Calibration de modèles d'équipement CVCA à l'aide de données colligées

Abstract

La calibration de modèles d’équipements de chauffage, ventilation et conditionnement d’air (CVCA) des logiciels de simulation énergétique est une tâche longue, ardue et dont la validité dépend largement du modeleur ayant effectué la calibration. Les différentes approches présentement proposées ne sont pas utilisables puisque les résultats obtenus ne sont pas toujours concluants et que le coût engendré est considérable. De plus, la performance réelle des équipements et des systèmes peut varier de façon importante par rapport aux plans tels que construits et aux données du manufacturier. Dans ce contexte, ce mémoire présente une nouvelle approche de calibration des modèles CVCA des logiciels de simulation énergétique qui utilise un algorithme d’optimisation numérique et des données colligées. L’approche de calibration automatique est présentée sous la forme de trois articles. Le premier article explore la calibration automatique de modèles d’équipements CVCA sous le logiciel TRNSYS avec des données synthétiques et un algorithme génétique. Le deuxième article porte l’approche de calibration vers le logiciel EnergyPlus avec des données synthétiques et le logiciel d’optimisation GenOpt. Le dernier article supplémente l’approche de calibration avec une étape de réduction de la dimension du problème d’optimisation et documente l’application de la méthode avec des données mesurées colligées à partir d’un système mécanique d’un bâtiment universitaire. L’estimation des paramètres influents du modèle de ventilateur à débit variable du logiciel EnergyPlus (Fan:VariableVolume) est réalisée avec la minimisation des moindres carrés par le logiciel GenOpt. Le modèle d’équipement calibré du ventilateur permet une excellente prédiction de la température d’alimentation (NMBE = 1.80 %, RMSE = 0.53ºC) et de la puissance électrique (CV-RMSE = 4.30 %, NMBE = 2.02 %, RMSE= 0.46 kW). Les résultats des articles de ce mémoire démontrent qu’un modèle d’équipement CVCA du logiciel EnergyPlus peut être calibré automatiquement en utilisant l’approche proposée