Energy Harvesting: Kabellose Raumautomation erntet Strom aus Heizkörper
In der Gebäudeautomation, vor allem aber in der Raumautomation etablieren sich verstärkt kabellose Lösungen. Die für den Betrieb notwendige Energie „ernten“ die dabei eingesetzten Geräte aus ihrer Installationsumgebung, zum Beispiel über Solarpanels. Ein Stellantrieb zur Regulierung der Raumheizung greift den Ansatz „Energy Harvesting“ auf und nutzt die Wärmeenergie des Heizmediums als Energiequelle.
Selbstversorgender Betrieb über Energy Harvesting.
Foto: EnOcean
Kabellose Systeme sind ein wichtiger Trend in der Gebäudeautomationsbranche. Die technischen Grundlagen dafür entwickelte vor rund 10 Jahren die in Oberhaching bei München ansässige Fa. EnOcean.
Der Vorteil dieser Technologie liegt auf der Hand. Eingriffe in die Bausubstanz und Bauarbeiten für Verkabelungen entfallen. Die Komponenten können schnell und einfach installiert und auch „rückstandsfrei“ wieder entfernt werden. Und während andere, kabelgebundene Technologien in der Gebäudeautomation eher gegeneinander agiert haben, sah sich die EnOcean-Technologie von Anfang an als Ergänzung. Produkte, basierend auf diesem offenen Standard, können problemlos mit allen wichtigen verdrahteten Bus-Systemen wie LON, BACnet, KNX oder TCP/IP kommunizieren.
Immer mehr Anbieter für Gebäude- und Raumautomation
Heute wird die EnOcean-Technologie von vielen Unternehmen genutzt, um damit Lösungen für die Gebäudeautomation zu realisieren. Viele dieser Anwender sind in der 2007 gegründeten EnOcean Alliance organisiert, um die Standardisierung auch über verschiedenste Branchen hinweg sicherzustellen. Ein langjähriges Mitglied und Aussteller aus der EnOcean Alliance ist Kieback&Peter aus Berlin, einer der Branchenführer in der Gebäudeautomation. Die jüngste Innovation ist der Kleinstellantrieb MD10-FTL, der eingesetzt wird, um die Raumtemperatur zu regeln.
Energy Harvesting: Raumautomation mit Strom aus dem Heizkörper
Ein Stellantrieb regelt die Wärmezufuhr für den Verbraucher, indem er das Ventil, welches den Zufluss des Wärmeübertragungsmediums regelt, entsprechend öffnet oder schließt. Als drahtlos kommunizierender Aktor braucht der Stellantrieb also nicht nur Energie für seine Elektronik oder die motorischen Stellbewegungen, sondern auch für die Funkkommunikation selbst. Bis dato werden solche Produkte typischerweise mit Batterien gespeist.
Der Stellantrieb verwendet nun die Wärmeenergie des Heizmediums als primäre Energiequelle. Ein in das Gerät integriertes Peltier-Element kann diese über den Seebeck-Effekt in Strom umwandeln. Ist der Kleinstellantrieb am Heizkörper installiert, steht ihm diese Energiequelle „kostenlos“ und ausreichend zur Verfügung.
Zusätzlich ausgestattet mit einem Energiespeicher und einem intelligenten Energiespeichermanagement ist der Antrieb unabhängig von Verkabelung oder Batterie und absolut wartungsfrei. Sowohl für die Funkkommunikation als auch für die motorischen Stellbewegungen nutzt er ausschließlich die „Energieernte“ aus dem Heizmedium.
Energieeinsparung durch bedarfsgeführte Raumautomation
Das äußere Erscheinungsbild des MD10-FTL-HE entspricht dem gewohnten Bild eines Heizkörperventils mit Thermostatkopf. Auch die Bedienphilosophie entspricht der gewohnten Bedienung von Heizkörperthermostatventilen. Wie bei einem Thermostatventil stellt der Nutzer manuell durch Drehen des Thermostateinsatzes die gewünschte Komfortraumtemperatur ein. Steigt oder sinkt die Raumtemperatur, passt der Stellantrieb die Wärmezufuhr entsprechend an.
Über das EnOcean-Protokoll kommuniziert das Gerät mit EnOcean-Funk-Partnern, z. B. externen Funkregelgeräten oder Funkbediengeräten. Die Energieeinsparung wird erreicht, indem Wärme nur bedarfsabhängig zur Verfügung gestellt wird, z. B. nach einem im Regler hinterlegten Wochenprogramm/Raumnutzungsprofil. Verschwendung durch Beheizung eines ungenutzten Raumes wird so vermieden.
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