CN114174725A - 建筑物的综合热管理 - Google Patents

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CN114174725A
CN114174725A CN202080054766.1A CN202080054766A CN114174725A CN 114174725 A CN114174725 A CN 114174725A CN 202080054766 A CN202080054766 A CN 202080054766A CN 114174725 A CN114174725 A CN 114174725A
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CN
China
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heat
processor
fluid
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water
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CN202080054766.1A
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基里尔·达杜尔
帕维尔·古列维奇
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Sowero Energy Co ltd
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Sowero Energy Co ltd
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Abstract

本发明一些实施例的一方面涉及用于在多个用户之间分配热量的集成系统。一些实施例中，系统包括对每个用户的热量分配的单独自动控制及/或对每个用户的单独计费。例如，系统可向建筑物及/或多个建筑物中的多个公寓供应热流体。可选地，每个公寓具有控制热流体到公寓的流动的多个单独遥控阀及/或感测有多少热量在热流体中进入及离开所述公寓的传感器。一些实施例中，处理器控制所述阀及/或从传感器接收数据。处理器可选地控制多个产生及/或存储及/或散热的装置。可选地，处理器预测能量可用性、成本及需求，控制阀和/或装置以提供预测及/或意料之外的需求，同时降低能量成本。

Description

建筑物的综合热管理
相关申请
本申请根据美国专利法35USC§119(e)主张2018年1月9日提交的美国临时专利申请第62/615,012号的优先权，其内容通过引用整体并入本文。
技术领域及背景技术
根据文章ICAE2013-189概念证明：Booysen等人的近实时家庭热水的大规模监控和控制。发表于International Conference on Applied Energy ICAE2013，2013年7月1-4日，南非比勒陀利亚论文ID：ICAE2013-189“高效能源管理的二个基本挑战是分销层面缺乏及时的需求和消费信息，以及无法在该层面响应控制供应。随着无线通信和机器对机器(machine-to-machine,M2M)网络的最新进展，已经为智能电网和家庭自动化提出了大量新的解决方案。然而，许多方法都集中在这些解决方案的通信和技术领域。在本文中，我们介绍了一个概念验证项目的设计和结果，其中18户家庭配备了远程实时监控和控制热水器的设备。所述系统利用SMART平台收集和整理遥测数据，并通过使用蜂窝网络传递命令。用户可以设置热水的开关时间，还可以每天以能源或货币单位监控消耗量。数据经过集中处理，可为公用事业公司提供有用的信息，例如每15分钟对系统的预期总需求、检测到的泄漏、压力突然下降、阳极耗尽以及单独控制每个气缸。”
在本发明的一些实施例中，本发明涉及用于管理建筑物中的热量的系统及方法，并且更具体地但不排他地，涉及用于在多住宅建筑物中的建筑物规模热量管理和公寓规模分布的集成。
其他背景技术包括日本专利第JP6367104号，德国专利申请第DE102010035271号，美国专利申请第20160161130号，欧洲专利第EP0085774号，韩国专利第KR101168538号，中国专利申请第CN101726036号以及美国专利第8099972号。
发明内容
除非另有定义，否则本文使用的所有技术和/或科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。尽管与本文所述的方法和材料相似或等效的方法和材料可以用于本发明的实施例的实践或测试，但示例性方法和/或材料在下文描述。如有冲突，以专利说明书(包括定义)为准。此外，这些材料、方法和示例仅是说明性的，并不意味着必然是限制性的。
根据本发明一些实施例的一个方面，提供了一种热共享的系统，包括：一可再生热的收集器，用于加热流体；多个使用的区域；一储水器，用于所述流体；多个遥控的阀，允许单独控制所述储水器与每个所述区域和所述收集器之间的流动；及一处理器，用于控制所述多个阀。
根据本发明的一些实施例，所述系统还包括多个本地控制器，所述多个本地控制器中的每一个控制相应的多个传感器及多个致动器；所述多个本地控制器的每一个与所述处理器通信。
根据本发明的一些实施例，每个所述本地控制器硬连线到所述多个传感器和所述多个致动器，而且所述中央控制器不直接与所述多个传感器和所述多个致动器通信。
根据本发明的一些实施例，所述中央控制器向所述多个本地控制器中的每一个发送相应的时间相关的目标函数，而且所述多个本地控制器的每一个根据各自的目标函数控制各自的多个传感器和多个致动器。
根据本发明的一些实施例，所述可再生热的收集器包含一太阳能集热器。
根据本发明的一些实施例，所述太阳能集热器包括多个单元，而且所述多个阀被布置成允许所述处理器在串联和并联连接之间切换所述多个单元和所述储水器之间的连接。
根据本发明的一些实施例，所述可再生热的收集器包含一热泵。
根据本发明的一些实施例，所述可再生热的收集器包含一热交换器，所述热交换器在所述处理器的控制下与废水接触。
根据本发明的一些实施例，所述可再生热的收集器包含一热泵，所述热泵在所述处理器控制下；所述热泵连接在所述储水器和所述热交换器之间，用于在所述废水和所述储水器之间传递热量。
根据本发明的一些实施例，所述多个阀布置成允许所述处理器反转所述多个区域中的至少一个与所述储水器之间的热流体的一方向。
根据本发明的一些实施例，所述多个阀布置成允许所述处理器控制所述多个区域中的至少一个与所述多个区域中的至少另一个之间的热流体。
根据本发明的一些实施例，所述系统还包括一热流体传感器，被定位为测量所述储水器和所述多个区域中的至少一个之间的热流体。
根据本发明的一些实施例，所述系统还包括多个热流体传感器，被定位为测量所述储水器和所述多个区域中的每一个之间的热流体。
根据本发明的一些实施例，所述系统还包括多个热传感器，被定位为测量在所述多个区域中的每一个的一温度。
根据本发明的一些实施例，向相应的用户收取传送到所述每个区域的热量的费用。
根据本发明的一些实施例，传送到所述每个区域的热量的计费费率根据传送的热量的时间而变化。
根据本发明的一些实施例，所述多个区域中的至少一个被限制为多住宅建筑物中的单一个住宅。
根据本发明的一些实施例，所述处理器配置为以一温度将流体传送到所述多个区域中的至少一个，所述温度低于传送到所述多个区域的另一个的流体的温度。
根据本发明的一些实施例，所述处理器配置为在一个时间段内以一第一温度传送流体，而且在不同时间段内以不同温度传送流体。
根据本发明的一些实施例，所述处理器配置为预测未来的使用和时间相关的能量输入。
根据本发明的一些实施例，所述处理器配置为响应于预测的需要改变存储在所述储水器中的热量。
根据本发明的一些实施例，所述处理器配置为预测未来的使用而且响应于预测的需要改变存储在所述多个区域中的至少一个的热量。
根据本发明的一些实施例，所述系统还包括一传感器，用于确定一用户的一位置，其中所述处理器接收来自所述传感器的输出，而且所述预测有考虑所述输出。
根据本发明的一些实施例，所述传感器包含GPS传感器、用电传感器、麦克风以及防盗报警器组件中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述系统还包括一主动热源，所述主动热源在所述处理器的控制下，而且所述处理器配置为根据预测的未来需要来激活所述主动热源。
根据本发明的一些实施例，一用户界面，所述用户界面配置为向所述处理器提供数据以改进对未来使用的预测。
根据本发明的一些实施例，所述用户界面提供给所述多个区域中的至少一个的所有者。
根据本发明的一些实施例，所述处理器编程用于跟踪热量使用和预测热量使用，而且基于跟踪改进预测。
根据本发明的一些实施例，所述处理器连接到一外部数据源，用于自动更新对所述预测的信息。
根据本发明的一些实施例，所述信息包含一天气预测。
根据本发明的一些实施例，所述处理器配置为响应于预测的热量供应过剩而增加对环境的热量损失。
根据本发明的一些实施例，所述处理器配置为评估所述系统的状况。
根据本发明的一些实施例，所述评估包含测量超时的热量损失。
根据本发明的一些实施例，所述评估包含测量随时间变化的热量损失。
根据本发明的一些实施例，所述评估包含确定一绝缘的一状态。
根据本发明的一些实施例，所述评估包含检测所述系统的一不当使用。
根据本发明的一些实施例，所述处理器还配置为收集设备性能的统计信息。
根据本发明的一些实施例，所述系统还包括：所述处理器还配置为建议改进所述系统硬件和所述系统使用中的至少一项。
根据本发明的一些实施例，所述系统还包括一振动传感器，配置为检测打开阀、关闭阀、一管道中的气泡、一泵中的问题、一压缩机中的问题以及水垢的存在中的至少一个。
根据本发明的一些实施例的一个方面，提供了一种管理热的方法，所述方法包括：预测未来供热及供热需求；利用一可再生资源收集热量；及向多个用户分配热量以满足一实际需求，其包括：控制多个自动的阀，用于调整多个使用的区域之间的分配以提高效率。
根据本发明的一些实施例，所述效率包含提高可再生资源相对于不可再生资源的使用比例、降低电网负荷以及降低成本中的至少一项。
根据本发明的一些实施例，所述方法还包括：收集关于用户的位置的数据；及根据所述位置调整控制及/或预测中的至少一个。
根据本发明的一些实施例，所述方法还包括：收集关于一分配的性能的数据；及发送建议以提高系统性能。
根据本发明的一些实施例，所述方法还包括：为从所述方法中获得边际收益的用户提供一激励。
根据本发明的一些实施例的一个方面，提供了一种主动热回收的系统，包括：一热泵；一阵列的至少一热交换器，用以接收废热；一输出流体，源自所述阵列被导引至所述热泵的加热及冷却的循环；及一热获取系统，用于使用来自所述热泵的一热循环的热量。
根据本发明的一些实施例，所述废热包含来自一建筑物的温废水。
根据本发明的一些实施例，所述热获取系统输出热水至所述建筑物。
根据本发明的一些实施例，所述废热包含来自一太阳能热系统的过热流体。
根据本发明的一些实施例，所述废热被转移到废水流体中。
根据本发明的一些实施例，在包含所述废热的输入流体和来自所述热获取系统的热输出流体之间存在至少二个壁。
根据本发明的一些实施例的一个方面，提供了一种回收热的方法，所述方法包括：将温废流体送入一热交换器阵列；将来自所述热交换器阵列的热量引导至一热泵的一冷循环；及用所述热泵的一热循环加热家庭用的水。
根据本发明的一些实施例，从所述热交换阵列引导到所述热泵的冷循环的所述热量包括热流体。
根据本发明的一些实施例，所述温废流体包括来自建筑物的废水，其中所述引导是至所述建筑物的一热水系统。
根据本发明的一些实施例的一个方面，提供了一种用于N个用户的共享的多用户住宅太阳能热水系统，所述系统具有至少N个热存储单元，能够动态改变热路径及/或断开/在运行时绕过/隔离/重新路由系统的部分。所述系统包括管道、泵和至少一监控系统，并做出热路由决策的控制器，以及可操作地耦合到系统的多个传感器(可能是无线或有线的)，包括但不限于N个温度传感器、N个流量传感器和至少一个备用加热器。配置更改可以作为对不断变化的条件或预测事件的响应来完成。
根据本发明的一些实施例，热存储器被合并到一个容器中。
根据本发明的一些实施例，其测量值接近和/或可从其他传感器值推导出来的传感器被更少的传感器代替。
根据本发明的一些实施例，所述系统包括一开关模块，其中一部分流量计和温度传感器作为热量表。
根据本发明的一些实施例，安装了可能不直接用于系统操作的附加传感器，包括但不限于空气质量传感器、噪声传感器、湿度传感器、日照传感器、烟雾探测器、运动探测器以及存在传感器等。
根据本发明的一些实施例，传感器可以共享实施例和/或控制电子器件和/或电源。
根据本发明的一些实施例，所述系统连接到云端和/或远程控制中心。
根据本发明的一些实施例，软件能够预测热量产生或从远程获得热量。
根据本发明的一些实施例，软件能够通过本地或远程学习系统预测每个用户或每个系统部分的热量消耗模式和数量。
根据本发明的一些实施例，对一组用户和/或个人进行预测。
根据本发明的一些实施例，用户可以指定和/或纠正和/或限制他的预期消耗，例如通过互联网和/或专用应用程序。
根据本发明的一些实施例，所述系统可以在每次使用之前基于预测的或供应的使用模式来制备热水，以减少热水等待时间和/或冷水浪费，同时在不需要热水时减少热量损失。
根据本发明的一些实施例，用户可以指定入口热水的最低温度。
根据本发明的一些实施例，所述系统在热水源附近使用显式或隐式人体存在传感器(运动检测、移动/可穿戴设备跟踪、按钮、红外传感器或其他可用于此目的的传感器)，并且可以启发式地决定在最近或最可能的热水出口处准备热水以响应此事件。
根据本发明的一些实施例，热水被保留直到它达到指定的最低温度以减少冷水浪费或用于其他目的。
根据本发明的一些实施例，所述控制器能够监测系统和/或单独的设备性能并检测异常和/或收集统计数据。
根据本发明的一些实施例，使用和/或性能统计和/或原始或处理后的传感器数据存储在云端中。
根据本发明的一些实施例，所述系统对其部件或系统整体执行热力学模拟，包括但不限于流动模拟、热损失模拟和单独的设备模型。
根据本发明的一些实施例，所述系统学习实际的装置和/或子系统性能和/或热流和分布。
根据本发明的一些实施例，所述系统检测单个装置退化或未来故障。
根据本发明的一些实施例，所述系统检测子系统退化或未来故障。
根据本发明的一些实施例，所述系统向感兴趣/订阅方和/或控制中心警告问题。
根据本发明的一些实施例，所述系统将热力学模拟和学习相结合以获得准确的设备和/或子系统性能和/或热流和分布。
根据本发明的一些实施例，所述系统根据用户偏好(成本及/或温度精度和/或备用加热使用和/或设备磨损)优化热路由。所述系统可以考虑天气预报、预测或指定消耗、用户预算、热量分布和损失、检测到的异常和/或故障、设备配置文件、给定天气条件下给定时间下的备用加热成本，例如但不限于变化电费。
根据本发明的一些实施例，优化考虑了给定天气条件下的装置CoP及/或设备的优选操作模式。
根据本发明的一些实施例，所述热存储单元的系统包括长期存储单元。
根据本发明的一些实施例，所述系统检测建筑物中的泄漏。
根据本发明的一些实施例，所述系统在检测时防止泄漏。
根据本发明的一些实施例，所述系统检测热交换器和/或管道和/或管道互连中的泄漏。
根据本发明的一些实施例，所述系统检测一个或多个公寓中的泄漏。
根据本发明的一些实施例，所述系统检测热交换器和/或一个或多个存储单元中的泄漏。
根据本发明的一些实施例，所述系统在检测时防止泄漏。
根据本发明的一些实施例，所述系统包括集成计费系统。
根据本发明的一些实施例，所述系统包括综合能源配额系统。
根据本发明的一些实施例，所述系统包括具有多个控制按钮和/或用于系统监控的显示器的专用控制接口装置。
根据本发明的一些实施例，所述系统根据预先通过浏览器和/或应用程序、信使(包括但不限于WhatsApp、Telegram、Messenger)和/或SMS提供的用户指令来安排热水供应和配额及/或专用控制器。
根据本发明的一些实施例，所述系统由操作员从远程控制中心远程控制。
根据本发明的一些实施例，检测故障/异常向相关/订阅方触发警报。
根据本发明的一些实施例，所述系统与故障子系统一起运行，这些子系统可以安全地被禁用。
根据本发明的一些实施例，所述系统在没有安装太阳能子系统或太阳能子系统发生故障的情况下运行。
根据本发明的一些实施例，所述系统与构成更大系统的任何其他系统协作，所述系统具有执行系统间和系统内能量交换、优化和/或能量销售的能力。
根据本发明的一些实施例，其中每个协作系统可以具有自己的优化目标和优先级，并且这些目标的优先级可以在系统之间自动协商。
根据本发明的一些实施例，其中协作系统跨越多于一个建筑物并且可以形成区域能源中心。
根据本发明的一些实施例，当协作多个系统连接几个区域能源中心时。
根据本发明的一些实施例，所述系统防止使用当前有效的、未撤销的数字证书或其他认证方法手段的技术人员进行维修和/或安装和/或激活。
根据本发明的一些实施例，其中所述系统发送关于故障和/或异常和/或为修复它们而执行的维修动作的统计数据，同时伴随着所涉及的维修人员的唯一标识。
如本领域技术人员将理解的，本发明的一些实施例可以体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的一些实施例可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或结合软件和硬件方面的实施例的形式，这些都可以被统称为在此称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的一些实施例可以采取体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述计算机可读介质具有体现在其上的计算机可读程序代码。本发明的一些实施例的方法和/或系统的实现可以涉及手动、自动或它们的组合来执行和/或完成所选择的任务。此外，根据本发明的方法和/或系统的一些实施例的实际仪器和设备，几个选定的任务可以通过硬件、软件或固件和/或它们的组合来实现，例如，使用操作系统。
例如，用于执行根据本发明的一些实施例的选定任务的硬件可以实现为芯片或电路。作为软件，根据本发明的一些实施例的选定任务可以实现为由使用任何合适操作系统的计算机执行的多个软件指令。在本发明的示例性实施例中，根据本文所述的方法和/或系统的一些示例性实施例的一个或多个任务由数据处理器执行，例如用于执行多个指令的计算平台。可选地，数据处理器包括用于存储指令和/或数据的易失性存储器和/或用于存储指令和/或数据的非易失性存储器，例如磁性硬盘和/或可移动介质。可选地，还提供网络连接。还可选地提供显示器和/或诸如键盘或鼠标之类的用户输入装置。
一个或多个计算机可读介质的任何组合都可以用于本发明的一些实施例。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外线的或半导体系统、装置或设备，或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例(非详尽列表)将包括以下：具有一根或多根电线的电连接、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、磁存储设备，或上述任何合适的组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质可以是可以包含或存储程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的任何有形介质。
计算机可读信号介质可以包括例如在基带中或作为载波的一部分的其中包含计算机可读程序代码的传播数据信号。这种传播的信号可以采用多种形式中的任何一种，包括但不限于电磁、光或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是不是计算机可读存储介质并且可以通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的任何计算机可读介质。
包含在计算机可读介质上的程序代码和/或由此使用的数据可以使用任何适当的介质来传输，包括但不限于无线、有线、光纤电缆、RF等，或前述的任何合适的组合。
用于执行本发明的一些实施例的操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任意组合编写，包括诸如Java、Smalltalk、C++等的面向对象的编程语言和如“C”编程语言或类似的编程语言的常规过程编程语言。程序代码可以完全在用户计算机上、部分在用户计算机上、作为独立软件包、部分在用户计算机上和部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户的计算机，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或网状网络(例如ZigBee、BLEMesh)，或者可以连接到外部计算机(例如，通过互联网使用互联网服务提供商)。
下面可以参考根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本发明的一些实施例。应当理解的是，流程图和/或框图的每个块，以及流程图和/或框图中的块的组合，都可以通过计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以生产机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令，创建用于实现流程图和/或框图块或块中指定的功能/动作的装置。
这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读介质中，该介质可以指导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式运行，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括执行流程图和/或框图块或多个块中指定的功能/动作的指令的制品。
计算机程序指令还可以加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以在计算机上执行一系列操作步骤，其他可编程设备或其他设备以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图块或块中指定的功能/动作的过程。
本文描述的一些方法通常仅设计用于计算机使用，并且对于由人类专家纯粹手动执行可能不可行或不实用。想要手动执行类似任务的人类专家可能会使用完全不同的方法，例如，利用专家知识和/或人脑的模式识别能力，这将比手动完成本文描述的方法的步骤更有效。
可以通过网络，例如互联网，访问和/或共享数据和/或程序代码。例如，可以使用社交网络共享和/或访问数据。处理器可以包括远程处理能力，例如可通过网络(例如互联网)获得。例如，可以通过云计算访问资源。术语“云计算”是指通过公共网络，例如互联网，远程可用的计算资源的使用，并且可以例如以低成本和/或按小时提供。与这种公共网络进行电子通信的任何虚拟或物理计算机都可能作为计算资源可用。为了在安全的基础上通过云网络提供计算资源，访问云网络的计算机可以采用业界熟知的标准安全加密协议，例如SSL和PGP。
附图说明
本文仅通过示例的方式参考附图描述了本发明的一些实施例。现在详细地具体参考附图，强调所示的细节是示例性的并且出于对本发明实施例的说明性讨论的目的。在这点上，对本领域技术人员而言，结合附图进行的描述使如何实施本发明的实施例变得显而易见。
在附图中：
图1是根据本发明的一实施例的将共享能源与单独的能源需求相结合的方法的流程图说明。
图2A显示根据本发明的一实施例的闭环系统。
图2B显示根据本发明实施例的开环系统。
图3是说明根据本发明的一实施例的用于通过共享系统控制个性化供热的系统的框图。
图4显示根据本发明的实施例的具有由共享热水系统加热的独立水箱441的闭环系统。
图5显示根据本发明的一实施例的系统的示例性水平组成。
图6显示根据本发明的一实施例的系统的示例性垂直组成。
图7显示根据本发明的一实施例的系统的示例性混合组合物。
图8显示根据本发明实施例的具有共享水箱的示例性系统。
图9扩展了根据本发明实施例的热分配的系统。
图10是根据本发明的实施例在晴天随时间变化的能量平衡图。
图11是根据本发明的一实施例的阴天能量平衡随时间变化的图表。
图12是根据本发明一实施例的具有计算机化收集1200C和/或分布1200D系统的系统框图。
图13显示根据本发明的一实施例的具有主动热回收的示例性系统。
图14显示根据本发明的实施例的示例性实验系统。
具体实施方式
在本发明的一些实施例中，本发明涉及用于管理建筑物中的热量的系统和方法，并且更具体地但不排他地，涉及用于在多ge1住宅建筑物中的建筑物规模热量管理和公寓规模分布的集成。
本发明的一些实施例的一方面涉及用于在多个用户之间分配热量的集成系统。在一些实施例中，所述系统包括对每个用户的热量分配的单独的自动控制和/或对每个用户的单独计费。例如，所述系统可以向建筑物和/或多个建筑物中的多个公寓供应热流体。可选地，每个公寓都具有一个单独的遥控阀来控制加热流体到公寓的流动和/或一个传感器，所述传感器感测有多少热量在热流体中进入和离开公寓。在一些实施例中，处理器控制阀和/或从传感器接收数据。处理器可选地控制产生和/或存储和/或散热的装置。例如，可以有可再生热的收集器(例如太阳能集热器、与废水接触的热交换器)及/或主动热源(例如热泵和/或加热器)和/或热存储容器(例如地下加热容积和/或加热混凝土块和/或用于存储热流体的箱)。可选地，处理器预测能量可用性、成本和需求控制阀和/或设备以提供预测和/或意外需求，同时降低能量成本。例如，成本可以是货币成本和/或碳足迹和/或包括对可用性限制和/或未在所需时间输送热量的惩罚函数。
在一些实施例中，可以使用主动(例如，用于诱导热传递的热泵；与被动的纯扩散式热交换器相反)回收过程来回收热量。例如，可以从(i)灰水和/或(ii)污水中主动回收热量。例如，废热耦合(例如通过热泵)到加热系统的入口水。一般来说，系统(i)(仅从灰水中回收热量)在炎热的国家就足够了，而系统(ii)(从污水中回收热量，可选地附加到灰水中)在寒冷的国家是相关的。在某些条件下，这种基于回收的解决方案可能是建筑物中唯一的热水器。可替代地或另外地，热回收可以通过额外的加热器来补充。
其他可选功能：
1二面或多面墙可以将灰水/污水与干净的饮用水隔开。
2反转热泵可用作防止过热的措施，例如，用于太阳能热水系统。
3所述系统可以通过在热交换器中存储灰水/污水(例如将其用作水箱)并仅在具有成本效益时才运行热泵来提供需求转移能力。
附加地或替代地，主动恢复子系统可以包含双重用途的附加缓冲箱。例如，缓冲箱可用于：
1增加需求转移能力：例如，使用循环泵通过灰水热交换器，以便将热量(例如温废水)传递到水箱，在水箱中，热量将在以后更有效的时间从储存的水中主动提取；及/或
2重新利用热泵的冷端通过风机盘管进行建筑物冷却(类似于“废热”，这里所说的“废冷”)。
在一些实施例中，所述系统可以包括传感器。例如，传感器可用于跟踪用户和/或预测他的能量使用。例如，所述系统可以跟踪住宅中的用电量以确定是否有人在家和/或系统可以跟踪特定设备(例如，当卧室灯和/或浴室灯在早上点亮时，系统可以开始将热流体输送到住宅以减少热量传递的延迟)。替代地或附加地，所述系统可以从用户的位置传感器(例如公寓居民的手机的GPS传感器)接收更新。当用户远离他的公寓时，所述系统可以减少预计的需求和/或降低公寓中的水温，例如以减少散热。可选地，可以鼓励用户提供将改进预测的数据。例如，用户的计算设备上可能有一个应用程序，允许他向系统的处理器报告他何时在家或不在家(例如，他何时将使用更多或更少的热量)和/或他何时会有客人(例如需要额外的热量)。可选地，如果用户的使用是不可预测的，用户可能会因为增加的可预测性而在计费中获得奖励和/或被收取额外费用。
在一些实施例中，可以为共享废能的边缘用户定义激励。例如，用户使用非常有限的热水并获得从所述系统中获得的一点好处可能会在他的能源账单上获得回扣和/或在重新分配回收的能源时可能会得到优先考虑。
在一些实施例中，可以使用外部数据来改进对能量可用性和/或能量需求的预测。例如，所述系统的处理器可能会通过互联网接收更新的天气报告。天气报告可用于预测太阳能热系统的能量输入和/或储存的热量向大气的能量消散和/或能源使用(例如，人们在寒冷的日子可能使用更多的热水)。
在一些实施例中，所述处理器将平衡不同的热源和/或热存储相对于能源需求和成本的变化。例如，如果在能源昂贵的时候预计需要大于可再生能源的生产，则系统可以提前生产和/或储存能源。例如，能量可以存储在用户的单独热水箱中和/或共享热水箱中和/或其他形式的存储中(例如地下蓄热和/或可用于沉积热量的水泥块和/或取回热量)。
在一些实施例中，所述系统将包括中央处理器和/或多个本地处理器。例如，中央处理器将控制一般命令和/或目标和/或本地处理器之间的协调和/或监控本地处理器是否根据指令进行操作和/或监控网络的本地级功能之间的平衡。可选地，本地处理器将控制各个阀的打开和/或关闭和/或从各个传感器和/或紧急程序(例如局部过热保护)接收数据。将处理从中央处理器分配到本地处理器可以减少大型建筑物中的布线需求。例如，单个本地处理器可以硬连线到多个简单的传感器和/或致动器(例如，不具有网络通信能力，但输入和/或输出简单的电信号)。因此，所述系统有助于简单传感器(例如热电偶)和/或执行器(例如阀)的集中控制，而不需要中央控制器每个传感器和/或执行器之间的硬接线。例如，中央处理器将给出一般指令(例如，根据本文各个实施例中列出的任何指令和/或维持在本地的箱中的温度计划和/或能量需求计划(例如，用于能量需求)达到阈值，使用基于可再生和/或回收热量的建筑物共享资源的热量，对于超出阈值的能源使用，使用更昂贵的热源，例如本地热源。可选地，阈值可以是时间相关的(例如，阈值将在能量需求峰值时降低和/或在能量可用性增加时增加))。可选地，本地控制器将在没有中央处理器干预的情况下收集传感器数据和/或控制阀，直到中央处理器的策略发生变化。可选地，本地处理器将定期向中央处理器发送更新(例如，原始传感器数据和/或来自传感器数据和/或使用数据的统计数据)。在一些实施例中，分布式控制结构将增加系统的稳定性和/或使系统能够容忍区域之间的通信和/或同步问题。在一些实施例中，本地用户(例如，控制和/或拥有和/或居住在公寓和/或建筑物的一部分中的人)传达偏好(例如，在定义的时间段内本地热水的优选温度，对本地控制器和/或中央控制器的能源使用的优选策略[例如强调成本节约和/或强调热可用性])。可选地，中央控制器的相应通用指令和/或本地控制器的行为根据本地用户的偏好进行修改。
在详细解释本发明的至少一实施例之前，应当理解的是，本发明在其应用方面不一定限于在以下描述中阐述和/或在附图和/或实施例中说明的构件和/或方法的构造和布置的细节。本发明能够具有其他实施例或能够以各种方式实践或执行。
现在参考附图。
图1是根据本发明的实施例将共享能源与单独的能源需求相结合的方法的流程图说明。在一些实施例中，处理器接收收集数据150，并预测未来某个时间的能量需求154和/或可用能量资源156。可选地，基于预测的未来供应和需求，处理器更新160并执行能量平衡策略162。所述策略可能包括何时生产和/或储存多少能源，在什么时候使用哪种生产和/或储存，在什么时间分配多少能源和/或分配给谁，向用户传达什么/或何时传达以提高使用效率和/或有效性，和/或传达什么和/或何时传达修复和/或更换系统组件的建议。例如，所述系统可以向用户发送建议，建议他应该早点洗澡，以便以较低的成本使用热量。例如，系统可能会向用户建议他的家庭人口统计数据，他在晚上(淋浴时间)使用了大量的水，也许他应该进行海军淋浴和/或更换他的淋浴头。可选地，系统可以将建议作为消息发送(例如电子邮件和/或短消息服务(SMS)和/或通过社交网络和/或使用专用应用程序)。可选地，可以向系统管理员发送建议改进策略的消息，建议他与特定用户交谈，建议可能存在非法连接，和/或建议改进系统(例如用更高效的组件替换系统的组件和/或替换故障组件和/或修复故障组件)。
在一些实施例中，能量可用性和/或需求的预测基于用户提供123的数据、外部数据117和/或传感器数据120。例如，用户提供123关于他何时将使用或将不使用热量的数据。可替代地或附加地，用户可以设置将热传递到他的公寓和/或特定设备的偏好。例如，用户可以指定他愿意等待较长的等待时间来接收热水，而不是为热循环付费。例如，当用户下午锻炼后离开健身房时，他可以在他的电话上登录用户应用程序并指示系统处理器他将在半小时后到家时洗个热水澡。可选地，系统比较在所需时间获得所需热水的策略，并得出结论，他的热水器现在应该在有太阳能可用的情况下加热，这样他在日落后回家时就可以洗澡，而无需需要用电加热水。外部数据117可以包括关于预期天气的数据(例如温度和/或预期的阳光)和/或关于假期的信息(当人们可能使用与平时不同量的水时)。例如，基于用户人口(和/或个别家庭)的人口统计构成以及假期、假期行为和/或上学时间和/或一年中的时间的外部数据，所述系统可以预测一定部分的人口将在度假和/或调整预期的能源使用。在一些实施例中，处理器可以连接到传感器(例如，通过有线连接和/或通过网络和/或通过无线信号)。可选地，传感器读数将用于确定系统状态、预测未来需求和/或预测能源可用性。例如，传感器和/或传感器组可以测量蓄水池的温度、管道中的流速、提供给公寓的能量、流动流体的温度等。替代地或附加地，集成的供热和分配系统可以包括系统操作不直接需要的传感器。例如，这些传感器可用于跟踪建筑物居民的位置、他何时醒来、何时进入浴室等。传感器可以包括例如运动传感器、用电传感器、空气质量、湿度、日照传感器和/或监控摄像机。可选地，传感器可以使用内部无线通信能力将收集到的数据传输到云和/或系统的中央服务器。所述数据可用于规划能源策略160。例如，如果在高需求时间之前能量存储较低，则系统可能会建立存储的能量。例如，可以使用主动能量产生来建立存储的能量(例如，可以使用热泵从离开系统的温暖废水中吸收热量)。可替代地或另外地，如果在当天早些时候所有的能量存储都已满(例如，接近最高温度)，则系统可能会尝试损失能量(例如，如果太阳能热板开始过热，则安排一个空的蓄水池来释放热量以冷却太阳能电池板)。例如，热泵可用于将热量排放到废水中和/或存储中的热量可转移到存在较高耗散损失的区域)。
在一些实施例中，过去的行为可以用于更新152模型和/或改进预测(例如，如果太阳能热系统工作未达到规范，则可以向下调整预期的热供应)。基于传感器数据，处理器可以识别系统中的故障152。例如，如果离开储水箱的水在寒冷天气中始终比预期的温度低，则系统可能会将储水箱标记为怀疑其绝缘故障。可选地，将派工人修理该绝缘和/或处理器将进一步跟踪此干预行为是否和/或在多大程度上解决了问题。
在一些实施例中，为响应对未来需求的预测，处理器可能会寻求降低158成本的方法。例如，如果所述系统预测在高峰时间对热量的需求将大于太阳能热系统和/或废热回收系统的能力，那么系统可以储存热量(例如，在高峰时间之前使用热泵从废水中回收热量)。例如，系统可能会在整个需求可以用太阳能满足时消耗运行热泵的能量，以便为稍后的高峰时间添加足够的能量存储，以避免在高峰时间支付高额电费和/或避免在高峰时段用低效的加热组件加热水。
在一些实施例中，例如基于一些或所有上述考虑，处理器更新160策略，例如根据计划打开阀和/或激活系统以产生、存储和/或耗散能量和/或限制能量传递。例如，计划可以平衡各种输入和/或输出以实现期望的结果。例如，平衡策略可包括储存热量164(或消散储存的热量)、收集166可再生热量(例如来自太阳能集热器和/或与温废水接触的热交换器)、主动产生168热量(例如使用加热组件和/或热泵)(和/或主动散热，例如使用热泵)，和/或向用户输送170热量(和/或限制向用户输送热量)。可选地，有源组件可以连接到可再生的收集器。例如，热泵可用于集中来自太阳能加热流体和/或来自温废水加热的流体的能量。
图2A显示根据本发明的实施例的闭环系统。在一些实施例中，所述系统包括主动、可再生和被动收集器的混合以产生热流体(例如，太阳能集热器210和/或传统加热组件211(例如燃气燃烧器和/或电加热组件)和/或一对热交换器213、213'(例如用于从废水中回收热量)和/或热泵214(例如以允许主动控制热回收)。可选加热的流体在热发生器和热用户之间的闭合回路中再循环。热量可选地使用热交换器213”、散热器251和/或热泵从流体中获取，以加热水、空气和/或其他物质。可选地，处理器299控制流体的分配(例如通过控制一个或多个阀221)和/或热量的产生(或消散)，例如通过一个或多个致动器222和/或通过使用阀221来控制流动生成元素之间(系统中阀和传感器的不同位置例如在图4和8中示出)。
在一些实施例中，处理器可以接收来自传感器220的输入。例如，传感器可以报告来自用户域的热量流入和/或流出以用于计费和/或存储器的温度和/或流动液体的温度和/或管道中的流速和/或压力。处理器可以可选地接收来自用户接口223的输入。例如，用户可以在个人计算设备上具有允许他向处理器发出指令的应用程序。例如，指令可能与用户域(例如他的公寓)中的能源管理有关。在一些实施例中，处理器可以具有到外部网络217的连接，例如以接收相关信息(例如公用事业费率、天气预测、人口统计和/或技术信息)。可选地，处理器可以用建模和/或人工智能软件216和/或对能量使用的约束215来编程。例如，所述程序可用于提高能源使用效率。在一些实施例中，当系统具有额外的网络带宽时，可以使带宽对第三方设备可用，例如由系统服务的建筑物中的智能手机和/或计算机。
在一些实施例中，传感器220可以包括麦克风和/或另一个振动感测装置。可选地，振动测量装置可以包括集成的压电组件(换能器)。例如，这种换能器可以是流量计量装置的一部分。可选地，振动监测设备将在音频范围之外。例如，这可以避免获取可能用于侵犯隐私的数据(例如对话)。替代地或附加地，振动感测装置可以仅在短时间段内间歇地使用和/或被过滤和/或具有抑制输出的不当使用的质量。在一些实施例中，可以通过麦克风和/或振动传感器检测以下事件或数量中的一个或多个：
1阀打开/关闭(例如，用户手动操作，系统未启动)。
2电动阀操作的反馈(例如，验证它们没有卡住或烧坏)。
3流量检测(二进制)或估计(连续)。
4系统中的气泡：启用空气堵塞过滤。
5泵/压缩机/风扇/等。退化/故障前：不规则的异常模式和/或频率。
6内部加热器及其状态的反馈(例如开关反馈、水垢积聚)。
7管道中存在水垢(例如，通过自谐振的频移)。
在一些实施例中，可以使用振动传感器阵列。可以通过分析不同位置的不同信号来定位事件。多个传感器的输出可用于降噪和/或信号过滤。可以在本地和/或远程执行数据分析。例如，可以使用云端和互联网资源。在某些情况下，可能会分析和/或与外部数据库和/或系统历史比较未识别的噪声，可选地使用人工智能工具来提高系统识别重大事件的能力。
在一些实施例中，可以储存热量。例如，存储器225可以包括属于用户的各个箱。可选地，当用户的水箱用于储热时，他可能会得到补偿和/或进入和/或流出用户水箱的热流体将不计费。替代地或附加地，热流体可以存储在共享箱中。替代地或附加地，流体可用于加热固相储热介质(例如水泥块和/或地面)，然后可回收热量以供进一步使用。替代地或附加地，可以使用相变存储容器。任选地，相变存储器可以包括当热量被添加到存储器时熔化成液体并且当热量从存储器中回收时固化的固体。可选地，状态转变存储可以促进在小空间中以稳定温度存储大量能量。例如，当有额外的热量时，它可以可选地用于加热储水器。当系统需要热量时，可选择地从存储器中回收热量。可选地，所述系统包括热泵，以从温暖的存储器中提取热量和/或将其转移到高温循环流体中。
在一些实施例中，用户使用散热器251来用热流体加热空间。替代地或附加地，用户可以使用热交换器213”将热量从热流体传递到冷自来水271和/或产生热水252。在一些实施例中，热水252将在共享水箱中产生并发送给各个用户(例如，如图8所示)。替代地或附加地，一些或所有的个体用户可以具有个体热水箱并且可以将加热的流体供应给用户(例如，如图4所示)。可选地，热水252被使用，然后作为温废水处理。在一些实施例中，排水管212中的热交换器213用于从产生有用热量275的温废水和被处理掉的冷废水273中提取热量275。可选地，热泵214和/或热交换器213'用于提高来自温热源的热量并将其注入高温循环流体中。例如，热循环流体的温度范围可以在50到70摄氏度之间和/或在70到100摄氏度之间和/或在120到200摄氏度之间和/或100到120摄氏度之间。任选地，温暖的废水的温度范围可以在10到25度之间和/或25到50度之间。
图2B图示了根据本发明实施例的开环系统。在一些实施例中，平衡系统可用于加热冷输入水271。可选地，加热的水将直接供应给用户以供直接使用。
图3是说明根据本发明的实施例的用于通过共享系统控制个性化供热的系统的框图。在一些实施例中，一个或多个个体用户362、362'可以通过共享系统被供应加热流体和/或热饮用水。可替代地或附加地，可以存在用于一组用户的阀和/或可以存在用于单个用户的域内的不同设备的多个阀。可选地，对于每个用户和/或对于每个设备，存在单独的阀和/或阀控制器366、366'。本地阀控制器366、366'可以用与特定用户相关的共享例程和/或单独指令进行编程。例如，个人用户可以具有个人用户界面362、362'，通过这些个人用户界面他可以编程和/或控制他自己的热水系统(例如，他可以在不需要热水时关闭锅炉以节省成本和/或编程一个首选的水温)。替代地或附加地，用户可以使用他的用户界面362、362'来向系统控制器370发送信息(例如，关于未来热量需求的信息，以便系统可以更有效地供应热量)。可选地，传感器364、364'感测各种系统组件的状态和/或用户的能量使用和/或其他参数(例如用户在他的公寓中的存在)。可选地，处理器从传感器364、364'接收数据和/或控制传感器的操作。在一些实施例中，处理器可以控制系统组件，例如阀366、366’设备368(例如太阳能集热器和/或热泵和/或热交换器和/或泵和/或各种阀)。可选地，每个设备和/或一组设备可以具有本地控制器368，其自主地控制设备的一些功能。可选地，本地控制器368的行为由中央服务器370编程和/或控制。在一些实施例中，中央服务器与网络376(例如本地网络和/或互联网)通信。可选地，网络376用于接收外部数据和/或连接到管理员的用户界面374和/或个人用户界面362、362'和/或连接到一个或多个传感器和/或设备系统的。
在一些实施例中，能量收集和/或分配系统可以包括进一步增强的组件，例如以提高效率。例如，太阳能收集器可以包括太阳能跟踪和/或集中硬件。替代地或另外地，可以有可移除的遮光物和/或防晒霜以保护太阳能收集器免于过热。替代地或附加地，可以有一个隔离器电路来提高部分阳光下的性能。可选地，中央服务器370和/或额外的计算机资源将用于计算使用各种增强技术的附加效率和/或平衡成本和/或提出关于升级系统和/或添加增强的建议。
图4显示根据本发明的实施例的具有由共享热水系统加热的独立水箱441的闭环系统。在一些实施例中，所述系统包括多个热交换器481，其从中央源接收热量(例如以热液体的形式)和/或加热私人住宅的水箱441中的水。例如，共享热源可用于加热建筑物中多个私人公寓的热水器441中的水。在一些实施例中，所述系统包括多个互连的传感器和/或致动器。例如，可以有多个太阳能收集器100耦合到温度传感器401、泵411和/或流量计442。可选地，传感器401、泵411和/或流量计442可以单独安装和/或组合成模块化阵列。管道491可选地将各种子系统并联、串联、垂直和/或水平互连。可选地，温度传感器448、402和/或流量传感器412单独安装和/或作为模块化阵列的一部分安装。例如，传感器401、402、412、448的数量和/或位置被配置为便于以期望的粒度进行性能监控。在一些实施例中，收集器100串联连接(例如，中间收集器100从前一个收集器100接收热流体，进一步加热流体并将其发送到另一个收集器100以实现高流体温度)，所有或一些收集器100可以并联连接(例如，每个收集器100接收来自系统的返回流体并将其加热并将其送回)。在一些实施例中，提供管道以允许收集器之间的并联或串联连接。例如，控制所述处理器499的阀可以控制流动平行和/或串联的程度。例如，当需要更多吞吐量时和/或当太阳很强时和/或当系统不需要非常热水时，处理器499可以使用并行连接。
在一些实施例中，系统组件被包装和/或作为模块出售。例如，集成的分配和收集系统可以安装在新的和/或现有的建筑物上。可选地，模块被设计为连接到单独的公寓和/或现有设备和/或作为新设备。模块化设计可以更容易地设置和维护系统。
在一些实施例中，传感器和/或传感器阵列包括传感器控制单元。例如，传感器控制单元和/或致动器(例如自动阀、泵、加热器、热泵)可选地连接到主控制单元499。连接可选有线和/或无线。在一些实施例中，传感器和/或控制单元可以从外部电源获得电力。替代地或附加地，传感器、阵列和/或控制单元可以包括内部电源。例如，电源可以包括太阳能电池板、电池、电网连接电源和/或其他。在一些实施例中，控制单元可以被配置用于自主行为。例如，可以对控制单元进行编程，以确保连接设备的安全操作，即使在连接中断时也是如此。
在一些实施例中，系统包括共享的短期储热器301和/或长期储热器471。附加地或替代地，热量存储在单独的存储器441中。在一些实施例中，当存在过多的产热能力和/或当电力便宜时，热量被储存。可选地，预测未来需求和/或根据预测的未来需求存储热量。可选地，热量可以在各种形式的存储装置301、471、441之间的任何一种之间重新分配。
在一些实施例中，系统包括功能块(子系统)。例如，功能块可以包括一个或多个收集器100、热存储装置301、471、备用加热器400H，例如包括热泵331和/或水箱441。可选地，功能块可以通过调节切换阀和/或截止阀与循环连接和/或断开(旁路)。例如，可以使用阀421连接和/或绕过短期储存器301，使用阀422可以连接和/或绕过长期存储器471，使用阀423可以连接和/或绕过热泵331，可选地，一组单独的储存器441(例如所有单独的存储器441)可以通过阀424断开和/或连接。(在一些实施例中，热量可以储存在分配系统中(通常少于6小时)和/或短期储存(通常少于三天)和/或中期储存(通常少于一个月)和/或长期存储长达一年或更长时间。所述系统可选地包括阀451、452或425和单向阀461，单向阀461定位成连接和/或断开一个或多个单独的存储箱441。
在一些实施例中，整个系统由中央控制器499控制。例如，每个阀由中央控制器499控制。可选地，一些装置和/或子系统可以是半自动的。例如，一个区域和/或一个区域的一部分和/或几个区域可以由本地控制器控制。例如，中央控制器499可以给出一般指令本地控制器，而根据一般指令的准确时间和流速可以由本地控制器基于例如传感器读数自主决定。可选地，阀和/或其他致动器可以互连和/或与传感器共享控制单元和/或可以作为单独的单元安装和/或控制。
例如，可能存在装置级控制(例如，本地控制器可以控制一个或几个设备和/或一个或几个传感器)，系统级控制(例如，CPU499可以控制建筑物中的所有设备和/或传感器)，远程控制(例如，系统的某些功能可以通过网络(例如互联网)进行控制)。例如，本地控制器可以查询传感器和/或处理例行活动和/或包括短期程序紧急程序，如果装置与服务器499和/或网络(例如抽冷水)断开，紧急程序将自动进行如果它过热到临界温度，则进入收集器)。在一些实施例中，中央服务器499(例如，在一个建筑物和/或几个建筑物的规模上)将执行大规模规划，例如平衡能量消耗、存储、耗散和/或提高效率，例如通过平衡高峰时间的额外能源成本与存储热量的耗散损失和/或因需求和/或生产的过度和/或低估和/或减少电网负载而导致的可能的低效率(例如减少高峰时间的电力使用)和/或降低成本和/或其他用户定义的成本函数。在一些实施例中，本地服务器499基于硬件的当前模型、天气预测、用户简档、一周中的某一天、节假日/非节假日和自定义用户偏好或请求(例如，预期的客人)执行多变量优化和规划。本地服务器可以选择将收集到的数据报告给云和/或确保即使在不可靠的网络条件下数据也是连续的。在一些实施例中，用户选项源自用户的支付/服务水平计划和/或用户设置的自定义事件。例如，用户可以在专用网站上和/或通过应用程序(例如专用应用程序和/或日历应用程序(例如Siri、Alexa等))设置事件。用户配置文件通常基于历史记录，但也基于具有类似使用配置文件的其他用户。
在一些实施例中，测量系统的给定部分(例如私人公寓)、装置和/或子部分使用和/或返回系统的能量的量。例如，能量使用的测量可以使用一对带有流量计443的热传感器402和403来执行。例如，使用的能量可以根据流入和流出之间的流速、时间和温度变化来计算。能源知识可用于强制执行配额和/或实现各个箱之间的能源交换和/或用于计费。可选地，用户可以为额外的热量使用付费和/或对返回系统的能量进行补偿。在一些实施例中，可以使用泵415和/或阀425来强制循环。
在一些实施例中，所述系统可以被配置用于检测泄漏。例如，系统可以比较流入和流出子系统或整个系统的整体流量。可选地，可以将流入与流出进行比较。替代地或附加地，可以通过选择性地禁用子系统并测量压力变化来检测泄漏。可选地，可以通过切断各个部分并测量泄漏来定位泄漏，直到找到泄漏的位置。泄漏的子系统可能会被禁用，而系统的其余部分继续运行和/或可能会根据策略创建控制中心警报。
在一些实施例中，系统可以由逻辑单元组成。例如，可能存在收集子系统400C、分配子系统400D、短期储热器400S、长期储热器400L和/或备用加热器400H。每个子系统可以水平缩放和/或垂直缩放。例如，子系统400D可以垂直缩放。
仅出于解释和定义目的，引入了水平、垂直和混合缩放和网关的术语。在此，组合可以用作组织单个系统的术语，这些系统可以作为一个整体来有效使用共享或个人资源以实现共享或个人目标。将这些系统视为合并系统的子系统。水平和垂直术语不一定以其几何含义使用，但可能暗示此含义。在此上下文中，术语“上”和“下”不一定意味着各自的位置。
术语“网关(gateway)”是指连接合并的子系统和/或促进它们的互操作性。网关可以包括硬件和/或软件。
图5说明系统的示例性水平组成。可选地，合并子系统501、50G的功能块500A、500A'、500C、500C'、500D、500D'在相同级别上接口(例如，块500A和500A'经由网关552A，块500C和500C'经由网关552C，通过网关552D的块500D和500D'，可以跳过某些级别，例如块500B)。
图6说明系统的示例性垂直组成。可选地，合并子系统601、601'的功能块500B和500B'与对等子系统500B和500B'的相同或不同级别接口。例如，系统601、60G具有将子系统601的顶层块500B连接到子系统60G的底层块500B'的单个网关552B。在一些实施例中，在垂直组合中，子系统将具有两个网关：通向其“上”和“下”层。其他配置是可能的。
图7说明了一示例性混合合成系统。所述系统可以被视为相应子系统701、70G和701”的一组连续的水平和/或垂直组合。例如，子系统的垂直组合701和70由网关752组合。垂直组合进一步与子系统701“水平组合。
图8显示具有共享水箱的示例性系统。冷水通过入口492进入共享水箱311并使用热交换器881加热。热交换器从与图4的系统相同的收集器子系统400C、短期和长期存储子系统400S和400L、和/或备用加热器子系统400H接收热流体。可选地，图8的实施例中的热水分配子系统包括两个水平缩放的子系统800D和800D'。任选地，例如使用温度传感器404-408和/或流量计444、445、448和/或阀426-430、453、454、458和/或单向阀462、464来监测和/或控制热量使用。
在一些实施例中，来自水箱311的热水按需输送给私人用户。例如，热水通过阀455、457和/或减压器312。可选地，出口温度传感器409与入口温度传感器341和流量计446一起定义个体使用的能量的量。可选地，单向阀463防止反向流动并且阀431用于强制执行配额。
例如，用于水预热以减少热水等待时间。温度传感器410可选地用于确定系统不同部分的温度。基于系统中的温度分布、预测的热量需求和/或预测的热量供应，本地控制器和/或中央控制器499决定何时打开或关闭泵414和/或何时打开或关闭阀(例如457、458、431)打开或关闭控制系统各个部分的局部循环。
在一些实施例中，系统执行泄漏检测和配额管理。例如，可以使用流量计447进行额外检查。可以选择使用循环泵在泄漏检查期间产生额外的压力。
图9扩展了根据本发明实施例的热分配系统。在一些实施例中，图4的系统可以通过增加水箱441的数量而自然地扩展。替代地或附加地，例如如图9所示，系统可以通过增加子系统400D、400D'和/或另外的分配子系统的数量来扩展。可选地，包括热交换子系统900E。例如，子系统900E允许在配电子系统400D和/或400D'之间按需进行能量的配电交换。替代地或附加地，热水存储和分配子系统400D、400D'可以通过与不相交的热传递流体循环的热交换器集成而彼此耦合，或者可以共享具有适当压力和流量适应性的流体。
在一些实施例中，子系统400D和/或400D'可以通过跳跃级热交换器耦合。例如，耦合可能在非相邻子系统之间。
图10是根据本发明实施例的在晴天随时间变化的能量平衡图。例如，图表显示在当前时间1088的10:00。示例性的测量生产1011(例如，使用热泵和/或加热组件的主动生产)、收集1010(例如，使用太阳能集热器)、消耗1025和存储1012显示为带符号的实线。示例性预测生产101G，收集1010'，消耗1025'；和存储1012'；显示为带符号的实线。生产1011、101G系列1010、1010'和消耗1012、1012'以功率(kW，左轴)表示。存储1025、1025'以能量(kWh，右轴)表示。可选地，系统平衡存储1025、1025'和收集1010、1010'以节省生产1011、101G的资金。例如，在消耗高峰1012(例如8:00)，能量从存储1025中排出并用于满足消耗1012的需求，而收集1010不提供这些需求。在高峰收集时间1010'(例如12:30)，收集到的1010'多余能量被放入存储1025'以供以后使用。
图11是根据本发明的实施例在阴天随时间变化的能量平衡图。例如，图表显示在当前时间1188的10:00。示例性的测量生产1111(例如，使用热泵和/或加热组件的主动生产)、收集1110(例如，使用太阳能集热器)、消耗1112和存储1125显示为带符号的实线。示例性预测生产1111'，收集1110'，消费1112'；和存储1125'；显示为带符号的实线。生产1111、1111'集合1110、1110'和消耗1012、1012'以功率(kW，左轴)表示，存储1125、1125'以能量(kWh，右轴)表示。可选地，系统平衡生产1111、111存储1125、1125'和收集1110、1110'以节省资金。例如，生产1111、1111'计划在能源成本降低时进行。例如，在峰值消耗1112之前的4:30(例如，在8:00)产生能量1111并储存1125。存储的1125能量并用于在峰值需求(例如，在8:00)时满足消耗1112的需求，而集合1110不提供这些能量。在高峰收集时间1110’(例如12:30)收集到的1110'多余的能量被储存到1125'以备后用。
图12是根据本发明实施例的具有计算机化收集1200C和/或分布1200D系统的系统的框图。所述系统可选地可以包括其他子系统，例如存储和/或生产。可选地，处理器499跟踪能量使用、生产和/或可用性和/或管理分配1200D子系统。例如，处理器499可以跟踪系统组件(例如收集器1200C和/或分布1200D)的性能。例如，处理器499可以被配置为识别提高效率和/或热传递的机会。例如，处理器可以识别能量的低效使用和/或通知用户和/或管理员。可选地，处理器和/或管理员将识别提高效率的方式(例如改变使用能量的时间和/或方式)。例如，处理器可以识别故障设备和/或通知用户和/或管理员。可选地，系统可以跟踪许多建筑物上的大量组件的性能。可选地，系统编译统计数据并使用它们来提出有关设备购买和/或维修的建议。可选地，系统编译使用统计数据和/或推荐将有效满足需求的设备(例如品牌和/或型号)。传感器、硬件、软件和/或网络资源可用于改进系统性能的测量、未来需求的预测和/或策略和/或改进的建议。
对于具有多个入口的大型建筑，通常的做法是为每个入口构建独立的系统。下面的配置描述了可以在彼此之间共享能量的半独立系统。
这些系统可以在各个级别的子系统上相互连接，而一些子系统可以共享。
图13显示根据本发明实施例的具有主动热回收的示例性系统。可选地，图13的系统通常类似于本文中的其他实施例，例如，图8所示的系统增加了热交换器1313(和/或热交换器阵列)，例如用于从废液(例如污水和/或灰水)。附加地或替代地，热泵1331连接到热交换器1313。例如，温废水在排水管1312上从建筑物中排出。排水管1312通向热交换器1313的第一通道。传热流体(例如氟利昂和/或被传递以加热热泵1331的冷循环的氟利昂的流体)通过热交换器1313的第二通道。例如，来自热泵1331的膨胀循环的冷流体被废水加热。然后将加热的流体压缩以产生热量，该热量被传递到流体到建筑物的加热系统和/或水加热系统。冷却的废水可选地通过出口排水管1373排放到污水系统。在一些实施例中，系统可以反转，例如，当建筑物的一部分(例如太阳能加热系统)过热时，来自过热系统的加热流体可以被来自热泵1331的冷却流体冷却和/或然后可以使用热交换器1314将废热转移到废水中。可选地，加热的废水和废热通过排水管线1373被排放到下水道系统。替代地或附加地，可以有附加的热交换器。例如，废水加热另一种流体(例如清洁水和/或具有防冻剂和/或防腐添加剂的水)和/或其他流体加热热泵的冷循环。通常，在一些实施例中，废热和/或温废水被馈送到一个或多个热交换器阵列的输入端，和/或来自阵列的加热流体用于加热热泵的冷通道。
在一些实施例中，热交换器1313和/或回收系统的其他部分可以安装在建筑物的较低楼层和/或地下室中。可替代地或附加地，可提供泵1314用于将传热流体和/或废水泵送到热交换器1313和/或从热交换器1313泵送。可选地，热存储可包括在系统中，例如用于负载转移。例如，当用于热泵1313的能量是经济的时，可以使用水箱来储存温暖的废水以促进主动热传递。或者或另外，可以提供其他储热设施(例如长期储存器400L和/或短期储存器400S)。
在一些实施例中，用于回收热量的系统可以提高底层初级热产生系统的整体性能。回收系统的实施例可以集成在大多数类型的集中加热系统中。替代地或附加地，热回收系统可以用作备用加热器。替代地或附加地，热回收系统可以用作独立的加热系统。例如，回收系统可能是唯一的供热器，不需要额外的供热。
在一些实施例中，系统将采用热泵来驱动回收过程和/或控制它。可选地，基于机器学习的预测系统将用于控制热泵。例如，当安装的热泵的CoP(性能系数)和当前电价的组合在经济上合理时，可以打开系统。附加地或替代地，当需要额外的能量时，系统最终可以在低于入口水的温度下释放排水。
在一些实施例中，热回收系统可以耦合到太阳能热系统。例如，当太阳能热系统没有产生期望的温度时，热泵可以产生更高温度的水。替代地或附加地，热泵可用于防止过热，例如，热泵可反转，冷却来自太阳能热系统的过热的水和/或将多余的热量转移到废水流中。
在一些实施例中，提供了一种方法来翻新和/或改造传统的加热系统以包括热回收和/或主动热回收。例如，目前在许多集中式系统设计中使用的一些组件，例如单独的水箱，将在改造系统中使用和/或更换。这可以有助于降低整体系统成本以实现显着更高效的系统。例如，可以对传统的集中式系统进行改造，对灰水排水系统进行隔热处理。这可以提高恢复过程的整体效率。
在寒冷的国家，入口水明显低于建筑物内的温度，从污水中回收热量是可行的，因为在许多情况下它具有建筑物的温度。在一些实施例中，单个热回收系统将用于灰水、太阳能热水和/或污水，例如添加适用于污水的附加热交换器。例如，这可能会在成本增加15-20％的情况下额外节省40-60％的能源。
在一些实施例中，系统性能被不断地监测异常。当检测到性能下降时，监控可以促进自动化操作。例如，自动操作可以改善热交换器或系统泄漏等问题。这种配置可用于多层建筑中的唯一系统和/或补充能源。
在一些实施例中，回收系统可用于改造现有的中央热水系统。例如，改造可以恢复性能、减少污染和/或帮助匹配随着时间变得更严格的政府法规。
在一些实施例中，回收系统可以与功率不足的太阳能加热系统配对。太阳能热系统可选地基于绝缘集热器(例如基于真空管的集热器)。这种组合具有极好的成本节约潜力，因为收集器可以保持接近100％的工作(例如20至50％和/或50-70％和/或85至95％和/或95至100％)功率全年，同时仅当估计的CoP为高(例如，至少8和/或至少9和/或至少6和/或至少4。在大多数地方，如此高的效率在空气-水热泵中可能是不切实际的)。在这样的设置中，回收系统可以用作太阳能收集器的入口水的预热器。
在一些实施例中，灰水管不直接连接到入口水。这可能有助于满足卫生部的要求。图14图示了根据本发明的实施例的示例性系统。例如，图14的系统可以用作实验室来测试系统在不同条件下的性能和/或测试各种策略以实现改进的系统性能。图14的实施例的特征可以结合到本发明的其他实施例中。在一些实施例中，热交换器1313接受两个输入液体流1412a、1412c，它们分别作为流1412b和1412d离开和/或被动地将热量从输入液体流中的较热(例如1412c)传递到液体输出流中的较冷者(例如1412b)。向上的方向如箭头1491所示。可选地，多个箱(例如1400S和/或1441)设置有冷水从底部进入和/或热水从顶部排出。任选地，箱1441可以包括溢流出口1473。
在一些系统中，例如图14的实验系统，可能有一个阀，它有助于在热交换的两个流之间混合。替代地或附加地，二个流体可以保持分开。例如，在商业系统中，两个流可以被一个或多个壁气密地密封分开和/或隔开。例如，来自热泵1331的氟利昂和/或来自散热器1383的水和/或在用于淋浴之前被预热的清洁水和/或被预热的加热流体(例如在被送到太阳能热水器之前)可以是直接通过热交换器1331的一流体的流进料。
在一些实施例中，图14的系统被配置为灵活地模拟许多不同的场景。可选地，可以有热交换器阵列。例如，可以有第二热交换器，例如可以在热交换器1313的一个流中可能存在(或模拟)废水流，而在另一流中可能存在加热流体。加热流体可用于加热热泵的冷循环(例如，进入流1412e被冷却并作为流1412f离开)和/或热收集系统可使用热泵可加热饮用水或洗澡水或流过的水到散热器1483等。(例如，冷水可以在流1412g被加热时进入并作为流1412h离开)。可选地，罐1400S可以包括可移除的顶盖1493。
在一些实施例中，主动热回收系统可以包括热交换器1313、热泵1331、热和/或流体存储位置1400S。可选地，所述系统包括热水箱1441、冷水入口1485、排水出口1473和/或散热器1483(例如散热器)。可选地，所述系统允许水。在所述系统中，多个(例如5个)阀1402有助于将流体重新引导通过各种回路和装置以模拟主动和/或被动热回收系统的各种使用模式。多个(例如8个)热传感器1405有助于跟踪系统各个部分处的流体温度。多个(例如3个)流量传感器1404帮助跟踪系统中的流速和/或压力。
在一些实施例中，存储位置1441可以模拟热水器水箱。例如，温水可以通过流1412b供给以加热流体流经的流1412a，所述流1412a是用于加热热泵1331的冷却流体。热泵使用加热的流体来加热已经膨胀的冷却流体。然后将温暖的冷却流体压缩和/或加热。加热的冷却流体可选地用于加热被送到热水器1441和/或散热器散热片(radiator heat sink)1483的流体。可选地，存储器1400S可以用于需求转移。例如，不是立即使用热泵，而是将在热交换器1313中由温的(模拟的)废水加热的废水和/或清洁水存储在存储器1400S中，直到电力便宜和/或热量可以是开采更经济。然后将储存的热水送至流1412b以加热流1412a中的流体，流1412a用于加热热泵1331的冷循环中的空调流体。
预计在此申请成熟的专利有效期内，许多相关的能量产生将开发和分配技术，并且术语热生成、热交换、热泵、阀、传感器的范围旨在包括所有这些当场的新技术。
如本文所用，术语“约”是指±10％
术语“包括(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”、“包括(including)”、“具有(having)”及其共轭词意为“包括但不限于”。
术语“由……组成”是指“包括并限于”。
术语“基本上由……组成”是指组合物、方法或结构可以包括额外的成分、步骤和/或部分，但前提是额外的成分、步骤和/或部分不会实质性地改变要求保护的基本和新颖的特征组成、方法或结构。
如本文所用，单数形式“a”、“an”和“the”包括复数引用，除非上下文另有明确规定。例如，术语“一种化合物”或“至少一种化合物”可以包括多种化合物，包括它们的混合物。
在整个本申请中，本发明的各种实施例可以以范围格式呈现。应当理解的是，范围格式的描述仅仅是为了方便和简洁，不应理解为对本发明范围的不灵活限制。因此，范围的描述应该被认为已经具体公开了所有可能的子范围以及该范围内的各个数值。例如，从1到6等范围的描述应视为已明确公开子范围，例如从1到3、从1到4、从1到5、从2到4、从2到6、从3到6等，以及该范围内的单个数字，例如1、2,3,4,5,和6。无论范围的广度如何，这都适用。
无论何时在本文中指出数值范围，其意在包括在所指出的范围内的任何引用的数字(分数或整数)。短语“在”第一指示数字和第二指示数字之间的范围/范围和“范围/范围从”第一指示数字“到”第二指示数字在本文中可互换使用并且意在包括第一和第二指示数字以及它们之间的所有小数和整数。
术语“第一”、“第二”等在这里并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于表示一个元素与另一个元素。本文中的术语“一”、“一个”和“该”不表示数量的限制，并且应被解释为涵盖单数和复数，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。如本文所用的后缀“(s)”旨在包括其修饰的术语的单数和复数，从而包括该术语中的一个或多个(例如，肋包括一个或多个肋)。在整个说明书中对“一个实施例”、“另一个实施例”、“一个实施例”等的引用意味着结合该实施例描述的特定元素(例如，特征、结构和/或特性)包括在在此描述的至少一个实施例，并且可能存在或可能不存在于其他实施例中。此外，应当理解的是，所描述的组件可以在各种实施例中以任何合适的方式组合。此外，为了本公开的目的，方向或位置术语，例如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“侧面”、“前面”、“正面”、“向前”、“后方、“后方”、“后方”、“后方”、“上方”、“下方”、“左侧”、“右侧”、“水平”、“垂直”、“向上”、“向下”、“外部”，“内部”、“外部”、“内部”、“中间”等仅仅是为了方便描述本公开的各种实施例而使用。
术语“耦合”，包括其各种形式，例如“可操作地耦合”、“耦合”或“可耦合”，是指并包括任何直接或间接、结构耦合、连接或附接，或对这种直接或间接的结构或操作耦合、连接或附件，包括一体成型的部件和通过或通过另一部件或通过成型工艺耦合的部件。间接耦合可能涉及耦合通过中间构件或粘合剂，或以摩擦方式或通过没有任何物理连接的单独方式邻接或以其他方式抵靠。所述术语还可以指代可以服务于系统功能的其他系统组件。
应当理解的是，为了清楚起见，在单独实施例的上下文中描述的本发明的某些特征也可以在单个实施例中组合地提供。相反，为了简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可以单独提供或以任何合适的子组合或适合于本发明的任何其他描述的实施例来提供。在各种实施例的上下文中描述的某些特征不应被认为是那些实施例的基本特征，除非实施例在没有这些组件的情况下是无效的。
尽管已经结合其特定实施例描述了本发明，但显然许多替代、修改和变化对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，在涵盖落入所附权利要求的精神和广泛范围内的所有这些替代、修改和变化。
本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请在此通过引用整体并入本说明书中，其程度如同每个单独的出版物、专利或专利申请被具体且单独地指示通过引用并入本文一样。此外，本申请中任何参考文献的引用或标识不应被解释为承认此类参考文献可用作本发明的现有技术。就使用章节标题而言，它们不应被解释为必然限制。

Claims (53)

1.一种热共享的系统，其特征在于：所述系统包括：
一可再生热的收集器，用于加热流体；
多个使用的区域；
一储水器，用于所述流体；
多个遥控的阀，允许单独控制所述储水器与每个所述区域和所述收集器之间的流动；及
一处理器，用于控制所述多个阀。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统还包括：
多个本地控制器，所述多个本地控制器中的每一个控制相应的多个传感器及多个致动器；所述多个本地控制器的每一个与所述处理器通信。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于：每个所述本地控制器硬连线到所述多个传感器和所述多个致动器，而且所述中央控制器不直接与所述多个传感器和所述多个致动器通信。
4.如权利要求2所述的系统，其特征在于：所述中央控制器向所述多个本地控制器中的每一个发送相应的时间相关的目标函数，而且所述多个本地控制器的每一个根据各自的目标函数控制各自的多个传感器和多个致动器。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述可再生热的收集器包含一太阳能集热器。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于：所述太阳能集热器包括多个单元，而且所述多个阀被布置成允许所述处理器在串联和并联连接之间切换所述多个单元和所述储水器之间的连接。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述可再生热的收集器包含一热泵。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述可再生热的收集器包含一热交换器，所述热交换器在所述处理器的控制下与废水接触。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于：所述可再生热的收集器包含一热泵，所述热泵在所述处理器控制下；所述热泵连接在所述储水器和所述热交换器之间，用于在所述废水和所述储水器之间传递热量。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述多个阀布置成允许所述处理器反转所述多个区域中的至少一个与所述储水器之间的热流体的一方向。
11.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述多个阀布置成允许所述处理器控制所述多个区域中的至少一个与所述多个区域中的至少另一个之间的热流体。
12.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统还包括：
一热流体传感器，被定位为测量所述储水器和所述多个区域中的至少一个之间的热流体。
13.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统还包括：
多个热流体传感器，被定位为测量所述储水器和所述多个区域中的每一个之间的热流体。
14.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统还包括：
多个热传感器，被定位为测量在所述多个区域中的每一个的一温度。
15.如权利要求13所述的系统，其特征在于：向相应的用户收取传送到所述每个区域的热量的费用。
16.如权利要求13所述的系统，其特征在于：传送到所述每个区域的热量的计费费率根据传送的热量的时间而变化。
17.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述多个区域中的至少一个被限制为多住宅建筑物中的单一个住宅。
18.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述处理器配置为以一温度将流体传送到所述多个区域中的至少一个，所述温度低于传送到所述多个区域的另一个的流体的温度。
19.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述处理器配置为在一个时间段内以一第一温度传送流体，而且在不同时间段内以不同温度传送流体。
20.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述处理器配置为预测未来的使用和时间相关的能量输入。
21.如权利要求20所述的系统，其特征在于：所述处理器配置为响应于预测的需要改变存储在所述储水器中的热量。
22.如权利要求20所述的系统，其特征在于：所述处理器配置为预测未来的使用而且响应于预测的需要改变存储在所述多个区域中的至少一个的热量。
23.如权利要求20所述的系统，其特征在于：所述系统还包括：
一传感器，用于确定一用户的一位置，其中所述处理器接收来自所述传感器的输出，而且所述预测有考虑所述输出。
24.如权利要求23所述的系统，其特征在于：所述传感器包含GPS传感器、用电传感器、麦克风以及防盗报警器组件中的至少一种。
25.如权利要求20所述的系统，其特征在于：所述系统还包括：
一主动热源，所述主动热源在所述处理器的控制下，而且所述处理器配置为根据预测的未来需要来激活所述主动热源。
26.如权利要求20所述的系统，其特征在于：所述系统还包括：
一用户界面，所述用户界面配置为向所述处理器提供数据以改进对未来使用的预测。
27.如权利要求26所述的系统，其特征在于：所述用户界面提供给所述多个区域中的至少一个的所有者。
28.如权利要求20所述的系统，其特征在于：所述处理器编程用于跟踪热量使用和预测热量使用，而且基于跟踪改进预测。
29.如权利要求20所述的系统，其特征在于：所述处理器连接到一外部数据源，用于自动更新对所述预测的信息。
30.如权利要求29所述的系统，其特征在于：所述信息包含一天气预测。
31.如权利要求20所述的系统，其特征在于：所述处理器配置为响应于预测的热量供应过剩而增加对环境的热量损失。
32.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述处理器配置为评估所述系统的状况。
33.如权利要求32所述的系统，其特征在于：所述评估包含测量超时的热量损失。
34.如权利要求32所述的系统，其特征在于：所述评估包含测量随时间变化的热量损失。
35.如权利要求32所述的系统，其特征在于：所述评估包含确定一绝缘的一状态。
36.如权利要求32所述的系统，其特征在于：所述评估包含检测所述系统的一不当使用。
37.如权利要求32所述的系统，其特征在于：所述系统还包括：
所述处理器还配置为收集设备性能的统计信息。
38.如权利要求32所述的系统，其特征在于：所述系统还包括：
所述处理器还配置为建议改进所述系统硬件和所述系统使用中的至少一项。
39.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统还包括：
一振动传感器，配置为检测打开阀、关闭阀、一管道中的气泡、一泵中的问题、一压缩机中的问题以及水垢的存在中的至少一个。
40.一种管理热的方法，其特征在于：所述方法包括步骤：
预测未来供热及供热需求；
利用一可再生资源收集热量；及
向多个用户分配热量以满足一实际需求，其包括：
控制多个自动的阀，用于调整多个使用的区域之间的分配以提高效率。
41.如权利要求40所述的方法，其特征在于：所述效率包含提高可再生资源相对于不可再生资源的使用比例、降低电网负荷以及降低成本中的至少一项。
42.如权利要求40所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：
收集关于用户的位置的数据；及
根据所述位置调整控制及/或预测中的至少一个。
43.如权利要求40所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：
收集关于一分配的性能的数据；及
发送建议以提高系统性能。
44.如权利要求40所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：
为从所述方法中获得边际收益的用户提供一激励。
45.一种主动热回收的系统，其特征在于：所述系统包括：
一热泵；
一阵列的至少一热交换器，用以接收废热；
一输出流体，源自所述阵列被导引至所述热泵的加热及冷却的循环；及
一热获取系统，用于使用来自所述热泵的一热循环的热量。
46.如权利要求45所述的系统，其特征在于：所述废热包含来自一建筑物的温废水。
47.如权利要求46所述的系统，其特征在于：所述热获取系统输出热水至所述建筑物。
48.如权利要求45所述的系统，其特征在于：所述废热包含来自一太阳能热系统的过热流体。
49.如权利要求48所述的系统，其特征在于：所述废热被转移到废水流体中。
50.如权利要求45所述的系统，其特征在于：在包含所述废热的输入流体和来自所述热获取系统的热输出流体之间存在至少二个壁。
51.一种回收热的方法，其特征在于：所述方法包括步骤：
将温废流体送入一热交换器阵列；
将来自所述热交换器阵列的热量引导至一热泵的一冷循环；及
用所述热泵的一热循环加热家庭用的水。
52.如权利要求51所述的方法，其特征在于：从所述热交换阵列引导到所述热泵的冷循环的所述热量包括热流体。
53.如权利要求51所述的方法，其特征在于：所述温废流体包括来自建筑物的废水，其中所述引导是至所述建筑物的一热水系统。
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