Monitoring von Fernwärmeschächten

Die Stadtwerke Herne AG betreibt das städtische Fernwärmenetz. Zu diesem Netz gehören unter anderem diverse Zugangsschächte, die der Wartung des Netzes dienen.

Bei Starkregen besteht allerdings die Gefahr, dass sich die Schächte mit Wasser füllen. Auch Grundwasser kann in die Schächte eintreten. Dies kann zu dauerhaften Schäden an der Bausubstanz führen, weshalb das Wasser rechtzeitig abgepumpt werden muss. Um ein Volllaufen frühzeitig zu erkennen, musste bisher manuell kontrolliert werden, ob ein erhöhter Wasserstand besteht.

Ziel des Projekts war daher, den erhöhten Wasserstand frühzeitig automatisiert zu erkennen und zu melden. Dadurch sollte die manuelle Kontrolle überflüssig gemacht werden.

Hierzu wurde ein entsprechender Proof of Concept entwickelt. In diesem Rahmen wurden mehrere Fernwärmeschächte mit Sensorik ausgestattet, die ständig überwacht, ob ein erhöhter Wasserstand vorliegt.  Die Messdaten dieser Sensoren werden über LoRaWAN an die städtische IoT-Datenplattform übertragen. Dort werden sie kontinuierlich analysiert. Bei Erkennen eines hohen Wasserstands werden automatisch E-Mails an die Verantwortlichen gesendet. Diese enthalten auch die Information, welcher Schacht im Einzelnen betroffen ist.

Eine besondere Herausforderung bei diesem Projekt bestand darin, einen ausreichend guten LoRa-WAN-Empfang zu gewährleisten. Die Sensorik ist innerhalb der Schächte verbaut, wodurch die Funksignale den metallischen Schachtdeckel durchdringen müssen. Der restliche Teil der Schachteinstiege besteht aus Beton. Dadurch werden sie Signale stark absorbiert.

Um dieses Problem zu lösen, wurde ein externer Partner mit ins Boot geholt, der Antennen für solche speziellen Anwendungsfälle entwickelt. Dabei wurde eine Kooperation eingegangen, um eine für unsere Anforderungen optimierte Antenne zu entwickeln.