. Dies war hier ein entscheidendes Kriterium, da sich die Räume über insgesamt drei Etagen erstrecken. Dafür reicht sogar ein einziges LoRaWAN Indoor-Gateway. Zur Steuerung der Heizungen wurden insgesamt 14 LoRaWAN-Heizkörperthermostate in diversen Räumen installiert.

Eine andere Herausforderung kam bereits im Zuge der Corona-Pandemie auf: nämlich das Ansteckungsrisiko einer Covid19-Infektion möglichst gering zu halten, wenn sich mehrere Personen über einen längeren Zeitraum in einem Raum aufhalten. Daher bot sich die Installation von CO2-Sensoren, ebenfalls via LoRaWAN, zur Überwachung der Raumluftqualität an.

Außerdem wurden unter anderem an den Balkontüren LoRaWAN-Türkontaktsensoren angebracht. Diese erkennen, ob eine Tür offen oder geschlossen ist. Dies ist nicht nur eine weitere Möglichkeit, im Zweifelsfall unnötige Heizkosten und unnötigen Energieverbrauch zu sparen, sondern sie erhöhen auch die Sicherheit.

Umsetzung im m2m Germany Cockpit

Für einen schnellen Überblick über alle relevanten Parameter wie Raumtemperatur, Luftfeuchte, CO2-Gehalt sowie den Status der Heizungen und Balkontüren wurden zwei Dashboards im m2m Germany Cockpit eingerichtet. Das Gute: Die Dashboards lassen sich nicht nur am Laptop, sondern auch mobil auf dem Smartphone aufrufen.

Ein Dashboard umfasst die Überwachung der Raumtemperatur, Luftfeuchte und Steuerung der Heizungen, das andere dient der Überwachung des CO2-Gehalts in den Räumen.

Mithilfe der Rule Engine wurden die automatische Steuerung der Heizungsthermostate sowie die Alarme eingerichtet:

Überwachung der Raumtemperatur und Heizungen

Das Dashboard gibt einen Überblick über Soll- und Ist-Temperatur der Räume. Zudem kann die Heizung durch einen einfachen Klick gesteuert und der Raum auf eine vordefinierte Temperatur beheizt werden. Auch das Zurückstellen auf die Solltemperatur ist bequem per Klick möglich. Für eine noch weiterreichende Automatisierung wurden mithilfe der Rule Engine bestimmte Regeln für die einzelnen Wochentage und Tageszeiten festgelegt. D. h. vergisst das Personal, die Heizung manuell zurückzustellen, passiert dies automatisch.

Überwachung der Raumluftqualität

Auf diesem Dashboard werden die CO2-Werte von allen überwachten Räumen als Tacho angezeigt. Überschreitet der CO2-Gehalt den kritischen Wert von 1000 ppm, wird ein Alarm per E-Mail gesendet. Daneben kann der CO2-Gehalt aber auch direkt am Displays des Sensors abgelesen werden.

Was es bringt

  • Minimierung eines möglichen Ansteckungsrisikos
  • Einsparung des Energieverbrauchs bei den Heizungen (Gas)
  • Verringerung der Heizkosten

Technische Umsetzung

Komponente Eingesetzte Hardware/Software
LoRaWAN-Gateway UG65 LoRaWAN Indoor Gateway (Milesight IoT)
Heizkörperthermostate Vicki LoRaWAN Heizkörperthermostat (MClimate)
CO2-Sensoren AM103 LoRaWAN Umgebungssensor für Temperatur, Luftfeuchte, CO2 (Milesight IoT)
Türkontaktsensoren WS301 LoRaWAN-Tür- und Fensterkontakt (Milesight IoT)
LoRaWAN-Netzwerkserver LORIOT
IoT-Plattform m2m Germany Cockpit
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