Saunan lampötilan nousuajan mallinnus
Junttanen, Olli (2021)
Kandidaatintyö
2021
School of Engineering Science, Laskennallinen tekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021051429888
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021051429888
Tiivistelmä
Saunominen on erittäin suosittu harrastus Suomessa ja se valittiin Unescon aineettoman kulttuuriperinnön listalle vuonna 2020. Saunaan liittyvä tutkimus on kuitenkin hiipunut Suomessa lähivuosien aikana, muttei sen merkitys ole vähentynyt. Tässä työssä tutkitaan saunan esilämmitysvaihetta ja lämpötilan muutosta sen aikana.
Tämän kandidaatintyön tavoitteena on luoda malli, jolla voidaan määrittää saunan lämpötila tietyllä ajanhetkellä sen lämmittämisen aloittamisesta. Ennen mallin luomista kerätään dataa saunan löylyhuoneen lämpötilan kehityksestä esilämmitysvaiheessa. Malli luodaan differentiaaliyhtälön pohjalta ja sitä tarkennetaan kerätyn datan myötä. Mallia sovitetaan dataan pienimmän neliösumman menetelmällä ja muuttujien optimoimisen sekä tulkitsemisen jälkeen saunojen mitattuja parametrejä sijoitetaan malliin.
Työn tuloksena saadaan malli, joka mukailee kohtuullisesti oikeaa mitattua lämpötilaa. Työssä käytetyn datan määrästä ja sen keräysmenetelmistä pystytään toteamaan, että sauna on fysikaalisena ympäristönä erittäin haastava ja sopivaa dataa tarvittaisiin lisää. Mallin ja sen muuttujien sekä todellisten saunan parametrien yhteyden määrittämiseksi tällaiseen työhön olisi syytä olla suljettu ympäristö, jossa voitaisiin muuttaa yhtä parametriä kerrallaan.
Tämän kandidaatintyön tavoitteena on luoda malli, jolla voidaan määrittää saunan lämpötila tietyllä ajanhetkellä sen lämmittämisen aloittamisesta. Ennen mallin luomista kerätään dataa saunan löylyhuoneen lämpötilan kehityksestä esilämmitysvaiheessa. Malli luodaan differentiaaliyhtälön pohjalta ja sitä tarkennetaan kerätyn datan myötä. Mallia sovitetaan dataan pienimmän neliösumman menetelmällä ja muuttujien optimoimisen sekä tulkitsemisen jälkeen saunojen mitattuja parametrejä sijoitetaan malliin.
Työn tuloksena saadaan malli, joka mukailee kohtuullisesti oikeaa mitattua lämpötilaa. Työssä käytetyn datan määrästä ja sen keräysmenetelmistä pystytään toteamaan, että sauna on fysikaalisena ympäristönä erittäin haastava ja sopivaa dataa tarvittaisiin lisää. Mallin ja sen muuttujien sekä todellisten saunan parametrien yhteyden määrittämiseksi tällaiseen työhön olisi syytä olla suljettu ympäristö, jossa voitaisiin muuttaa yhtä parametriä kerrallaan.