Competitor comparison: variable speed drives in pumping applications

As the world’s energy demand is increasing, a durable solution to control it is to improve the energy efficiency of the processes. It has been estimated that pumping applications have a significant potential for energy savings trough equipment or control system changes. For many pumping application the use of a variable speed drive as a process control element is the most energy efficient solution. The main target of this study is to examine the energy efficiency of a drive system that moves the pump. In a larger scale the purpose of this study is to examine how the different manufacturers’ variable speed drives are functioning as a control device of a pumping process. The idea is to compare the drives from a normal pump user’s point of view. The things that are mattering for the pump user are the efficiency gained in the process and the easiness of the use of the VSD. So some thought is given also on valuating the user-friendliness of the VSDs. The VSDs are compared to each other also on the basis of their life cycle energy costs in different kind of pumping cases. The comparison is made between ACS800 from ABB, VLT AQUA Drive from Danfoss, NX-drive from Vacon and Micromaster 430 from Siemens. The efficiencies are measured in power electronics laboratory in the Lappeenranta University of Technology with a system that consists of a variable speed drive, an induction motor with dc-machine, two power analyzers and a torque transducer. The efficiencies are measured as a function of a load at different frequencies. According to measurement results the differences between the measured system efficiencies on the actual working area of pumping are on average few percent units. When examining efficiencies at the whole range of different loads and frequencies, the differences get bigger. At low frequencies and loads the differences between the most efficient and the least efficient systems are at the most about ten percent units. At the most of the tested points ABB’s drive seem to have slightly better efficiencies than the other drives.

Strategiaprosessin kehittäminen globaalin konsernin tehdasyksikössä

Diplomityön tavoitteena on kehittää konsernin alaisuudessa toimivan Karhulan pumpputehtaan omaa strategiatyötä luomalla kokonaisuutta hahmottava ja uutta ajattelua sisältävä formaali prosessi. Nämä päämäärät saavutetaan konstruktiivisella tutkimuksella, jossa tunnistettuun ongelmaan luodaan esiymmärryksen kautta uudentyyppinen rakenteellinen ratkaisu tuottaen samalla uutta tietoa. Tämä lähestymistapa konkretisoituu työssä yritykseen, teoriaan ja käytäntöön pohjautuvaan esiymmärryksen rakentamiseen, strategiaprosessin konstruoimiseen ja teoriakytkentään sekä luodun kokonaisuuden toimivuuden testaamiseen. Esiymmärrys rakennetaan työssä tutustumalla Karhulan pumpputehtaaseen ja sen ympärillä vaikuttavaan konserniin, syventymällä aiheeseen liittyvään teoriaan ja sen uusimpiin näkökulmiin sekä hahmottamalla muiden yritysten käytäntöjä strategiatyössä ja -prosesseissa. Tämän pohjalta konstruoidaan strategiaprosessi ohjaamaan, aikatauluttamaan ja toimimaan runkona Karhulan pumpputehtaan vuotuiselle strategiatyölle. Luotu kokonaisuus testataan kokeellisen läpiviennin avulla, joka vahvistaa mallin toimivuuden ja oikeellisuuden. Lopputuloksena on aikataulutettu strategiaprosessi, joka on räätälöity Karhulan pumpputehtaan tarpeisiin.

Electric energy recovery system for a hydraulic forklift

This thesis studies the possibilities to recover energy in a hydraulic forklift system. Controlling of the system is done directly with an electric servo motor drive and a hydraulic pump. A real system was built and tested and simulations of the system were made with Matlab. Results of the system and simulations were analysed and compared and according to them, energy can be recovered efficiently from the hydraulic forklift system. Also new ideas and directions of further research were obtained with the help of this research.

β-Adrenergic modulation of skeletal muscle contraction: key role of excitation-contraction coupling.

Our aim is to describe the acute effects of catecholamines/β-adrenergic agonists on contraction of non-fatigued skeletal muscle in animals and humans, and explain the mechanisms involved. Adrenaline/β-agonists (0.1-30 μm) generally augment peak force across animal species (positive inotropic effect) and abbreviate relaxation of slow-twitch muscles (positive lusitropic effect). A peak force reduction also occurs in slow-twitch muscles in some conditions. β2 -Adrenoceptor stimulation activates distinct cyclic AMP-dependent protein kinases to phosphorylate multiple target proteins. β-Agonists modulate sarcolemmal processes (increased resting membrane potential and action potential amplitude) via enhanced Na(+) -K(+) pump and Na(+) -K(+) -2Cl(-) cotransporter function, but this does not increase force. Myofibrillar Ca(2+) sensitivity and maximum Ca(2+) -activated force are unchanged. All force potentiation involves amplified myoplasmic Ca(2+) transients consequent to increased Ca(2+) release from sarcoplasmic reticulum (SR). This unequivocally requires phosphorylation of SR Ca(2+) release channels/ryanodine receptors (RyR1) which sensitize the Ca(2+) -induced Ca(2+) release mechanism. Enhanced trans-sarcolemmal Ca(2+) influx through phosphorylated voltage-activated Ca(2+) channels contributes to force potentiation in diaphragm and amphibian muscle, but not mammalian limb muscle. Phosphorylation of phospholamban increases SR Ca(2+) pump activity in slow-twitch fibres but does not augment force; this process accelerates relaxation and may depress force. Greater Ca(2+) loading of SR may assist force potentiation in fast-twitch muscle. Some human studies show no significant force potentiation which appears to be related to the β-agonist concentration used. Indeed high-dose β-agonists (∼0.1 μm) enhance SR Ca(2+) -release rates, maximum voluntary contraction strength and peak Wingate power in trained humans. The combined findings can explain how adrenaline/β-agonists influence muscle performance during exercise/stress in humans.

Supplier Energy Audits in Thermal Power Plants

This master’s thesis handles an operating model for an electric equipment supplier conducted sale oriented energy audit for pumping, fan and other motor applications at power plants. The study goes through the largest factors affecting internal electricity use at a power plant, finds an energy audit –like approach for the basis of information gathering and presents the information needed for conducting the analysis. The model is tested in practice at a kraft recovery boiler of a chemical pulping mill. Targets chosen represent some of the largest electric motor applications in the boiler itself and in its fuel handling. The energy saving potential of the chosen targets is calculated by simulating the energy consumption of the alternatives for controlling the targets, and thereafter combining the information with the volume flow duration curve. Results of the research are somewhat divaricated, as all the information needed is not available in the automation system. Some of the targets could be simulated and their energy saving potential calculated quite easily. At some of the targets chosen the monitoring was not sufficient enough for this and additional measurements would have been needed to base the calculations on. In traditional energy audits, energy efficiency of pump and fan applications is not necessarily examined. This means that there are good possibilities for developing the now presented targeted energy audit procedure basis further.

Energiaa säästävä uusi viemäriveden pumppausteknologia

Pumppaaminen kuluttaa teollisuudessa huomattavan osan energiasta, joten siellä on myös merkittäviä säästömahdollisuuksia. Maailmanlaajuisesti pumppaus kuluttaa noin viidenneksen sähkömoottorien energiantarpeesta, ja tietyillä teollisuudentoimialoilla jopa yli 50%. Jätevedenpumppaus perustuu edelleenkin pääosin 50- ja 60- luvuilla kehitettyyn tekniikkaan, merkittäviä energiansäästöjä on mahdollista saavuttaa suhteellisen pienillä investoinneilla. Työn teoriaosassa käsitellään perusteet jätevedenkäsittelystä, ja viemäriputkiston rakenteesta. Pumppuja, sähkömoottoreita ja taajuusmuuttajia käsitellään laajemmin keskittyen niiden toimintaan ja toimintaa ohjaaviin teorioihin. Empiirisessä osassa tutkitaan uuden teknologian energiansäästöpotentiaalia erilaisilla mittauksilla, sekä mittausten pohjalta tehdyillä case-analyyseillä. Näitä analyysejä varten työn aikana kehiteltiin laskin, jolla voidaan arvioida energian kulutusta tunnetulle pumpulle, kun tiedetään haluttu toimintapiste. Työssä käsitelty uusi teknologia on mahdollisesti merkittävin uudistus viemäriveden pumppausteknologiaan taajuusmuuttajien käyttöönoton jälkeen. Teknologialla päästään eroon imukaivoista liki täysin, ja sitä kautta saadaan paremmin hallittua monia ongelmia kuten hajuhaittoja. Teknologian merkittävin hyöty on kuitenkin energiansäästö. Perinteisessä teknologiassa taajuusmuuttajat ovat olleet kannattavia, mikäli geodeettisen nostokorkeuden osuus on mahdollisimman pieni. Tyypillisessä uuden teknologian sovelluskohteissa geodeettinen nostokorkeus tulee yleensä olemaan pieni, joten uuden teknologian käyttöönoton kannattavuus on näissä kohteissa erityisen hyvä.

Developing of the Variable Speed Drive -control in simulated parallel pumping systems

This thesis presents briefly the basic operation and use of centrifugal pumps and parallel pumping applications. The characteristics of parallel pumping applications are compared to circuitry, in order to search analogy between these technical fields. The purpose of studying circuitry is to find out if common software tools for solving circuit performance could be used to observe parallel pumping applications. The empirical part of the thesis introduces a simulation environment for parallel pumping systems, which is based on circuit components of Matlab Simulink —software. The created simulation environment ensures the observation of variable speed controlled parallel pumping systems in case of different controlling methods. The introduced simulation environment was evaluated by building a simulation model for actual parallel pumping system at Lappeenranta University of Technology. The simulated performance of the parallel pumps was compared to measured values of the actual system. The gathered information shows, that if the initial data of the system and pump perfonnance is adequate, the circuitry based simulation environment can be exploited to observe parallel pumping systems. The introduced simulation environment can represent the actual operation of parallel pumps in reasonably accuracy. There by the circuitry based simulation can be used as a researching tool to develop new controlling ways for parallel pumps.

Prise en charge de la candidose oesophagienne en médecine de premier recours [Management of the esophageal candidiasis by the primary care physician].

La candidose oesophagienne est l'une des infections opportunistes les plus fréquentes chez les patients infectés par le VIH. Ce diagnostic se rencontre également chez des patients sans immunodéficience manifeste. Certains facteurs de risque sont également associés à cette pathologie, tels que les traitements corticoïdes systémiques et inhalés ou les traitements par inhibiteurs de la pompe à protons et les antihistaminiques H2. En l'absence de facteur de risque identifié, un déficit immunitaire primaire devrait être recherché. La prévention de la candidose oesophagienne est basée en premier lieu sur l'identification des facteurs de risque, ainsi qu'un meilleur contrôle de ceux-ci. Cet article présente en détail la physio-pathologie, la clinique et la prise en charge par le médecin de premier recours de la candidose oesophagienne. Nous aborderons également les moyens de prévention de la candidose oesophagienne quand il y a lieu. Esophageal candidiasis is one of the most common opportunistic infections in patients infected by human immunodeficiency virus (HIV). This pathology is also found in patients without overt immunodeficiency. Other risk factors are known to be associated with this disease like inhaled or systemic corticosteroid treatment or proton-pump inhibitors and H2 receptor antagonists. In the absence of identified risk factors, a primary immune deficiency should be sought. Prevention of esophageal candidiasis is based primarily on the identification of risk factors, and a better control of them. This article presents a review of the physiopathology, clinical presentation and management of esophageal candidiasis by primary care physicians. We will also discuss ways of preventing esophageal candidiasis when necessary.

Ventricularisation of the left atrium: a rare cause of left ventricular dysfunction in a patient with mitral valve prolapse

Case: A 11 yo girl with Marfan syndrome was referred to cardiac MR (CMR) to measure the size of her thoracic aorta. She had a typical phenotype with arachnodactyly, abnormally long arms, and was tall and slim (156 cm, 28 kg, body mass index 11,5 kg/m2). She complained of no symptoms. Cardiac auscultation revealed a prominent mid-systolic click and an end-systolic murmur at the apex. A recent echocardiogram showed a moderately dilated left ventricle with normal function and a mitral valve prolapse with moderate mitral valve regurgitation. CMR showed a dilatation of the aortic root (38 mm, Z-score 8.9) and a severe prolapse of the mitral valve with regurgitation. The ventricular cavity was moderately dilated (116 ml/m2) and its contraction was hyperdynamic (stroke volume (SV): 97 ml; LVEF 72%, with the LV volumes measured by modified Simpson method from the apex to the mitral annulus). In this patient however, the mitral prolapse was characterized by a severe backward movement of the valve toward the left atrium (LA) in systole and the dyskinetic movement of the atrioventricular plane caused a ventricularisation of a part of the LA in systole (Figure). This resulted in a significant reduction of LVEF: more than ¼ of the apparent SV was displaced backwards into the ventricularized LA volume, reducing the effective LVEF to 51% (effective SV 69ml). Moreover, by flow measurement, the SV across the ascending aorta was 30 ml (cardiac index 2.0 l/min/m2) allowing the calculation of a regurgitant fraction across the mitral valve of 56%, which was diagnostic for a severe mitral valve insufficiency. Conclusion: This case illustrates the phenomenon of a ventricularisation of the LA where the severe prolapse gives the illusion of a higher attachement of the mitral leaflets within the atrial wall. Besides the severe mitral regurgitation, this paradoxical backwards movement of the valve causes an intraventricular unloading during systole reducing the apparent LVEF of 72% to an effective LVEF of only 51%. In addition, forward flow fraction is only 22% after accounting for the regurgitant volume, as well. This combined involvement of the mitral valve could explain the discrepancy between a low output state and an apparently hyperdynamic LV contraction. Due to its ability to precisely measure flows and volumes, CMR is particularly suited to detect this phenomenon and to quantify its impact on the LV pump function.

Developing the environmental marketing of an industrial company

The objective of this study was to examine how the customers of Larox Flowsys value environmental issues and how environmental issues affect their purchasing behaviour. A comparison between Larox peristaltic pumps and competing pump brands and types was also made in order to find out whether LPP pumps possess some more environmentally beneficial features that other pumps do not have. Finally, if the answers to the first two research questions show that a need for a new marketing message does exist, then the final stage is to select the most appropriate environmental arguments for Larox Flowsys. The empirical data in the study was collected from several different sources, but the main sources were the customer interviews and the outsourced market research. The data was analysed mainly by using content analysis, but theme formation and quantification were also utilized. The results showed that the customers do not consider environmental issues as a main purchasing criterion, but they may well be the criterion that differentiates the product from competing ones. The comparison proved that LPP pumps do possess some significant environmental benefits over competing pumps and therefore, the prerequisite for the use of environmental arguments exists. The final stage in the study was to select the proper environmental arguments for Larox Flowsys.

Syrjäytystilavuuspumpun toiminnallisen välyksen säätömekanismin kehitys

Syrjäytystilavuuspumppua käytetään kuluttavien, syövyttävien, jähmeiden ja kiteytyvien väliaineiden pumppaukseen. Sähkömoottorin pyörittämä akseli puristaa rullan välityksellä letkun tiiviisti rungon sisäpintaa vasten työntäen samalla väliainetta edellään kulkiessaan letkua pitkin. Puristuksen jälkeen letku palautuu pyöreään muotoonsa muodostaen alipaineen pumpun imupuolelle. Nykyisen konstruktion iskunsäätö on toteutettu ruuvi-epäkeskomekanismilla, jolle haetaan vaihtoehtoja. Tässä työssä on tavoitteena kehittää syrjäytystilavuuspumpun iskunsäätömekanismista nykyistä konstruktiota yksinkertaisempi ja halvempi vaihtoehto. Työssä ideoidaan koneensuunnittelun perinteisin keinoin uusia ratkaisuvaihtoehtoja, joista kaksi valitaan jatkokehitykseen. Näistä kahdesta valitaan nykyiseen konstruktioon tehdyn vertailun jälkeen toinen lopulliseksi vaihtoehdoksi.

Substâncias húmicas: sistema de fracionamento sequencial por ultrafiltração com base no tamanho molecular

A sequential system for fractionation by ultrafiltration (SSFU) equipped with advanced membranes filters (molecular size cut-off: 5, 10, 30, 50 and 100 kDalton) of the polyethersulfone type was developed for analytical fractionation of humic substances (HS) extracted from aquatic systems or soils. The device consists of five membrane filters (Sartocon® Micro) operated by a multi-channel peristaltic pump, enabling an easy handling, working in a closed system and with simple collection of the six obtained fractions (F1>100; F2: 100-50; F3: 50-30; F4:30-10; F5: 10-5 and F6 <5 kDalton). Then, the HS sample (250 mL solution 1.0 mg/mL, pH 5.0 to 6.0) to be fractionated is pumped by pump through the series of membrane filters with a tangential flow of 85 mL/min, initial pressure 0.2 to 0.3 bar and permeation flux through the membranes of 0.8 to 1.4 mL/min. The overall time for fractionation and cleaning of the device is about 10 h and 25 mL of each fraction is obtained.

Taajuusmuuttajaohjatun pumppukäytön simulointimallin kehittäminen ja testaus

Pumppukäytöt vastaavat noin neljänneksestä Euroopan sähkömoottoreissa kulutettavasta sähkötehosta. Energian kallistumisen vuoksi energian säästämisestä ja energiatehokkuudesta on tullut yhä tärkeämpää. Taajuusmuuttajat ovat tuoneet yksinkertaisen säätötavan, jolla suurimmassa osassa pumppukäyttöjä voidaan saada huomattavia energiasäästöjä. Koko energiansäästöpotentiaalin hyödyntämiseksi täytyy kuitenkin pumppujen toimintaa tarkkailla. Tarkkailu voidaan toteuttaa käyttämällä taajuusmuuttajan sisäisiä mittauksia pumpun toimintapisteen määrittämiseen. Tässä työssä muodostetaan kaksi simulointimallia, joilla voidaan tutkia pumppukäytön toimintapistettä ja energiatehokkuutta. Pumpattavan nesteen ominaisuuksien vaikutusta malleihin tutkitaan ja tapoja korjata virhettä selvitetään. Mallien tuottamia estimaatteja verrataan laboratorio ja pilot-kohteiden mittauksiin. Pilot-kohteiden avulla tutkitaan voidaanko simulointimalleja käyttää teollisuuden energiansäästöpotentiaalia omaavien pumppukäyttöjen havaitsemiseen.

Propulsor pneumático versátil e isento de pulsação para sistemas de análise em fluxo

Aquarium air pumps are proposed and evaluated as pneumatic liquid propulsion devices for flow injection and continuos flow analysis (FIA and CFA) systems. This kind of pump is widely available at a very low cost and it can sustain a pressure around of 4 psi (0.28 bar) indefinitely. By applying this air pressure onto a solution contained in a reservoir flask, it is possible to reach flow rates of up to 12.5 mL min-1 for circuits comprising reactors, made from 0.8 i.d. tubing with a length of 100 cm. The precise adjustment of flow rate below the maximum one can be made with a simplified needle valve or inserting in series a short length of capillary tube. The absence of flow pulsation is a definite advantage in comparison with peristaltic pumps, especially when amperometric detection is elected, as confirmed experimentally in FIA and CF applications.

Pientalojen ilmalämpöpumput sähköverkossa

Työssä tutkitaan ilmalämpöpumppujen kokonaisvaltaista vaikutusta sähköverkkoon. Tarkastelu aloitetaan lämpöpumppujen toiminnasta ja rakenteesta, josta jatketaan laitteen käytettävyyteen ja muiden lämmitysmenetelmien vertailuun. Sähköisten ominaisuuksien tarkastelussa pohditaan ilmalämpöpumppujen vaikutusta suomalaiseen sähköverkkoon muun muassa yleissähkötekniikan, taloudellisuuden ja energiatehokkuuden sekä häiriöiden kannalta. Tämä tutkielma rajoittuu pientaloihin, ja niihin asennettuihin ilma-ilmalämpöpumppuihin. Työn loppupäätelmänä on, että ilmalämpöpumppujen käytöstä ei juuri aiheudu vaikutuksia suomalaiseen sähköverkkoon. Suurimmat ilmalämpöpumppujen käytöstä syntyvät seuraukset kohdistuvat sähköverkkoyhtiöihin, joihin ilmalämpöpumput aiheuttavat taloudellisia menetyksiä. Suuret ja tulevaisuudessa kasvavat ilmalämpöpumppumäärät aiheuttavat sähköntuotantoon lisätehontarvetta huippukuorman aikaan. Toisaalta välitehoalueella tehontarve sekä energiankulutus pienenevät. Sähköverkoissa ei ole toistaiseksi havaittu ilmalämpöpumpuista johtuvia häiriöitä.