Motor Types Comparison Determining Efficiency in Pumping Systems

Pumping, fan and compressor systems consume most of the motor electricity power in both the industrial and services sectors. A variable speed drive brings relevant improvements in a fluid system leading to energy saving that further on can be translated into Mtons reduction of CO 2 emissions. Standards and regulations are being adopted for fluid handling systems to limit the less efficiency pumps out of the European market on the coming years and a greater potential in energy savings is dictated by the Energy Efficiency Index (EEI) requirements for the whole pumping system and integrated pumps. Electric motors also have an International Efficiency (IE) classification in order to introduce higher efficiency motors into the market. In this thesis, the applicability of mid-size common electric motor types to industrial pumping system took place comparing the motor efficiency characteristics with each other and by analyzing the effect of motor dimensioning on the pumping system and its impact in the energy consumption.

Sähkön siirtohinnat Suomessa 2015

Tässä kandidaatintyössä selvitetään kirjallisuustutkimuksena sähkön yleissiirtohinnat Suomessa vuonna 2015. Työssä vertaillaan sähkön siirtohintoja erilaisilla kotitalouskuluttajilla ja tutkitaan sähkönsiirron hinnoitteluun vaikuttavia tekijöitä. Työssä esitetään myös tulevaisuudessa mahdollisesti käytettäviä siirtotariffeja. Työ tuo esiin sähkön siirtohinnan komponenttien osuudet sähkönsiirron kokonaishinnasta, sekä havainnollistaa visuaalisesti komponenttien maantieteellistä vaihtelua. Siirtomaksujen vaihtelua erilaisilla kulutuksilla havainnollistetaan käyttämällä kolmea esimerkkikuluttajaa, sekä vertailemalla esimerkkikuluttajien siirtomaksuja keskenään. Siirtomaksujen kokonaiskustannusten maantieteellistä vaihtelua havainnollistetaan kuvien avulla. Energiaviraston regulaation vaikutuksia siirtohintaan tarkastellaan verkkoyhtiöiden yli- ja alijäämien avulla. Tulevaisuuden siirtotariffeista huomio kiinnittyy kaistahinnoitteluun. Kaistahinnoittelua tarkastellaan kuluttajan kannalta ja samalla tuodaan esiin kaistahinnoittelun etuja nykyisin käytössä oleviin siirtotariffeihin. Työn perusteella voidaan tehdä johtopäätös, että sähkön kulutuksen kasvaessa siirtomaksu kulutettua energiayksikköä kohden pienenee. Toisin sanoen perusmaksun osuus on merkittävä pienillä kulutusmäärillä ja sen suhteellinen osuus siirtomaksuista pienenee kulutuksen kasvaessa.

Design and Simulation of High-Speed Rotating Electrical Machinery

Global energy consumption has been increasing yearly and a big portion of it is used in rotating electrical machineries. It is clear that in these machines energy should be used efficiently. In this dissertation the aim is to improve the design process of high-speed electrical machines especially from the mechanical engineering perspective in order to achieve more reliable and efficient machines. The design process of high-speed machines is challenging due to high demands and several interactions between different engineering disciplines such as mechanical, electrical and energy engineering. A multidisciplinary design flow chart for a specific type of high-speed machine in which computer simulation is utilized is proposed. In addition to utilizing simulation parallel with the design process, two simulation studies are presented. The first is used to find the limits of two ball bearing models. The second is used to study the improvement of machine load capacity in a compressor application to exceed the limits of current machinery. The proposed flow chart and simulation studies show clearly that improvements in the high-speed machinery design process can be achieved. Engineers designing in high-speed machines can utilize the flow chart and simulation results as a guideline during the design phase to achieve more reliable and efficient machines that use energy efficiently in required different operation conditions.

Power and Performance Management Strategies on NoC-Based Multicore Platforms, Using DVFS, Adaptive Algorithm and Task Parallelism

This work presents synopsis of efficient strategies used in power managements for achieving the most economical power and energy consumption in multicore systems, FPGA and NoC Platforms. In this work, a practical approach was taken, in an effort to validate the significance of the proposed Adaptive Power Management Algorithm (APMA), proposed for system developed, for this thesis project. This system comprise arithmetic and logic unit, up and down counters, adder, state machine and multiplexer. The essence of carrying this project firstly, is to develop a system that will be used for this power management project. Secondly, to perform area and power synopsis of the system on these various scalable technology platforms, UMC 90nm nanotechnology 1.2v, UMC 90nm nanotechnology 1.32v and UMC 0.18 μmNanotechnology 1.80v, in order to examine the difference in area and power consumption of the system on the platforms. Thirdly, to explore various strategies that can be used to reducing system’s power consumption and to propose an adaptive power management algorithm that can be used to reduce the power consumption of the system. The strategies introduced in this work comprise Dynamic Voltage Frequency Scaling (DVFS) and task parallelism. After the system development, it was run on FPGA board, basically NoC Platforms and on these various technology platforms UMC 90nm nanotechnology1.2v, UMC 90nm nanotechnology 1.32v and UMC180 nm nanotechnology 1.80v, the system synthesis was successfully accomplished, the simulated result analysis shows that the system meets all functional requirements, the power consumption and the area utilization were recorded and analyzed in chapter 7 of this work. This work extensively reviewed various strategies for managing power consumption which were quantitative research works by many researchers and companies, it's a mixture of study analysis and experimented lab works, it condensed and presents the whole basic concepts of power management strategy from quality technical papers.

Modelling the exothermic heat and the demand of cooling in paper and pulp industry biological wastewater treatment

This master thesis presents a study on the requisite cooling of an activated sludge process in paper and pulp industry. The energy consumption of paper and pulp industry and it’s wastewater treatment plant in particular is relatively high. It is therefore useful to understand the wastewater treatment process of such industries. The activated sludge process is a biological mechanism which degrades carbonaceous compounds that are present in waste. The modified activated sludge model constructed here aims to imitate the bio-kinetics of an activated sludge process. However, due to the complicated non-linear behavior of the biological process, modelling this system is laborious and intriguing. We attempt to find a system solution first using steady-state modelling of Activated Sludge Model number 1 (ASM1), approached by Euler’s method and an ordinary differential equation solver. Furthermore, an enthalpy study of paper and pulp industry’s vital pollutants was carried out and applied to revise the temperature shift over a period of time to formulate the operation of cooling water. This finding will lead to a forecast of the plant process execution in a cost-effective manner and management of effluent efficiency. The final stage of the thesis was achieved by optimizing the steady state of ASM1.

Kaukolämpöliiketoiminnan kehittäminen Mäntsälän Sähkö osakeyhtiössä

Tämän diplomityön tarkoitus oli selvittää Mäntsälän Sähkö Oy:n kaukolämpöliiketoiminnan nykytila ja kehityskohteet. Tutkimuskysymykset olivat: 1) Millaisilla toimenpiteillä varmistetaan kaukolämpöliiketoiminnan kannattavuus tulevaisuudessa? ja 2) Millaisia mahdollisuuksia älykäs kaukolämpö tuo kaukolämpöliiketoiminnalle? Tutkimus suoritettiin perehtymällä aiheen kirjallisuuteen ja uutisiin. Takaisinmaksuajan menetelmällä arvioitiin maakaasun korvaamisen kannattavuutta. Työn tuloksena voitiin todeta, että kaukolämmön hinnoittelua kannattaa kehittää kustannusvastaavampaan suuntaan. Nykyinen kaukolämmön energiankulutukseen painottuva hinnoittelu ei sovi uusille rakennuksille, jotka kuluttavat vähän energiaa. Yleistyvät hybridilämmitysjärjestelmät on otettava huomioon hinnoittelussa. Kaukolämmön kausihinnoittelu toisi etuja asiakkaalle, kaukolämpöyhtiölle sekä ympäristölle. Kaukolämmön kulutuksen tuntimittaus mahdollistaisi siirtymisen kaukolämpötehoon perustuvaan hinnoitteluun. Kaukolämmön hinta on ollut Mäntsälän Sähkö Oy:llä suhteellisen korkea. Korkea hinta johtuu enimmäkseen maakaasulla tuotetun kaukolämmön korkeista tuotantokustannuksista. Kaukolämmön tuotantoa voidaan kehittää kannattavammaksi, vaikka lämmöntalteenottolaitoksen oletettu lämmöntuotanto kattaa Mäntsälän lämmöntarpeesta noin puolet ja vähentää tuotantokustannuksia. Nykyisten maakaasukattiloiden käyttäminen pelletin pölypolttoon olisi teknisten muutoksien avulla mahdollista. Pölypolton kannattavuus riippuu erityisesti puupelletin ja maakaasun hintaerosta. Älykäs kaukolämpöjärjestelmä voisi automaattisesti tasoittaa kaukolämmön kysyntää yhdessä lämpövaraston kanssa. Tällöin huippulämpölaitosten käyttö vähentyisi ja lämmöntuotannon kustannukset pienentyisivät. Älykäs kaukolämpöjärjestelmä ja kaukolämpötehon tuntimittaus mahdollistaisivat myös kaksisuuntaisen kaukolämpökaupan.

Investigation of the applicability of LVDC microgrids in utility distribution in Russia

The research towards efficient, reliable and environmental-friendly power supply solutions is producing growing interest to the “Smart Grid” approach for the development of the electricity networks and managing the increasing energy consumption. One of the novel approaches is an LVDC microgrid. The purpose of the research is to analyze the possibilities for the implementation of LVDC microgrids in public distribution networks in Russia. The research contains the analysis of the modern Russian electric power industry, electricity market, electricity distribution business, regulatory framework and standardization, related to the implementation of LVDC microgrid concept. For the purpose of the economic feasibility estimation, a theoretical case study for comparing low voltage AC and medium voltage AC with LVDC microgrid solutions for a small settlement in Russia is presented. The results of the market and regulatory framework analysis along with the economic comparison of AC and DC solutions show that implementation of the LVDC microgrid concept in Russia is possible and can be economically feasible. From the electric power industry and regulatory framework point of view, there are no serious obstacles for the LVDC microgrids in Russian distribution networks. However, the most suitable use cases at the moment are expected to be found in the electrification of remote settlements, which are isolated from the Unified Energy System of Russia.

Évaluation de l'intégration de l'énergie de fonctionnement dans la pratique patrimoniale au Québec

Problèmes d'approvisionnement et de consommation d'énergie, de démographie et d’urbanisation, la conservation du patrimoine bâti se trouve, en ce début de 21e siècle, face à de nombreux défis. Cela d'autant plus que la façon de percevoir le patrimoine bâti a considérablement évolué depuis le début du 20e siècle (chapitre 1) changeant ainsi les raisons qui mènent à l'appropriation d'un bâtiment patrimonial. Face à l'importance accordée aujourd'hui à l'énergie en général et plus particulièrement à celle consommée par les bâtiments (chapitre 2), comment les enjeux liés à la conservation patrimoniale et ceux liés à l'énergie - via son utilisation et sa production - se confrontent-ils ? Si selon les principes du développement durable (chapitre 3) la conservation du patrimoine bâti associée à une gestion efficace de ses besoins énergétiques semble apparaître comme une évidence, qu’en est-il dans la pratique ? Comment les professionnels du patrimoine bâti intègrent-ils les aspects de l'énergie consommée par les bâtiments ? Comment envisagent-ils l'installation et l'utilisation d'énergies renouvelables dans les bâtiments patrimoniaux ? Afin de trouver des réponses issues de la réalité de la pratique patrimoniale québécoise, ce mémoire - en se limitant à des professionnels avec une formation d'architecte (chapitre 4) - cherche à évaluer, d'une part, dans quelle mesure les chartes et lois appliquées au Québec considèrent les questions énergétiques (chapitre 5) et, d'autre part, à définir l'état d'esprit avec lequel les professionnels de la conservation du patrimoine bâti au Québec approchent, dans leur pratique, les questions liées à l'énergie consommée ainsi que l'utilisation d'énergies renouvelables (chapitre 6).

Integrated Management of Interface Power (IMIP) Framework

La présence importante de plusieurs réseaux sans-fils de différentes portées a encouragée le développement d’une nouvelle génération d’équipements portables sans-fils avec plusieurs interfaces radio. Ainsi, les utilisateurs peuvent bénéficier d’une large possibilité de connectivité aux réseaux sans-fils (e.g. Wi-Fi [1], WiMAX [2], 3G [3]) disponibles autour. Cependant, la batterie d’un nœud mobile à plusieurs interfaces sera rapidement épuisée et le temps d’utilisation de l’équipement sera réduit aussi. Pour prolonger l’utilisation du mobile les standards, des réseaux sans-fils, on définie (individuellement) plusieurs états (émission, réception, sleep, idle, etc.); quand une interface radio n’est pas en mode émission/réception il est en mode sleep/idle où la consommation est très faible, comparée aux modes émission/réception. Pourtant, en cas d’équipement portable à multi-interfaces radio, l’énergie totale consommée par les interfaces en mode idle est très importante. Autrement, un équipement portable équipé de plusieurs interfaces radio augmente sa capacité de connectivité mais réduit sa longévité d’utilisation. Pour surpasser cet inconvénient on propose une plate-forme, qu'on appelle IMIP (Integrated Management of Interface Power), basée sur l’extension du standard MIH (Media Independent Handover) IEEE 802.21 [4]. IMIP permet une meilleure gestion d’énergie des interfaces radio, d’un équipement mobile à multi-radio, lorsque celles-ci entrent en mode idle. Les expérimentations que nous avons exécutées montrent que l’utilisation de IMIP permet d'économiser jusqu'a 80% de l'énergie consommée en comparaison avec les standards existants. En effet, IMIP permet de prolonger la durée d'utilisation d'équipements à plusieurs interfaces grâce à sa gestion efficace de l'énergie.

Affectation de composantes basée sur des contraintes énergétiques dans une architecture multiprocesseurs en trois dimensions

La lithographie et la loi de Moore ont permis des avancées extraordinaires dans la fabrication des circuits intégrés. De nos jours, plusieurs systèmes très complexes peuvent être embarqués sur la même puce électronique. Les contraintes de développement de ces systèmes sont tellement grandes qu’une bonne planification dès le début de leur cycle de développement est incontournable. Ainsi, la planification de la gestion énergétique au début du cycle de développement est devenue une phase importante dans la conception de ces systèmes. Pendant plusieurs années, l’idée était de réduire la consommation énergétique en ajoutant un mécanisme physique une fois le circuit créé, comme par exemple un dissipateur de chaleur. La stratégie actuelle est d’intégrer les contraintes énergétiques dès les premières phases de la conception des circuits. Il est donc essentiel de bien connaître la dissipation d’énergie avant l’intégration des composantes dans une architecture d’un système multiprocesseurs de façon à ce que chaque composante puisse fonctionner efficacement dans les limites de ses contraintes thermiques. Lorsqu’une composante fonctionne, elle consomme de l’énergie électrique qui est transformée en dégagement de chaleur. Le but de ce mémoire est de trouver une affectation efficace des composantes dans une architecture de multiprocesseurs en trois dimensions en tenant compte des limites des facteurs thermiques de ce système.

Le toit comme outil de régulation environnementale : le cas montréalais.

Cette recherche s’inscrit dans le cadre du programme interdisciplinaire de recherche Ignis Mutat Res et vise à éclairer l’univers de l’architecture sur la capacité des toits à amener des solutions efficaces aux problématiques environnementales dans un contexte urbain dense et à forte consommation d'énergie. La volonté de réduire l’empreinte écologique des villes est aujourd’hui bien présente dans le monde de la recherche architecturale et urbaine, ayant ainsi fait preuve de son importance. Pourtant, la réduction de l’empreinte écologique des villes serait une approche globale difficile à quantifier économiquement. Le manque de méthodologie standardisée fait en sorte que les travaux sur le sujet empruntent des démarches qui ne dépassent pas l’étape exploratoire. Dans ce contexte, le mémoire porte sur l’élaboration d’un dispositif numérique d’évaluation des potentialités des toits horizontaux comme un outil d’aide à la décision pour les interventions urbaines visant à réduire l’empreinte écologique des villes, en utilisant le cas de Montréal. Ce type de toit est abordé comme un territoire d’investigation en contribution aux préoccupations reliées à la gestion de l’eau et à l’atténuation des îlots de chaleur. Plus précisément, cette recherche porte sur trois secteurs de l'île de Montréal. Ces échantillons correspondent à deux types de formes urbaines (résidentielle versus commerciale ou industrielle) et sont décortiqués dans le but d’identifier les déséquilibres entre les espaces naturels, faisant référence aux espaces verts (jardins, parcs et canopées) et les étendues minérales occasionnées par l'urbanisation. Ces rapports exprimés en superficies démontrent que l’étendue des toits est assez considérable pour compenser le manque d’espaces naturels en ville. La végétalisation des toits à l’échelle d’un secteur pourrait donc atténuer considérablement les problèmes environnementaux liés aux îlots de chaleur et à la gestion du ruissellement des eaux de pluie. La stratégie consistant à explorer l'hypothèse des 50 % de naturel versus 50 % de minéral pourrait contribuer grandement à l’autonomisation des villes et à la diminution de leurs dépendances vis-à-vis des ressources fossiles.

Studies on adhesives for bonding rubber to rubber and rubber to textiles

The primary objective of this investigation has been to develop more efficient and low cost adhesives for bonding various elastomer combinations particularly NR to NR, NR/PB to NR/PB, CR to CR,NR to CR and NR to NBR.A significant achievement of the investigation was the development of solventless and environment friendly solid adhesives for NR to NR and NR/PB to NR/PB particularly for precured retreading. Conventionally used adhesives in this area are mostly NR based adhesive strips in the presence of a dough. The study has shown that an ultra accelerator could be added to the dough just before applying it on the tire which can significantly bring down the retreading time resulting in prolonged tire service and lower energy consumption. Further latex reclaim has been used for the preparation of the solid strip which can reduce the cost considerably.Another significant finding was that by making proper selection of the RF resin, the efficiency and shelflife of the RFL adhesive used for nylon and rayon tire cord dipping can be improved. In the conventionally used RFL adhesive, the resin once prepared has to be added to the latex within 30 minutes and the RFL has to be used after 4 hours maturation time maximum shelf life of the RFL dip solution being 72 hours. In this study a formaldehyde deficient resin was used and hence more flexibility was available for mixing with latex and maturing. It also has a much longer shelf life. In the method suggested in this study, formaldehyde donors were added only in the rubber compound to make up the formaldehyde deficiency in the RFL. The results of this investigation show that the pull through load by employing this method and the conventional method are comparable. This study has also shown that the amount of RF resin with RFL adhesive can be partially replaced by other modifying agents for cost reduction.Cashew nut shell liquid (CNSL) resin can be employed for improving the bonding of dipped nylon and rayon cord with NR.Since CNSL resin cannot be added in the dip solution since it is not soluble in water, it was added in the rubber compound. The amount of wood rosin in the rubber compound can be reduced by using CNSL resin.Another interesting result of the investigation was the use of CR based adhesive modified with chlorinated natural rubber for CR to CR bonding. Addition of chlorinated natural rubber was found to improve sea water resistance of CR based adhesive. In the bonding of a polar rubber like nitrile rubber or polychloroprene rubber to a non polar rubber like natural rubber, an adhesive based on polychloroprene rubber was found to be effective.

A Study on Variations in Industrial Electricity Tariff & Regulatory Intervention in kerala State

Department of Applied Economics, Cochin University of Science and Technology

New accelerator system for low temperature curing of elastomers with special reference to NR, NBR and NR/BR blends

The primary objective of this work is to develop an efficient accelerator system for low temperature vulcanization of rubbers. Although xanthates are known to act as accelerators for low temperature vulcanization, a systematic study on the mechanism of vulcanization, the mechanical properties of the vulcanizates at varying temperatures of vulcanization, cure characteristics etc are not reported. Further. xanthate based curing systems are not commonly used because of their chance for premature vulcanization during processing. The proposed study is to develop a novel accelerator system for the low temperature vulcanization of rubbers having enough processing safely. lt is also proposed to develop a method for the prevulcanisation of natural rubber latex at room temperature. As already mentioned the manufacture of rubber products at low temperature will improve its quality and appearance. Also, energy consumption can be reduced by low temperature vulcanization. in addition, low temperature vulcanization will be extremely useful in the area of repair of defective products, since subjecting finished products to high temperatures during the process of repair will adversely affect the quality of the product. Further. room temperature curing accelerator systems will find extensive applications in surface coating industries.

Channel Adaptive MAC Protocol with Traffic-Aware Distributed Power Management in Wireless Sensor Networks-Some Performance Issues

In Wireless Sensor Networks (WSN), neglecting the effects of varying channel quality can lead to an unnecessary wastage of precious battery resources and in turn can result in the rapid depletion of sensor energy and the partitioning of the network. Fairness is a critical issue when accessing a shared wireless channel and fair scheduling must be employed to provide the proper flow of information in a WSN. In this paper, we develop a channel adaptive MAC protocol with a traffic-aware dynamic power management algorithm for efficient packet scheduling and queuing in a sensor network, with time varying characteristics of the wireless channel also taken into consideration. The proposed protocol calculates a combined weight value based on the channel state and link quality. Then transmission is allowed only for those nodes with weights greater than a minimum quality threshold and nodes attempting to access the wireless medium with a low weight will be allowed to transmit only when their weight becomes high. This results in many poor quality nodes being deprived of transmission for a considerable amount of time. To avoid the buffer overflow and to achieve fairness for the poor quality nodes, we design a Load prediction algorithm. We also design a traffic aware dynamic power management scheme to minimize the energy consumption by continuously turning off the radio interface of all the unnecessary nodes that are not included in the routing path. By Simulation results, we show that our proposed protocol achieves a higher throughput and fairness besides reducing the delay