CN112673211A - 可逆热泵组件和包括这种可逆热泵组件的区域热能分配系统 - Google Patents

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Abstract

披露了一种可逆热泵组件(100)。可逆热泵组件(100)包括：具有第一侧(120)和第二侧(130)的热泵(110)，热泵(110)被配置为将热量从第一侧(120)传递至第二侧(130)或反之亦然；第一侧入口阀组件(126)，该第一侧入口阀组件具有连接至第一侧(120)的热泵连接件(126a)、以及被布置为连接至包括热导管和冷导管(12；14)的热能网(10)的热导管连接件和冷导管连接件(126b；126c)；第二侧出口阀组件(136)，该第二侧出口阀组件具有连接至第二侧(130)的热泵连接件(136a)、以及被布置为相应地连接至加热回路和冷却回路(130；140)的加热回路连接件和冷却回路连接件(136b；136c)。可逆热泵组件(100)被配置为选择性地被设定成加热模式或冷却模式。在该加热模式下，热泵(110)被配置为将热量从第一侧(120)传递至第二侧(130)，第一侧入口阀组件(126)被配置为将热导管连接件(126b)与热泵连接件(126a)流体地连接，并且第二侧出口阀组件(136)被配置为将热泵连接件(136a)与加热回路连接件(136b)流体地连接。在该冷却模式下，热泵(110)被配置为将热量从第二侧(130)传递至第一侧(120)，第一侧入口阀组件(126)被配置为将冷导管连接件(126c)与热泵连接件(126a)流体地连接，并且第二侧出口阀组件(136)被配置为将热泵连接件(136a)与冷却回路连接件(136c)流体地连接。还披露了一种包括多个可逆热泵组件(100)的区域热能分配系统。

Description

可逆热泵组件和包括这种可逆热泵组件的区域热能分配系统
技术领域
本发明涉及一种可逆热泵组件。本发明涉及一种包括这种可逆热泵组件的区域热能分配系统。
背景技术
世界上几乎所有大型发达城市都在其基础设施中结合有至少两种类型的能源网；一种网用于提供电能，并且一种网用于提供空间加热和热自来水制备。现今，用于提供空间加热和热自来水制备的常用网是提供可燃烧气体(通常是化石燃料气体)的气体网。由气体网提供的气体在局部燃烧以用于提供空间加热和热自来水。用于提供空间加热和热自来水制备的气体网的替代方案是区域加热网。电能网的电能也可以用于空间加热和热自来水制备。电能网的电能还可以用于空间冷却。电能网的电能进一步用于驱动冰箱和冷冻机。
相应地，传统的建筑物加热和冷却系统主要使用比如电力和化石燃料等高等级能源或呈工业废热形式的能源来提供空间加热和/或冷却，并且对建筑物中使用的水进行加热或冷却。此外，还在城市中安装区域冷却网以用于空间冷却已经日益普遍。对建筑物空间和水进行加热或冷却的过程将这种高等级能量转化成具有高熵的低等级废热，这些低等级废热离开建筑物并且返回到环境。
因此，需要改进为城市提供加热和冷却的方式。
发明内容
本发明的目标是解决上述问题中的至少一些问题。
根据第一方面，提供了一种可逆热泵组件。
该可逆热泵组件包括具有第一侧和第二侧的热泵，该第一侧具有允许传热液体流过该热泵的第一侧的第一侧入口和第一侧出口，该第二侧具有允许传热液体流过该热泵的第二侧的第二侧入口和第二侧出口。
该热泵被配置为将热量从该第一侧传递至该第二侧或反之亦然。
该可逆热泵组件进一步包括第一侧入口阀组件，该第一侧入口阀组件包括：
至该第一侧入口的热泵连接件；
被布置为连接至热能网的热导管的热导管连接件，该热导管被配置为允许第一温度的传热液体流过；以及
被布置为连接至该热能网的冷导管的冷导管连接件，该冷导管被配置为允许第二温度的传热液体流过，该第二温度低于该第一温度。
该可逆热泵组件进一步包括第二侧出口阀组件，该第二侧出口阀组件包括：
至该第二侧出口的热泵连接件；
被布置为连接至加热回路的加热回路连接件，该加热回路被配置为允许传热液体流过；以及
被布置为连接至冷却回路的冷却回路连接件，该冷却回路被配置为允许传热液体流过。
该可逆热泵组件被配置为选择性地被设定成加热模式或冷却模式。
在该加热模式下：
该热泵被配置为将热量从该第一侧传递至该第二侧；
该第一侧入口阀组件被配置为将该热导管连接件与该热泵连接件流体地连接；并且
该第二侧出口阀组件被配置为将该热泵连接件与该加热回路连接件流体地连接。
在该冷却模式下：
该热泵被配置为将热量从该第二侧传递至该第一侧；
该第一侧入口阀组件被配置为将该冷导管连接件与该热泵连接件流体地连接；并且
该第二侧出口阀组件被配置为将该热泵连接件与该冷却回路连接件流体地连接。
用语“选择性地设定成加热模式或冷却模式”应被解释为可逆热泵组件在一个时间点被设定成加热模式并且在另一个时间点被设定成冷却模式。
该可逆热泵组件易于连接至作为区域热能分配系统的一部分的热能回路。该可逆热泵组件提供了使用同一组件来引进(deliver)加热和冷却两者。在一个时间点，该可逆热泵组件可以被设定成该加热模式，并且在另一个时间点，该可逆热泵组件可以被设定成该冷却模式。与专用的加热或冷却热泵组件相比，通过本可逆热泵组件，可以增加热泵组件的利用率。可以简化建筑物中加热/冷却系统的构建，因为仅需要一个单一热泵组件。进一步地，可以简化建筑物中加热/冷却系统的控制，因为仅需要控制一个单一热泵组件。本可逆热泵组件可以进一步提供可拓展性，假设客户起初仅对加热感兴趣，在稍后的时间点，同一客户可以开始获得同样从同一热泵组件引进的冷却。因此，不需要在客户处安装新的热泵组件。
一旦该可逆热泵组件被设定成该加热模式，该第一侧入口阀组件可以被配置为将该冷导管连接件与该热泵连接件流体地断开连接。
一旦该可逆热泵组件被设定成该加热模式，该第二侧出口阀组件可以被配置为将该热泵连接件与该冷却回路连接件流体地断开连接。
一旦该可逆热泵组件被设定成该冷却模式，该第一侧入口阀组件可以被配置为将该热导管连接件与该热泵连接件流体地断开连接。
一旦该可逆热泵组件被设定成该冷却模式，该第二侧出口阀组件可以被配置为将该热泵连接件与该加热回路连接件流体地断开连接。
该热泵可以是可逆热泵，该可逆热泵包括第一侧线圈、第二侧线圈和换向阀。
一旦该热泵组件被设定成该加热模式，该第一侧线圈可以被配置为用作蒸发器，该第二侧线圈可以被配置为用作冷凝器，并且该换向阀可以被设定为使得该热泵的制冷剂从该第一侧线圈流动至该第二侧线圈。
一旦该热泵组件被设定成该冷却模式，该第二侧线圈可以被配置为用作蒸发器，该第一侧线圈可以被配置为用作冷凝器，并且该换向阀可以被设定为使得该热泵的制冷剂从该第二侧线圈流动至该第一侧线圈。
该可逆热泵组件可以进一步包括热泵组件模式控制器，该热泵组件模式控制器被配置为将该可逆热泵组件设定成该加热模式或该冷却模式。
该第二侧出口阀组件可以进一步包括多个加热回路连接件，该多个加热回路连接件各自被布置为连接至多个加热回路中的一个加热回路，每个加热回路被配置为允许传热液体流过。在该加热模式下，该热泵组件模式控制器可以被配置为将该第二侧出口阀组件设定为将该热泵连接件与这些加热回路连接件中的一个加热回路连接件流体地连接，由此设定该多个加热回路中的哪一个加热回路被提供来自该热泵组件的加热。
该多个加热回路中的每个加热回路可以是不同类型的加热回路。加热回路的示例是自来热水加热回路、舒适加热回路、过程加热回路和池加热回路。通过能够逐个操作不同的加热回路，使得能够针对每种类型的加热回路最佳地操作该热泵。
该热泵组件模式控制器可以进一步被配置为：在第一时间点将该第二侧出口阀组件设定为将该热泵连接件与这些加热回路连接件中的一个加热回路连接件流体地连接，以及在第二时间点将该第二侧出口阀组件设定为将该热泵连接件与这些加热回路连接件中的另一个加热回路连接件流体地连接，该第二时间点不同于该第一时间点。
该热泵组件模式控制器可以被配置为接收来自该多个加热回路和冷却回路的需求信号。该热泵组件模式控制器可以被配置为不同地划分这些需求的优先级。
该第二侧出口阀组件可以包括多个冷却回路连接件，该多个冷却回路连接件各自被布置为连接至多个冷却回路中的一个冷却回路，每个冷却回路被配置为允许传热液体流过。在该冷却模式下，该热泵组件模式控制器可以被配置为将该第二侧出口阀组件设定为将该热泵连接件与这些冷却回路连接件中的一个冷却回路连接件流体地连接，由此设定该多个冷却回路中的哪一个冷却回路被提供来自该热泵组件的冷却。
该多个冷却回路中的每个冷却回路可以是不同类型的冷却回路。冷却回路的示例是舒适冷却系统、过程冷却系统、制冷系统和冷冻系统。通过能够逐个操作不同的冷却回路，使得能够针对每种类型的冷却回路最佳地操作该热泵。
该热泵组件模式控制器可以被配置为：在第一时间点将该第二侧出口阀组件设定为将该热泵连接件与这些冷却回路连接件中的一个冷却回路连接件流体地连接，以及在第二时间点将该第二侧出口阀组件设定为将该热泵连接件与这些冷却回路连接件中的另一个冷却回路连接件流体地连接，该第二时间点不同于该第一时间点。
该热泵组件模式控制器可以被配置为接收来自该多个冷却回路和加热回路的需求信号。该热泵组件模式控制器可以被配置为不同地划分这些需求的优先级。
该热泵组件模式控制器可以被配置为接收来自该多个冷却回路和/或该多个加热回路的需求信号。该热泵组件模式控制器可以被配置为不同地划分这些需求的优先级。
该可逆热泵组件可以进一步包括：
压力差确定装置，该压力差确定装置适于确定该热导管与该冷导管的传热液体之间的局部压力差；
流动控制器，该流动控制器连接在该热泵的第一侧入口与该第一侧入口阀组件之间，其中，该流动控制器被配置为选择性地被设定成泵送模式或流动模式，其中，一旦被设定成该泵送模式，该流动控制器被配置为充当用于将传热液体从该热能网泵送到该热泵的第一侧入口中的泵，并且其中，一旦被设定成流动模式，该流动控制器被配置为充当用于允许传热液体从该热能网流动到该热泵的第一侧入口中的流动调节器；以及
流动模式控制器，该流动模式控制器被配置为基于该局部压力差选择性地控制该流动控制器被设定成该泵送模式或该流动模式。
用语“将该流动控制器选择性地设定成泵送模式或流动模式”应被解释为流动控制器在一个时间点被设定成泵送模式并且在另一个时间点被设定成流动模式。
用语“泵”应被解释为被配置为在该泵处于泵送激活状态下时以受控的方式允许将传热液体泵送通过该泵的装置。表述“以受控的方式”包括了该泵可以调节流体的被该泵泵送的流速。
用语“流动调节器”应被解释为被配置为在该流动调节器处于激活状态下时以受控的方式允许流体流过该流动调节器的装置。此外，该流动调节器还可以被布置为使得流体流过该流动调节器的流速可以受到控制。因此，该流动调节器可以被布置为调节流过的流体的流动。
该可逆热泵组件的设计允许其连接至热能回路，其中，允许该热导管与该冷导管的传热液体之间的压力在空间和时间上变化。这是因为该可逆热泵组件包括该压力差确定装置，并且因为该可逆热泵组件经由将该流动控制器选择性地设定成该泵送模式或该流动模式而选择性地连接至该热导管和该冷导管。进一步地，该流动控制器允许对该热导管与该冷导管之间的传热液体的有效流动控制。此外，该流动控制器可以被制成在物理上紧凑。因此，可以节省物理空间。此外，该流动控制器允许以能量高效的方式在该热导管与该冷导管之间传递传热液体。
该流动模式控制器可以进一步被配置为基于该可逆热泵组件是被设定成该加热模式还是该冷却模式来将该流动控制器设定成该泵送模式或该流动模式。
该可逆热泵组件可以进一步包括：
压力差确定装置，该压力差确定装置适于确定该热导管与该冷导管的传热液体之间的局部压力差；
流动调节器，该流动调节器连接在该热泵的第一侧入口与该第一侧入口阀组件之间，其中，该流动调节器被配置为允许传热液体从该热能网流动到该热泵的第一侧入口中；
泵，该泵连接在该热泵的第一侧入口与该第一侧入口阀组件之间，其中，该泵被配置为将传热液体从该热能网泵送到该热泵的第一侧入口中；以及
流动模式控制器，该流动模式控制器被配置为基于该局部压力差来选择性地激活该流动调节器或该泵，以用于将传热液体从该热能网传递到该热泵的第一侧入口中。
该可逆热泵组件的设计允许其连接至热能回路，其中，允许该热导管与该冷导管的传热液体之间的压力在空间和时间上变化。这是因为该可逆热泵组件包括该压力差确定装置，并且因为该可逆热泵组件相应地经由该流动调节器和该泵而选择性地连接至该热导管和该冷导管。
该流动模式控制器可以进一步被配置为基于该可逆热泵组件是被设定成该加热模式还是该冷却模式来激活该流动调节器或该泵，以用于将传热液体从该热能网传递到该热泵的第一侧入口中。
该流动模式控制器可以进一步被配置为基于该可逆热泵组件是被设定成该加热模式还是该冷却模式来将该流动控制器设定成该泵送模式或该流动模式。
根据第二方面，提供了一种区域热能分配系统。该区域热能分配系统包括热能网，该热能网具有热导管和冷导管，该热导管被配置为允许第一温度的传热液体流过，以及该冷导管被配置为允许第二温度的传热液体流过，该第二温度低于该第一温度。该区域热能分配系统进一步包括多个根据第一方面的可逆热泵组件。该多个可逆热泵组件连接至该热能网。
可逆热泵组件的上述特征在适当时同样适用于此第二方面。为了避免过度重复，参考上文。
该区域热能分配系统的基本理念基于发明人这样的洞察：现代城市自身提供的热能可以在城市内重复使用。重复使用的热能可以被区域热能分配系统1获取并且用于例如空间加热或热自来水制备。此外，在区域热能分配系统内还将处理对空间冷却不断增加的需求。在区域热能分配系统内，城市内的建筑物是互连的并且可以以容易且简单的方式重新分配低温废能以用于不同的局部需求。除此之外，区域热能分配系统将提供：
·由于城市内能量流的最佳重复使用而使一次能源的使用最小化。
·限制城市内烟囱或壁炉的需要，这是因为将减少对局部燃烧气体或其他燃料的需要。
·限制城市内冷却塔或冷却换流器的需要，这是因为由冷却装置产生的过量热量可以被传输走并且在区域热能分配系统内重复使用。
因此，该区域热能分配系统提供了城市内热能的智能竞争使用(smart dueluse)。该区域热能分配系统在被集成到城市中时在城市内的加热和冷却应用中利用低等级废热能。这将通过消除对城市中的气体网或区域加热网和冷却网的需要来减少城市的一次能源消耗。
根据下面给出的详细说明，本发明的进一步适用范围将变得清楚。然而，应理解，详细说明和具体示例虽然指示了本发明的优选实施例，但仅以说明性的方式给出，因为本领域普通技术人员根据该详细说明将清楚本发明的范围内的各种变化和修改。
因此，应理解，本发明不限于所描述的装置的具体零部件或所描述的方法的步骤，因为此类装置和方法可以改变。还应理解，本文所使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，并不旨在是限制性的。必须注意，除非上下文另有明确规定，否则如在本说明书和所附权利要求中所使用的那样，冠词“一(a)”、“一个(an)”、“该(the)”以及“所述(said)”旨在意指存在一个或多个要素。因此，例如，提及“单元”或“该单元”可以包括若干装置等。此外，词语“包括(comprising)”、“包含(including)”、“含有(containing)”和类似用语不排除其他要素或步骤。
附图说明
现在将参照附图更详细地描述本发明的这些和其他方面，这些附图示出了本发明的实施例。提供了附图以展示本发明的实施例的一般结构。贯穿全文，相同的附图标记指代相同的要素。
图1是区域热能分配系统的示意图。
图2是与热能网、加热回路和冷却回路连接的可逆热泵组件的示意图。
具体实施方式
现在下文中将参照附图对本发明进行更全面的描述，在附图中示出了本发明的当前优选实施例。然而，本发明可以被实施为许多不同的形式并且不应被解释为限于本文阐述的这些实施例；而是，这些实施例被提供用于获得彻底性和完整性、并且向技术人员充分地传达本发明的范围。
在图1中，展示了区域热能分配系统1。区域热能分配系统1包括热能回路10和多个建筑物5。热能回路10被配置为将建筑物5互连，使得呈加热和/或冷却形式的热能可以被分配到建筑物5和/或从这些建筑物中分配。因此，热能回路10可以被视为区域热能回路。多个建筑物5与热能回路10热联接。热能回路10被布置为使流过热能回路10的传热液体中的热能循环和储存该热能。
热能回路10的传热液体可以包括水。然而，可以替代性地使用其他传热液体。一些非限制性的示例是氨、油、乙醇和防冻液体(比如乙二醇)。传热液体还可以包括两种或更多种上述传热液体的混合物。要使用的特定混合物是与防冻液体混合的水。
热能回路10包括允许传热液体流过的两个导管12、14。这两个导管12、14的传热液体的温度被设定为是不同的。热能回路10中的热导管12被配置为允许第一温度的传热液体流过。热能回路10中的冷导管14被配置为允许第二温度的传热液体流过。第二温度低于第一温度。
在传热液体是水(可能添加有防冻液体)的情况下，热的传热液体的适当温度范围在5℃至45℃之间，并且冷的传热液体的适当温度范围在0℃至40℃之间。第一温度与第二温度之间的适当温度差在5℃至16℃的范围内、优选地在7℃至12℃的范围内、更优选地在8℃至10℃的范围内。
优选地，该系统被设定为以取决于气候而变化的滑移温度差(slidingtemperature difference)来操作。优选地，滑移温度差是固定的。因此，温度差可以被设定为以固定的温度差瞬间滑移。
热导管12和冷却导管14是分开的。热导管12和冷却导管14可以并行布置。热导管12和冷却导管14可以被布置为管道的闭环。热导管12和冷却导管14在建筑物5处流体地互连，以便允许将热能传递到建筑物5和从这些建筑物传递热能。这将在下面进一步更详细地讨论。
热能回路10的这两个导管12、14可以由塑料管、复合管、混凝土管或金属管形成。根据一个实施例，可以使用高密度聚乙烯(HDPE)管。这些管可以是单壁管。这些管可以是不保温的。根据一个实施例，热能回路10主要布置在地面中。地面将用作热能回路10的热惰性体。因此，管道的保温没有额外的价值。例外情况是安装在气候非常温暖的城市或气候非常寒冷的城市中。在这些城市，在一年的关键时期(critical part)，地面的惰性的害处可能多于好处。在这些城市，可能需要在管道的一个或两个管上进行保温。
根据一个实施例，热能回路10的这两个导管12、14针对高达1MPa(10巴)的压力确定尺寸。根据其他实施例，热能回路10的这两个导管12、14可以针对高达0.6MPa(6巴)的压力或高达1.6MPa(16巴)的压力确定尺寸。
区域热能分配系统1可以包括热服务器设备2。热服务器设备2起外部热源和/或散热器的作用。热服务器设备2的功能是维持热能回路10的热导管12与冷导管14之间的温度差。即，热服务器设备2可以用于平衡区域热能分配系统1，使得当热能回路10达到温度端点时，热服务器设备2被布置为将热能吸入到热能回路10或使热能从该热能回路散发。在冬季，当热导管12达到其最低温度端点的可能性更高时，热服务器设备2用于向热能回路10添加热能。在夏季，当冷导管达到其最高温度端点的可能性更高时，热服务器设备2用于从热能回路10减去热能。
建筑物5包括至少一个可逆热泵组件100。一个特定建筑物5可以包括多于一个可逆热泵组件100。
可逆热泵组件100被配置为连接至热能回路10。可逆热泵组件100被配置为连接至加热回路140。可逆热泵组件100被配置为连接至冷却回路150。
加热回路140可以是配置在建筑物5内的局部加热回路。加热回路140被配置为允许传热液体流过。加热回路140可以是舒适加热系统、过程加热系统和热自来水生产系统中的一个或多个。
冷却回路140可以是配置在建筑物5内的局部冷却回路。冷却回路150被配置为允许传热液体流过。冷却回路150可以是舒适冷却系统、过程冷却系统、制冷系统和冷冻系统中的一个或多个。
可逆热泵组件100可以被设定为在加热模式下或冷却模式下操作。因此，特定的可逆热泵组件100可以选择性地被设定在加热模式下或冷却模式下。
在加热模式下，可逆热泵组件100充当散热器。因此，可逆热泵组件100被布置为从热能回路10移除热能。或者换言之，可逆热泵组件100被布置为将热能从热能回路10的传热液体传递到加热回路140的传热液体。这是通过将热能从取自热导管12的传热液体传递到加热回路140的传热液体来实现的，使得返回到冷导管14的传热液体具有低于第一温度的温度、并且优选地具有等于第二温度的温度。
因此，可逆热泵组件100可以安装在建筑物5中以充当向一个或多个局部加热回路140供热的提供器。作为非限制性示例，局部加热回路140可以被布置为引进空间加热、过程加热或热自来热水制备。替代性地或组合地，局部加热回路140可以引进池加热或冰雪清除。因此，可逆热泵组件100一旦被设定成加热模式就被配置为从热导管12的传热液体获得热量，并且产生流动到冷导管14中的冷却的传热液体。因此，一旦被设定成加热模式，可逆热泵组件100就将热导管12与冷却导管14流体地互连，使得热的传热液体可以从热导管12流过可逆热泵组件100，并然后在传热液体中的热能已经被可逆热泵组件100消耗之后，流动到冷却导管14中。一旦被设定成加热模式，可逆热泵组件100就操作以从热导管12汲取热能来对加热回路140进行加热，并然后将冷却的传热液体存放(deposit)到冷却导管14中。
在冷却模式下，可逆热泵组件100充当热源。因此，可逆热泵组件100被布置为将热能存放到热能回路10。或者换言之，可逆热泵组件100被布置为将热能从冷却回路150的传热液体传递到热能回路10的传热液体。这是通过将热能从冷却回路150的传热液体传递到取自冷导管12的传热液体来实现的，使得返回到热导管12的传热液体具有高于第二温度的温度、并且优选地具有等于第一温度的温度。
因此，可逆热泵组件100可以安装在建筑物5中以充当对一个或多个局部冷却回路150进行冷却的提供器。作为非限制性示例，局部冷却回路150可以被布置为引进空间冷却、过程冷却或用于冷冻机和冰箱的冷却。替代性地或组合地，局部冷却器可以引进用于溜冰场和滑雪中心或冰雪制造的冷却。因此，可逆热泵组件100一旦被设定成冷却模式就被配置为从冷导管14的传热液体获得冷却，并且产生流动到热导管12中的加热的传热液体。因此，一旦被设定成冷却模式，可逆热泵组件100就将冷导管14与热导管12流体地互连，使得冷的传热液体可以从冷导管14流过可逆热泵组件100，并然后在热能已经通过可逆热泵组件100存放到传热液体中之后，流动到热导管12中。可逆热泵组件100操作以从冷却回路150提取热量，并且将提取的热量存放到热导管12中。
特定的可逆热泵组件100可以连接至一个加热回路140和一个冷却回路150。这例如在图1的建筑物5a和5c中被展示。
建筑物可以包括多个可逆热泵组件100，这些可逆热泵组件各自连接至一个加热回路140和一个冷却回路150。这例如在图1的建筑物5b中被展示。
多个可逆热泵组件100可以连接至一个加热回路140和一个冷却回路150。这例如在图1的建筑物5d中被展示。如果这样，该多个可逆热泵组件100中的一个可逆热泵组件可以被设定成加热模式，以向该一个加热回路140提供加热，并且该多个可逆热泵组件100中的另一个可逆热泵组件可以被设定成冷却模式，以向该一个冷却回路150提供冷却。替代性地，该多个可逆热泵组件100中的两个或更多个可逆热泵组件可以被设定成加热模式，以向该一个加热回路140提供加热。又替代性地，该多个可逆热泵组件100中的两个或更多个可逆热泵组件可以被设定成冷却模式，以向该一个冷却回路150提供冷却。进一步替代性地，该多个可逆热泵组件100中的所有可逆热泵组件可以被设定成加热模式，以向该一个加热回路140提供加热。替代性地，该多个可逆热泵组件100中的所有可逆热泵组件可以被设定成冷却模式，以向该一个冷却回路150提供冷却。在第一特定时间点，可以使用以上指示的多个可逆热泵组件100的替代性设定中的一种设定，在另一特定时间点，可以使用以上指示的多个可逆热泵组件100的替代性设定中的另一种设定。因此，取决于加热回路140和冷却回路150的加热和冷却需要，可以不同地设定多个可逆热泵组件100。
特定的可逆热泵组件100可以连接至多个加热回路140。这例如在图1的建筑物5e中被展示。如果这样，可逆热泵组件100可以被配置为在第一时间点将加热引进到该多个加热回路140中的一个加热回路，并且在第二时间点将加热引进到这些加热回路140中的另一个加热回路，第二时间点不同于第一时间点。
特定的可逆热泵组件100可以连接至多个冷却回路150。这例如在图1的建筑物5f中被展示。如果这样，可逆热泵组件100可以被配置为在第一时间点将冷却引进到该多个冷却回路150中的一个冷却回路，并且在第二时间点将冷却引进到这些冷却回路150中的另一个冷却回路，第二时间点不同于第一时间点。
参照图2，现在将讨论可逆热泵组件100的功能。可逆热泵组件100包括具有第一侧120和第二侧130的热泵110、第一侧入口阀组件126、第二侧出口阀组件136。
热泵110的第一侧120包括允许传热液体流过热泵110的第一侧120的第一侧入口122和第一侧出口124。因此，热泵110被配置为使得区域热能分配系统1的传热液体被允许经由第一侧入口122和第一侧出口124流过热泵110的第一侧120。
热泵110的第二侧130包括允许传热液体流过热泵110的第二侧130的第二侧入口132和第二侧出口134。因此，热泵110被配置为使得加热回路140和/或冷却回路150的传热液体被允许经由第二侧入口132和第二侧出口134流过热泵110的第二侧130。
第一侧入口阀组件126包括连接至第一侧入口122的热泵连接件126a、被布置为连接至热能网10的热导管12的热导管连接件126b、以及被布置为连接至热能网10的冷导管14的冷导管连接件126c。第一侧入口阀组件126的所有连接件126a-c被配置为将第一侧入口阀组件126流体地连接至相应的装置/导管。可以使用管道进行任何这种连接。因此，热泵连接件126a被配置为将第一侧入口阀组件126与热泵110的第一侧入口122流体地连接。热导管连接件126b被布置为将第一侧入口阀组件126与热能网10的热导管12流体地连接。冷导管连接件126c被布置为将第一侧入口阀组件126与热能网10的冷导管14流体地连接。
第二侧出口阀组件136包括连接至第二侧出口134的热泵连接件136a、被布置为连接至加热回路140的加热回路连接件136b、以及被布置为连接至冷却回路150的冷却回路连接件136c。第二侧出口阀组件136的所有连接件136a-c被配置为将第二侧出口阀组件136流体地连接至相应的装置/回路。可以使用管道进行任何这种连接。因此，热泵连接件136a被配置为将第二侧出口阀组件136与热泵110的第二侧出口134流体地连接。加热回路连接件136b被布置为将第二侧出口阀组件136与加热回路140流体地连接。冷却回路连接件136c被布置为将第二侧出口阀组件136与冷却回路150流体地连接。
可逆热泵组件100被配置为选择性地被设定成加热模式或冷却模式。因此，在特定时间点，可逆热泵组件100可以被设定成加热模式或冷却模式中的一个。
一旦可逆热泵组件100被设定成加热模式，热泵110被配置为将热量从第一侧120传递至第二侧130。一旦可逆热泵组件100被设定成加热模式，第一侧入口阀组件126被配置为将热导管连接件126b与热泵连接件126a流体地连接。一旦可逆热泵组件100被设定成加热模式，第二侧出口阀组件136被配置为将热泵连接件136a与加热回路连接件136b流体地连接。一旦可逆热泵组件100被设定成加热模式，第一侧入口阀组件126可以被配置为将冷导管连接件126c与热泵连接件126a流体地断开连接。一旦可逆热泵组件100被设定成加热模式，第二侧出口阀组件136可以被配置为将热泵连接件136a与冷却回路连接件136c流体地断开连接。
一旦可逆热泵组件100被设定成冷却模式，热泵110被配置为将热量从第二侧130传递至第一侧120。一旦可逆热泵组件100被设定成冷却模式，第一侧入口阀组件126被配置为将冷导管连接件126c与热泵连接件126a流体地连接。一旦可逆热泵组件100被设定成冷却模式，第二侧出口阀组件136被配置为将热泵连接件136a与冷却回路连接件136c流体地连接。一旦可逆热泵组件100被设定成冷却模式，第一侧入口阀组件126可以被配置为将热导管连接件126b与热泵连接件126a流体地断开连接。一旦可逆热泵组件100被设定成冷却模式，第二侧出口阀组件136可以被配置为将热泵连接件136a与加热回路连接件136b流体地断开连接。
因此，热泵110被配置为将热量从第一侧120传递至第二侧130或反之亦然。这种热泵110可以被称为可逆热泵。可逆热泵可以包括第一侧线圈112、第二侧线圈114和换向阀116。
一旦热泵组件100被设定成加热模式，第一侧线圈112被配置为用作蒸发器，第二侧线圈114被配置为用作冷凝器，并且换向阀116被设定为使得热泵110的制冷剂从第一侧线圈112流动至第二侧线圈114。因此，从第一侧线圈112(充当蒸发器)流动的制冷剂将热能从热能网10运送到热泵110的第二侧130。蒸气温度在热泵110内通过对其进行压缩而增加。第二侧线圈114(充当冷凝器)然后将热能(包括来自压缩的能量)传递至热泵110的第二侧出口134。传递的热量将对加热回路140的传热液体进行加热。制冷剂然后被允许膨胀，并且因此冷却，并且在第一侧线圈112(充当蒸发器)中从热能网10吸收热量，并且循环重复。
一旦热泵组件100被设定成冷却模式，第二侧线圈114被配置为用作蒸发器，第一侧线圈112被配置为用作冷凝器，并且换向阀116被设定为使得热泵110的制冷剂从第二侧线圈114流动至第一侧线圈112。因此，一旦热泵组件100被设定成冷却模式，循环类似于以上结合热泵组件100被设定成加热模式所讨论的循环，但是第一侧线圈112现在是冷凝器并且第二侧线圈114(其达到较低的温度)是蒸发器。
热泵组件100可以进一步包括第一侧出口阀组件128。第一侧出口阀组件128包括连接至第一侧出口124的热泵连接件128a、被布置为连接至热能网10的热导管12的热导管连接件128b、以及被布置为连接至热能网10的冷导管14的冷导管连接件128c。第一侧出口阀组件128的所有连接件128a-c被配置为将第一侧出口阀组件128流体地连接至相应的装置/导管。可以使用管道进行任何这种连接。因此，热泵连接件128a被配置为将第一侧出口阀组件128与热泵110的第一侧出口124流体地连接。热导管连接件128b被布置为将第一侧出口阀组件128与热能网10的热导管12流体地连接。冷导管连接件128c被布置为将第一侧出口阀组件128与热能网10的冷导管14流体地连接。一旦可逆热泵组件100被设定成加热模式，第一侧出口阀组件128被配置为将热泵连接件128a与冷导管连接件126c流体地连接。一旦可逆热泵组件100被设定成加热模式，第一侧出口阀组件128可以被配置为将热泵连接件128a与热导管连接件128b流体地断开连接。一旦可逆热泵组件100被设定成冷却模式，第一侧出口阀组件128被配置为将热泵连接件128a与热导管连接件128b流体地连接。一旦可逆热泵组件100被设定成冷却模式，第一侧出口阀组件128可以被配置为将热泵连接件128a与冷导管连接件128c流体地断开连接。
热泵组件100可以进一步包括第二侧入口阀组件138。第二侧入口阀组件138包括连接至第二侧入口132的热泵连接件138a、被布置为连接至加热回路140的加热回路连接件138b、以及被布置为连接至冷却回路150的冷却回路连接件138c。第二侧入口阀组件138的所有连接件138a-c被配置为将第二侧入口阀组件138流体地连接至相应的装置/回路。可以使用管道进行任何这种连接。因此，热泵连接件138a被配置为将第二侧入口阀组件138与热泵110的第二侧入口132流体地连接。加热回路连接件138b被布置为将第二侧入口阀组件138与加热回路140流体地连接。冷却回路连接件138c被布置为将第二侧入口阀组件138与冷却回路150流体地连接。一旦可逆热泵组件100被设定成加热模式，第二侧入口阀组件138被配置为将热泵连接件138a与加热回路连接件138b流体地连接。一旦可逆热泵组件100被设定成加热模式，第二侧入口阀组件138可以被配置为将热泵连接件138a与冷却回路连接件136c流体地断开连接。一旦可逆热泵组件100被设定成冷却模式，第二侧入口阀组件138被配置为将热泵连接件138a与冷却回路连接件138c流体地连接。一旦可逆热泵组件100被设定成冷却模式，第二侧入口阀组件138可以被配置为将热泵连接件138a与加热回路连接件138b流体地断开连接。
热泵组件100可以进一步包括热泵组件模式控制器108a。热泵组件模式控制器108a被配置为将热泵组件100设定成加热模式或冷却模式。这可以例如通过将热泵组件模式控制器108a配置为控制热泵110、第一侧入口阀组件126和/或第二侧出口阀组件136来进行。热泵组件模式控制器108a可以进一步被配置为控制第一侧出口阀组件128。热泵组件模式控制器108a可以进一步被配置为控制第二侧入口阀组件138。热泵组件模式控制器108a通常是软件实现的。然而，热泵组件模式控制器108a可以是硬件和软件组合实现方式。热泵组件模式控制器108a的软件部分可以在处理单元上运行。热泵组件模式控制器108a被配置为向热泵组件100的要由热泵组件模式控制器108a控制的组件部分发送控制信号。
热泵组件模式控制器108a可以被配置为基于指示在安装有热泵组件100的建筑物5中需要什么加热和/或冷却需求的一个或多个需求信号来将热泵组件100设定成加热模式或冷却模式。因此，热泵组件模式控制器108a被配置为从安装有热泵组件100的建筑物5的加热系统和冷却系统接收一个或多个需求信号。建筑物5的每个加热系统包括连接至热泵组件100的一个或多个加热回路140。建筑物5的每个冷却系统包括连接至热泵组件100的一个或多个冷却回路150。加热系统的示例是热水生产系统(例如，家用热水生产系统)、舒适加热系统和过程加热系统。冷却系统的示例是舒适冷却系统和过程冷却系统。热泵组件模式控制器108a可以被配置为不同地划分来自不同的加热系统和冷却系统的需求的优先级。例如，热泵组件模式控制器108a可以被配置为使热水生产系统的优先级高于舒适加热系统或冷却系统。热泵组件模式控制器108a可以被配置为设定多个加热回路140中的哪一个加热回路被提供来自热泵组件100的加热。热泵组件模式控制器108a可以被配置为设定多个冷却回路150中的哪一个冷却回路被提供来自热泵组件100的冷却。
热泵组件100可以进一步包括压力差确定装置106。压力差确定装置106被配置为确定热能回路10的热导管12与冷导管14的传热液体之间的局部压力差Δp。优选地，在热泵组件100连接至热能回路10的位置附近测量Δp。压力差确定装置106可以包括热导管压力确定装置106a和冷导管压力确定装置106b。热导管压力确定装置106a被布置为连接至热导管12，以用于测量热导管12的传热液体的局部压力p1h。冷导管压力确定装置106b被布置为连接至冷导管14，以用于测量冷导管14的传热液体的局部压力p1c。压力差确定装置106被配置为将Δp确定为热导管12的传热液体的局部压力与冷导管14的传热液体的局部压力之间的压力差。
压力差确定装置106可以实现为硬件装置、软件装置或其组合。消耗组件压力差确定装置106被布置为生成指示消耗组件局部压力差Δp的局部压力差信号。压力差确定装置106可以被配置为将局部压力差信号发送至流动模式控制器108b。流动模式控制器108b通常是软件实现的。然而，流动模式控制器108b可以硬件和软件组合实现方式。流动模式控制器108b的软件部分可以在处理单元上运行。流动模式控制器108b和热泵组件模式控制器108a可以被实现为单个装置。
热泵组件100可以进一步包括流动控制器101。流动控制器101被配置为控制从热能网10到热泵110的传热流体的流动。因此，流动控制器101连接在热能网10与热泵110之间。流动控制器101可以连接在第一侧入口阀组件126与第一侧入口122之间。这是优选的，因为仅需要一个流动控制器101。因此，热泵110经由流动控制器101连接至热能网10。流动控制器101选择性地被设定成泵送模式或流动模式。基于根据下式的热泵组件局部输送压差Δpdp将流动控制器101选择性地设定成泵送模式或流动模式：
Δpdp＝Δp+Δpche
其中，Δpche是用于克服热泵110以及可能还有第一侧入口阀组件126和/或第一侧出口阀组件128上的压降的压差。这将在下面更详细地讨论。流动模式控制器108b可以被配置为将流动控制器101设定成泵送模式或流动模式。流动控制器101的实施例可以例如在同一申请人的PCT/EP 2017/083077中找到。
一旦设定成泵送模式，流动控制器101被配置为充当用于将传热液体从热能网10泵送到热泵110中的泵104。因此，一旦流动控制器101被设定成泵送模式，来自热能网10的传热液体被泵送到热泵110中。一旦设定成流动模式，流动控制器101被配置为充当用于允许来自热能网10的传热液体流动到热泵110中的流动调节器102。流动调节器102可以被视为阀。因此，一旦流动控制器101被设定成流动模式，来自热能网10的传热液体被允许流动到热泵110中。再次地，允许来自热能网10的传热液体流动到热泵110中或者将传热液体从热能网10泵送到热泵110中的选择是基于热泵组件局部输送压差Δpdp做出的。
流动模式控制器108b被配置为将流动控制器101选择性地设定成泵送模式或流动模式。在泵送模式下，流动控制器101充当泵104。在流动模式下，流动控制器101充当流动调节器102。因此，流动控制器101被配置为选择性地充当泵104或流动调节器102。流动控制器101被配置为一旦充当泵104就将传热液体泵送通过流动控制器101。流动控制器101被配置为一旦充当流动调节器102就允许传热液体流过流动控制器101。
在热能回路10中，在热导管12与冷导管14中的传热液体之间的压差可以随时间改变。更确切地，在热导管12与冷导管14的传热液体之间的压差可以改变以使得压差从正变为负，或反之亦然。取决于热能回路10的热导管12与冷导管14之间的变化的压差并且取决于可逆热泵组件100被设定成加热模式还是冷却模式，热能回路10的传热液体有时需要被泵送通过可逆热泵组件100，并且热能回路10的传热液体有时需要被允许流过可逆热泵组件100。下面直接给出一些示例。
假设可逆热泵组件100被设定成加热模式。因此，热能回路10的传热液体被设定成从热导管12经由热泵110的第一侧120传递至冷导管14。在热泵组件局部输送压差Δpdp指示热导管12中的局部压力比冷导管14中的局部压力更高的情况下，流动控制器101应被设定为允许传热液体流流过流动控制器101。因此，流动模式控制器108b被配置为将流动控制器101设定成流动模式。在热泵组件局部输送压差Δpdp指示热导管12中的局部压力比冷导管14中的局部压力更低的情况下，流动控制器101应被设定为将传热液体流从热导管12泵送至冷导管14。因此，流动模式控制器108b被配置为将流动控制器101设定成泵送模式。
假设可逆热泵组件100被设定成冷却模式。因此，热能回路10的传热液体被设定成从冷导管14经由热泵110的第一侧120传递至热导管16。在热泵组件局部输送压差Δpdp指示冷导管14中的局部压力比热导管12中的局部压力更高的情况下，流动控制器101应被配置为允许传热液体流流过流动控制器101。因此，流动模式控制器108b被配置为将流动控制器101设定成流动模式。在热泵组件局部输送压差Δpdp指示冷导管14中的局部压力比热导管12中的局部压力更低的情况下，流动控制器101应被配置为将传热液体流从冷导管14泵送至热导管12。因此，流动模式控制器108b被配置为将流动控制器101设定成泵送模式。
流动模式控制器108b还可以被配置为控制传热液体的穿过流动控制器101的流速。相应地，流动模式控制器108b还可以被配置为控制流动控制器101的泵104以使得由泵104泵送的传热液体的流速受到控制。此外，流动模式控制器108b还可以被配置为控制流动调节器102以使得流过流动控制器101的传热液体的流速受到控制。
可逆热泵组件100可以进一步包括热导管温度确定装置105a和冷导管温度确定装置105b。热导管温度确定装置105a被布置为连接至热导管12，以用于测量热导管12的传热液体的局部温度th。冷导管温度确定装置105b被布置为连接至冷导管14，以用于测量冷导管14的传热液体的局部温度tc。热导管温度确定装置105a和冷导管温度确定装置105b可以连接至流动模式控制器108b，以用于向其传送th和tc。
可逆热泵组件100可以进一步包括出口温度确定装置105c。出口温度确定装置105c被布置为连接至返回导管，该返回导管将热泵110的第一侧出口124与第一侧出口阀组件128连接。出口温度确定装置105c被布置为测量离开热泵110的第一侧出口124并且返回到热能回路10的传热液体的出口温度t返回。出口温度确定装置105c可以连接至流动模式控制器108b，以用于向其传送t返回。
不同的温度th、tc和t返回可以用于控制热能回路10的传热液体的穿过热泵110的流速。一旦可逆热泵组件100被设定成加热模式，流速优选地被控制成使得t返回＝tc。一旦可逆热泵组件100被设定成冷却模式，流速优选地被控制成使得t返回＝th。替代性地或组合地，并且独立于可逆热泵组件100被设定成加热模式还是冷却模式，热能回路10的传热液体的流过热泵110的流速可以被控制成使得热泵110在限定的温度差下吸入或散发热量。8℃至10℃的温度差对应于流过热泵110的最佳流动。热能回路10的传热液体的流过热泵110的流速可以由流动模式控制器108b通过控制流过流动控制器101的流速来控制。
因此，披露了一种可逆热泵组件100。热泵组件100包括具有第一侧120和第二侧130的热泵110。热泵110被配置为将热量从第一侧120传递至第二侧130或反之亦然。热泵组件100进一步包括第一侧入口阀组件126，该第一侧入口阀组件具有连接至第一侧120的热泵连接件126a、以及被布置为连接至包括热导管12和冷导管14的热能网10的热导管连接件126b和冷导管连接件126c。热泵组件100进一步包括第二侧出口阀组件136，该第二侧出口阀组件具有连接至第二侧130的热泵连接件136a、以及被布置为相应地连接至加热回路130和冷却回路140的加热回路连接件136b和冷却回路连接件136c。可逆热泵组件100被配置为选择性地被设定成加热模式或冷却模式。在加热模式下，热泵110被配置为将热量从第一侧120传递至第二侧130。在加热模式下，第一侧入口阀组件126被配置为将热导管连接件126b与热泵连接件126a流体地连接。在加热模式下，第二侧出口阀组件136被配置为将热泵连接件136a与加热回路连接件136b流体地连接。在冷却模式下，热泵110被配置为将热量从第二侧130传递至第一侧120。在冷却模式下，第一侧入口阀组件126被配置为将冷导管连接件126c与热泵连接件126a流体地连接。在冷却模式下，第二侧出口阀组件136被配置为将热泵连接件136a与冷却回路连接件136c流体地连接。
此外，提供了一种区域热能分配系统1，包括热导管12和冷导管14。区域热能分配系统1还包括一个或多个可逆热泵组件100。相应地，区域热能分配系统1包括热能回路10，该热能回路包括用于允许传热液体流过的热导管12和冷导管14。区域热能分配系统1进一步包括一个或多个可逆热泵组件100。根据以上已经披露的内容，该一个或多个可逆热泵组件100可以经由流动控制器101连接至热能回路10。流动控制器101基于热导管12与冷导管14的传热液体之间的局部压力差而选择性地设定成泵送模式或流动模式。替代性地或此外，区域热能分配系统1可以包括一个或多个可逆热泵组件100，该一个或多个可逆热泵组件经由阀(例如，流动调节器)和泵选择性地连接至热能回路10。因此，代替使用根据上述的流动控制器101，可逆热泵组件100可以经由阀和经由泵来连接至热能回路10。取决于可逆热泵组件100的模式并且取决于热能回路10的热导管12与冷导管14之间的在可逆热泵组件100与热能回路10之间的连接处的局部压力差，使用阀或泵来使热能回路10的传热液体流过可逆热泵组件100的热泵110的第一侧120。
优选地，使用可逆热泵组件100吸入或散发热量的需求是在限定的温度差下做出的。8℃至10℃的温度差对应于流过热泵110的最佳流动。
热导管12与冷导管14之间的局部压力差可以沿着热能回路10而变化。特别地，从热导管12和冷导管14之一来看，热导管12与冷导管14之间的局部压力差可以从正压力差变为负压力差。因此，特定的可逆热泵组件100有时可能需要将热能回路10的传热液体泵送通过对应的热泵110，并且可逆热泵组件100有时可能需要使热能回路10的传热液体流过对应的热泵110。相应地，将能够使区域热能分配系统1内的所有泵送在可逆热泵组件100中发生。因此，提供了易于建造的区域热能分配系统1。进一步地，提供了易于控制的区域热能分配系统1。此外，由于所需的流动和压力有限，因此流动控制器101的泵组件可以基于频率控制的循环泵。
本领域的技术人员认识到，本发明决不局限于以上描述的优选实施例。相反地，在所附权利要求的范围内，许多修改和变化是可能的。
例如，在以上讨论的实施例中，流动模式控制器108b和热泵组件模式控制器108a被讨论为实现为单个装置。然而，这两个不同的模式控制器108a、108b的功能可以分布在不同的物理装置上。例如，一个装置(充当热泵组件模式控制器108a)可以被配置为控制可逆热泵组件100被设定成加热模式或冷却模式，另一个装置(充当流动模式控制器108b)可以被配置为控制流动控制器101应被设定成流动模式还是泵送模式。这两个不同的装置可以被配置为彼此通信。
另外，所披露的实施例的变化是技术人员在实践所要求保护的发明时通过学习附图、披露内容、以及所附权利要求而可以理解并实现的。

Claims (13)

1.一种可逆热泵组件(100)，包括：
具有第一侧(120)和第二侧(130)的热泵(110)，该第一侧(120)具有允许传热液体流过该热泵(110)的第一侧(120)的第一侧入口(122)和第一侧出口(124)，该第二侧(130)具有允许传热液体流过该热泵(110)的第二侧(130)的第二侧入口(132)和第二侧出口(134)，该热泵(110)被配置为将热量从该第一侧(120)传递至该第二侧(130)或反之亦然；
第一侧入口阀组件(126)，该第一侧入口阀组件包括：
至该第一侧入口(122)的热泵连接件(126a)；
可连接至热能网(10)的热导管(12)的热导管连接件(126b)，该热导管(12)被配置为允许第一温度的传热液体流过；以及
可连接至该热能网(10)的冷导管(14)的冷导管连接件(126c)，该冷导管(14)被配置为允许第二温度的传热液体流过，该第二温度低于该第一温度；以及
第二侧出口阀组件(136)，该第二侧出口阀组件包括：
至该第二侧出口(134)的热泵连接件(136a)；
可连接至加热回路(140)的加热回路连接件(136b)，该加热回路被配置为允许传热液体流过；以及
可连接至冷却回路(150)的冷却回路连接件(136c)，该冷却回路被配置为允许传热液体流过；以及
热泵组件模式控制器(108a)，该热泵组件模式控制器被配置为将该可逆热泵组件(100)选择性地设定成加热模式或冷却模式，
其中，在该加热模式下，该热泵组件模式控制器(108a)被配置为：
将该热泵(110)设定为将热量从该第一侧(120)传递至该第二侧(130)；
将该第一侧入口阀组件(126)设定为将该热导管连接件(126b)与该热泵连接件(126a)流体地连接；以及
将该第二侧出口阀组件(136)设定为将该热泵连接件(136a)与该加热回路连接件(136b)流体地连接；
其中，在该冷却模式下，该热泵组件模式控制器(108a)被配置为：
将该热泵(110)设定为将热量从该第二侧(130)传递至该第一侧(120)；
将该第一侧入口阀组件(126)设定为将该冷导管连接件(126c)与该热泵连接件(126a)流体地连接；以及
将该第二侧出口阀组件(136)设定为将该热泵连接件(136a)与该冷却回路连接件(136c)流体地连接。
2.根据权利要求1所述的可逆热泵组件(100)，
其中，该第二侧出口阀组件(136)包括多个加热回路连接件(136b)，该多个加热回路连接件各自可连接至多个加热回路(140)中的一个加热回路，每个加热回路(140)被配置为允许传热液体流过；并且
其中，在该加热模式下，该热泵组件模式控制器(108a)被配置为将该第二侧出口阀组件(136)设定为将该热泵连接件(136a)与这些加热回路连接件(136b)中的一个加热回路连接件流体地连接，由此设定该多个加热回路(140)中的哪一个加热回路被提供来自该热泵组件(100)的加热。
3.根据权利要求2所述的可逆热泵组件(100)，其中，该热泵组件模式控制器(108a)被配置为：在第一时间点将该第二侧出口阀组件(136)设定为将该热泵连接件(136a)与这些加热回路连接件(136b)中的一个加热回路连接件流体地连接，以及在第二时间点将该第二侧出口阀组件(136)设定为将该热泵连接件(136a)与这些加热回路连接件(136b)中的另一个加热回路连接件流体地连接，该第二时间点不同于该第一时间点。
4.根据权利要求1或2所述的可逆热泵组件(100)，
其中，该第二侧出口阀组件(136)包括多个冷却回路连接件(136c)，该多个冷却回路连接件各自可连接至多个冷却回路(150)中的一个冷却回路，每个冷却回路(150)被配置为允许传热液体流过；并且
其中，在该冷却模式下，该热泵组件模式控制器(108a)被配置为将该第二侧出口阀组件(136)设定为将该热泵连接件(136a)与这些冷却回路连接件(136c)中的一个冷却回路连接件流体地连接，由此设定该多个冷却回路(150)中的哪一个冷却回路被提供来自该热泵组件(100)的冷却。
5.根据权利要求4所述的可逆热泵组件(100)，其中，该热泵组件模式控制器(108a)被配置为：在第一时间点将该第二侧出口阀组件(136)设定为将该热泵连接件(136a)与这些冷却回路连接件(136c)中的一个冷却回路连接件流体地连接，以及在第二时间点将该第二侧出口阀组件(136)设定为将该热泵连接件(136a)与这些冷却回路连接件(136c)中的另一个冷却回路连接件流体地连接，该第二时间点不同于该第一时间点。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的可逆热泵组件(100)，
其中，该热泵组件模式控制器(108a)被配置为接收来自该多个加热回路(140)和/或该多个冷却回路(150)的需求信号；并且
其中，该热泵组件模式控制器(108a)被配置为不同地划分这些需求的优先级。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的可逆热泵组件(100)，
其中，在该加热模式下，该热泵组件模式控制器(108a)被配置为：
将该第一侧入口阀组件(126)设定为将该冷导管连接件(126c)与该热泵连接件(126a)流体地断开连接；以及
将该第二侧出口阀组件(136)设定为将该热泵连接件(136a)与该冷却回路连接件(136c)流体地断开连接；并且
其中，在该冷却模式下，该热泵组件模式控制器(108a)被配置为：
将该第一侧入口阀组件(126)设定为将该热导管连接件(126b)与该热泵连接件(126a)流体地断开连接；以及
该第二侧出口阀组件(136)被配置为将该热泵连接件(136a)与该加热回路连接件(136b)流体地断开连接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的可逆热泵组件(100)，其中，该热泵(110)是可逆热泵，该可逆热泵包括第一侧线圈(112)、第二侧线圈(114)和换向阀(116)，
其中，一旦该热泵组件(100)被设定成该加热模式：
该第一侧线圈(112)被配置为用作蒸发器，
该第二侧线圈(114)被配置为用作冷凝器，并且
该换向阀(116)被设定为使得该热泵(110)的制冷剂从该第一侧线圈(112)流动至该第二侧线圈(114)；并且
其中，一旦该热泵组件(100)被设定成该冷却模式：
该第二侧线圈(114)被配置为用作蒸发器，
该第一侧线圈(112)被配置为用作冷凝器，并且
该换向阀(116)被设定为使得该热泵(110)的制冷剂从该第二侧线圈(114)流动至该第一侧线圈(112)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的可逆热泵组件(100)，进一步包括：
压力差确定装置(106)，该压力差确定装置适于确定该热导管与该冷导管(12；14)的传热液体之间的局部压力差Δp；
流动控制器(101)，该流动控制器连接在该热泵(110)的第一侧入口(122)与该第一侧入口阀组件(126)之间，其中，该流动控制器(101)被配置为选择性地被设定成泵送模式或流动模式，其中，一旦被设定成该泵送模式，该流动控制器(101)被配置为充当用于将传热液体从该热能网(10)泵送到该热泵(110)的第一侧入口(122)中的泵，并且其中，一旦被设定成流动模式，该流动控制器(101)被配置为充当用于允许将传热液体从该热能网(10)流动到该热泵(110)的第一侧入口(122)中的流动调节器；以及
流动模式控制器(108b)，该流动模式控制器被配置为基于该局部压力差选择性地控制该流动控制器(101)被设定成该泵送模式或该流动模式。
10.根据权利要求9所述的可逆热泵组件(100)，其中，该流动模式控制器(108b)进一步被配置为基于该可逆热泵组件(100)是被设定成该加热模式还是该冷却模式来将该流动控制器(101)设定成该泵送模式或该流动模式。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的可逆热泵组件(100)，进一步包括：
压力差确定装置(106)，该压力差确定装置适于确定该热导管与该冷导管(12；14)的传热液体之间的局部压力差Δp；
流动调节器(102)，该流动调节器连接在该热泵(110)的第一侧入口(122)与该第一侧入口阀组件(126)之间，其中，该流动调节器(102)被配置为允许将传热液体从该热能网(10)流动到该热泵(110)的第一侧入口(122)中；
泵(104)，该泵连接在该热泵(110)的第一侧入口(122)与该第一侧入口阀组件(126)之间，其中，该泵(104)被配置为将传热液体从该热能网(10)泵送到该热泵(110)的第一侧入口(122)中；以及
流动模式控制器(108b)，该流动模式控制器被配置为基于该局部压力差来选择性地激活该流动调节器(102)或该泵(104)，以用于将传热液体从该热能网(10)传递到该热泵(110)的第一侧入口(122)中。
12.根据权利要求11所述的可逆热泵组件(100)，其中，该流动模式控制器(108b)进一步被配置为基于该可逆热泵组件(100)是被设定成该加热模式还是该冷却模式来激活该流动调节器(102)或该泵(104)，以用于将传热液体从该热能网(10)传递到该热泵(110)的第一侧入口(122)中。
13.一种区域热能分配系统，包括：
热能网(10)，该热能网包括：
热导管(12)，该热导管被配置为允许第一温度的传热液体流过，以及
冷导管(14)，该冷导管被配置为允许第二温度的传热液体流过，该第二温度低于该第一温度；以及
多个根据权利要求1至12中任一项所述的可逆热泵组件(100)，其中，该多个可逆热泵组件(100)连接至该热能网(10)。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3825614A1 (en) * 2019-11-22 2021-05-26 E.ON Sverige AB Method for controlling a flow of heat transfer fluid in a district heating/cooling grid, control unit and system
EP3851748A1 (en) * 2020-01-16 2021-07-21 E.ON Sverige AB Thermal energy extraction assembly
EP3865778A1 (en) 2020-02-13 2021-08-18 E.ON Sverige AB Thermal energy assembly
EP3879187A1 (en) * 2020-03-12 2021-09-15 E.ON Sverige AB Improved efficiency for a heat extracting system and/or a heat depositing system
EP3916309A1 (en) * 2020-05-26 2021-12-01 E.ON Sverige AB Controlling of a district thermal energy distribution system
WO2023182915A1 (en) * 2022-03-21 2023-09-28 Qvantum Industries A heat pump system with different operating modes, a method, and a computer program product therefor

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE247959C (zh) *
EP0151493A2 (en) * 1984-02-09 1985-08-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Room-warming/cooling and hot-water supplying heat pump apparatus
CH671622A5 (en) * 1986-11-28 1989-09-15 Karl Hess Air conditioning plant - has heat circuits, pump, heat exchanger and ground probe, to return excess heat to ground
CN1139479A (zh) * 1994-01-24 1997-01-01 Abb安装公司 传递供热与/或制冷能量的方法与系统
CN2310950Y (zh) * 1998-08-04 1999-03-17 许承革 多功能分体壁挂式空气调节器
JP2012013357A (ja) * 2010-07-02 2012-01-19 Panasonic Corp ヒートポンプ式温水暖房装置
CN202204223U (zh) * 2011-08-26 2012-04-25 深圳百时得能源环保科技有限公司 一种加热和冷却的混水控制系统
CN202221130U (zh) * 2011-02-28 2012-05-16 无锡协丰节能技术有限公司 一种分布式区域集中供冷供热系统
CN102460024A (zh) * 2009-06-16 2012-05-16 Dec设计机械顾问有限公司 区域能量共享系统
CN102538291A (zh) * 2011-12-06 2012-07-04 安徽日源环保能源科技有限公司 一种区域三联供系统及其控制方法
CN102738905A (zh) * 2012-02-16 2012-10-17 中华电信股份有限公司 整合自然能源的储能与供能系统
CN203177289U (zh) * 2013-01-31 2013-09-04 福州斯狄渢电热水器有限公司 一种空气源热泵燃气综合供热供暖系统
CN104633842A (zh) * 2013-11-07 2015-05-20 格兰富控股联合股份公司 供热和/或冷却系统的调节方法和用于该系统的配送装置
CN104654448A (zh) * 2013-11-19 2015-05-27 格兰富控股联合股份公司 用于传热系统的控制方法以及这种传热系统
CN104676852A (zh) * 2015-02-06 2015-06-03 穆阳 测量建筑物内部各区域温度以控制制冷和采暖系统的方法
CN204513536U (zh) * 2015-02-14 2015-07-29 中节能（常州）城市节能研究院有限公司 一种新型多级泵区域供能系统
CN105940272A (zh) * 2014-02-20 2016-09-14 东芝开利株式会社 热源设备

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101175516B1 (ko) * 2010-05-28 2012-08-23 엘지전자 주식회사 히트펌프 연동 급탕장치
JP6052675B2 (ja) * 2013-04-25 2016-12-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ヒートポンプシステム制御装置、ヒートポンプシステム、および、ヒートポンプシステム制御方法
CA3003348A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-11 E.On Sverige Ab A local thermal energy consumer assembly and a local thermal energy generator assembly for a district thermal energy distibution system

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE247959C (zh) *
EP0151493A2 (en) * 1984-02-09 1985-08-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Room-warming/cooling and hot-water supplying heat pump apparatus
CH671622A5 (en) * 1986-11-28 1989-09-15 Karl Hess Air conditioning plant - has heat circuits, pump, heat exchanger and ground probe, to return excess heat to ground
CN1139479A (zh) * 1994-01-24 1997-01-01 Abb安装公司 传递供热与/或制冷能量的方法与系统
CN2310950Y (zh) * 1998-08-04 1999-03-17 许承革 多功能分体壁挂式空气调节器
CN102460024A (zh) * 2009-06-16 2012-05-16 Dec设计机械顾问有限公司 区域能量共享系统
CN104501276A (zh) * 2009-06-16 2015-04-08 Dec设计机械顾问有限公司 区域能量共享系统
JP2012013357A (ja) * 2010-07-02 2012-01-19 Panasonic Corp ヒートポンプ式温水暖房装置
CN202221130U (zh) * 2011-02-28 2012-05-16 无锡协丰节能技术有限公司 一种分布式区域集中供冷供热系统
CN202204223U (zh) * 2011-08-26 2012-04-25 深圳百时得能源环保科技有限公司 一种加热和冷却的混水控制系统
CN102538291A (zh) * 2011-12-06 2012-07-04 安徽日源环保能源科技有限公司 一种区域三联供系统及其控制方法
CN102738905A (zh) * 2012-02-16 2012-10-17 中华电信股份有限公司 整合自然能源的储能与供能系统
CN203177289U (zh) * 2013-01-31 2013-09-04 福州斯狄渢电热水器有限公司 一种空气源热泵燃气综合供热供暖系统
CN104633842A (zh) * 2013-11-07 2015-05-20 格兰富控股联合股份公司 供热和/或冷却系统的调节方法和用于该系统的配送装置
CN104654448A (zh) * 2013-11-19 2015-05-27 格兰富控股联合股份公司 用于传热系统的控制方法以及这种传热系统
CN105940272A (zh) * 2014-02-20 2016-09-14 东芝开利株式会社 热源设备
CN104676852A (zh) * 2015-02-06 2015-06-03 穆阳 测量建筑物内部各区域温度以控制制冷和采暖系统的方法
CN204513536U (zh) * 2015-02-14 2015-07-29 中节能（常州）城市节能研究院有限公司 一种新型多级泵区域供能系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
胡庆彦: "关于热水供暖系统二次网变压差调控节能实例分析", 《区域供热》 *

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Publication number Publication date
US20210364168A1 (en) 2021-11-25
CN112673211B (zh) 2022-08-12
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CA3098950A1 (en) 2019-11-21
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