Infrastruktursorgen ade

Digitalisierung über 0G-Netz-Anbindung

Es gibt zahlreiche Bussysteme und Funkstandards für den Einsatz in der Kälte- und Klimatechnik. Alle haben einen Haken: Der Betreiber muss die Infrastruktur bereitstellen. Das ändert sich mit der Verfügbarkeit des Sigfox-0G-Netzes, das derzeit weltweit ausgebaut wird und in Deutschland bereits über 87 % Netzabdeckung erreicht hat (Stand Juli 2020).

Gegenüber jedwedem Funkstandard, der in Gebäuden zum Einsatz kommt, überzeugt das neue Netz technisch durch größte Reichweite, was insbesondere für Betreiber großer Liegenschaften von Interesse ist. Dank weltweitem Netzausbau ist es auch für Betreiber verteilter Liegenschaften beziehungsweise verteilter Kältetechnik von großem Interesse. Entwickelt wurde das neue Netz vor allen, um Dinge an das Internet anzubinden, die man bislang nicht anbinden konnte, weil es zu energiehungrig oder zu teuer war und auch global nicht ohne Roaminggebühren zur Verfügung stand. Bei beiden Faktoren setzt das 0G-Netz neue Maßstäbe.

Nachhaltig autonome Sensorinstallationen

Um am Energieverbrauch schrauben zu können, hatten die Entwickler der 0G-Netz-Technologie an fundamentalen Eckdaten gearbeitet. Zum einen wurde die Anzahl der Nachrichten auf 140 pro Tag in Richtung Cloud begrenzt. Bis zu vier Nachrichten dürfen zudem für Stellbefehle, Parametrierungen oder Funktionszu- und -abschaltungen in Richtung Sensor gesandt werden. Zum anderen wurde auch die Größe der Nachrichten auf maximal 12 Byte begrenzt. Das ist nicht viel. Dennoch kann man mit 12 Byte immerhin noch 2 hoch 96 unterschiedliche Werte darstellen. Das sind 79 Quadrilliarden unterschiedlicher Zustände. Zur Verdeutlichung: Eine Quadrilliarde ist eine Zahl mit 27 Nullen vor dem Komma! Mit dieser Vielfalt sollte sich jeder Systemzustand hinreichend präzise beschreiben lassen. Selbst komplexe globale GPS-Koordinaten brauchen nur rund 6 Byte, sodass sich die überwachten Gegenstände bei Bedarf auch noch exakt lokalisieren lassen. Zudem kommt das lizenzfrei nutzbare 868 MHz-Band zur Datenübertragung zum Einsatz, das gegenüber dem alternativ nutzbaren lizensierten Gigahertzband des 5G-Standards ein Ultraschmalband nutzt und dadurch bei gegebenem Energieeinsatz weiter funken kann. Ein weiterer Stromsparaspekt ist die Tatsache, dass das Netz keinen Handshake zwischen Sender und Empfänger bedarf, was wiederum Strom spart. Dies alles gepaart mit smarter Edge-Logik, die die Sensoren in Tiefschlaf setzen, wenn sie nicht aktiv sein müssen, führt letztlich zu autonomer IoT-angebundener Sensortechnik, die je nach Einsatzfall eine Batteriestandzeit von bis zu 7-10 Jahren erreichen kann, was extrem wartungsfrei ist.

Kostensparender Betrieb

Genau dieser Aspekt der Wartungsfreiheit trägt letztlich zu den besonders geringen Kosten des Einsatzes über Sigfox 0G angebundener Sensoren bei. Es ist nämlich nicht darstellbar, alle paar Wochen oder Monate eine Batterie zu wechseln. Es muss mindestens ein Jahr sein, sodass man problemlos bei jährlichen Inspektionen eine Batterie wechseln kann. Ökologisch und ökonomisch sinnvoller sind selbstverständlich Sensoren, die noch deutlich längere Standzeiten haben oder gar über Energie-Harvesting ein Leben lang die notwendige Energie tanken. All das ist durch die Energiesparmaßnahmen beim neuen 0G-Netz möglich. Weitere Kostensenkungsfaktoren sind aber auch der Wegfall der Infrastrukturkosten. Das 0G-Netz wird nämlich als öffentliches Netz verfügbar, so wie das 5G-Netz für das Breitbandinternet auch. Kunden müssen also weder in die Infrastruktur investieren, noch müssen sie sie warten.

Auch wäre es extrem lästig, SIM-Karten verwalten zu müssen, so wie bei 3G/4G und sicherlich auch 5G-Mobilfunknetzen allgemein üblich. Dies entfällt jedoch beim Sigfox 0G-Netz. Dennoch hat jeder Sigfox-Sensor eine eigene, fälschungssichere ID, sodass er auch eindeutig identifiziert werden kann. Administrativ sehr effektiv ist zudem die Möglichkeit, dass Anwender bei passenden Serviceangeboten keinen Vertrag mit dem Netzbetreiber verwalten müssen. Das macht dann der Sensorhersteller, der die Kosten des Gesamtpakets mit dem Anwender in der Regel inklusive der Nutzungsentgelte abrechnet. Diese sind zudem sehr gering und liegen bei maximaler Nutzung des zulässigen Datenvolumens bei max. 13 Euro pro Device und Jahr – ganz egal, wo der Sensor weltweit zum Einsatz kommt. Sie sind damit im Grunde bei der Kosten-Nutzen-Rechnung auch fast zu vernachlässigen, da die anderen bereits erwähnten Kostenfaktoren deutlich größere Auswirkungen haben, allerdings sich auch diese in der Regel nicht teuer. Die Option also, Temperatur-, Luftfeuchtigkeits- und/oder CO2-Sensoren über einen Netzzugang zu digitalisieren, der einfach schon da ist, nicht viel kostet und nur minimale Energie verbraucht, eröffnet im Kälte- und Klima-Sektor ganz neue Anwendungsfelder.

Zahlreiche Kälte- & Klima-Anwendungen

Werden Sensordaten von Kühltheken automatisch in eine Cloud geschrieben, kann lückenlos und bei Blockchain-Eintrag auch fälschungssicher eine HACCP-Dokumentation erstellt werden. Gleiches gilt auch für die GDP (Good Distribution Practice) im Pharmabereich. Werden Klimawerte nicht mehr nur durch wenige Thermostate sondern viele Raumsensoren erfasst, kann die Klimatisierung besser eingeregelt werden. Können Wohnungsbaugesellschaften bei Luftfeuchtigkeitsproblemen und Schimmelbildung Sensoren aufstellen, um das Lüftungsverhalten zu erfassen, lassen sich Nachweise effizienter führen. Erfassen die Sensoren auch Partikel, kann die Luftqualität selbst im OP-Bereichen besser gesteuert und der Einsatz von Abluft-Technologie zur Dekontamination überwacht und dokumentiert werden. Auch die Messung von Feuchtigkeitswerten in Lüftungsschächten kann eine Herausforderung sein. Kann man hier Sensoren einfach an jeder Stelle montieren, fällt es deutlich leichter abzuschätzen, wann weitere Optimierungen stattfinden sollten. Auch die Messung und Aufrechterhaltung des Luftdrucks in Gebäuden ist wichtig, um ein komfortables Raumklima gewährleisten zu können. All diese Applikationsfelder sind Kälte- und Klimatechnikern sicherlich durchaus geläufig und jedem wird sicherlich auch ein Anwendungsfall einfallen, in dem er gerne mal ‚so eben‘ einen Sensor installiert hätte, um über einen längeren Zeitraum Daten zu erfassen, um in Echtzeit zu erfahren, was denn nun an der spezifischen Stelle für Verhältnisse herrschen. Mit über Sigfox 0G angebundene Sensoren ist dies ein Kinderspiel. Damit sind Sensoren mit Sigfox-0G-Anbindung auch für jeden handwerklich orientierten Betrieb von Belang, der seinen Kunden bei der Optimierung seiner Installationen dienlich sein möchte.

Fira de Barcelona überwacht Luftqualität und Temperatur

Trotz noch recht junger Technologie gibt es bereits zahlreiche Kälte- und Klima-Installationen. Eines sei exemplarisch genannt: So hat beispielsweise die Messe in Barcelona alle Messehallen der Gran Via über Sigfox 0G-Netz mit angebundenen Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren aufgerüstet. Die über 100 Sensoren überwachen acht Hallen sowie alle Besprechungsräume und Auditorien in Echtzeit, um den Komfort für Aussteller und Besucher zu optimieren. Die Entscheidung der Fira de Barcelona fiel auf Sigfox, da die zum Einsatz kommenden Sensoren Plug & Play genutzt werden können. Es muss keine aufwendige Installation eines privaten Netzwerks zur Datenübertragung durchgeführt werden. Heute kann die Fira de Barcelona die Luftqualität und Temperatur überall kontinuierlich überwachen und fernsteuern. Die Plattform hilft auch den Energieverbrauch der Klimatisierung zu optimieren. Diese Maßnahme ist Teil der Bemühungen der katalanischen Messe, Gebäude mit Smart-Building-Konzepten aufzurüsten, um sie effizienter zu machen, qualitativ hochwertige Informationen zu erhalten und Kunden letztlich bessere Services bieten zu können. Eingesetzt werden kann solche Sensorik entweder ausschließlich zur Überwachung und Dokumentation – beispielsweise in Museen – oder auch in Kombination mit der Heizungs-, Klima- und Lüftungstechnik, wie bei der Gran Via.

Nur ein 0G-Sensor-Hersteller von vielen

Sigfox 0G-basierte Temperatur-Lösungen, wie die vom Hersteller Connected Inventions, deren Vertrieb Sigfox Germany gerade in Deutschland übernommen hat, sind dabei bereits Massenmarkt-erprobt und unter anderem in Lösungen von Firmen wie Leanheat (by Danfoss), Caverion oder Fortum sowie beim finnischen Postservice-Anbieter Posti im Einsatz sind. Zur Messung der Luftreinheit sind auch Partikelsensoren verfügbar, um beispielsweise in OPs die Luftqualität und den Einsatz von Abluft-Technologie zur Dekontamination zu überwachen und zu dokumentieren. Das Portfolio umfasst zudem ein Luftdruckdifferenz-Messgerät, einen Bewegungsmelder und ein Multifunktionsmessgerät zum Anschluss von Sensoren, die mit Pulsfrequenzen oder diskreten Ein/Aus-Schaltungen im Spannungsbereich von 0-10 V und 4-20 mA arbeiten. In manch einem Klimaschacht braucht man nun nicht mehr aufwendige Installationen. Es reicht, den Sensor einfach nur an passender Stelle zu installieren, um beispielsweise Luftdruckdifferenzen zu erfassen. Die Branche der Heizungs-, Klima- und Lüftungstechnik hat mit Sigfox 0G folglich eine neue Technologie an der Hand, die sie nun zur Effizienzsteigerung nutzen kann.

Unterschiedlichste Anwendungsbereiche

Entsprechend den vielfältigen weltweiten Anwendungsfällen gibt es heute auch schon eine breite Palette an Lösungen unterschiedlichster Hersteller, die man unter partners.sigfox.com findet. Sucht man hier nach dem Schlagwort „Temperature“, findet man 654 Lösungen weltweit. Das Schlagwort „Humidity“ liefert 236 Lösungen. Es gibt zudem auch ein breites Portfolio an potenziellen Hardware-, Edge- und Cloud-Logik-Entwicklungspartnern für OEM, bei deren Auswahl Sigfox Germany auch gerne beratend zur Seite steht, damit Sie mit Ihren Ideen schneller ans Ziel kommen. Kunden können sich so voll auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren und die Digitalisierung einem Team von Experten überlassen, die tagtäglich nichts anderes machen, als für Kunden die beste Lösung zu suchen und zu realisieren. Attraktiv ist dieses Angebot für jeden OEM. Beispielsweise auch für Hersteller von Kompressoren oder Lüftern, denn Hersteller diese Technologien brauchen letztlich Daten ihrer Geräte, um Predictive Maintenance besser umsetzen zu können. Was liegt da also näher, als ein Netz zur Datenübertragung zu nutzen, das für diese Device-to-Cloud Kommunikation das wohl kosteneffizienteste und weltweit am einfachsten einzusetzendes Setup hat?

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