CN107250928A - 对建筑物的能耗进行优化和控制 - Google Patents

Abstract

本文中描述了用于对建筑物的能耗和舒适性进行优化和控制的方法和系统，包括计算机程序产品。计算设备从多个传感器接收测量结果，所述多个传感器中的至少一些传感器被定位在所述建筑物之内，其中，测量结果包括温度读数和舒适性特性。计算设备基于建筑物的能量特性、来自传感器的测量结果以及与建筑物的位置相关联的天气数据来生成热响应系数集合。计算设备基于热响应系数集合以及预报天气来预测建筑物的能量响应。计算设备基于与建筑物相关联的能耗成本来选择建筑物的最低能量需求并且基于能量响应和最低能量需求来确定能量控制点。计算设备向建筑物中的舒适性设备传输能量控制点。

Description

对建筑物的能耗进行优化和控制

技术领域

本技术总体上涉及对建筑物的能耗进行优化和控制。

背景技术

天气是影响房屋能量需求的最大变量。许多房屋配备有标准恒温器以便对加热和冷却进行调节，其中，或者居住者手动地调整温度以便将天气状况考虑在内，或者恒温器基于预定时间表来自动地调整温度。对温度的自动调整可由向房屋提供电力的公共设施进行，但是这种调整通常基于针对房屋的精确位置的不完整或不准确天气信息并且不将居住者的个人偏好考虑在内。另外，这些系统通常不能够将安装恒温器的特定建筑物的热特性考虑在内。

因此，这种系统对房屋的当前天气状况和温度需要作出反应，而不是基于房屋的预报天气状况和能量特性来执行预加热和/或预冷却。

发明内容

本文中所描述的技术涉及通过以下方式来优化建筑物(例如，房屋)的能量使用：动态地控制建筑物的舒适性设备(比如，恒温器、风扇、遮光帘、门、窗户、加湿器、电器、其他加热/冷却系统)以便响应于局部天气预报状况以及在预料到需求响应事件时改变建筑物的舒适性特性(比如，预加热、预冷却等)。另外，所述技术提供了在鼓励有效能量使用和监测的同时为建筑物的居住者维持期望舒适性水平的优点。

在一方面，本发明的特征在于一种用于对建筑物的能耗进行优化和控制的方法。第一计算设备从多个传感器接收一个或多个测量结果，所述多个传感器中的至少一些传感器被定位在所述建筑物之内，其中，所述测量结果包括温度读数和舒适性特性。所述第一计算设备基于所述建筑物的能量特性、来自所述传感器的所述测量结果以及与所述建筑物的位置相关联的天气数据来生成所述建筑物的热响应系数集合。所述第一计算设备基于所述热响应系数集合以及与所述建筑物的位置相关联的预报天气来预测所述建筑物的能量响应。所述第一计算设备基于与所述建筑物相关联的能耗成本来选择所述建筑物的最低能量需求并且基于所述能量响应和所述最低能量需求来确定所述建筑物的一个或多个能量控制点。所述第一计算设备向所述建筑物中的一个或多个舒适性设备传输所述能量控制点。

在另一方面，本发明的特征在于一种用于对建筑物的能耗进行优化和控制的系统。所述系统包括第一计算设备，所述第一计算设备被配置成用于从多个传感器接收一个或多个测量结果，所述多个传感器中的至少一些传感器被定位在所述建筑物之内，其中，所述测量结果包括温度读数和舒适性特性。所述第一计算设备被配置成用于基于所述建筑物的能量特性、来自所述传感器的所述测量结果以及与所述建筑物的位置相关联的天气数据来生成所述建筑物的热响应系数集合。所述第一计算设备被配置成用于基于所述热响应系数集合以及与所述建筑物的位置相关联的预报天气来预测所述建筑物的能量响应。所述第一计算设备被配置成用于基于与所述建筑物相关联的能耗成本来选择所述建筑物的最低能量需求并且基于所述能量响应和所述最低能量需求来确定所述建筑物的一个或多个能量控制点。所述第一计算设备被配置成用于向所述建筑物中的一个或多个舒适性设备传输所述能量控制点。

在另一方面，本发明的特征在于一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被有形地实施于非瞬态计算机可读存储介质中，用于对建筑物的能耗进行优化和控制。所述计算机程序产品包括可操作用于使第一计算设备进行以下操作的指令：从多个传感器接收一个或多个测量结果，所述多个传感器中的至少一些传感器被定位在所述建筑物之内，其中，所述测量结果包括温度读数和舒适性特性。所述计算机程序产品包括可操作用于使所述第一计算设备进行以下操作的指令：基于所述建筑物的能量特性、来自所述传感器的所述测量结果以及与所述建筑物的位置相关联的天气数据来生成所述建筑物的热响应系数集合。所述计算机程序产品包括可操作用于使所述第一计算设备进行以下操作的指令：基于所述热响应系数集合以及与所述建筑物的位置相关联的预报天气来预测所述建筑物的能量响应。所述计算机程序产品包括可操作用于使所述第一计算设备进行以下操作的指令：基于与所述建筑物相关联的能耗成本来选择所述建筑物的最低能量需求并且基于所述能量响应和所述最低能量需求来确定所述建筑物的一个或多个能量控制点。所述计算机程序产品包括可操作用于使所述第一计算设备进行以下操作的指令：向所述建筑物中的一个或多个舒适性设备传输所述能量控制点。

在另一方面，本发明的特征在于一种用于对建筑物的能耗进行优化和控制的系统。所述系统包括用于从多个传感器接收一个或多个测量结果的装置，所述多个传感器中的至少一些传感器被定位在所述建筑物之内，其中，所述测量结果包括温度读数和舒适性特性。所述系统包括用于基于所述建筑物的能量特性、来自所述传感器的所述测量结果以及与所述建筑物的位置相关联的天气数据来生成所述建筑物的热响应系数集合的装置。所述系统包括用于基于所述热响应系数集合以及与所述建筑物的位置相关联的预报天气来预测所述建筑物的能量响应的装置。所述系统包括用于基于与所述建筑物相关联的能耗成本来选择所述建筑物的最低能量需求并且基于所述能量响应和所述最低能量需求来确定所述建筑物的一个或多个能量控制点的装置。所述系统包括用于向所述建筑物中的一个或多个舒适性设备传输所述能量控制点的装置。

以上方面中的任何方面可以包括以下特征中的一个或多个特征。在一些实施例中，所述第一计算设备将来自一个或多个传感器的所述温度读数与由所述建筑物之内的恒温器提供的温度测量结果进行比较并且基于所述比较来调整所述能量控制点。在一些实施例中，所述能量控制点包括恒温器设定点、所述舒适性设备的控制设置以及遮光帘的控制设置。在一些实施例中，所述舒适性特性包括建筑物区域的占用状态、湿度、来自墙壁的辐射热、所述舒适性设备的操作状态、建筑物居住者的位置、所述建筑物居住者与所述建筑物的距离以及所述居住者到达所述建筑物的行进时间。在一些实施例中，所述第一计算设备基于所述行进时间和/或所述距离来调整所述能量控制点。

在一些实施例中，所述能量特性包括来自所述传感器的一个或多个温度读数、来自所述建筑物的恒温器的温度读数、所述建筑物中的HVAC系统的状态、对所述建筑物进行供应的一个或多个能量源的状态以及所述建筑物的门和/或窗户的状态。在一些实施例中，所述HVAC系统包括一个或多个分级加热或冷却单元。在一些实施例中，对所述建筑物进行供应的所述能量源包括电气设备、气体设备、太阳能设备、风设备、热泵设备以及能量控制设备。

在一些实施例中，生成所述热响应系数集合进一步基于所述建筑物的物理数据。在一些实施例中，所述物理数据包括以下各项中的至少一项：热质量、渗风、窗户的相对面积、隔热量、建筑材料、所述建筑物的渗风以及相关联HVAC系统的效率。在一些实施例中，预测能量响应进一步基于与所述建筑物相关联的所述能耗成本。在一些实施例中，所述能耗成本表示针对各种外部温度而改变所述建筑物的舒适性水平所需的电力的量。

在一些实施例中，所述最低能量需求包括所述建筑物中的HVAC系统的电力消耗量以及所述HVAC系统的占空比。在一些实施例中，确定能量控制点进一步基于天气预报数据、由所述建筑物的居住者提供的舒适性偏好或两者。

在一些实施例中，向所述恒温器传输的所述能量控制点包括在某个时间段内对所述恒温器进行控制的时间表。在一些实施例中，所述第一计算设备从远程传感器网络接收所述天气数据。在一些实施例中，所述第一计算设备从连接至所述建筑物之内的HVAC系统的设备接收恒温器数据。

在一些实施例中，所述第一计算设备使用纠错来调整所述生成的热响应系数集合。在一些实施例中，所述纠错包括从所述生成的热响应系数集合中过滤异常。

在一些实施例中，所述天气数据包括所述建筑物的位置处的当前天气状况、所述建筑物的位置的预报天气状况、所述建筑物的位置处的太阳能负荷或其任何组合。在一些实施例中，所述第一计算设备将所述建筑物的所述预测能量响应与一个或多个其他建筑物的预测能量响应进行比较并且基于对所述预测能量响应的所述比较来对所述建筑物的所述预测能量响应进行排序。在一些实施例中，生成所述建筑物的热响应系数集合进一步基于智能仪表数据。

在一些实施例中，所述多个传感器包括组合门状态和温度传感器、组合窗户状态和温度传感器、组合电器状态和温度传感器、组合运动检测和温度传感器、红外热传感器、独立的温度传感器以及湿度传感器。在一些实施例中，所述第一计算设备从组合门状态和温度传感器接收信号；基于所述信号来判定与所述组合门状态和温度传感器相关联的门是打开的还是关闭的；并且如果所述门是关闭的并且来自所述组合门状态和温度传感器的温度读数偏离所述建筑物中的恒温器的温度测量结果，则标识所述门的能量损耗问题。在一些实施例中，如果标识了能量损耗问题，则所述第一计算设备向与所述建筑物的居住者相关联的远程计算设备传输警告。在一些实施例中，所述警告包括所述建筑物的能量效率记分卡并标识所述能量损耗问题。

在一些实施例中，所述第一计算设备从一个或多个传感器接收运动检测信号和温度信号；基于所述运动检测信号来确定由所述一个或多个传感器监测的区域的占用状态；并且基于所述占用状态和所述温度信号来调整所述能量控制点。在一些实施例中，所述比较步骤包括：判定所述传感器温度测量结果随着时间的变化是否与所述建筑物中的恒温器的温度测量结果随着时间的变化相对应。在一些实施例中，当所述传感器温度测量结果的所述随着时间的变化偏离所述恒温器温度测量结果的所述随着时间的变化时，所述第一计算设备确定与其中定位有所述传感器的所述建筑物的区域相对应的能量损耗问题。在一些实施例中，所述调整步骤包括：改变所述能量控制点以便将所述传感器温度测量结果与所述恒温器温度测量结果之间的差异考虑在内。

通过结合仅通过示例的方式来展示本发明的原理的附图进行的以下具体实施方式，本发明的其他方面和优点将变得明显。

附图说明

通过参考结合附图进行的以下说明，可以更好地理解本发明的上述优点连同进一步优点。附图不一定按比例，而是总体上着重于展示本发明的原理。

图1是用于对建筑物的能耗进行优化和控制的系统的框图。

图2是用于对建筑物的能耗进行优化和控制的服务器计算设备的详细框图。

图3是用于对建筑物的能耗进行优化和控制的方法的流程图。

图4是图示，示出了与实际电力使用情况和温度读数相比的如通过系统的预测确定的电力使用情况和温度读数。

图5A和图5B是图示，示出了如与在相同时间段内建筑物的恒温器的以及室外环境的温度读数相比的被定位在门附近的温度传感器的温度读数。

图6是图示，示出了如与在相同时间段内建筑物的恒温器的以及室外环境的温度读数相比的被定位在建筑物的四个不同房间中的温度传感器的温度读数。

图7是示例性记分卡，示出了建筑物的能量效率和能量使用情况。

具体实施方式

图1是用于对建筑物的能耗进行优化和控制的系统100的框图。系统100包括服务器计算设备102、通信网络104、多个舒适性设备106(例如，控制建筑物的加热和/或冷却装置的恒温器设备106a；其他舒适性设备，比如，风扇106b和遮光帘106c)、多个传感器设备107a至107z(统称为107)以及客户端计算设备108。服务器计算设备102从外部来源接收数据(例如，天气数据、来自恒温器106a的恒温器数据、来自传感器107的传感器数据)并确定特定建筑物的能量响应特性和能量需求。服务器计算设备102确定建筑物的能量控制点并且经由网络104向建筑物中的舒适性设备106(例如，恒温器106a、风扇106b、遮光帘106c)传输能量控制点，从而使得舒适性设备106可以调整其设置以便适当地影响建筑物的舒适性状况(例如，加热/冷却、湿度、气流等)。能量控制点可以是影响舒适性设备的操作的设置，比如，恒温器106a的温度设定点和调度、风扇106b和遮光帘106c的设置等。服务器计算设备102还经由网络104与客户端计算设备108接口连接以便提供门户(例如，web浏览器界面)，用户可以通过所述门户观看建筑物(例如，用户的住宅)的能量响应特性和能量需求。用户还可以例如手动地调整恒温器106a以及如风扇106b和遮光帘106c等其他舒适性设备的能量控制点，观看传感器107的温度曲线和相关环境状况并且设置具有用户偏好的舒适性曲线以便服务器计算设备102可以基于舒适性曲线来自动地调整舒适性设备106。应当理解的是，尽管图1描绘了舒适性设备106a至106c的某些示例，但是其他类型的舒适性设备可以包括在系统100中，而不背离本发明的范围。

图2是用于对建筑物的能耗进行优化和控制的服务器计算设备102的详细框图。服务器计算设备102包括数据接收模块202、数据存储设备204、系数建模器206、预测结果模块208、优化和调度模块210、数据验证模块212、发送模块214以及web接口模块216。应当理解的是，尽管图2将所述部件(例如，202、204、206、208、210、212、214和216)示出为在单个服务器计算设备102内，但是在一些实施例中，所述部件分布在不同物理设备上，而不背离本发明的精神或范围。而且，在所述部件分布在不同物理设备上的实施例中，那些设备可以驻留在相同物理位置处或者可以分散到不同物理位置。

数据接收模块202在外部数据源(例如，天气数据库、能量提供商、舒适性设备106以及传感器107)与服务器计算设备102的数据存储设备204之间提供接口。数据接收模块202从各种外部数据收集和/或监测系统(例如，NWS、NOAA、地球网络天气网络(EarthNetworks Weather Network))接收与大气状况和天气相关联的数据。其他信息源包括但不限于政府机关和第三方私人公司。大气状况和天气数据可以包括但不限于现状信息、预报信息和天气警告信息。大气状况和天气数据可以按位置(例如，邮政编码或GPS坐标)分类。数据接收模块202经由标准通信网络和方法与各种外部数据系统和来源通信。

数据接收模块202还从被定位在建筑物内并且其操作影响建筑物的舒适性特性的舒适性设备106接收信息。如可以理解的，建筑物的HVAC系统的首要目标是控制室内环境的热舒适性。总体上，可以将热舒适性定义为表达对热环境的满意度的精神状况。许多因素可能影响热舒适性，比如，代谢速率、衣服隔热、空气温度、平均辐射温度、空气速度、相对湿度以及主体的个人偏好。因此，在对建筑物的能耗进行优化和控制时，从舒适性设备(比如，操作HVAC系统的恒温器、风扇、门、窗户、加热器、通风孔、遮光帘等)接收信息以及控制舒适性设备的能力很重要。

例如，恒温器106a向服务器计算设备102传输关于其当前操作状态(例如，当前温度设置、加热模式、冷却模式、电源设置、效率状况)的特性。在另一个示例中，舒适性设备(比如，风扇106b和遮光帘106c)向服务器计算设备102传输操作设置(例如，接通/断开、打开/关闭、速度)。在一些实施例中，数据接收模块202还从被定位在建筑物处的智能仪表(例如，电表、气表或水表)收集信息。智能仪表被配置成用于以预定间隔(例如，一小时)记录对能量的消耗并且将所记录的信息传达给向建筑物提供服务的公共设施。在一些实施例中，数据接收模块202还从建筑物处的对供应给建筑物的能量的可替代来源(比如，太阳能板、风电、发电机等)进行控制的设备收集信息。数据接收模块202可以接收所记录的消耗信息并且将能量使用情况与其他类型的数据(例如，恒温器数据、外部天气数据)关联以便确定外部天气状况和对舒适性设备106的设置的调整如何影响能耗。根据前述内容应当理解的是，建筑物可能具有多个恒温器和/或多个加热和冷却区域，并且本文中所描述的系统200可以进行针对同一建筑物内的多个舒适性设备进行本文中所描述的能量优化和控制过程。

数据接收模块202还从可以被定位在建筑物内的各个位置处的附加设备(例如，传感器107)接收信息。例如，建筑物中的每个房间可以配备有传感器以便提供特定房间(其可以或可以不包含恒温器)中的温度的测量结果。可以将由传感器提供的温度读数与从恒温器获得的(多个)读数进行比较以便判定建筑物内的特定位置(例如，房间)中的温度是否偏离恒温器并且可能不响应于由恒温器采取的用于改变建筑物的温度的动作。例如，如果恒温器发起动作以便对建筑物进行加热并且记录恒温器的位置中的温度的相应增大，但另一个房间中的传感器不记录温度的增大，则另一个房间可能由于房间中的加热/冷却系统的结构缺陷(例如，漏泄的门/窗户)或问题而没有适当加热。

另外，传感器可以包括组合传感器，也就是说，与可以在建筑物中见到的其他类型的传感器或设备组合的温度传感器，比如，门状态传感器、窗户状态传感器、遮光帘状态传感器、电器状态传感器或运动检测传感器。数据接收模块202可以从可用于确定和优化建筑物的温度、舒适性和能量使用情况的组合传感器接收多种类型的信息。例如，组合温度和运动传感器可以提供与建筑物内的特定房间中的温度和运动或活动相关的信息。如果温度和运动传感器在8:00am与5:30pm小时之间未检测到房间中的任何活动(例如，没人使用房间)，但房间中的温度基于由建筑物恒温器在这些时间期间发起的加热或冷却动作而显示出变化，则对房间进行加热或冷却是浪费能量，因为房间未被占用。因此，系统可以确定对恒温器处的加热或冷却曲线进行调整以便在所述时间段期间节约能量。

在另一个示例中，组合门打开/关闭和温度传感器可以提供与门处的温度以及门的状态(例如，打开、关闭)相关的信息。在此示例中，如果传感器指示门关闭但在门处的温度读数明显不同于在房间或建筑物的另一个部分中的温度，则这可能暗示门漏泄、损坏或不适当隔热。因此，系统可以生成门的温度曲线，将此变量包括在整体能量优化过程中并且提供突显温度差异的报告或警告。可替代地，如果传感器指示门打开并且在门处的温度读数显著不同，则系统可以在进行本文中所描述的能量优化过程时将门的状态考虑在内。

在另一个示例中，组合电器和温度传感器可以提供与电器附近的温度以及电器的操作特性或状况相关的信息。在此示例中，传感器可以指示火炉周围的温度比房间和/或建筑物的其他区域中更高，并且还指示炉子在那些时间期间是开着的。因此，系统可以将温度变化考虑在内并根据需要对能量优化曲线和恒温器控制过程进行调整。应当理解的是，传感器107可以测量除了温度以外或代替温度的其他类型的信息，比如，湿度、辐射热、太阳光、气流/速度等。

数据接收模块202将所接收的信息整合并聚集为有益于存储在数据存储设备204中并由模块206、208、210、212、214和216进行处理的格式。例如，数据接收模块202所连接的每个数据源可以使用不同的语法和/或数据结构来传输数据。数据接收模块202根据对数据源的理解来解析传入数据并将数据重新格式化，从而使得其符合数据存储设备204和模块206、208、210、212、214和216可接受的语法或结构。在一些实施例中，外部数据源以标准格式(例如，XML)来传输信息以便减少数据接收模块202所需的处理。

数据接收模块202与数据存储设备204通信以便保存和检索从外部来源接收的数据，准备向模块206、208、210、212、214和216传输数据。在一些实施例中，数据接收模块202向系数建模器206传输数据已经存储在数据存储设备204中并且准备好由系数建模器206进行处理的通知。通知包括数据在数据存储设备204内的存储位置的参考指示符(例如，数据库地址)。

数据存储设备204是数据库或存储由数据接收模块202接收的信息的其他类似数据结构，包括硬件(例如，磁盘驱动器)、软件(例如，数据库管理编程)或两者。数据存储设备204还向模块206、208、210、212、214和216提供数据并且从模块206、208、210、212、214和216接收更新数据和分析。

系数建模器206是从数据存储设备208接收信息并生成与建筑物的能量特性相关联的热响应系数集合的模块。建模器206确定建筑物的位置(例如，通过检索建筑物的邮政编码或GPS坐标)。在一些实施例中，建模器206检索与建筑物相关联的附加数据，比如，建筑物的物理结构(例如，建筑材料)、太阳方位和负荷、热质量以及渗风。在一些实施例中，建模器206基于建筑物的位置来推断建筑物的物理结构、太阳方位和负荷、热质量和/或渗风。在一些实施例中，建模器206检索与建筑物相关联的已经由服务器计算设备102从安装在建筑物处的智能仪表收集的智能仪表数据。在一些实施例中，建模器206以逗号分隔值(.csv)文件的形式从数据存储设备204中提取数据。

基于这种信息，建模器206确定建筑物的热曲线。结合建筑物的位置的天气信息、建筑物的当前恒温器设置以及与建筑物相关联的其他数据(例如，智能仪表数据、来自传感器107的传感器数据)使用热曲线，建模器206基于影响建筑物的舒适性的各种特性(例如，温度、湿度、热质量、太阳能负荷以及渗风)以及由建筑物处的加热/冷却装置和其他舒适性设备消耗的能量的量来生成热响应系数集合。根据对某个时间段(例如，一小时、一天)内在所述位置处的天气状况的预测，每个热响应系数集合可能不同。建模器206基于对能量使用情况、预报准确性、居住者偏好等的考虑来对热响应系数集合进行排序。建模器206向数据存储设备204传输经排序的热响应系数以供由系统100的其他模块208、210、212、214、216使用。

优化和调度模块210从数据存储设备204中检索经排序的热响应系数连同附加信息，比如，与建筑物的位置相关联的天气预报以及与建筑物相关联的居住者偏好曲线。在一些实施例中，优化和调度模块210还检索当前的和估计的能量价格(例如，从数据存储设备204或从如公共设施公司等外部数据源)。优化和调度模块210向预测结果模块208传输信息。

预测结果模块208基于所述位置的当前和预报天气状况以及每个热响应系数集合来生成建筑物中的舒适性设备106的能量控制点系列。预测结果模块208还基于能量控制点系列来生成安装在建筑物中的加热/冷却装置的电力使用情况估计、占空比以及室内温度预报。在一些实施例中，预测结果模块208还可以通过将当前能量价格结合到所述确定中来生成与能量控制点系列相关联的估计能量成本。

优化和调度模块210从预测结果模块208接收能量控制点系列并且基于附加因素(比如，预料的需求响应事件和/或居住者偏好)来优化结果。例如，如果天气预报指示外部温度将从8:30am的70°F升高到11:00am的90°F，则优化和调度模块210确定将存在增大的能量需求以便在那个时候对空调系统进行供电。优化和调度模块210还确定能量的价格将在那个时候上升。因此，优化和调度模块210调整能量控制点系列以便在早晨的早些部分(例如，8:30am)向房屋提供附加冷却(即，预冷却)，从而使得房屋中的空调不需要在外部温度更热的11:00am运行很长时间。例如，优化和调度模块210可以向风扇106b传输能量控制点，所述能量控制点指示风扇在预冷却阶段切换至更高速度，然后在当天的其他部分期间切换至更低速度或关闭。

而且，因为优化和调度模块210理解8:30am的能量价格比11:00am的预测成本更低，所以相比在稍后时间11:00am消耗更多能量，在清晨的增大能耗实现成本节约。在一些情况下，如之前所描述的，优化和调度模块210可以基于从建筑物之内的传感器107接收的温度读数和舒适性特性来调整能量控制点。

一旦优化和调度模块210已经调整了能量控制点系列，模块210就向数据存储设备204传输能量控制点系列。数据存储设备204向发送模块214传输能量控制点系列，所述发送模块向建筑物中的舒适性设备106传达能量控制点。在一个示例中，能量控制点包括温度设定点，所述温度设定点提供恒温器106a在给定时间段(例如，一天)内的目标温度的时间表。恒温器106a可以根据温度设定点的时间表来执行加热和/或冷却以便实现增大的能量效率以及对需求响应事件的预料。

服务器计算设备102还包括数据验证模块212。数据验证模块212从提前的时间段检索建筑物的能量使用情况数据并且将使用情况数据与由系统100针对同一时间段而预测的使用情况数据进行比较。例如，数据验证模块212检索顾客房屋在某一天的能量使用情况数据(例如，如由智能仪表、太阳能板模块提供的，或者来自公共设施)。数据验证模块212还基于由建模器206、预测结果模块208以及优化和调度模块210执行的确定来检索同一天的预测能量使用情况。数据验证模块212将两个能量使用情况值(实际与预测)进行比较以便判定是否发生了任何偏差。基于所述比较，数据验证模块212可以提供可以呈现给顾客(例如，经由web接口模块216)的能量使用情况节约数据。在一些实施例中，数据验证模块212使用附加方法来确定能量节约。例如，数据验证模块212可以将(i)优化和调度模块210未调整建筑物的恒温器的温度设定点时间表的一天与(ii)优化和调度模块210确实调整了温度设定点时间表的一天之间的建筑物能量使用情况进行比较。数据验证模块212可以产生显示在优化和调度模块210运行时实现的能量节约的图表和其他报告。另外，由数据验证模块212生成的比较信息用于改善由建模器206创建的系数模型以便实现更大的准确度和更好的效率。

服务器计算设备102还包括web接口模块216。web接口模块216被配置成用于从客户端设备(例如，图1中的客户端设备108)接收连接请求并且向客户端设备提供门户以便访问和更新与建筑物相关联的热曲线信息。例如，房主可以经由客户端设备108上的web浏览器来向系统100进行登记并连接至web接口模块216。在登录时，向房主呈现门户，所述门户包含与他的房屋的当前能量特性相关的各种信息以及允许房主建立或改变对他的房屋的内部温度的舒适性偏好的交互特征。在一些实施例中，门户包括房屋能量审计功能，所述房屋能量审计功能利用存储在系统100中的数据(例如，热曲线、能量使用情况、天气状况、来自整个房屋的传感器107的数据)并将房主的住所与共享类似热舒适性和/或能耗特性的其他建筑物进行比较。房主可以确定他的房屋与在他的区域中的其他房屋或建筑物的相对能量使用情况。基于房屋能量审计，门户还可以提供用于改善建筑物的能量效率的定制和优先建议列表。

图3是用于对建筑物的能耗进行优化和控制的方法300的流程图。服务器计算设备102使用数据接收模块来从多个传感器接收(302)一个或多个测量结果，所述多个传感器中的至少一些传感器被定位在所述建筑物之内，其中，所述测量结果包括如以上所描述的温度读数和舒适性特性。服务器计算设备102使用系数建模器206基于建筑物的能量特性、从传感器107获得的测量结果以及与建筑物的位置相关联的天气数据来生成(304)建筑物的热响应系数集合。服务器计算设备102使用优化和调度模块210以及预测结果模块208基于热响应系数集合以及与建筑物的位置相关联的预报天气状况来预测(306)建筑物的能量响应。

服务器计算设备102使用优化和调度模块210以及预测结果模块208基于与建筑物相关联的能耗成本来选择(308)建筑物的最低能量需求。服务器计算设备102使用优化和调度模块210以及预测结果模块208基于能量响应和最低能量需求来确定(310)建筑物的一个或多个能量控制点。

服务器计算设备102使用数据验证模块212来将建筑物的前一天的能量使用情况与由建模器206和预测结果模块208提供的预测能量使用情况进行比较以便确定能量使用情况偏差和潜在能量节约。服务器计算设备102使用发送模块214来向建筑物的舒适性设备106传输(312)经调整的能量控制点。

在一些实施例中，本文中所描述的技术用于结合局部或区域公共设施和服务提供商执行需求响应事件。可以利用系统100的预测建模和舒适性设备控制特征来为公共设施所标识的潜在需求响应事件做准备并且将连接至系统的建筑物进行的能耗从峰值需求时间转移至更低需求时间——由此减小公共设施上的能量需求负荷并且潜在地以更低成本向建筑物提供能量。

例如，基于预测建模、能量控制点生成以及相关联分析，服务器计算设备102确定在接下来的一天内，连接至系统100的建筑物将消耗某个量的能量。服务器计算设备102还基于天气预报信息来确定在接下来的一天的两小时窗口期间可能存在针对能量的峰值需求事件(例如，由于预报的低/高外部温度或预报的外部温度变化)。因为服务器计算设备102已经标识了将在所述两小时窗口期间可能使用的能量的量，所以服务器计算设备102可以主动地调整舒适性设备106(例如，恒温器106a、风扇106b、遮光帘106c)中的一些或所有舒适性设备的能量控制点以便减少或消除能耗并且以便在峰值需求时间期间优化建筑物的舒适性特性。

通常，公共设施不具有对潜在需求响应事件的事前警告。例如，公共设施可以在事件开始前的一小时前预料需求响应事件。在公共设施意识到需求响应事件的点，公共设施可以将即将来临的事件通知给服务器计算设备102。基于其之前分析，服务器计算设备102可以向公共设施承诺系统100的建筑物在需求响应事件期间将不会消耗的特定量的能量。如果公共设施通知系统100，公共设施需要承诺量的能量，则服务器计算设备102自动地向连接的舒适性设备106传输将能耗减少向公共设施承诺的量的能量的经调整的能量控制点时间表。

服务器计算设备102还可以调整舒适性设备106的能量控制点时间表以便将减小的能耗考虑在内，同时大致维持居住者期望的和/或在时间表中指定的舒适性特性(例如，温度、湿度等)。例如，如果服务器计算设备102理解将对舒适性设备106进行调整以便在需求响应事件期间(例如，夏日下午三点左右)不消耗任何能量，则服务器计算设备102可以调整舒适性设备106的能量控制点时间表(例如，恒温器106a的温度设定点时间表)以便在需求响应事件之前对建筑物进行预冷却，从而使得在事件期间，建筑物的温度为最初预定的值或接近最初预定的值。在需求响应事件期间并不发生通过预冷却消耗的附加能量——由此导致公共设施上的减小负荷以及对居住者的潜在成本节约。而且，建筑物在事件期间大致维持期望/预定的舒适性特性。

可以使用多种数学算法来开展对由连接至系统100的建筑物消耗的能量的可能预测以及预测专用于HVAC的操作的特定量的能量。

建筑物能量模型预测

在一个实施例中，建筑物被表示为使用穿过维护结构的能量流来平衡整个室内环境的可感觉能量的灰箱系统(grey-box system)。这种类型的建模将穿过墙壁的热扩散、内墙壁和外墙壁上的对流、太阳辐照、渗透、热质量以及HVAC系统性能考虑在内。从互联网连接的恒温器获得HVAC状态数据，并且从智能仪表获得电力数据。

通过使用显式三对角矩阵算法来对均匀性质的墙壁内的节点处的温度进行求解从而将墙壁内的瞬时温度考虑在内。模型的输入包括来自本地气象站的室外温度、太阳日射和风速数据；以及来自互联网连接的恒温器的室内空气温度和HVAC状态数据；以及来自智能仪表的电力数据。代替需要建筑物特性的详细测量结果(比如，隔热R值和开窗比)，根据所述数据而计算有效参数值。

示例性解决方案技术由使用遗传算法(Genetic Algorithm)来获得将建模的室内空气温度与测量温度拟合的最小二乘曲线。周期性地更新参数以便将天气和建筑物状态变化考虑在内。通过使用天气预报数据、用户恒温器设定点以及(在需求响应事件的情况下)用于反应提出部署的特定策略的更新设定点来运行所述模型以便作出能量预报。应当理解的是，在本发明的范围内可以使用除了遗传算法之外的技术。

HVAC电力解集

运行标准空调所需的电力通常取决于室外空气温度。空调利用蒸气压缩循环并且通过在蒸发器中从室内环境吸收热并在冷凝器中将其排出到外部来实现冷却。为了在冷凝器中得到这种热传递，制冷剂需要比室外空气更热。然后，现代系统通过调整蒸发器与冷凝器之间的压力差来补偿可变的室外空气温度。当室外空气温度升高时，这种压力差(即，压力比)需要增大，由此压缩机需要更多电力。同样在热泵中观察到随着室外温度的相同电力可变性。

这种温度依赖性对于预测空调负荷很重要并且可以使用恒温器和智能仪表电力数据来加以测量。已经开发了将智能仪表数据与HVAC接通/断开时间段进行匹配以便确定大致的HVAC接通电力尖峰的示例性方法。这些电力尖峰通过其室外空气温度而合并。然后，使用对合并数据的线性回归来创建HVAC功率曲线。这种功率曲线可以用于在给定室外温度数据和预报的情况下在HVAC接通的任何时候近似估计负荷。

图4是图示，示出了与示例建筑物在示例时间段内的实际电力使用情况和温度读数相比的如通过系统100的预测确定的电力使用情况和温度读数。在图4的曲线图中，线402表示平均实际电力使用情况；线404表示如由系统100确定的平均电力使用情况预测；线406表示平均实际室内温度；并且线408表示如由系统100确定的平均室内温度预测。在图4中描绘的数据是在需求响应事件期间捕获的。如在图4中所示出的，本文中所描述的技术提供了对需求响应能力的准确预测以及需求响应对室内舒适性特性(比如，温度)的影响。电力(例如，402、404)和室内温度(例如，406、408)两者的实际值与预测值之间的偏差很小并且展现了系统100提供准确预测的有效性。

来自传感器的详细测量结果以及相关分析

如之前所描述的，图1的系统100的传感器107可以提供使得系统100能够提供详细的能量效率、舒适性分析以及对建筑物中的特定房间和/或特定门或窗户的温度分析的信息。图5A是图示，示出了如与在相同时间段内建筑物的恒温器的以及室外环境的温度读数相比的被定位在门附近的传感器的温度读数。如在图5A中所示出的，门传感器对与在相同时间段期间在建筑物504之外的温度增大相对应的温度502增大(例如，从12:00am的75°到12:00pm的88°)进行记录。然而，建筑物中的恒温器并不记录在所述时间段中的可感知的温度变化506。这可能指示门正经历引起建筑物中的整体能量损耗的渗透问题。系统100可以生成报告(比如，包括图5A中的图示的记分卡)并向用户(例如，房主)传输所述报告连同对要采取什么动作来节约能量的指示(即，将门密封)。例如，图7是记分卡，示出了建筑物的能量效率和能量使用情况，其中，所述记分卡是由图1的系统使用本文中所描述的分析来生成的。

相比而言，图5B是图示，示出了如与在相同时间段内建筑物的恒温器的以及室外环境的温度读数相比的被定位在门附近的传感器的温度读数，其中，门传感器的温度读数并未显示与室外环境512中的温度变化相对应的温度增大514。相反，门温度全天保持不变，很像恒温器温度516。这指示门未经历渗透问题。

图6是图示，示出了如与在相同时间段内建筑物的恒温器的以及室外环境的温度读数相比的被定位在建筑物的四个不同房间中的温度传感器的温度读数，其中，一个房间604的温度读数随着室外温度602增大而显示出温度增大——而剩余房间604、608、612的温度与恒温器606的温度读数相对应。这指示一个房间(604)没有接收与建筑物中的其他房间相同量的冷却，这可能暗示所述房间中的冷却设备有问题。

在另一个示例中，系统100可以基于居住者的位置和/或距离来调整建筑物的能量控制点。例如，具有移动设备的房主可以指示服务器计算设备102在房主每天下班时开始调整他的房屋的舒适性特性。服务器计算设备102可以确定房主通常具有一小时通勤(基于由于交通而产生的距离和预计行进时间等)，并且服务器计算设备102可以生成房屋中要进行操作的舒适性设备106的能量控制点，从而使得在房主到达房屋的大约同一时间，房屋达到期望舒适性水平。

其他类型的能量生成设备

除了连接至如电力网等公共设施之外，建筑物可以具有所安装的其他类型的能量生成设备，建筑物可以从所述能量生成设备中获取能量以便向建筑物的冷却/加热系统以及其他舒适性设备供应。这种能量生成设备包括太阳能板、发电机和能量存储设备。本文中所描述的系统100可以利用可从这种设备或来源获得的能量来优化如之前所描述的建筑物的能耗。例如，在配备有太阳能板的建筑物中，系统100可以确定在天气报告已经预测太阳将要出来的时间段内应当将建筑物冷却附加的几度(使用来自建筑物的太阳能板的能量)——因为系统100还已经确定了白天将是多云的并且稍后将更暖和并且能量价格也将在白天期间上升。由系统100实例化的提前冷却使用更便宜的能量源(太阳能板)并且利用本文中所描述的能量优化和预测过程。

以上所描述的技术可以在数字和/或模拟电子电路系统中，或在计算机硬件、固件、软件中，或在其组合中实施。所述实施方式可以是一种计算机程序产品，即，在计算机可读存储设备中有形地实施的计算机程序，用于由数据处理装置(例如，可编程处理器、计算机和/或多个计算机)执行或控制所述数据处理装置的操作。计算机程序可以以任何形式的计算机或编程语言来编写，包括源代码、编译代码、翻译代码和/或机器代码，并且计算机程序可以以任何形式部署，包括独立程序或子例程、元件或适合用于计算环境的其他单元。计算机程序可以被部署成在一个计算机上或在多个计算机上在一个或多个站点执行。

方法步骤可由一个或多个处理器执行，所述处理器执行计算机程序以便通过操作输入数据和/或生成输出数据来执行本发明的功能。方法步骤还可由专用逻辑电路系统执行并且装置可以被实施为专用逻辑电路系统，比如，FPGA(现场可编程门阵列)、FPAA(现场可编程模拟阵列)、CPLD(复杂可编程逻辑器件)、PSoC(可编程片上系统)、ASIP(专用指令集处理器)或ASIC(专用集成电路)等。子例程可以指实施一项或多项功能的存储计算机程序和/或处理器和/或专用电路系统的部分。

通过示例的方式，适合于执行计算机程序的处理器包括通用微处理器和专用微处理器两者、以及任何种类的数字或模拟计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器以及用于存储指令和/或数据的一个或多个存储器设备。如高速缓存等存储器设备可以用于临时存储数据。存储设备还可以用于进行长期数据存储。通常，计算机还包括用于存储数据的一个或多个大容量存储设备(例如，磁盘、磁光盘或光盘)，或者被可操作地耦合以便从大容量存储设备中接收数据或向大容量存储设备传递数据，或者两者。还可以将计算机可操作地耦合至通信网络以便从网络接收指令和/或数据和/或以便向网络传递指令和/或数据。适合于实施计算机程序指令和数据的计算机可读存储介质包括所有形式的易失性和非易失性存储器，通过示例的方式，包括：半导体存储器设备(例如，DRAM、SRAM、EPROM、EEPROM以及闪存设备)；磁盘(例如，内部硬盘或可移动盘)；磁光盘；以及光盘(例如，CD、DVD、HD-DVD以及蓝光光盘)。处理器和存储器可由专用逻辑电路系统补充或者合并在其中。

为了提供与用户的交互，以上所描述的技术可以在计算机上实施，所述计算机具有：用于向用户显示信息的显示设备(例如，CRT(阴极射线管)、等离子体或LCD(液晶显示器)监视器)；以及用户通过其可以向计算机提供输入(例如，与用于界面元素交互)的键盘和指点设备(例如，鼠标、轨迹球、触摸板或运动传感器)。还可以使用其他种类的设备来提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感官反馈，例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；并且可以以任何形式来接收来自用户的输入，包括声学、话音和/或触觉输入。

以上所描述的技术可以在包括后端部件的分布式计算系统中实施。后端部件可以例如是数据服务器、中间件部件和/或应用服务器。以上所描述的技术可以在包括前端部件的分布式计算系统中实施。前端部件可以例如是客户端计算机，所述客户端计算机具有图形用户界面、Web浏览器(用户可以通过Web浏览器与示例实施方式交互)和/或传输设备的其他图形用户界面。以上所描述的技术可以在包括这种后端部件、中间件部件或前端部件的任何组合的分布式计算系统中实施。

计算系统的部件可以通过传输介质互连，所述传输介质可以包括任何数字或模拟数据通信形式或介质(例如，通信网络)。传输介质可以包括采用任何配置的一个或多个基于分组的网络和/或一个或多个基于电路的网络。基于分组的网络可以包括例如互联网、载体互联网协议(IP)网络(例如，局域网(LAN)、广域网(WAN)、校园网(CAN)、城域网(MAN)、家域网(HAN)、私有IP网、IP私有分支交换(IPBX)、无线网络(例如，无线接入网(RAN)、蓝牙、Wi-Fi、WiMAX、通用分组无线服务(GPRS)网络、HiperLAN)和/或其他基于分组的网络。基于电路的网络可以包括例如公共交换电话网(PSTN)、传统私有分支交换(PBX)、无线网络(例如，RAN、码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、全球移动通讯系统(GSM)网络)和/或其他基于电路的网络。

通过传输介质的信息传递可以基于一个或多个通信协议。通信协议可以包括例如以太网协议、互联网协议(IP)、IP语音(VOIP)、对等(P2P)协议、超文本传输协议(HTTP)、会话发起协议(SIP)、H.323、媒体网关控制协议(MGCP)、7号信令系统(SS7)、全球移动通讯系统(GSM)协议、一键通(PTT)协议、无线PTT(POC)协议和/或其他通信协议。

计算系统的设备可以包括例如计算机、具有浏览器设备的计算机、电话、IP电话、移动设备(例如，蜂窝电话、个人数字助理(PDA)设备、膝上型计算机、电子邮件设备)和/或其他通信设备。浏览器设备包括例如具有万维网浏览器(例如，可从微软公司获得的Internet可从摩斯拉公司获得的火狐)的计算机(例如，台式计算机、膝上型计算机)。移动计算设备包括例如IP电话包括例如可从思科系统公司获得的统一IP电话7985G和/或可从思科系统公司获得的统一无线电话7920。

包括(comprise)、包括(include)和/或每个的多种形式是开放式的并且包括所列部分，并且可以包括未列出的附加部分。和/或是开放式的并且包括所列部分中的一个或多个所列部分以及所列部分的组合。

本领域的技术人员将认识到，本发明可以以其他具体形式来实施，而不脱离其精神或基本特性。因此，前述实施例将在所有方面被认为是说明性的，而不是限制本文中所描述的本发明。

Claims (62)

1.一种用于对建筑物的能耗进行优化和控制的方法，所述方法包括：

由第一计算设备从多个传感器接收一个或多个测量结果，所述多个传感器中的至少一些传感器被定位在所述建筑物内，其中，所述测量结果包括温度读数和舒适性特性；

由第一计算设备基于所述建筑物的能量特性、来自所述传感器的所述测量结果、以及与所述建筑物的位置相关联的天气数据来生成所述建筑物的热响应系数集合；

由所述第一计算设备基于所述热响应系数集合以及与所述建筑物的位置相关联的预报天气来预测所述建筑物的能量响应；

由所述第一计算设备基于与所述建筑物相关联的能耗成本来计算所述建筑物的最低能量需求；

由所述第一计算设备基于所述能量响应和所述最低能量需求来确定所述建筑物的一个或多个能量控制点；以及

由所述第一计算设备向所述建筑物中的一个或多个舒适性设备传输所述能量控制点。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

由所述第一计算设备将来自一个或多个传感器的所述温度读数与由所述建筑物内的恒温器提供的温度测量结果进行比较；以及

由所述第一计算设备基于所述比较来调整所述能量控制点。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述能量控制点包括恒温器设定点、所述舒适性设备的控制设置、以及遮光帘的控制设置。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述舒适性特性包括建筑物区域的占用状态、湿度、来自墙壁的辐射热、所述舒适性设备的操作状态、建筑物居住者的位置、所述建筑物居住者与所述建筑物的距离、以及所述居住者到达所述建筑物的行进时间。

5.如权利要求4所述的方法，进一步包括：由所述第一计算设备基于所述行进时间和/或所述距离来调整所述能量控制点。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述能量特性包括来自所述传感器的一个或多个温度读数、来自所述建筑物的恒温器的温度读数、所述建筑物中的HVAC系统的状态、对所述建筑物进行供应的一个或多个能量源的状态、以及所述建筑物的门和/或窗户的状态。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述HVAC系统包括一个或多个分级加热或冷却单元。

8.如权利要求6所述的方法，其中，对所述建筑物进行供应的所述能量源包括电气设备、气体设备、太阳能设备、风设备、热泵设备、以及能量存储设备。

9.如权利要求1所述的方法，其中，生成热响应系数集合进一步基于所述建筑物的物理数据。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述物理数据包括以下各项中的至少一项：热质量、渗风、窗户的相对面积、隔热量、建筑材料、所述建筑物的渗风、以及相关联HVAC系统的效率。

11.如权利要求1所述的方法，其中，预测能量响应进一步基于与所述建筑物相关联的所述能耗成本。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述能耗成本表示针对各种外部温度而改变所述建筑物的舒适性水平所需的电力的量。

13.如权利要求1所述的方法，其中，所述最低能量需求包括所述建筑物中的HVAC系统的电力消耗量以及所述HVAC系统的占空比。

14.如权利要求1所述的方法，其中，确定能量控制点进一步基于天气预报数据、由所述建筑物的居住者提供的舒适性偏好、或所述天气预报数据和所述由所述建筑物的居住者提供的舒适性偏好两者。

15.如权利要求1所述的方法，其中，向恒温器传输的所述能量控制点包括在某个时间段内对所述恒温器进行控制的时间表。

16.如权利要求1所述的方法，进一步包括：由所述第一计算设备从远程传感器网络接收所述天气数据。

17.如权利要求1所述的方法，进一步包括：由所述第一计算设备从连接至所述建筑物内的HVAC系统的设备接收恒温器数据。

18.如权利要求1所述的方法，进一步包括：由所述第一计算设备使用纠错来调整所述生成的热响应系数集合。

19.如权利要求18所述的方法，其中，所述纠错包括从所述生成的热响应系数集合中过滤异常。

20.如权利要求1所述的方法，其中，所述天气数据包括：所述建筑物的位置处的当前天气状况、所述建筑物的位置的预报天气状况、所述建筑物的位置处的太阳能负荷或其任何组合。

21.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

由所述第一计算设备将所述建筑物的所述预测能量响应与一个或多个其他建筑物的预测能量响应进行比较；以及

由所述第一计算设备基于对所述预测能量响应的所述比较来对所述建筑物的所述预测能量响应进行排序。

22.如权利要求1所述的方法，其中，生成所述建筑物的热响应系数集合进一步基于智能仪表数据。

23.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个传感器包括组合门状态和温度传感器、组合窗户状态和温度传感器、组合电器状态和温度传感器、组合运动检测和温度传感器、红外热传感器、独立的温度传感器、以及湿度传感器。

24.如权利要求23所述的方法，进一步包括：

由所述第一计算设备从组合门状态和温度传感器接收信号；

由所述第一计算设备基于所述信号来判定与所述组合门状态和温度传感器相关联的门是打开的还是关闭的；以及

如果所述门是关闭的并且来自所述组合门状态和温度传感器的温度读数偏离所述建筑物中的恒温器的温度测量结果，则由所述第一计算设备标识所述门的能量损耗问题。

25.如权利要求24所述的方法，进一步包括：如果标识了能量损耗问题，则由所述第一计算设备向与所述建筑物的居住者相关联的远程计算设备传输警告。

26.如权利要求25所述的方法，其中，所述警告包括所述建筑物的能量效率记分卡并标识所述能量损耗问题。

27.如权利要求23所述的方法，进一步包括：

由所述第一计算设备从一个或多个传感器接收运动检测信号和温度信号；

由所述第一计算设备基于所述运动检测信号来确定由所述一个或多个传感器监测的区域的占用状态；以及

由所述第一计算设备基于所述占用状态和所述温度信号来调整所述能量控制点。

28.如权利要求1所述的方法，其中，比较步骤包括：判定所述传感器温度测量结果随着时间的变化是否与所述建筑物中的恒温器的温度测量结果随着时间的变化相对应。

29.如权利要求28所述的方法，进一步包括：当所述传感器温度测量结果的所述随着时间的变化偏离所述恒温器温度测量结果的所述随着时间的变化时，由所述第一计算设备确定与其中定位有所述传感器的所述建筑物的区域相对应的能量损耗问题。

30.如权利要求28所述的方法，其中，调整步骤包括：改变所述能量控制点以便将所述传感器温度测量结果与所述恒温器温度测量结果之间的差异考虑在内。

31.一种用于对建筑物的能耗进行优化和控制的计算机化系统，所述系统包括第一计算设备，所述第一计算设备被配置成用于：

从多个传感器接收一个或多个测量结果，所述多个传感器中的至少一些传感器被定位在所述建筑物内，其中，所述测量结果包括温度读数和舒适性特性；

基于所述建筑物的能量特性、来自所述传感器的所述测量结果、以及与所述建筑物的位置相关联的天气数据来生成所述建筑物的热响应系数集合；

基于所述热响应系数集合以及与所述建筑物的位置相关联的预报天气来预测所述建筑物的能量响应；

基于与所述建筑物相关联的能耗成本来计算所述建筑物的最低能量需求；

基于所述能量响应和所述最低能量需求来确定所述建筑物的一个或多个能量控制点；以及

向所述建筑物中的一个或多个舒适性设备传输所述能量控制点。

32.如权利要求31所述的系统，其中，所述第一计算设备被进一步配置成用于：

将来自一个或多个传感器的所述温度读数与由所述建筑物内的恒温器提供的温度测量结果进行比较；并且

基于所述比较来调整所述能量控制点。

33.如权利要求31所述的系统，其中，所述能量控制点包括恒温器设定点、所述舒适性设备的控制设置、以及遮光帘的控制设置。

34.如权利要求31所述的系统，其中，所述舒适性特性包括建筑物区域的占用状态、湿度、来自墙壁的辐射热、所述舒适性设备的操作状态、建筑物居住者的位置、所述建筑物居住者与所述建筑物的距离、以及所述居住者到达所述建筑物的行进时间。

35.如权利要求34所述的系统，其中，所述第一计算设备被进一步配置成用于基于所述行进时间和/或所述距离来调整所述能量控制点。

36.如权利要求31所述的系统，其中，所述能量特性包括来自所述传感器的一个或多个温度读数、来自所述建筑物的恒温器的温度读数、所述建筑物中的HVAC系统的状态、对所述建筑物进行供应的一个或多个能量源的状态、以及所述建筑物的门和/或窗户的状态。

37.如权利要求36所述的系统，其中，所述HVAC系统包括一个或多个分级加热或冷却单元。

38.如权利要求36所述的系统，其中，对所述建筑物进行供应的所述能量源包括电气设备、气体设备、太阳能设备、风设备、热泵设备、以及能量控制设备。

39.如权利要求31所述的系统，其中，生成热响应系数集合进一步基于所述建筑物的物理数据。

40.如权利要求39所述的系统，其中，所述物理数据包括以下各项中的至少一项：热质量、渗风、窗户的相对面积、隔热量、建筑材料、所述建筑物的渗风、以及相关联HVAC系统的效率。

41.如权利要求31所述的系统，其中，预测能量响应进一步基于与所述建筑物相关联的所述能耗成本。

42.如权利要求41所述的系统，其中，所述能耗成本表示针对各种外部温度而改变所述建筑物的舒适性水平所需的电力的量。

43.如权利要求41所述的系统，其中，所述最低能量需求包括所述建筑物中的HVAC系统的电力消耗量以及所述HVAC系统的占空比。

44.如权利要求41所述的系统，其中，确定能量控制点进一步基于天气预报数据、由所述建筑物的居住者提供的舒适性偏好、或所述天气预报数据和所述由所述建筑物的居住者提供的舒适性偏好两者。

45.如权利要求41所述的系统，其中，向恒温器传输的所述能量控制点包括在某个时间段内对所述恒温器进行控制的时间表。

46.如权利要求41所述的系统，其中，所述第一计算设备被进一步配置成用于从远程传感器网络接收所述天气数据。

47.如权利要求41所述的系统，其中，所述第一计算设备从连接至所述建筑物内的HVAC系统的设备接收恒温器数据。

48.如权利要求41所述的系统，其中，所述第一计算设备使用纠错来调整所述生成的热响应系数集合。

49.如权利要求48所述的系统，其中，所述纠错包括从所述生成的热响应系数集合中过滤异常。

50.如权利要求41所述的系统，其中，所述天气数据包括所述建筑物的位置处的当前天气状况、所述建筑物的位置的预报天气状况、所述建筑物的位置处的太阳能负荷或其任何组合。

51.如权利要求41所述的系统，其中，所述第一计算设备被进一步配置成用于：

将所述建筑物的所述预测能量响应与一个或多个其他建筑物的预测能量响应进行比较；并且

基于对所述预测能量响应的所述比较来对所述建筑物的所述预测能量响应进行排序。

52.如权利要求41所述的系统，其中，生成所述建筑物的热响应系数集合进一步基于智能仪表数据。

53.如权利要求41所述的系统，其中，所述多个传感器包括组合门状态和温度传感器、组合窗户状态和温度传感器、组合电器状态和温度传感器、组合运动检测和温度传感器、红外热传感器、独立的温度传感器、以及湿度传感器。

54.如权利要求53所述的系统，其中，所述第一计算设备被进一步配置成用于：

从组合门状态和温度传感器接收信号；

基于所述信号来判定与所述组合门状态和温度传感器相关联的门是打开的还是关闭的；并且

如果所述门是关闭的并且来自所述组合门状态和温度传感器的温度读数偏离所述建筑物中的恒温器的温度测量结果，则标识所述门的能量损耗问题。

55.如权利要求54所述的系统，其中，所述第一计算设备被进一步配置成用于：如果标识了能量损耗问题，则向与所述建筑物的居住者相关联的远程计算设备传输警告。

56.如权利要求55所述的系统，其中，所述警告包括所述建筑物的能量效率记分卡并标识所述能量损耗问题。

57.如权利要求53所述的系统，其中，所述第一计算设备被进一步配置成用于：

从一个或多个传感器接收运动检测信号和温度信号；

基于所述运动检测信号来确定由所述一个或多个传感器监测的区域的占用状态；并且

基于所述占用状态和所述温度信号来调整所述能量控制点。

58.如权利要求31所述的系统，其中，比较步骤包括：判定所述传感器温度测量结果随着时间的变化是否与所述建筑物中的恒温器的温度测量结果随着时间的变化相对应。

59.如权利要求58所述的系统，其中，所述第一计算设备被进一步配置成用于：当所述传感器温度测量结果的所述随着时间的变化偏离所述恒温器温度测量结果的所述随着时间的变化时，确定与其中定位有所述传感器的所述建筑物的区域相对应的能量损耗问题。

60.如权利要求58所述的系统，其中，调整步骤包括：改变所述能量控制点以便将所述传感器温度测量结果与所述恒温器温度测量结果之间的差异考虑在内。

61.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被有形地实施于非瞬态计算机可读存储介质，用于对建筑物的能耗进行优化和控制，所述计算机程序产品包括可操作来使数据处理装置进行以下各项操作的指令：

从多个传感器接收一个或多个测量结果，所述多个传感器中的至少一些传感器被定位在所述建筑物内，其中，所述测量结果包括温度读数和舒适性特性；

基于所述建筑物的能量特性、来自所述传感器的所述测量结果、以及与所述建筑物的位置相关联的天气数据来生成所述建筑物的热响应系数集合；

基于所述热响应系数集合以及与所述建筑物的位置相关联的预报天气来预测所述建筑物的能量响应；

基于与所述建筑物相关联的能耗成本来计算所述建筑物的最低能量需求；

基于所述能量响应和所述最低能量需求来确定所述建筑物的一个或多个能量控制点；以及

向所述建筑物中的一个或多个舒适性设备传输所述能量控制点。

62.一种用于对建筑物的能耗进行优化和控制的系统，所述系统包括：

用于从多个传感器接收一个或多个测量结果的装置，所述多个传感器中的至少一些传感器被定位在所述建筑物内，其中，所述测量结果包括温度读数和舒适性特性；

用于基于所述建筑物的能量特性、来自所述传感器的所述测量结果、以及与所述建筑物的位置相关联的天气数据来生成所述建筑物的热响应系数集合的装置；

用于基于所述热响应系数集合以及与所述建筑物的位置相关联的预报天气来预测所述建筑物的能量响应的装置；

用于基于与所述建筑物相关联的能耗成本来计算所述建筑物的最低能量需求的装置；

用于基于所述能量响应和所述最低能量需求来确定所述建筑物的一个或多个能量控制点的装置；以及

用于向所述建筑物中的一个或多个舒适性设备传输所述能量控制点的装置。