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Klimatechnik-Betriebsoptimierung mittels maschinellem Lernen
BMWi Euronorm Innokom
01/2019–05/2021
Dr.-Ing. Thomas Oppelt
+49-351-4081-5321
in Bearbeitung
Klimasysteme intelligent regeln – hoher Komfort bei niedrigem Energiebedarf
Motivation
Die Energieeffizienz vieler klimatechnischer Systeme bleibt im Betrieb deutlich unterhalb des bei der Planung prognostizierten Wertes. Eine Ursache dafür ist, dass insbesondere komplexe Systeme mit mehreren Erzeugern, Speichern und Abnahmestellen häufig nicht optimal betrieben werden.
Ziel des Projekts
Entwicklung eines Betriebsoptimierungs-Tools für klimatechnische Systeme unter Verwendung von Methoden des maschinellen Lernens (ML) und Daten aus dem digitalen Gebäudemodell (Building Information Model, BIM):
- Optimierungsziel: hohe Energieeffizienz bei gleichzeitig hoher Nutzerzufriedenheit
- Einsparung von Betriebskosten, Energie und Kohlendioxidemissionen durch Effizienzsteigerung
- fortlaufende selbstständige Verbesserung des ML-Algorithmus durch Lernen aus neuen Messdaten mit autoadaptiver Reaktion auf sich ändernde Bedingungen (Gebäude, Anlage, Nutzung, Smart-Meter für Echtzeitabrechnung von Energie und Medien, etc.)
Lösungsansatz
- Abbildung des thermisch-energetischen Verhaltens des realen Systems im Maschinen-Lern-System, Anlernen mittels BIM- und Messdaten sowie anhand eines digitalen Zwillings des Realsystems
- Nutzung von ML-Methoden zur Prognose von Lasten (Wetter, Nutzungsverhalten)
- automatische Klassifikation von Nutzungsszenarien, Fehlerdetektion
- Integration verfügbarer Tools zur effizienten Raumströmungssimulation sowie zur Energiebedarfsberechnung
- Co-Validierung von Optimierungstool, experimentellen Untersuchungen und digitalem Zwilling
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