I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m b e r   20 20 ,   pp .   1613 ~ 1625   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 20 .i 3 . pp 161 3 - 162 5             1613       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   Op t i m i z a t i o n   o f   e n e r g y   c o n su m p t i o n   a n d   t h e r m a l   c o m f o r t   f o r   i n t e l l i g e n t   b u i l d i n g   m a n a g e m e n t   sy st e m   u si n g   g e n e t i c   a l g o r i t h m     S u b h i   A s w ad   M o h am m e d ,   O s am A l i   A w ad ,     A b d u l k ar e e m   M e r h e R ad h i   C o l l e g e   o f   I nf o r m a t i o E ng i n e e r i ng ,   A l - N a hr a i n   U n i v e r s i t y ,   B a g hd a d,   I r a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e F e b   1 1 ,   2 0 20   R e v i s e A pr   15 ,   2020   A c c e pt e M a y   11 ,   20 20       T hi s   p a pe r   p r e s e n t s   a   de s i g n ,   s i m u l a t i o a nd   pe r f o r m a nc e   e v a l ua t i o o f   a o pt i m i z e d   m o de l   f o r   t he   H e a t i ng ,   V e n t i l a t i o n   a nd   A i r - C o ndi t i o ni ng   ( H V A C )   s y s t e m s   us i ng   i nt e l l i g e nt   c o nt r o l   a l g o r i t hm .   F a ng e r s   c o m f o r t   m e t ho d   a n g e ne t i c   a l g o r i t hm s   w e r e   us e t o   o bt a i n   t h e   o pt i m a l   a n i ni t i a l   v a l u e s .   T h e   he a t   t r a ns m i s s i o c o e f f i c i e nt   be t w e e i nt e r n a l   a nd   e x t e r na l   e nv i r o nm e nt s   w e r e   de t e r m i ne d   de p e nd i ng   o s e v e r a l   i np ut s   a nd   f a c t o r s   a c qui r e d   v i a   s upe r v i s o r y   c o nt r o l   a n d   da t a   a c qui s i t i o n   ( S C A D A )   s y s t e m   s e n s o r s .   T he   m a i n   f e a t ur e   o f   t h e   r e a l - t i m e   m o de l   i s   t h e   pr e di c t i o o f   t he   i n t e r n a l   bu i l di ng s   e nv i r o nm e nt ,   i n   o r de r   t o   c o nt r o l   H V A C   s y s t e m   f o r   i n do o r   e nv i r o nm e nt   a nd   t o   ut i l i z e   t h e   o pt i m um   po w e r   c o ns um e de p e nd i ng   o o pt i m i z e d   a i r   t e m pe r a t ur e   v a l ue .   T he   pr e d i c t e a i r   t e m pe r a t ur e   v a l ue   a nd  P r e di c t i v e   M e a n   V o t e   ( P M V )   v a l ue   w a s   a ppl i e d   us i ng   i n t e l l i g e nt   a l g o r i t hm   t o   o bt a i n   a n   o pt i m a l   c o m f o r t   l e v e l   o f   t h e   a i r   t e m pe r a t u r e .   T h e   o pt i m i z e a i r   t e m pe r a t ur e   v a l u e   c a b e   u s e d   i H V A C   s y s t e m   c o nt r o l l e r   t o   e ns u r e   t ha t   t he   t e m pe r a t u r e   o f   i ndo o r   c a r e a c a   s pe c i f i c   v a l ue   a f t e r   a   kno w pe r i o o f   t i m e .   T he   us e   o f   g e ne t i c   a l g o r i t hm   ( G E )   e ns u r e s   t ha t   t he   us e po w e r   i s   w e l l   be l o w   i t s   pe a v a l ue   a nd  m a i n t a i ns   t h e   c o m f o r t   o f   t he   us e r s   e nv i r o nm e nt .   Ke y w or d s :   E n e rgy   c o n s um pt i o n   F a n ge r s   t h e rm a l   c o m f o r t     G e n e t i c   a l go ri t hm   H V A   IB M S   PMV   S CA D A   C opy r i gh t   ©   20 20   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   S ub h i   A s w a M o h a m m e d   D e pa rt m e n t   o f   S y s t e m   E ngi n e e ri n g ,     Co l l e ge   of   In f o r m a t i o n   E n g i n e e ri n g,     U n i v e r s i t y   of   A L - N a hr a i n,   B a g h d a d -   I ra           E m a i l :   s ub h i a s w a d1958@ gm a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N       T h e   i n c r e a s i n g   de m a n ds   f o r   b ui l d i n g   s e r v i c e s   a n d   h u m a c o m f o r t   l e v e l s   h a v e   s pu rr e d   r e duc i n g   e n e r gy   c o n s um pt i o n   o f   H V A s y s t e m s   i n s i de   s m a r t   b ui l d i n gs .     I o rde r   t o   m o ni t o a nd  c o n t r o l   t h e   o pt i m a l   pa ra m e t e r s ,   t h e   b ui l di n gs   w i l l   b e   e qui ppe w i t h   S CA D A   s y s t e m s   t o   c o n t ro l   H V A C,   e n e r gy   m a n a ge m e n t ,   o pt i m i z a t i o n ,   a n d   c o m f o r t   r e qui r e m e n t s   o f   t h e   o c c upa nt s .   T h e   e n v i r o nm e n t a l   c o m f o r t   i s   s t r o n g l y   r e l a t e d   t o   t h e   o c c upa n t s ’  s a t i s f a c t i o a nd  p r o duc t i v i t y .     T h e   q ua l i t y   of   l i f e   i n   b ui l di ngs   i s   de t e rm i n e d   by   t hr e e   b a s i c   f a c t o r s ;   t h e r m a l   c o m f o r t ,   v i s u a l   c o m fo r t ,   a n d   i ndo o r   a i qu a l i t y .   T h e r m a l   c o m f o r t   i s   de t e rm i n e d   by   t h e   p r e di c t i v e   m e a v o t e   (P M V i n de x   w h i c h   i s   c a l c ul a t e by   F a n ge r s   e qua t i o n   [1] .     T h i s   p a pe i nt e gra t e s   t h e   us e   o f   S CA D A   s y s t e m s   w i t t h e   i nt e l l i ge nt   b ui l di ngs   m a n a ge m e nt   s y s t e m   (IB M S i n   o rde t o   o pt i m i z e   t h e   po w e r   c o n s um p t i o n   us e t o   run  H V A s y s t e m s .   T h e   us e   o f   ge n e t i c   a l go r i t hm s ,   F a n ge r s   a pp r o a c h ,   a n d   t h e   c a l c ul a t i o n s   o f   h e a t   t r a n s m i s s i o c o e ff i c i e n t   b e t w e e n   c o nt r o l l e d   r o o m   w e r e   v e r y   e ffe c t i ve   t e c h ni que s   us e t o   pr e d i c t   a nd  t h e n   t o   c o n t r o l   H V A s y s t e m s   pow e r   r e qui r e m e nt .     S CA D A   s y s t e m s   a re   u s e d   t o   m o ni t o a nd   c o nt ro l   a   p l a nt   o e q u i p m e nt   i i nd u s t ri e s .   S C A D A   s y s t e m s   w e re   b u i l t   w i t d i s t r i b u t e c o nt ro l   s y s t e m   c a p a b i l i t i e s   a nd   c u s t o m i z e d   b a s e d   o c e rt a i n   p ro p ri e t a ry   c o nt ro l   f e a t u re s   b u i l t - i n   b y   t he   d e s i g ne [ 2 ] .   T h e r e   a r e   m a n y   H V A s y s t e m   i m p l e m e nt a t i o n s   a nd  t h e r m a l   c o m f o r t   a p p r o a c h e s   i l i t e ra t u r e .   I 20 14,   c o n t r o l l i n g   H V A s y s t e m   w i t t h e   pu r po s e   of   m a i nt a i ni n a   d e s i r e t h e rm a l   c o m f o r t   l e v e l   i s   i nt r o duc e d,   w h i l s t   m i ni m i z i n t h e   e l e c t r i c a l   e n e rgy   r e qui r e d.   T h e   m o de l   b a s e p r e di c t i v e   c o n t r o l   (M B P C)  m e t h o do l o g y   us e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 020   :     16 13   -   16 2 5   1614   pr e di c t i v e   m o de l s ,   i m p l e m e nt e by   r a di a l   b a s i s   f un c t i o n   n e u ra l   n e t w o r ks ,   a n i de nt i f i e by   m e a n s   o f   a   M ul t i - ob j e c t i ve   ge n e t i c   a l go r i t h m   (M O G A ) .   T hi s   a pp r o a c i s   r o b us t ,   a n d   a b l e   t o   o b t a i n   e n e r gy   s a v i n gs   g r e a t e r   t ha n   50%  [3] .     I 2017 ,   a n   a r t i f i c i a l   n e u ra l   n e t w o r k   (A N N b a s e d   m o de l   pr e di c t i v e   c o n t r o l   (M P C)  s y s t e m   i s   us e t s upe r v i s o r   t h e   H V A s y s t e m .   T h e   M P C   ge n e ra t e t h e   dy n a m i c   t e m pe ra t u r e   s e t - po i nt     o f   t h e   z o n e   a i r e s ul t e d   i n   t h e   o pe r a t i ng  c o s t   r e duc t i o o f   t h e   e qui pm e n t   w i t h o ut   v i o l a t i n t h e   t h e r m a l   c o m f o r t   c o n s t r a i n t s   [ 4].     I n   20 18,   a   da t a   d ri v e n   a rra n ge m e n t   i s   p r e s e n t e d   f o r   t h e   e n e rgy   a n d   c o m fo r t   c o n t r o l l i n g   i l a r ge   c o n s t ruc t i o n s   w i t c o m po un r e gi o n s   a nd  dy n a m i c   r e s i de n c e   c o n f i gura t i o n s .   T h e   m e t h o de v e l o pe a   m u l t i - v a ri a b l e   p a r a di g m   t hr o ugh  s t r uc t u r a l   e qu a t i o n   m o de l i n (S E M )   s o   a s   t o   f i n d   t h e   e f fe c t s   of   t h e r m a l   c o m b i n a t i o n   a m o n t h e   n e i g h b o r i ng  a r e a s ,   r e s i de n c e   a n t h e   e xt e rn a l   e n v i r o nm e nt   v a ri a t i o n s   o t h e   t h e r m a l   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   b ui l di n g   s e c t o r s .   T hi s   c o n t r o l   s t r a t e gy   i s   e m pl o y e f o r   t h e   H V A s y s t e m   [5].   I 20 19,   a   s e l f - t un e d   H V A C   c o n t r o l l e   i s   p r e s e n t e d   w i t h   m o de l   p r e di c t i v e   c o n t r o l   (M P C)   fo r m i ng   a   c l o s e d - l oo t h a t   o f fe r s   a da p t e t h e rm a l   e n v i r o n m e n t s   t o   s a t i s f y   r e s i de n t   p r e f e r e n c e s   w h i l e   r e duc i ng  e n e r gy   de pl e t i o n ,   a n t h e   a pp l i c a t i o n   o f   t h i s   c o n t r o l l e i a   r e a l   o c c upi e w o r kpl a c e   [6].       2.      I N TE LLI G EN T   B U I LD I N G   M A N A G E M EN T   S Y S TE M     T h e   i nt e l l i ge n t   b ui l d i n g   M a na ge m e n t   S y s t e m   i s   a i nt e gra t e d   s o l ut i o f o r   e n e r gy   m a n a ge m e nt   s y s t e m s ,   a u t o m a t i o a n d   l i f e - s a f e t y .   IB M S   i s   m a n a g i n g   t h e   b ui l d i n g   b a s e a n d   i n t e g r a t e s   d i f f e r e n t   s y s t e m s   a n de v i c e s ,   i n t o   a   u ni f i e pl a t f o r m   t ha t   c a b e   c o n t r o l l e d   i r e a l   t i m e   a ppl i c a t i o n.   T h e   r e qui r e m e nt s   f o r   t h e   s y s t e m   a r c hi t e c t u r e   a n IB M S   i n t e g r a t i o n   a r e   p r e s e nt e i F i gu r e   1   [ 7].           F i gu r e   1 .     S y s t e m   a r c h i t e c t u r e   a n d   IB M S   i nt e g r a t i o n       M o de r IB M S   s y s t e m s   a n d   S CA D A   s y s t e m   c o n t i n uo us l y   s c a s e n s o d a t a   a nd   e qui p m e nt ’s   o pe r a t i o n a l   d a t a   a n d   a   v a s t   a m o un t   o f   da t a   c a b e   ge n e r a t e r e l a t e d   t o   w e a t h e c o n di t i o n s   a n d   o c c upa n c y   l e ve l s .   A a l go r i t hm   c a b e   de s i g n e d   t o   p r e di c t   h o w   a   b ui l d i n g   w i l l   r e a c t   g i v e a   c h a nge   i t h e   v a r i a b l e s   a s s o c i a t e w i t h   i t s   e n e r gy   pe r f o r m a n c e   a n t h e   c o m fo r t   l e v e l s   pr o v i de fo r   i t s   o c c upa n t s   [8 ,   9] .     A n   i n t e l l i ge nt   b ui l di ng  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       O pt i m i z a t i on   o f   e ne r g y   c ons um p t i o an t he r m a l   c om f or t   f or …  ( Subhi   A s w ad  Moham m e d )   1615   i s   hi g hl y   a da pt a b l e   t o   t h e   c h a ngi ng  c o n di t i o n s   o f   i t s   e n v i ro n m e n t   i n   o r de r   t o   p r o v i de   c o m fo r t a b l e   l i v i n g .   S i m ul a t i o t o o l s   a r e   us e t o   e v a l ua t e   t h e   b ui l di n g   e n e r gy   pe r f o r m a n c e ,   e s t i m a t e   t h e   e n e rgy   us e ,   a nd  t h e rm a l   pe r f o r m a n c e   de a l i ng  w i t c o m pl e t h e r m a l   p h e n o m e na   t ha t   o c c urr e a t   b ui l d i n g   l e v e l s .     I o r de r   t o   r e a c h   t h e   c o m f o r t a b l e   l e v e l s   i n do o r ,   F a n g er s   m e t h o d   w a s   us e d   t o   o b t a i t h e   i n i t i a l   v a l ue s   o f   t h e   P r e di c t e d   M e a V o t e   (P M V a nd   t h e   p r e di c t e d   pe r c e n t a ge   o f   di s s a t i s f a c t i o (P P D ),   w h i c c a b e   c a l c ul a t e d   us i ng  a   s e t   o f   e qua t i o n s   t h a t   de pe n ds   o n   s e v e r a l   i n pu t s   t ha t   c a n   b e   ga t h e r e v i a   S CA D A   s y s t e m   s e n s o r s .     T h e   P M V   v a l ue   w a s   a ppl i e i n t o   ge n e t i c   a l go ri t hm s   t o   f i nd  i t s   o pt i m a l   v a l ue   [10 - 13] .   A   s e t   o f   t h e rm a l   c o m f o r t   e qu a t i o n s   a nd  i n t e l l i ge nt   a l go r i t h m s   a r e   e m p l oy e t o   i m p r o v e   s e a r c f o r m ul a   fo r   o pt i m i z a t i o n   o f   t h e   f a c t o r s   o f   P M V   t o   f i n t h e   v a l ue   o f   P P D   us e a s   t h e   i n pu t s   t o   p r e di c t   t h e   v a l ue   o f   e n e r gy   t h a t   i s   us e a f t e a   s pe c i f i c   i n t e r v a l   f o r   o pt i m u m   o pe r a t i o n .     Co n t r o l l i n g   a nd   o pt i m i z i n g   t h e   po w e r   r e qu i r e d   t o   m a na ge   t h e   H V A c o n t r o l l e t hr o ug e s t i m a t e a n d   o pt i m a l   a i t e m pe ra t u r e   v a l ue   i n do o r ,   w h i c c a p r e v e n t   t h e   po w e r   us e r e a c hi n g   i t s   pe a k   v a l ue   [1 4 - 15] .       3.   F A N G ER ’S   TH ER M A L   C O M F O R T   A P P R O A C H   T h e rm a l   c o m f o r t ’  i s   de f i n e a s   t h a t   s i t ua t i o n   o f   j udgm e n t   w hi c s t a t e s   c o n t e nt m e n t   w i t h   t h e   t h e rm a l   e n v i r o n m e n t .   T h e rm a l   c o m f o r t   i s   a   r e s ul t   o f   a a rra n ge m e nt / re v i s i o o f   f a c t o r s   o f   b o t h   t h e   a t m o s ph e r e   a n d   t h e   h u m a b o d y   i t s e l f .   F a n ge e s t a b l i s h e t h e   h e a t   s t a b i l i t y   a nd   t y pi c a l   t h e r m a l   c o m f o r t ,   a l s o   s pe c i f i e t h a t   t h e   fo r m   f o r   t h e rm a l   c o m fo r t   i s   t ha t   t h e   s ki n   t e m pe r a t u r e   a n d   s w e a t   e xc r e t i o n   l i e   w i t h i f i n e   b o un ds .   A e xp r e s s i o n   fo r   o pt i m a l   t h e r m a l   c o m fo r t   c a n   b e   de duc e f r o m   t h e   m e t a b o l i c   r a t e ,   c l o t h i ng  i n s u l a t i o n ,   a n e n v i r o nm e nt a l   c o n di t i o n s .     A s   w e l l   a s ,   t h e   f e e l i n g   o f   a   pe r s o n   i s   a   f un c t i o o f   t h e   p h y s i o l o gi c a l   s t r a i n   e n f o r c e o n   hi m   by   t h e   t h e rm a l   e n v i r o n m e n t ,   t h e   a i r   t e m pe r a t u r e ,   t h e   m e a n   ra d i a nt   t e m pe ra t u r e ,   t h e   f ra c t i o n a l   p r e s s ur e   o f   w a t e r   s t e a m   in   a m b i e n t   a i r   a n d   t h e   a i r   s pe e d.   F a nge f o r e c a s t s   t h e   r e a l   t h e rm a l   f e e l i n g   o f   pe r s o n s   i a n   u n i n f o r m e d   e n v i r o n m e n t   w h e r e   t h e   v a ri a b l e s   m i g ht   n o t   s a t i s fy   t h e   e q ua t i o n ;   t h e   p r e d i c t e m e a v o t e   (P M V ),   w h i c h   i s   t h e   di f fe r e n c e   b e t w e e n   t h e   i n t e rna l   h e a t   p r o duc t i o n s   a n d   t h e   h e a t   l o s s   t o   t h e   a c t u a l   e n v i r o n m e n t   f o a   m a ke p t   a t   t h e   c o m f o r t   v a l ue s   f o s ki t e m pe r a t u r e   a n d   s w e a t   p r o duc t i o n   a t   t h e   a c t u a l   a c t i v i t y   l e v e l T h e   a s s o c i a t i o n   b e t w e e n   t h e   P M V - i nde a n d   t h e   p r e di c t e pe r c e nt a ge   o f   di s s a t i s f a c t i o (P P D )   w a s   de t e r m i n e t hr o ug s t e a dy   s t a t e   e xpe r i m e n t s   a s   s h o w n   i F i gu r e   2.   T h i s   f i gu r e   s h o w s   a e qui v a l e n t   qu a n t i t y   of   c o m pl a i n t s   o t h e   w a r m ’  s i de   a s   o n   t h e   c o l d ’  s i d e ,   t h e   c u r v e   i s   i de n t i c a l   a b o ut   t h e   P M V   o f   ( 0)  [16 - 25] .   F a n ge r s   m e t h o p r e di c t s   t h e   a v e ra ge   t h e rm a l   s e n s a t i o n   b y   us i ng  a i nde de r i v e f r o m   c o m b i n e   ph y s i c a l   v a ri a b l e s ;   (T A :   a i r   t e m pe ra t u r e ,   V E L :   a i v e l oc i t y ,   T R :   m e a n   ra d i a nt   t e m pe ra t u r e ,   a n d   R H :   r e l a t i v e   h u m i di t y ),   a nd  pe r s o n a l   v a r i a b l e s ;   (CL O :   c l o t h i ng  i n s ul a t i o n   a n a c t i v i t y   l e ve l [26 - 28] .     T h e   i n pu t s   (p h y s i c a l   v a r i a b l e s ),   o b t a i n e b y   S CA D A   s y s t e m   a r e   (N P :   n u m b e r   o f   p e r s o n s ,   W HVAC :   h e a t   pe s e c o n g a i n e d   by   H V A C   s y s t e m s ,   W e q u i p m e n t s :   h e a t   pe s e c o n ge n e r a t e by   e qui pm e n t ,   T o u t :   e xt e rn a l   t e m pe r a t u r e ,   a n d   T i n s a c t u a l   t e m pe ra t u r e ) .           F i gu r e   2 .     P P D   a s   a   f un c t i o o f   P M V   [28]       In   t h e   f o l l ow i n g,   t h e r e   i s   a   s e t   o f   e qua t i o n s   us e t o   ge t   i ni t i a l   v a l ue s   c o n c e r n e w i t h   di f f e r e n t   H V A C   s y s t e m   v a r i a b l e s .     S a t u ra t i o n   V a po P r e s s ur e     F N P S   =   E X P   (16 . 65 36  -   40 30. 1 83  /   ( T A   +   235))   (1)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 020   :     16 13   -   16 2 5   1616     Cl o t hi n g   R e s i s t a n c e ;         ICL   =   0. 1 55  x   CL O   (2)       M e t a b o l i c   R a t e   a n E x t e rna l   W o r k;         M   =   58 . 15  M E T   a nd  W   =   58 . 15   W M E   (3)       Int e rna l   H e a t   P r o duc t i o n;           M W   =   M     W   (4)       Cl o t hi n g   F a c t o r;   I t   de pe n ds   o n   t h e   v a l ue   o f   ICL ,   a n d   o b t a i n e by :     E i t h e F CL   =   1   +   1 . 29   I CL   o     F CL   =   1 . 05   +   0 . 645   x   ICL   (5)       F o r c e Co n v e c t i o n   Co n duc t a n c e ;     H CF   =   12 . x   V E L   ( 6 )       A i t e m pe ra t u r e   a nd  M e a R a di a n t   T e m p.   ;     T A A   =   T A   +   2 73  a n d   T R A   =   T R   +   273   ( 7 )       E s t i m a t e C l o t hi n g   T e m pe ra t u r e ;     T CL A   =   T A A   +   (35 . 5   -   T A )   /   (3 . x   (6 . 45   x   ICL +   0. 1))   ( 8 )       Cl o t hi n g   S u r f a c e   T e m p;         T CL =   100   X N   -   273   ( 9 )     W h e r e :   X N   i s   t h e   na t u ra l   c o n v e c t i o n   c o n duc t a n c e ,   w h i c h   c a l c ul a t e us i n g   t h e   f o l l o w i n e qua t i o a n H CF   v a l ue :     H CN   =   2. 38  a b s   (100  X F   -   T A A 0 . 2 5       ;       X F   =   X N   ( 10 )     X N   =   (P +   P 4   x   H -   P 2   X F 4 /   ( 100   +   P x   H C)   ( 11 )       Int e rm e di a t e   v a l ue s     P 1=   ICL   F CL ,       P 2   =   3 . 96   P 1 ,       P =   100  P 1 ,       P =   P 1   T A A   P =   308 . 7   -   0 . 02 x   M W   +   P 2   (T R A / 100) 4   ( 12 )     T h e   P M V   a n d   P P D   v a l ue s   o b t a i n e us i ng  t h e   f o l l ow i n g   e qua t i o n s :     T h e   p r e di c t e m e a v o t e   v a l ue   e qua t i o n   [1 1]:     P M V   =   T S   (M W   -   H L -   H L -   H L -   H L -   H L -   H L 6)   ( 13 )     W h e r e :   T S   i s   t h e   t h e r m a l   s e n s a t i o n   t r a n s f e c o e ff i c i e n t ,   w h i c i s   c a l c ul a t e us i n g   t h e   f o l l o w i n e qua t i o n:     T S   =   0 . 303   x   E x ( - 0. 03 x   M )   +   0 . 028   ( 14 )     H L :     i s   t h e   h e a t   l o s s   due   t o   w a t e r   v a po d i f f us i o n   t hr o ugh  t h e   s ki n     H L =   0 . 00 305   ( 5733   -   6. 99   x   M W   -   PA)   ( 15 )     H L 2:     i s   t h e   h e a t   l o s s   due   t o   s w e a t i n g   t ha t   w i l l   de pe n d   o t h e   v a l ue   o f   M W .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       O pt i m i z a t i on   o f   e ne r g y   c ons um p t i o an t he r m a l   c om f or t   f or …  ( Subhi   A s w ad  Moham m e d )   1617   If       M W   g r e a t e t h a ( 58. 15)   = >   H L =   0 . 42   x   (M W   -   58 . 15) ,   o t h e r w i s e ;   H L =   0.   ( 16 )     H L 3:     i s   t h e   l a t e n t   h e a t   l o s s   due   t o   r e s pi r a t i o n;   H L =   1. 7   1 0 - 5   M   x   (5867  -   PA)   ( 17 )     H L 4:     i s   t h e   d r y   r e s pi r a t i o n   h e a t   l o s s ;   H L =   0 . 0014   x   M   x   (3 -   T A )   ( 18 )     H L 5:     i s   t h e   h e a t   l o s s   by   r a d i a t i o n   f r o m   t h e   s u r f a c e   o f   t h e   c l o t h e b o d y     H L =   3 . 96   x   F CL   x   (X N 4   -   (T R A / 100) 4 )     ( 19 )     H L 6:     i s   t h e   h e a t   l o s s   by   c o n v e c t i o n   f r o m   t h e   s u r f a c e   of   t h e   c l o t h e b o d y     H L =   F CL   H x   (T CL   -   T A )   ( 20 )       T h e   p r e d i c t e pe r c e nt a ge   o f   di s s a t i s f i e (P P D w a s   c a l c ul a t e a s   f o l l o w i n g,   de pe ndi n g   o P M V   v a l ue     [29 - 30]:     P P D   =   1 00   -   95   x   E x ( - 0. 0 3353   P M V 4   -   0 . 2179   x   P M V 2 )   ( 21 )     A n   e nha n c e a dde f e a t u r e s   t o   t h e   F a nge r s   e qua t i o n s   ha v e   be e n   de v e l o pe t o   e s t i m a t e   t h e   h e a t   po w e r   l o s t   pe t i m e   (W o u t ) ,   h e a t   po w e r   ge n e ra t e b y   o c c upa nt s   ( W g en a n t h e   h e a t   t r a n s m i s s i o c o e ff i c i e n t   (U m b e t w e e n   t h e   w a l l s   o f   t h e   r o o m s   b ui l di ng  w h i c de pe n ds   o n :   a i b l ow i n g ,   t h e   pe r c e n t a ge   o f   t h e   h u m i d i t y ,   t h e   qua n t i t y   o f   t h e   w a t e i n s i de   t h e   w a l l s   i a   ra i n y   da y ,   t h e   num b e o f   o c c upa nt s   (N P ),   t h e   i n t e rna l   a m b i e nt   c o n di t i o n s ,   t h e   e x t e rna l   c o n di t i o n s   a n d   t h e   s t r uc t u r e   o f   t h e   r o o m .     T h e   h e a t   l o s t   t hr o ug w a l l s   b e t w e e n   r o o m s   i s   c a l c ul a t e b a s e o n   t h e   f o l l ow i n f a c t o r s ;   W g en _ p eo p l e :   H e a t   ge n e ra t e b y   pe o pl e ,   W H V A C :     H e a t   ge n e ra t e by   H V A s y s t e m s ,   W eq u i p m en t :   H e a t   ge n e r a t e d   by   e qui pm e nt ,   A o u t =   T o t a l   a r e a   o f   e xt e rna l   w a l l s ,         Q i n f :   H e a t   l o s t   due   t o   i n f i l t r a t i o n,   Q i :   H e a t   l o s t   t hr o ug h   i n t e rna l   w a l l _ i .       4.   D ES I G N   O F   T Y P I C A H V A C / S C A D A   S Y S T EM   A P P LI C A TI O N   O F   I BM S     M a t h e m a t i c a l   a n a l y s i s   of   t h e   t h e r m a l   b e h a v i o r   o f   a   b ui l di n ge n e r a l l y   r e s ul t s   i n   n o n l i n e a r   m o de l s .   A da pt i v e   c o n t r o l l e r s   h a v e   t h e   a b i l i t y   o f   s e l f - r e gul a t e   a n d   a d a pt   t o   t h e   c l i m a t e   c o n d i t i o n s   i t h e   b ui l d i n gs   by   us i n p a r a m e t e r   e s t i m a t i o m e t h o ds .   T h e   t ra n s i e n t   a nd  s t e a d y   s t a t e   pe r f o r m a n c e   s pe c i f i c a t i o n s   o f   t h e   c l o s e d - l o o s y s t e m   c a b e   m e t   us i n g   ge n e t i c   a l g o ri t hm s   t o   o pt i m i z e   c o n t r o l l e p a r a m e t e r s   f o H V A s y s t e m s   [31 - 33 ].   T h e   i nt e l l i ge nt   c o nt r o l   o f   e n e r gy   s y s t e m s   b a s e o n   po s s e s s i o n   a   t y pi c a l   i n t e l l i ge n t   c o n t r o l   o f   a i ha n dl i n g   u ni t s ,   w i n do w s ,   do o r s ,   l i g h t i n g ,   H V A u n i t s ,   a n d   f a c t o r s   a s s o c i a t e w i t c o m f o r t ,   t h e   r e s i de n t   a i r f l ow   c o n di t i o n s   w i t hi r o o m s   a n d   b ui l d i n g   a r e a s   a n d   i n c l u di n g   d i s s a t i s f a c t i o w i t c o m fo r t   l e v e l s   t o   o c c upa n t s .   T h e   s e l f - l e a rn i n g   c o n t r o l   a l go r i t hm s   c a b e   us e i n   IB M S   t o   r e a c t   t o   c h a nge s   i t h e   v a r i a b l e s   a s s o c i a t e w i t h   e n e r g y   pe r f o r m a n c e   i n c l udi ng  o c c upa n t   b e h a v i o r   [34 - 36] .   T h e   s i m ul a t i o s t udy   o f   H V A s y s t e m   i s   b a s e o n   de s i g n i n g   a e xe m p l a S CA D A   s y s t e m   i nt e l l i ge nt   b ui l di n g   m o de l .   T h e   a c qui r e d   d a t a   us e by   S CA D A   s y s t e m   s e r v e r s   w i l l   b e   p r o c e s s e t o   c a l c ul a t e   o pt i m i z e   (P M V ),   a i t e m pe ra t u r e   v a l ue   (T A )   a nd  t o   c o n t r o l   t h e   v a l ue   of   (P M V a t   t h e   m i ni m um   ra n ge .     T h i s   s y s t e m   i s   de s i gn e d   t o   o pt i m i z e   t h e   po w e r   us e t o   r u H V A s y s t e m s   a n d   c o n t r o l   t h e   c o m f o r t   l e v e l ,   w hi c i s   o b t a i n e f r o m   ge n e t i c   a l go ri t hm   a f t e o pt i m i z a t i o p r o c e s s   [37,   38 ].   T h e   p r o po s e S CA D A   s y s t e m   de s i gn  h a s   a   s e t   o f   h y po t h e t i c a l   f e a t ur e s   t h a t   c o v e r   t h e   f o l l ow i n g :     T w o   c o n t r o l l e r o o m s   w i t a   t o t a l   v o l um e   o f   (300)  m 3   f o r   e a c h   r o o m .     T o t a l   e xt e rna l   s u r f a c e   of   (120)  m 2 ,   a n t hr e e   w a l l s   a dj a c e nt   o t h e r   r o o m s   w i t h   t h e   a r e a s   ( 30,   70,   a n d   70)  m 2     T h e   h e a t   t ra n s m i s s i o c o e ff i c i e n t s   o f   t h e   i nt e rna l   w a l l s   a r e :   ( 0. 4 ,   0 . 3 ,   a n d   0. 3)  W / m 2 .K o     T h e   a r o u n d   r o o m   t e m pe r a t u r e   v a l ue   i s   (1 9)  C ˚     T h e   h e a t   l o s t   by   i n f i l t ra t i o n   i s   c a l c ul a t e by   us i n t h e   s t a n d a r ds   [U N I 7979/ 79 ],   W h e r e   t h e   c o e ff i c i e n t s   ( c _a i s   t h e   w i n do w   t o po l o g y   a s s um e a s   (0. 32 w i t h   de s i gn e m o de l ,   a n ( c _b i s   t h e   l o c a l   w i ndow   c o n di t i o n ,   w h i c i s   us e i t e rr a c e h o us e s   a s   ( 14)  [39] .       5.   F A N G ER ’S   E Q U A TI O N S   I M P LEM EN TA TI O N   T h e   de s i g n e d   m o de l   b a s e o s e t   o f   (v a r i a b l e   a nd  f i xe d)   i nput s .   T h e   v a ri a b l e   i n pu t s   s h o w i   T a b l e   1 ,   w a s   v a r i e d   i o rde t o   o b s e r v e   i t s   e f f e c t i v e n e s s   o n   t h e   de s i g n e m o de l .   T h e   s e c o n i n put s   s h o w n   i n   T a b l e   2,   w a s   f i xe a s   c o n s t a nt   a l o n s i m u l a t i o p r o c e s s .   T h e   e qua t i o n s   w h i c h   a r e   e m p l oy e t o   ob t a i n   t h e   i ni t i a l   v a l ue s   of   P M V ,   P P D ,   U m   a n d   W o u t ,   a c c o r di n t o   t h e   f l o w c h a rt   s h o w n   i F i gu r e   3   (s e e   i n   a ppe n d i x)   [40] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 020   :     16 13   -   16 2 5   1618   T a b l e   1 .   V a r i a b l e   m o de l   de f a ul t   i n p ut s   V a ri a b l e   I n p u t s   V a l u e   D e f i n i t i o n   U n i t s   T act   20   A c t u a l   T e m p e ra t u re   I n d o o r   C ˚   T o u t      6   A c t u a l   T e m p e ra t u re   O u t d o o r.   C ˚   TR   26   Ra d i a n t   T e m p e ra t u re   C ˚   NP      6   N u m b e r   o O c c u p a n t s   --   V o l   300   Ro o m   V o l u m e   m 3   W H V A C   500   H e a t   P o w e r   G e n e ra t e d   b y   H V A C   W a t t   W e q u i p m e n t   200   H e a t   P o w e r   G e n e ra t e d   b y   E q u i p m e n t s   W a t t       T a b l e   2 .     F i xe m o de l   de f a ul t   i nput s   F i x e d   I n p u t s   V a l u e   D e f i n i t i o n   U n i t s   V E L   0 . 2     A i r   V e l o c i t y   m / s   CL O   1   Cl o t h i n g   I n s u l a t i o n   m 2   . K / W   M E T   1 . 1   M e t a b o l i c   Ra t e   W /   m 2   W M E   0   E x t e r n a l   W o rk   W /   m 2   RH   50   Ra d i a n t   H u m i d i t y   %   RH e   80   E x t e r n a l   Ra d i a n t   H u m i d i t y   %   P a tm   1 0 2 5 0 0   A t m o s p h e ri c   P r e s s u re   Pa   c _ a   0 . 3 2   W i n d o w   T o p o l o g y   ---   c _ b   14   L o c a l   W i n d o w   Co n d i t i o n   ---   U m   0 . 9   H e a t   T ra n s m i s s i o n   C o e ff i c i e n t   W /   m 2 .K o   A out   60   T o t a l   A r e a   o E x t e r n a l   W a l l s   m 2   A i n s 1 ,   A i n s 2 ,   ,   A i n s 5   3 0 ,   1 0 0 ,   3 0 ,   8 0 ,   a n d   2 0   re s p e c t i v e l y   A r e a s   o f   t h e   W a l l   S u r f a c e s   S p l i t t i n g   t h e   Co n t r o l l e d   R o o m   f r o m   A r o u n d   R o o m   1 ,   2 ,   3 ,   4   a n d   5 ,   r e s p e c t i v e l y   m 2   U 1 ,   U 2 , , U 5   0 . 3   W a l l   T ra n s m i s s i o n   Co e ffi c i e n t s   fo W a l l   1 ,   2 ,   3 ,   4   a n d   5 ,   re s p e c t i v e l y .   W /   m 2 .K o   T r o o m 1 , T r o o m 2 ,   …. . . ,   T r o o m 5   1 9 ,   1 8 ,   1 9 ,   2 1 ,   a n d   1 9   re s p e c t i v e l y   A i T e m p e ra t u r e s   i n   t h e   A ro u n d   Ro o m   1 ,   2 ,   3 ,   4   a n d   5 ,   re s p e c t i v e l y   C ˚       6.   G EN ETI C   A LG O R I TH M   F U N C TI O N S   I M P LE M EN T A TI O N   T h e   ge n e t i c   a l go r i t hm   o pt i m i z a t i o n   p r o c e s s   us e s   t h e   pa ra m e t e r s   s h o w n   i n   T a b l e   3,   a l s o   s o m e   of   t h e   pa r a m e t e r s   a s s o c i a t e w i t a l go ri t hm s   w e r e   a s s i g n e d .       T a b l e   3 .   G e n e t i c   a l go r i t hm   pa ra m e t e r s   P a ra m e t e r   D e f i n i t i o n   G G A P   =   0 . 9   G e n e ra t i o n   G a p ,   i d e n t i f i e s   t h e   a m o u n t   o i n d i v i d u a l s   t o   b e   n o m i n a t e d   p e r   s u b p o p u l a t i o n   r e l a t i o n   t o   t h e   d i m e n s i o n   o t h e   s u b p o p u l a t i o n   X O V R   =   1   Cro s s o v e Ra t e ,   t h e   c r o s s o v e r   ra t e   i s   n o t   u s e d   s o   i t s   v a l u e   s e l e c t e d   a s   (1 ).   M U T R   M u t a t i o n   Ra t e   M A X G E =   3 0   M a x   n o .   o g e n e ra t i o n s   INS R   In s e rt i o n   Ra t e   S U B P O P   =   1 0   N o .   o f   S u b p o p u l a t i o n s   M IG G E N   N o .   o f   G e n s   NIND   N o .   o f   In d i v i d u a l s   /   S u b p o p       T h e   ge n e t i c   a l go r i t hm   i s   i m pl e m e n t e d   us i n g   t h e   f o l l ow i n f un c t i o n s   a n d   pa ra m e t e r s :     Cr e a t i o n   o f   t h e   i ni t i a l   po pul a t i o n ;   us i n ( Cr t r p)   f un c t i o t o   pr o duc e   a   m a t ri ( Chr om )   o f   c hr o m o s o m e s .   T h e   s ub po pul a t i o n s   w e r e   di r e c t l y   c a l c ul a t e us i ng  ( f e v al ) .       F i t n e s s   v a l ue   a s s i g nm e nt   t o   w h o l e   po pul a t i o n ;   t h e   f i t n e s s   v a l ue   f un c t i o i s   t h e   ( r ank i ng) ,   e a c i n di v i du a l   ob j e c t i ve   v a l ue s   i ( obj V )   a r e   g r a de d   i nde pe n de n t l y   a n d   t h e   c o n s e que n t i a l   s e t s   o f   f i t n e s s   v a l ue s   r e t u rn e d   i n   t h e   v e c t o r   ( F i t nV ) .         S e l e c t i o n   o f   I n di v i du a l s   f r o m   po pul a t i o n ;   I ndi v i dua l s   a r e   no m i na t e d   f o r   r e f i n e m e n t   a ut o n o m o us l y   us i ng  t h e   s e l e c t i o n   ( s e l e c t )   ut i l i t y e a c h   s ub po pul a t i o n   f o r m s   t h e   m a t r i ( S e l Ch)   h o l di ng  a l l   t h e   c o upl e s   of  i n di v i du a l s   t o   b e   r e c o m b i n e d.       R e c o m b i n e   s e l e c t e i n di v i du a l s ;   t h e   r e c o m b i na t i o n   u t i l i t y ,   ( r e c di s ) ,   i s   us e t o   j o i n   up  c o upl e s   o f   i n d i v i dua l s   w i t h i e a c h   s ub po pul a t i o o f   ( Se l Ch) .       O ff s pr i n g   m u t a t i o n;   us i n g   ( m ut at e )   u t i l i t y   w i l l   e xe c ut e   m u t a t i o n s   o f   i n d i v i dua l s   f r o m   po pul a t i o n,   ( MU T _F i s   a   s e ri e s ,   t h e   G A   m ut a t i o t a s k   r e qui r e s   t h e   f i e l de s c ri pt o r,   ( F i e l dD ) ,   s o   t h a t   t h e   e f fe c t   of   m ut a t i o w i l l   n o t   y i e l v a l ue s   e xt e r i o t h e   l i m i t s   o f   t h e   r e s o l ut i o v a r i a b l e s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       O pt i m i z a t i on   o f   e ne r g y   c ons um p t i o an t he r m a l   c om f or t   f or …  ( Subhi   A s w ad  Moham m e d )   1619     Ca l c ul a t i o n s   o f   t h e   o b j e c t i ve   f un c t i o f o r   o ff s pr i n g ;   t h e   u t i l i t y   ( f e v al )   i s   us e t o   c o m put e   t h e   o b j e c t i ve   v a l ue s   of   a l l   t h e   o ff s pr i n g   ( obj V o f f ) .       In s e r t i o o f   t h e   b e s t   o ffs pr i ng  r e pl a c i n g   w o r s t   p a r e n t s ;   off s pr i n g   c a b e   i n s e rt e i n t o   t h e   s ui t a b l e   s ub p o pul a t i o n s   b y   us i n g   ( r e i ns u t i l i t y .       P r e di c t e M e a V o t e   v a l ue s   l o o s e l e c t i o n ;   a s   a   f i n a l   s t e t o   ge t   t h e   o pt i m a l   v a l ue s   o f   P M V   a n T A .         T h e   t e rm i na t i o n   c o n d i t i o n   us e i o pt i m i z a t i o n   p r o c e s s ;   i s   t h e   num b e r   o f   ge n e r a t i o n s ,   s o   t h e   a l go r i t h m   s t o ps   w h e n   t h e   n u m b e r   o f   ge n e r a t i o n s   r e a c h e s   t h e   m a x   v a l ue .     T h e   f l o w c h a r t   s h o w n   i F i gu r e   4   (s e e   i a ppe n di x)   s h o w s   t h e   s t e ps   t o   o b t a i t h e   (P M V )   a n d   (T A )   v a l ue s   a s   o pt i m um   v a l ue s   us i n g   ge n e t i c   a l go r i t hm .   T h e   b l o c di a g ra m   i F i gu r e   5   s h o w s   t h e   m o de l   i n put s   a n t h e   f l ow   of   t h e   m o de l l i ng  a n o pt i m i z a t i o n   p r o c e s s   fo r   i nt e gra t e H V A C/ S CA D A   s y s t e m   a pp l i c a t i o [41 ,   42 ].           F i g u re   5 .   T he   b l o c k   d i a g r a m   o f   t he   m o d e l l i ng   a nd   o p t i m i z a t i o p o c e s s   f o i nt e g ra t e d   H V A C / S C A D A   s y s t e m       7.   S I M U LA TI O N   O F   EN ER G Y   C O N S U M P TI O N   A N D   T H ER M A C O M F O R O F   I BM S     T h e   a dj us t a b l e   c o n t r o l   s y s t e m s   a r e   n e c e s s a r y   i H V A s y s t e m   b e c a us e   t h e   f e a t u r e s   o f   t h e   p r o c e s s   c h a nge   c o n s t a nt l y   by   e ffe c t   of   t h e   v a r i a t i o i t h e   e n v i r o nm e nt   a n d   o c c upa t i o n   o f   t h e   c o n s t r uc t i o n.     7. 1 .   P r e d i c te d   m e an   v o te   (P M V v al u e s   b e h av i o r   T h e   P M V   v a l ue s   o b t a i n e f r o m   s i m ul a t i o n   p r o c e s s   s c e n a r i o s ,   w e r e   pl o t t e i F i gu r e   6 .   I t   s h o w s   t h a t   t h e   pe a k   v a l ue s   o f   P M V   a r e   a t   t h e   po i n t s   (D   a nd   E ) .   T h e   s c e n a ri o   i s   c o n c e rn e d   w i t ra d i a nt   t e m pe r a t u r e   a n d   n u m b e o f   o c c upa nt s ,   r e s pe c t i v e l y .   T h e   de c r e a s i n g   o f   t h e   T R   v a l ue   c a us e s   s e n s i b l e   i n c r e a s e   i t h e   v a l ue   o f   T A ,   t h i s   c ha n ge ,   i s   a t t e m pt i n g   t o   ke e t h e   c o m f o r t   us e r s   e n v i r o nm e nt ,   a n d   s o   t h e   v a l ue   o f   a i r   t e m pe ra t u r e   w i l l   b e   i n c r e a s e d.   P o i n t   (E )   s h o w s   t h a t   i n c r e a s i ng   t h e   n u m b e o f   o c c upa n t s   o f   i n do o r s   t o   ( 14) ,   w i l l   a f f e c t   t h e   v a l ue   o P M V   a n d   t h e   h e a t   po w e r   ge n e r a t e d   by   o c c upa nt s   a t   s t a rt i ng  po i n t .   T h e   o b t a i n e P M V   v a l ue s   f o r   t h e   o t h e s c e n a r i o s   a r e   l e s s   e f fe c t i ve   i n   t h e   s y s t e m   a n d   a r e   c o n s i de r e t o   be   ve r y   c l o s e   t o   t h e   c o m f o r t a b l e   l e v e l s   t o   ke e p   P M V   v a l ue   a t   i t s   na t u r a l   ( z e r o po i nt .     7. 2 .   Th e   G A   p a r am e te r s   s e l e c t i o n   an d   P M V   b e h av i o r   T h e   s i m u l a t i o r e s ul t s   s h o w n   i F i gu r e   7,   na m e G 1   p r e s e n t s   P M V   v a l ue s   w i t num b e o f   ge n e r a t i o n s   (M A X G E N e qua l   t o   (20) ,   t h e   s e c o n c u r v e   G p r e s e n t s   P M V   v a l ue s   w h e t h e   n u m b e r   o f   ge n e ra t i o n s   w a s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 020   :     16 13   -   16 2 5   1620   (30).   T o   ge t   P M V   v a l u e   c o ve r i n z e r o   a n a c hi e v i n t h e   b e s t   c o m fo r t a b l e   l e v e l ,   s o   t h e   m a x   n um b e of  ge n e ra t i o n s   w a s   s e t   t o   (30)   ge n e r a t i o n s .             F i gu r e   6 .    P r e di c t e m e a n   v o t e   (P M V v a l ue s     F i gu r e   7 .   PMV  b e ha v i o r   w h e us i n g   d i f fe r e nt   n u m b e r   o f   ge n e r a t i o n s   (M A X G E N )       7. 3 .   R e s u l ts   an d   d i s c u s s i o n s   o p r e d i c te d   TA ,   W g en ,   an d   W o ut  v al u e s     S y s t e m   s i m ul a t i o s c e n a ri o s   h a v e   b e e n   a c c o m pl i s h e d.   I e a c h   s c e na ri o   o n e   o f   t h e   m o de l   i n p ut s   v a r i a b l e   w a s   c h a n ge d   i o r de r   t o   o b s e r ve   i t s   i m p r e s s i o o t he   o pt i m i z a t i o p r o c e s s .     T h e   c ha n ge s   i T A ,   W g en a n W o u t   a t   ( t i m e   =   z e r o a nd  a f t e r   e x pe c t e t i m e   w e r e   o b s e r v e d.   T h e   s i m u l a t i o r e s ul t s   w e r e   s h o w n   i   F i gu r e   8   (s e e   i a ppe n d i x)   a n d   s um m a r y   of   t h e   o pt i m i z a t i o n   pr o c e s s   r e s ul t   s h o w n   i T a b l e   4   (s e e   i n   a ppe n d i x) A a c c e pt a b l e   c o m fo r t   e n v i r o nm e n t   a r e   o b t a i n e d   a s   s h o w n   i F i g u r e   8   (a ) .   I s c e na r i o   (A )   a l l   t h e   s y s t e m   i n pu t   v a r i a b l e s   w e r e   s e t   t o   s t a n d a r d   v a l ue s .     T h e   r e s ul t s   w e r e   f o un a s   m o de l   o ut put s   a r e :   P M V   =   2 . 6   x   10 - 6 ,     T A   =   21. 27   C ˚ ,   w h i c a r e   v e r y   c l os e   t o   t h e   us e r s   c o m f o r t   l e v e l .   T h e   T A   a nd  t h e   P M V   v a l ue s   a r e   a c c o r di n g   t o   IS O   a n d   F a nge r s   a pp r o a c h,   s o   t h e   c o m pa ri s o a m o n g   o t h e di f fe r e nt   s i m ul a t i o s c e n a ri o s   w i l l   c o n s i de r   t hi s   c a s e   a s   a   r e f e r e n c e   c a s e .   T h e   s i m ul a t i o r e s ul t s   s h o w n   i n   F i gu r e   8   ( b ) ,   r e v e a l   t h a t   i n c r e a s e   t h e   a c t ua l   t e m pe r a t u r e   i n s i de   t h e   c o n t r o l l e d   r o o m   w i l l   i n c r e a s e   b o t h   W o u t   a n d   W g en   l i n e a rl y .   Co m pa ri n g   t h e s e   r e s ul t s   w i t t h e   f i r s t   r e s ul t s   o b t a i n e d   i F i gu r e   8   ( c )   s h o w   t h a t   t h e   i n c r e a s e   o f   t h e   e xt e rna l   t e m pe r a t u r e   T o u t   w i l l   a f f e c t   W o u t     a n d   W ge n T a b l e   4   s h o w s   t h a t   t h e   i n c r e a s i n g   o f   T I n d o o   l e a ds   t o   i n c r e a s e   W g en   a n d   W o u t   a n d   v i c e   v e r s a .   W h e t h e   r a d i a nt   t e m pe ra t u r e   T R   w a s   de c r e a s e t o   7C ˚   fo r   e xa m pl e ,   t h e   v a l u e s   of   W out  a n W g en   a r e   de c r e a s e d .     T h e   ra d i a nt   t e m pe ra t u r e   i n c r e a s e t h e   a i t e m pe r a t u r e   v a l ue   t o   b e   a t   i t s   hi gh e s t   l e v e l ,   T A =   25 . 68   C ˚  s h o w n   i F i gu r e   8   (d) .   F i gu r e   ( e )   s h o w s   t h a t   w h e n   t h e   n u m b e r   o f   o c c upa nt s   N P   o f   t h e   b ui l di ng  i s   i n c r e a s e t h e   v a l ue   o f   W g en   w i l l   b e   i n c r e a s e d.     T h i s   l e a ds   t o   t h e   de c r e a s e   o f   W out   t o   ke e t h e   us e c o m f o r t   l e v e l .   T h e   s i m ul a t i o r e s ul t s   w h e c o n s i de r i ng  t h e   c o nt r o l l e r o o m   e m pt y   (N um b e r   o f   o c c upa nt s   =   0)  a n   (W g en =   0)  i s   s h o w n   i   F i gu r e   ( f ) ,     w h e r e     W o u t   w i l l   i n c r e a s e   t o   ge t   h e a t   f r o m   s u rr o undi n g   r o om s .     W h e t h e   n um b e o f   oc c upa n t s   i s   o n e ,   t h e   pe r s o n   i s   a b l e   t o   ge n e ra t e   a   m a xi m u m   h e a t   o f   (126)  W a t t s ,   a nd  t h e   W o u t   due   t o   o n e   pe r s o n   i s   a b o ut   (280)  W a t t s   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   (g) .   T o   s t udy   t h e   e ffe c t s   of   r o o m   vo l um e ,   F i g u r e   ( h )   s h o w s   t h a t   t h e   i n c r e a s e   o f   t h e   vo l um e   a f f e c t e t h e   v a l ue   o f   P M V   t o   ke e t h e   c o m fo r t   l e v e l ,   P M V =   3. 1 0 - 6 .     W o u t   b e c o m e s   gr e a t e t h a W g en   t o   ke e na t u ra l   t e m pe ra t u r e   i ndo o r s   by   de c r e a s i n g   t h e   p ow e r   r e qui r e d   t o   r u H V A s y s t e m   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   8   ( i )   a n d   T a b l e   4 .   T h e   s i m u l a t i o n   r e s ul t s   i F i gu r e   8   ( j )   s h o w   t ha t   t h e   f a c t o r   W e q u i p m en t s   ha s   a   m i n o e f fe c t   o n   t h e   v a l ue   o f   W out   a n d   W g en T h e   de c r e a s e   i t h e   v a l ue   o f   W eq u i p m en t s   t o   50  W a t t s ,   w i l l   r e s ul t   i n   a   s m a l l   c ha n ge   i t h e   v a l ue   o f   W o u t   a s   s h o w n   i T a b l e   4 .   T h e   v a l ue   o f   T R   w a s   i n c r e a s e t o   up   t o   32   C ˚  w h i l e   W o u t   i s   i n c r e a s e a b ov e   t h e   W g en   v a l ue   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   ( k ) .     W o u t   ha s   r e a c h e i t s   m a x i m um   v a l ue   (g r e a t e r   t h a W g en b y   i n c r e a s i ng  t h e   H V A s y s t e m   po w e r .   F i gu r e   ( l )   s h o w s   t ha t   i t   i s   go i n t o   i n c r e a s e   c o n t i n uo us l y .       8.   C O N C LU S I O N S   T h e   i n t e l l i ge n t   b ui l di n g   m a n a ge m e nt   s y s t e m   a nd   s upe r v i s o r y   c o n t r o l   a nd   d a t a   a c qui s i t i o s y s t e m s   a r e   hi g h l y   a da p t a b l e   t o   t h e   c ha n ge   c o n d i t i o n s   o f   t h e   e n v i r o nm e nt   i o r de r   t o   p r o v i de   c o m fo r t a b l e   l i v i n g.   T h e   us e   of   ge n e t i c   a l go ri t hm   f o r   a da pt i v e   c o n t r o l   o f   e n e r gy   c o n t r o l l i ng   p r o c e s s e s   off e r e t h e   g r e a t e s t   p r o s pe c t   o s uc c e s s   i r e l a t i o n   t o   m i n i m i z i ng  e n e rgy   us e .   T h e   m a j o s o ur c e s   of   un c e rt a i n t i e s   i t h e   e xpe c t e a i t e m pe ra t u r e   v a l ue   i s   t h e   o c c upa n t ’s   n u m b e r   a n d   t h e i b e ha v i o r   a s   a   c o n s e que n c e   o f   i n c r e a s e P r e di c t e d   M e a V o t e   v a l ue .   T h e   s i m ul a t i o r e s ul t s   s h o w s   t ha t   t h e   a i t e m pe r a t u r e   v a l ue   a n d   p r e di c t e d   m e a v o t e   v a l ue   a r e   v e r y   c l os e   t o   t h e   o pt i m a l   a n d   s t a nda r d   v a l ue s   a c c o r di n t o   F a n ge r s   a pp r o a c h .   U s i n g   ge n e t i c   a l go ri t hm   a c h i e v e o pt i m u m   r e s ul t s ,   c o n f i rm   t h e   f o r m ul a t i o n   o f   t h e   o b j e c t i v e   f un c t i o n   t o   f i n d   t h e   o pt i m a l   v a l ue   o f   p r e di c t e m e a v o t e ,   t h e   c h o i c e   of   m a xi m um   num b e o f   ge n e r a t i o n s ,   t h e   e n e r gy   o pt i m i z a t i o e qua t i o n,   e nha n c e   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       O pt i m i z a t i on   o f   e ne r g y   c ons um p t i o an t he r m a l   c om f or t   f or …  ( Subhi   A s w ad  Moham m e d )   1621   de s i gn e d   m o de l ,   a n d   k e e t h e   P M V   n e a t o   z e r o   t o   m a i nt a i t h e   us e r ’s   c o m fo r t a b l e   e n v i r o n m e n t s .   U s i n o pt i m i z a t i o f u n c t i o i c o n j un c t i o w i t e n e r gy   a s s o c i a t e   t oo l s   w i l l   e na b l e   t h e   c a l c ul a t i o o f   t h e   o pt i m a l   s e t   po i n t s   f o r   s y s t e m   c o m po n e n t s   i r e a l   t i m e   a c qui r e b y   S CA D A   s y s t e m ,   t h i s   w i l l   l e a d   t o   m i n i m i z e   t h e   s y s t e m   e n e r gy   us a ge .       A P P EN D I X                 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 020   :     16 13   -   16 2 5   1622           F i gu r e   3 .   F l o w c h a r t   f o r   t h e   C a l c ul a t i o o f   P M V ,   P P D ,   a nd  U m   us i n g   F a n ge r s   a pp r o a c h   ( c on t i nu e )     F i gu r e   4 .   P M V   a n d   T A   o pt i m i z a t i o f l o w c h a r t   us i ng  ge n e t i c   a l go r i t h m           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.