CN111954782A - 用于控制局部分配系统对来自热能分配网的热或冷输出的控制单元和方法 - Google Patents

用于控制局部分配系统对来自热能分配网的热或冷输出的控制单元和方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种用于控制局部分配系统对来自热能分配网的热或冷输出的方法，以及一种控制单元。该方法包括确定局部分配系统对来自热能分配网的热输出的基础转向温度，在局部分配系统处接收指示降低局部分配系统对来自热能分配网的热输出的转向温度的控制信号，以及基于控制信号和基础转向温度，确定局部分配系统对来自热能分配网的热输出的降低的转向温度。该方法还包括确定返回中的传热流体的返回温度，并且在所确定的降低的转向温度低于返回温度时，确定高于返回温度且低于基础转向温度的临时转向温度，并且基于临时转向温度控制局部分配系统对来自分配网的热输出。

Description

用于控制局部分配系统对来自热能分配网的热或冷输出的控 制单元和方法
技术领域
本发明涉及用于控制局部分配系统对来自热能分配网的热或冷输出的方法。本发明还涉及用于控制局部分配系统对来自热能分配网的热或冷输出的控制单元。
背景技术
世界上几乎所有大的发达城市都具有并入它们的基础设施中的至少两种类型的能量分配网：一种网用于供热，一种网用于供冷。用于供热的网可以例如用于提供舒适和/或过程加热，和/或热自来水制备。用于供冷的网可以例如用于提供舒适的供冷和/或过程冷却。
用于供热的常见网是提供舒适和/或过程加热和/或热自来水制备的供气网或电网。用于供热的替代网是区域供热网。区域供热网用于向城市的建筑物提供通常为水的形式的加热的传热流体。中央设置的供热和泵送设备用于加热和分配加热的传热流体。加热的传热流体经由一个或多个供给管道输送到建筑物，并经由一个或多个返回管道返回到供热和泵送设备。在建筑物局部，来自加热的传热流体的热经由包括热交换器的区域供热分站被提取。
用于供冷的常见网是电网。电力可以例如用于运行冰箱或冷冻机或者用于运行空调以提供舒适的供冷。用于供冷的替代网是区域供冷网。区域供冷网用于向城市的建筑物提供通常为水的形式的冷却的传热流体。中央设置的供冷和泵送设备用于冷却和分配由此冷却的传热流体。冷却的传热流体经由一个或多个供给管道输送到建筑物，并且经由一个或多个返回管道返回到供冷和泵送设备。在建筑物局部，来自冷却的传热流体的冷经由热泵被提取。
用于供热和/或供冷的能量的使用不断增加，这对环境产生负面影响。通过改进在能量分配网中分配的能量的利用率，可以减少对环境的负面影响。因此，需要改进在包括现有网的能量分配网中分配的能量的利用率。当涉及工程项目时，供热/供冷还需要巨大的投资，并且一直在努力削减成本。因此，需要改进如何提供城市的供热和供冷的可持续解决方案。
发明内容
本发明的目的是解决至少一些上述问题。因此，根据第一方面，提供了一种用于控制局部分配系统对来自热能分配网的热输出的方法。根据第二方面，提供了一种用于控制局部分配系统对来自热能分配网的冷输出的方法。优选实施例出现在从属权利要求和说明书中。
该局部分配系统包括用于在局部分配系统和热能分配网之间进行热能交换的装置，以及一个或多个热能分配装置。局部分配系统还包括用于通过传导传热流体向一个或多个热能分配装置供给来自用于进行热能交换的装置的热能的供给装置，以及用于使传热流体从一个或多个热能分配装置返回到用于进行热能交换的装置的返回装置。
根据第一方面的方法包括确定局部分配系统对来自热能分配网的热输出的基础转向温度。该方法进一步包括在局部分配系统处接收指示降低局部分配系统对来自热能分配网的热输出的转向温度的控制信号，以及基于控制信号和基础转向温度确定局部分配系统对来自热能分配网的热输出的降低的转向温度。该方法还包括确定返回中的传热流体的返回温度，并且在所确定的降低的转向温度低于返回温度时，确定高于返回温度且低于基础转向温度的临时转向温度。局部控制单元可以基于临时转向温度控制局部分配系统对来自分配网的热输出。
根据第二方面的方法包括确定局部分配系统对来自热能分配网的冷输出的基础转向温度。该方法还包括在局部分配系统处接收指示升高局部分配系统对来自热能分配网的冷输出的转向温度的控制信号，并且基于控制信号和基础转向温度确定局部分配系统对来自热能分配网的冷输出的升高的转向温度。该方法还包括，确定返回中的传热流体的返回温度，在所确定的升高的转向温度高于返回温度时，确定低于返回温度且高于基础转向温度的临时转向温度，以及基于临时转向温度控制局部分配系统对来自分配网的冷输出。
通常，多个建筑物在距生产设备不同的距离处连接到分配网，所述生产设备向所述网提供加热和/或冷却的流体。因此，在网上靠近生产设备的建筑物可能使用多于其份额的热或冷，这可能导致在网上更远的建筑物在存在加热或冷却的流体的有限供应时没有获得足够的供热或供冷。来自分配网的热或冷的输出可以由局部控制单元控制。用于局部分配系统的局部控制单元可以确定局部分配系统对来自热能网的热或冷输出的基础转向温度。局部控制单元可以接收指示转向温度变化(例如升高或降低)的控制信号。局部控制单元可以基于接收到的控制信号和基础转向温度来确定降低或升高的临时转向温度，并且利用降低或升高的转向温度来控制局部分配系统对热或冷输出。这样，局部分配系统对热或冷输出可以部分地通过由局部控制单元接收到的控制信号来控制。该控制信号例如可以由中央系统或服务器发送，该控制信号具有应当降低系统中的能量消耗的信息。这样，可以降低整个分配系统过载的风险。
在根据第一和第二方面的方法中，可以确定临时转向温度。临时转向温度可以基于返回的传热流体来确定，即，温度可以基于局部分配系统使用了多少热或冷。已经认识到，将转向温度设定得低于(或在系统用于寒冷的情况下高于)返回温度将等同于例如通过完全关闭系统的阀而完全停止输出，从而导致阀的磨损。通过替代地使用临时转向温度，阀的磨损可以减小，因为可以逐渐地执行变化。
当设定(临时)转向温度低于先前的转向温度时，对于分别用于热或冷的系统，在一段时间之后，局部分配系统的返回温度可以降低或升高。当返回温度已经受到转向温度的变化的影响时，临时转向温度可以进一步改变。这允许临时转向温度保持在返回温度以上(或以下)，同时降低(或升高)转向温度。转向温度可以以这种方式逐渐升高或降低。
局部控制单元可以直接将转向温度改变到期望值，而不考虑返回温度。然而，这可能导致局部分配系统的磨损，为了在局部分配中达到确定的转向温度，控制阀可能必须关闭一段时间。这种解决方案具有被建筑物中的人认为系统发生故障的风险，这可能导致他们接触分配器。相反，通过根据系统是用于热还是用于冷来确定高于或低于返回温度的转向温度，控制阀可以不必完全关闭，从而避免局部分配系统的用户的任何困惑。此外，它将保护控制阀免于发生故障，因为控制阀的重复完全关闭和随后打开可能引起控制阀的磨损。
应当理解，术语“热能分配系统”涉及用于分配热能的任何系统。例如，可以涉及用于分配热的系统或用于分配冷的系统。根据另一示例，可涉及用于分配热和冷两者的组合系统。“分配网”可以是用于通过将传热流体供给到建筑物或系统而在热能分配系统中分配热和/或冷的任何装置。
“局部分配系统”是用于从热能分配网分配热和/或冷的系统。它可以包括用于在热能分配网和局部分配系统之间交换能量的装置。
可以理解，“局部控制单元”可以是适于控制局部分配系统的任何类型的处理单元。局部控制单元可以用于一个或多个局部分配系统。
“热能分配装置”可以是用于将热能传递到局部热能分配系统或从局部热能分配系统传递到与该装置相关联的建筑物的任何装置。
“输出”是指局部分配系统对来自热能分配网的热或冷的消耗或使用。
“控制信号”可以是用于传达局部控制单元的转向温度的变化的任何信号。例如，它可以是模拟或数字信号。
应该理解，术语“热”或“冷”解释为通过升高或降低温度来改变建筑物中的温度的能量。
通过经由中央服务器控制局部控制单元，可以相应地调整整个热分配系统中的热或冷的输出。该控制可以基于被配置成向热能分配网提供热和/或冷的生产设备的容量限制。这可以降低生产设备过载或者不能为网上的所有建筑物提供足够的热或冷的风险。
然而，还认识到，改变局部分配系统对来自热分配系统的热或冷输出可能导致局部分配系统的磨损。例如，为了在局部分配中达到确定的转向温度，控制阀可能必须关闭一段时间。相反，在本公开中，转向温度可以基于局部分配系统的返回温度来确定。通过使临时转向温度适应于返回温度，临时转向温度可以保持足够低以引起返回温度降低(或在系统用于寒冷的情况下升高)，但是保持足够高(或低)以避免完全关闭系统的阀。这样，可以减少局部能量分配系统的输出，同时使系统部件如控制阀和/或泵的磨损最小化。此外，如上所述，通过将局部能量分配系统解释为故障而对建筑物中的人员进行服务的风险被最小化。
根据第一方面的方法可以进一步包括随着时间确定返回温度，并且在确保临时转向温度大于返回温度的同时逐渐降低临时转向温度，直到临时转向温度达到降低的转向温度。
相应地，根据第二方面的方法还可以包括随着时间确定返回温度，并且在确保临时转向温度低于返回温度的同时逐渐升高临时转向温度，直到临时转向温度达到升高的转向温度。
通过确保临时转向温度大于返回温度，可以避免在热或冷被连续地输送到局部分配系统时关闭调节温度的阀。通过逐渐降低临时转向温度，可以达到期望的转向温度，而不会对局部分配系统造成不必要的磨损。
根据第一方面的实施例，逐渐降低临时转向温度的动作可以包括，在临时转向温度达到降低的转向温度之前，随时间确定返回温度，并且响应于确定的返回温度达到临时转向温度，确定局部分配系统中的传热流体的返回的返回温度，并且确定高于确定的返回温度并且低于先前的临时转向温度的新的临时转向温度。
根据第二方面的方法的实施例，逐渐升高临时转向温度的动作可以包括，在临时转向温度达到升高的转向温度之前，随时间确定返回温度，并且响应于确定的返回温度达到临时转向温度，确定局部分配系统中的传热流体的返回的返回温度，并且确定新的临时转向温度，该新的临时转向温度低于确定的返回温度并且高于先前的临时转向温度。
确定返回温度的动作可以被周期性地执行。周期性地可被解释为以一定时间间隔定期执行。例如，可以每分钟、每五分钟、每十五分钟或另一合适的时间间隔执行确定。
通过随时间确定返回温度，当返回温度改变时，可以调节临时转向温度。这样，可以随着返回温度的降低而相对快速地调节转向温度。
这种逐渐升高或降低可以基于局部分配系统的返回温度来控制，例如，返回温度和转向温度之间的差可以保持在固定值。这样，温度可以逐渐升高，直到转向温度达到期望值。
根据第一方面的方法可以进一步包括确定其中布置了局部分配系统的建筑物外部的温度，其中确定局部分配系统对来自热能分配网的热输出的基础转向温度的动作可以基于所确定的建筑物外部的温度。
根据第二方面的方法可以进一步包括确定其中布置了局部分配系统的建筑物内部的温度，其中确定局部分配系统对来自热能分配网的冷输出的基础转向温度的动作基于所确定的建筑物外部的温度。
例如，如果温度相对高，则热的输出可以减少或者冷的输出可以增加。替代地，如果温度相对较低，则热的输出可以增加或者冷的输出可以减少。每个局部控制单元可以适于确定温度是相对高还是相对低，并相应地控制相关联的局部分配系统。
通过使局部分配系统的输出适应建筑物外部或内部的温度，局部分配系统的输出可以更精确地适应建筑物的需要。此外，通过不消耗比所需更多的热或冷，热或冷的输出可以是更能量有效的，并且由此保持相对低的成本。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于控制局部分配系统对来自热能分配网的热输出的控制单元。
该局部分配系统等同于参考第一和第二方面描述的局部分配系统。
控制单元可以包括第一接收器、第二接收器和第三接收器，第一接收器被配置为接收与局部分配系统对来自热能分配网的热输出的基础转向温度有关的数据，第二接收器被配置为接收指示降低局部分配系统对来自热能分配网的热输出的转向温度的控制信号，第三接收器被配置为接收与返回中的传热流体的返回温度有关的数据。控制单元可以进一步包括转向温度控制模块，其被配置为通过以下方式控制局部分配系统对来自热能分配网的热输出的转向温度：基于控制信号和基础转向温度确定局部分配系统对来自热能分配网的热输出的降低的转向温度，比较降低的转向温度和返回温度。在所确定的降低的转向温度低于返回温度时，温度控制模块可以确定高于返回温度且低于基础转向温度的临时转向温度，并且将临时转向温度设定为用于局部分配系统对来自热能分配的热输出的转向温度。
根据本发明的第四方面，提供了一种用于控制局部分配系统对来自热能分配网的冷输出的控制单元。
该局部分配系统等同于参考第一和第二方面描述的局部分配系统。
控制单元可以包括第一接收器、第二接收器和第三接收器，第一接收器被配置为接收与局部分配系统对来自热能分配网的冷输出的基础转向温度有关的数据，第二接收器被配置为接收指示升高局部分配系统对来自热能分配网的冷输出的转向温度的控制信号，第三接收器被配置为接收与返回的传热流体的返回温度有关的数据。控制单元还可以包括转向温度控制模块，其被配置为通过以下方式控制局部分配系统对来自热能分配网的冷输出的转向温度：基于控制信号和基础转向温度确定局部分配系统对来自热能分配网的冷输出的升高的转向温度，比较升高的转向温度和返回温度，并且在确定的升高的转向温度高于返回温度时，确定低于返回温度且高于基础转向温度的临时转向温度。转向温度控制模块还可以被配置为将临时转向温度设置为用于局部分配系统对来自热能分配的冷输出的转向温度。
根据本发明第三和第四方面的控制单元可以具有与根据上述第一和第二方面的方法相同的效果并解决相同的问题。
本发明的进一步的应用范围将从下面给出的详细描述中变得明显。然而，应当理解，详细描述和具体示例虽然指示了本发明的优选实施例，但仅以说明的方式给出，因为根据该详细描述，在本发明的范围内和如权利要求中限定的各种改变和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。还将理解，可以有利地组合实施例和各方面。例如，第一方面的方法可以与第二方面的方法组合。类似地，第三方面的控制单元可以与第四方面的控制单元组合。
因此，应当理解，本发明不限于所述装置的特定组成部分，或者所述方法的步骤，因为这样的装置和方法可以变化。还应理解，本文所用的术语仅是为了描述特定实施例，而不是为了限制。必须注意，如在说明书和所附权利要求中所使用的，冠词“一个(a、an)”、“该(the)”和“所述”意图表示存在一个或多个元件，除非上下文另外清楚地规定。因此，例如，对“单元”或“该单元”的引用可以包括若干装置等。此外，词语“包括(comprising、including)”、“包含”和类似的措辞不排除其他元件或步骤。
附图说明
将通过示例的方式参考附图更详细地描述本发明，附图示出了本发明的当前优选实施例。
图1是两个局部分配系统的示意图。
图2是包括局部分配系统的热分配系统的示意图。
图3是用于控制局部分配系统对来自热能分配网的热输出的方法的流程图。
图3是用于控制局部分配系统对来自热能分配网的冷输出的方法的流程图。
图5a和图5b是改变临时转向温度的效果的图示。
图6是控制单元的示意图。
所有附图都是示意性的，不一定按比例绘制，并且通常仅示出为了阐明实施例所必需的部分，其中可以省略其他部分。
具体实施方式
现在将参照附图描述本发明构思的详细实施例。然而，本发明构思可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于这里阐述的实施例；相反，这些实施例是通过示例的方式提供的，从而本公开将向本领域技术人员传达本发明构思的范围。
现在将参考图1描述局部分配系统150a、150b的两个示例。局部分配系统150a、150b可以被布置在诸如办公楼、商业楼宇、住宅、工厂的建筑物或需要热或冷的其他建筑物中。
局部分配系统150a被配置成在建筑物中分配热。热可以是舒适供热、热自来水和/或建筑物的任何其它供热需要的形式。局部分配系统150b被配置成在建筑物中分配冷。所述冷可以是舒适供冷、用于冷藏或冷冻目的供冷、和/或建筑物的任何其他供冷需要。
局部分配系统150a、150b可以布置在同一个建筑物中。替代地，局部分配系统150a、150b可以布置在不同的建筑物中。
局部分配系统150a包括局部控制单元140a、被配置为在局部分配系统150a与热能分配网110之间交换热能的装置155a以及热发射器156。在图1所示的示例中，被配置为在局部分配系统150a和热能分配网110之间交换热能的装置155a是热交换器。然而，被配置成在局部分配系统150a和热能分配网110之间交换热能的装置155a可以替代地是热泵。热交换器或热泵的使用取决于热能分配网110中的传热流体的温度和局部分配系统150a的传热流体的期望温度。经由被配置成在局部分配系统150a与热能分配网之间交换热能的装置155a，来自热能分配网110的热被分配到局部分配系统150a。此后，热可以通过热发射器156散发到局部分配系统150a所在的建筑物中。局部分配系统150a可以包括一个或多个热发射器156。局部控制单元140a被配置成控制相关联的局部分配系统150a对来自热能分配网110的热输出。局部控制单元140a适于从例如中央服务器接收控制信号，并根据所接收的控制信号控制相关联的局部分配系统150a对来自热能分配网110的热输出。局部控制单元140a被配置为通过控制阀来控制相关联的局部分配系统150a对来自热能分配网110的热输出，该阀调节来自热能分配网110的传热流体流以流经被配置为在局部分配系统150a和热能分配网之间交换热能的装置155a。该阀没有在图1中明确公开，但是它形成了被配置成在局部分配系统150a和热能分配网之间交换热能的装置155a的一部分。该阀可以实施为流量阀。阀可以实施为泵。阀的功能是调节热能分配网110的传热流体通过被配置为在局部分配系统150a和热能分配网之间交换热能的装置155a的流动。
局部分配系统150b包括局部控制单元140b、被配置为在局部分配系统150b和热能分配网110之间交换热能的装置155b以及热吸收器157。在图1所示的示例中，被配置为在局部分配系统150b和热能分配网110之间交换热能的装置155b是热交换器。然而，被配置成在局部分配系统150b与热能分配网110之间交换热能的装置155b可以替代地是热泵。热交换器或热泵的使用取决于热能分配网110中的传热流体的温度和局部分配系统150b的传热流体的期望温度。经由被配置成在局部分配系统150b与热能分配网110之间交换热能的装置155b，来自热能分配网的冷被分配到局部分配系统150b。此后，可以经由热吸收器157吸收来自局部分配系统150b所在的建筑物的热。局部分配系统150b可以包括一个或多个热吸收器157。局部控制单元140b被配置成控制相关联的局部分配系统150b对来自热能分配网110的冷输出。局部控制单元140b适于从例如中央服务器接收控制信号，并根据所接收的控制信号控制相关联的局部分配系统150b对来自热能分配网的冷输出。局部控制单元140b被配置为通过控制阀来控制相关联的局部分配系统150b对来自热能分配网110的冷输出，所述阀调节来自热能分配网110的传热流体流以流过被配置为在局部分配系统150b和热能分配网之间交换热能的装置155b。该阀没有在图1中明确公开，但是它形成了被配置成在局部分配系统150b和热能分配网之间交换热能的装置155b的一部分。该阀可以实施为流量阀。阀可以实施为泵。阀的功能是调节热能分配网110的传热流体通过被配置为在局部分配系统150b和热能分配网之间交换热能的装置155b的流动。
局部控制单元140a、140b经由转向信号Tsteer控制局部分配系统150a、150b对来自热能分配网110的热或冷输出。局部控制单元140a、140b或局部分配系统150a、150b可以包括PID控制器，以控制经由被配置成在局部分配系统150a、150b和热能分配网110之间交换热能的装置155a、155b从热能分配网110的输出。
局部控制单元140a、140b可以被配置成确定温度Tmes，并且基于所确定的温度来减少、增加局部分配系统150a、150b对来自网110的热或冷输出或保持其恒定。在局部分配系统150a是用于将热散发到建筑物中的系统的情况下，通常仅在局部分配系统150a所位于的建筑物外部确定Tmes。在局部分配系统150b是用于从建筑物吸热的系统的情况下，通常在建筑物内确定Tmes。
传感器可以被布置成感测进入被配置成在局部分配系统150a、150b与热能分配网110之间交换热能的装置155b的传热流体的返回温度Tret。传感器可以连接到与局部分配系统150a、150b相关联的局部控制单元140a、140b。
如图6所示，局部控制单元140包括第一接收器60a，其被配置为接收与局部分配系统对来自热能分配网的热或冷输出的基础转向温度有关的数据。例如，这种数据可以由建筑物外部或内部的温度计确定。局部控制单元140还包括第二接收器60b，其被配置为接收指示增加、减少局部分配系统对来自热能分配网的热或冷输出的转向温度或保持其恒定的控制信号。控制信号可以是任何类型的控制信号，例如从中央服务器发送的数字信号。局部控制单元还包括第三接收器60c，其被配置成接收与局部分配系统的返回中的传热流体的返回温度有关的数据，例如，如由上述传感器确定的。第一接收器60a、第二接收器60b和第三接收器60c可以是不同的接收器。第一接收器60a、第二接收器60b和第三接收器60c中的任何一个可以是相同的接收器。
局部控制单元还包括转向温度控制模块62，其被配置为例如通过执行参考图3和图4描述的方法300或400中的任何一个来控制局部分配系统对来自热能分配网的热和/或冷输出的转向温度。转向温度控制模块62可被实现为专用硬件单元。替代地，转向温度控制模块62可以被实现为在处理单元上执行的软件代码部分。然而，替代地，转向温度控制模块62的一部分可以被实现为一个或多个专用硬件单元，并且转向温度控制模块62的一部分可以被实现为在处理单元上执行的软件代码部分。转向温度控制模块62还可以包括用于存储在执行方法300或400中的任何一个时使用的数据的存储器。
结合图2示意性地示出了包括局部分配系统150a、150b的热分配系统100的示例。热分配系统包括用于基于流体分配热和/或冷的热能分配网110，以及用于产生热或冷并将热或冷输送到热能分配网110的生产设备120。热分配系统还包括多个局部控制单元140a、140b，每个局部控制单元与建筑物160a、160b中的局部分配系统150a、150b相关联。在图2所示的示例中，示出了两个局部控制单元140a、140b，每个局部控制单元与建筑物160a、160b中的局部分配系统150a、150b相关联。然而，可以预期的是，可以使用任何数量的局部控制单元。此外，每个局部控制单元可以被配置成控制用于一个或多个建筑物的局部分配系统。
局部分配系统150a、150b与热能分配网110连接，使得热和/或冷可以在热能分配网110与相应的局部分配系统150a、150b之间交换。热能分配网110与相应的局部分配系统150a、150b之间的热交换和/或冷交换可以使用热交换器进行。替代地，热能分配网110与相应的局部分配系统150a、150b之间的热交换和/或冷交换可以使用热泵进行。
热能分配网110可以由输送传热流体的液压网络形成。传热流体通常是水，但是应当理解，也可以使用其它流体或流体混合物。一些非限制示例是氨、防冻液(例如乙二醇)、油和醇。混合物的非限制示例是水与加入其中的防冻剂(如乙二醇)。
局部分配系统150a、150b可以被布置在诸如办公楼、商业楼宇、住宅、工厂的建筑物160a、160b或需要热或冷的其他建筑物中。
生产设备120被配置成加热或冷却热能分配网110的传热流体。加热或冷却的传热流体可以经由供给管道111输送。返回传热流体可以经由返回管道112输送到生产设备120。在加热的传热流体经由供给管道111输送并且冷却的传热流体经由返回管道112返回的情况下，热能分配网110可以被认为是区域供热网。在冷却的传热流体经由供给管道111输送并且加热的传热流体经由返回管道112返回的情况下，热能分配网110可以被认为是区域供冷网。根据另一实施例，热能分配网110可以是如WO2017/076868中公开的区域热能分配系统。在这种情况下，供给管道111可被认为是WO2017/076868中公开的热管道，而返回管道112可被认为是WO2017/076868中公开的冷管道。
局部分配系统150a、150b被配置成将热或冷分配到建筑物160a、160b。局部分配系统可以通过传热流体在建筑物中分配热或冷。传热流体通常是水，但是应当理解，也可以使用其它流体或流体混合物。一些非限制示例是氨、防冻液(例如乙二醇)、油和醇。混合物的非限制示例是水与加入其中的防冻剂(例如乙二醇)。局部控制单元140a、140b被配置成控制相关联的局部分配系统150a、150b对来自热能分配网110的热或冷输出。局部分配系统150a、150b的传热流体通常不与热能分配网110的传热流体处于流体连接。如上所述，分配系统150a、150b经由热交换器或热泵热连接到热能分配网110。
热分配系统100还包括中央服务器130。中央服务器130连接到生产设备120和相应的局部控制单元140a、140b。中央服务器130可以是包括处理单元的任何类型的服务器。中央服务器130可以在物理上包括一个单个服务器装置。替代地，中央服务器130可以分配在若干服务器装置上。中央服务器130可以被包括在生产设备120中，或者在任何其他合适的位置处。中央服务器130被配置为与生产设备120通信。中央服务器可例如经由专用网络、通过因特网或其组合与生产设备120通信。中央服务器130还被配置为例如经由专用网络、通过因特网或其组合与局部控制单元140a、140b通信。专用网络或因特网中的通信可以是无线和/或有线的。
中央服务器130可以被配置成确定生产设备120的容量限制。此外，中央服务器130可以被配置成确定生产设备120的当前或预测容量。中央服务器130还可以被配置为向多个局部控制单元140a、140b中的至少一个发送控制信号131。
局部控制单元140a、140b可以被配置为响应于来自中央服务器130的控制信号，减少、增加局部分配系统150a、150b对来自热能分配网110的热或冷输出或保持其恒定。
参照图3描述了用于控制局部分配系统对来自热能分配网的热输出的方法300。
方法300包括确定S302局部分配系统对来自热能分配网的热输出的基础转向温度。基础转向温度是控制分配系统150对来自热能分配网110的热输出的温度。基础转向温度可以是传热流体的设定点温度。可以基于在被供热的建筑物中和/或附近测量的温度来确定基础转向温度。例如，局部控制单元140可以确定温度Tmes。可以在与其相关联的建筑物之外确定Tmes。替代地，可以在建筑物内确定Tmes。替代地，可以基于在建筑物内测量的温度和在建筑物外测量的温度来确定基础转向温度。
方法300还包括接收S304指示降低局部分配系统对来自热能分配网的热输出的转向温度的控制信号。在局部分配系统处优选地由局部控制单元140接收控制信号。控制信号可以是例如温度偏移。该偏移可以是实际温度值，局部控制单元应该利用该实际温度值来调节热能分配网的输出。实际值可以是正值或负值。偏移可以是要应用于当前或计算的输出的百分比值。可以根据每个建筑物的惯性结合转向它们对与生产单元相关的效果的综合需求的需求来确定偏移。较大的偏移以处理较大的转向需要，较小的偏移以处理较小的转向需要。
方法300还包括确定S306局部分配系统对来自热能分配网的热输出的降低的转向温度。基于控制信号和基础转向温度来确定降低的转向温度。如上所述，控制信号优选地在局部控制单元140处被接收。局部控制单元140可以基于控制信号调节相关的局部分配系统150对来自热能分配网110的热输出。例如，局部控制单元140可以基于经由控制信号接收到的偏移来调节基础转向温度。如果控制信号指示温度值，则局部控制单元140可将该值应用于转向温度，或者如果控制信号指示百分比值，则局部控制单元140可将该百分比应用于转向温度。例如，可以从基础转向温度加上或减去偏移。局部控制单元140由此可以确定S306降低的转向温度。可以使用降低的转向温度，直到接收到另一控制信号。局部分配系统150的输出可以相应地被调节。
方法300还包括确定S308局部分配系统的返回中的传热流体的返回温度。因此，确定局部分配系统150中的传热流体的返回的返回温度。
方法300还包括检查S310确定的降低的转向温度是否低于返回温度。在所确定的降低的转向温度低于返回温度时，该方法还包括确定S312高于返回温度且低于基础转向温度的临时转向温度。因此，当从热能分配网110中取出热时，局部控制单元140可以被配置成检查S310所确定的降低的转向温度是否低于返回温度。如果降低的转向温度低于返回温度，则局部控制单元140可以被配置为确定S312高于返回温度且低于基础转向温度的临时转向温度。由此，可以减少局部分配系统150对热输出。
方法300还包括基于临时转向温度控制S314局部分配系统对来自分配网的热输出。
方法300可以进一步包括确定局部分配系统中的传热流体的返回的返回温度随时间的变化，并且在确保临时转向温度大于返回温度的同时逐渐降低临时转向温度，直到临时转向温度达到降低的转向温度。
逐渐降低临时转向温度的动作可以包括随着时间确定返回温度，并且响应于所确定的返回温度达到临时转向温度：确定局部分配系统中的传热流体的返回的返回温度，以及确定高于所确定的返回温度且低于先前临时转向温度的新临时转向温度。
如果降低的转向温度不低于返回温度，则局部控制单元140可以不适应降低的转向温度。对于这种情况，该方法包括基于降低的转向温度控制局部分配系统对来自分配网的热输出。执行这种控制直到确定新的基础转向温度或接收到新的控制信号。
参照图4描述了用于控制局部分配系统对来自热能分配网的冷输出的方法400。
方法400包括确定S402局部分配系统对来自热能分配网的冷输出的基础转向温度。基础转向温度是控制分配系统150对来自热能分配网110的冷输出的温度。基础转向温度可以是传热流体的设定点温度。可以基于在被供冷的建筑物内和/或附近测量的温度来确定基础转向温度。例如，局部控制单元140可以确定温度Tmes。可以在与其相关联的建筑物外确定Tmes。替代地，可以在建筑物内确定Tmes。替代地，可以基于在建筑物内测量的温度和在建筑物外测量的温度来确定基础转向温度。
方法400还包括接收S404指示增加局部分配系统对来自热能分配网的冷输出的转向温度的控制信号。在局部分配系统处优选地由局部控制单元140接收控制信号。控制信号可以是例如温度偏移。该偏移可以是实际温度值，局部控制单元应该利用该实际温度值来调节热能分配网的输出。实际值可以是正值或负值。偏移可以是要应用于当前或计算的输出的百分比值。可以根据每个建筑物的惯性结合转向它们对与生产单元相关的效果的综合需求的需求来确定偏移。较大的偏移以处理较大的转向需要，较小的偏移以处理较小的转向需要。
方法400还包括确定S306局部分配系统对来自热能分配网的冷输出的升高的转向温度。基于控制信号和基础转向温度来确定升高的转向温度。如上所述，控制信号优选地在局部控制单元140处被接收。局部控制单元140可以基于控制信号来调节相关联的局部分配系统150对来自热能分配网110的冷输出。例如，局部控制单元140可以基于经由控制信号接收到的偏移来调节基础转向温度。如果控制信号指示温度值，则局部控制单元140可将该值应用于转向温度，或者如果控制信号指示百分比值，则局部控制单元140可将该百分比应用于转向温度。例如，可以从基础转向温度加上或减去偏移。局部控制单元140由此可以确定S306升高的转向温度。可以使用升高的转向温度直到接收到另一控制信号。局部分配系统150的输出可以相应地被调节。
方法400还包括确定S408局部分配系统的返回中的传热流体的返回温度。因此，确定局部分配系统150中的传热流体的返回的返回温度。
方法400还包括检查S410确定的降低的转向温度是否高于返回温度。在所确定的降低的转向温度高于返回温度时，该方法还包括确定S412低于返回温度且高于基础转向温度的临时转向温度。因此，当从热能分配网110取出冷时，局部控制单元140可以被配置成检查S410所确定的升高的转向温度是否高于返回温度。如果升高的转向温度高于返回温度，则局部控制单元140可以被配置为确定S412低于返回温度且高于基础转向温度的临时转向温度。由此，可以减少局部分配系统150对冷输出。
方法400还包括基于临时转向温度控制S414局部分配系统对来自分配网的热输出。
方法400还可以包括确定局部分配系统中的传热流体的返回的返回温度随时间的变化，并且在确保临时转向温度低于返回温度的同时逐渐升高临时转向温度，直到临时转向温度达到升高的转向温度。
逐渐升高临时转向温度的动作可以包括随着时间确定返回温度，并且响应于所确定的返回温度达到临时转向温度：确定局部分配系统中的传热流体的返回的返回温度，以及确定低于所确定的返回温度且高于先前临时转向温度的新临时转向温度。
如果升高的转向温度不高于返回温度，则局部控制单元140可以不适应升高的转向温度。对于这种情况，该方法包括基于升高的转向温度控制局部分配系统对来自分配网的冷输出。执行这种控制直到确定新的基础转向温度或接收到新的控制信号。
图5a和5b示出了改变局部分配系统的转向温度的影响。
图5a中示出了用于设定转向温度的平凡解的效果。局部控制单元可以已经确定基础转向温度，在该示例中为60度(如在第一曲线图中看到的)。局部控制单元可以接收指示转向温度降低的控制信号，在该示例中，转向温度降低50％或20度。局部控制单元然后可以确定40度的降低的转向温度。局部分配系统中的返回温度高于降低的转向温度，因此不应将更多的热量传输到系统中。这导致阀完全关闭一未知的时间段，直到返回温度低于转向温度，即，在系统中需要更多的热量。此时，基于返回温度小于40度的降低的转向温度，阀可以再次打开以保持当前输出。
图5b示出了根据本公开的用于确定临时转向温度的方法的效果的示例。在该示例中，局部控制单元接收指示转向信号降低50％或20度的控制信号。局部控制单元可以确定40度的降低转向温度。与先前的示例相反，局部控制单元然后可以确定低于Tsteer且高于Tret的临时转向信号。如图5b所示，临时转向温度可以逐渐降低，使得临时转向温度和返回温度之间的差保持恒定或近似恒定，直到转向温度达到期望水平。可以确定该差，使得临时转向温度不低于返回温度。当返回温度降低时，局部控制单元可以基于所确定的差确定新的临时转向温度。
临时转向温度以及临时转向温度和返回温度之间的差可以如下确定。能量输出E与流量和转向温度Tsteer与返回温度Tret之间的温度差ΔT、流体密度和流体的热容量成比例。局部控制单元可以假定流量、密度和热容量是恒定的。通过将当前能量消耗(未知)除以期望能量消耗(未知)，可以以ΔT来表示以百分比表示的能量差：
E％＝ΔTtarget/ΔTcurrent
仅为了说明的目的，假设当前转向温度是60，当前返回温度是45，并且控制信号指示降低50％：
Figure BDA0002540953720000181
因此，在该示例中，转向温度和返回温度之间的差可以保持恒定在7.5度，即，保持恒定在目标差。
可以预期，存在对这里描述的实施例的许多修改，这些修改仍然在由所附权利要求限定的本发明的范围内。例如，该方法的步骤还可以以不同的顺序执行，其中一些步骤并行执行。

Claims (10)

1.一种用于控制局部分配系统对来自热能分配网(110)的热输出的方法，其中所述局部分配系统(150)包括：
用于在所述局部分配系统(150)与所述热能分配网(110)之间进行热能交换的装置(155)，
一个或多个热能分配装置，
供给装置，其用于通过传导传热流体向所述一个或多个热能分配装置供给来自用于进行热能交换的装置的热能，和
返回装置，其用于使所述传热流体从所述一个或多个热能分配装置返回到所述用于进行热能交换的装置，所述方法包括：
确定(S302)所述局部分配系统对来自所述热能分配网(110)的热输出的基础转向温度；
在所述局部分配系统(150)处接收(S304)指示降低所述局部分配系统对来自所述热能分配网(110)的热输出的所述转向温度的控制信号；
基于所述控制信号和所述基础转向温度，确定(S306)所述局部分配系统对来自所述热能分配网(110)的热输出的降低的转向温度；
确定(S308)所述返回中的所述传热流体的返回温度，
在所确定的降低的转向温度低于所述返回温度时，确定(S312)高于所述返回温度且低于所述基础转向温度的临时转向温度；以及
基于所述临时转向温度来控制(S314)所述局部分配系统对来自所述分配网的热输出。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
随着时间确定所述返回温度，以及
逐渐降低所述临时转向温度，同时确保所述临时转向温度大于所述返回温度，直到所述临时转向温度达到所述降低的转向温度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，逐渐降低所述临时转向温度的动作包括：
在所述临时转向温度达到所述降低的转向温度之前，
随着时间，确定所述返回温度，以及
响应于所确定的返回温度达到所述临时转向温度，
确定所述局部分配系统(150)中的传热流体的返回的返回温度，以及
确定新的临时转向温度，所述新的临时转向温度高于所确定的返回温度并且低于先前的临时转向温度。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，还包括：
确定其中布置有所述局部分配系统的建筑物外部的温度；
其中，确定所述局部分配系统对来自所述热能分配网(110)的热输出的所述基础转向温度的动作基于所确定的所述建筑物外部的温度。
5.一种用于控制局部分配系统对来自热能分配网(110)的冷输出的方法，其中所述局部分配系统(150)包括：
用于在所述局部分配系统(150)与所述热能分配网(110)之间进行热能交换的装置(155)，
一个或多个热能分配装置，
供给装置，其用于通过传导传热流体向所述一个或多个热能分配装置供给来自用于进行热能交换的装置的热能，和
返回装置，其用于使所述传热流体从所述一个或多个热能分配装置返回到所述用于进行热能交换的装置，所述方法包括：
确定(S402)所述局部分配系统对来自所述热能分配网(110)的冷输出的基础转向温度；
在所述局部分配系统(150)处接收(S404)指示升高所述局部分配系统对来自所述热能分配网(110)的冷输出的转向温度的控制信号；
基于所述控制信号和所述基础转向温度，确定(S406)所述局部分配系统对来自所述热能分配网(110)的冷输出的升高的转向温度；
确定(S408)所述返回中的所述传热流体的返回温度，
在所确定的升高的转向温度高于所述返回温度时，确定(S412)低于所述返回温度且高于所述基础转向温度的临时转向温度；以及
基于所述临时转向温度来控制(S414)所述局部分配系统对来自所述分配网的冷输出。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
随着时间，确定所述返回温度，以及
逐渐增加所述临时转向温度，同时确保所述临时转向温度低于所述返回温度，直到所述临时转向温度达到所述升高的转向温度。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，逐渐增加所述临时转向温度的动作包括：
在所述临时转向温度达到所述升高的转向温度之前，
随着时间，确定所述返回温度，以及
响应于所确定的供给温度达到所述临时转向温度，
确定所述局部分配系统(150)中的传热流体的返回的返回温度，以及
确定新的临时转向温度，所述新的临时转向温度低于所确定的返回温度并且高于先前的临时转向温度。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，还包括：
确定其中布置有所述局部分配系统(150)的建筑物内部的温度；
其中，确定所述局部分配系统对来自所述热能分配网(110)的冷输出的所述基础转向温度的动作基于所确定的所述建筑物外部的温度。
9.一种用于控制局部分配系统对来自热能分配网(110)的热输出的控制单元，其中所述局部分配系统(150)包括用于在所述局部分配系统(150)与所述热能分配网(110)之间进行热能交换的装置、一个或多个热能分配装置、用于通过传导传热流体而向所述一个或多个热能分配装置供给来自所述用于进行热能交换的装置的热能的供给装置、以及用于使所述传热流体从所述一个或多个热能分配装置返回到所述用于进行热能交换的装置的返回装置，所述控制单元包括：
第一接收器，其被配置为接收与用于所述局部分配系统对来自所述热能分配网(110)的热输出的基础转向温度有关的数据；
第二接收器，其被配置为接收指示降低所述局部分配系统对来自所述热能分配网(110)的热输出的所述转向温度的控制信号；
第三接收器，其被配置成接收与所述返回中的所述传热流体的返回温度有关的数据；以及
转向温度控制模块，其被配置为通过以下方式控制所述局部分配系统对来自所述热能分配网(110)的热输出的转向温度：
基于所述控制信号和所述基础转向温度，确定所述局部分配系统对来自所述热能分配网(110)的热输出的降低的转向温度，
将所述降低的转向温度与所述返回温度进行比较，
在所确定的降低的转向温度低于所述返回温度时，确定高于所述返回温度且低于所述基础转向温度的临时转向温度，以及
将所述临时转向温度设定为所述局部分配系统对来自所述热能分配的热输出的转向温度。
10.一种用于控制局部分配系统对来自热能分配网(110)的冷输出的控制单元，其中所述局部分配系统(150)包括用于在所述局部分配系统(150)和所述热能分配网(110)之间进行热能交换的装置、一个或多个热能分配装置、用于通过传导传热流体而将来自所述用于进行热能交换的装置的热能供给所述一个或多个热能分配装置的供给装置、以及用于使所述传热流体从所述一个或多个热能分配装置返回到所述用于进行热能交换的装置的返回装置，所述控制单元包括：
第一接收器，其被配置成接收与所述局部分配系统对来自所述热能分配网的冷输出的基础转向温度有关的数据；
第二接收器，其被配置成接收指示升高所述局部分配系统对来自所述热能分配网的冷输出的转向温度的控制信号；
第三接收器，其被配置成接收与所述返回中的所述传热流体的返回温度有关的数据；以及
转向温度控制模块，其被配置为通过以下方式控制所述局部分配系统对来自所述热能分配网(110)的冷输出的转向温度：
基于所述控制信号和所述基础转向温度，确定所述局部分配系统对来自所述热能分配网(110)的冷输出的升高的转向温度，
将所述升高的转向温度与所述返回温度进行比较，
在所确定的升高的转向温度高于所述返回温度时，确定低于所述返回温度且高于所述基础转向温度的临时转向温度，以及
将所述临时转向温度设定为所述局部分配系统对来自所述热能分配的冷输出的转向温度。
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