[发明专利]协同能量管理系统

说明书

本发明在由国家科学基金会授予的合同编号1230687下由政府支持进行。政府对本发明享有一定权利。

技术领域

本发明的主题涉及建筑物或空间内的能量管理，更特别地涉及一种协同能量管理系统。

背景技术

可以按照其居住者的舒适水平而不管外部天气的变化如何维持室内条件的建筑物是发达社会的新兴期望之一。随着一般生活方式和消费者期望在过去十年间的变化，对舒适水平的需求已经变得越来越多地被个性化。这些个人舒适水平期望造成多居住者空间(诸如房屋、公司办公楼、学生宿舍、公共汽车、飞机等)中的冲突情况，其中，每个居住者具有他或她自己的舒适温度分布范围。该范围还依赖于居住者的个人特性，包括代谢率、年龄以及诸如服装、身体以及精神情况的外部因素、以及忍受水平；该个人范围还可以根据其它环境因素变化。

在共享的多居住者空间中，个人舒适水平受共同居住者的存在和所占用的不同区域和房间中的温度之间的相关性这两者影响。因此，在建筑物中的不同房间和区域的所有居住者之间达到一致性是重要但具有挑战性的问题。随着上升的能量成本和对节能的强调，还需要在尝试在建筑物的居住者之间实现一致性时说明总能量成本。

建筑物(住宅和商业这两者)中的能量使用是美国和世界范围这两者内的能量消耗的一个主要来源。数据显示美国的总能量消耗的接近40％和世界范围内的总能量消耗的20％归因于住宅和商业建筑物使用。已经针对建筑物供热、通风和空气调节(HVAC)系统的高效控制和操作提出大量设计和解决方法。不幸的是，没有提供全面解决提供共享多居住者空间中的个人舒适和能量效率的挑战的方法。

发明内容

所公开的解决方案提供了一种借助每个区域中的温度和能量流测量自适应地学习多个区域之间的热相关性的协同能量管理系统。该信息然后一起被用于所有热区域的协调(联合)控制，而不是用于单独控制每个区域中的温度/能量流。

该系统还允许居住者经由管理用于空间(诸如建筑物、家、飞机、公共汽车、宿舍等)的协同能量管理系统的服务器使用移动应用程序等提供他们的舒适偏好/反馈。偏好连同空间的总能量成本信息一起用于联合优化(折衷)能量成本和居住者不适，这将多区域热相关性模型考虑在内。

该系统还提供基于居住者的温度偏好信息正确地计算共享公共空间的个人居住者的热能使用(即，定价信号)的处理。该处理使得它调用来自居住者的关于居住者的当前舒适水平或舒适温度范围的真实反馈。

在第一方面中，本发明提供了一种用于多区域空间的协同能量管理系统，该协同能量管理系统包括：多个环境传感器，该多个环境传感器被定位为遍及多区域空间；自适应学习系统，该自适应学习系统从环境传感器收集环境数据，并且生成使历史环境数据与HVAC(供热、通风、空气调节)设置相关的相关性模型；以及优化系统，该优化系统利用相关性模型、从多区域空间内的多个居住者接收的所输入偏好以及能量使用目标来定期地生成用于控制用于多区域空间的HVAC系统的新HVAC设置。

在第二方面中，本发明提供了一种提供多区域空间中的协同能量管理的方法，该方法包括以下步骤：从多区域空间中的传感器收集环境数据，以生成使历史环境数据与HVAC设置相关的相关性模型；从多区域空间内的多个居住者接收偏好；接收针对多区域空间的能量使用目标；利用相关性模型、偏好以及能量使用目标通过一致性算法计算用于多区域空间的新HVAC设置；以及将HVAC设置应用于与多区域空间关联的HVAC系统。

在第三方面中，本发明提供了一种存储在计算机上的可读的计算机程序产品，在由计算机系统执行时提供多区域空间中的协同能量管理，该计算机程序产品包括：从多区域空间中的传感器收集环境数据以生成使历史环境数据与HVAC设置相关的相关性模型的程序代码；从多区域空间内的多个居住者接收偏好的程序代码；接收用于多区域空间的能量目标的程序代码；利用相关性模型、偏好以及能量目标，通过一致性算法计算用于多区域空间的新HVAC设置的程序代码；以及将HVAC设置输出到与多区域空间关联的HVAC系统的程序代码。

附图说明

本发明的这些和其它特征将结合附图从本发明的各个方面的以下详细描述更容易地理解，附图中：

图1示出了根据实施方式的协同能量管理系统。

图2示出了根据实施方式的用于观察环境信息的智能装置上的用户界面。

图3示出了根据实施方式的用于输入用户偏好的智能装置上的用户界面。

图4示出了根据实施方式的参数的表。