På uppdrag av JAADAB AB har en undersökning huruvida prognosstyrning kan användas för att effektivt reglera värme i en byggnad samt spara energi och ge jämnare innetemperatur genom att använda SMHIs öppna API. I uppdraget ingick även att skapa en modell för att kunna implementera detta i en befintlig byggnad med okända där exakt kännedom om byggandens konstruktion och egenskaper saknas. Arbetet inleddes med en teoristudie gällande byggnadens värmeöverföring samt hur vädret påverkar detta samt där det framgår att byggnaden kan tillgodogöra sig tillförd energi från solinstrålning samt att vind leder till ökade förluster via transmission, ventilation samt läckage. En studie gjordes även gällande prognosstyrning som ledde fram till en väderkompenserad ekvivalent temperatur. Modellen skapades sedan först teoretiskt innan den programmerades med ett koncept där byggnaden beskrivs via parametrar gällande utformning och material där bedömningar kan göras i de fall där exakt kunskap saknas. Modellen använde sedan dessa parametrar och SMHIs API för beräkningar gällande byggandens värmebalans under de nästkommande två dygnen och ta fram en ekvivalent temperatur som ersätter utetemperaturen som ingående temperatur till styrsystemet. Beräkningar gällande vind finns förberedda men är inte inkluderade då inget tillräckligt pålitligt samband mellan vindhastighet och förluster kunde fastställas innan simuleringsstart. Modellen simulerades för en lätt och en tung byggnadskonstruktion via en DUC där utetemperaturen given av SMHI samt den ekvivalenta temperaturen loggades under fyra dygn. Resultatet av simuleringen visade att medeltemperaturen var högre i båda fallen för den ekvivalenta temperaturen. Gällande den tunga byggnadskonstruktionen var topptemperaturen lägre och bottentemperaturen högre för den ekvivalenta temperaturen. Gällande den lätta byggnadskonstruktionen var både topp och bottentemperaturen lägre för den ekvivalenta temperaturen. Arbetet visar tecken på att energibesparingar kan göras men kan inte fastställa att detta kan göras på lång sikt på grund av den korta testperioden som medför att ett begränsat antal förhållanden testats. Förbättringsförslag finns lämnade via mera komplexa beräkningar gällande byggnadens värmeöverföring och påverkan av närmiljö samt flera och längre simuleringar. Förslag på framtida arbeten har lämnats gällande slutförande av vindberäkningar, ytterligare simuleringar, test på verklig byggnad och adderandet av en självlärande loop. / On behalf of JAADAB AB, a study has been conducted on whether forecast control can be used to effectively regulate heat in a building to save energy and provide a more even indoor temperature by using SMHI's open API. The assignment also included creating a model to be able to implement this in an existing building where details regarding the construction and properties of the building are unknown. The work began with a theoretical study regarding the building's heat transfer and how the weather affects the heat transfer where it appears that the building can utilize the supplied energy from solar radiation and that wind leads to increased losses via transmission, ventilation and leakage. A study was also done regarding forecast control which led to a weather-compensated equivalent temperature. The model was then first created theoretically before it was programmed with a concept where the building is described via parameters regarding design and materials where assessments can be made in cases where exact knowledge of the values is lacking. The model then used the submitted parameters and SMHI's API for calculations regarding the construction's heat balance during the next two days to produce an equivalent temperature that replaces the outdoor temperature as the input temperature to the control system. Calculations regarding wind are prepared but are not included as no sufficiently reliable connection between wind speed and losses could be established before the start of the simulation. The model was simulated for a light and a heavy building construction via the use of a DUC where the outdoor temperature was given by SMHI and the equivalent temperature were logged for four days. The result of the simulation showed that the average temperature was higher in both cases for the equivalent temperature. Regarding the heavy building construction, the highest temperature was lower and the bottom temperature higher for the equivalent temperature. Regarding the lightweight building construction, both the top and bottom temperatures were lower for the equivalent temperature. The work shows signs that energy savings can be made but it cannot be established that this can be done in the long term due to the short test period which means that a limited number of conditions have been tested. Suggestions for improvement have been submitted via more complex calculations regarding the building's heat transfer and impact on the local environment around the building as well as several further simulations with over more extended periods of time. Suggestions for future work have been submitted regarding the completion of wind calculations, additional simulations, tests on real building and the addition of a self-learning loop.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:miun-44620 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Strömberg, Daniel |
| Publisher | Mittuniversitetet, Institutionen för elektronikkonstruktion |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0017 seconds