Aire acondicionado: Efecto de la orientación de un edificio
¿Cuáles propiedades de un edificio afectan el consumo de energía en aire acondicionado? Este ejemplo utiliza datos de 768 edificios residenciales diversos para predecir la carga térmica de sus aires acondicionados entrenando una red neuronal. Conecte esta red con componentes de modelado térmico para estudiar el efecto de la orientación de los edificios.
Para ejecutar este ejemplo necesitará
Las versiones más recientes de System Modeler y Mathematica.
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Preprocese los datos
Se utiliza un conjunto de datos que contiene requerimientos de carga térmica basados en parámetros de edificios, tales como la compacidad, el acristalamiento o la orientación. El conjunto de datos es importado a Wolfram Language y para hacerlo adecuado para el entrenamiento del modelo.
Conjunto de datos obtenido de A. Tsanas y A. Xifara, "Accurate Quantitative Estimation of Energy Performance of Residential Buildings Using Statistical Machine Learning Tools," Energy and Buildings, 49, pp. 560–567, 2012.
Entrene una red neuronal
Los datos son divididos para entrenamiento y validación. Se crea una red neuronal que consiste de múltiples capas, y se inicializan todos sus parámetros aprendibles.
La red neuronal es entrenada utilizando los datos de entrenamiento, y puesta a prueba con los datos de validación.
Cree un SystemModel
La red neuronal entrenada es convertida en un bloque de entrada-salida que puede conectarse a otros modelos.
CreateSystemModel toma una NetChain o NetGraph entrenados y crea un SystemModel.
Conecte al modelo de edificio
El modelo es conectado a un modelo de edificio de una sola habitación que consta de paredes, techos y un aire acondicionado. Se puede alimentar datos de temperatura externa al modelo conectado, y su rendimiento energético puede ser evaluado.
Un modelo de edificio de una sola habitación .
Estudie el efecto de la orientación
Cambie la orientación del edificio y analice la energía consumida por el aire acondicionado. Un edificio orientado hacia el oeste tiene el menor consumo de energía, mientras que un edificio orientado hacia el norte tiene el mayor consumo de energía.
La representación en el lado izquierdo muestra la temperatura ambiente de un edificio orientado hacia el norte. La representación en el lado derecho compara la energía cumulativa consumida por el aire acondicionado para las cuatro orientaciones.
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