Розробка моделі нейронної мережі для автоматизованої HVAC системи на основі зібраних даних
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2025.326909Ключові слова:
контроль мікроклімату, HVAC-автоматизація, машинне навчання, енергоефективність, нейронні мережіАнотація
Об’єктом дослідження є системи вентиляції та кондиціонування, яка виступає об’єктом збору даних для розробки на їх основі моделі нейронної мережі. Основна увага приділена вибору алгоритму, збору даних для навчання моделі нейронної мережі на основі програмного пакета MATLAB, для спрощення процесу розробки моделі.
Головною проблемою, яка була розглянута в дослідженні, є складність побудови математичних моделей для систем вентиляції та кондиціонування. Традиційні підходи вимагають значних обчислювальних ресурсів та глибокого аналізу фізичних процесів, що ускладнює їхню розробку та практичне використання.
Результати дослідження показують один з підходів до створення моделі систем вентиляції та кондиціонування з використанням нейронних мереж. Запропонований підхід забезпечує швидке навчання моделі на основі реальних даних, що в подальших дослідженнях дозволить адаптувати систему до змінних умов експлуатації та підвищувати її ефективність.
Отримані результати пояснюються тим, на відміну від класичних математичних моделей, які потребують точного формулювання всіх залежностей та параметрів, нейронні мережі здатні апроксимувати складні нелінійні функції без необхідності повного розуміння фізичних процесів.
Запропонований підхід може бути використаний для систем вентиляції та кондиціонування за умови наявності достатнього обсягу даних для навчання нейронної мережі. Також важливим є інтеграція такої системи із контролерами та SCADA-системами, які забезпечують оперативний збір параметрів з середовища. Використання нейромережевих моделей особливо ефективне в розумних будівлях, промислових об’єктах та енергозберігаючих системах, де важливо оптимізувати витрати енергії та забезпечити комфортні умови для користувачів. Крім того, такі моделі можуть бути впроваджені у хмарні платформи для централізованого управління кліматичними параметрами в різних будівлях або виробничих комплексах.
Посилання
- Asamoah, P. B., Shittu, E. (2025). Evaluating the performance of machine learning models for energy load prediction in residential HVAC systems. Energy and Buildings, 334, 115517. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2025.115517
- Bundo, J., Tola, S., Daci, A. (2024). HVAC/R Systems Modelling: Assessing Mathematical Model for Gas Compressor. Mathematical Modelling of Engineering Problems, 11 (9), 2285–2292. https://doi.org/10.18280/mmep.110901
- Yan, L., Chang, X., Wang, N., Zhang, L., Liu, W., Deng, X. (2024). Comparison of Machine Learning and Classic Methods on Aerodynamic Modeling and Control Law Design for a Pitching Airfoil. International Journal of Aerospace Engineering, 2024 (1). https://doi.org/10.1155/2024/5535800
- Guo, W., Liang, S., He, Y., Li, W., Xiong, B., Wen, H. (2022). Combining EnergyPlus and CFD to predict and optimize the passive ventilation mode of medium-sized gymnasium in subtropical regions. Building and Environment, 207, 108420. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.108420
- García Vázquez, C. A., Cotfas, D. T., González Santos, A. I., Cotfas, P. A., León Ávila, B. Y. (2024). Reduction of electricity consumption in an AHU using mathematical modelling for controller tuning. Energy, 293, 130619. https://doi.org/10.1016/j.energy.2024.130619
- Chaudhary, G., Johra, H., Georges, L., Austbø, B. (2025). Transfer learning in building dynamics prediction. Energy and Buildings, 330, 115384. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2025.115384
- Afram, A., Janabi-Sharifi, F., Fung, A. S., Raahemifar, K. (2017). Artificial neural network (ANN) based model predictive control (MPC) and optimization of HVAC systems: A state of the art review and case study of a residential HVAC system. Energy and Buildings, 141, 96–113. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.02.012
- Zheng, G., Jia, R., Yi, W., Yue, X. (2025). Multi-step fusion model for predicting indoor temperature in residential buildings based on attention mechanism and neural network. Journal of Building Engineering, 102, 112057. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2025.112057
- Lopatko, O., Mykytyn, I. (2016). Neural networks as a tool for the temperature value prediction using transition process. Measuring Equipment and Metrology, 77, 65–70. https://doi.org/10.23939/istcmtm2016.77.065
- ROZROBKA MODELI SYSTEMY VENTYLYATSIYI TA KONDYTSIONUVANNYA DLYA REHULYUVANNYA TEMPERATURY TA VOLOHOSTI ZA DOPOMOHOYU NEYRONNYKH MEREZH NA OSNOVI ZIBRANYKH DANYKH DLYA PROTSESU AVTOMATYZATSIYI KERUVANNYA MIKROKLIMATOM. Available at: https://drive.google.com/drive/folders/1avfqXfqOSdkn6ZrbnP97oymGjdkCd_Hd?usp=sharing Last accessed: 14.04.2025
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Illia Velychko, Viktor Sidletskyi

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.




