Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Smart Curtain: An Innovative System for Energy Conservation
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2016 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The goal of the thesis was constructing a control system for a curtain that would regulate its position between up- and down states depending on out/indoor temperature and incoming solar radiation in order to be more energy efficient. A curtain hanging in front of a window creates a pocket of air, which in tandem with the curtain insulates the window and decreases heat loss, but at the same time it vastly decreases how much solar energy enters the room. A considerable part of a households total heat energy loss occurs through its windows. In order to lower this outflow and maximize the inflow of solar energy, it was decided upon to build a system that regulates the state of a window’s curtain.

A scaled down prototype was constructed, consisting of a Styrofoam box with a window on one side, and a curtain in front of it. It was used to measure actual energy savings and also compare theoretical coefficients with experimentally procured ones, and extrapolate the results unto a larger scale.

Heat transfer rates both with and without the curtain were experimentally tested. This data was then used to implement a computer program, which was developed specifically for the project. It took input arguments needed for the calculations and output whichever curtain state would be most beneficial at any given moment. The program input was partially collected from two temperature sensors and one light sensor. The output was then used to control an actuator in the form of a stepper motor to change the curtain state.

Finally, wireless controlling and monitoring of the system utilizing a dashboard accessible via the internet was implemented to permit tracking of data and overriding of the control system’s decisions, should the user desire.

It was found that a system of this type could deliver energy savings on the magnitude of tenths of a kilowatt-hour per day during the winter in central Sweden.

Abstract [sv]

Målet med denna kandidattes var att konstruera ett kontrollsystem åt en rullgardin för

att reglera dess position mellan upp- och nedfällt läge, beroende på inne- och

utetemperatur samt inkommande solstrålning för att spara energi. En gardin som

hänger framför ett fönster ger upphov till en luftficka, som tillsammans med gardinen

bidrar till att isolera fönstret och minskar värmeförluster, samtidigt som det drastiskt

minskar solinstrålning in i rummet. En väldigt stor del av en byggnads totala

värmeförluster sker via dess fönster. För att minska detta utflöde och maximera inflöde

av solenergi, beslöts det att bygga ett system som reglerar en gardins läge.

En prototyp i reducerad skala konstruerades, beståendes av en cellplastlåda med ett

fönster med gardin på ena sidan. Den användes för att mäta energibesparingar och för

att jämföra teoretiska koefficienter med koefficienter framtagna ur egna experiment,

och extrapolera resultaten till en större skala.

Värmeöverföringshastighet både med och utan gardin testades experimentellt. Dessa

data användes sedan för att implementera ett datorprogram speciellt framtaget för

projektet. Det tog emot indata som krävdes för beräkningar, och gav utdata i form av

vilket gardinläge som skulle vara mest fördelaktigt vid varje givet tillfälle.

Indata hämtades delvis från två temperatursensorer och en ljussensor. Utsignalen

användes sedan för att styra en aktuator i form av en stegmotor för att ändra

gardinpositionen.

Slutligen infördes trådlös styrning och övervakning av systemet via en internet

dashboard som samverkar med en MQTT-mäklare, för att tillåta kontroll av data och

manuell styrning av gardinen.

Slutsatsen nåddes att ett system av denna typ kunde leverera energibesparingar med en

magnitud på tiondelars kilowattimmar per dag under vintern i centrala Sverige.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 62 p.
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-191199OAI: oai:DiVA.org:kth-191199DiVA: diva2:955321
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-08-25 Created: 2016-08-25 Last updated: 2016-08-25Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2659 kB)6 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2659 kBChecksum SHA-512
8be5e47e7f1679943d35dc7b74aef06aaf5789db680561c7ff2a17e14f37e5a86cf386a7d2b81f164e85d2b88c6a19b330494687f3db6b283e0bd57bda2ccfca
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 6 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 7 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link