Puhallinkonvektorien ohjauslaitteiden modernisaatiot

Abstract

Opinnäytetyön aiheena on tutkia ja selvittää puhallinkonvektoriyksikön ohjauslaitteiden päivittämisellä saavutettavia etuja niin energiatehokkuuden kuin säädön toimivuuden näkökulmasta. Puhallinkonvektoreita käytetään laivojen hyttien yksilöllisessä lämmityksessä ja jäähdytyksessä. Vanhimmat laivojen puhallinkonvektorit ovat pahimmillaan 20 vuotta vanhoja, joten laitemodernisaatiot ovat tällä hetkellä ajankohtaisia. Opinnäytetyön tavoitteena on luoda dokumentti, jota työn tilaajayritys Koja Oy voi käyttää asiakashankinnassa perustelemaan modernisaatioita. Päivitettävät ohjauslaitteet ovat tässä työssä huonesäädin, huonepääte sekä parvekeovikytkin.

Opinnäytetyön alussa käsitellään ilmanvaihtojärjestelmän sekä puhallinkonvektorin toimintaperiaatteita ja raitisilman mitoitusvaatimuksia. Työssä esitellään vanhempi ohjaustapa, jossa puhallinkonvektoria ohjataan huoneilman lämpötilamittauksen perusteella. Uudemmassa, kaskadisäädöllä toteutetussa tavassa puhallinkonvektoria ohjataan tuloilman kanavan lämpötilan perusteella. Modernisaatioilla saavutettavia etuja tuodaan esiin vertailemalla ohjaustapojen ominaisuuksia toisiinsa. Merkittäviä etuja ovat esimerkiksi puhaltimien portaaton säätö ja laitteiden pidentyneet elinkaaret. Työn lopussa käsitellään laitepäivitysten jälkeisiä toteutettavissa olevia jatkokehitysmahdollisuuksia.

Opinnäytetyön lopputuloksena valmistuneen dokumentin avulla voidaan perustella asiakkaalle modernisaatioilla saavutettavat edut. Niistä merkittävimpänä voidaan pitää uusittujen laitteiden entistä pidempiä elinkaaria, jotka takaavat järjestelmän toimivuuden ja sen, että vanhat ja yllättäen rikkoutuvat laitteet eivät aiheuta ongelmia kesken risteilyjen.

Ohjausmenetelmän muuttaminen kaskadisäätöön on työlästä, mutta muutoksella voidaan saavuttaa merkittäviä parannuksia etenkin säädön nopeudessa ja tarkkuudessa. Nopeampi ja tarkempi säätöpiiri tuo asiakkaalle säästöjä rahallisesti, mutta tukee myös tavoitetta pienentää laivojen energiankulutusta.

The purpose of this thesis was to research and find out benefits of updating fan coil unit control equipment from the point of view of saving energy and control functioning. Fan coil units are used in the heating and cooling of individual cabins of cruise ships. The oldest fan coil units in ships are nearly 20 years old so modernization of the equipment are topic. Goal was to create a document that Koja Oy, the company which commissioned this thesis, can use in client acquisition to showcase reasons for the need of modernizations. A room controller, a room unit and a balcony door switch were examined for updating purposes in this thesis.

The thesis begins with a discussion on the working principles of ventilation and fan coil units and fresh air design requirements. An older control method is introduced, where fan coil units are controlled according to room temperature measurement. In a newer method implemented with cascade control, the fan coil unit is controlled on basis of the measurement of the supply air duct temperature. Achievable benefits with modernization are brought out by comparing control methods’ features to each other. Significant improvements can be reached with modernization, for example stepless control of the fan and improved life cycles of the equipment. In the end of this thesis, achievable further development opportunities after modernizations are introduced.

With the document created in this study, the company will be able to justify reachable benefits of modernizations for their clients. The improved life cycle of the equipment can be considered to be the most significant benefit, which guarantees functionality of the system and makes sure that old and suddenly broken equipment does not cause any problems during cruises.

Changing the control system to cascade control is laborious but with the change, great improvements can be achieved especially in terms of speed and accuracy. Faster and more accurate control sequence brings savings for customer but also supports goals for improving ships energy efficiency.