室内微气候的模型预测控制：既有建筑存量舒适性改善
最优化与控制
2018-10-31 v2
摘要
住宅改造提供了一种改善建筑存量基本能耗与舒适特性的手段，由于成本过高，这些建筑无法被翻新替换。我们分析了将模型预测控制（MPC）应用于室内微气候控制，如何在主要由外部天气与室内人员占用所决定的多种情形下，为居住者舒适性问题提供节能解决方案。为此，我们定义了能耗目标函数，并考虑两个示例情形：一是近年设计建造的配备现代暖通空调（HVAC）设备的建筑，二是数十年前设计建造、热工性能差且无专用通风系统的建筑。我们的模型包含多种物理效应，如空气渗透与室内热“惯性质量”（内墙、地板、天花板及家具），并将人员存在的影响本质上作为热源与CO源加以考虑。文中分析了预测时域以及由天气与人员占用预测不准确所带来的不确定性对数值结果的影响。由于我们使用线性与非线性优化器求解非凸优化问题，故将完整MPC性能与线性化MPC及标准开关控制器进行比较。MPC的主要优势在于，能以最低可能的能耗成本为现代与老旧建筑提供令人满意的微气候控制方案。鉴于老旧建筑通常通风不良，我们的仿真结果表明，安装送风通风系统可显著改善空气质量。
引用
@article{arxiv.1806.08999,
title = {Model predictive control of indoor microclimate: existing building stock comfort improvement},
author = {A. Ryzhov and H. Ouerdane and E. Gryazina and A. Bischi and K. Turitsyn},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.08999},
year = {2018}
}