PID-optimalisatie... Wat?
Wat is een PID regelaar?
Bij de verwarming, koeling en ventilatie van gebouwen komen honderden PID-regelaars kijken. En wat is dan een PID-regelaar? Op het internet vinden we vooral veel technische omschrijvingen die voor een gemiddelde gebouweigenaar niet echt verhelderend zijn. Zonder al te technisch te worden zouden we de PID-regelaar kunnen vergelijken met het rijden in een auto en moeten stoppen voor een stoplicht. Wij zijn in staat om heel precies gas te geven en te remmen om ervoor te zorgen dat de auto precies op de stopstreep stil komt te staan. Het meest efficiënt is als je dit doet zonder te veel te remmen of te veel gas bij te geven. Het remmen en weer gas geven kost namelijk onnodig veel energie. Kortom: een mens kan dit ‘prima’ regelen. Een verwarmingsklep of CV-ketel is niet zo intelligent.
Waarschijnlijk was het Elmer Sperry die in 1911 voor het eerst een mechanische PID-regelaar uitvond. De man verdient een standbeeld, want tussen het opstaan en naar je werk gaan zijn er al tientallen PID-regelaars voor je aan het werk geweest. Wekker, douche, broodrooster en elektrische tandenborstel zijn allemaal goede voorbeelden hiervan. Ga je met de auto naar je werk, dan kun je er met gemak honderd PID-regelaars bij optellen. Onmisbaar dus, die PID regelaars. Zo ook in het verwarmen, koelen en ventileren van gebouwen. Helaas moeten PID-regelaars in gebouwen eigenlijk voortdurend opnieuw worden afgesteld omdat elke situatie anders is. Soms, om goede resultaten te krijgen, ook per seizoen. Dat kost veel tijd en vaak vergaande technische kennis (een steeds schaarser goed tegenwoordig).
Self-tuning
Wij hebben daarom een op AI gebaseerde ‘self-tuning’ PID regelaar gemaakt die zowel in nieuwbouw als bestaande bouw kan worden toegepast. Wat je wil van de PID-regelaar is dat hij een situatie zo ‘gebalanceerd’ mogelijk regelt. Dat creëert een stabiele situatie die de minste energie kost (het precies op de stopstreep stilstaan zonder te veel gas geven of remmen).
In de grafiek links zie je het systeem aan het werk. De onderste groene lijn geeft de oude situatie weer, de bovenste de nieuwe situatie. De grillige groene lijn is nu geoptimaliseerd.
In de grafiek rechts kun je zien wat het model doet met de aansturing van de regelklep in een zwembad. Vergelijk dit weer met een auto, dan was de PID-regelaar een wel erg slechte chauffeur met heel veel remmen en gasgeven. Onderzoeken van universiteiten in Taiwan en Groningen geven aan dat een dergelijk volledig op AI gebaseerde ‘auto tuning’ deels verantwoordelijk is voor de door ons aangegeven 30% energiebesparing in gebouwen.
We hebben het hier alleen nog maar over één individuele PID-regelaar. Als we weer even naar de auto kijken: stel dat het verkeerslicht met de auto kon communiceren, de motor automatisch zou laten afremmen of versnellen en je op die manier heel automatisch door de stad kon rijden. Dat zou heel veel brandstof besparen. Dit is de toekomst van gebouwen, en dat zal heel veel energie gaan besparen.
Sietse Damstra, januari 2023