Optimisäätöteorian soveltaminen rakennusten lämmitykseen

Translated title of the contribution: Applying optimal control theory in space heating

Ilari Aho, Mingzhe Xu

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Raportissa luodaan yleiskatsaus optimisäätöteorian perusteisiin ja yleisiin matemaattisiin menetelmiin sekä esitetään esimerkkejä teorian soveltamisesta rakennusten lämmityksen ohjaukseen. Optimisäätöongelmiin sovellettavista matemaattisista menetelmistä tärkeimpiä ovat dynaaminen ohjelmointi ja Pontryaginin minimiperiaate. Dynaamisen ohjelmoinnin etuina ovat sen numeerinen luonne, joka tekee sen luonnostaan mikroprosessorisäätöön soveltuvaksi menetelmäksi, sekä se, että järjestelmälle asetetut fysikaaliset rajoitukset itse asiassa helpottavat menetelmän soveltamista. Minimiperiaate puolestaan soveltuu suuridimensioistenkin ongelmien matemaattisesti kompaktiin, osittain analyyttiseen käsittelyyn. Lupaavimmat optimisäätöteorian lämmitystekniset sovelluskohteet löytyvät tapauksista, joissa rakennuksen inertiaa ja lämmön varastointia pyritään hyödyntämään energiankulutuksen ja - kustannusten pienentämiseksi. Mahdollisia sovelluskohteita ovat esimerkiksi jaksottaisen lämmityksen ohjaus ja yösähkön käytön optimointi. Lisäksi mielenkiintoisia sovellusmahdollisuuksia tuovat matalaenergiarakennukset, joiden lämpötaseesta merkittävän osan muodostavat auringonsäteily ja muut ilmaisenergiat. Optimisäätöteorian käytäntöön soveltamisen kannalta tärkeitä tutkimuskohteita ovat itse teorian lisäksi stokastisten menetelmien soveltaminen kuormitusparametrien ennustamiseen sekä online- identifiointialgoritmien soveltaminen yksinkertaisten rakennuksen lämpödynamiikkaa kuvaavien mallien yhteydessä.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages70
ISBN (Print)951-38-4337-8
Publication statusPublished - 1993
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
Number1443
ISSN1235-0605

    Fingerprint

Keywords

  • HVAC
  • buildings
  • space heating
  • applications of mathematics
  • mathematical models
  • utilization methods
  • mathematical programming
  • dynamic programming
  • optimization
  • automatic control
  • numerical control
  • heat storage
  • energy consumption
  • solar radiation
  • predictions

Cite this

Aho, I., & Xu, M. (1993). Optimisäätöteorian soveltaminen rakennusten lämmitykseen. VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1443