Wer Energie effizient einsetzen will, muss zunächst wissen, wo und wie sie tatsächlich gebraucht wird. Genau hier kommt Sensorik ins Spiel: Präzise Messwerte ermöglichen es, Heizung, Kühlung oder Lüftung bedarfsgerecht zu steuern, Prozesse zu überwachen und unnötigen Energieverbrauch zu vermeiden. E+E Elektronik mit Sitz in Engerwitzdorf in Oberösterreich entwickelt und produziert Sensoren und Messgeräte für Feuchte, Taupunkt, CO₂, Druck, Luftgeschwindigkeit und Temperatur.
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Armin Eliskases Geschäftsführer
Zum Einsatz kommen die Lösungen unter anderem in der Gebäudeautomation, Industrie, Pharma- und Reinraumtechnik sowie bei Wasserstoffanwendungen. Armin Eliskases, Geschäftsführer von E+E Elektronik, sieht präzise und langfristig stabile Messdaten als Voraussetzung für effiziente Prozesse – von der Gebäudeautomation über Reinräume bis zu Wasserstoffanwendungen.
Herr Eliskases, über Energieeffizienz wird meist bei Erzeugung, Netzen oder Gebäudetechnik gesprochen. Welche Rolle spielt dabei eine Komponente, die häufig kaum sichtbar ist: präzise Sensorik?
Präzise und vor allem langzeitstabile Sensorik ist die Grundlage jeder effizienten Regelung. Eine Anlage kann nur dann bedarfsgerecht heizen, kühlen, lüften oder trocknen, wenn sie den tatsächlichen Zustand zuverlässig erfasst. Ungenaue oder driftende Messwerte führen häufig dazu, dass mit größeren Sicherheitsreserven gearbeitet wird und durch Überregelung des Prozesses mehr Energie verbraucht wird als notwendig. Hochwertige Sensorik hilft, dieses Übermaß zu reduzieren und Prozesse näher am tatsächlichen Bedarf zu betreiben. So können bis zu 30 % Energiekosten eingespart werden. Damit wird sie zu einem wichtigen Bindeglied zwischen Energieeffizienz, Prozesssicherheit und Komfort.
Gebäude sollen weniger Energie verbrauchen, zugleich steigen die Ansprüche an Raumklima und Luftqualität. Wo lässt sich durch präzisere Messung heute noch besonders viel Effizienz herausholen?
Großes Potenzial liegt überall dort, wo Heizung, Kühlung und Lüftung über viele Stunden betrieben werden. Entscheidend ist auch, Temperatur, Feuchte, CO₂ und Luftströmung möglichst genau dort zu erfassen, wo die Information für die Regelung benötigt wird. Ein bedarfsgesteuerter Anlagenbetrieb wird besonders relevant in großen Gewerbegebäuden, in medizinischen Einrichtungen oder in Rechenzentren, wo bereits kleine Optimierungen der Regelung über deren angestrebte Betriebsdauer einen bedeutenden Unterschied beim Energieeinsatz machen können.
E+E Elektronik misst unter anderem Temperatur, Feuchte, CO₂, Druck und Luftströmung. Wo entscheidet die Qualität dieser Messwerte darüber, wie effizient eine Anlage tatsächlich arbeitet?
Eigentlich überall dort, wo Messwerte direkt in einen Regelkreis einfließen. Ein Temperaturwert bestimmt beispielsweise, wann geheizt oder gekühlt wird. Die Luftfeuchte beeinflusst nicht nur die Be- und Entfeuchtung, sondern ist auch entscheidend für Behaglichkeit, die Vermeidung von Kondensation und Korrosion sowie die Reduktion elektrostatischer Aufladung. CO₂ kann die bedarfsgerechte Lüftung steuern und Differenzdruck oder Luftströmung geben Auskunft darüber, ob Luft genau in der erforderlichen Menge transportiert wird. Ist der Messwert ungenau oder verändert er sich durch Drift, reagiert auch die Anlage auf eine falsche Ausgangslage. Messgenauigkeit und vor allem Langzeitstabilität sind deshalb nicht nur Qualitätsmerkmale eines Sensors. Sie haben unmittelbaren Einfluss darauf, wie effizient und zuverlässig ein Prozess über Jahre betrieben werden kann.
Bedarfsgeregelte Lüftung gilt als wichtiger Hebel der Gebäudeautomation. Wie lässt sich verhindern, dass technische Anlagen mehr heizen, kühlen oder lüften als tatsächlich notwendig?
Der Schlüssel liegt darin, den tatsächlichen Bedarf möglichst genau und über lange Zeit driftfrei zu erfassen. Bei der Lüftung ist etwa die CO₂-Konzentration ein wichtiger Indikator dafür, wie stark ein Raum genutzt wird. Zusammen mit Temperatur und Feuchte entsteht ein deutlich genaueres Bild der aktuellen Raumsituation. Die Gebäudeautomation kann die Luftmenge darauf abgestimmt regeln, anstatt dauerhaft mit einer fixen Leistung zu arbeiten. Voraussetzung sind allerdings zuverlässige und langzeitstabile Messwerte. Nur dann kann die Regelung innerhalb der erforderlichen Komfort-, Hygiene- und Qualitätsgrenzen so energieeffizient wie möglich arbeiten.
Mit der Digitalisierung wächst die Menge verfügbarer Messdaten erheblich. Was muss mit diesen Daten geschehen, damit aus einem digitalisierten Gebäude auch ein effizienteres Gebäude wird?
Mehr Daten allein sparen noch keine Energie. Entscheidend ist, aus ihnen die relevanten Informationen für die Regelung abzuleiten. Messwerte müssen zuverlässig sein, sinnvoll miteinander verknüpft und über standardisierte Schnittstellen in die Gebäudeautomation integriert werden. Erst dann lassen sich beispielsweise Lastprofile erkennen, Sollwerte optimieren oder Abweichungen frühzeitig identifizieren. Digitale Sensoren mit kurzer Ansprechzeit schaffen dafür eine wichtige Basis. Sie stellen Messwerte unmittelbar für übergeordnete Systeme zur Verfügung und erleichtern damit eine dynamische Regelung. Digitalisierung wird also erst dann zu einem Effizienzgewinn, wenn aus Daten sinnvolle und möglichst automatisierte Entscheidungen entstehen.
Wasserstoff stellt Sensoren vor besondere Herausforderungen. Welche Bedeutung hat die präzise Feuchte- und Taupunktmessung für eine sichere und zuverlässige Brennstoffzellenproduktion?
In der Brennstoffzellentechnik ist der Feuchtehaushalt ein entscheidender Faktor. Bei PEM-Brennstoffzellen, also Brennstoffzellen mit protonenleitender Membran, muss diese ausreichend befeuchtet sein, damit sie optimal funktioniert. Zu geringe Feuchtigkeit führt zur Austrocknung der Membran und reduziert deren Lebensdauer, während ein Wasserüberschuss den Gastransport behindert und die Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle beeinträchtigt. Eine präzise und kontinuierlich beheizte Feuchtemessung ermöglicht es, die Befeuchtung der Reaktionsgase auch bei sehr hohen Feuchten gezielt zu überwachen und zu regeln. Auch die Taupunktmessung spielt bei der Kontrolle und Aufbereitung von Wasserstoffgas eine wichtige Rolle. Zuverlässige Messwerte unterstützen damit sowohl stabile Prozesse als auch die Qualität und Effizienz von Brennstoffzellensystemen.
Unter anspruchsvollen Prozessbedingungen müssen Sensoren dauerhaft verlässliche Werte liefern. Worauf kommt es dabei technisch besonders an?
Neben der ursprünglichen Messgenauigkeit ist vor allem entscheidend, wie stabil diese Genauigkeit über die gesamte Einsatzdauer bleibt. Dauerhaft erhöhte Luftfeuchte, Kondensation, Staub, Öle oder chemisch aggressive Medien können ein Sensorelement langfristig beeinflussen und zu Drift führen. Deshalb kommt es auf robuste Sensorelemente, geeignete Werkstoffe und anwendungsspezifische Schutzkonzepte an. Ebenso wichtig sind eine hochwertige Fertigung und eine rückführbare Kalibrierung. E+E Elektronik betreibt dafür ein nach EN ISO/IEC 17025 akkreditiertes Kalibrierlabor. Entscheidend ist letztlich nicht nur, dass ein Sensor bei der Inbetriebnahme richtig misst, sondern dass seine Werte auch unter realen Prozessbedingungen langfristig verlässlich bleiben.
Ein weiterer Fokusmarkt von E+E ist die Pharmaindustrie. Reinräume benötigen viel Energie. Wie lässt sich ihr Betrieb effizienter gestalten, ohne bei Prozesssicherheit und regulatorischen Anforderungen Abstriche zu machen?
Gerade im Reinraum darf Energieeffizienz weder zulasten der Prozesssicherheit noch der Arbeitsbedingungen für die Mitarbeitenden gehen. Entscheidend ist deshalb, die tatsächlichen Umgebungsbedingungen möglichst präzise zu überwachen. Temperatur, Feuchte, Differenzdruck und Luftgeschwindigkeit müssen kontinuierlich, zuverlässig und langfristig stabil erfasst werden. Je genauer diese Parameter bekannt sind, desto bedarfsgerechter lassen sich Lüftungs- und Klimasysteme innerhalb der definierten Betriebsgrenzen regeln. Anstatt mit überhöhten Luftmengen oder unnötig intensivem Heizen und Kühlen zusätzliche Sicherheitsreserven zu schaffen, kann die Anlage näher am tatsächlich erforderlichen Betriebspunkt arbeiten. Das reduziert den Energieeinsatz, ohne die kontrollierten Reinraumbedingungen zu beeinträchtigen. Voraussetzung dafür sind hochgenaue, langzeitstabile und für Reinraumanwendungen geeignete Sensoren. E+E bietet hierfür ein entsprechend abgestimmtes Portfolio. Ebenso wichtig ist die messtechnische Rückführbarkeit: Kalibrierungen im eigenen, nach ISO/IEC 17025 akkreditierten Kalibrierlabor unterstützen sowohl die langfristige Messsicherheit als auch die hohen Dokumentations- und Qualitätsanforderungen der Pharmaindustrie.
In Reinräumen gelten besonders hohe Anforderungen an stabile Umgebungsbedingungen. Was muss die Sensorik hier leisten, damit Betreiber Prozesse zuverlässig überwachen und zugleich effizient steuern können?
Sensoren im Reinraum müssen vor allem drei Dinge leisten: präzise messen, langfristig stabil bleiben und den dort üblichen Reinigungs- und Dekontaminationsverfahren standhalten. Gleichzeitig muss die Messung schnell genug reagieren, damit Abweichungen unmittelbar erkannt werden. Ein gutes Beispiel ist die Überwachung laminarer Luftströmungen. Hier müssen bereits sehr geringe Luftgeschwindigkeiten zuverlässig erfasst werden. Zusätzlich spielen Temperatur, Feuchte und Differenzdruck eine wesentliche Rolle. Werden diese Größen kontinuierlich und rückführbar gemessen und in BMS- oder EMS-Systeme integriert, entsteht eine verlässliche Datenbasis für Prozessüberwachung, Dokumentation und eine möglichst bedarfsgerechte Anlagenregelung.
Sensoren liefern längst nicht mehr nur einzelne Messwerte. Welche Rolle wird intelligente Sensorik künftig in der automatisierten Energie- und Prozesssteuerung übernehmen?
Sensorik wird zunehmend Teil einer vernetzten Regelungs- und Datenarchitektur. Neben dem eigentlichen Messwert werden digitale Schnittstellen, Statusinformationen, Diagnosemöglichkeiten und eine einfache Integration in übergeordnete Systeme immer wichtiger. Dadurch lassen sich mehrere Messgrößen miteinander verknüpfen und Prozesse wesentlich dynamischer steuern. Intelligente Sensorplattformen können beispielsweise unterschiedliche Fühler automatisch erkennen, mehrere Messgrößen gemeinsam bereitstellen und Grenzwerte überwachen. Der Sensor entwickelt sich damit vom reinen Messwertgeber zu einem wichtigen Baustein automatisierter Entscheidungsprozesse. Je zuverlässiger und intelligenter die Datenbasis ist, desto präziser können Energie und Ressourcen künftig dort eingesetzt werden, wo sie tatsächlich benötigt werden.
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