PristupačnostEnergetski učinkovito upravljanje zgradama
Prikazani su podaci za akademsku godinu: 2023./2024.
Laboratorijske vježbe
Opis predmeta
Potrošnja energije u sektoru zgradarstva čini 40% ukupno potrošene energije u svijetu, a pritom zgrade oko 50% energije troše na osiguranje odgovarajućih klimatskih uvjeta u njima. Kako proces dekarbonizacije energetskog sustava zahtijeva da i potrošnja energije postane u čim većoj mjeri upravljivom i predvidivom, upravljanje potrošnjom energije u zgradama, posebice prediktivno upravljanje, postaje sve važnije. Kako bi se studente uvelo u problematiku energetski učinkovitog i prediktivnog upravljanja u zgradama, na predmetu se obrađuju sljedeće cjeline. Struktura sustava zgrade vezanih uz komfor. Relevantni elementi zgrada vezani uz upravljanje komforom te njihovi modeli: sobe odnosno zone s obzirom na varijable koje određuju klimatski komfor -- temperaturu, koncentraciju CO2 i vlažnost; aktuatori u zonama – ventilokonvektori, radijatori, površinsko grijanje/hlađenje, ventilacijske jedinice; jedinice za pripremu i distribuciju medija za grijanje odnosno hlađenje – toplinske crpke, izmjenjivači topline, toplinski spremnici i klima komore. Integracija tokova toplinske energije uslijed upravljanja klimatskim komforom s tokovima električne energije u zgradi, uz kratki pregled sustava za proizvodnju/pohranu/potrošnju električne energije u zgradama povezanih u mikromrežu zgrade. Jednostavne strategije za energetski i troškovno učinkovito upravljanje klimatskim komforom u zgradama na različitim razinama upravljanja -- zone, središnja priprema medija za grijanje/hlađenje, mikromreža zgrade. Koncept prediktivnog upravljanja na različitim razinama upravljanja u zgradama te osnovne procedure matematičkog programiranja na kojima se temelji.
Studijski programi
Sveučilišni diplomski
Izborni predmeti (2. semestar)[FER3-HR] Automatika i robotika - profil
Izborni predmeti
(2. semestar)
Izborni predmeti profila
(2. semestar)
[FER3-HR] Elektroenergetika - profil
Izborni predmeti
(2. semestar)
Izborni predmeti
(2. semestar)
[FER3-HR] Elektronika - profil
Izborni predmeti
(2. semestar)
Izborni predmeti
(2. semestar)
Izborni predmeti profila
(2. semestar)
Izborni predmeti
(2. semestar)
Izborni predmeti
(2. semestar)
Izborni predmeti
(2. semestar)
[FER3-HR] Računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti
(2. semestar)
Izborni predmeti
(2. semestar)
[FER3-HR] Računarska znanost - profil
Izborni predmeti
(2. semestar)
[FER3-HR] Znanost o mrežama - profil
Izborni predmeti
(2. semestar)
[FER3-HR] Znanost o podacima - profil
Izborni predmeti
(2. semestar)
Ishodi učenja
- Rezimirati strukturu sustava za osiguranje klimatskog komfora u zgradama
- Objasniti prilike i izazove kod upravljanja klimom u zgradama
- Koristiti matematičke modele komponenata sustava za osiguranje klimatskog komfora za analizu rada zgrade i dizajn sustava upravljanja
- Raščlaniti rad zgrade kroz razinu zona, razinu pripreme medija za grijanje/hlađenje i razinu mikromreže
- Objasniti način primjene prediktivnog upravljanja uz korištenje matematičkog programiranja kroz sve tri razine u zgradi: zone, priprema medija za grijanje/hlađenje i mikromreža zgrade
Oblici nastave
Predavanja
Predavanja će se održavati svaki tjedan u učionici u trajanju od 2 školska sata.
LaboratorijLaboratorijske vježbe će se održavati u ciklusima nakon obrađene cjeline.
Način ocjenjivanja
| Kontinuirana nastava | Ispitni rok | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Vrsta provjere | Prag | Udio u ocjeni | Prag | Udio u ocjeni | ||
| Laboratorijske vježbe | 0 % | 30 % | 0 % | 35 % | ||
| Međuispit: Pismeni | 45 % | 35 % | 0 % | |||
| Završni ispit: Pismeni | 45 % | 35 % | ||||
| Ispit: Pismeni | 0 % | 50 % | ||||
| Ispit: Usmeni | 15 % | |||||
Tjedni plan nastave
- Primjer sustava automatizacije u zgradi (SAUZ) s naprednim upravljanjem koje kombinira umjetnu inteligenciju i strojno učenje.
- Fizikalne veličine u sustavima grijanja, hlađenja i ventilacije. Zakoni rasprostiranja topline i njihova formulacija za zgrade.
- Dinamički modeli temperature elemenata zgrade. Efekti vanjske temperature i Sunčevog ozračenja.
- Modeliranje aktuatora za postizanje komfora u zonama zgrade.
- Modeliranje aktuatora za postizanje komfora u zonama zgrade. Modeliranje elemenata za pripremu medija za grijanje, hlađenje i ventilaciju u zgradama.
- Standardno upravljanje u sustavima automatizacije u zgradi (SAUZ). Klase SAUZ.
- Standardno upravljanje u sustavima automatizacije u zgradi (SAUZ). Klase SAUZ. Elaboracija primjera za laboratorijsku vježbu iz standardnog upravljanja.
- Međuispit
- Prediktivno upravljanje u sustavima automatizacije u zgradi. Općeniti pristup kod sekvencijalnog linearnog programiranja.
- Prediktivno upravljanje u sustavima automatizacije u zgradi -- formulacija linearnog programa za održavanje temperaturnog komfora u zonama s ventilokonvektorima.
- Prediktivno upravljanje u sustavima automatizacije u zgradi -- formulacija linearnog programa za održavanje temperaturnog komfora u zonama s ventilokonvektorima. Optimizacija troška vezanog uz električnu energiju. Odziv potrošnje.
- Elaboracija primjera za laboratorijsku vježbu iz prediktivnog upravljanja.
- Elaboracija primjera za laboratorijsku vježbu iz prediktivnog upravljanja.
- Elaboracija primjera za laboratorijsku vježbu iz prediktivnog upravljanja.
- Završni ispit
Literatura
Sofia-Natalia Boemi, Olatz Irulegi, Mattheos Santamouris (2015.), Energy Performance of Buildings, Springer
John H Lienhard (2019.), A Heat Transfer Textbook, Courier Dover Publications
John T. Wen, Sandipan Mishra (2017.), Intelligent Building Control Systems, Springer
Ye Yao, Yuebin Yu (2016.), Modeling and Control in Air-conditioning Systems, Springer
N. Perić, I. Petrović, M. Vašak (2013.), Procesna automatizacija. Skripta, FER
Za studente
Izvedba
ID 222502
Ljetni semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
19 Predavanja
0 Seminar
0 Auditorne vježbe
12 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe
Ocjenjivanje
87.5 izvrstan
75 vrlo dobar
62.5 dobar
50 dovoljan