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Enregistrement W7036342698

Automated Fault Detection and Diagnosis in Light Commercial Building’s HVAC systems

2024· dissertation· en· W7036342698 sur OpenAlexaboutno aff

Notice bibliographique

RevueSpectrum Research Repository (Concordia University) · 2024
Typedissertation
Langueen
DomaineAgricultural and Biological Sciences
ThématiqueMediterranean and Iberian flora and fauna
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésHVACFault detection and isolationInstallationFault (geology)Energy consumptionEnergy (signal processing)
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Fault detection and diagnosis (FDD) in commercial buildings' HVAC systems can significantly reduce energy consumption. Faults in these systems occur due to various issues such as aging and inadequate maintenance. Commercial buildings in Canada covered an area of 709,029,612 m² in 2019, consuming 948,216,746 GJ of energy. HVAC systems are responsible for 25%-50% of this energy consumption. In the United States, faults in HVAC systems contribute to an additional energy consumption of 103 to 500 terawatt-hours (TWh) in the building sector. Detecting and diagnosing faults in HVAC systems can reduce energy consumption by 20% to 30%. Light commercial buildings, defined as commercial buildings with fewer than six stories and less than 2500 square feet, include bank branches, offices, and small industrial facilities. These buildings have similarities in the configuration and size of HVAC components, making it feasible to develop an FDD tailored for this class of buildings, that can be easily scaled up. This goal can be achieved using data-driven methods, which have gained popularity over the past decades by installing various sensors and collecting data integrated with Building Energy Management (BEM) systems. In this thesis, three different FDD methods have been developed and validated on light commercial buildings. The first method is a semi-supervised method that includes various techniques to handle the unlabeled raw data from BEMs, resulting in a final supervised Automatic Fault Detection (AFDD) system. The second method is a fully unsupervised novel AFDD method based on PCA time series fault detection. The third method is primarily based on the inverse model of the Air Handling Unit (AHU) of the HVAC systems. A typical light commercial building in Montreal, Canada, was used for all methods. Additionally, to validate the generalizability of the unsupervised method, another light commercial building, a small industrial facility in Ireland, was used as well. The first method successfully resulted in an AFDD that can detect and diagnose faults with almost 90% accuracy, performing better in condition-based faults than control faults. The unsupervised method showed very good results in terms of generalizability. It was able to detect faults and report the problematic inputs and locations to the HVAC operators. Although the unsupervised method cannot completely diagnose condition-based faults, it provides very good information based on the system's behavior, enabling operators to diagnose the faults. Finally, the inverse modeling revealed that a physics-based neural network can outperform neural networks and genetic algorithms in modeling the system inversely and detecting anomalies mostly related to energy consumption.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,018

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,027
Tête enseignante GPT0,265
Écart entre enseignants0,238 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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