A predictive controller for efficient operations of HVAC systems in commercial buildings: Algorithm development and field application
Ticari binalarda HVAC sistemlerinin verimli çalışması için öngörülü bir kontrolör tasarlanması: Algoritma geliştirme ve saha uygulaması
- Tez No: 709096
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRAH BIYIK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yaşar Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 55
Özet
Küresel ısınma ve enerji güvenliği konuları enerjiyi dönüştürme, iletme ve kullanma yöntemlerimizde değişiklik yapmayı zorunlu kılmaktadır. Binalar, genel enerji kullanımı açısından üst sıralardadır. İnsanlar zamanlarının çoğunu binaların içinde geçirmekte; bu sebeple, binaların doğru bir şekilde yönetilmesi konfor, sağlık ve üretkenlik açısından kritik önem taşımaktadır. Isıtma-havalandırma-iklimlendirme sistemlerinin yükü (HVAC) binalarda kullanılan enerjinin yaklaşık %40'ına tekabül etmektedir. Bu sebeple, HVAC sistemlerinin doğru ve etkili yönetimi enerji verimliliği ve ısıl konfor açısından büyük önem taşımaktadır. Daha yeni ve gelişmiş ekipmanların kurulumu ile bu konuda iyileştirme yapmak Teknik veya ekoomic sebeplerden ötürü her zaman mümkün olmayabilir. Bu surumda, gelişmiş control tekniklerinden yararlanarak mevcut altyapı daha iyi işletilmelidir. Bu tezde, bir HVAC sisteminin en iyi şekilde işletilmesi için öngörülü bir kontrol (MPC) tekniği geliştirilmiş, sahada uygulanmış ve test edilmiştir. Geliştirilen kontrol algoritması Python dilinde yazılarak sahada HVAC kontrolünü sağlayan gömülü sistem kartına entegre edilmiştir. Bu öngörülü kontrolörün performansı endüstride yaygın olarak kullanılan PID kontrolör ile karşılaştırmalı olarak test edilmiştir. Test sonuçları, MPC kontrolörün referans sıcaklık takibi ve enerji tüketimi açılarından PID kontrolöre göre üstün olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The global warming and energy security issues require a change in the way we generate, transfer and utilize energy. Buildings are among the largest overall energy consumers. People spend most of their time in buildings and therefore proper management of buildings are crucial for comfort, health and productivity. In buildings, heating, ventilation and air conditioning (HVAC) systems account for, on average, 40% of the overall energy use. Thus, proper and effective operation of HVAC systems is very important for energy efficiency and thermal comfort. Addressing this problem by merely installing new sophisticated equipment may not be feasible due to economic and technical reasons. In this case, advanced control techniques should be utilized to better operate existing infrastructure. In this thesis, a predictive control technique (MPC) to optimally operate an HVAC unit is developed, implemented and tested in real-world environment. The control algorithm is implemented in Python and integrated into the embedded system that controls the HVAC unit. The performance of the predictive controller is compared against a PID controller, which is a commonly preferred method in the industry. Test results show that the MPC controller presented in this thesis outperforms PID in terms of reference tracking and energy consumption.
Benzer Tezler
- Development and testing novel guidance algorithms for visual drone interception
Görsel dron yakalama için yeni güdüm algoritmalarının geliştirilmesi ve testi
AHMET TALHA ÇETİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRE KOYUNCU
- Addressing parametric uncertainties in autonomous cargo ship heading control
Otonom kargo gemisi yön kontrolündeki parametrik belirsizliklerin ele alınması
AHMAD IRHAM JAMBAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. İSMAİL BAYEZİT
- A refined methodology tor model-based FPGA hardware design: An example of quadrotor dynamical model implementation
Model tabanlı FPGA donanımı tasarımında iyileştirilmiş bir yöntem sistemi: Bir dört rotorlu için dinamik model gerçekleme örneği
SEZER MEMİŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN YENİÇERİ
- Atık su arıtım tesislerinin model öngörmeli kontrolü
Model predictive control of wastewater treatment plants
EVRİM AKYÜREK
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RIDVAN BERBER
- Evsel kullanım suyu için sıcaklık kontrol sistemi tasarımı ve analizi
Domestic hot water temperature control system design and its analysis
OĞUZHAN ORUÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU