elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Barrierefreiheit | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Safe and Efficient Control of a Brayton Cycle Heat Pump Using Reinforcement Learning

Tran, A. Phong und Yücel, Fatma Cansu (2025) Safe and Efficient Control of a Brayton Cycle Heat Pump Using Reinforcement Learning. In: Proceedings of the 16th International Modelica&FMI Conference, 218, Seiten 1017-1026. Linköping University Electronic Press. 16th International Modelica & FMI Conference, 2025-09-08, Luzern, Schweiz. doi: 10.3384/ecp2181017. ISBN 978-91-8118-266-8. ISSN 1650-3740.

[img] PDF
2MB

Offizielle URL: https://ecp.ep.liu.se/index.php/modelica/article/view/1389

Kurzfassung

Decarbonizing industrial process heating will increasingly depend on high-temperature heat pumps. In particular, Brayton cycle heat pumps, which can reach temperatures above 250 °C, are viewed as a promising technology. However, ensuring safe operation and optimal control remains challenging. This study presents an experimentally validated dynamic model of a Brayton cycle heat pump, a system with multiple control inputs for regulating its thermal output. Using this model as a training environment, several control concepts integrating Reinforcement Learning (RL) and traditional PI controllers were implemented to achieve desired heat supply at target temperatures. Domain randomization was employed to improve the controller robustness against model uncertainties in preparation for deployment on the physical system. The results demonstrate that RL controllers can not only achieve the desired set-point temperature under varying loads while maintaining required safety margins, but also discovered a novel, more energy-efficient operational strategy.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/218031/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Safe and Efficient Control of a Brayton Cycle Heat Pump Using Reinforcement Learning
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Tran, A. PhongPhong.Tran (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3365-5500NICHT SPEZIFIZIERT
Yücel, Fatma Cansufatma.yuecel (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:24 Oktober 2025
Erschienen in:Proceedings of the 16th International Modelica&FMI Conference
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:218
DOI:10.3384/ecp2181017
Seitenbereich:Seiten 1017-1026
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Zimmer, DirkDirk.Zimmer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Müller, Ulf ChristianNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Linköping University Electronic Press
Name der Reihe:Linköping Electronic Conference Proceedings
ISSN:1650-3740
ISBN:978-91-8118-266-8
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Brayton cycle heat pump, dynamic simulation, reinforcement learning, model-based control design
Veranstaltungstitel:16th International Modelica & FMI Conference
Veranstaltungsort:Luzern, Schweiz
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:8 September 2025
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Dekarbonisierte Industrieprozesse
Standort: Cottbus
Institute & Einrichtungen:Institut für CO2-arme Industrieprozesse
Institut für CO2-arme Industrieprozesse > Hochtemperaturwärmepumpen
Hinterlegt von: Tran, A. Phong
Hinterlegt am:27 Nov 2025 09:21
Letzte Änderung:27 Nov 2025 09:21

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
OpenAIRE Validator logo electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.