Development of tpi temperature control algorithm for thermostat for maximum comfort and high energy efficency

Nowadays, the world is not only moving away from conventional fossil fuels and shifting towards renewable sources, but it is also getting more concerned and conservative in energy saving. Moreover, while saving energy, the desire is to have a healthier lifestyle with better comfort. This project is all about saving energy and providing better comfort to users. A thermostat is a device that controls the temperature and conventional ON/OFF thermostats are long been in use but now with the changing world, they should be replaced with new and more efficient thermostats with highly precise temperature control. It’s the project of developing a new state-of-the-art temperature control algorithm that can be integrated into thermostats with the benefits of 10 % saving energy and better comfort compared to conventional thermostats. With this aim in mind MATLAB, Simulink and DesignBuilder are used as simulation environments and developed the model uses different blocks representing our system. Furthermore, the project includes a full study of the time proportional integral (TPI) temperature control system which should be compatible with all energy classes and as far as heating equipment is concerned it is designed to be compatible with radiator and fan coil. The temperature controller designed is feedback type and has auto-tuning capabilities and it is inspired by Relay-Based Tuning and Ziegler-Nichols’ Process Reaction Curve auto-tuning method.

Al giorno d'oggi, il mondo non solo si sta allontanando dai combustibili fossili convenzionali e si sta spostando verso le fonti rinnovabili, ma è anche più attento e prudente nel risparmio energetico. Inoltre, pur risparmiando energia, il desiderio è quello di avere uno stile di vita più sano con un miglior comfort. Questo progetto è incentrato sul risparmio energetico e sul miglioramento del comfort degli utenti. Un termostato è un dispositivo che controlla la temperatura e i tradizionali termostati ON/OFF sono in uso da tempo, ma ora con il mondo che cambia, dovrebbero essere sostituiti con termostati nuovi e più efficienti con un controllo della temperatura altamente preciso. È il progetto di sviluppare un nuovo algoritmo di controllo della temperatura all'avanguardia che possa essere integrato nei termostati con i vantaggi del 10% di risparmio energetico e un migliore comfort rispetto ai termostati convenzionali. Con questo obiettivo in mente MATLAB, Simulink e DesignBuilder sono utilizzati come ambienti di simulazione e sviluppato il modello utilizza diversi blocchi che rappresentano il nostro sistema. Inoltre, il progetto prevede uno studio completo del sistema di termoregolazione TPI (Time Proportional Integrale) compatibile con tutte le classi energetiche e per quanto riguarda le apparecchiature di riscaldamento è progettato per essere compatibile con radiatori e ventilconvettori. Il controller di temperatura progettato è di tipo feedback e dispone di funzionalità di sintonizzazione automatica ed è ispirato al metodo di sintonizzazione basato su relè e alla curva di reazione del processo di Ziegler-Nichols.