| Summary: | Building heating is one of the most important sources of energy consumption. GroundSource Heat Pumps (GSHP) are efficient heating systems, particularly popular in the Nordiccountries. However, the GSHPs available for the consumer market today typically only utilizebasic control schemes that are relatively inflexible. More advanced strategies such as ModelPredictive Control (MPC) appear as a promising approach to improve comfort while reducingconsumption. The present thesis considers a typical user case of a single family house heatedby a ground source heat pump willing to reduce its environmental impact. We design a MPCcontroller to be used on top of the existing heat pump system and with almost no additionalhardware needed. Specific attention is dedicated to the system’s efficiency in order to reflectthe real working performances of a ground source heat pump. The controller is evaluated insimulation on different scenarios using an identified model of a single family house. The resultsshow the MPC strategy becomes most beneficial when including time varying prices or reducedcomfort during certain hours of the day. When both are conjugated the economic savings areup to 8% despite the loss of efficiency of the heat pump. The controller was implemented andtested on a real system with promising results. === Uppvärmning av byggnader är en av samhällets största energiförbrukare. I Norden användsofta bergvärmepumpar som ett effektivt alternativ för uppvärmning. De flesta bergvärmepumparstyrs av väldigt enkla algoritmer. Model Predictive Control (MPC) är en lovande metodför att ta hänsyn till både inomhustemperatur och energiförbrukning, speciellt om man hartillgång till en väderprognos. Denna rapport studerar hur ett typiskt enfamiljshus kan minskasin energiåtgång och miljöpåverkan. Ansatsen är att lägga till ett yttre reglersystem till bergvärmepumpen.Speciell vikt läggs vid modellering av bergvärmepumpens effektivitet. Olikascenarion jämförs, bland annat att ta hänsyn till elprisets variation över dygnet med hjälpav ekonomisk MPC. Simuleringar visar att användning av MPC är mest fördelaktig i det fallbåde elpriset och krav på innetemperatur varierar över dygnet. I sådana fall kan energikostnadenminska med upp till 8%, trots att bergvärmepumpen stundtals arbetar i ett ogynnsamtdriftläge. Ett verkligt system har använts för systemidentifiering och experiment med en MPCregulator.
|
|---|
