Optimal day-ahead scheduling of integrated urban energy systems

An optimal day-ahead scheduling method (ODSM) for the integrated urban energy system (IUES) is introduced, which considers the reconfigurable capability of an electric distribution network. The hourly topology of a distribution network, a natural gas network, the energy centers including the combined heat and power (CHP) units, different energy conversion devices and demand responsive loads (DRLs), are optimized to minimize the day-ahead operation cost of the IUES. The hourly reconfigurable capability of the electric distribution network utilizing remotely controlled switches (RCSs) is explored and discussed. The operational constraints from the unbalanced three-phase electric distribution network, the natural gas network, and the energy centers are considered. The interactions between the electric distribution network and the natural gas network take place through conversion of energy among different energy vectors in the energy centers. An energy conversion analysis model for the energy center was developed based on the energy hub model. A hybrid optimization method based on genetic algorithm (GA) and a nonlinear interior point method (IPM) is utilized to solve the ODSM model. Numerical studies demonstrate that the proposed ODSM is able to provide the IUES with an effective and economical day-ahead scheduling scheme and reduce the operational cost of the IUES.

ClimateWell TDC with District Heat

The PolySMART demonstration system SP1b has been modeled in TRNSYS and calibrated against monitored data. The system is an example of distributed cooling with centralized CHP, where the driving heat is delivered via the district heating network. The system pre-cools the cooling water for the head office of Borlänge municipality, for which the main cooling is supplied by a 200 kW compression chiller. The SP1b system thus provides pre-cooling. It consists of ClimateWell TDC with nominal capacity of 10 kW together with a dry cooler for recooling and heat exchangers in the cooling and driving circuits. The cooling system is only operated from 06:00 to 17:00 during working days, and the cooling season is generally from mid May to mid September. The nominal operating conditions of the main chiller are 12/15°C. The main aims of this simulation study were to: reduce the electricity consumption, and if possible to improve the thermal COP and capacity at the same time; and to study how the system would perform with different boundary conditions such as climate and load. The calibration of the system model was made in three stages: estimation of parameters based on manufacturer data and dimensions of the system; calibration of each circuit (pipes and heat exchangers) separately using steady state point; and finally calibration of the complete model in terms of thermal and electrical energy as well as running times, for a five day time series of data with one minute average data values. All the performance figures were with 3% of the measured values apart from the running time for the driving circuit that was 4% different. However, the performance figures for this base case system for the complete cooling season of mid-May to midSeptember were significantly better than those for the monitoring data. This was attributed to long periods when the monitored system was not in operation and due to a control parameter that hindered cold delivery at certain times. 

Caracterização do índice de biofilme oral em doentes internados no serviço de cuidados intensivos 1 do Centro Hospitalar do Porto

Introdução: A cavidade oral de um doente que esteja internado num serviço hospitalar apresenta uma flora diferente das pessoas saudáveis. Ao fim de 48 horas de internamento, a flora apresenta um maior número de microrganismos que rapidamente podem ser responsáveis por aparecimento de infeções secundárias, tais como pneumonias, resultante à proliferação bactérias que lhe está associada. Este risco é ainda superior em doentes críticos. Nesta população torna-se fundamental a implementação de um efetivo protocolo de higiene oral, procurando controlar ao máximo o desenvolvimento do biofilme oral. Objetivo: Avaliar o índice de biofilme oral dos doentes na admissão a um serviço de Cuidados Intensivos, procedendo á sua reavaliação após 7 dias de internamento e, procurando deste modo avaliar a eficácia de higienização oral efetuada no Serviço. Materiais e Métodos: Estudo prospetivo, institucional, descritivo, analítico e observacional realizado no Serviço de Cuidados Intensivos do CHP. Foram envolvidos no estudo doentes com mais de 18 anos, e com um tempo de internamento igual ou superior a 7 dias. Procedeu-se à colheita de dados demográficos, motivo de admissão, tempo de internamento, medicação prescrita, tipo de alimentação efetuada no serviço, necessidade ou não de suporte respiratório e qual o tipo de higiene realizada no serviço. Foi avaliado o índice de higiene oral simplificado de Greene & Vermillion (IHO-S) nas primeiras 24h e 7 dias após a 1ª avaliação. O IHO-S é um indicador composto que avalia 2 componentes, a componente de resíduos e a componente de cálculo, sendo cada componente avaliada numa escala de 0 a 3. São avaliadas 6 faces dentárias que são divididas em 3 porções clínicas (porção gengival, terço médio e porção oclusal). No final de cada avaliação é calculado o somatório do valor encontrado para cada face, sendo este total dividido pelo nº de faces analisadas. O cálculo do IHO-S por indivíduo corresponde à soma das componentes. Resultados: Foram avaliados 74 doentes, tendo-se excluído 42 por não terem a dentição mínima exigida. Os 32 doentes que completaram o estudo apresentaram uma idade média de 60,53 ± 14,44 anos, 53,1% eram do género masculino, e na sua maioria pertenciam a pacientes do foro médico e cirúrgico (37,5,5%). Os doentes envolvidos no estudo tiveram uma demora média de 15,69±6,69 dias de internamento, tendo-se verificado que 17 dos pacientes (53,1%) estiveram internados mais de 14 dias no Serviço de Cuidados Intensivos 1. Relativamente às características particulares da amostra verificou-se que durante o período de avaliação a maioria dos doentes estiveram sedados (75%), sob suporte ventilatório (81,3%) e a fazer suporte nutricional por via entérica por sonda nasogástrica (62,6%). O IHO-S inicial foi de 0,67±0,45tendo-se verificado um agravamento significativo ao fim de sete dias de internamento 1,04±0.51 (p<0,05).Este agravamento parece estar fundamentalmente dependente dos maus cuidados orais prestados aos doentes, não se tendo observado qualquer diferença significativa resultante dos aspetos particulares avaliados, com exceção para a nutrição entérica versus a soroterapia. Discussão e Conclusão: Apesar de vários estudos evidenciarem a necessidade de um boa higiene oral para evitar a proliferação bacteriana e o risco de infeção nosocomial, muitas das instituições de saúde continuam a não valorizar esta prática. Neste estudo observa-se que os doentes na admissão apresentam um bom índice de higiene oral tendo-se contudo observado um agravamento significativo ao fim de uma semana de internamento. Embora este agravamento possa não ser importante para o doente com uma semana de internamento ele poderá ser indicativo de um risco acrescido para infeções nosocomiais em doentes com internamentos mais prolongados, necessitando estes doentes de uma higiene oral mais eficaz.

From Hardware Processes to asynchronous circuits via petri nets: An Application to Arbiter Design

International audience

A Methodology for estimating energy consumption of QDI asynchronous circuits

International audience

Anuário Científico 2014

O Anuário Científico de 2014 é um documento integrador da produção científica do Centro Hospitalar do Porto (CHP). O Gabinete Coordenador da Investigação do Departamento de Ensino, Formação e Investigação (DEFI), com a edição do anuário, pretende partilhar com o CHP e com a comunidade a atividade científica hospitalar

Anuário Científico 2015

O Anuário Científico de 2015 é um documento integrador da produção científica do Centro Hospitalar do Porto (CHP). O Gabinete Coordenador da Investigação do Departamento de Ensino, Formação e Investigação (DEFI), com a edição do anuário, pretende partilhar com o CHP e com a comunidade a atividade científica hospitalar

Enabling effective operational decision making on a Combined Heat and Power System using the 5C architecture

The use of Cyber Physical Systems (CPS) to optimise industrial energy systems is an approach which has the potential to positively impact on manufacturing sector energy efficiency. The need to obtain data to facilitate the implementation of a CPS in an industrial energy system is however a complex task which is often implemented in a non-standardised way. The use of the 5C CPS architecture has the potential to standardise this approach. This paper describes a case study where data from a Combined Heat and Power (CHP) system located in a large manufacturing company was fused with grid electricity and gas models as well as a maintenance cost model using the 5C architecture with a view to making effective decisions on its cost efficient operation. A control change implemented based on the cognitive analysis enabled via the 5C architecture implementation has resulted in energy cost savings of over €7400 over a four-month period, with energy cost savings of over €150,000 projected once the 5C architecture is extended into the production environment.

Intégration de pales en céramique dans un rotor de microturbine axiale en configuration renversée

Le marché de l'énergie distribuée est actuellement en pleine expansion et favorise l'intégration d'une multitude de sources d'énergie, et les machines à combustion interne ne sont pas exclues. Les moteurs à piston sont actuellement les principaux acteurs du marché, en raison de leur rendement élevé et de leur faible coût en capital. Cependant, la réglementation de plus en plus sévère sur les émissions ainsi que les coûts liés à la maintenance et les temps d'arrêt sont prohibitifs pour ce type de machines, en particulier dans le segment de basse puissance et de production d’énergie et de chaleur combinées (CHP). C'est là que les microturbines opérant sous le cycle récupéré – de petites turbines à gaz qui produisent moins de 1 MW de puissance – ont un avantage concurrentiel, grâce à moins de pièces en mouvement, une combustion plus propre et une température élevée d'échappement. Les petites turbomachines récupérées doivent atteindre des températures d'entrée de turbine (TIT) très élevées, requises pour atteindre 40% de rendement thermique. Les céramiques non refroidies offrent une solution très attrayante, avec plusieurs essais mais des résultats peu concluants dans la littérature. Ce travail présente une nouvelle architecture qui prend en charge des pales en céramique monolithique dans un environnement d’opération à chaud. La turbine renversée en céramique (ICT) est constituée d'un moyeu métallique flexible qui fournit une base souple pour les pales individuelles en céramique qui sont supportées par l'extérieur par un anneau en composite carbone-polymère. Les forces centrifuges chargent les pales en compression au lieu d’en tension, exploitant ainsi la résistance en compression typiquement élevée des céramiques techniques. Le document présente la validation expérimentale entreprise pour vérifier l'intégrité structurelle d’un prototype de configuration ICT à petite échelle, dans des conditions de fonctionnement à froid et à chaud, ainsi que les étapes qui y ont mené. Les résultats expérimentaux montrent que l'ICT supporte des pales en alumine dans les tests à froid et le nitrure de silicium pour des températures d'entrée du rotor jusqu'à 1000 K, avec des vitesses de pointe de pale atteignant 271 m/s. L’incursion d’objet domestique, l'événement le plus désastreux à se produire dans les turbines en céramique dans la littérature, n'a pas causé de dommages aux pales dans cette configuration. Ces résultats indiquent que l'architecture ICT est robuste et viable, et que le développement peut être poursuivi pour augmenter la TIT et la vitesse de pointe de la turbine, afin d’éventuellement parvenir à une microturbine récupérée en céramique de 1600 K de TIT.

Niveles de actividad física de niños y adolescentes durante las clases de educación física en tres colegios oficiales de Bogotá

La clase de educación física es un espacio en el cual los niños y adolescentes pueden incrementar los niveles de actividad física y alcanzar las recomendaciones emitidas por la Organización Mundial de la Salud (OMS), sin embargo, existe poca evidencia científica a nivel nacional sobre las actividades físicas que realizan los estudiantes dentro del ámbito escolar, específicamente dentro de las clases de educación física y sus relaciones con el contexto; es por esto que el objetivo de este estudio fue evaluar los niveles de actividad física de niños y adolescentes durante las clases de educación física en tres colegios oficiales de Bogotá, Colombia, por medio de la herramienta SOFIT. Estudio de diseño descriptivo y transversal realizado entre octubre de 2014 y mayo de 2015. Las observaciones se llevaron a cabo en tres colegios oficiales de la ciudad de Bogotá ubicados en las localidades de Tunjuelito y Ciudad Bolívar que aceptaron su participación en la investigación. Se obtuvo la aprobación para participar de 1361 estudiantes (682 niñas y 679 niños) de 5 a 17 años de los cuales 180 estudiantes (93 niños y 87 niñas) fueron seleccionados de manera aleatoria sistemática, siguiendo el protocolo SOFIT para observar su nivel de actividad física durante las clases de educación física. El 45,23% del tiempo de la clase de educación física los estudiantes mantuvieron un comportamiento sedentario; mientras que el 30.91% y el 23.86% del tiempo de la clase presentaron un nivel de actividad física moderada (AFM) y vigorosa (AFV) respectivamente. El nivel de actividad física moderada a vigorosa (AFMV), fue de 54,78% es decir, 35,27 minutos de la clase. Los docentes no promovieron la actividad física en un 56,47% del tiempo de la clase y se encontró que ningún docente promovió la actividad física fuera de la clase, es decir, alentando a sus estudiantes a que practicaran cualquier forma de actividad física en horas extraescolares. El contexto de la clase que más se desarrolló fue la condición física con un 35,66% del tiempo de la clase, seguido por los contextos de generalidades 24,83% y habilidades 23,84%. El contexto de la clase generalidades está asociada significativamente y de manera negativa (β=-0,32, p=0,006) con menor porcentaje de tiempo en AFM y AFV, las variables activas de SOFIT, lo que sugiere que las clases deben invertir menos tiempo en este contexto e incrementar el porcentaje de tiempo en los otros contextos como condición física y habilidades para aumentar la cantidad de minutos de AFMV en los estudiantes.