Розробка системи проактивного менеджменту житлових будівель на основі смарт-обладнання

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.301882

Ключові слова:

енергоефективність, енергоменеджмент, житлова будівля, смарт-обладнання, інтернет речей, енергоспоживання, комфорт мешканців

Анотація

Об’єкт дослідження – енергоефективність житлового сектору. Робота спрямована на вирішення проблеми підвищення енергоефективності житлового сектору шляхом розробки технічних рішень з моніторингу та управління енергоспоживанням та параметрами мікроклімату будівель. Запропонована проактивна система менеджменту житлових будівель складається з мультисенсорів СО2, температури та вологості, смарт-лічильників споживання теплової та електроенергії та смарт-розеток. Обладнання об’єднується в одну систему через інтеграційний контролер із віддаленим доступом користувача через інтерактивний веб-інтерфейс. Особливістю технічного рішення є можливість збору, обробки, візуалізації та архівування даних щодо споживання енергії та одночасно про ключові параметри мікроклімату житлових приміщень. Перевагами системи є можливість інтеграції додаткових приладів в процесі експлуатації та використання стандартних протоколів роботи, що забезпечує взаємозамінність складових елементів. Реалізація та тестування виконані в умовах реального пілотного об’єкта. Використання системи на практиці підтвердило працездатність та стабільність роботи, дозволило отримати дані про параметри енергоспоживання та мікроклімату та запропонувати рекомендації для зниження витрат енергії. Встановлено, що мікроклімат відповідає вимогам стандартів (температура повітря близько 22 °С та відносна вологість не перевищує 60 %). Зниження витрат енергії може бути досягнуто шляхом зменшення температури теплоносія при відсутності мешканців та врахуванням погодних умов. В періоди активної діяльності мешканців зафіксовано перевищення допустимого рівня СО2, тому слід передбачити автоматичні системи вентиляції

Біографії авторів

Микола Васильович Савицький, Придніпровська державна академія будівництва та архітектури

Доктор технічних наук

Кафедра залізобетонних і кам’яних конструкцій

Світлана Євгеніївна Шехоркіна, Придніпровська державна академія будівництва та архітектури

Доктор технічних наук

Кафедра залізобетонних і кам’яних конструкцій

Марина В’ячеславівна Бордун, Придніпровська державна академія будівництва та архітектури

Доктор філософії

Кафедра залізобетонних і кам’яних конструкцій

Maryna Babenko, Slovak University of Technology

PhD in Engineering

Department of Materials Engineering and Physics

Світлана Григорівна Циганкова, Придніпровська державна академія будівництва та архітектури

Кандидат технічних наук

Відділ міжнародного співробітництва

Олександр Миколайович Савицький, Приватне будівельно-монтажне підприємство «СТРОЇТЕЛЬ-П»

Кандидат технічних наук

Roman Rabenseifer, Slovak University of Technology

Doctor of Technology

Department of Building Constructions

Посилання

  1. Shaqour, A., Hagishima, A. (2022). Systematic Review on Deep Reinforcement Learning-Based Energy Management for Different Building Types. Energies, 15 (22), 8663. https://doi.org/10.3390/en15228663
  2. Directive (EU) 2023/1791 of the European Parliament and of the Council of 13 September 2023 on energy efficiency and amending Regulation (EU) 2023/955 (recast) (Text with EEA relevance). Available at: https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2023/1791/oj
  3. Bimenyimana, S., Ishimwe, A., Norense Osarumwense Asemota, G., Messa Kemunto, C., Li, L. (2018). Web-Based Design and Implementation of Smart Home Appliances Control System. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 168, 012017. https://doi.org/10.1088/1755-1315/168/1/012017
  4. Limpraptono, F. Y., Nurcahyo, E., Ashari, M. I., Yandri, E., Jani, Y. (2021). Design of Power Monitoring and Electrical Control Systems to Support Energy Conservation. Proceedings of the Pakistan Academy of Sciences: A. Physical and Computational Sciences, 58 (S), 1–7. https://doi.org/10.53560/ppasa(58-sp1)726
  5. Paolillo, A., Carni, D. L., Kermani, M., Martirano, L., Aiello, A. (2019). An innovative Home and Building Automation design tool for Nanogrids Applications. 2019 IEEE International Conference on Environment and Electrical Engineering and 2019 IEEE Industrial and Commercial Power Systems Europe (EEEIC / I&CPS Europe). https://doi.org/10.1109/eeeic.2019.8783878
  6. Kermani, M., Adelmanesh, B., Shirdare, E., Sima, C. A., Carnì, D. L., Martirano, L. (2021). Intelligent energy management based on SCADA system in a real Microgrid for smart building applications. Renewable Energy, 171, 1115–1127. https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.03.008
  7. Van Cutsem, O., Ho Dac, D., Boudou, P., Kayal, M. (2020). Cooperative energy management of a community of smart-buildings: A Blockchain approach. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 117, 105643. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2019.105643
  8. Kolokotsa, D., Diakaki, C., Grigoroudis, E., Stavrakakis, G., Kalaitzakis, K. (2009). Decision support methodologies on the energy efficiency and energy management in buildings. Advances in Building Energy Research, 3 (1), 121–146. https://doi.org/10.3763/aber.2009.0305
  9. Mpelogianni, V., Groumpos, P. P. (2015). Using Fuzzy Control Methods for Increasing the Energy Efficiency of Buildings. International Journal of Monitoring and Surveillance Technologies Research, 3 (4), 1–22. https://doi.org/10.4018/ijmstr.2015100101
  10. Mpelogianni, V., Giannousakis, K., Kontouras, E., Groumpos, P. P., Tsipianitis, D. (2019). Proactive Building Energy Management Methods based on Fuzzy Logic and Expert Intelligence. IFAC-PapersOnLine, 52 (25), 519–522. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2019.12.597
  11. Gupta, A., Saini, R. P., Sharma, M. P. (2011). Modelling of hybrid energy system – Part I: Problem formulation and model development. Renewable Energy, 36 (2), 459–465. https://doi.org/10.1016/j.renene.2010.06.035
  12. Brooks, A., Lu, E., Reicher, D., Spirakis, C., Weihl, B. (2010). Demand Dispatch. IEEE Power and Energy Magazine, 8 (3), 20–29. https://doi.org/10.1109/mpe.2010.936349
  13. Papaioannou, I., Dimara, A., Korkas, C., Michailidis, I., Papaioannou, A., Anagnostopoulos, C.-N. et al. (2024). An Applied Framework for Smarter Buildings Exploiting a Self-Adapted Advantage Weighted Actor-Critic. Energies, 17 (3), 616. https://doi.org/10.3390/en17030616
  14. Alanne, K., Sierla, S. (2022). An overview of machine learning applications for smart buildings. Sustainable Cities and Society, 76, 103445. https://doi.org/10.1016/j.scs.2021.103445
  15. EN 15251:2007. Indoor environmental input parameters for design and assessment of energy performance of buildings addressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics.
  16. DBN V.2.2-15:2019. Zhytlovi budynky. Osnovni polozhennia. Kyiv: Minrehionbud Ukrainy. Available at: https://dbn.co.ua/load/normativy/dbn/dbn_v_2_2_15_2015_zhitlovi_budinki_osnovni_polozhennja/1-1-0-1184
  17. DBN V.2.6-31:2021. Teplova izoliatsiya ta enerhoefektyvnist budivel. Kyiv: Minrehionbud Ukrainy. Available at: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=98037
  18. DBN V.2.5-67:2013. Opalennia, ventyliatsiya ta kondytsionuvannia. Kyiv: Minrehionbud Ukrainy. Available at: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=50154
  19. Precept Project | Less Energy - Smarter Buildings. Available at: https://www.precept-project.eu/
  20. WebHMI. Available at: http://webhmi.com.ua/
Розробка системи проактивного менеджменту житлових будівель на основі смарт-обладнання

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-04-30

Як цитувати

Савицький, М. В., Шехоркіна, С. Є., Бордун, М. В. ., Babenko, M., Циганкова, С. Г., Спиридоненков, В. А., Савицький, О. М., & Rabenseifer, R. (2024). Розробка системи проактивного менеджменту житлових будівель на основі смарт-обладнання. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(8 (128), 16–25. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.301882

Номер

Том 2 № 8 (128) (2024): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Mykola Savytskyi, Svitlana Shekhorkina, Maryna Bordun, Maryna Babenko, Svitlana Tsyhankova, Vitalii Spyrydonenkov, Oleksandr Savytskyi, Roman Rabenseifer

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.