Control System of Building using Modelling and Simulation

Abstract

Udržovaní vnitřních klimatických podmínek tak, aby byly v souladu s tepelným komfortem lidí, je klíčovou otázkou pro řízení systémů vytápění, větrání a klimatizace (HVAC systémy). Počítačové modelování nabízí virtuální prostředí pro simulaci vnitřních i vnějších podmínek a s jeho pomocí je možné navrhnout řešení pro řízení technických zařízení budov. Tento proces vyžaduje pochopení těchto prostředí z fyzikálního a matematického hlediska tak, aby bylo možné fyzikální procesy daných prostředí prezentovat pomocí vztahů a rovnic odrážejících jejích různé parametry. Simulační proces dále nabízí možnost popsat interakci mezi těmito modely a jejich chování v čase, dává výchozí reprezentace těchto prostředí, a umožňuje pochopení jejich chování před přenosem těchto modelů do reálných aplikací. Simulace umožnuje respektovat, a ovlivňovat jejích chování přes kontrolu navržených modelů. MATLAB/SIMULINK software má pokročilé schopnosti pro simulace systémů HVAC, a to vytvořením širokého pracovního prostředí pro designéry v závislosti na vývoji matematických modelů a jejích simulace pomocí SIMULINK, aby výsledky mohly být slučitelné s požadovanými výstupy. Tato dizertační práce se zaměřuje na proces modelování vnitřního prostředí v budovách, aby bylo možné pochopit chování klíčových parametrů, které mají vliv na tepelnou pohodu obyvatel či uživatelů, matematické modely vnitřního prostředí posluchárny byly navržené speciálně pro tři základní parametry: koncentrace oxidu uhličitého, teplota vzduchu a relativní vlhkost. Změny chování těchto parametrů v průběhu času jsou simulovány a poté strategie kontroly návrhu těchto parametrů může je udržet ve vhodných rozmezích komfortních pro obyvatele či uživatele, i když změny venkovního klimatu, tepelné a hmotnostní zatíží interiér. Pomocí matematických metod, některé optimalizační metody byly navrženy za účelem snížení spotřeby energie bez vlivu na mezní hodnoty těchto parametrů. Proces validace modelu se provádí porovnáním výsledků s reálnými výstupy monitoringu Honeywell Enterprise Buildings Integrator systémem (EBI) nainstalován v areálu univerzity