分析引擎和数字双揭示建筑隐藏的能源成本
故障检测和诊断照亮能源、时间和金融储蓄
3点钟一个星期六的早晨,奇怪的事情发生了在校园MathWorks公司苹果山。厨房的排气系统开启。实际上什么也没有引发了球迷和空气处理程序通常保持该地区的烹饪烟白天准备洋溢着食堂用餐。头罩刚刚开始拉空气条件的空,现代建筑,到黑暗中。
“MathWorks正在严重的应对气候变化的行动。我们致力于在2023年成为碳中性。”
杰夫•彼得森MathWorks
苹果希尔的供热、通风和空调(HVAC)团队回家度周末。当他们离开的时候,软件即服务公司计时装置分析,进行故障检测和诊断(FDD)在一个数字的双胞胎MathWorks楼宇自动化系统,寻找潜在的问题。软件不断监视一个广泛的诊断库在MATLAB中创建®发现故障,设备运行根据其规格,或设备效率低下。
建筑管理系统画MathWorks植物。
“几乎每一个建筑是破碎的,但某些比另一些更严重的问题,”说西安Kleindienst,首席科学家计时装置分析和公司的创始人之一。“如果你不是监视,有时你没有注意到。”
在苹果山,计时装置分析监控30000点信息的加热和冷却系统,杰夫·彼得森说,MathWorks高级能源工程师。“我们有伟大的技术人员,但他们不能看一切24 - 7。这不是人类,”他说。“FDD看着所有数据每五分钟和旗帜问题。”
未被发现,一个排气系统运行所有周末每个周末都这样就会成为一个问题的数学计算软件公司,导致过度磨损,浪费能源,产生不必要的温室气体排放。
MathWorks校园的鸟瞰图。
“MathWorks是在气候变化问题上采取了严厉的措施,”彼得森说。“我们致力于到2023年成为碳中性。“操作MathWorks建筑有效地实现这一目标至关重要。该公司还必须平衡环境储蓄与员工舒适,彼得森指出。
MathWorks公司很好。计时装置分析企业客户在美国和世界各地寻求预测洞察他们运作的大型设施,抓住问题才导致长期能源浪费或需要大修理。发现问题的可能原因可以节省业主的时间、金钱、和能量。
驯服的怪物
每一栋建筑像弗兰肯斯坦的怪物博士,即使是全新的。“没有标准的空调系统、锅炉系统,或空气处理程序,“Kleindienst指出。“我们已经做了十年,仍然遇到新的空气处理程序配置我们从未见过的。这样的系统会从头开始构建基于建筑的规模和需求。巨大的空气处理程序通常是定制的,”她说。
计时装置分析开始通过创建一个数字双客户机的建筑。较大的设备通常有电脑楼宇自动化系统,控制空气处理器,冷水机、锅炉等设备。“这些系统来测量温度和压力。他们已经命令和定位点,”Kleindienst说。
计时装置分析软件的顶端安装现有建筑自动化系统和获取数据。这个公司的工程师使用机器学习自动分类的一些这些数据,缓解客户新员工培训的过程,是投资于自动化的发展增加。数据然后定期发送到一个安全的云。“公司还存储数据,通常不会发生在楼宇自动化系统,“Kleindienst说。
每一天,一周,和日历月,计时装置分析使用MATLAB进行故障检测和诊断。“我知道许多人主要使用MATLAB脚本,但是我们做很多面向对象编程,“Kleindienst说。“我们有最广泛的业内信息模型,允许独特的系统配置和操作的可伸缩的建模,包括大量的类,类型和属性:带课,一个空气处理程序类、制冷类,设备和机械之间的相互关系,和控制参数,确定它是如何运行的。”
计时装置MathWorks HVAC操作的仪表板。
计时装置分析开始通过创建一个数字双客户机的建筑。较大的设备通常有电脑楼宇自动化系统,控制空气处理器,冷水机、锅炉等设备。
公司包这广泛的诊断库,支持类,支持功能集中到一个动态链接库(DLL)部署在他们的网站上。金宝app每个队列的诊断方法调用DLL。计时装置分析主要依赖于白盒的造型专家系统,工程方程式和逻辑语句的最佳诊断。
“我们选择MATLAB因为我们有机械工程师编码的诊断,而不是软件工程师,“Kleindienst说。“我们希望能够招聘机械工程师与领域知识的工作。我们的工程师利用MATLAB计算工具的丰富的基础,而不必成为传统的程序员。”
在过去的十年里,云存储促使建筑诊断行业的显著增长。新公司出现,试图填补空白。Kleindienst观察到有全面和详细的诊断库使计时装置分析有别于竞争对手。
MathWorks苹果山校园就是一个例子。新建建筑最近经过调试,系统的过程来检查设施运营主人希望的方式。FDD标记多个问题,包括区域没有热到合适的温度。
针对排放
可持续发展专业人员经常谈论唾手可得,明显的变化差异,往往对环境和经济。Kleindienst回忆说,早期的计时装置分析客户端有一个大型实验室建设与冷却阀卡在冬天开放,迫使他们加热阀补偿。同时加热和冷却浪费每月约20000美元,直到计时装置分析发现了这个问题。
他们的分析引擎仍然确定专业,为客户浪费问题,但Kleindienst已经建立诊断行业获得一个更微妙的感谢分析的价值在过去的10年。
“现在的方法是运行一个建筑,”她说。“业主开始问新问题:“我怎样才能使用这项技术让我设施团队有效吗?我能如何应对更少的冷热电话吗?我怎么能抓住的东西之前休息和我的一个生产线下降?这多少碳可以救我吗?”
计时装置分析主要工作与客户操作等大型建筑医院、实验室和大学。建筑能源需求占全球的36%和37%的能源有限公司2排放在2020年,根据全球建筑和建筑联盟,联合国计划。
在美国建筑行业,大多数间接排放,意义发电厂燃烧化石燃料发电取暖装置外,空调、照明、和其他操作。其余建筑排放来自直接现场,化石燃料的燃烧。
MathWorks目标是间接和直接排放。公司拥有33个全球办事处,包括两个相邻纳蒂克校园:苹果山和湖边。结合,这两个校园是约111000平方米(120万平方英尺),与4000名员工的能力。
“总的来说,建筑能源需求占全球的36%和37%的能源有限公司22020年排放。”
联合国全球建筑和建设
众多的环境措施MathWorks包括114电动汽车充电站,湖滨校区的新数据中心,最大限度地减少用电,并将LED照明。此外,七个太阳能阵列纳蒂克校园每年生产近二百万千瓦小时。
“作为做生意的一部分我们会排放二氧化碳,但我们正在努力减少它的地方我们可以,”彼得森说。
MathWorks越来越多的业务,所以它越来越重要的使用更少的资源,继续缩小公司的环境足迹。故障检测和诊断已成为一个重要的工具来识别机会减少能源使用和碳排放,同时确保为员工提供一个舒适的气候。
采取积极的方法
分析引擎使建筑经理解决问题一旦发生,而不是等待通知他们。组织像MathWorks拥抱这个复杂的方法,称为连续调试,识别其优势。
如果一个计时装置分析客户端有一个独特的建筑体系,公司还没有遇到之前,他们的团队可以编写一个扩展诊断。该小组还与客户合作在FDD拨号,将出现的信息转换成一个受欢迎的喷泉。“软件综合每一期报告,通常为一个块设备,“Kleindienst说。
“简明英语笔记,这些报告输出“Kleindienst补充道。“像”问题:空气处理器的供应温度不是选点后。报告还指出为什么我们认为发生的,可能是多少钱花费在浪费能源,和一些可能的原因。”
即使根源诊断,客户还需要专业人员现场调查和纠正问题,比如当MathWorks HVAC团队收到一份报告关于厨房排气系统运行所有不必要的周末。“这只是其中一个多次FDD照明公司的一个潜在的问题,”彼得森说。接下来,MathWorks计划计时装置分析湖滨校区软件即服务。
“不管建筑的时代,故障检测和诊断已经派上用场,”彼得森说。“你不需要等待5年或10年去实现它。FDD马上会找到。然后你可以把这些问题消灭在萌芽状态。”
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