<p>En studie om solvärme i syfte att integrera solvärmen till tappvarmvattensystemet för ett av Stiftelsen Karlstadhus ägda servicehus på Kronoparken i Karlstad har genomförts. Huvudmålet med studien var att dimensionera en solvärmeanläggning utifrån uppmätt tappvarmvattenbehov samt att beräkna energibesparingen som installationen leder till. Solvärmesystemet ska förvärma tappvarmvatten och har avsiktligt underdimensionerats för att erhålla ett högt årligt energiutbyte. En systemutformning har tagits fram med tillhörande principschema. En modell skapades i Excel för solfångarberäkningen. Anläggningen beräknas utifrån modellen producera 14 586 kWh/år. Valet av solfångare föll på Aquasol Big AR 13.0 med den totala referensarean 24,7 m², tillsammans med tre stycken seriekopplade dubbelmantlade ackumulatortankar á 500 liter, vilka fungerar som effektutjämnare och korttidslager.</p><p>Servicehuset har undersökts för att hitta lämpliga energieffektiviseringsåtgärder, vilket har varit ett av de uppsatta målen. En energiplan upprättades för detta ändamål. Klimatskalet, värme- och ventilationssystemet och elinstallationer har besiktigats. Termografering påvisade drag kring altandörrar och fönster samt att det fanns oisolerade rör i undercentralen. Fastigheten totalrenoverades och byggdes om år 2000-2001 vilket medförde att energieffektiva systemlösningar valdes. För att utvärdera vad ombyggnaden år 2000-2001 resulterat i är ett förslag att installera fjärravläsningsutrustning, som läser av användningen av fjärrvärme, vatten och el gentemot fastigheten intill som fortfarande har det utförande som det studerade servicehuset hade fram till och med ombyggnationen.</p><p>Målsättningen med miljöbedömningen var att se hur stor miljöpåverkan fastighetens uppvärmning av tappvarmvatten var före- respektive efter integrering av solvärme. Studien visar att det installerade solvärmesystemet ur ett regionalt perspektiv är positivt för miljön. Solfångarna tar andelar från fjärrvärme vilket resulterar i att kraftvärmeverket eldar mindre bränsle och det ger lägre utsläpp. Ur ett globalt perspektiv ökar koldioxidutsläppen när marginalel ersätter den minskade produktionen av el i kraftvärmeverket. Marginalelen kommer i dagsläget och troligtvis 20 år framöver från kolkondenskraftverk.  </p>

En studie om solvärme i syfte att integrera solvärmen till tappvarmvattensystemet för ett av Stiftelsen Karlstadhus ägda servicehus på Kronoparken i Karlstad har genomförts. Huvudmålet med studien var att dimensionera en solvärmeanläggning utifrån uppmätt tappvarmvattenbehov samt att beräkna energibesparingen som installationen leder till. Solvärmesystemet ska förvärma tappvarmvatten och har avsiktligt underdimensionerats för att erhålla ett högt årligt energiutbyte. En systemutformning har tagits fram med tillhörande principschema. En modell skapades i Excel för solfångarberäkningen. Anläggningen beräknas utifrån modellen producera 14 586 kWh/år. Valet av solfångare föll på Aquasol Big AR 13.0 med den totala referensarean 24,7 m2, tillsammans med tre stycken seriekopplade dubbelmantlade ackumulatortankar á 500 liter, vilka fungerar som effektutjämnare och korttidslager. Servicehuset har undersökts för att hitta lämpliga energieffektiviseringsåtgärder, vilket har varit ett av de uppsatta målen. En energiplan upprättades för detta ändamål. Klimatskalet, värme- och ventilationssystemet och elinstallationer har besiktigats. Termografering påvisade drag kring altandörrar och fönster samt att det fanns oisolerade rör i undercentralen. Fastigheten totalrenoverades och byggdes om år 2000-2001 vilket medförde att energieffektiva systemlösningar valdes. För att utvärdera vad ombyggnaden år 2000-2001 resulterat i är ett förslag att installera fjärravläsningsutrustning, som läser av användningen av fjärrvärme, vatten och el gentemot fastigheten intill som fortfarande har det utförande som det studerade servicehuset hade fram till och med ombyggnationen. Målsättningen med miljöbedömningen var att se hur stor miljöpåverkan fastighetens uppvärmning av tappvarmvatten var före- respektive efter integrering av solvärme. Studien visar att det installerade solvärmesystemet ur ett regionalt perspektiv är positivt för miljön. Solfångarna tar andelar från fjärrvärme vilket resulterar i att kraftvärmeverket eldar mindre bränsle och det ger lägre utsläpp. Ur ett globalt perspektiv ökar koldioxidutsläppen när marginalel ersätter den minskade produktionen av el i kraftvärmeverket. Marginalelen kommer i dagsläget och troligtvis 20 år framöver från kolkondenskraftverk.

Byggbranschen genomgår för närvarande en modernisering där drönarteknik är en del av denna. Bygg- och fastighetsföretag är nyfikna på att testa nya teknologier för att förbättra sitt arbetssätt och där är drönare försedd med värmekamera ett intressant område att utforska. Genom en djupgående undersökning belyser denna rapport genom relevanta litteraturstudier och intervjustudier marknadens läge idag, fördelar och hinder vid implementationen av drönare med monterad värmekamera för termiska inspektioner samt teknikens framtida utvecklingspotential. För att redogöra de begränsningar som kan uppstå kring en byggtermisk inspektion med drönare har ett fall framförts till intervjupersonerna för att tydligare kunna jämföra drönaren med den traditionellt handhållna värmekameran. Detta för att komma fram till om drönare är ett braverktyg för bygginspektören. I resultatdelen påvisas att drönare utrustade med värmekamera kan vara ett bra komplement till handhållna värmekameror och att bygginspektörer kommer använda sig mer av drönare i framtiden. / The construction industry is currently undergoing a modernizationwhere drone technology is a part of this. Construction and realestate companies are curious to test new technologies to improvetheir way of working, where drones equipped with a thermal camera isan area that is being fully explored. Through an in-depth analysis, this report highlights through relevantliterature studies and interview studies, benefits and barriers inthe implementation of drone technology for thermal inspections andthe future development potential of the technology through relevantliterature studies and interview studies. In order to describe the limitations that may arise regarding abuilding thermal inspection with drones, a case has been put forwardto the interviewees in order to more clearly compare the drone withthe traditionally hand-held thermal camera. This is to decide whetherdrones are a good tool for building inspectors. The results section shows that drones with a thermal camera equipped,in some cases are a good complement to the traditional handheldthermal camera and that drones are to be used more by buildinginspectors in the future.

The aim of the thesis is to suggest a comprehensive and inexpensive method of diagnosing the solar cell quality via a conventional digital camera. The following questions are answered, Can a conventionaldigital camera be used for diagnosing the quality of solar cells?; If so,is the experimental setup for the quality diagnosing constrained to a laboratory and single solar cells or can it be done in a private home for a full-sized solar panel?; What are the defects that can be observed in this experiment? A conventional digital camera has been modified to acquire the electroluminescence (EL) images and dark thermography(RevEL) images. The experiment has been done in two locations with different types of samples. Multi-crystalline p-type single solar cells are used during the laboratory experiment. In the experiment set up at the private home, a conventional solar panel with 36 quadraturemulti crystalline silicon solar cells, that are equivalent to 9 full solarcells, is used. The EL imaging has been performed under the forward bias whereas the dark thermography imaging has been performed under reverse bias. The contrast in EL images is due to the radiativeand non-radiative recombination of injected excess minority charge carriers. A large non-radiative recombination site produces a large dark area in the EL image. Similarly, the contrast in RevEL images is due to the generation of charge carriers that are associated with the non-radiative recombination sites in the depletion layer. A large defect area produces a large bright area in the RevEL image. Hence,the EL image and the RevEL image are some what inverted images of each other. It is also found that the IV characteristics and the semi-log curves are in a good agreement with the EL and the RevEL images. When the EL image is combined with the hand-on devices like a mobile camera and a macro lens, it reveals defected areas like finger-interruptions, microcracks, grain boundaries and planar defects. Whereas the RevEL images, when combined with the image processing software tool, reveal the morphology of the defected sites. This justifies the beauty and the simplicity of using an every day digitalcamera as a diagnostic tool for the quality control of the solar cell

Vattenfall AB är ett europeiskt energiföretag som strävar efter att bli fossilfria och investerar i att öka andelen energiproduktion med låg koldioxidutsläpp. Företaget äger kärnkraftverk i Ringhals där de producerar stora mängder fossilfri el. I Ringhals har termografering används på den elektriska avdelningen som en metod för att undersöka temperaturökningar i bland annat kablar, kretsar, kopplingar osv. Då denna metod har visat sig vara effektiv för att förebygga fel. Vill man nu utöka användningsområdena och möjligtvis använda termografering inom den mekaniska avdelningen. Främst för de system som liknar sprinklersystemet 322, vilket är ett säkerhetssystem som aktiveras först vid större rörbrott i inneslutningen på huvudsystemet till reaktorn. Målet med detta examensarbete är att undersöka ifall termografering är en bra investeringsmetod som kan användas vid bedömningen av ett säkerhetssystems driftklarhet och bidra till ökad säkerhet vid användning av kärnkraft. För att utföra detta arbete genomfördes en litteraturstudie, intervjuer samt studiebesök där med hjälp av värmekameran observerades värmemönster. Faktorer som har identifierats är brist på underlag av datainsamlingar i form av ronder med värmekameran för att hitta sambandet på hur temperaturskillnaden i komponenterna påverkar systemet. Samt ett system som samlar in all data och hittar potentiella avvikelser. Ett antal förbättringsförslag har givits efter projektets gång för att kunna effektivisera användningen av termografering inom säkerhetsbedömning. / Vattenfall AB is a European energy company that strives to become fossil-free and invests in energy production with low carbon dioxide emissions. The company owns nuclear power plants in Ringhals where they produce large amounts of fossil-free electricity. In Ringhals, thermography has been used in the electrical department as a method for examining temperature increases in, among other things, cables, circuits, connections, etc. Since this method has proven to be effective in preventing errors. They now want to expand the areas of use and the possibly to use thermography in the mechanical department. Mainly for the systems similar to the sprinkler system 322, which is a safety system that is activated only in the event of major pipe breaks in the enclosure on the main system to the reactor. The aim of this thesis is to investigate whether thermography is a good investment method which can be used in the assessment of a safety system's operational readiness and contribute to increased safety when using nuclear power. To carry out this work, a literature study, interviews, and study visits were carried out where heat patterns were observed with the help of the thermal imager. Factors that have been identified are the lack of data collection and data in the form of rounds with the thermal imager to find the connection on how the temperature difference in the components affects the system. As well as a system that collects all data and finds potential discrepancies. A number of improvement proposals have been given after the project has progressed in order to be able to streamline the use of thermography in safety assessment.

Magnetgärdets transformatorstation är belägen i Ludvika och ägs av Västerbergslagens Energi AB. Transformatorstationen är nyligen ombyggd och nu mer placerad inomhus, vilket gör att påkänningar från väder och vind minskar. För att minimera behovet av personlig tillsyn och öka tillgängligheten behövs dock någon form av tillståndsövervakning. Syftet med examensarbetet har varit att undersöka om det med hjälp av värmekameror är möjligt att tillståndsövervaka de kritiska punkterna i transformatorstationen. För att fastställa detta har teori kring tillståndsövervakning, termografering och värmekameror sammanställts tillsammans med utförda mätningar och tester. Resultaten har sedan diskuterats för att se om ett möjligt lösningsförslag kan presenteras. Viktiga kriterier för att möjligöra tillståndsövervakning med hjälp av värmekameror har tagits fram. Slutsatsen är att det är möjligt, men kräver en komplicerad systemlösning. Lösningsförslaget bygger på flera samspelande delar och bör bli ett kraftfullt övervakningssystem. Huruvida värmekameror är det bästa och enda verktyget är dock tveksamt. Det anses därför väsentligt att även undersöka andra övervakningsmöligheter, som exempel termistorgivare. / The substation called Magnetgärdet is located in Ludvika, Sweden and it is owned by Västerbergslagens Energi AB. The substation has recently been renovated and is now placed indoors, which reduces the influence of weather on the station. To decrease the need for personal supervision and increase the availability of the station a monitoring solution is needed. The purpose of this degree thesis is to examine if it is possible to monitor the condition of critical items in the station with infrared cameras. To determine this, theory on condition monitoring, thermography and thermal imaging cameras has been compiled together with relevant measurements and tests. The results are then discussed to see if a possible solution can be presented. Important criteria for making condition monitoring with infrared cameras possible have also been formulated in this degree thesis. The conclusion is that it is possible, but a complicated system is required. The solution we have given is based on different parts interplaying with each other and it should become a powerful monitoring system. It is however uncertain whether infrared cameras are the only and best tools, therefore other tools should be considered. It might be possible to use thermistors with, or instead of infrared cameras.

Striving for increased productivity while maintaining hole quality and high process robustness when drilling requires knowledge about the working principles of heat generation, mechanics and a proper cutting fluid that aids in cooling, lubricating and evacuating chips from the cutting zone. If the heat generated in the tool-workpiece and tool-chip interfaces does not exit the cutting zone adequately through the chips, the workpiece material or the redistribution of coolant the hole quality can be impacted negatively and breakdowns may occur which reduces overall productivity. During product testing, a sudden type of drill failure was observed when machining 316L stainless steel. When modifying the coolant design this was avoided which led to the assumption that the failure was caused by a large amount of heat being generated due to poor conductivity in the material combined with insuffcient cooling. However, this theory couldn't be investigated because of a lack of an existing method. To evaluate, three modifications of the CoroDrill 870 with dimensions Ø16mm and length 3xD were designed using Siemens NX 12 to observe whether coolant design choices have a significant impact on heat generation when drilling. To examine this a testing methodology was developed which utilizes IR-thermography and a combination of type K and J thermocouples inserted into the workpiece and onto the back surface, which measures its temperature in the cutting zone. Several tests were conducted with the developed setup to gather a larger data set to reduce impact from random error and to perform further analysis. Although the experiment setup is promising due to being simple and applicable to different materials there are large sources of variation associated with the placement of thermocouples. The results indicate some difference in registered temperature between the modifications however it is diffcult to draw conclusions based on the relatively few trustworthy measurements made. / För att förbättra produktiviteten vid borrning utan att kompromissa på hålkvalité och processäkerhet krävs bakomliggande kunskaper inom områden som, värmebildning, skärförlopp, och kylvätska vilket kyler, smörjer, och transporterar spånor från skärzonen. Om värmen som bildas i ytorna mellan verktyg-ämne och verktyg-spåna inte lämnar skärzonen på ett tillförlitligt sätt genom spånor, ämnet eller genom kylvätskans cirkulation kan hålkvalitén påverkas eller haverier kan orsakas vilket minskar produktivitet. Under en testning som genomfördes där 316L rostfritt stål borrades upptäcktes en ny typ av abrupt brott. När borrens kyllösning modiferades kunde detta fel undvikas varpå man drog slutsatsen att haveriet var en konsekvens av den stora temperaturgradient som bildas då materialets värmeledningsförmåga är relativt dålig. Dessvärre kunde denna teori inte prövas då det saknades en befintlig testmetodik. För att undersöka detta utvecklades tre modifikationer av CoroDrill 870 med dimension Ø16mm och längd 3xD i Siemens NX 12 i syfte att observera huruvida en signifikant temperaturskillnad skulle uppstå. För att utreda detta skapades en testuppställning som kombinerar IR-termografi med termoelement av typ K och typ J, fästa i ämnet respektive påämnets baksida vilket mäter materialets temperatur i skärzon. Ett flertal tester genomfördes med denna uppställning för att samla en större mängd data för fortsatt analys samt för att minska inverkan av slumpmässiga fel.Även om metoden är lovande då den är relativt enkel och tillämpbar på olika material så finns det stora potentiella källor till variation kopplade till mänsklig faktor och placering av termoelement. Resultatet som analyserats antyder att det finns en viss temperaturskillnad mellan modifikationerna men för att göra välgrundade slutsatser skulle fler mätningar behöva genomföras.

Additive manufacturing (AM) has largely improved design freedom compared with traditional manufacturing processes such as casting and milling. The layer-by-layer workflow makes it possible to produce objects with much more complex shapes and structures. This feature is of particular interest for turbine blade manufacturing since internal cooling channels with higher thermal efficiency can be achieved toimprove the overall efficiency of a gas turbine. One feature of AM, especially for Laser Power Bed Fusion (LPBF) working on metal powders, is the relatively large surface roughness (SR), which will affect both heat transfer and pressure loss. Its geometry is also unique with the very randomly distributed spherical-shaped structures. This randomness makes the correlations for heat transfer and pressure loss based on sand grain roughness not applicable anymore. More in-depth research is needed to investigate the roughness effects. In this study, the AM roughness is modelled by a statistical distribution of spheres with different diameters using an upscale ratio of 77.4. An infrared (IR) camera was used to record the temperature distribution on the rough plates subjected to heated airflow. Three Re in the turbulent region (15000, 20000, 25000) were tested and the data from the IR camera were used to calculate the heat transfer coefficient (HTC) on the rough plate through a 3D finite element calibration solver. The results of averaged HTC agree well with data of the real Inconel 939 AM channel from which the upscaled rough plates are modelled. Also, the general patterns of HTC distributions matched the fluid dynamics analysis. Moreover, the results of arranging smooth and rough plates together shows that the heat transfer enhancement from SR is due to both the induced turbulent flows and the increased surface area. / Additiv tillverkning har i hög grad förbättrat designfriheten jämfört med traditionella tillverkningsprocesser som gjutning och fräsning. Att bygga lager för lager gör det möjligt att tillverka föremål med mycket mer komplexa former och strukturer. Denna egenskap är av särskilt intresse för tillverkning av turbinblad eftersom bättre interna kylkanaler kan uppnås för att förbättra den totala verkningsgraden hos en gasturbin. En egenskap hos additiv tillverkning är den relativt stora ytojämnheten, som påverkar både värmeöverföring och tryckförlust. Dess geometri är också unik med mycket slumpmässigt fördelade sfäriskt formade strukturerna. Denna slumpmässighet gör att de korrelationer för värmeöverföring och tryckförlust som baseras på sandkornens grovlek inte längre är tillämpliga. Mer djupgående forskning behövs för att undersöka grovhetseffekterna. I den här studien modelleras den additiva tillverkningens grovhet med en statistisk fördelning av sfärer med olika diametrar med ett uppskalningsförhållande på 77,4. En infraröd (IR) kamera användes för att registrera temperaturfördelningen på de skrovliga plattorna som utsattes för ett uppvärmt luftflöde. Tre Re i det turbulenta området (15000, 20000, 25000) testades och data från IR-kameran användes för att beräkna värmeöverföringskoefficientenpå den grova plattan genom en 3D finita elementkalibreringslösare. Resultaten av den genomsnittliga värmeöverföringskoefficienten stämmer väl överens med data från den verkliga additivt tillverkade Inconel 939-kanalen från vilken de uppskaladeg rova plattorna är modellerade. Även de allmänna mönstren för fördelningen av värmeöverföringskoefficienter stämmer överens med den fluiddynamiska analysen. Dessutom visar resultaten av att arrangera släta och grova plattor tillsammans att värmeöverföringsförbättringen från ytjämnhet beror på både de inducerade turbulenta flödena och den ökade ytarean.

This master thesis project was based on the development and evaluation of an open learning material in thermal imaging for automation applications. The outsourcer – FLIR Systems – wanted a three-day course covering all necessary topics for infrared cameras in automation applications. These topics include thermography, optics, detectors, networks, protocols, and more. The open learning material was designed to function as a three-day, self-paced, distance course, and it was based on theories of andragogy, self-directed learning and transformative learning. The master thesis process was essentially divided into two phases: the development phase and the evaluation phase. The method for the development phase was based on a literature study. The literature on creating open learning material included ways of compensating for the lack of social interaction in distance courses, such as a friendly, warm narrator using the pronoun “I”, encouraging phrases, and self-assessment questions (SAQs). An SAQ is a framing of question intended to guide the learner towards self-assessment of his or her learning and knowledge. The vital part of the SAQ is the response, where not only the correct answer is given, but feedback on the wrong choices too. The development of the open learning material was an iterative process where discussion with supervisors at FLIR Systems and KTH Royal Institute of Technology led to improvements of the material. The evaluation phase consisted of two tests with test subjects. The first test was conducted by sending a sample unit of the material to test subjects around the world along with a questionnaire. The main objective was to test the tone and style of the material. There were variations in the result, but the majority found the material friendly and readable. The second test was an in-house test with three participants. Three sample units of the material was used, and the main objective was to test the usability of the material and the test subjects’ perceived learning process. The usability of the material varied with the three test subjects and depended on their technological prerequisites and reading comprehension in English. All test subjects responded positively to their perceived learning outcome. The following conclusions were drawn: the open learning material has the potential to promote autonomous and self-directed learners and can be used as a basis for further development – such as web-based courses and teacher-led classes. The open learning material as a whole and the results and analysis from the tests are included as appendices. / Detta examensarbete baserades på utveckling och utvärdering av ett öppet läromedel i termografi för automationstillämpningar. Uppdragsgivaren – FLIR Systems – hade uttryckt ett behov av en tredagarskurs som täckte alla nödvändiga ämnen för infraröda kameror för automationstillämpningar. Dessa ämnen var bland annat termografi, optik, detektorer, nätverk, protokoll med flera. Det öppna läromedlet var designat för att fungera som en tredagars distanskurs och det var baserat på teorier om andragogik, självstyrt lärande och transformativt lärande. Examensarbetets process bestod i huvudsak av två faser: utvecklingsfasen och utvärderingsfasen. Metoden för utvecklingsfasen baserades på en litteraturstudie. Litteraturen i skapande av öppet läromedel inkluderade tillvägagångssätt för att kompensera för bristen av social interaktion i distanskurser, så som en vänlig och varm berättarröst som använder pronomenet ”jag”, uppmuntrande fraser och självbedömningsfrågor (SAQ, Self-Assessment Question). En självbedömningsfråga är en frågeställning menad att leda den lärande mot självbedömning av hens lärande och kunskap. Den viktiga delen av självbedömningsfrågan är responsen, där inte bara det rätta svaret är givet, utan också feedback på de felaktiga svaren. Utvecklingen av det öppna läromedlet var en iterativ process där diskussion med handledare på FLIR Systems och Kungliga Tekniska högskolan ledde till förbättringar i materialet. Utvärderingsfasen bestod av två test med försökspersoner. Det första testet utfördes genom att skicka en provenhet av materialet till försökspersoner över hela världen tillsammans med en enkät. Huvudsyftet med testet var att testa tonen och stilen på materialet. Resultatet var varierande, men majoriteten av testpersonerna fann materialet vänskapligt och läsligt. Det andra testet var ett internt test med tre deltagare. Tre provenheter från materialet användes och huvudsyftet var att testa användbarheten av materialet och försökspersonernas upplevda läroprocess. Användbarheten av materialet varierade hos de tre försökspersonerna och berodde på deras tekniska förutsättningar och läsförståelse i engelska. Alla försökspersoner gav positiv respons om deras upplevda läranderesultat. Följande slutsatser drogs: det öppna läromedlet har potential att främja autonomt och självstyrt lärande, samt kan användas som en bas för fortsatt utveckling så som webbaserade kurser och lärarledda kurser. Det öppna läromedlet i sin helhet och resultat och analys av testen är inkluderade som bilagor.