Towards maximum efficiency in heat pump operation: Self-optimizing defrost initiation control using deep reinforcement learning

除霜 霜冻(温度) 强化学习 控制器(灌溉) 计算机科学 制冷剂 模拟 汽车工程 控制理论(社会学) 控制(管理) 空调 工程类 人工智能 机械工程 材料科学 热交换器 农学 复合材料 生物
作者
Jonas Klingebiel,Moritz Salamon,Plamen Bogdanov,Valerius Venzik,Christian Vering,Dirk Müller
出处
期刊:Energy and Buildings [Elsevier]
卷期号:297: 113397-113397 被引量:10
标识
DOI:10.1016/j.enbuild.2023.113397
摘要

Air Source Heat Pumps (ASHPs) are a key technology in sustainable heating and cooling applications. Using air as heat source in cold climate conditions causes frost related performance degradation, and thus frequent defrosting is necessary. Typically, demand-based defrost initiation methods detect frost with sensors and initiate defrosting when a certain threshold value is reached. However, the performance of these methods is limited to the quality of the threshold value. State-of-the-art applications often assume a constant threshold value that is independent of operating condition. Further, the threshold value is usually determined heuristically based on simplified rules. To overcome these limitations, this study proposes a self-optimizing defrost initiation controller that utilizes deep reinforcement learning (RL). The RL controller autonomously extracts an efficient defrosting strategy under dynamic frosting conditions through a trial-and-error process. The proposed controller is designed to maximize heat pump performance and learns to detect frost using standard sensors of the refrigerant cycle. In a 31-day simulation study, the developed algorithm outperforms time-controlled and demand-controlled methods, resulting in an average efficiency improvement of 12.3% and 6.2%, respectively. Despite the promising results, open research questions must be addressed before RL can be applied to real heat pumps.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
xiaowentu完成签到,获得积分10
刚刚
jadexu完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
刚刚
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
顾念完成签到,获得积分10
2秒前
DTOU应助顺利觅松采纳,获得10
2秒前
hehe完成签到,获得积分10
2秒前
Freddie完成签到,获得积分10
2秒前
stephanie96完成签到,获得积分10
2秒前
天气预报完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
橙子完成签到 ,获得积分10
2秒前
www完成签到,获得积分10
2秒前
xiao完成签到 ,获得积分10
3秒前
cheng发布了新的文献求助10
3秒前
乐乐应助轻舟空渡采纳,获得10
3秒前
3秒前
从容灭绝发布了新的文献求助60
3秒前
3秒前
高贵振家发布了新的文献求助30
4秒前
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
勤恳的语蓉完成签到,获得积分10
4秒前
yaooo发布了新的文献求助10
4秒前
菠萝冰完成签到,获得积分10
5秒前
星辰大海应助搬砖小羊采纳,获得10
5秒前
Erica完成签到,获得积分10
6秒前
balabala完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
wanci应助sen123采纳,获得10
7秒前
liu_zt完成签到,获得积分10
7秒前
Hindiii完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
无辜大神完成签到,获得积分10
7秒前
拓海海完成签到,获得积分20
8秒前
lyric完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
Silvia完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 2000
从k到英国情人 1700
„Semitische Wissenschaften“? 1510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5773892
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5614543
关于积分的说明 15433335
捐赠科研通 4906309
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2640191
邀请新用户注册赠送积分活动 1588031
关于科研通互助平台的介绍 1543027