Energiatehokkaan valaistuksen ja KNX-kiinteistöautomaatiojärjestelmän suunnittelu Satakunnan ammattikorkeakoulussa

Abstract

Tämä opinnäytetyö koostuu kolmesta osa-alueesta, jotka kaikki omalta osaltaan liittyvät energiatehokkuuteen. Työn aiheina olivat energiatehokkaan valaistuksen mittaus, suunnittelu, sekä KNX-taloautomaatiojärjestelmän toteutus. Työn ensimmäisessä osassa selvitettiin erityyppisten energiansäästölamppujen verkkovaikutuksia, sekä niiden energiatehokkuutta. Lampuista selvitettiin mittauksilla mm. särö-, loistehoarvot, sekä yliaallot ja niiden kompensointi. Mittauksissa havaittiin, että energiansäästölamput tuottavat paljon yliaaltoja ja loistehoa sähköverkkoon, jotka lamppujen yleistyessä lisäävät verkon kompensointitarvetta. Kuluttajan kannalta positiivista lampuissa on pätötehon kulutuksen huomattava lasku. Toisessa osassa työtä selvitettiin Philips TL - D Eco - loisteputkivalaisimien energiatehokkuutta verrattuna Satakunnan ammattikorkeakoulun nykyisiin standardin mallisiin loisteputkivalaisimiin. Vertailun tarkoituksena oli selvittää loisteputkivalaisimien valaistusvoimakkuus, kustannukset investointilaskelmilla ja mahdollinen taloudellinen hyöty. Työn kolmas osa tutki KNX-taloautomaatiojärjestelmän ideaa yhdistää rakennuksen kaikki toiminnot yhtenäiseksi älykkääksi verkoksi. Työ aloitettiin selvittämällä KNX-taloautomaatiojärjestelmän perusteita ja toimintamallia. Satakunnan ammattikorkeakoulun sähkötekniikan koulutusohjelma on kiinnostunut lisäämään koulutustarjontaansa KNX-taloautomaatiota, mistä johtuen työssä selvitettiin sopivan kokonaisuuden kattava järjestelmä koululle. Tähän tarkoitukseen valittiin Hagerin KNX-järjestelmä, jonka jälleenmyyjänä toimii Suomessa UTU.

This thesis consists of three sections, each for its part relating to energy-efficiency. The objective of the thesis was the measurement and design of energy-efficient lighting and implementation of the KNX-Intelligent Building Control system. The first part of the thesis consisted of the examination of effects of energy saving lamps on power grid and their energy efficiency. Measurements were made to analyse distortion, reactive power, and harmonics and their compensation. The measurements showed that energy saving lamps produce a large quantity of harmonics and reactive power onto the power grid, thus increasing the need for grid compensation as these lamps become more and more common. With regard to consumers, the substantial decrease in active power consumption is very positive. The second part of the thesis examined the energy efficiency of Philips TL-D Eco fluorescent lamps compared to the standard fluorescent lamps currently used at Satakunta University of Applied Sciences. The objective of this comparison was to study the illuminance of the fluorescents lamps, their costs by making investment calculations and their possible economic benefit. The third part of the thesis analysed the idea of the KNX-Intelligent Building Control system to combine all building functions into one integral and intelligent network. First, the basics and operation model of the KNX-Intelligent Building Control system were examined. The Degree Programme in Electrical Engineering at Satakunta University of Applied Sciences is interested in increasing its KNX-Intelligent Building Control education, on the basis of which the thesis also defined a module that would cover a suitable part of the system for the University. The module chosen was the Hager KNX-system whose retailer in Finland is Urho Tuominen Oy (UTU).