Πρωτότυπο Έξυπνου Θερμοστάτη Ενισχυτικής Μάθησης

Abstract

Οι περισσότεροι σημερινοί θερμοστάτες ρυθμίζονται χειροκίνητα από τον ίδιο τον χρήστη. Αυτό καθιστά το κόστος της λειτουργίας τους ασύμφορο, αφού κανείς δεν λαμβάνει υπ’ όψιν τις διάφορες παραμέτρους που επηρεάζουν την ενεργειακή κατανάλωση, παρά επιδιώκει μονάχα την μεγιστοποίηση της θερμικής του άνεσης-στο οποίο μέγιστο σπανίως οδηγείται με την πρώτη προσπάθεια, καταλήγοντας έτσι σε ενεργοβόρες αυξομειώσεις της θερμοκρασίας.Τα τελευταία χρόνια, ένα νέο είδος θερμοστάτη έχει εμφανιστεί. Αποκαλούμενοι έξυπνοι θερμοστάτες, οι συσκευές αυτές επιστρατεύουν τεχνικές όπως η μηχανική μάθηση προκειμένου αφ’ ενός να σκιαγραφούν τις προτιμήσεις και τις συνήθειες του εκάστοτε χρήστη ή ομάδας χρηστών, αφ’ ετέρου να παράγουν με τρόπο αυτόνομο και βέλτιστο (ως προς την ενεργειακή κατανάλωση και τη θερμική άνεση) τα σημεία λειτουργίας τους.Το κίνημα των έξυπνων θερμοστατών συνοδεύεται από μια ευρύτερη προσπάθεια της επιστημονικής κοινότητας για τον αποτελεσματικό έλεγχο συστημάτων θέρμανσης, εξαερισμού, και κλιματισμού (HVAC). Πρόκειται για ένα δύσκολο ως προς την εύρεση γενικής λύσης πρόβλημα, αφού η ενεργειακή κατανάλωση και η θερμική άνεση όχι μόνο είναι αντικρουόμενα μεγέθη, αλλά εξαρτώνται επίσης από την αρχιτεκτονική και το είδος χρήσης του κτιρίου, το είδος του προς έλεγχο συστήματος, και στοχαστικές μεταβλητές όπως το πλήθος ενοίκων και ο καιρός.Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η περιγραφή και αξιολόγηση μέσω προσομοίωσης ενός πρωτοτύπου έξυπνου θερμοστάτη καθολικής εφαρμογής και πολυμορφικής συμπεριφοράς. Γίνεται χρήση ενός αλγορίθμου ενισχυτικής μάθησης που είναι ελαφρύς υπολογιστικά, και δεν απαιτεί την ύπαρξη μοντέλου. Ο χρήστης καθορίζει την ισορροπία κατανάλωσης και άνεσης, και ο θερμοστάτης παράγει μια συμπεριφορά που αναβαθμίζεται διαρκώς και βελτιστοποιεί τα δύο μεγέθη ανάλογα. Υποστηρίζεται υλοποίηση σε ενσωματωμένες πλατφόρμες μικροελεγκτών ελάχιστου κόστους.