Maalämpöpumpun ohjelmistoperusteinen hallinta, vikadiagnosointi ja kysyntäjousto liikekiinteistöissä
Vainio, Roope (2021)
2021
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2021090617473
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2021090617473
Tiivistelmä
Opinnäytetyön aiheena oli tutkia, miten maalämpöpumpun prosessien mitatusta datasta pystytään ennustamaan ja havaitsemaan vikatilanteita ja huollontarpeita, onko maalämpöpumppu soveltuva sovelluspohjaiseen ajamiseen sekä kuinka paljon maalämpöpumpulla voidaan tarjota säätövoimaa kysyntäjouston reservimarkkinoille. Opinnäytetyö toteutettiin laadullisena kehittämistyönä.
Automaattisen kunnonvalvontajärjestelmän hälytyksiä varten tutkittiin maalämpöpumpun optimaalista toimintaa sekä yleisiä vikatilanteita. Näiden avulla luotiin hälytykset, jotka mitatun datan avulla kertovat maalämpöpumpun vikatilanteista ja huollontarpeista. Lisäksi näille hälytyksille määritettiin todennäköiset korjaustoimenpiteet, joita huoltohenkilöstö voi hyödyntää maalämpöpumppua korjatessa.
Maalämpöpumpun yleisten säätö- ja ohjauspisteiden avulla tutkittiin edellytyksiä toteuttaa maalämpöpumpuille sovelluspohjaista ajamista esimerkiksi koneoppimismallin avulla. Työssä tutkittiin maalämpöpumpun sisäisen prosessin ajamista, eli kylmäkierron ja lämmönkeruuputkiston optimoimista sekä yksinkertaisempaa mallia, jossa maalämpöpumpun tehoja voidaan säädellä tarpeenmukaisesti lämmitystarpeen mukaan.
Maalämpöpumpun soveltuvuutta kysyntäjoustoon tutkittiin määrittämällä laskennallisesti sisälämpötilan käyttäytymisen tilanteessa, jossa maalämpöpumpun tehot joko pudotetaan 0 %:n tai 60 %:n -25 °C sekä -5 °C ulkolämpötiloissa. Sisälämpötilan pudotuksen myötä pystyttiin määrittämään kuinka pitkään ja kuinka suurella tehonpudotuksella voidaan tarjota säätövoimaa reservimarkkinoille. Esimerkkejä absoluuttista tehomääristä saatiin, kun selvitettiin eri kokoisten maalämpöpumppujen ottotehoja.
Työn jälkeen havaittiin tarve toteuttaa tapaustutkimus näistä jokaiselle osa-alueelle. Ilman kunnonvalvonnan hälytysten käytännönläheistä kokeilemista, niiden laatua ei voida todentaa. Sovelluspohjaisen ajamisen ongelmana on käytännön toteutusten vaihtelevuus ja sisälämpötilan kehittymisen laskennallisessa selvittämisessä ei huomioitu esimerkiksi ihmisen käyttäytymistä.
Automaattisen kunnonvalvontajärjestelmän hälytyksiä varten tutkittiin maalämpöpumpun optimaalista toimintaa sekä yleisiä vikatilanteita. Näiden avulla luotiin hälytykset, jotka mitatun datan avulla kertovat maalämpöpumpun vikatilanteista ja huollontarpeista. Lisäksi näille hälytyksille määritettiin todennäköiset korjaustoimenpiteet, joita huoltohenkilöstö voi hyödyntää maalämpöpumppua korjatessa.
Maalämpöpumpun yleisten säätö- ja ohjauspisteiden avulla tutkittiin edellytyksiä toteuttaa maalämpöpumpuille sovelluspohjaista ajamista esimerkiksi koneoppimismallin avulla. Työssä tutkittiin maalämpöpumpun sisäisen prosessin ajamista, eli kylmäkierron ja lämmönkeruuputkiston optimoimista sekä yksinkertaisempaa mallia, jossa maalämpöpumpun tehoja voidaan säädellä tarpeenmukaisesti lämmitystarpeen mukaan.
Maalämpöpumpun soveltuvuutta kysyntäjoustoon tutkittiin määrittämällä laskennallisesti sisälämpötilan käyttäytymisen tilanteessa, jossa maalämpöpumpun tehot joko pudotetaan 0 %:n tai 60 %:n -25 °C sekä -5 °C ulkolämpötiloissa. Sisälämpötilan pudotuksen myötä pystyttiin määrittämään kuinka pitkään ja kuinka suurella tehonpudotuksella voidaan tarjota säätövoimaa reservimarkkinoille. Esimerkkejä absoluuttista tehomääristä saatiin, kun selvitettiin eri kokoisten maalämpöpumppujen ottotehoja.
Työn jälkeen havaittiin tarve toteuttaa tapaustutkimus näistä jokaiselle osa-alueelle. Ilman kunnonvalvonnan hälytysten käytännönläheistä kokeilemista, niiden laatua ei voida todentaa. Sovelluspohjaisen ajamisen ongelmana on käytännön toteutusten vaihtelevuus ja sisälämpötilan kehittymisen laskennallisessa selvittämisessä ei huomioitu esimerkiksi ihmisen käyttäytymistä.