Calculation analysis of energy saving tools for fan and pump applications

This thesis analyses the calculation of FanSave and PumpSave energy saving tools calculation. With these programs energy consumption of variable speed drive control for fans and pumps can be compared to other control methods. With FanSave centrifugal and axial fans can be examined and PumpSave deals with centrifugal pumps. By means of these programs also suitable frequency converter can be chosen from the ABB collection. Programs need as initial values information about the appliances like amount of flow and efficiencies. Operation time is important factor when calculating the annual energy consumption and information about it are the length and profile. Basic theory related to fans and pumps is introduced without more precise instructions for dimensioning. FanSave and PumpSave contain various methods for flow control. These control methods are introduced in the thesis based on their operational principles and suitability. Also squirrel cage motor and frequency converter are introduced because of their close involvement to fans and pumps. Second part of the thesis contains comparison between results of FanSave’s and PumpSave’s calculation and performance curve based calculation. Also laboratory tests were made with centrifugal and axial fan and also with centrifugal pump. With the results from this thesis the calculation of these programs can be adjusted to be more accurate and also some new features can be added.

IN DUBIO PRO NATURA? A Philosophical Analysis of the Precautionary Principle in Environmental and Health Risk Governance

In this book, I apply a philosophical approach to study the precautionary principle in environmental (and health) risk decision-making. The principle says that unacceptable environmental and health risks should be anticipated, and they ought to be forestalled before the damage comes to fruition even if scientific understanding of the risks is inadequate. The study consists of introductory chapters, summary and seven original publications which aim at explicating the principle, critically analysing the debate on the principle, and constructing a basis for the well-founded use of the principle. Papers I-V present the main thesis of this research. In the two last papers, the discussion is widened to new directions. The starting question is how well the currently embraced precautionary principle stands up to critical philosophical scrutiny. The approach employed is analytical: mainly conceptual, argumentative and ethical. The study draws upon Anglo-American style philosophy on the one hand, and upon sources of law as well as concrete cases and decision-making practices at the European Union level and in its member countries on the other. The framework is environmental (and health) risk governance, including the related law and policy. The main thesis of this study is that the debate on the precautionary principle needs to be shifted from the question of whether the principle (or its weak or strong interpretation) is well-grounded in general to questions about the theoretical plausibility and ethical and socio-political justifiability of specific understandings of the principle. The real picture of the precautionary principle is more complex than that found (i.e. presumed) in much of the current academic, political and public debate surrounding it. While certain presumptions and interpretations of the principle are found to be sound, others are theoretically flawed or include serious practical problems. The analysis discloses conceptual and ethical presumptions and elementary understandings of the precautionary principle, critically assesses current practices invoked in the name of the precautionary principle and public participation, and seeks to build bridges between precaution, engagement and philosophical ethics. Hence, it is intended to provide a sound basis upon which subsequent academic scrutiny can build.

Supply chain cost saving potential analysis

Target of this study was to examine the current supply chain with focus on external part and identify the cost potential areas which lie there. The goal was to evaluate the cost save potential and give estimate what would be required in order to realise it. Base data related to study was searched and examined with using company’s enterprise resource planning system. In case feasible two types of scenarios were built in order to describe the scale of save potential. First scenario was theoretical and achieving it would require further investments and second scenario was realistic approach where more limitations were taken into account. The results clearly show that there is high save potential in supply chain costs linked to balance between internal and external operations. Realising of it would require at least minor investments as current internal capacity is not on a level to fully absorb the additional volumes which are needed in order to realise the potential. This study can be used as a basis when starting new projects related to investment needs.

Ihmisten johtaminen taistelussa : elokuva Saving Private Ryan johtamisen opettamisen työkaluna

Johtamisen opetuksessa yleensä käytetty menetelmä on pohjautunut dia- tai vielä perinteisempään kalvoesitykseen. Opetuksen elävöittämisessä sekä viretason ja motivaation ylläpitämisessä opetuksen aikana ei ole tapahtunut juurikaan kehitystä. Opiskelijoiden keskittyminen valuu hukkaan, kun kaikki tarmo pitää laittaa siihen, että pysyy hereillä opetuksen aikana. Elokuvien käyttö opetuksen apuna on hiljalleen vallannut jalansijaa itselleen. Kuitenkin niiden käyttö on edelleen hyvin rajallista, vaikka ne ovat äärimmäisen tehokas ja helppo keino sekä elävöittää että piristää opetusta. Tämän tutkimuksen tavoitteena on, selvittää yhden potentiaalisen vaihtoehdon, Saving Private Ryan – Pelastakaa sotamies Ryan, käytettävyyttä johtamisen opetuksen työkaluna ja apuvälineenä. Toisena tavoitteena tutkimukselle voidaan pitää ajatusta, että tämä tutkimus innostaisi aktiiviseen elokuvien tarkasteluun, varsinkin johtamisen opetuksen näkökulmasta sekä elokuvien käytäntöön soveltamiseen. Tutkimuksessa lähestyttiin edellä mainitun elokuvan kahta johtajaa, kapteeni Milleriä ja kersantti Horvathia. Tutkimuksen pääkysymykset oli suhteutettu heidän johtamiskäyttäytymisessä mahdollisesti esiintyvään syväjohtamiseen, syväjohtamisen malliin ja johtajalle luontaisiin ominaisuuksiin. Pääkysymysten tueksi tutkimukselle asetettiin myös alakysymyksiä, joiden avulla oli tarkoituksena selventää edellä mainittujen henkilöiden johtamisprosessin hallintaa, sotilaskuria ja alaisista huolenpitoa. Tutkimusmenetelmänä käytettiin perusanalyysimenetelmää, jota voidaan käyttää kaikissa laadullisissa tutkimuksissa. Kyseessä on sisällönanalyysi, tarkemmin sanottuna teorialähtöinen sisällönanalyysi. Tutkimuksen teoriaosan avulla rakennetut strukturoidut analyysirungot ohjasivat henkilöiden johtamiskäyttäytymisen analysointia. Tuloksien perusteella voidaan vilpittömästi todeta, että tulevaisuudessa elokuvien käyttö opetuksen apuna tulee näyttelemään suurta osaa. Elokuvat tuovat opetukseen tarvittavaa piristystä ja mahdollistavat esimerkiksi aktiivimonisteiden tehokkaan käytön.

Energy saving potential in reservoir pumping

Pumping systems account for up to 22 % of the energy consumed by electrical motors in European industry. Many studies have shown that there is also a lot of potential for energy savings in these systems with the improvement of devices, flow control or surrounding sys-tem. The best method for more energy efficient pumping has to be found for each system separately. This thesis studies how energy saving potential in reservoir pumping system is affected by surrounding variables, such as the static head variation and friction factor. The objective is to create generally applicable graphs to quickly compare methods for reducing pumping system’s energy costs. The gained results are several graphs showcasing how the chosen variables affect energy saving potential of the pumping system in one specific case. To judge if these graphs are generally applicable, more testing with different pumps and environments are required.

Ilmanvaihtokoneen ohjauksen taloudellisuusvaikutukset

Tämän insinöörityön tarkoituksena oli luoda Insinööritoimisto Olof Granlund Oy:lle malliprojekti ilmanvaihtokoneen ohjauksen mahdollisesta sähköenergian säästöpotentiaalista. Insinöörityötä voidaan myöhemmin käyttää referenssinä tarjottaessa yrityksen palvelua asiakkaille energiakatselmointityössä kiinteistöihin, joissa on suuria ilmanvaihtokone-yksiköitä. Ensin työssä esitellään käytössä olevat, tutkittavat ilmanvaihtokoneet ja niiden toiminta. Sitten selvitetään ilmanvaihtolaitteiden ja niiden ohjauksen eri osien toiminta, sekä ohjausinformaatio, joka välittyy eri laitteiden välillä. Seuraavaksi työssä tutkitaan rakennusautomaation osuutta, sen hyötyä ja rakennetta kiinteistössä. Tämän jälkeen selvitetään hankkeen viranomaismääräykset. Sitten selvitetään, mistä koostuvat kustannukset ilmanvaihtokoneen ohjauksen uusimisessa. Lopuksi vielä tutkitaan, kuinka pitkä on tehtävän investoinnin takaisinmaksuaika, sekä mitkä ovat saneerauksen hiilidioksidi-päästövaikutukset. insinöörityön Lopputuloksena syntyi yrityksen sisäinen kansio. Kansion esimerkkilaskelmia ja laskentamenetelmiä on tarkoitus käyttää jatkossa referenssinä kiinteistönpito-osastolla sähkö- ja lvi-ryhmissä, niiden henkilöiden käytössä, jotka ovat tekemisissä energiakatselmointien kanssa.

LM-vesiturbiinin tuotteistaminen

Tämän työn tarkoituksena on kehittää LM-vesiturbiini tuotantoon soveltuvaksi, käytöltään pitkäikäiseksi ja helposti huollettavaksi tuotesarjaksi. Työn ohjaavana runkona on käytetty VDI-Richtlinie 2221: 'Kehitystyön ja konstruoinnin yleinen kulku', mukaista järjestelmää. Lisäksi on käytetty valmistuksellista modulointia tuotteen osien suunnittelussa. Erityisesti on huomioitu tuotteen koko elinkaaren aikaiset kustannukset (LCC) ja sen vaatimukset mitoitukseen. LM-vesiturbiinistaon kehitetty kolmen erikokoisen laitteiston tuotesarja. Tuoteperheen yksittäisistä sylinteriryhmistä voidaan koota joustavasti erikokoisia ja -tehoisia energiantuotantoyksiköitä, jotka soveltuvat käyttöön hyvin pieniinkin virtauksiin ja putouskorkeuksiin. Piensarjatuotantoon hyvin soveltuvat materiaalit on valittu silmälläpitäen mahdollisimman edullista kokonaiskustannusta. Kiertomäntä laitteiston toiminnan kannalta tärkeimpänä ja siten vaativimpana osana on edellyttänyt laserhitsausta ja -leikkausta sekä koekappaleiden valmistusta, joiden perusteellalopulliseen rakenteeseen on päädytty. Mitoitus perustuu perinteisiin lujuuslaskentamenetelmiin, joiden avulla eri osien kestävyys käyttöolosuhteissa on pyrittysaamaan luotettavaksi vähintään 20 vuoden kestoiälle ja väsymiskestävyyteen käytön aikaisissa vaihtelevissa olosuhteissa. Kiertomäntä on ns. kevytrakenne koostuen ohutlevykennorakenteesta ja täytteenä olevasta kompound-materiaalista.

Energiansäästökohteiden kartoitus konepajateollisuuden yrityksessä

Tämän diplomityön tavoitteena on kartoittaa Vaahto Oy:n Hollolan tehtaan energiankulutus ja energiansäästökohteet. Ensin tutkittiin tehtaan energiankulutus ja energiankulutuksen jakautuminen. Tutkimuksessa käytettiin saatavilla olevia kulutustietoja, luettiin konekirjoja sekä haastateltiin tehtaan työntekijöitä. Lisäksi tehdashallien lämmityslaitteiden hyötysuhteet mitattiin. Tutkimuksen päätavoite oli selvittää, miksi tehtaan lämmitysenergiankulutus on kasvanut ja kannattaisiko rakennusten lämmittämiseen käyttää vaihtoehtoista lämmitysmuotoa öljylämmitykselle. Potentiaalisista energiansäästökohteista tehtiin investointilaskelmat ja toimenpide-ehdotukset. Kannattaviksi toimenpiteiksi tutkimuksessa todettiin: lämmityspolttoaineen vaihtaminen maakaasuun, nosto-ovien hankkiminen, paineilmaverkon huolto, paineilmakompressorin lämmöntalteenotto, tehdastilojen sisälämpötilan tarkastus ja työnjohtotilojen ilmanvaihdon käyntiaikojen muutos. Toimenpiteillä arvioidaan vuotuisten energiakustannusten pienenevän noin 34 000 euroa. Toimenpiteiden toteuttamisen arvioidaan maksavan 135 000 ¤, mistä lämmitysjärjestelmän vaihdon osuus on 100 000 ¤.

Distributed Energy Production in the North-West Region of Russia

The energy system of Russia is the world's fourth largest measured by installed power. The largest are that of the the United States of America, China and Japan. After 1990, the electricity consumption decreased as a result of the Russian industry crisis. The vivid economic growth during the latest few years explains the new increase in the demand for energy resources within the State. In 2005 the consumption of electricity achieved the maximum level of 1990 and continues to growth. In the 1980's, the renewal of power facilities was already very slow and practically stopped in the 1990's. At present, the energy system can be very much characterized as outdated, inefficient and uneconomic because of the old equipment, non-effective structure and large losses in the transmission lines. The aim of Russia's energy reform, which was started in 2001, is to achieve a market based energy policy by 2011. This would thus remove the significantly state-controlled monopoly in Russia's energy policy. The reform will stimulateto decrease losses, improve the energy system and employ energy-saving technologies. The Russian energy system today is still based on the use of fossil fuels, and it almost totally ignores the efficient use of renewable sources such as wind, solar, small hydro and biomass, despite of their significant resources in Russia. The main target of this project is to consider opportunities to apply renewable energy production in the North-West Federal Region of Russia to partly solve the above mentioned problems in the energy system.

Hiljaisen tiedon tallennusHämeen Puhelin Oy:ssä vuosina 2006-2010

Moderni liiketoiminta kohtaa uusia haasteita. Haasteiden aiheuttajia ovat mm. alenevat tuotantokustannukset ja kiihtyvä kilpailu. Jotta yritys kykenisi vastaamaan näihin moderneihin haasteisiin, sen tulee toimissaan hyödyntää tehokkaasti omat resurssit. Yrityksen suurimmat resurssit sijaitsevat henkilöstössä, heihin sitoutuneessa tiedossa. Tästä tiedosta iso osa on ns. hiljaista tietoa, jota ei voida perinteisin keinoin tallentaa. Tämä työ, tutkimus keskittyy tuon hiljaisen tiedon tallentamiseen. Tutkimuksen tavoitteena oli luoda malli, joka sisältää hiljaisen tiedon keruun, analyysin ja siirtämisen. Kokonaisuus muodostaa työkalun jolla teettävän yrityksen eläkkeelle jäävä henkilöstön hiljainen tieto tallennetaan yritykseen. Mallin lisäksi tutkimuksessa tuodaan esille aihetta koskevat erilaiset kehitysmahdollisuudet ja visiot.

Teräsvalimon energia-analyysi

Teräksen valuprosessi kuluttaa runsaasti energiaa ja tuottaa merkittävästi lämpöä. Ylimääräinen lämpö on poistettava tuotantotiloista, sillä se sisältää yleensä myös paljon hiukkasia ja muita epäpuhtauksia. Lämmön talteenottaminen vähentää teräsvalimon energiankulutusta, mutta sen toteuttaminen ei ole ongelmatonta. Energia-analyysi selvittää yrityksen energian käytön ja tuotannon kehityksen sekä nykytilan. Analyysi pyrkii selvittämään kohteet, joissa energiaakuluu ja joissa sitä syntyy eniten. Tämä opinnäytetyö on sovellettu teollisuuden energia-analyysi, joka sisältää ehdotuksia energian käytöntehostamismahdollisuuksista ja säästömahdollisuuksista. Ehdotuksissa esitelläänviisi tärkeimmäksi katsottua ja kahdeksan muuta energiansäästökohdetta. Näiden lisäksi on annettu seitsemän ehdotusta muista tuotantoa ja energiansäästöä tukevista toimenpiteistä.

Valutoimitusprosessin ohjattavuuden kehittäminen

Diplomityön tavoitteena oli Karhulanvalimon valutoimitusprosessin ohjattavuuden kehittäminen. Asiakastyytyväisyyskyselyin on selvitetty valutoimitusprosessin nykytilaa ja kartoitettu kehityskohteita. Keskeisiksi kehityskohteiksi muodostuivat toimituskyvyn ja läpäisyajan kehittäminen. Kohdeyritystä on tutkittu ohjattavuusanalyysillä. Ohjattavuus analyysin perusteella parannuksen painopisteet suuntautuvat toimituskyvyn j a kapasiteetin hallinnan kehittämiseen. Työn keskeisiin aiheisiin liittyen on luotu kirjallisuuteen perustuva katsaus. Tärkeimpiä aihealueita ovat ohjattavuusanalyysi, varastojen hallinta ja tuotannon virtautus. Ennen varsinaisia kehitystoimenpiteitä on pyritty saamaan tietoa tämänhetkisen toiminnan tasosta ja pyritty löytämään parhaita toimintatapoja benchmarking-tyylistä toimintamallia soveltaen. Varastojen hallinnan kehittämistä työssä on lähestytty käytännönläheisesti. Varastoanalyyseihin perustuen on suoritettu kehitystoimenpiteitä ja luotu suunnitelmia sekä esitetty ehdotuksia varastojen hallinnan kehittämiseksi. Työssä on myös pyritty analysoimaan yksittäisiä tuotannon ohjattavuuden ongelmia ja pyritty näiden poistamiseen. Mikäli ohjattavuusongelman välitönpoistaminen ei ole mahdollista, on ongelmiin esitetty kehitysehdotuksia. Työssä on luotu suunnitelma läpäisyajan lyhentämiseksi tuotannon virtauttamiseen perustuen. Virtautuksessa on huomioitava materiaalien ja nimikkeiden suuri määrä, tuotannon layout ja tuotantovälineiden aiheuttamat rajoitukset. Layoutin muutostyössä on pyrittävä tiiviyteen. Diplomityön loppuosassa on tutkittu mahdollisuuksia Karhulan valimon ja sen pääasiakkaiden varastojen pienentämiseksi ja toiminnan kehittämiseksi toimituskykyä ja läpäisyaikaa vaarantamatta. Varastojen analysoinnin perusteella onmallinnettu varastoinnin taloudellista säästöpotentiaalia, vertailtu vaihtoehtoisia toimintamalleja ja esitetty kehitysehdotus sekä välttämättömiä toimenpiteitä varastoinnin kehittämiseksi.

Optimization of energy consumption in wastewater pumping

Pumppauksessa arvioidaan olevan niin teknisesti kuin taloudellisestikin huomattavia mahdollisuuksia säästää energiaa. Maailmanlaajuisesti pumppaus kuluttaa lähes 22 % sähkö-moottorien energiantarpeesta. Tietyillä teollisuudenaloilla jopa yli 50 % moottorien käyttämästä sähköenergiasta voi kulua pumppaukseen. Jäteveden pumppauksessa pumppujen toiminta perustuu tyypillisesti on-off käyntiin, jolloin pumpun ollessa päällä se käy täydellä teholla. Monissa tapauksissa pumput ovat myös ylimitoitettuja. Yhdessä nämä seikat johtavat kasvaneeseen energian kulutukseen. Työn teoriaosassa esitellään perusteet jätevesihuollosta ja jäteveden käsittelystä sekä pumppaussysteemin pääkomponentit: pumppu, putkisto, moottori ja taajuusmuuttaja. Työn empiirisessä osassa esitellään työn aikana kehitetty laskuri, jonka avulla voidaan arvioida energiansäästöpotentiaalia jäteveden pumppaussysteemeissä. Laskurilla on mandollista laskea energiansäästöpotentiaali käytettäessä pumpun tuoton ohjaustapana pyörimisnopeuden säätöä taajuusmuuttajalla on-off säädön sijasta. Laskuri ilmoittaa optimaalisimmanpumpun pyörimisnopeuden sekä ominaisenergiankulutuksen. Perustuen laskuriin, kolme kunnallista jätevedenpumppaamoa tutkittiin. Myös laboratorio-testitsuoritettiin laskurin simuloimiseksi sekä energiansäästöpotentiaalin arvioimiseksi. Tutkimukset osoittavat, että jätevedenpumppauksessa on huomattavia mandollisuuksia säästää energiaa pumpun pyörimisnopeutta pienentämällä. Geodeettisen nostokorkeuden ollessa pieni, voidaan energiaa säästää jopa 50 % ja pitkällä aikavälillä säästö voi olla merkittävä. Tulokset vahvistavat myös tarpeen jätevedenpumppaussysteemien toiminnan optimoimiseksi.

Energiatehokkaiden tuotteiden myynti voimalaitoksiin

Tämän diplomityö käsittelee energiasäästömahdollisuuksia taajuusmuuttajien ja korkean hyötysuhteen moottoreiden avulla Suomen voimalaitoksissa. Energiatehokkuuden parantaminen voimalaitosten tuotantoprosessissa tarjoaa suuria myyntimahdollisuuksia ja on siten mielenkiintoinen tutkimuksen kohde. Työn tavoitteena on analysoida voimalaitostoimialaa Suomessa ja selvittäävoimalaitosten energiansäästöpotentiaalia suurimpien sähköä kuluttavien laitteiden osalta. Työn perusteella saadaan muodostettua kuva taajuusmuuttaja ja korkean hyötysuhteen moottorien markkinoista voimalaitoksiin. Työnalkuosassa keskitytään voimalaitostoimialan ja energiamarkkinoiden analyysiin. Analyysissä käydään läpi yleisimpien voimalaitosten toimintaperiaatteet ja energiatehokkaiden tuotteiden markkinakehitys sekä teollisuuden investointeihin liittyviä tekijöitä. Työn loppuosa käsittelee voimalaitosten suurimpien pumppujen ja puhaltimien energiansäästömahdollisuutta taajuusmuuttajien avulla. Työn tuloksena on muodostettu analyysi eri voimalaitostyyppien laittokannasta ja arvio energiasäästöstä sekä myyntipotentiaalista, jos laitteet muutetaan taajuusmuuttajakäytöiksi.

Sähkölaitekaapelipäätteiden kokoonpanotuotannon siirtäminen alihankkijalle

Työn tavoitteena oli selvittää kustannussäästöjä sähkölaitekomponentin kokoonpano- tuotannossa. Työssä vertaillaan oman ja alihankintatuotannon välisiä kustannuksia sekä tarkastellaan toiminnan joustavuutta, kun kokoonpano muodostuu kokonaisuudessaan ostettavista osista ja kuljetusmatka osien tuottajilta sekä myyjiltä on lyhyempi alihankkijalle, kuin omalle tehtaalle. Työssä järjestellään tuotteen kokoonpanolle edellytykset siirtymiseen alihankkijan hoidetta-vaksi niin, ettei siitä aiheudu ongelmia osavalmistuksen ja hankinnan, sekä valmiiden tuotteiden hallinnassa. Työssä selvitellään tuotteenmerkitystä ja sen kehittämistä sähkölaiteteollisuudelle. Tuotteen ja tuotannon kehittämisestä oli kohdeyrityksessä perustettu erityinen projekti, johon kuului myös muita sähkökaapeliliitäntään kuuluvia osia. Tuoteryhmä,jota tämä tutkimus käsittelee, siirrettiin alihankkijan kokoonpanotuotantoon vuonna 2000. Kaapelipäätteet kuuluvat yhtenä vaihtoehtoisena osana sähkölaitteiden voimakaape- loinnin läpivientiin ja suojaukseen. Projektissa kehitettiin 3 erilaista kaapelipäättä, joiden tehtävänä oli korvata 20 aikaisempaa mallia. Tällä tavoin kyseisen tuotteen ja sen komponenttien valmistussarjakokoja voitiin nostaa ja silti tuotannonkiertoa nopeuttaa, koska puskurivarastossa olevien variaatioiden määrä väheni 20:sta 3:een. Myös osa kokoonpanossa käytettävistä komponenteista voitiin käyttää kaikkien kaapelipäätemallien kokoonpanossa. Työssä vertaillaan kuljetuskustannusten eroa osahankinnassa oman ja alihankinta- tuotannon välillä, sekä vertaillaan varaston ja tuotannon tilankäyttöä ja tuotantokapasiteettia. Työn tarkoituksena on perustella ajatusta, että kuljetusmatkoja lyhentämällä voitaisiin saada kustannussäästöjä. Oman ja alihankintatyön kustannuksia vertaillaan ja huomattava säästö kokoonpanotyössä on tässä tapauksessa se, että alihankkijan laskutushinta työlle on alhaisempi, kuin mitä työn osuudelle on määritelty omassa tuotannossa. Varastotilan osalta vertailuatehtiin ainoastaan tilan käytön suhteen.