Browsing by Author "Nisula, Markus"

Now showing 1 - 5 of 5

Aurinkosähköjärjestelmien käyttö ja levinneisyys Euroopassa
(2013-04-22) Nisula, Markus
Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
Lämpöpumppujen avulla saavutettavan energiansäästöpotentiaalin dynaaminen mallinnus asuinrakennuksissa
(2015-10-19) Nisula, Markus
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Energiankulutuksen pienentäminen ja eri energialähteiden käytön mahdollisuus on tullut tärkeäksi osaksi yhteiskunnan eri sektorien päätöksentekoa viime vuosikymmenien aikana. Asuinrakennuksissa kulutetaan EU:n tasolla noin 40 % kaikesta käytetystä primäärienergiasta, ja rakennusten energiatehokkuus on keskimäärin heikolla tasolla. Rakennuskanta on myös melko vanhaa, mikä mahdollistaa rakennusten välttämättömän korjausrakentamisen yhdistämisen modernien energiansäästötoimenpiteiden kanssa kustannustehokkaasti. Tässä diplomityössä kehitettiin helposti muokattava mallinnustyökalu, jolla pystytään arvioimaan asuinrakennuksissa toteutettavien energiansäästötoimenpiteiden vaikutukset rakennuksien energiankulutukseen ja tämän tuoma taloudellinen hyöty. Selvityksen ensimmäisessä osassa esitetään rakennuksien lämpötilaolojen mallinnuksen kautta rakennusten kuluttaman lämpöenergian arvioimisen laskennalliset menetelmät. Lämpötilojen mallinnus toteutettiin solmupistemenetelmällä ja lämpöenergian kulutus arvioitiin mallintamalla rakennuksen nestekiertoinen lämmitysjärjestelmä. Toisessa osassa kuvataan lämpöpumppujen toimintaa yleisellä tasolla ja muodostetaan mallit lämpöpumppujärjestelmien toiminnasta rakennuksen lämmitysverkoston yhteydessä. Lämpöpumppujen lämmönlähteistä tarkasteltiin poistoilman lämmöntalteenottopattereita ja energiakaivoja, joille kehitettiin tarvittavan monipuolisuuden omaavat mallit niiden tuottaman energiamäärän arvioimiseksi. Kolmannessa osiossa tarkastellaan eri energiansäästötoimenpiteistä saatavaa taloudellista hyötyä energian hintojen muutosta tarkastelemalla ja nettonykyarvomenetelmään perustuen. Selvityksessä esitetään kaikki tarvittavat laskennalliset menetelmät, joilla energiankulutuksen muutos voidaan mallintaa tarpeellisella tarkkuudella eri tilanteissa. Tärkeä osa työtä on myös näiden kaikkien laskennallisten menetelmien käyttäminen samanaikaisesti mallin sisällä, mistä nähdään näiden laskennallisten menetelmien käyttökelpoisuus reuna-ehtojen muuttuessa ja laajassa mittakaavassa. Laskennalliset menetelmät perustuvat pääasiassa perinteiseen termodynamiikan teoriaan, mutta lähtötietojen puutteen vuoksi käytettiin myös Suomen rakentamismääräyskokoelman osan D5 taulukoituja keskimääräisiä arvoja. Työkalun toimivuutta tutkittiin mallintamalla kaukolämmöstä yhdistettyyn maalämpö- ja poistoilmalämpöpumppujärjestelmään siirtyvän Kauniaisissa sijaitsevan taloyhtiön kaksi kerrostaloa. Rakennusten normeerattu lämpöenergian kulutus oli viime vuosien keskiarvona noin 440 MWh. Mallinnustyökalun laskema lämpöenergian kulutus rakennuksille oli 437,4 MWh, mitä pidettiin tarpeeksi tarkkana arviona, jotta työkalua voitaisiin käyttää myös jatkossa energiankulutuksien mallintamiseen. Lämpöpumppujen energialähteille tehtyjen mallien tuottamien ominaistehojen vuotuiset keskiarvot olivat myös todella lähellä niiden kirjallisuudessa esitettyjä keskimääräisiä ominaistehoja. Lämpöpumpuilla saavutettavan energiansäästön tulokset jäivät odottamaan järjestelmien käyttöönottoa mallinnetussa kohteessa.
Rakennusten energiajärjestelmien dynaaminen mallintaminen
(2017-09-25) Viilos, Joonas
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Rautatietunnelin suuaukon numeerinen virtauslaskenta pakkasolosuhteissa
(2019-10-21) Pietarinen, Veli-Heikki
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Junatunneleissa ilman virtausolosuhteet poikkeavat huomattavasti tavanomaisista kiinteistöistä. Suomessa Tunnelien suunnittelussa on huomioitava kylmän pakkasilman virtaus tunneliin ja siitä aiheutuva tunnelin jäätymisriski. Tunneleiden ilmanvaihdon suunnittelussa on käytetty jo kauan yksiulotteista virtaussimulointia. Toisaalta myös kolmiulotteinen simulointi ja siihen liittyvät tutkimukset ovat lisääntyneet samalla, kun mallinnukseen käytettävät ohjelmat ovat parantuneet ja laskennan kustannukset ovat laskeneet. Kolmiulotteisella virtausmallinnuksella tunnelin ilmanvaihdon suunnittelija voi tutkia ja varmistaa suunnitelmien toimivuutta yksittäisissä kohdissa, joissa yksiulotteisten simulointien luotettavuus ei ole riittävä. Tässä diplomityössä tutkittiin junatunnelin suuaukon virtausmallinnusta liittyen Pisararata-hankkeeseen. Pisararadan tunnelin suuaukoilla kaksi yksittäistä tunnelia yhdistyvät lyhyeksi tuplatunneliosuudeksi. Työssä tutkittiin Autodesk CFD virtausmallinnusohjelmistolla kiertääkö lämmin ilma näiden kahden yksittäisen tunnelin välillä tuplaratatunnelissa pakkasolosuhteissa. Työssä hyödynnettiin lähtötietoina aikaisempia yksiulotteisia simulointeja, josta tunnistettiin sopivat simulointitilanteet ja reunaehdot kolmiulotteisille simuloinneille. Työn validointina simuloitiin aikaisempaan tutkimukseen liittyvä kohde, josta oli saatavilla kokeellista mittausaineistoa. Validointitutkimuksen simulaatioiden tulokset eivät vastanneet täysin kokeellisesti mitattuja arvoja, mutta seurasivat laadullisesti oikein junan aiheuttamaa paineen ja nopeuden kehitystä tunnelissa. Pisararataan liittyvissä simuloinneissa huomattiin, että ilma kiertää kahden yksittäisen tunnelin välillä oikeanlaisissa olosuhteissa. Kylmää ilmaa virtaa kuitenkin tunneliin junien ajaessa sieltä sisään ja ulos. Ilman kiertämiseen voidaan vaikuttaa ohjaamalla yksittäisten tunneleiden ilmavirtoja, mutta varmin keino ehkäistä jäätymisestä koituvat haitat on tunnelin riittävä eristäminen.
Yritysten vertailu tunnuslukujen avulla - vakiotermin ongelma ja tunnuslukujakauman normaalisuus
(1996) Nisula, Markus
School of Business | Master's thesis