Building thermal mode control with combinied heating system
Keywords:
building thermal mode, combined heating, predictive controlAbstract
The way of heating control with air and radiator sources in the heating system of the building is considered in the article. Model predictive control algorithm for optimal thermal control in the building is presented. The algorithm implements thermal control over receding horizon with set temperature diagram. Computing of thermal environment prediction is based on the thermal model of the building. The energy cost function under certain boundaries is used to estimate optimal control strategy over receding horizon. The summarized cost for electrical and thermal energy under set tariffs are taken into account in the cost function over receding horizon. The mathematical thermal model of the building and cost function were defined for air heating system with progressive and relay control scheme of the fan.
Modeling results of predictive control algorithm for thermal control in the building with set temperature diagram and set tariffs for electrical and thermal energy were shown and analyzed.
References
Табунщиков, Ю.А. Экспериментальное исследование оптимального управления расходом энергии / Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач // АВОК. – 2006. – № 1. – С. 32–36.
Малявина, Е.Г. Тепловая нагрузка на системы лучистого отопления. Сравнительный анализ / Е.Г. Малявина // АВОК. – 2009. – № 7. – С. 48–58.
Тверской, М.М. Постановка задачи оптимального управления тепловым режимом здания при комбинированной системе отопления / М.М. Тверской, Д. В. Румянцев // Вестн. Юж.-Урал. гос. ун-та. Сер. «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». – 2012. – Вып. 16, № 23 (282). – С. 16–20.
ГОСТ 30494–96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. – М.: Госстрой России, ГУ ЦПП, 1999. – 7 с.
Пупков, К.А. Методы классической и современной теории автоматического управления: учеб. В 5 т. Т. 1: Теория оптимизации систем автоматического управления / под ред. К.А. Пупкова и Н.Д. Егупова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – 744 с.
Васильев, Ф.П. Методы оптимизации / Ф.П. Васильев. – М.: Изд-во «Факториал Пресс», 2002. – 824 с.
Пантелеев, А.В. Методы оптимизации в примерах и задачах: учеб. пособие / А.В. Пантелеев, Т.А. Летова. – М.: Высш. шк., 2005. – 544 с.
Галеев, Э.М. Оптимизация: теория, примеры, задачи / Э.М. Галеев, В.М. Тихомиров. – М.: Эдиториал УРСС, 2000. – 320 с.
Сейдж, Э.П. Оптимальное управление системами / Э.П. Сейдж, Ч.С. Уайт. – М.: Радио и связь, 1982. – 392 с.
Hazyuk, I. Optimal temperature control of intermittently heated buildings using model predictive control: Part II – Control algorithm / I. Hazyuk, C. Ghiaus, D. Penhouet // Building and Environment. – 2011. – No. 51. – P. 388–394.
Experimental analysis of model predictive control for an energy efficient building heating system / J. Siroky, F. Oldewurtel, J. Cigler et al. // Applied Energy. – 2011. – No. 88. – P. 3079–3087.
Model predictive control of a building heating system: The first experience / S. Privara, J. Siroky, L. Ferkl et al. // Energy and Buildings. – 2010. – No. 43. – P. 564–572.
Use of model predictive control and weather forecasts for energy efficient building climate control / F. Oldewurtel, A. Parisio, C.N. Jones et al. // Energy and Buildings. – 2011. – No. 45. – P. 15–27.
Saffer, D.R. Analysis of linear programming in model predictive control / D.R. Saffer, F.J. Doyle // Computers & Chemical Engineering. – 2004. – No. 28. – P. 2749–2763.
Privara, S. Building modeling: Selection of the most appropriate model for predictive control / S. Privara, Z. Vana, E. Zacekova // Energy and Buildings. – 2012. – No. 55. – P. 341–350.
Qin, J.S. A survey of industrial model predictive control technology / J.S. Qin, T.A. Badgwell // Control Engineering Practice. – 2003. – No. 11. – P. 733–764.
Borrelli, F. Predictive Control for linear and hybrid systems / F. Borrelli, A. Bemporad, M. Morari. – 2013. – 404 c. – http://www.mpc.berkeley.edu/mpc-course-material/BBMbook_Cambridge_newstyle.pdf?attredirects=0&d=1 (дата обращения: 25.06.2013).
Методы математического программирования в задачах оптимизации сложных технических систем: учеб. пособие / А.М. Загребаев, Н.А. Крицына, Ю.П. Кулябичев и др. – М.: МИФИ, 2007. – 332 с.
Камке, Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям / Э. Камке. – М.: Наука, 1971. – 576 с.
Акулич, И.Л. Математическое программирование в примерах и задачах / И.Л. Акулич. – М.: Высш. шк., 1986. – 319 с.
