Thursday, December 8, 2011

The canterbary tales

If you order your cheap custom paper from our custom writing service you will receive a perfectly written assignment on The canterbary tales. What we need from you is to provide us with your detailed paper instructions for our experienced writers to follow all of your specific writing requirements. Specify your order details, state the exact number of pages required and our custom writing professionals will deliver the best quality The canterbary tales paper right on time.

Out staff of freelance writers includes over 120 experts proficient in The canterbary tales, therefore you can rest assured that your assignment will be handled by only top rated specialists. Order your The canterbary tales paper at affordable prices with cheap custom writing service!



Based on the Parliamentary decision to improve the use of locally generated renewable energy sources and the fact that they might reduce the impact on the surrounding environment, we have designed a control system for an Environmentally-adapted Intelligent Home. The control system will anticipate which energy source to use accor-ding to any given circumstances, by using pre-set criteria and variables. The control system combines different sources of energy by applying second order feedback. The intelligence is not to alternate between different energy sources, but to change between or use several energy sources in parallel without human involvement. The design consists of constants and variables that influence the choice of energy source, communication techniques and the functionalities the control system should include.


__________________________________________________________________________________


Keywords control system; environmentally-adopted intelligent home; home automation; home system; integrated house; smart home; smart house.





Order custom research paper on The canterbary tales

essay writing service



Miljöanpassade intelligenta hus


Design av ett styrsystem för att kombinera förnyelsebara värmekällor i ett intelligent hus


Mariah Deurell , och Johanna Edemyr1,


Inledning


Det talas i dagsläget allt oftare om intelligenta hus och hur de kan underlätta för oss i vårt dagliga liv. När vi har studerat olika projekt visar det sig emellertid att det handlar om intelligenta kylskåp, snabb internetuppkoppling via bredband och andra relativt enkla tillämpningar. Vår bedömning är att för att få kallas för intelligent hus måste där finnas mervärden i form av mer utvecklade tjänster och pro-duk-ter som svarar mot användarnas behov. Det intelligenta är inte att ha ett antal Mb att utnyttja, utan att det finns avancerade tjänster som i sin tur utnyttjar bredbandskommunikationen.


Vi definierar ett intelligent hus som ett hus vilket med hjälp av nätverk i kombination med program-varor, sensorer och prognoser, känner av givna kriterier och agerar för att uppnå givna mål. De intel-ligenta funktionerna i huset, som t.ex. val av värmekälla utifrån prognoser, är samlade i ett antal delsystem som i sin tur kommunicerar med externa nätverk. Det intelligenta med huset är att det lär sig att agera utifrån resultatet från tidigare händelser och prognoser.


Vi definierar ett miljöanpassat intelligent hus (MIH) som ett hus vilket med hjälp av ett datoriserat styrsystem förenklar miljöanpassningen. Huset ska därigenom minska belastningen på miljön.


Bakgrund


Det pågår för närvarande flera projekt för intelligenta hus, parallellt med projekt med miljöanpassade hus, men inget som tydligt kopplar samman dessa. Bakgrunden till vårt ämnesval är funderingar om förnyelsebara värmekällor kan utnyttjas på bättre sätt, och i så fall, vilken teknik som krävs. Av all den energi som förbrukas kommer endast 15 procent från förnyelsebara värmekällor . Den energi som solen ger kallas för flödande energi och ger upphov till vattenrörelser och vindar. Det innebär att nästan alla värmekällor har sitt ursprung i solen. Solstrålningen ger 15 000 gånger mer energi per år än vad jordens befolkning förbrukar. I dagsläget används förnyelsebara värmekällor mest som sekundär värmekälla och för studiesyften på universitet och i forskningsföretag.


Genom att använda lokalt genererad förnyelsebar energi, t.ex. bergvärme, vindkraft och solenergi, kan vi spara på miljön. Det intelligenta är inte att använda olika värmekällor, utan förmågan att förutse vilken värmekälla som ska användas vid en viss tidpunkt. Växlingen mellan flera värmekällor ska ske automatiskt. Vår bedömning av problemområdet är att många människor vill vara miljömedvetna och utnyttja förnyelsebara värmekällor, men inte anser sig ha tid och kunskap för det. Vi anser därför att det behövs ett styrsystem som beaktar mer effektivt utnyttjande av förnyelsebara värmekällor, och där-med minskar användningen av traditionella värmekällor.


Aktuell forskning och utvecklingsprojekt


De forskningsområden och utvecklingsprojekt som vi har studerat och som vi kan dra paralleller från, är


ɨ intelligenta hus


ɨ förnyelsebara värmekällor


ɨ miljöanpassade hus.


Intelligenta hus


Vi har studerat projekt med intelligenta hus och fokuserat på husens styrsystem. Ett exempel är Gotlandsprojektet för intelligenta hus som syftar till att sänka kundernas elkostnader genom speci-fi-cerade elräkningar, samt underlätta felsökning av det egna eldistributionsnätet. Andra exempel är SmartBo i Vällingby och FACILE i Danderyd som inriktar sig på att hitta enkla lösningar för att underlätta eget boende för handikappade och äldre. komHem i Farsta strävar efter att utnyttja modern teknik i hemmet och Bolab i Vällingby fokuserar på generellt boende. En mer utförlig beskrivning av dessa fyra projekt finns i bilaga .


Center for Fjernvarmeteknologi DTI Energi i Danmark arbetar med att anpassa och reglera funktioner i intelligenta hus med hjälp av neurala nätverk. De arbetar även med att stimulera utvecklingen av intelligenta komponenter.


Då vi studerat de olika projekten för intelligenta hus har vi funnit två dominerande styrtekniker för kommunikation mellan externa nätverk och enheter i hemmet. Dessa är European Installation Bus (EIB) och LonWorks (Local Operating Network). Dessa styrsystem används för att avläsa data från sensorer och generera information i form av röstmeddelanden och varningssignaler.


Förnyelsebara värmekällor


Forskning med avseende på energiutnyttjande och förnyelsebara värmekällor har hittills fokuserats på en värmekälla i taget och hur den tekniskt ska förbättras och utnyttjas.


I projektet Vindkraft i Suorva utvärderas vindkraftens möjligheter i fjällvärlden . Andra projekt använ-der sig av bergbrunnar, värmeväxlare och solenergi i form av solfångare och solceller.


Vattenfall arbetar bl.a. med ett projekt för att ta tillvara kylvattnet från kärnkraftverken och använda det till uppvärmning. Det uppvärmda vattnet levereras i kassetter till huset i stället för att ledas ut i havet. Kylvattnet upptar 70% av den värme som ett kärnkraftverk producerar. Idag släpps kylvattnet direkt ut i havet, med ekosystemsförändringar som följd. Ett annat projekt arbetar med att kyla Sundsvalls sjukhus med hjälp av smältvatten från ett snömagasin. Projektet är ett samarbetsprojekt mellan Sundsvall Energi AB, VBB VIAK, Landstingsfastigheter Västernorrland och LTU.


Miljöanpassade hus


Projekt med miljöanpassade hus pågår bl.a. på Mitthögskolan i Östersund. Där testas kombinationer av byggnadsmaterial och värmekällor. I ett miljöanpassat hus i Ås finns tillgång till solenergi och ett modernt elnät. Elnätet klarar av datoriserad övervakning och kontinuerliga mätningar med hjälp av mätinstrument kopplade till datorer. Ett annat miljöanpassat hus är Teknikum, vid Högskolan i Kalmar. Huset har miljöanpassat byggnadsmaterial, VVS, avfallshantering samt uppvärmning och kylning av byggnaden.


Syfte


När vi studerat ovanstående forskningsområden och utvecklingsprojekt har vi bedömt att det finns mervärden i att kombinera intelligenta hus med miljöanpassade hus. Kombinationen, i form av ett miljöanpassat intelligent hus för växling mellan olika värmekällor, innebär att ta till vara befintlig nät-verksteknik och kombinera detta med gammal och ny kunskap inom byggnadsteknik för att anpassa det till ett nytt tillämpningsområde.


Syftet är att utforma en design för ett styrsystem som ska kombinera olika värmekällor och skapa ett miljöanpassat intelligent hus.


Dessa forskningsfrågor ska besvaras för att uppfylla syftet


F1 Vilka värmekällor är tänkbara att styra?


F Vilka konstanter och variabler krävs för styrningen av värmekällor?


F Vilken teknik ska styrsystemet bygga på?


F4 Vilka funktioner bör finnas i styrsystemet?


Avgränsningar


Vi har koncentrerat oss på uppvärmning av MIH och bortsett från kylning. Vi tar inte hänsyn till in-stallationskostnader för flera värmekällor eftersom kostnaderna kan sjunka i framtiden p.g.a. teknisk produktutveckling och att den årliga driftskostnaden för förnyelsebara värmekällor är låg.


Metod


I detta avsnitt avser vi att beskriva hur vi tänker gå till väga för att genomföra vårt arbete. Genom att analysera forskningsfrågorna har vi kommit fram till att vi ska arbeta med de metodsteg som figur 1 visar. Steg 1 t.o.m. 4 syftar direkt tillbaka på forskningsfrågorna.


Figur 1 Arbetsprocessen under våren 000.


Tillvägagångssätt


Vi ska identifiera relevant litteratur och information på internet. Vi ska också intervjua personer med kompetens inom ämnesområdet. Intervjuerna ska dokumenteras skriftligt. Insamlingen av informa-tionen ska fokusera på tekniska produkter, utformning av hus och på förnyelsebara värmekällor. Vi kommer vidare att använda oss av brainstorming, dels på egen hand, dels tillsammans med intervju-personer och under studiebesöken, för att identifiera värmekällor, tekniska lösningar, funktioner och variabler. Vi avser att besöka följande projekt om intelligenta hus; FACILE, komHEM, SmartBo, Bolab samt det miljöanpassade huset i Ås. Studiebesöken är inte direkt kopplade till vårt tillämpnings-område, eftersom det inte finns färdiga bostadsprojekt inom MIH idag, men de förväntas bidra med kunskaper och erfarenheter av styrsystemstillämpningar. För att besvara forskningsfråga 4 tänker vi iscensätta ett antal scenarier för att identifiera funktioner till styrsystemet.


När informationsinsamlingen är avslutad kommer vi att analysera och strukturera materialet. Doku-mentation av intervjuer och studiebesök redovisas i bilaga 1 och . I syntesen redogör vi för resultatet genom att besvara forskningsfrågorna i tur och ordning. Till vår hjälp med verifikationen kommer vi att använda programvaran Stella som är ett simuleringsprogram baserat på System Dynamics (SD). SD är en metod för att studera omgivningen och få en förståelse för hur olika delar i omgivningen sam-ar-betar med varandra. Principerna för SD är att


ɨ fokusera på dynamiska och återkopplade relationer


ɨ ge en representation av beslutsbeteenden baserad på tillgänglig information


ɨ identifiera obalans i systemet


ɨ fungera som en förbättringsprocess för att utveckla systemet


ɨ ge en möjlighet att använda icke linjära relationer


ɨ kvantifiera viktiga företeelser och relationer som inte har gått att mäta.


Modellen som uppkommer i SD ger ingen absolut sanning, utan är en källa till dialog och lärande. Den blir aldrig helt färdig, utan användaren lär sig ständigt någonting nytt genom att modellera och simu-lera.


Tabell 1 visar de metoder som kan användas för att besvara våra fyra forskningsfrågor. I syntesen kommer vi att redogöra för vilka metoder vi valde för att besvara respektive fråga.


Metod/Fråga F1 F F F4


B=besvaras, BD=besvaras delvis B BD B BD B BD B BD


Identifiera relevant litteratur X X X X


Söka information på internet X X X X


Informella intervjuer X X X X


Brainstorming om tänkbara värmekällor, tekniska lösningar och funktioner X X X


Studiebesök X X X


Scenarier X


Tabell 1 Metoder som kan användas för att besvara våra forskningsfrågor.


Analys


Vår analys baseras på information från litteratur, internet, informella intervjuer, brainstorming, egna resonemang samt studiebesök. Under bearbetningen av det insamlade materialet har vi valt att struk-turera analysen i värmekällor, variabler, anticipativa system, neurala nätverk och fuzzy logik samt nätverks-kommunikation.


Värmekällor


Valet av förnyelsebara värmekällor är beroende av var i landet MIH befinner sig, lokala geologiska förutsättningar samt användningsområde. Det finns olika sätt att värma hus och fler kommer troligtvis att finnas i framtiden. Den flödande energin (vindkraft, solenergi, bergbrunnar, vattenkraft) och bio-bränslen hör till de förnyelsebara värmekällorna. Kännetecknet för förnyelsebara värmekällor är att de återskapas inom en mycket snar framtid. Fördelen med att använda dessa är att den årliga drifts-kost-naden är låg i jämförelse med traditionella värmekällor. En nackdel kan vara att de inte producerar till-räcklig värme då värmebehovet är stort.


ɨ Vindkraft är en sorts solenergi och används i första hand för att producera elektricitet, men kan an-vändas till uppvärmning genom att omvandla el till växelström via en värmeväxlare. Vindenergi kan utnyttjas när det blåser minst 6m/s. Det optimala effektuttaget ligger kring 15m/s. Vind-kraf-tens miljöpåverkan är bl.a. buller, skuggor, reflexer och förändrad landskapsbild. Produktionen är helt utan luftföroreningar.


ɨ Solenergi används till att komplettera annan värmekälla eller för att värma vatten. Det finns två alternativa sätt att utvinna solenergi; solfångare som ger värme och solceller som alstrar el. Sol-cellers livslängd är upp till 0 år. För att effektivt bidra till värmeförsörjningen krävs mycket stora ytor med solceller och solfångare. Småhusinstallationer med solfångare på 5-7 m, står för 0% av årsenergiförbrukningen.


ɨ Bergbrunnar borras i berggrunden där temperaturen är mellan +5 och +8 grader. Med hjälp av vattenfyllda ledningar kyls eller värms vatten som via värmeväxlare kan användas för upp-värm-ning.


ɨ Vattenkraften utgör hälften av Sveriges elproduktion. Det sker ingen utbyggnad av dagens vatten-kraftverk men de görs mer effektiva och miljöanpassade. Vattenkraftens negativa inverkan kan t.ex. vara påverkan på växt- och djurliv.


ɨ Biobränsle kommer från växtriket och är bl.a. trädbränsle, energiskog, åkergrödor och pellets. Bio-bränsle används främst till uppvärmning. Bränslet kommer att öka i betydelse för el- och värme-produktion. Genom att förbränna biobränsle framkallas varmvatten och ånga. Ångan driver en tur-bin som genererar el och värme. Den negativa miljöaspekten med biobränslen är koldioxid-utsläp-pen som bidrar till växthuseffekten och problemet med de långa landsvägstransporterna som gene-rerar stora avgasmängder. Energipriset för pellets mot-svarar cirka halva elpriset eller två tredje-delar av oljepriset.


Variabler


Variabler som påverkar värmebehov och värmekapacitet i ett hus är


ɨ Tröghetskonstanten, d.v.s. omställningstiden för värmen i huset i förhållande till utetemperaturen. Tröghetskonstanten avgör periodiseringen av prognoserna från externa databaser och förbereder värmesystemet vid ökade värmebehov. Trögheten och förberedelsen medför i sin tur att värme från traditionella värmekällor, som t.ex. olja och el, kan minskas.


ɨ Aktiviteter i huset t.ex. människor och elektroniska apparater.


ɨ Inomhusvariabler soluppvärmning, människor, datorer, tröghet i uppvärmningen, ljus och färgval.


ɨ Utomhusvariabler vindar, temperatur och relativ luftfuktighet.


ɨ Byggnadsmaterial och husets utformning.


Anticipation kopplat till MIH


För att använda prognoser och information från externa system ska styrsystemet värdera informationen och välja den lösning som passar bäst utifrån situationen. Anticipation handlar om att värdera olika alternativ och förutse vad som kommer att hända. För att förutse händelser skapas mentala modeller av alternativa lösningar. Systemet använder den lösning som passar bäst utifrån situationen.


Analysen av hur vårt styrsystem ska förhålla sig till anticipationstanken baseras på en mental modell av händelser. Tabellen visar vad som ska förutses i styrsystemet, vilka faktorer som systemet baseras på samt vilka metoder och tekniker som systemet ska använda för att uppnå ett resultat.


Förutse faktorer Metod/teknik för att förutse faktorer


Vilken temperatur ska vi uppnå? Väderprognoser från externa databaser, t.ex. SMHI. Trögheten i styrsystemet avgör periodiseringen av prognoserna.


Lära av liknande situationer, t.ex. vilken innetemperatur önskades vid samma utetemperatur för en vecka sedan. Tekniken för det kan vara neurala nätverk.


Värmekrav under perioden, t.ex. olika värmebehov under dag och natt.


Vilka kapacitetskrav finns? Beroende av värmeförbrukning och värmeproduktion för att uppnå önskad temperatur. Hur mycket måste temperaturen öka/minska?


Till hur stor del kan de förnyelsebara värmekällorna utnyttjas?


Hur stor del av värmebehovet de kan täcka?


Under hur lång period finns det ett uppvärmningsbehov? Väderprognoser från externa databaser, t.ex. SMHI.


Lära av liknande situationer, t.ex. hur stort var värmebehovet vid samma tid för ett år sedan?


Beror på tid på året och dygnet, t.ex. värmebehovet är större på vintern och på natten.


Val av värmekälla? Utifrån de tre ovanstående förutsägelserna samt givna kriterier kan bäst lämpad värmekälla väljas.


Tabell Faktorer som påverkar styrsystemet och de metoder och tekniker som används för att styra systemet.


Anticipation kan användas i vårt styrsystem för att förutse händelser genom att systemet tillägnar sig kunskap från tidigare erfarenheter. För att studera tidigare händelser och använda dem som en indi-ka-tor på framtida händelser krävs feedforward. Det finns flera former av feedforward, men de som kan vara av intresse för vårt styrsystem är rekursion och retroaktiv påverkan.


Rekursion innefattar systemets alla nivåer. Om någonting händer på en nivå i systemet, påverkas de närliggande nivåerna. För att förutse händelserna ska inte systemet i fokus studeras, utan dess sub- och supersystem. Vårt system i fokus är temperaturregleringen. Subsystemet som ska studeras är styrning-en av värmekällor som sker med hjälp av variabler och konstanter. Styrsystemet är kopplat till det in-terna nätverket som i sin tur är kopplat till ett externt nätverk. Supersystemet är prognoserna i det ex-terna nätverket som påverkar subsystemet och systemet i fokus.


Figur Rekursion av vårt styrsystem och dess omgivning.


Retroaktiv påverkan innebär att dagens mål och handlingsplaner påverkar framtid mer än nutid. Där-med blir nutidens beslut en indikator på framtidens resultat. Retroaktiv påverkan kan åstadkommas genom att anpassa innetemperaturen till temperaturprognosen för ett antal dagar fram i tiden, så att huset värms upp i tid.


Neurala nätverk och fuzzy logik


Artificiella neurala nätverk (ANN) är en avancerad teknik som bygger på att system ska ta tillvara in-formation i form av prognoser, inlärda mönster och tidigare händelser, för att optimera ett utfall. ANN kan med hjälp av mönsterigenkänning, se igenom störningar och urskilja mön-stret som ligger bakom.0


Fuzzy logik är ett tankesätt som innebär att ett värde approximeras i ett intervall, i stället för att defini-eras som ett exakt värde. Det innebär att systemet reagerar långsammare på förändringar och där-igenom får systemet en inbyggd tröghet. Genom att kombinera olika systemtekniker till ett s.k. hybrid-system, kan de positiva effekterna från båda systemen, uppnås. Neurala nätverk och fuzzy logik kan kombineras eftersom teknikerna bygger på samma typer av formella matematiska egenskaper . Kom-binationen medför att det neurala nätverkets förmåga att lagra information och öka förståelsen för sammanhang, blandas med fuzzy logiks fördelar med att skapa tröghet i systemet .


Nätverkskommunikation


Under intervjuer har det framkommit att det finns produkter på marknaden som kan användas för att ge styrinformation till vårt styrsystem. Det finns ett antal konkurrerande standarder för att möjliggöra kommunikation mellan utrustning och delsystem. De standarder vi har valt att studera EIB, LonWorks, Open Server Gateway Initiative (OSGi) samt e-boxen. Anledningen till varför vi har valt EIB och LonWorks är att standarderna används i de projekt vi har studerat. OSGi har vi valt för att den antas, enligt personer insatta i nätverkstekniker, bli den dominerande standarden i framtiden och e-boxen har vi valt för att den ska anpassas till OSGi standarden.


European Installation Bus


EIB är basen för Siemens fastighetsautomation. Hus kopplas samman med hjälp av bredband, elnät eller telefonledning i ett bussystem för att styra och övervaka t.ex. energiutnyttjandet. EIB är enkelt att bygga ut och anpassa vid förändrade förutsättningar. Ett europeiskt standardiseringsarbete pågår mellan EIB, Batibus och European Home System (EHS). Målet är att detta samarbete ska formas till en standard för en gemensam systemplattform (EIB), för att nå flera marknader. EIB-tillämpningar finns bl.a. i bostadsprojekten FACILE och SmartBo.


LonWorks


LonWorks, utvecklat av Echelon, är en industristandard som möjliggör systemintegration. Tekniken är baserad på Neuronkretsen, ett chip som innehåller nätverkshantering och operativsystem. Teknologin innebär att systemets intelligens och processorkapacitet kan spridas till samtliga noder i nätverket. LonWorks använder sig av ett protokoll, LonTalk, som utgör grunden för kompatibilitet mellan olika tillverkare. LonWorks liknar till viss del en standard, men det finns delar i specifikationen som innebär att produktutvecklaren själv kan bestämma strukturen. Detta kan medföra kompatibilitetsproblem vid användning av olika tillverkares produkter. Projekt som har tillämpat LonWorks är Bolab och komHEM.


Den 4 maj 000 meddelade Echelon att LonWorks kommer att integreras med javateknologibaserade tjänster för olika bryggor och enheter. Utvecklingen kommer att baseras på OSGi-standarden.





Please note that this sample paper on The canterbary tales is for your review only. In order to eliminate any of the plagiarism issues, it is highly recommended that you do not use it for you own writing purposes. In case you experience difficulties with writing a well structured and accurately composed paper on The canterbary tales, we are here to assist you. Your cheap college papers on The canterbary tales will be written from scratch, so you do not have to worry about its originality.

Order your authentic assignment from cheap custom writing service and you will be amazed at how easy it is to complete a quality custom paper within the shortest time possible!



No comments:

Post a Comment

Note: Only a member of this blog may post a comment.