Künstliche Intelligenz : Embedded-KI für die Wärmepumpe

2022 war die Wärmepumpe Österreichs absatzstärkste Energietechnologie. Dank der attraktiven EWP-Förderungen könnte die Wärmepumpe auch weiterhin die Nase vorne haben. Die Anzahl der installierten Geräte steigt also beständig – und damit rein rechnerisch auch die Zahl der Störungsfälle. AITAD, ein deutscher Embedded-KI-Anbieter, sieht an dieser Stelle einen idealen Anwendungsfall für künstliche Intelligenz.

Denn neben Verschleißerscheinungen an dem den Verdichter antreibenden Elektromotor können Störungen in der Wärmepumpe zum Beispiel in Form von zu geringen bzw. zu hohen Temperaturunterschieden in Verdampfer und Verflüssiger auftreten. Die Temperatur des Kühlmittels könnte beim Austritt aus dem Verflüssiger etwa noch zu hoch sein, sodass sie beim Eintritt in den Verdampfer einen zu geringen Unterschied zur Energiequelle hat. Dadurch kann das Kühlmittel weniger Energie aus der Umgebung aufnehmen – die Wärmepumpe arbeitet folglich ineffizient.

Mittels künstlicher Intelligenz (KI) lassen sich viele der potenziellen Schwachstellen einer Wärmepumpe überwachen. Kritische Zustände können mithilfe intelligenter Sensorik noch vor ihrem Eintreten entdeckt und beseitigt werden. Mittels "Predictive Maintenance" lässt die Wartung der Heizungsanlage sich so planen, ohne dass es zu einem ungeplanten Ausfall kommt.

Dabei bietet sich der Einsatz von Embedded-KI Systemkomponenten an, bei denen die KI direkt auf dem Sensorboard untergebracht ist und die Überwachung der Wärmepumpe auch ohne Internet- oder Cloudverbindung erfolgen kann. Embedded-KI hat zudem den Vorteil, dass sie viel größere Datenmengen – bis zu mehreren Terabyte täglich – verarbeitet, was mit herkömmlichen Cloud- oder Serverlösungen nicht möglich ist.

Embedded-KI stellt den jüngsten Trend innerhalb der Künstlichen Intelligenz dar. Dabei handelt es sich um die Verschmelzung von Sensor und KI auf einem Board, das als Embedded-KI-Systemkomponente bezeichnet wird. Das bedeutet, dass die Sensordaten vor Ort und in viel größerer Tiefe und in Echtzeit ausgewertet werden.

Anstelle von Daten werden nur noch die Auswertungsergebnisse weitergegeben. Damit punkten derartige Lösungen auch mit Datenschutz. Zu den zentralen Einsatzbereichen zählen Predictive Maintenance, User Interaction und funktionale Innovationen. Aufgrund der Ressourcenbeschränktheit von Embedded-KI, die wenig Speicher- und Energiebedarf hat – letzterer kann in einer Wärmepumpe sogar mittels Energy Harvesting gedeckt werden – verlängert sich nicht nur die Lebensdauer, auch die Energiegewinnung wird optimiert.

„Mittels Künstlicher Intelligenz lässt sich die Effizienz und Lebensdauer der Wärmepumpe verlässlich und mit Kund*innennutzen noch weiter erhöhen. Diese umweltfreundliche Technologie wird noch interessanter, da die Wärmepumpe mit ihr einen eingebauten Investitionsschutz erhält,“ bemerkt Gromov abschließend.