Caratterizzazione delle curve di regolazione di controllori per la termoregolazione di edifici

This thesis aims to propose an innovative approach to the temperature regulation of climate control systems by using non-linear curves that take into account the building’s thermal inertia. The procedural steps followed to achieve this goal are: • Calculation of non-linear curves through reverse engineering techniques: by conducting an initial phase of testing on a commercially available Siemens controller, the second-degree polynomial equations that define the climate curves were identified. • Calculation formula for the composite external temperature: starting from a conceptually non-implementable form analytically, a discrete-time formula was synthesized that describes the trend of the external temperature filtered through the building’s time constant. • Outdoor temperature regulation simulations: implementation of a MatLAB script and a Simulink model aimed at simulating a series of temperature regulation scenarios based on an external sensor to compare the performance of the Ariston logic (linear curves) and the Siemens logic (non-linear curves). • Analysis of simulation results in Dymola: all output signals from the simula- tions were compared to identify any advantages and disadvantages of the two approaches.

La presente tesi nasce con l’obiettivo di proporre un approccio innovativo alla termo- regolazione di impianti climatici mediante l’uso di curve non lineari che tengano conto dell’inerzia termica dell’edificio. I passi procedurali seguiti per il raggiungimento di questo obiettivo sono: • Calcolo delle curve non lineari attraverso tecniche di reverse engineering: tramite una prima fase di test condotta su un regolatore Siemens presente sul mercato, sono state intercettate le equazioni polinomiali di secondo grado che definiscono le curve climatiche • Formula di calcolo della temperatura esterna composita: a partire da una forma concettuale non implementabile analiticamente, è stata sintetizzata una formula a tempo discreto che descrive l’andamento della temperatura esterna filtrata attraverso la costante di tempo dell’edificio. • Simulazioni di termoregolazione Outdoor: implementazione di uno script Ma- tLAB e di un modello Simulink volta a simulare una serie di casistiche di termoregolazione basata su sonda esterna al fine di comparare le performance della logica Ariston (curve lineari) e quella Siemens (curve non lineari). • Analisi dei risultati delle simulazioni in Dymola: tutti i segnali di output sono stati confrontati sia graficamente che mediante analisi numerica, al fine di individuare eventuali vantaggi e svantaggi dei due approcci.