Model-Based Enhanced Operation of Building Convective Heating Systems and Active Thermal Storage
Notice bibliographique
Résumé
This thesis presents an experimental and theoretical study of a reduced-order modelling methodology and dynamic response of convectively heated buildings and active thermal storage. A methodology was developed for the generation of control-oriented building models which can be used within model predictive control (MPC) or other model-based control strategies to satisfy occupant comfort and improve building-grid interaction. A methodology to identify and evaluate MPC strategies is presented to improve a building's energy flexibility. There is an emphasis on modelling building thermal mass and a dedicated thermal storage device. The two applications for reduced-order thermal modelling (buildings and dedicated active thermal energy storage devices) require different modelling approaches for control applications. Several case studies are introduced and are typical Quebec construction with convective-based heating systems: a detached low-mass house, a low-mass retail building, and a warehouse (with active thermal storage device). \n \nThe residential building study outlined a methodology for multi-level control-oriented modelling with several zones and multiple floors. This multi-level approach allows the user to “zoom in and out” so that models at each control level remain manageable. In the second case study, implementation of MPC was presented for a conventional bank building to reduce the yearly utility bill and avoid the summer peak load penalty. A cost savings of 25% on the yearly electric utility bill and a peak power reduction of 38% were achieved. With the new optimized operation, the cost per square meter for the bank would decrease from $30.19/m2 to $22.57/m2, or a yearly savings of $7.62/m2. \n \nThe last case study comprises a 1650 m2 warehouse equipped with a dedicated active high-temperature thermal energy storage device. A methodology was presented for the development and analysis of control-oriented models for enhanced operation of the electric thermal storage device. The goal was to maximize the building energy flexibility the building could provide to the grid by evaluating the Building Energy Flexibility Index (BEFI). A BEFI of 55% to 100% was achieved. The average demand during the critical times was reduced between 36 kW and 65 kW and the utility cost to the customer can be reduced by 12-30%.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».