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Análise térmica e energética de uma edificação residencial climatizada com sistema de Fluxo de Refrigerante Variável -VRF Fernando Pozza

Pozza, Fernando
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
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O trabalho apresenta uma análise térmica e energética de uma edificação localizada na zona bioclimática 1, que compreende as cidades mais frias do Brasil. A análise foi desenvolvida com o auxílio do programa de simulação dinâmica de edificações EnergyPlus em que foi determinado o consumo anual de energia elétrica de toda a edificação existente, bem como o consumo do sistema HVAC (Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado) do tipo split com ciclo reverso. O sistema HVAC existente representa 42% do consumo total de energia elétrica da edificação sendo que o aquecimento totaliza 89% do consumo do sistema HVAC. A avaliação do conforto térmico dos ambientes climatizados da edificação foi realizada tendo como referência as zonas de conforto de inverno e de verão definidas pela ASHRAE Standard 55-2004. Os ambientes apresentaram um percentual de 7,6 % a 33% das horas de operação do sistema HVAC fora da zona de conforto térmico de inverno da ASHRAE, considerando somente a temperatura operativa. A partir dos resultados da simulação da edificação existente foram propostas modificações na envoltória e o uso de um sistema de ar condicionado com tecnologia VRF (fluxo de refrigerante variável) a fim de reduzir o consumo de energia pelo HVAC e o número de horas desconfortáveis. A utilização de vidros duplos de maior transmissividade...

Instrumentação e identificação de um ambiente predial visando controle preditivo do conforto térmico; Instrumentation and building identification aiming predictive control of thermal comfort

Oliveira, Flávio Augusto Rodrigues de
Fonte: Universidade de Brasília Publicador: Universidade de Brasília
Tipo: Dissertação
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Dissertação (mestrado)-Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2010.; A base tecnológica do paradigma Ambient Intelligence é de uma rede de nós de processamento que coleta informações do ambiente, as processa e age sobre ele por meio de atuadores, provendo uma diversidade de serviços aos seus ocupantes. Inserido neste cenário, o presente trabalho apresenta uma abordagem de identificação estruturada baseada em princípios fundamentais (first-principles) para um ambiente predial composto por uma sala de reunião no Laboratório de Automação e Robótica (LARA) da Universidade de Brasília (prédio SG11), objetivando oferecer condições que permitam a obtenção de um modelo matemático que represente seu comportamento térmico, de modo que as informações resultantes possam ser usadas no projeto de controladores adequados para estratégias de controle do conforto térmico (norma ISO7730) com economia de energia, tais como os controladores preditivos HVAC (Heating, Ventilating and Air-conditioning). Para tal, os dados são obtidos em uma rede de sensores sem fio utilizando o protocolo de comunicação ZigBee/IEEE 802.15.4. O modelo estruturado fornece significado físico aos estados do modelo e facilita o ajuste de parâmetros no caso de mudanças no ambiente sem a necessidade de proceder novamente todo o processo de identificação...

Projeto de AVAC e classificação energética de uma cafetaria

Pinto, Inês Alves de Frias
Fonte: Instituto Politécnico de Lisboa Publicador: Instituto Politécnico de Lisboa
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em /12/2013 POR
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O antigo Centro de Iniciação Artística Infantil (CIAI) da Fundação Calouste Gulbenkian (FCG) irá sofrer obras de remodelação resultantes num edifício cujo espaço principal é uma cafetaria. Este trabalho pretende apresentar o projeto de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (AVAC), o projeto de Sistema Solar Térmico (SST) e a classificação energética das novas instalações. A determinação das potências de climatização do edifício foi efetuada com recurso a dois softwares de simulação térmica: Carrier HAP e Energyplus. As potências térmicas obtidas são ligeiramente diferentes com ambos os programas no dimensionamento de unidades terminais mas sem expressão no momento de seleção de equipamentos. As potências térmicas da Unidade de Tratamento de Ar (UTA) apresentaram diferenças significativas, possivelmente relacionados com o modo de caracterização da recuperação de calor com cada programa. Foi utilizado o software Solterm para análise e dimensionamento do SST, revelando-se uma ferramenta útil e intuitiva no apoio a projeto e à estimativa de consumos energéticos do edifício. Enquadrando-se o edifício no Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização de Edifícios (RSECE), calculou-se o Indicador de Eficiência Energética (IEE) para atribuição da sua classe. Efetuaram-se...

Relatório de estágio em gabinete de engenharia na componente de climatização

Matos, Luís António de Sousa
Fonte: Instituto Politécnico de Lisboa Publicador: Instituto Politécnico de Lisboa
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em /11/2013 POR
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Este relatório pretende apresentar o trabalho realizado durante o estágio que decorreu num gabinete de engenharia de climatização, dando a conhecer as diferentes etapas de um projecto de climatização, a simulação dinâmica de cargas térmicas de aquecimento e arrefecimento, a especificação de equipamentos e o dimensionamento de redes hidráulicas e aeráulicas. A climatização é um campo vasto, nele incluem-se uma gama de funções que vão desde o aquecimento de pequenas habitações com o propósito de manter a sua temperatura ambiente em valores adequados, a sistemas mais complexos ligados ao controlo ambiente em processos industriais. Pretende-se fundamentalmente com a climatização proporcionar níveis de conforto e adequada qualidade do ar aos utilizadores ou processos que se realizem num espaço interior. Ultimamente estes objectivos têm vindo a tornar-se mais difíceis de serem atingidos, dada a necessidade de os cumprir em simultâneo com reduzidos custos energéticos. Os actuais regulamentos energéticos, em conjunto com uma maior consciência ecológica por parte dos consumidores, trouxeram maiores exigências ao nível da eficiência e da qualidade geral dos produtos de climatização. Essa nova realidade reflete-se ao nível de projeto pela necessidade de se efetuarem cálculos cada vez mais precisos e próximos da realidade...

Projecto de AVAC de um edifício com multiutilização

Gomes, Vitor Miguel Costa
Fonte: Instituto Politécnico de Lisboa Publicador: Instituto Politécnico de Lisboa
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em /09/2013 POR
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A Engenharia dos Edifícios encontra nos tempos que correm um desafio crescente. A civilização Mundial encontra-se num crescimento exponencial, onde cada um procura encontrar o maior conforto e segurança a vários níveis como económico, social, entre outros, mas também ambiental. Aliando este facto ao estilo de vida, contemporâneo e expectável para o futuro, em que as pessoas passam cada vez mais tempo no interior de edifícios, é sem dúvida vital encontrar soluções e técnicas que satisfaçam os requisitos ambientais necessários ao conforto e segurança dos ocupantes dos edifícios, mas por outro lado, que vão ao encontro da sua sustentabilidade, de forma a diminuir o impacto que o nosso desenvolvimento introduz na viabilidade da permanência da Humidade no planeta Terra. O trabalho apresentado aborda as temáticas chaves dos sistemas de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (AVAC) e retrata o desenvolvimento de uma solução para um edifício específico, que poderia ser aplicada na realidade. Procurou ir ao encontro da realidade tecnológica e normativa desta engenharia, utilizando soluções inovadores para a redução dos consumos energéticos do edifício, sem descurar a sua integração com a arquitetura da solução final. A abordagem é feita através do cálculo e definição das necessidades específicas de cada espaço seguida da procura da solução que responda a estas necessidades com um menor impacto energético. Por fim...

Comparação técnica da conceção/solução de projetos de climatização para um hotel rural

Sadio, Rodolfo Bonança
Fonte: Instituto Politécnico de Lisboa Publicador: Instituto Politécnico de Lisboa
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em /12/2014 POR
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O presente projeto baseia-se na apresentação de uma solução de um sistema de climatização projetado para um edifício de hotelaria situado em Oliveira de Azeméis. Este edifício já possui um sistema de climatização no entanto o objetivo principal deste trabalho será comprar a solução proposta com a solução implementada tendo como foco o conforto térmico a preforma-se energética e a possibilidade de exploração e manutenção, visto trata – se de uma unidade hoteleira. No decorrer do trabalho foi necessário adquirir alguns conhecimentos nas diferentes etapas de um projeto de climatização, como a necessidade de realizar uma simulação dinâmica de cargas térmicas de aquecimento e arrefecimento, a especificação dos equipamentos a aplicar bem como o dimensionamento de redes hidráulicas e aeráulicas. O desenvolvimento deste projeto foi motivado pelo gosto da área de climatização e pela curiosidade de saber mais sobre as opções existentes no mercado. No enanto, devido à massificação dos sistemas de climatização, as ofertas de mercado são variadas e distintas, não sendo óbvia nem a apropriado às diferentes soluções das diferentes condições de utilização nem a relação custo benefício de cada uma delas. Tendo em conta os fatores expostos...

Análise das condições de utilização de permutadores de calor de modo a serem economicamente rentáveis

Coimbra, Rúben Dias
Fonte: Instituto Politécnico de Lisboa Publicador: Instituto Politécnico de Lisboa
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em /01/2015 POR
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Neste trabalho pretende-se abordar alguns assuntos referentes à utilização de permutadores de calor em sistemas AVAC. Uma vez que os sistemas AVAC tratam o ar ambiente para depois o insuflar nos espaços climatizados, é importante abordar alguns componentes de psicrometria, como as propriedades psicrométricas e o diagrama psicrométrico. Posteriormente aborda-se a teoria dos permutadores de calor e apresenta -se os tipos mais utilizados em AVAC. A parte mais importante do trabalho consiste na criação de um algoritmo em Excel que permite, através da inserção de alguns dados, calcular a poupança anual obtida com a implementação de permutadores de calor e o tempo de amortização do investimento feito na aquisição do equipamento. Considerando o perfil de temperaturas horárias anuais de três cidades portuguesas (Bragança, Beja e Peniche), são feitos estudos,através do algoritmo, que permitem tirar algumas conclusões sobre a rentabilidade da utilização de PC em Portugal Continental. Finalmente, aborda-se um processo que possibilita uma melhoria da permuta de calor entre os caudais de ar presentes no PC e realiza-se um estudo para perceber qual o aumento da poupança anual com a aplicação do mesmo.; This work intends to address some issues concerning the use of heat exchangers in HVAC systems. It’s important to talk about psychrometric components like psychrometric properties and psychrometric chart once that the HVAC systems treat the dry air to inflate in the air-conditioning spaces. Later discusses the theory and the types of heat exchangers more used in HVAC. The most important part of this work consists in the creation of an algorithm in Excelthat allows...

Characterization and Control of the Microbial Community Affiliated with Copper or Aluminum Heat Exchangers of HVAC Systems

Schmidt, Michael G.; Attaway, Hubert H.; Terzieva, Silva; Marshall, Anna; Steed, Lisa L.; Salzberg, Deborah; Hamoodi, Hameed A.; Khan, Jamil A.; Feigley, Charles E.; Michels, Harold. T.
Fonte: Springer-Verlag Publicador: Springer-Verlag
Tipo: Artigo de Revista Científica
EN
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Microbial growth in heating ventilation and air-conditioning (HVAC) systems with the subsequent contamination of indoor air is of increasing concern. Microbes and the subsequent biofilms grow easily within heat exchangers. A comparative study where heat exchangers fabricated from antimicrobial copper were evaluated for their ability to limit microbial growth was conducted using a full-scale HVAC system under conditions of normal flow rates using single-pass outside air. Resident bacterial and fungal populations were quantitatively assessed by removing triplicate sets of coupons from each exchanger commencing the fourth week after their installation for the next 30 weeks. The intrinsic biofilm associated with each coupon was extracted and characterized using selective and differential media. The predominant organisms isolated from aluminum exchangers were species of Methylobacterium of which at least three colony morphologies and 11 distinct PFGE patterns we found; of the few bacteria isolated from the copper exchangers, the majority were species of Bacillus. The concentrations and type of bacteria recovered from the control, aluminum, exchangers were found to be dependent on the type of plating media used and were 11,411–47,257 CFU cm−2 per coupon surface. The concentration of fungi was found to average 378 CFU cm−2. Significantly lower concentrations of bacteria...

Analysis of life cycle cost methods for heating, ventilation, and air conditioning systems in hospitals

Krus, Christopher James
Fonte: Austin, Texas, University of Texas at Austin Publicador: Austin, Texas, University of Texas at Austin
Tipo: Tese de Doutorado
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CIVINS; The purpose of this research was to evaluate the current body of knowledge relating to life cycle costing of heating, ventilation and air conditioning systems (HVAC) systems in hospitals. Life cycle cost (LCC) is the total cost of procuring, designing, owning, operating, maintaining, and disposing of a building over its useful life (including its fuel and water, energy, labor, and replacement components), determined on the basis of a systematic evaluation and comparison. Both government and private hospitals were studied. Hospitals have several characteristics that made them useful to consider. They are: typically owned by either goverments or large corporations, regulated as a class, not solely driven by profitability or return on investment, financed over the long-term by bonding or taxes, expected to have long service lives, not likely to change building use and functions over time, often procured through processes open to public scrutiny, and operated by decision makers who are not facilities specialists. Evaluation of life cycle costs is important because the true costs of ownership of a facility are much larger than the initial construction cost investment. Initial cost is typically the subject of intense scrutiny during design and planning and HVAC systems represent significant portions of the initial cost of a facility and consequently involve significant design choices and trade-offs.

Sistema de climatização para um edifício da Rede de Energia Nacional

Silva, Rui Filipe Dias Seixas da
Fonte: Instituto Politécnico de Lisboa Publicador: Instituto Politécnico de Lisboa
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em /03/2015 POR
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Este trabalho foi realizado no âmbito de um projeto realizado na empresa Espaço Energia – Gabinete de Estudos e de Projectos, Lda. O principal objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um projeto de AVAC de um edifício multifuncional, uma vez que a tipologia do edifício era bastante abrangente. O edifício em estudo foi um edifício da Rede de Energia Nacional (REN) que será reconvertido e reabilitado, de maneira a albergar um “Centro de Despacho, Data Center, Centro de Investigação e Desenvolvimento e de um Núcleo Museológico”. Para a realização deste projeto, os objetivos foram a determinação de cargas térmicas a tratar em cada espaço com recurso a simulações efetuadas no programa Carrier Hourly Analysis Program (HAP), dimensionamento e definição dos traçados das redes aeráulicas e hidráulicas, assim como esquemas de princípio da instalação e seleção dos sistemas mais adequados. A climatização e ventilação do edifício será realizada através de ventiloconvetores (VC’s) que efetuarão a correção de temperatura localmente, três unidades de tratamento de ar (UTA’s) e seis unidades de tratamento de ar novo (UTAN’s), com potências de arrefecimento compreendidas entre 0...

Planeamento e controlo da instalação e manutenção de sistemas AVAC

Oliveira, Eduardo Filipe Gomes
Fonte: Instituto Politécnico do Porto. Instituto Superior de Engenharia do Porto Publicador: Instituto Politécnico do Porto. Instituto Superior de Engenharia do Porto
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em //2013 POR
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Atualmente a elaboração de plano de trabalhos (utilizando a ferramenta Microsoft Project) é prática corrente em muitas empresas, como são o caso das empresas de construção civil, como meio de auxílio para o estabelecimento de prazos e articulação com as diversas subempreitadas que uma qualquer obra tem ao longo da sua execução. O presente trabalho visa demonstrar a importância da elaboração de um plano de trabalhos para o planeamento e controlo de uma instalação de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (AVAC). Recorrendo ao uso do software Microsoft Project foi elaborado um modelo de planeamento e controlo, utilizando dados reais, para o planeamento e controlo de uma instalação de AVAC. Foi ainda elaborado, através do Microsoft Excel, um plano anual de manutenções preventivas para os contratos de manutenção em vigor. No final, são indicadas as principais conclusões e as vantagens da utilização deste modelo na obtenção de melhores resultados no cumprimento de prazos e redução de custos com o pessoal afeto à empresa. São ainda perspetivados futuros desenvolvimentos utilizando essa ferramenta. Com o modelo criado, a empresa tem meios para planear e controlar uma série de parâmetros, como os prazos de entrega dos equipamentos a instalar...

Detection and diagnosis of faults and energy monitoring of HVAC systems with least-intrusive power analysis; Detection and diagnosis of faults and energy monitoring of heating, ventilating and air conditioning systems with least-intrusive power analysis

Luo, Dong, 1966-
Fonte: Massachusetts Institute of Technology Publicador: Massachusetts Institute of Technology
Tipo: Tese de Doutorado Formato: 188 p.; 16683432 bytes; 16683190 bytes; application/pdf; application/pdf
ENG
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26.86%
Faults indicate degradation or sudden failure of equipment in a system. Widely existing in heating, ventilating, and air conditioning (HVAC) systems, faults always lead to inefficient energy consumption, undesirable indoor air conditions, and even damage to the mechanical components. Continuous monitoring of the system and analysis of faults and their major effects are therefore crucial to identifying the faults at the early stage and making decisions for repair. This requires the method of fault detection and diagnosis (FDD) not only to be sensitive and reliable but also to cause minimal interruption to the system's operation at low cost. However, based on additional sensors for the specific information of each component or black-box modeling, current work of fault detection and diagnosis introduces too much interruption to the system's normal operation associated with sensor installation at unacceptable cost or requires a long time of parameter training. To solve these problems, this thesis first defines and makes major innovations to a change detection algorithm, the generalized likelihood ratio (GLR), to extract useful information from the system's total power data. Then in order to improve the quality of detection and simplify the training of the power models...

Smart HVAC Control in IoT: Energy Consumption Minimization with User Comfort Constraints

Serra, Jordi; Pubill, David; Antonopoulos, Angelos; Verikoukis, Christos
Fonte: Hindawi Publishing Corporation Publicador: Hindawi Publishing Corporation
Tipo: Artigo de Revista Científica
EN
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26.6%
Smart grid is one of the main applications of the Internet of Things (IoT) paradigm. Within this context, this paper addresses the efficient energy consumption management of heating, ventilation, and air conditioning (HVAC) systems in smart grids with variable energy price. To that end, first, we propose an energy scheduling method that minimizes the energy consumption cost for a particular time interval, taking into account the energy price and a set of comfort constraints, that is, a range of temperatures according to user's preferences for a given room. Then, we propose an energy scheduler where the user may select to relax the temperature constraints to save more energy. Moreover, thanks to the IoT paradigm, the user may interact remotely with the HVAC control system. In particular, the user may decide remotely the temperature of comfort, while the temperature and energy consumption information is sent through Internet and displayed at the end user's device. The proposed algorithms have been implemented in a real testbed, highlighting the potential gains that can be achieved in terms of both energy and cost.

Towards Energy Efficiency: Forecasting Indoor Temperature via Multivariate Analysis

Zamora-Martinez, Francisco; Romeu, Pablo; Botella-Rocamora, Paloma; Pardo, Juan
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
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The small medium large system (SMLSystem) is a house built at the Universidad CEU Cardenal Herrera (CEU-UCH) for participation in the Solar Decathlon 2013 competition. Several technologies have been integrated to reduce power consumption. One of these is a forecasting system based on artificial neural networks (ANNs), which is able to predict indoor temperature in the near future using captured data by a complex monitoring system as the input. A study of the impact on forecasting performance of different covariate combinations is presented in this paper. Additionally, a comparison of ANNs with the standard statistical forecasting methods is shown. The research in this paper has been focused on forecasting the indoor temperature of a house, as it is directly related to HVAC---heating, ventilation and air conditioning---system consumption. HVAC systems at the SMLSystem house represent 53.9% of the overall power consumption. The energy used to maintain temperature was measured to be 30--38.9% of the energy needed to lower it. Hence, these forecasting measures allow the house to adapt itself to future temperature conditions by using home automation in an energy-efficient manner. Experimental results show a high forecasting accuracy and therefore...

Quantitative Methods for Comparing Different HVAC Control Schemes

Aswani, Anil; Master, Neal; Taneja, Jay; Krioukov, Andrew; Culler, David; Tomlin, Claire
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 25/04/2012
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26.6%
Experimentally comparing the energy usage and comfort characteristics of different controllers in heating, ventilation, and air-conditioning (HVAC) systems is difficult because variations in weather and occupancy conditions preclude the possibility of establishing equivalent experimental conditions across the order of hours, days, and weeks. This paper is concerned with defining quantitative metrics of energy usage and occupant comfort, which can be computed and compared in a rigorous manner that is capable of determining whether differences between controllers are statistically significant in the presence of such environmental fluctuations. Experimental case studies are presented that compare two alternative controllers (a schedule controller and a hybrid system learning-based model predictive controller) to the default controller in a building-wide HVAC system. Lastly, we discuss how our proposed methodology may also be able to quantify the efficiency of other building automation systems.

Zoned HVAC Control via PDE-Constrained Optimization

He, Runxin; Gonzalez, Humberto
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
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Efficiency, comfort, and convenience are three major aspects in the design of control systems for residential Heating, Ventilation, and Air Conditioning (HVAC) units. In this paper we propose an optimization-based algorithm for HVAC control that minimizes the energy consumption while maintains a desired temperature in a room. Our algorithm uses a Computer Fluid Dynamics model, mathematically formulated using Partial Differential Equations (PDEs), to describe the interactions between temperature, pressure, and air flow. Our model allow us to naturally formulate problems such as controlling the temperature of a small region of interest within a room, or to control the speed of the air flow at the vents, which are hard to describe using finite-dimensional ODE models. Our results show that our algorithm produces significant energy savings without a decrease in comfort.

HVACMeter: Apportionment of HVAC Power to Thermal Zones and Air Handler Units

Koh, Jason; Balaji, Bharathan; Gupta, Rajesh; Agarwal, Yuvraj
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 17/09/2015
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Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) systems consume almost half of the total energy use of commercial buildings. To optimize HVAC energy usage, it is important to understand the energy consumption of individual HVAC components at fine granularities. However, buildings typically only have aggregate building level power and thermal meters. We present HVACMeter, a system which leverages existing sensors in commercial HVAC systems to estimate the energy consumed by individual components of the HVAC system, as well by each thermal zone in buildings. HVACMeter can be generalized to any HVAC system as it uses the basic understanding of HVAC operation, heat transfer equations, and historical sensor data to estimate energy. We deploy HVACMeter to three buildings on our campus, to identify the set of sensors that are important for accurately disaggregating energy use at the level of each Air Handler Unit and each thermal zone within these buildings. HVACMeter power estimations have on an average 44.5 % less RMSE than that of mean power estimates. Furthermore, we highlight the usefulness of HVACMeter energy estimation model for a building fault detection application by quantifying the amount of energy that can be saved by fixing particular faults.

SEED: Public Energy and Environment Dataset for Optimizing HVAC Operation in Subway Stations

Wang, Yongcai; Feng, Haoran; Qi, Xiao
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 09/12/2013
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For sustainability and energy saving, the problem to optimize the control of heating, ventilating, and air-conditioning (HVAC) systems has attracted great attentions, but analyzing the signatures of thermal environments and HVAC systems and the evaluation of the optimization policies has encountered inefficiency and inconvenient problems due to the lack of public dataset. In this paper, we present the Subway station Energy and Environment Dataset (SEED), which was collected from a line of Beijing subway stations, providing minute-resolution data regarding the environment dynamics (temperature, humidity, CO2, etc.) working states and energy consumptions of the HVAC systems (ventilators, refrigerators, pumps), and hour-resolution data of passenger flows. We describe the sensor deployments and the HVAC systems for data collection and for environment control, and also present initial investigation for the energy disaggregation of HVAC system, the signatures of the thermal load, cooling supply, and the passenger flow using the dataset.; Comment: 5 pages, 14 figures

Energy-Efficient Building HVAC Control Using Hybrid System LBMPC

Aswani, Anil; Master, Neal; Taneja, Jay; Krioukov, Andrew; Culler, David; Tomlin, Claire
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 20/04/2012
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Improving the energy-efficiency of heating, ventilation, and air-conditioning (HVAC) systems has the potential to realize large economic and societal benefits. This paper concerns the system identification of a hybrid system model of a building-wide HVAC system and its subsequent control using a hybrid system formulation of learning-based model predictive control (LBMPC). Here, the learning refers to model updates to the hybrid system model that incorporate the heating effects due to occupancy, solar effects, outside air temperature (OAT), and equipment, in addition to integrator dynamics inherently present in low-level control. Though we make significant modeling simplifications, our corresponding controller that uses this model is able to experimentally achieve a large reduction in energy usage without any degradations in occupant comfort. It is in this way that we justify the modeling simplifications that we have made. We conclude by presenting results from experiments on our building HVAC testbed, which show an average of 1.5MWh of energy savings per day (p = 0.002) with a 95% confidence interval of 1.0MWh to 2.1MWh of energy savings.

Heating, ventilation and air conditioning engineering and design

Kuegler, Kurt
Fonte: Rochester Instituto de Tecnologia Publicador: Rochester Instituto de Tecnologia
Tipo: Tese de Doutorado
EN_US
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The object of this Design Project was to learn and demonstrate the engineering and design of Heating, Ventilation and Air Conditioning systems. This was done in two parts. The first part was the design project. The design project consisted of designing the heating, ventilation and air-conditioning systems for a three story office building. The second part discusses the theoretical aspects of heating, ventilation and air-conditioning systems which are used in the design project.