Mid Sweden University

I samarbete med Norconsult och kund ska denna rapport undersöka inomhusklimatet i ett museum och resultera i ett förslag på ett kontrollsystem för Heating, Vetilation and Air conditioning (HVAC) som genererar stabil temperatur och relativ luftfuktighet (RF) inom rekommenderade gränsvärden för konstbevaring. Genom litteraturstudier, fältstudier, dataanalys och skapandet av en simulerad modell av utrymmet, ska ett förslag om lämplig kontrollmetod av HVAC framläggas. Vid test av olika kontrollmetoder, tog sig MPC-kontrollen sig bäst ut. Litteraturstudien innefattar flera studier och rapporter som använt sig av MPC-kontroll för liknande projekt med fördelaktiga resultat. Resultaten av dataanalysen visar att under stor del av loggnings-perioden avvek temperatur och/eller RF från gränsvärdena. I vissa utrymmen var uppemot 99% av de loggade värdena utanför gränsvärdet för antingen temperatur eller RF. Av samtliga sensorsamplingar på museet låg 48,53% av dessa utanför de satta rekommendationerna. Generellt var luften i museet för varm och torr till syftet konstförvaltning. Vid jämförelse av de tre utvecklade MPC-kontrollerna, visar alla varianterna till att generera stabila resultat. Det framarbetade förslaget indikerar på ett energieffektivare kontrollsystem gentemot befintligt. Om simuleringsmodellen av utrymmet visar skilja sig från verkliga förhållanden, förändras dynamiken i systemet, och inställningarna för MPC-kontrollen gäller ej längre utan behövs konfigureras om. Projektets primära mål om att generera ett optimerat systemförslag som kontrollerar parametrarna temperatur RF, anses ha uppnåtts - om än endast i simulerade resultat. Vidare arbete innefattar att verifiera modellen mot befintligt system, och därefter inkludera kostnadsfunktioner till MPC-kontrollen. Efter systemimplementering bör faktiska utfall jämföras med simulerade utfall för att utvärdera modellens precision.

In collaboration with Norconsult and the customer, this report will examine the indoor climate in the museum and result in a proposal for a control system for HVAC that generates stable temperature and RH within recommended values ​​for the preservation of art. A proposal for an appropriate control method of the HVAC shall be presented through literature studies, field studies, data analysis, and the creation of a simulated model of the environment. The MPC control performed best during the testing of different control methods. The literature study includes several studies and papers that use MPC control for similar projects with beneficial results. The results of the data analysis show that during a large part of the logging period, the temperature and/or RH deviated from the limit values. In some areas, up to 99% of the logged values ​​were outside recommendations. Of all sensor samplings at the museum, 48.53% of these were registered outside limit values. In general, the air in the museum was too hot and dry for art preservation. When comparing the three developed MPC controllers, all variants show to generate stable results. The elaborated proposal indicates a more energy-efficient control system compared to the existing one. If the simulation model of the environment turns out to differ from real conditions, the dynamics of the system change , and the settings for the MPC control no longer apply and need to be reconfigured. The project's primary goal of generating an optimized system proposal that controls the temperature and relative humidity is considered to have been achieved - albeit only in simulated results. Further work includes verifying the model against the existing system and including cost functions to the MPC control. After system implementation, actual outcomes should be compared with simulated outcomes to evaluate model precision.