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Calibration of building thermal models using an optimal control approach

Authors :
Alexandre Nassiopoulos
Frédéric Bourquin
Raphaël Kuate
Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S)
Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS)
PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
Structure et Instrumentation Intégrée (IFSTTAR/COSYS/SII)
Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)
PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)
Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France
Source :
Energy and Buildings, Energy and Buildings, Elsevier, 2014, 76, pp 81-91. ⟨10.1016/j.enbuild.2014.02.052⟩, Energy and Buildings, 2014, 76, pp 81-91. ⟨10.1016/j.enbuild.2014.02.052⟩
Publication Year :
2014
Publisher :
HAL CCSD, 2014.

Abstract

International audience; The prediction of a building's thermal behaviour within a short time horizon is necessary in many energy management applications. A numerical model can serve this purpose provided a good accuracy is obtained through a suitable calibration procedure. The paper deals with a model calibration procedure based on short-time on-site and weather measurements. It builds upon optimal control theory: an adjoint model is introduced to derive the gradient of a least squares cost function at a low computational cost. Two problems are solved. The first one is a non-linear model training problem. It consists in identifying the main influencing parameters of the system of partial differential equations that form the tendency model. The second problem is a linear identification problem that consists in identifying the unknown internal gains. This second problem can be solved in real-time in a continuous monitoring process. Both problems are solved within the same framework and same tools, illustrating the efficiency of the optimal control tools in this context. We give simulation results that show the performance of the calibration procedure under uncertainties on input parameters.

Details

Language :
English
ISSN :
03787788
Database :
OpenAIRE
Journal :
Energy and Buildings, Energy and Buildings, Elsevier, 2014, 76, pp 81-91. ⟨10.1016/j.enbuild.2014.02.052⟩, Energy and Buildings, 2014, 76, pp 81-91. ⟨10.1016/j.enbuild.2014.02.052⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....593fcb6c252f7d8f0ca4bd50210c0cd8
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2014.02.052⟩