Talotekniikan analysointi

Abstract

Opinnäytetyössä perehdyttiin talotekniikan mittaus- ja analysointijärjestelmän luomiseen. Tavoitteena oli toteuttaa kustannustehokas ja vikasietoinen analysointijärjestelmä, jossa käytetään kehittyneen analysoinnin keinoja rikastamaan yksinkertaista anturidataa. Mittauksissa voidaan tyypillisesti käyttää hyvin monenlaisia antureita, kuten lämpötila-, rajatieto-, paine-, virtaus- ja energia-antureita. Lämpötila-anturit ovat näistä kaikkein edullisempia ja myös edullisia asentaa. Opinnäytetyön tärkein tavoite oli tutkia edullisten lämpötila- antureiden käyttöä myös muun kuin pelkän lämpötila-analyysin tuottamiseen. Kohteen tekniseen tilaan kaapeloitiin kymmenen lämpötila-anturia eri mittapisteisiin. Ilmanvaihtokoneesta mitattiin neljää eri lämpötilaa. Lämmöntuottoon liittyen mitattiin lämpöpumpun lämmönvaihtimen lämpötilaa. Lämminvesivaraajista kolmea eri lämpötilaa ja lämmönsiirrosta kahta lämpötilaa. Mittaustiedot välitettiin internetin pilvipalveluun, johon mittauksia kerättiin yli kahden vuoden ajan ennen analysoinnin aloittamista. Analysointi toteutettiin R-kielellä graafisen data analyysin keinoin. Selvitettiin lämpöpumpun tyypillisiä käyttöalueita. Tunnistettiin ilmanvaihdon mittauksista, milloin kohteessa lämmitettiin takkaa ja saunaa. Löydettiin keinoja ilmanvaihtokoneen vikojen monitorointiin. Tarkkailtiin lämpöpumpun sulatusjaksojen vaikutusta lattialämmityspiirin toimintaan. Selvitettiin tunti- ja viikonpäivätasolla, miten kohteessa käytetään lämmintä käyttövettä. Yleisellä tasolla voidaan todeta, että yksinkertaisestakin mittausdatasta saadaan hyvin paljon uutta tietoa irti yhdistelemällä mittaustietoja toisiinsa tai ulkopuolisiin lähteisiin. Vaatimuksena on kuitenkin riittävä tieto ympäristöstä, jossa data on tuotettu.

The thesis focused on creating a system for measuring and analyzing a real estate management system. The aim was to implement a cost-effective and fault-tolerant analysis system using advanced analysis tools to enrich simple sensor data. Typically, a wide range of sensors, such as temperature, boundary, pressure, flow, and energy sensors, can be used for measurements. Temperature sensors are the most inexpensive to acquire and inexpensive to install. The main goal of the thesis was to study the use of temperature sensors for producing other analyses than just temperature analysis. In the technical space of the object, ten temperature sensors were wired in different measuring points. Four different temperatures were measured from the ventilator. Regarding heat generation, the temperature of the heat pump heat exchanger was measured. Three sensors were installed to measure hot water heaters and two sensors to measure heat exchange. The measurement data was transmitted to a cloud service. The measurements were gathered for more than two years before the analysis began. The analysis was carried out in R language by means of a graphical data analysis. The typical use of a heat pump was investigated. In ventilation measurements it was recognized when a fireplace and sauna were heated. Methods were found for detecting faults in the ventilation unit. The effect of the heat pump defrosting periods for the other parts of the heating system was monitored. Hot water usages were detected on hourly and weekday level in the building. In general, it is possible to obtain a great deal of new information from simple measurement data by combining measurement data with each other or with external sources.