建筑區(qū)衛(wèi)生中心辦公室電氣設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

對(duì)建筑熱量分布控制的結(jié)合燃?xì)忮仩t和地?zé)嵩幢玫闹悄芏啻硐到y(tǒng)摘要智能能源系統(tǒng)是指采用智能控制策略與能源系統(tǒng)相結(jié)合，這可以幫助減少能源浪費(fèi)和損失，優(yōu)化負(fù)荷控制，提高能源利用效率并能最大化的利用可再生能源?？稍偕茉春椭悄芸刂剖窍嗷ヂ?lián)系和相互關(guān)聯(lián)的。如果沒(méi)有智能控制，可再生能源的全部好處技術(shù)可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)，特別是地源熱泵（GSHP）技術(shù)。中央蘭開(kāi)夏大學(xué)（中央蘭開(kāi)夏）表示已將一個(gè)地源熱泵納入其建筑的一部分，地源熱泵的表現(xiàn)不如意是由于其采用的低效率的管制措施。本文提出了一種智能多代理的樓宇管理系統(tǒng)（BMSMAS）目的就是在解決這一問(wèn)題。其思考控制力是由一個(gè)類(lèi)型的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供的。仿真結(jié)果表明該智能MASBMS能夠通過(guò)分析并有效地最大限度地利用地源熱泵，預(yù)測(cè)并協(xié)調(diào)其用法與其他能源資源。該方法已經(jīng)表現(xiàn)優(yōu)于現(xiàn)有的地?zé)岜每刂撇呗浴?.介紹智能能源系統(tǒng)的出現(xiàn)是由于已導(dǎo)致的日益增加的技術(shù)革新需要更多的能量，以適應(yīng)生活方式的改善。這對(duì)環(huán)境造成明顯的不利影響，特別是環(huán)境的變化。迄今為止，對(duì)英國(guó)來(lái)說(shuō)的主要能量來(lái)源于非再生碳基燃料，與幾乎77％產(chǎn)生的電力一樣都是來(lái)自這些來(lái)源[1]。高使用率的碳系燃料導(dǎo)致CO2氣體大量排放，導(dǎo)致全球變暖[1,2]。減少碳基燃料的使用，而用可再生能源代替它們可以幫助減少CO2氣體排放[1,2]。智能系統(tǒng)是具有監(jiān)測(cè)其系統(tǒng)行為的能力和自主（或半自主）提供必要的控制以提高效率的系統(tǒng)。使用智能控制通過(guò)（i）最小化的能量的浪費(fèi)和損失可以幫助優(yōu)化利用可再生能源，（ⅱ）優(yōu)化負(fù)荷控制，以及（iii）增加和提高能源效率。這樣一來(lái)又可以最大限度地利用和受益于可再生能源，它可以幫助降低能源使用成本，以及對(duì)CO2氣體排放對(duì)環(huán)境的影響。智能控制器被要求來(lái)確?？稍偕茉从行У氖褂?，特別是當(dāng)建筑物包括緩慢反應(yīng)可再生能源技術(shù)，如地源熱泵泵（GSHP）[3-6]。此外，一些報(bào)道[7-10]有表明，在預(yù)測(cè)效率和減少這種技術(shù)的表現(xiàn)是由于不合適的控制性能機(jī)制，即非智能的控制策略。中央蘭開(kāi)夏大學(xué)（中央蘭開(kāi)夏）就有自己的例子。中央蘭開(kāi)夏西湖校區(qū)的塞繆爾林多夫大廈（SLB）在坎布里亞郡的一個(gè)地源熱泵工作，除了運(yùn)營(yíng)常規(guī)天然氣集中供熱系統(tǒng)[11]。盡管這樣，在用于管理這種可再生能源控制器是非智能的。從地源熱泵輸出的調(diào)查，在中央蘭開(kāi)夏的SLB指示地源熱泵是作秀。這可能是由于在現(xiàn)有建筑物的低效非智能控制策略管理系統(tǒng)（BMS）?，F(xiàn)有的BMS采用了多代理系統(tǒng)（MAS）的方法與基于規(guī)則的機(jī)制。以規(guī)則為基礎(chǔ)的機(jī)制缺乏適應(yīng)性和靈活性的控制，這可能導(dǎo)致地源熱泵的執(zhí)行處于下等水平。本文提出了一種新的MAS，一個(gè)新的智能與自適應(yīng)控制策略來(lái)管理在SLB不同的熱源，包括地源熱泵。新的MAS整合了計(jì)算智能算法（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)），其目的是改善和最大限度地利用地源熱泵為建筑提供熱量。這是通過(guò)分析，預(yù)測(cè)和協(xié)調(diào)與其他能源的使用，并根據(jù)(也異形和所需的熱量需求預(yù)測(cè))來(lái)控制的。本文介紹了一種結(jié)合ARTMAP的MASBMS，一類(lèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，增加了智能的MAS。本文共分為八個(gè)部分。第2節(jié)提供了對(duì)于BMS現(xiàn)有的MAS使用的簡(jiǎn)短摘要以及簡(jiǎn)要介紹了建議的ARTMAP。第3節(jié)介紹了中央蘭開(kāi)夏西湖塞繆爾·林多夫大廈（SLB）。第4節(jié)介紹了現(xiàn)有的MASBMS是目前在地方，在使用中提供熱量的SLB。第5節(jié)展現(xiàn)了提出的方法，以幫助最大限度地利用地源熱泵為SLB。第六節(jié)提出并討論了案例研究用于測(cè)試和分析該方法在第五節(jié)，第7節(jié)介紹了案例研究的結(jié)果，第8節(jié)總結(jié)全文。2.多代理系統(tǒng)多代理系統(tǒng)（MAS）是由兩種或兩種以上的代理的環(huán)境。每個(gè)代理都有自己的功能和目標(biāo)，以及彼此以在一個(gè)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)（分散或分布的）的方式進(jìn)行交互，以實(shí)現(xiàn)它的集體目標(biāo)或目的。MAS特別適合于在建筑環(huán)境（MASBMS）分配控制任務(wù)，因?yàn)槠洫?dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如模塊化結(jié)構(gòu)、開(kāi)放性、自主能力、自組織和高層次的透明度[14,15]。例如，建筑內(nèi)的每個(gè)房間將有自己?jiǎn)为?dú)的房間溫度和熱舒適性控制的獨(dú)立鍋爐控制系統(tǒng)。因此，房間需要有自己的代理與一個(gè)鍋爐系統(tǒng)。在建筑物中，雙方協(xié)商和決策是通過(guò)代理之間實(shí)現(xiàn)通信的。僅有MAS，卻只有較低水平的在線學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力。最近，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）和/或模糊技術(shù)被并入到MAS的代理，以結(jié)合網(wǎng)上學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力的MAS和其他性能方面的改進(jìn)[15-17]的目標(biāo)。該這種引入的實(shí)例是：1.模糊的MASBAS：模糊邏輯是適合于BMS的，因?yàn)樵诮ㄖ袩崾孢m管理的目標(biāo)可以被稱(chēng)為令居住者思想或心理都滿(mǎn)意的建筑溫度環(huán)境。這根本就是一個(gè)模糊的概念，在每個(gè)人看來(lái)它的定義都不相同，并且是依賴(lài)于他們所從事的活動(dòng)類(lèi)型[18-22]。2.ANNMASBMS：梁[23]開(kāi)發(fā)了一種反饋傳播的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用于維持熱舒適水平在所希望的范圍。但是，由于反饋傳播的緩慢集中，對(duì)于大型建筑環(huán)境來(lái)說(shuō)，控制器可能不是一個(gè)可行的解決方案。3.模糊神經(jīng)熱舒適性管理：模糊神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊技術(shù)。雅馬哈等人[24]已經(jīng)研制出模糊神經(jīng)BMS來(lái)預(yù)測(cè)天氣參數(shù)，在建筑物中的居住者的數(shù)量。這個(gè)預(yù)測(cè)信息，之后將用于分析在該建筑物的能量流以最大限度地減少能量消耗，并保持熱舒適在可接受的范圍內(nèi)。2.1算法：ARTMAP本文介紹使用由Carpenter等開(kāi)發(fā)的ARTMAP以增加智能性和在線學(xué)習(xí)到MASBMS。ARTMAP[27]是一種可被監(jiān)督的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）算法，其設(shè)計(jì)靈感來(lái)自人類(lèi)記憶的進(jìn)程，能夠?qū)W習(xí)新信息而不必忘記以前學(xué)習(xí)的信息。ARTMAP通過(guò)結(jié)合兩個(gè)自適應(yīng)共振理論問(wèn)題技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)處理穩(wěn)定性和可塑性，即ARTA和ARTB，如圖1所示，具有在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)建立存儲(chǔ)器（輸入-輸出相關(guān)性）的能力。在每個(gè)ARTMAP[27,28]內(nèi)通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)可以從長(zhǎng)期記憶(LTM)中轉(zhuǎn)移短期記憶(STM)的內(nèi)存互連。ARTMAP可以同時(shí)執(zhí)行預(yù)測(cè)和分類(lèi)操作，并且它對(duì)在線學(xué)習(xí)和代理的適應(yīng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)理想的工具，。ARTMAP的工作原理是通過(guò)區(qū)別和分類(lèi)來(lái)呈現(xiàn)給在ARTA的網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)所希望的類(lèi)別在ARTB的輸入端（監(jiān)控輸入）提出[27,28]。在監(jiān)督學(xué)習(xí)中，ARTA可以接收經(jīng)過(guò)被分類(lèi)的輸入，而ARTB表示提供的輸入應(yīng)該如何分類(lèi)。兩個(gè)ART是由一個(gè)相關(guān)聯(lián)的存貯器相連，如圖1，相關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)器包括一個(gè)關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)和控制器，稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)字段，以防止在ARTA分類(lèi)增殖[27]。相關(guān)網(wǎng)絡(luò)并不直接與呈現(xiàn)給ARTA和ARTB輸入相關(guān)，而是創(chuàng)造ARTA和ARTB產(chǎn)生類(lèi)別激活之間的關(guān)聯(lián)[27]。在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域使用一個(gè)可以自動(dòng)鏈接預(yù)測(cè)成功（ARTA生產(chǎn)的類(lèi)別激活）與ARTB生產(chǎn)的類(lèi)別激活相匹配的極小的學(xué)習(xí)規(guī)則。這種學(xué)習(xí)規(guī)則執(zhí)行在一次一次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加在ARTB需要作出的糾正的最小量預(yù)測(cè)誤差的ARTA警戒參數(shù)（a）[27]。a的值越小，該類(lèi)別的尺寸越大。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為跟蹤匹配，它可以致力于確保預(yù)測(cè)誤差最小[27]。如果預(yù)測(cè)錯(cuò)誤仍然存在，在ARTA中將創(chuàng)建新的類(lèi)別，它使呈現(xiàn)給ARTA的新輸入模式與呈現(xiàn)給ARTB輸入（類(lèi)別）的信息相關(guān)聯(lián)。這種結(jié)構(gòu)有助于ARTMAP學(xué)習(xí)新的數(shù)據(jù)不忘記其先前學(xué)習(xí)的信息，并且可以提供推斷基于新獲得的記憶而自適應(yīng)輸出的能力[27,28]。3.中央蘭開(kāi)夏塞繆爾·林多夫大廈中央蘭開(kāi)夏塞繆爾·林多夫大廈（SLB）使用燃?xì)忮仩t和一個(gè)地源熱泵（GSHP）作為建筑熱源。正如在第1節(jié)中表示的，SLB熱量分布被以規(guī)則為基礎(chǔ)的多代理樓宇管理系統(tǒng)（MASBMS）控制，其目的是保持該建筑物區(qū)域的溫度在23±2℃。目前MASBMS把該建筑分割成4個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)由代理人控制。這些區(qū)域是：1.接待區(qū)：位于一樓，包括咖啡館/餐廳區(qū)。接待區(qū)表示如圖2，其中還包括標(biāo)記的開(kāi)口面積區(qū)的區(qū)域。2.BIU區(qū)：企業(yè)孵化單元（BIU）也位于一樓，由一個(gè)開(kāi)放的工作區(qū)和三個(gè)小的辦事處組成。BIU表示如圖2。3.地下區(qū)：這是地上建筑面積的剩余部分并且包括一個(gè)演講廳和地面上的各種客房地板，如圖2所示。4.一樓區(qū)：由辦公室包括計(jì)算機(jī)室，教室和一個(gè)閣樓/庫(kù)地板組成。通過(guò)散熱器面板每個(gè)（S）提供的熱量為區(qū)2-4室中的區(qū)域與燃?xì)忮仩t向散熱器提供的熱量。熱1區(qū)提供了：地板采暖（UFH），與由源熱泵所提供的熱量。五個(gè)散熱器板，與由鍋爐提供的熱量。我們限制了我們的MASBMS和隨后的分析應(yīng)用新提出的MASBMS的控制1區(qū)而已。關(guān)于其他區(qū)域的進(jìn)一步資料中描述了[17]。3.1接待區(qū)接待的區(qū)域（區(qū)域1）被分成七個(gè)子區(qū)。每個(gè)子區(qū)有一個(gè)溫度傳感器。七個(gè)子區(qū)域其中五個(gè)的溫度傳感器子區(qū)域由加熱散熱器板組監(jiān)視，一一對(duì)應(yīng)每個(gè)子區(qū)。UFH提供熱量給剩下的兩個(gè)子區(qū)域，在每個(gè)子區(qū)分別安裝的溫度傳感器。3.1.1在地板下的加熱系統(tǒng)（UFH）在地板采暖系統(tǒng)或UFH是一個(gè)序列的九個(gè)為直徑為40毫米的回路的塑料管并聯(lián)布置以覆蓋整個(gè)165平方米房間的地板空間。管組被設(shè)置為150毫米。循環(huán)排列以便加熱均勻的熱水沿著管通過(guò)每個(gè)循環(huán)應(yīng)用整個(gè)房間。對(duì)于地板加熱系統(tǒng)的熱量（溫水）由VisemannVitocell300-B的500升熱交換容器提供[12]。交換容器通過(guò)交換熱在水箱中的水使用兩個(gè)間接線圈。從容器中輸出最大熱量15千瓦，抽水在0.39L/s的速率-1由UFH熱泵（由圖6所示）記錄的水溫交換容器。300G熱量從VisemannVitocell將供給到交換容器地源熱泵（GSHP）[13]。3.1.2地源熱泵地源熱泵的工作原理是沿管道抽取埋在地下流體。可從地下取出的熱量是依賴(lài)于地下的溫度，所述蒸發(fā)腔室的尺寸和泵的能力如圖3所示地面溫度與可提取的熱的關(guān)系（A）中，以及所述電功率使用由熱泵來(lái)執(zhí)行的蒸發(fā)，壓縮和冷凝（℃）。熱泵可用于冷卻，而這性能示由圖3（B）體現(xiàn)。泵的耐熱性能取決于流體上升到的溫度。安裝在SLB系統(tǒng)設(shè)置為最大55℃（F），而更好的性能可以為較低的溫度45達(dá)到℃（E）和35℃（D）。從地源熱泵輸出的熱量最大為29千瓦可以讓鹽水加熱至55℃下用很溫暖的地溫（>15℃），但接近24.8千瓦在地面溫度約為8℃。用電功率來(lái)實(shí)現(xiàn)這約為7.6千瓦，得到性能的系數(shù)（COP）為3.26。通過(guò)比較，在燃?xì)忮仩t可只有85-92％的效率，因此，具有低得多的COP值。4.現(xiàn)有的多代理樓宇管理系統(tǒng)如第1節(jié)所述，現(xiàn)有的樓宇管理系統(tǒng)（BMS）采用的是多代理系統(tǒng)（MAS）來(lái)管理其熱分布?，F(xiàn)有的MASBMS，圖4所示。由對(duì)用戶(hù)代理和源代理組成。用戶(hù)代理負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)和保持為每個(gè)相應(yīng)的區(qū)所希望的溫度的（第4.1節(jié)）。源代理負(fù)責(zé)描述如何為建筑最好地提供熱量（4.2節(jié)）。4.1用戶(hù)代理在現(xiàn)有的BMS中，用戶(hù)代理包含了一組規(guī)定（基于規(guī)則的方法）以確保建筑物被保持在期望的溫度范圍內(nèi)。這些規(guī)定是：如果（區(qū)域溫度<期望溫度）那么打開(kāi)熱水閥的區(qū)域以允許熱水流動(dòng)到散熱器和在散熱器里水的溫度增加到大約（最大）80℃在其他的條件下，那么關(guān)閉熱水閥而后散熱器水溫下降，并保持在降低的溫度下，直到區(qū)域溫度等于（期望溫度-2℃）;4.2來(lái)源代理商鍋爐系統(tǒng)的源代理指出：如果在平日02:00之間到21:00?，那么鍋爐被接通并且熱水溫度≈80?℃;其他時(shí)間下，鍋爐被關(guān)閉并且水溫從鍋爐進(jìn)行冷卻;在現(xiàn)有的MASBMS，源代理和用戶(hù)代理之間只有單向通信。燃?xì)忮仩t源代理將熱水溫度值傳播到用戶(hù)代理，但沒(méi)有房間的溫度信息從用戶(hù)代理反饋到在燃?xì)忮仩t源代理。沒(méi)有溝通建立在兩個(gè)源代理之間，盡管兩個(gè)來(lái)源提供熱量給同一區(qū)域。4.3記錄的溫度對(duì)建筑來(lái)說(shuō)安裝地源熱泵可以幫助減少能源法案。如圖5和圖6記錄顯示了室溫傳感器從SLB接待區(qū)內(nèi)安裝了七個(gè)傳感器與對(duì)UFH記錄的在交換容器水溫。圖5a演示了GSHP如何執(zhí)行提供熱量給接待的1區(qū)，由此，圖中顯示了長(zhǎng)時(shí)間的狀態(tài)，房間的溫度比在UFH罐的水溫度還大。這是因?yàn)樵诖似陂g，熱由五個(gè)散熱器連接到設(shè)置的燃?xì)庵醒牍┡到y(tǒng)?，F(xiàn)有的MASBMS允許熱量（不考慮由源熱泵提供的熱量）由氣體鍋爐熱提供。這導(dǎo)致在辦公時(shí)間加熱系統(tǒng)具有更快響應(yīng)以提供的熱量到該區(qū)域中。在圖5a中，GSHP被接通時(shí)，UFH系統(tǒng)的水的溫度的值，在該圖中標(biāo)記為GSHP→UFH在水箱中，比區(qū)溫度大于（約>25℃）正如在圖5b中所看到的一樣，子區(qū)域的溫度與散熱器仍比所希望的室溫高。此表明，當(dāng)與較低的溫度UFH系統(tǒng)相比，該燃?xì)忮仩t是到該區(qū)域中占主導(dǎo)地位的熱源。這是因?yàn)樵谠搮^(qū)域的熱輻射可以得出熱量從燃?xì)忮仩t比源熱泵集中更快;熱水恒定地維持在≈80℃的燃?xì)忮仩t提供了一個(gè)更快的響應(yīng)于來(lái)自該區(qū)域的熱需求。與此相反，水的溫度的交換器向UFH系統(tǒng)不能維持在高溫下的地源熱泵。一旦系統(tǒng)接通，水溫在箱里只限于≈55℃。當(dāng)從該區(qū)域有溫度要求時(shí)，該系統(tǒng)只打開(kāi)。其結(jié)果是，有一個(gè)慢得多的從GSHP發(fā)出的反應(yīng)為UFH系統(tǒng)提供熱水。這是因?yàn)?，僅在周末時(shí)，當(dāng)燃?xì)忮仩t被編程切斷時(shí)即提供熱量，由UFH系統(tǒng)提供熱量給該區(qū)域。如圖6所顯示的，UFH系統(tǒng)被指示來(lái)提供熱量到區(qū)域時(shí)，提供給UFH的水的溫度（由源熱泵→指示UFH水箱圖6）大于區(qū)域溫度。此表示現(xiàn)有的MAS的BMS不使用的地源熱泵有效功能。因此，需要一種新的控制方法，以確保充分利用地源熱泵。這可能防止地源熱泵執(zhí)行的，并允許建設(shè)、實(shí)現(xiàn)其最初的目的降低能源（天然氣）費(fèi)。5.需要新的智能控制策略喬等人[16]提出結(jié)合中保代理商MAS作為中介機(jī)構(gòu)，承認(rèn)和減輕用戶(hù)代理和源代理之間的信息轉(zhuǎn)移。結(jié)合中介代理我們的MASBMS可以幫助地源熱泵利用率最大限度地提高，減少鍋爐中能量對(duì)氣體的需求。中保代理可以將接待區(qū)1分為兩個(gè)熱源（i）將由GHSP提供初級(jí)能源需求和（ii）由燃?xì)忮仩t提供。中介代理所需的燃?xì)忮仩t的控制策略和散熱器是依賴(lài)于由信息源代理和用戶(hù)代理所提供。5.1需要中介代理中介劑（II）是必需的，以幫助將兩熱源分類(lèi)：（ⅰ）初級(jí)和（ii）二次熱源。如圖7所示，其分類(lèi)的接待散熱器用戶(hù)代理作為一個(gè)被動(dòng)的系統(tǒng)。前臺(tái)散熱器用戶(hù)代理不傳播和影響來(lái)自鍋爐熱量的需求，除非允許中介劑（II）。它是通過(guò)減緩中介劑（III）將接待散熱器的熱量的需求信息從用戶(hù)代理傳遞給燃?xì)忮仩t的源代理。由于這種結(jié)構(gòu)，地源熱泵將主熱量提供這一區(qū)，中介劑（II）為熱源（燃?xì)忮仩t和地源熱泵）之間的主要通信鏈路和熱量用戶(hù)（接待區(qū)）。中介代理（ⅲ）將允許接收區(qū)散熱器用戶(hù)代理是活動(dòng)的，類(lèi)似于在大樓其它區(qū)域，只有當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，以地源熱泵和/或當(dāng)區(qū)域中必需額外的熱量。5.2增加智能化為了讓可再生能源技術(shù)的充分利用，還需要包括但不限于智能機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)和調(diào)控能力描述其所需的功能。智能機(jī)制將為每個(gè)代理安裝一個(gè)微處理器。通信通過(guò)電力線通信建議。以下部分介紹如何將智能納入到圖1所示的建議MASBMS。6.案例研究：模擬SLB和建議的建筑管理系統(tǒng)為了測(cè)試圖7中所示的提議的最初在[17]提出的在SLB的一個(gè)加熱系統(tǒng)模型MAS的BMS被使用了。該模型被修改為包含所述接收區(qū)的加熱。此模型將在三個(gè)場(chǎng)景中進(jìn)行模擬：方案1：使用記錄（實(shí)際）熱水溫度作為熱源的所有區(qū)域（省略鍋爐控制仿真），并與包含所述地源熱泵作為另一熱源的區(qū)域1。熱量管理是由在第4節(jié)現(xiàn)有的MASBMS提供控制策略。方案2：接待散熱器用戶(hù)代理作為一個(gè)被動(dòng)劑和燃?xì)忮仩t源代理注冊(cè)成立的新型鍋爐控制。新的鍋爐控制的更多信息描述在第6.1.1節(jié)。在最初提交[17]新鍋爐的控制只從由中介代理設(shè)置區(qū)域2-4使用的需求信息，這是如圖7所示。3.方案3：提議的MAS的BMS利用圖2所示的基礎(chǔ)架構(gòu)。在SLB每個(gè)MASBMS模擬管理的熱源分布。方案2和3的進(jìn)一步的描述中被描述段分別為6.1和6.2。這些模擬的結(jié)果列于第7節(jié)。6.1方案2：新的鍋爐控制和接待散熱器用戶(hù)代理的被動(dòng)代理在方案2中，新型鍋爐控制由ARTMAP提供（添加到燃?xì)忮仩t源代理-第6.1.1節(jié)）。作出這種安排是為了測(cè)試ARTMAP的功能，以提供新的并根據(jù)區(qū)域2-4動(dòng)態(tài)熱需求提高鍋爐控制（熱水加熱至≈80℃僅區(qū)域2-4需求的熱量）。在這種情況下，在接待區(qū)1五個(gè)散熱器無(wú)熱需求信息包括在燃?xì)忮仩t源代理的決策過(guò)程中。這迫使接待散熱器用戶(hù)代理成為一個(gè)被動(dòng)的代理。接待散熱器用戶(hù)代理是一個(gè)被動(dòng)的代理人，幫助克服地源熱泵執(zhí)行中的困難，并鼓勵(lì)其使用。作為被動(dòng)劑，接待散熱器不允許從燃?xì)忮仩t產(chǎn)生更多的需求熱量，如圖7所示。為指示僅接待區(qū)需要熱量還創(chuàng)建了方案2。對(duì)方案2得出的結(jié)果和我們以前在[17]中所描述的工作進(jìn)行比較，普遍認(rèn)為省略了模擬的接待區(qū)。這些差別顯示怎么在由地源熱泵代替來(lái)提供熱源條件節(jié)省了大量的熱能。這反過(guò)來(lái)有助于建筑的節(jié)能。用戶(hù)代理使用規(guī)則基礎(chǔ)的機(jī)制，目前在現(xiàn)有的MASBMS中使用（第4單元）6.1.1新鍋爐的控制目前，燃?xì)忮仩t無(wú)法被建筑物的熱需求動(dòng)態(tài)控制，這在第4.2所提到。當(dāng)建筑物有過(guò)量的熱量從而沒(méi)有熱的需求，由ARTMAP提供了新的燃?xì)忮仩t控制可以幫助減少由鍋爐產(chǎn)生的不必要的加熱的能源浪費(fèi)。源代理使用由被中介代理（i）緩解下的用戶(hù)代理所提供的信息以提供鍋爐的最佳操作。輸入到源代理主要有：1.當(dāng)前日期和時(shí)間。2.OT(t),OT(t?1),OT(t?2),OT(t?3),OT(t?4):OT(t)是當(dāng)前的室外溫度。OT(t?x)i是前面X樣本的室外溫度。3.Iy(t),Iy(t?1),Iy(t?2),Iy(t?3),Iy(t?4):Iy(t)是當(dāng)前建筑的平均溫度。Iy(t?x)是前面X樣本的建筑平均溫度。平均建筑溫度y是由該建筑所有區(qū)域測(cè)量的平均溫度計(jì)算出來(lái)的。4.WO(t),WO(t?1),WO(t?2),WO(t?3),WO(t?4):WO(t)是當(dāng)前散熱器反饋的平均水溫。WO(t?x)是前面X樣本散熱器反饋的平均水溫。5.WI(t),WI(t?1),WI(t?2),WI(t?3),WI(t?4):WI(t)是當(dāng)前鍋爐中的水的溫度。WI(t?x)是在前面X樣本中鍋爐中的輸入水的溫度。(1)-(3)的輸入顯示的能量需求。(4)和(5)輸入顯示的能量資源。ARTMAP的輸出是:1.'0'-鍋爐被關(guān)閉或'1'-鍋爐接通（如mARTMAP1圖8[17]所示）2.要了解在鍋爐中維持（和煮沸）的理想的熱水溫度。3.要了解需要被維持的期望建筑溫度。源代理（燃?xì)忮仩t和地源熱泵）每15分鐘提供其輸出。6.2方案3：關(guān)于MASBMS的建議在MASBMS中提出[17]的目標(biāo)是通過(guò)最大限度地減少建筑能源損耗和能源費(fèi)用實(shí)現(xiàn)節(jié)能。MAS被提出有助于提高能源效率通過(guò)：1.用戶(hù)代理和源代理之間的雙向通信。2.提供新的燃?xì)忮仩t控制（如第6.1.1節(jié)中描述的），它利用從用戶(hù)代理得到的需求信息決定策略。6.2.1中介代理兩個(gè)附加中介代理（中介劑（II）和調(diào)解劑（III））允許接收時(shí)的指示散熱器的用戶(hù)代理應(yīng)成為積極的，并提供熱水給五個(gè)散熱器面板的區(qū)域。這允許GSHP成為主要熱源提供商。通過(guò)兩者之間的通信管理中介代理減緩控制。決定何時(shí)接待用戶(hù)代理散熱器應(yīng)變得靈活，中介劑（II）將利用下列輸入來(lái)自于GSHP的信息：1.是否有熱水在地源熱泵流淌。2.鍋爐的水溫?，F(xiàn)有的建筑MASBMS已經(jīng)安裝了這些傳感器并且目前已投入使用。輸入給中介代理（ii）的是：1.當(dāng)前日期和時(shí)間。2.OT(t),OT(t?1),OT(t?2),OT(t?3),OT(t?4):3.IT(t),IT(t?1),IT(t?2),IT(t?3),IT(t?4):4.WI(t),WI(t?1),WI(t?2),WI(t?3),WI(t?4):5.WO(t),WO(t?1),WO(t?2),WO(t?3),WO(t?4):6.WGSHP(t),WGSHP(t?1),WGSHP(t?2),WGSHP(t?3),WGSHP(t?4):WGSHP(t)是當(dāng)前送到UFH中的水溫。WGSHP(t?x)是前面X樣本中送到UFH中的水溫。–(5)的輸入端，指示能源需求和(6)表示的能量資源。中介代理輸出的（ii）是：1.無(wú)論是'0'沒(méi)有熱水流量或'1'全熱水流散熱器。2.學(xué)會(huì)接待區(qū)設(shè)定所需的溫度。類(lèi)似于方案2和文獻(xiàn)[17]提出的代理，，中介代理（II）每15分鐘提供其輸出。上述信息被轉(zhuǎn)發(fā)給中介劑（III），以指示何時(shí)接收區(qū)的用戶(hù)代理可以向源代理燃?xì)忮仩t傳播的需求信息。6.2.2添加智能功能像第2.1節(jié)中描述的，建議MASBMS集成ARTMAP，以向活動(dòng)代理提供智能功能。7.結(jié)果如第6單元所述，三組進(jìn)行模擬如下：1.方案1：現(xiàn)有的BMS（7.1節(jié)）：方案1使用記錄(實(shí)際)所有的區(qū)域熱源的熱水溫度。這是省略鍋爐模擬控制。接待區(qū)1的熱源管理是由現(xiàn)有表示基于規(guī)則的MASBMS控制策略提供的，如第4.1節(jié)所描述。2.方案2：接待散熱器使用的熱水是在6.1.1.節(jié)體現(xiàn)的由天然氣鍋爐原代理新鍋爐控制方式所提供的，接待散熱器用戶(hù)代理并沒(méi)有成為做出決策鍋爐控制過(guò)程的部分。3.方案3：對(duì)MASBMS的建議（7.4節(jié)）：在6.2節(jié)描述中對(duì)MASBMS的建議所有這些方案都模擬了圖9中所示記錄的室外溫度。室外溫度是2012年3月5日到2012年5月25日之間，忽略2012年3月24日09:00到2012年3月22日22:25之間的值。這是因?yàn)樵谶@些時(shí)間期間沒(méi)有數(shù)據(jù)被收集。7.1方案1:現(xiàn)有的BMS考慮到顯示在圖9中的室外溫度圖10顯示了接待區(qū)中天然氣鍋爐達(dá)到和維持的期望的溫度需要的熱量。沒(méi)有來(lái)自GSHP的熱量輸出顯示,這是現(xiàn)有的MASBMS利用GSHP滿(mǎn)足區(qū)域需求熱量低效率所導(dǎo)致的。GSHP并不提供任何區(qū)域的熱量，因?yàn)閰^(qū)域中的五個(gè)散熱器是主要的熱量提供者區(qū)。這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)了圖6所示的實(shí)際系統(tǒng)。現(xiàn)有的MASBMS控制策略導(dǎo)致了五個(gè)散熱器成為該區(qū)域的主要熱量提供者（如圖10所示）。這將導(dǎo)致執(zhí)行力GSHP下降。五個(gè)散熱器要求的熱水?dāng)z入量本來(lái)應(yīng)該由GSHP提供的，這是安裝GSHP的主要目的。7.2方案2：接待散熱器用戶(hù)代理作為被動(dòng)代理圖11顯示了模擬分區(qū)溫度零下時(shí)區(qū)域所需溫度的分布（箱圖）接待散熱器用戶(hù)代理是一個(gè)被動(dòng)的代理，第6.1.1節(jié)描述的新鍋爐的控制被投入使用。盡管將接待散熱器用戶(hù)代理作為一個(gè)被動(dòng)劑對(duì)待，結(jié)果證明，所提供的熱量可以較少的使用的氣體和燃?xì)忮仩t所產(chǎn)生的能量達(dá)到和保持區(qū)域中所要求的溫度。熱量由新的鍋爐控制產(chǎn)生的熱水提供。這是與建筑物的實(shí)際能量（熱）的消耗相比較的，這在表1中所提出過(guò)。實(shí)際的鍋爐溫度和用新的鍋爐控制建筑動(dòng)態(tài)熱量需求的導(dǎo)致的鍋爐溫度之間的差示于圖13。類(lèi)似的觀察也在[17]所描述。7.3在總結(jié)方案1和2的結(jié)果圖10和圖12表明，由于地源熱泵的響應(yīng)時(shí)間慢，地源熱泵沒(méi)有作為接待區(qū)主熱源；即使接待散熱器用戶(hù)代理作為一種被動(dòng)劑（方案2）。沒(méi)有熱量通過(guò)源熱泵提供，因?yàn)槲鍌€(gè)散熱器在提供區(qū)域所需的熱量。這表明這表明所需的新的MAS

BMS策略的必要性迫使GSHP成為該區(qū)域的主要熱提供者。6.2節(jié)中給出的新MAS

BMS和所示圖7。新BMS智能控制策略結(jié)論在以下部分中介紹。7.4方案3：對(duì)MASBMS的建議新提出的BMS策略在MASBMS中給所有活動(dòng)的用戶(hù)代理和其燃?xì)忮仩t源代理增加了智能（ARTMAP）。這是因?yàn)檫@些試劑很容易從現(xiàn)有BMS中更換。當(dāng)提議中的MASBMS（如圖7所示）對(duì)它的熱量進(jìn)行管理，圖14顯示了接收區(qū)模擬子區(qū)域的溫度的分布。圖14顯示了由ARTMAP提供的智能功能將加到GSHP用戶(hù)代理，這樣有助于確保地源熱泵是接待區(qū)主要熱量提供商。地源熱泵已產(chǎn)生一部分該區(qū)域所需的12.0779兆瓦熱能。這如表1所示，地源熱泵提供的熱輸出≈11.7660兆瓦時(shí)，這相當(dāng)于接待區(qū)所需能量的97.5％。在這樣做時(shí)，地源熱泵將使用3.36兆瓦時(shí)的電能。這證明了的系統(tǒng)效率≥349％（圖15）。更多地利用改善鍋爐控制的地源熱泵使大樓的天然氣消費(fèi)量減少23％。這可能導(dǎo)致較低的二氧化碳排放量和更高的能量節(jié)約。增加收入可以通過(guò)來(lái)自英國(guó)政府可再生熱能激勵(lì)費(fèi)的添加[31]來(lái)實(shí)現(xiàn)。地源熱泵的性能是指的用于熱泵供電電網(wǎng)電力碳成本小于等效從氣體供給的熱能。這一進(jìn)步加劇了碳排放的降低（表2）。8.總結(jié)和結(jié)論中央蘭開(kāi)夏塞繆爾·林多夫大廈（SLB）現(xiàn)有的多代理樓宇管理系統(tǒng)（MASBMS）體現(xiàn)了沒(méi)有智能控制策略，地源熱泵的優(yōu)勢(shì)（GSHP）能源技術(shù)就無(wú)法表現(xiàn)出來(lái)。這可以通過(guò)增加智能到MASBMS得以解決。ARTMAP是一種類(lèi)型的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN），是經(jīng)人介紹為解決這一問(wèn)題的。該ARTMAP提供向MASBMS的用戶(hù)代理和源代理智能功能。這允許熱源可以根據(jù)建筑物的熱量動(dòng)態(tài)需求提供的熱量。本文提出仿真結(jié)果表明如何將MASBMS智能系統(tǒng)加入到它的用戶(hù)代理和源代理來(lái)幫助最大限度地結(jié)合地源熱泵節(jié)能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，從而有助于在能源成本減少和CO2氣體排放量的降低。目前ARTMAP-MASBMS實(shí)施是在大學(xué)內(nèi)進(jìn)行的，起始于建筑內(nèi)房間的用戶(hù)代理的實(shí)施。隨著燃?xì)忮仩t和地源熱泵源代理的實(shí)施繼續(xù)工作；在整合資源的現(xiàn)有的控制系統(tǒng)地源熱泵和鍋爐的代理商問(wèn)題設(shè)想。未來(lái)的工作包括：調(diào)查潛在一體化的局限性和尋找解決所識(shí)別的限制，以及調(diào)查的提議的MAS適用性，為建筑提供多種成本有效整合可再生發(fā)電機(jī)類(lèi)型。致謝作者想表達(dá)他們對(duì)中央蘭開(kāi)夏提供關(guān)于熱能需求的信息管理設(shè)施的感激之情與問(wèn)候塞繆爾林多夫大樓的熱需求和資源。這項(xiàng)工作是由BAE系統(tǒng)公司和英國(guó)聯(lián)合資助。參考[1]ZeroCarbonBritain,/[Online].[2]A.Howe,Dynamicdemandcouldhelpbalanceelectricitysystems,EnergyWorld,EnergyInstitute,London,November2009.[3]H.Esen,M.Inalli,A.Sengur,M.Esen,Modellingaground-coupledheatpumpsystemusingadaptiveneuro-fuzzyinferencesystems,InternationalJournalofRefrigeration31(1)(2008)65-74.[4]H.Esen,M.Inalli,A.Sengur,M.Esen,Artificialneuralnetworksandadaptiveneuro-fuzzyassessmentsforground-coupledheatpumpsystem,EnergyandBuildings40(6)(2008)1074-1083.[5]H.Esen,M.Inalli,ANNandANFISmodelsforperformanceevaluationofaverticalgroundsourceheatpumpsystem,ExpertSystemswithApplications37(12)(2010)8134-8147.[6]M.Mohanraja,S.Jayaraj,C.Muraleedharan,Applicationsofartificialneuralnetworksforrefrigeration,air-conditioningandheatpumpsystems-areview,RenewableandSustainableEnergyReviews16(2)(2012)1340-1358.[7]EnergySavingTrust,Gettingwarmer:afieldtrialofheatpumps,2010,http:///pdf/ESTGettingwarmerafieldtrialofheatpumpsreport[1].pdf[Online].[8]N.Bergman,Whyisrenewableheatundeperforming?Asocio-technicalperspective,2011,/scholar?q=cache:nYEoZZqIysJ:/+why+is+renewable+heat+underperforming&Hl=en&assdt=0,5[Online].[9]EnergySavingTrust,DetailedanalysisfromthefirstphaseoftheEnergySavingTrust'sheatpumpfieldtrial:evidencetosupporttherevisionoftheMCSInstallerStandard,MIS3005,no3.1,2012,.uk/assets/decc/11/meeting-energy-demand/microgeneration/5045-heat-pump-fieldtrials.pdf[Online].[10]S.Caird,R.Roy,S.Potter,DomesticheatpumpsintheUK:userbehaviour,satisfactionandperformance,EnergyEfficiency5(3)(2012)283-301.[11]X.Liu,I.Chilvers,M.Mokhtar,A.Bedford,K.Stitt,J.Yazdani,Microgriddevelopmentforproperties,in:The2ndEuropeanConferenceonInnovativeIntelligentGridTechnologies(ISGT-EUROPE2011),2011.[12]Veissmann,Vitocell300-BDHWcylinderwithtwoindirectcoils300and500litrecapacity,http://www.viessmann.co.uk/etc/medialib/internetuk/technicalupdates.Par.73739.File.File.tmp/Vitocell300BDatasheet.pdf[Online].[13]Veissmann,Vitocal300GBoilerandHeatPumpDataSheet,VITOCAL300/350Heatpump:Brine/Water-6.4to32.6kW,Water/Water-8.4to43.0kW,http://www.viessmann.co.uk/etc/medialib/internetuk/attachments/datasheetstechnical/heatpumps.Par.95308.File.File.tmp/Vitocal300350Datasheet.pdf[Online].[14]P.Davidsson,M.Boman,Distributedmonitoringandcontrolofofficebuildingsbyembeddedagents,InformationSciences171(2005)293-307.[15]B.Shen,G.Zhang,L.Zhang,M.Wang,Multi-agentsystemdesignforroomenergysaving,in:.20105thIEEEConferenceonIndustrialElectronicsandApplications,2010,pp840-844.[16]B.Qiao,K.Liu,CGGuy,Amulti-agentsystemforbuildingcontrol,in:ProceedingsofIEEE/WIC/ACMInternationalConferenceonIntelligentAgentTechnology(IAT-6),HongKong,2006.[17]M.Mokhtar,X.Liu,AnARTMAP-incorporatedmulti-agentsystemforbuildingintelligentheatmanagement,in:The3rdEuropeanConferenceonInnovativeIntelligentGridTechnologies(ISGT-EUROPE2012),2012.[18]AIDounis,DEManolakis,Designofafuzzysystemforlivingspacethermalcomfortregulation,AppliedEnergy69(2001)119-144.[19]AIDounis,C.Caraiscos,Advancedcontrolsystemsengineeringforenergyandcomfortmanagementinabuildingenvironment-areview,Renewable