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Messtechnik So sorgt Wireless für ein gutes Raumklima

| Autor / Redakteur: Michael Braun* / Sariana Kunze

Auf der ganzen Welt sprießen Hochhäuser wie Pilze aus dem Boden. Nicht nur für die Statik wird ein ausgeklügeltes Konzept benötigt, sondern auch für die Gebäudetechnik. Denn ein gutes Raumklima entsteht in solchen Gebäuderiesen nicht von alleine. Drahtlose Messtechnik ist hierbei Trumpf.

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In Hochhäusern gibt es eine Vielzahl an Zimmer, die ein gutes Raumklima benötigen. Eine ausgeklügelte Gebäudetechnik sorgt für die richtige Temperatur und somit auch für ein gutes Klima.
In Hochhäusern gibt es eine Vielzahl an Zimmer, die ein gutes Raumklima benötigen. Eine ausgeklügelte Gebäudetechnik sorgt für die richtige Temperatur und somit auch für ein gutes Klima.
(Bild: gemeinfrei / CC0 )

Dem Physiker und Nobelpreisträger Guglielmo Marconi gelang im Jahr 1896 die erste Demonstration der drahtlosen Telegraphie. Dafür nutzte er einen modifizierten „Funksender“ von Heinrich Hertz. Somit war die drahtlose Kommunikation geboren und Marconi der Erfinder der drahtlosen Übertragung von elektrischen Impulsen. Seit dieser Zeit hat sich die drahtlose Kommunikation stark weiterentwickelt. Gerade in Bezug auf die Digitalisierung der Industrie gewinnt diese Form der Kommunikation vermehrt an Fahrt. Unternehmen und Verbände haben bereits klargemacht, die Industrie braucht für die Zukunft eine zuverlässige, drahtlose Kommunikation in Echtzeit. Auch in der Gebäudetechnik bringt die drahtlose Kommunikation viele Vorteile. Dennoch gibt es bei einigen Anwendern Hemmschwellen bezüglich eines flächendeckenden Einsatzes von Wirelesskomponenten. Andererseits gibt es auch schon viele Firmen, die mittels der Funktechnik die Leistungsfähigkeit und Funktionalität ihrer Prozesse erhöhen. So z.B. Unternehmen, die öffentlich zugängliche Gebäude unterhalten. In Gebäuden kann z.B. mit einer drahtlosen Messdatenübertragung Zeit und Geld eingespart werden, wenn die Investitionen zur Installation einer Wireless-Verbindung geringer sind als die einer drahtgebundenen.

Besonders interessant ist diese Art der Datenübertragung für eine bewegliche Messwertaufnahme, z.B. für die zu messende Raumluft in öffentlichen Bibliotheken und Schulen, wo die Leitwarte mehrere hundert Meter entfernt sein kann. Der Messwertgeber Jumo Wtrans E01 ermöglicht eine solche drahtlose Messdatenübertragung. Zudem lassen sich durch die Installation des Jumo Wtrans E01 in Anwendungen wie der Raumluftüberwachung Komponentenkosten einsparen. Die drahtlose Kommunikation mit batteriebetriebenen Wireless-Sensoren kann auch zusätzlich neben drahtgebundenen Sensoren zur Überwachung in Produktionsanlagen eingesetzt werden, da alle Sensoren mittels Leitungsverbindung abgesetzt vom eigentlichen Messwertgeber platziert werden können.

Raumklimaindex mobil und stationär messen

Der Jumo Wtrans E01 Funkmesswertgeber dient zur mobilen und/oder stationären Messung der als Raumklimaindex wichtigen Messgrößen an beweglichen und festen Messorten. Mit dem zum System passenden Multifunktionsempfänger mit wahlweise vier Analogausgängen sowie mit zwei Analogausgängen und zwei Relais überträgt er flexibel und bewegungsfrei relevante Messdaten drahtlos. Der Wtrans-Sender E01 wird mit digitalen und analogen Sonden betrieben. Diese werden per Plug and Play selbstständig vom Gerät erkannt. Die Sonden wirken hierbei als Temperaturfühler, Feuchtefühler und CO2-Aufnehmer. Vorteilhaft ist die einfache Kontaktierung beliebiger, analoger PT1000-Widerstandsthermometer mittels M12-Maschinensteckverbinder. Die CO2- und Feuchte-/Temperatur-Kombisonden hingegen sind immer mit einem digitalen Ausgang versehen. Neben den drei genannten Messgrößen können vom eingebauten Mikrocontroller auch absolute Feuchte [g/m3], Taupunkt [°C], Mischungsverhältnis [g/kg], Wasserdampfdruck [mbar], [hPa], Feuchtetemperatur [°C] und Enthalpie [MJ/kg] errechnet werden. Das Gerät verfügt standardmäßig über eine USB-Schnittstelle zum Konfigurieren der einzelnen Parameter. Die Spannungsversorgung erfolgt wahlweise über handelsübliche AA-Batterien oder ein 24V-Netzteil mit SELV-Spannung. Im Innereien sorgt eine CPU auch unter schwierigen Bedingungen für gute Ergebnisse. Ein alphanumerisches Display zeigt abwechselnd alle gemessenen Werte an. Per Funk schickt der Hochfrequenzschaltkreis dann die Daten an den bis zu 300 m entfernten Empfänger, welcher diese zur umfangreichen Weiterverarbeitung bereitstellt. Hierbei gibt es Relaiskontakte, Analogausgänge und eine digitale Modbus-Schnittstelle zum Auslesen von bis zu vier Wtrans E01-Sendern zur Auswahl.

Die CO2-Messung arbeitet nach dem Infrarot-Prinzip (NDIR), dessen patentiertes Autokalibrationsverfahren Alterungseffekte kompensiert und zu einer Langzeitstabilität führt. Der CO2-Sensor ist wartungsfrei und unempfindlich gegen Verschmutzung. Die zu überwachende Luft wird durch Konvektion über den Messkopf und ein kurzes Rohr an die Messzelle im Gehäuse geleitet. Der Gasaustausch mit der Messzelle erfolgt über eine Membran durch Diffusion. Eine Schmutzbelastung der optischen Messstrecke und damit verbundene Ungenauigkeiten werden dadurch verhindert. Als CO2-Messbereiche stehen drei Varianten von 0 bis 2.000/5.000/ 10.000 ppm zur Auswahl. Da eine CO2-Konzentration von mehr als 1.000 ppm das Leistungsvermögen beeinträchtigt, ist es wichtig, neben der Temperatur und relativen Feuchte die CO2-Konzentration zu erfassen. Dadurch können frühzeitig Gegenmaßnahmen eingeleitet werden – beispielsweise die Erhöhung der Frischluftzufuhr.

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