Das EPFL-basierte Start-up-Unternehmen Droople hat einen intelligenten Durchflussmesser entwickelt, der den Wasserverbrauch von Gebäuden messen und Energieeinsparpotenziale identifizieren kann. Das Montreux Jazz Café der EPFL hat das Gerät bereits getestet und so einen Weg gefunden, die Stromrechnung zu senken.
Die neuen Smart-Meter von Droople erfassen nicht nur Wasserdurchflussmengen und -temperaturen, sondern auch Spitzenlastzeiten und den Gesamtverbrauch. Das sind wertvolle Daten für Facility-Manager, die Kosten senken wollen. Das System besteht aus einer Reihe von intelligenten Durchflussmessgeräten, die am Einsatzort installiert sind und Messungen vornehmen. Diese Daten werden über ein Low Power Wide Area Network (LoRaWAN) verschickt. Mit dem Übertragungsprotokoll, das Niedrigenergiegeräte wie batteriebetriebene Sensoren mit einem Netzwerkserver verbindet, werden die Daten schliesslich an einen Cloud-Server übermittelt. «Unser Programm führt die Daten durch eine Reihe von Algorithmen, um die nützlichen Informationen zu extrahieren», sagt Ramzi Bouzerda, Gründer und CEO von Droople. Das Unternehmen wurde im April 2018 im Innovationspark der EPFL gegründet.
Energierückgewinnung aus Warmwasser
Gremaud, der im Facility-Management-Team der EPFL für das Energieprojekt verantwortlich ist. Kühl- und Gefrierschränke arbeiten nach einem exothermen, das heisst wärmeabgebenden Verfahren. Die überschüssige Wärme wird vom Wasser aufgenommen, das durch die Kompressoren fliesst, wodurch ein Strom von heissem Wasser entsteht. An der EPFL wird dieses Warmwasser in der Regel an ein Evakuierungssystem geleitet, aber Gremaud suchte nach Möglichkeiten, die Wärme zurückzugewinnen und die Energie wiederzuverwenden. Im Frühjahr 2019 arbeitete er mit Droople zusammen, um intelligente Zähler an den Kältekompressoren des Montreux Jazz Café zu installieren. Nach zweiwöchiger Datenerhebung stellte er fest, dass die Vorlauftemperatur und der Durchfluss hoch genug waren, um die Installation einer Wärmerückgewinnungsanlage zu rechtfertigen.
«Es lohnt sich nicht immer, diese Art von Investitionen zu tätigen, aber in diesem Fall haben wir gesehen, dass die EPFL damit Geld sparen kann. Das Restaurant könnte rund 4800 kWh pro Jahr an Energie zurückgewinnen. Das entspricht in etwa den 4000 kWh pro Jahr, die das Restaurant für die Erhitzung von Wasser in der Küche benötigt und den dadurch entstehenden Stromkosten von 720 Franken», erklärt Bouzerda. Da eine Wärmerückgewinnungsanlage zwischen 1500 und 1800 Franken kostet, amortisiert sich die Investition in rund zweieinhalb Jahren. Gremaud entschied sich daher für die Installation eines Wärmerückgewinnungssystems. «Unsere Entscheidung steht auch im Einklang mit der Energieeffizienzpolitik der EPFL und dem hohen Standard, den wir in Bezug auf Nachhaltigkeit setzen wollen. Wir sammeln jetzt Daten im L’Esplanade, einem der fünf Restaurants auf dem EPFL-Campus. Weitere Restaurants werden sicherlich folgen», sagt Gremaud.
Datenübertragungsnetz mit geringer Leistung
Gemäss Gremaud gibt es derzeit kein schlüsselfertiges System zur Überwachung des Wasserverbrauchs von Gebäuden. Die Technologie von Droople könnte nicht nur für Facility-Manager, sondern auch für die Betreiber von Heizungs- und Sanitäranlagen nützlich sein. Und es kann die Wartungskosten senken. «Nach den geltenden Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften müssen Gebäudebetreiber beispielsweise die Filter an ihren Trinkwasserbrunnen und Kaffeemaschinen wechseln, nachdem eine bestimmte Wassermenge durchgeströmt ist. Mit unserem Gerät können Facility-Manager leicht verfolgen, wie viel Wasser durch die Filter geflossen ist und wann sie ausgetauscht werden müssen. Das bedeutet, dass sie für ihre Techniker die Wartung effizient planen können», meint Bouzerda. Das gleiche Prinzip gilt beispielsweise für die Reinigung von Toiletten in Restaurants und Flughäfen.
Ein weiterer Vorteil von Droople ist, dass nicht viel Strom benötigt wird, da die intelligenten Zähler batteriebetrieben sind und wenig Daten sammeln. Die erhobenen Daten werden über das LoRaWAN übertragen, was bedeutet, dass die Zähler drei bis fünf Jahre lang wartungsfrei laufen können.
Bouzerda hatte die Idee für Droople eines Morgens um 3 Uhr, als er versuchte, die Flasche seines Sohns mit genau 300 ml Wasser zu füllen. Bouzerda, Sohn eines Sanitärinstallateurs, hat einen Master in Informatik der EPFL. Er nutzte seine Programmierkenntnisse dazu, um eine neue Methode zur Messung des Wasserverbrauchs zu erforschen. Sein ursprüngliches Konzept entwickelt sich unterdessen ständig weiter. «Wir haben unser System auf dem Nebelverfahren aufgebaut, das heisst, die intelligenten Zähler führen die Datenanalysen in Echtzeit durch. So können sie beispielsweise durch das Schliessen eines Ventils Mikroleckagen erkennen und sofort darauf reagieren», erläutert Bouzerda. Ein Forschungsantrag dafür wurde vom Droople-Team mittlerweile bei der EPFL eingereicht.
