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CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
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Real-time optimal control of the CO2 heat pump system for residential use

Description du projet

Faciliter l’utilisation des systèmes énergétiques des bâtiments

L’UE abandonne progressivement les combustibles fossiles et s’ouvre à un avenir plus vert avec des plans pour des maisons à consommation d’énergie quasi nulle. Les pompes à chaleur au CO2 joueront un rôle clé dans l’avenir décarboné des systèmes de chauffage des bâtiments. Le projet ROCOCO2HP, financé par l’UE, cherchera à accroître l’efficacité de ces systèmes. Il développe un contrôle optimal efficace en temps réel (RTOC pour real-time optimal control) de la pompe à chaleur au CO2 dans le cadre d’un système d’approvisionnement énergétique du bâtiment. Le projet combinera l’expertise scientifique sur les RTOC dans des conditions expérimentales avancées avec la pompe à chaleur au CO2 pour le chauffage résidentiel au laboratoire hôte. Des méthodes d’apprentissage automatique seront utilisées pour développer le modèle de système non linéaire. Les résultats de ce projet apporteront de nouvelles connaissances et théories pour développer de nouveaux RTOC, qui sont actuellement soumis à une grande charge de calcul qui, à son tour, les rend difficiles à utiliser avec de véritables systèmes énergétiques de bâtiment.

Objectif

The aim of this project is to develop efficient real-time optimal control (RTOC) for the carbon dioxide (CO2) heat pump as a part of a building energy supply system and validate its reliability experimentally. This is necessary to increase the system efficiency. For a high system efficiency with CO2 heat pumps for heating purpose, a low water return temperature from building heating systems is crucially important. However, this is still difficult to achieve due to well-established heating solutions and control strategies that are not suitable for CO2 heat pumps. CO2 is considered as one natural refrigerant, which has the merit of nonflammability, non-toxicity, and low price when compared with traditional refrigerants. Current well-functioning control methods are developed for heat pumps based on HFCs. Current RTOCs have the disadvantage of large computational load, which makes them difficult to operate with real building energy systems. Furthermore, experimental validations for the developed RTOC cannot be conducted due to lack of advanced experimental conditions. A reliable and experimental-validated RTOC for CO2 heat pump systems is urgently needed. This project will be developed by combining my scientific expertise on RTOCs with advanced experimental conditions with the CO2 heat pump for residential heating use at the host laboratory. Model-based predictive control (MPC) will be used to develop the RTOC. Machine learning methods will be used to develop the non-linear system model. Further, the RTOC with multiplexed optimization strategy (MOS) will be implemented in simulation environment. After the reliability of the developed RTOC in simulation environment is validated, the RTOC will be tested in experimental conditions. Finally, the reliability of the developed RTOC will be validated in experimental conditions. This project will bring new knowledge and theories to develop the RTOC for CO2 heat pump systems and will help me become an independent researcher.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2019

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Coordinateur

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET NTNU
Contribution nette de l'UE
€ 202 158,72
Coût total
€ 202 158,72