IMIG - Innovative Mikroaktorik für die Gebäudetechnik

Laufzeit: August 2002 - Juni 2005

Das Projekt verfolgt eine automatische bedarfsgerechte Lüftung zur Verbesserung der Luftqualität und Behaglichkeit in Räumen sowie der Energieeinsparung. Ein Infrarot-CO2-Sensor erfasst die Raumluftgüte, ein Aktor betätigt das Fenster zur Regelung der Frischluftzufuhr. Sensor und Aktor sind im Fensterflügel integriert. Die ständig wechselnden klimatischen Bedingungen ausgesetzten Sensoren stellen besondere Anforderungen an die Sensorsignalauswertung, wobei transiente Modelle berücksichtigt werden müssen. Zusätzlich wird ein Witterungssensor basierend auf einfachen PTC-Elementen verwendet, außerdem wird die Zahl der Personen im Raum erfasst.
Mit Vergleichsmessungen konnte gezeigt werden, dass die kontinuierliche Regelung auf eine konkrete CO2-Konzentration mit dem Kippwinkel als Stellgröße (geregelte Spaltlüftung) gegenüber einer Zwei-Punkt-Regelung mit Hysterese (geregelte Stoßlüftung) zu im gleichen Zeitraum ähnlichen Luftgüteverbesserungen, dabei jedoch weit geringeren Temperaturschwankungen in der Raummitte führt und daher als behaglicher empfunden wird. Die Auswertung des messtechnisch und modellbasiert erfassten Energieverbrauchs bei verschiedenen Lüftungsszenarien ergab zudem, dass die geregelte Spaltlüftung gegenüber der geregelten Stoßlüftung entgegen der bisher vorherrschenden Meinung energetisch nicht nachteilig ist.
Ein wichtiges von Projektpartnern bearbeitetes Projektziel bestand in der Entwicklung eines neuartigen, auf kostengünstigen piezoelektrischen Multilayer-Aktoren (PMA) aufbauenden leistungsstarken Piezomotors für vielseitige weitere Anwendungen in der Gebäudetechnik.

Links: "Klimafenster" - Musterfenster mit integriertem CO2-Sensor. Rechts: Vergleich Lüftungsstrategien

1. Pawelczak, D., Spasokukotskiy, K., Ruser, H., Borodulkin, L.: "Sensorik für die bedarfsgerechte Lüftung", IMiG Statusseminar, BIC Kaiserslautern 12.2.2004.
2. Ruser, H., Horn, M.: "Smart two-element PTC wind sensor", IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference (IMTC 04), 18.-20.05. 2004, Como/Italien.
3. Horn, M.: Sensoren und Aktoren zur bedarfsgerechten Lüftung, Technisches Messen, Vol. 71, No. 5, S. 290-297, 2004, Oldenbourg Verlag
4. Spasokukotskiy, K., Tränkler, H.-R.: "Experimental research on reduction of heating energy by A demand-adjusted HVAC system", World Energy Engineering Conference, 21.-23.09.2004, Austin, TX, USA.
5. Ruser, H.:" Self-Monitored Wind Sensor", Sensor 05, 10.-12.Mai 2005, Nürnberg.
6. Ruser, H.: "Smart robust wind sensor using a simple optimisation procedure", IEEE Conf. On Sensors, 31.Oktober - 03. November 2005, Irvine, USA.
7. Ruser, H., Horn, M.: "Mehrfachauswertung von Sensorsignalen am Beispiel eines Gefahrenmelders für automatische Fenster", ITG-/GMA-Fachtagung Sensoren und Messsysteme, 13.-14.März 2006.