Optimal control of a heating ventilation and air-conditioning system with ice-storage vessel in a commercial building

Abstract

Current research indicates that optimal control methods can be used to control heating ventilation and air-conditioning (HVAC) systems with ice-storage tanks installed in commercial buildings that employ a time-of-use billing structure. An optimal control model for the cooling cycle of the HVAC system with an ice-storage tank for a commercial building is proposed. This nonlinear optimisation problem can be solved by existing software packages. The results are compared with the existing conventional control strategy employed on the HVAC system under consideration. It is shown that the optimal control of the ice storage can realise a greater energy and demand cost saving compared to the conventional control strategy for different billing periods. The research will present a comparative benchmark for other thermal energy storage systems installed in commercial buildings.

Huidige navorsing wys dat optimale beheermetodes aangewend kan word vir die beheer van n verhitting-, ventilasie- en lugversorgingstelsel met ysstoor, wat geïnstalleer is in n kommersiële gebou en waar die energieverbruik gemeet word volgens n tyd-van-verbruikelektrisiteittariefstruktuur. n Optimale beheermodel vir die verkoelingslassiklus van die lugversorgingstelsel met ysstoor in n kommersiële gebou word voorgestel. Die nie-liniêre optimaliseringprobleem kan deur middel van bestaande sagteware opgelos word. Die resultate van die model word vergelyk met die huidige konvensionele beheerstrategie wat toegepas word op die geëvalueerde lugversorgingstelsel. Daar word aangetoon dat optimale beheer groter aanvraag- en energiekostebesparing sal bewerkstellig in vergelyking met die konvensionele beheerstelsel vir die verskillende faktuur periodes. Die navorsing sal n vergelykende maatstaf bied vir soortgelyke stelsels met ysstore wat geïnstalleer is in kommersiële geboue en die verwagte kostebesparings.