躯体蓄熱放射空調を対象としたスパース最適制御の提案・高度化とその社会実装

建筑框架蓄热辐射空调稀疏优化控制的提出、进展及社会实施

• 批准号: 22H01653
• 负责人: 白石 靖幸
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: The University of Kitakyushu
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01653/
• 关键词: TABS; モデル予測制御; スパースモデリング; 外乱予測; データ同化

本研究は、主に1) 最適制御手法の構築とリアルタイム性の実現、2) 不確定外乱への対応、3) 高度な大規模連成解析による提案手法の検証、4) TABSを導入した実在建物による提案手法の検証　に大きく分類される。2022年度に得られた成果は以下の通りである。研究課題の1)に関しては、従来のモデル予測制御（以下、MPC）に、不確定外乱を機会制約にて考慮する確率モデル予測制御（Stochastic MPC、以下、SMPC）を用いるTABSの最適制御手法を提案した。研究課題の2)に関しては対象建物の運用段階に応じた不確定外乱（OA機器及び照明の負荷）の予測モデルを①機械学習と②時刻別・曜日別の月平均モデルにより構築すると共に、データ同化による測定データを用いた状態値の補正・推定方法を提案した。提案手法をTABSの最適制御に組み込むことで、制御性能と省エネ性が改善されることを1スパン分のTABSを再現したCFD解析と最適制御（MPC）との連成解析にて確認した。研究課題の3)に関しては、回廊型ダブルスキンを含むTABS導入フロア全体（学校建築）を対象としたCFD解析と最適制御（SMPC）の連成解析を実施し、省エネ性や制御性の観点からその有効性を検証した。尚、大規模CFD解析モデルは計算負荷が相対的に大きくなるため、複合物理モデリングであるDymolaを用いて大規模TABSの解析モデルを構築し、最適制御（MPC等）との連成解析により制御手法全般の有効性の検証も行った。研究課題の4)に関しては、対象建物において実運用を想定した実測を行い、温熱環境の4要素に加え、BEMSデータによるTABSの運用データの測定を行い、対象TABSの基本特性の把握を行った。3)にて作成した大規模CFD解析モデルは、夏季の実測結果との比較により、十分な予測精度を有することを確認した。

は this study, the main に の equestrian method 1) optimum system constructing と リ ア ル タ イ ム sex の be now, 2) uncertainty へ の 応, 3) highly な large-scale seaborne into analytic に よ る proposal gimmick の 検 certificate, 4) TABS を import し た be under construction content に よ る proposal gimmick の 検 に huge き く classification さ れ る. The られた achievements of に in 2022 are as follows: られた である. Research topic の 1) に masato し て は, 従 の モ デ ル to our royal (hereinafter, the MPC) に, outside uncertain を opportunity restriction に て consider す る probabilistic モ デ ル to our royal (Stochastic MPC, the following, SMPC) を い る TABS の optimum system equestrian method proposed を し た. Research topic の 2) に masato し て は like building の using seaborne Duan Jie に 応 じ た uncertain outside disorderly (OA) machine and び lighting の load の be モ デ ル と を (1) mechanical learning, (2) the moment don't obsidian, day don't の is mean monthly モ デ ル に よ り build す る と に, デ ー タ assimilation に よ る determination デ ー タ を with い た state numerical の corrections, constructive method proposed を し た. The optimal suppression technique proposed を TABS の に group み 込 む こ と で, suppression performance と province エ ネ sex が improve さ れ る こ と を 1 ス パ ン points の TABS を reappearance し た CFD analytical と optimal suppression (MPC) と の together as parsing に て confirm し た. Research topic の 3) に masato し て は, corridor type ダ ブ ル ス キ ン を containing む TABS import フ ロ ア all (school buildings) を like と seaborne し た CFD analytical と optimal suppression (SMPC) の together as parsing を be し, province エ ネ resistance や system royal の 観 point か ら そ の have sharper sex を 検 card し た. Still, large-scale CFD analytical モ デ ル は が computational load phase of seaborne に big き く な る た め, composite physical モ デ リ ン グ で あ る Dymola を with い て large-scale TABS の parsing モ デ ル を constructing し, optimal suppression (MPC) と の together as parsing に よ り system method of equestrian all の have sharper sex の 検 line card も っ た. Research topic の 4) に masato し て は, like building に seaborne お い て be used を scenarios し た be measuring line を い and warm environment に の 4 elements and え, BEMS デ ー タ に よ る TABS の using デ ー タ の determination を い, like TABS seaborne の basic characteristics の master line を っ た. 3) に て made し た large-scale CFD analytical モ デ ル は, summer の be measured results と の is に よ り, very な to measuring precision を す る こ と を confirm し た.

项目成果

オフィスにおけるTABSの運用方法に関する研究 （第6報）複合物理モデリングによる大規模TABSの構築と同モデルを用いた最適制御手法の検証

研究如何在办公室运行TABS（第六次报告）利用多物理建模构建大型TABS并利用模型验证最优控制方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 井ノ口綾音;白石靖幸
• 通讯作者: 白石靖幸

Optimal Control of Circuit type Double Skin Facade using Air Conditioning Exhaust in a Cascade Manner

空调排风串级循环式双层立面优化控制

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuko Morishige;Yasuyuki Shiraishi
• 通讯作者: Yasuyuki Shiraishi