KR102455822B1 - 응답성 파워 스티어링 및 리던던시 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열 분배 시스템을 제어하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 생산 시설에서 열기를 생산하는 단계, 및 생산 시설의 수용 한계를 결정하는 단계를 포함한다. 중앙 서버에서 생산 시설의 수용 한계와 관련된 생산 시설에서의 현재 및/또는 예측되는 열기의 생산이 평가된다. 상기 방법은, 생산 시설에서의 현재 또는 예측되는 생산이 수용 한계에 도달하는 것에 응답하여, 중앙 서버로부터 다수의 국소 제어 유닛 중 하나로 각각의 제어 신호를 출력하는 단계, 및 각각의 국소 제어 유닛에서 제어 신호를 수신하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은, 각각의 국소 제어 유닛에서 제어 신호를 수신하는 것에 응답하여, 연동된 국소 분배 시스템의 생산 시설에 연결된 분배 그리드로부터의 열기 또는 냉기의 방출을 감소시키는 단계를 더 포함한다.

Description

응답성 파워 스티어링 및 리던던시
본 발명은 열 분배 시스템을 제어하는 방법에 관한 것이다.
전세계의 거의 모든 선진국 대도시에는 인프라 구조에 포함되는 적어도 2 종류의 에너지 분배 그리드가 있다. 이 중 하나의 그리드는 히팅(Heating)을 제공하는 것이고, 다른 그리드는 쿨링(Cooling)를 제공하는 것이다. 난방을 제공하는 그리드는 예를 들면 쾌적 히팅 및/또는 프로세스 히팅, 및/또는 온수 제조에 사용될 수 있다. 쿨링을 제공하는 그리드는 예를 들어, 쾌적 쿨링 및/또는 프로세스 쿨링을 제공하는데 사용될 수 있다.
난방 제공용 일반 그리드는 가스 그리드이거나 전기 그리드로서, 쾌적 히팅 및/또는 프로세스 히팅, 및/또는 온수 제조에 사용될 수 있다. 난방 제공용 대안 그리드(Alternative Grid)는 지역 난방 그리드(District Heating Grid)다. 지역 난방 그리드는 가열된 열 전달 유체를 일반적으로 물의 형태로 도시 건물들에 제공하는데 사용된다. 중앙에 위치하는 히팅 및 펌핑 시설은 가열된 열 전달 유체를 가열하고 분배하는데 사용된다. 가열된 열 전달 유체는 하나 이상의 공급 도관을 통해 건물로 전달되고, 하나 이상의 회수 도관을 통해 가열 및 펌핑 시설로 회수된다. 국소적으로 건물에서, 가열된 열 전달 유체로부터 나온 열기는 열 교환기를 포함하는 지역 난방 시설을 통해 추출된다.
냉방 제공용 일반 그리드는 전기 그리드다. 전기는 예를 들면, 냉장고 또는 냉동고를 작동시키거나 쾌적 쿨링 기능을 제공하는 에어컨을 작동시키는데 사용될 수 있다. 냉방 제공용 대안 그리드는 지역 냉방 그리드다. 지역 냉방 그리드는 냉각된 열 전달 유체를 일반적으로 물의 형태로 도시의 건물들에 전달하는데 사용된다. 중앙에 위치하는 냉각 및 펌핑 시설은 냉각된 열 전달 유체를 냉각시키고 분배하는데 사용된다. 냉각된 열 전달 유체는 하나 이상의 공급 도관을 통해 건물로 전달되고, 하나 이상의 회수 도관을 통해 냉각 및 펌핑 시설로 회수된다. 국소적으로 건물에서, 냉각된 열 전달 유체로부터 나온 냉기는 열 펌프를 통해 추출된다.
난방 및/또는 냉방을 위한 에너지의 사용이 지속적으로 증가하며 환경에 부정적인 영향을 주고 있다. 에너지 분배 그리드에 분배되는 에너지의 활용 정도를 향상시킴으로써 환경에 부정적인 영향을 줄일 수 있다. 그로 인해, 기존 그리드를 포함해 에너지 분배 그리드에 분배되는 에너지의 활용을 향상시키고자 하는 필요성이 제기된다. 난방/냉방을 제공하기 위해서는 또한 토목 공사에 관하여 막대한 투자가 필요하기에, 비용을 줄이려는 노력이 지속적으로 이루어지고 있다. 그러므로 도시에 난방 및 냉방을 지속적으로 제공하는 솔루션을 향상시킬 필요가 있다.
WO 2007/136344 A1
본 발명은 위에 언급된 문제들의 적어도 일부를 해결하는 것을 목적으로 한다. 그를 위해, 일 태양에 따라 열 분배 시스템을 제어하는 방법이 제공된다. 바람직한 실시예는 종속항과 상세 설명에 나온다.
열 분배 시스템은 열기 및/또는 냉기의 유체 기반 분배에 대한 분배 그리드, 열기 또는 냉기를 생산하고자 하고 상기 열기 또는 냉기를 상기 분배 그리드로 전달하기 위한 생산 시설, 및 다수의 국소 제어 유닛을 포함한다. 각각의 국소 제어 유닛은 빌딩 내의 국소 분배 시스템과 연동된다. 국소 분배 시스템은 빌딩 내의 열기 또는 냉기를 분배하도록 구성된다. 각각의 국소 제어 유닛은, 상기 연동된 국소 분배 시스템의 상기 분배 그리드로부터의 열기 또는 냉기의 방출(Outtake)을 제어하도록 더 구성된다.
국소 분배 시스템은 빌딩 내의 쾌적 히팅을 분배하도록 구성될 수 있다. 국소 분배 시스템은 빌딩 내의 쾌적 쿨링을 분배하도록 구성될 수 있다.
상기 방법은 생산 시설의 수용 한계를 결정하는 단계를 포함한다. 중앙 서버에서, 상기 생산 시설의 상기 수용 한계와 관련해 상기 생산 시설 내에서의 열기 또는 냉기의 현재 및/또는 예측되는 생산을 평가한다. 상기 방법은, 상기 수용 한계에 접근하는 상기 생산 시설에서 상기 현재 및/또는 예측되는 생산에 응답하여, 상기 중앙 서버로부터 상기 다수의 국소 제어 유닛 중 적어도 하나로의 각각의 제어 신호(상기 각각의 제어 신호는 온도 오프셋(Offset)에 관한 정보를 포함함)를 출력하는 단계 및 상기 다수의 국소 제어 유닛 중 적어도 하나 각각에서 상기 각각의 제어 신호를 수신하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 상기 다수의 국소 제어 유닛 중 적어도 하나 각각에서 상기 각각의 제어 신호에 응답하여, 상기 각각의 온도 오프셋을 기초로 하고 상기 각각의 빌딩의 내부 온도 및/또는 외부 온도를 기초로 각각의 스티어링(Steering) 온도를 결정하고, 상기 다수의 국소 제어 유닛 중 적어도 하나 각각에서 상기 스티어링 온도를 기초로 상기 연동된 국소 분배 시스템의 상기 분배 그리드로부터의 열기 또는 냉기의 방출을 제어함으로써, 상기 연동된 국소 분배 시스템의 상기 분배 그리드로부터의 열기 또는 냉기의 방출을 줄이는 단계를 더 포함한다.
보통 복수의 빌딩은, 가열 및/또는 냉각된 유체를 분배 그리드로 공급하는 생산 시설로부터 다양한 거리에서 분배 그리드로 연결된다. 그러므로 그리드 상의 생산 시설 근처에 있는 빌딩은 원래 비율보다 더 많은 열기 또는 냉기를 사용할 수 있고, 그 결과, 가열 및/또는 냉각된 유체의 공급이 제한될 때 그리드 상에서 더 멀리 떨어진 빌딩은 열기 또는 냉기를 충분히 얻지 못하게 될 수 있다.
상기 생산 시설의 상기 수용 한계 및 상기 수용 한계와 관련된 현재 수용량을 결정하여, 생산 시설의 수용량을 모니터링하거나 평가할 수 있다. 시스템 과부하 위험이 증가하기 때문에, 즉, 분배 그리드 상의 모든 빌딩에 열기 또는 냉기를 충분히 전달할 수 없기 때문에, 수용 한계를 초과하지 않도록 하는 것이 이로울 것이다. 그러므로 현재 또는 예측되는 수용량이 상기 결정된 수용 한계에 도달하는지를 중앙 서버는 판단할 수 있다.
현재 또는 예측되는 수용량이 생산 시설의 수용 한계에 도달하는지 여부를 중앙 서버가 판단할 경우, 중앙 서버는 제어 신호를 출력 또는 전송할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호는 국소 제어 유닛에 의해 수신되도록 적응되고, 국소 분배 시스템에 대한 방출의 변화를 나타낼 수 있다. 이 같은 방식으로 중앙 서버는 국소 제어 유닛을 통해 국소 분배 시스템의 분배 그리드로부터의 열기 또는 냉기의 방출에 영향을 주거나 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호는 분배 그리드로부터의 열기 또는 냉기의 방출이 감소하는지 또는 증가하는지를 나타낼 수 있다. 제어 신호를 통해 중앙 서버가 방출을 통제함으로써, 열기 또는 냉기의 방출이 생산 시설의 현재 또는 예측되는 생산에 맞게 적응될 수 있다.
열기 또는 냉기의 방출이 생산 시설의 현재 또는 예측되는 생산에 맞게 적응됨으로써, 시스템 내의 열기 또는 냉기의 분배가 더 안정화될 수 있다. 예를 들어, 분배 그리드 상에 있는 공장에 가까운 국소 분배 시스템이 열기 또는 냉기를 덜 방출 또는 소비하는 경우, 분배 그리드 상에서 더 멀리 떨어진 국소 분배 시스템에 열기 또는 냉기가 충분히 공급될 수 있다.
방출이 적응됨으로써, 생산 시설에서 열기 또는 냉기의 추가 발전기를 작동시키거나 추가 생산 시설을 작동시키지 않고도 시스템으로부터의 방출 중 임시 최고점이 완화될 수 있다. (보통 최고 적재 유닛(Top Load Unit)이 친환경적이지 않기 때문에) 이는 추가 발전기나 추가 생산 시설을 작동시키는 것과 비교해 기후 영향을 더 낮추거나 비용을 더 줄이도록 할 수 있다. 최적화가 잘 되면 연결된 건물의 소비 필요성도 줄일 수도 있다. 또한, 시스템의 과부하 위험이 낮아져, 열 분배 시스템의 유효성을 증가시킬 수도 있다.
"열 분배 시스템"이란 용어는 열 에너지를 분배하기 위한 모든 시스템과 관련되어 이해될 수 있다. 예를 들어, 이 용어는 열기를 분배하기 위한 시스템 또는 냉기를 분배하기 위한 시스템과 관련될 수 있다. 다른 예시에 따라, 이 용어는 열기와 냉기 모두 분배하기 위한 복합 시스템과 관련될 수도 있다.
"생산 시설"이란 용어는 열기 또는 냉기를 생산하고자 하고 열기 또는 냉기를 분배 그리드로 전달하기에 적합한 모든 종류의 생산 시설일 수 있다. 생산 시설은 하나 이상의 가열용 또는 냉각용 발전기를 포함한다. 각각의 발전기는 생산 시설에서 다른 발전기와 독립적으로 운영될 수 있다. "분배 그리드"란 용어는 열 전달 유체를 통해 빌딩 또는 시스템으로 열기 또는 냉기를 분배하기 위한 모든 수단일 수 있다.
"수용량(Capacity)"은 열기 또는 냉기를 생산하기 위한, 생산 시설의 현재 또는 예측되는 수용량을 의미한다. 수용량은 생산 시설이 정상 수준으로 작동할 때 하나의 값을 가질 수 있으며, 생산 시설 작동 수준이 감소하거나 방해 받을 때 이 값은 떨어질 수 있다. 또한, 수용량이 증가하면(예를 들어, 열기 또는 냉기의 추가 발전기의 작동이 시작하면), 이 값은 증가할 수 있다.
"예측되는 생산"은 예상되는 미래 생산에 대한 상기 시스템의 지식으로, 예를 들면, 발전기가 작동되고 있으며 완전히 작동 중이지는 않지만 단기간 내에 완전히 작동할 것으로 예상되는 것이다. 다른 예로, 생산 시설에 있는 발전기가 꺼지거나 곧 꺼질 것을 의미할 수 있다. 그러면 시스템은 수용량이 단기간 내에 감소할 것을 예측할 수 있다.
"열기 또는 냉기", "열기" 또는 "냉기"와 같은 용어는 온도를 올리거나 내려서 건물 내의 온도를 변화시키는 에너지로 해석될 수 있다.
"국소 제어 유닛"은 국소 분배 시스템을 제어하도록 적응된 처리 유닛이면 어떤 종류든 가능하다. 국소 제어 유닛은 하나 또는 복수의 국소 분배 시스템에 대하여 사용될 수 있다.
"중앙 서버"는 위에 서술된 방법의 적어도 일부의 단계를 수행하기 적합한 처리 유닛이면 어떤 종류이든 가능하다. 중앙 서버는 하나 이상의 서버일 수 있다. 복수의 국소 제어 유닛에 대한 데이터를 처리할 수 있다는 점에서 "중앙" 서버라고 불릴 수 있다. 중앙 서버는 하나 이상의 국소 제어 유닛으로 제어 신호를 보내도록 구성될 수도 있다.
"방출(Outtake)"은 국소 분배 시스템의 분배 그리드로부터의 열기 또는 냉기의 소비 또는 사용을 의미한다.
"제어 신호"는 중앙 서버와 하나 이상의 국소 제어 유닛 사이의 커뮤니케이션을 위한 모든 신호일 수 있다. 이 신호는 예를 들면 아날로그 또는 디지털 신호일 수 있다.
생산 시설의 수용 한계를 기초로 중앙 서버를 통해 국소 제어 유닛을 제어함으로써, 시스템 내의 열기 또는 냉기의 방출이 적응될 수 있다는 것을 알게 되었다. 이는 생산 시설의 과부하 위험이나 그리드 상의 모든 건물에 대해 열기 또는 냉기를 충분히 공급하지 못할 수 있는 위험을 낮출 수 있다. 수용 한계에 근접했다고 판단될 때, 복수의 국소 제어 유닛 중 적어도 하나는, 국소 분배 시스템의 상기 그리드로부터의 열기 또는 냉기의 방출을 감소시키는 제어 신호를 수신할 수 있다. 이는 시스템으로부터의 열기 또는 냉기의 방출이 적응되도록 하며, 이로 인해 생산 시설의 과부하 위험이 줄어들고 시스템의 안정도가 증가할 수 있다.
또한, 생산 시설의 수용 한계를 기초로 국소 제어 유닛을 중앙 서버를 통해 통제함으로써, 불필요하게 발전기를 추가로 작동시키는 것을 막을 수 있다. 국소 분배 시스템의 분배 그리드로부터의 에너지 방출 또는 사용을 제한함으로써, 시스템 내에 이미 존재하는 열기 또는 냉기의 현재 양에 맞춰 시스템이 작동할 수 있기 때문에, 최고점일 때 발전기를 추가로 작동시켜야 하는 필요성을 낮출 수 있다. 이로 인해, 작동 비용을 줄일 수 있다.
평가 행위는 주기적으로 수행될 수 있다. 주기적이란 말은 일정한 시간 간격으로 정기적으로 수행된다고 해석될 수 있다. 예를 들어, 매분, 5분마다, 15분마다, 매시간 또는 다른 적합한 시간 간격으로 평가는 수행될 수 있다.
생산 시설의 수용 한계와 관련하여 생산 시설 내의 현재 및/또는 예측되는 열기의 생산을 주기적으로 평가함으로써, 수용 한계에 도달하기 전에 생산 시설이 수용 한계에 가까이 가는지를 파악할 수 있다. 그러면 시스템은 생산 시설이 과부하 되는 것을 막고 가용 수용량을 더 효과적이고 고르게 사용하기 위해(예를 들면, 국소 분배 시스템 중 어느 것도 열기 또는 냉기를 하나도 얻지 못하는 것을 막기 위해) 시스템으로부터의 열기 또는 냉기의 방출을 조절할 수 있다.
상기 방법은, 상기 생산 시설의 상기 수용 한계와 관련되며 상기 수용 한계 미만으로 생산 임계값을 설정하는 단계를 더 포함한다. 상기 평가 행위는 상기 현재 생산과 상기 생산 임계값을 비교하는 행위를 포함하고, 상기 현재 생산이 상기 생산 임계값에 도달하면, 상기 생산 시설에서의 상기 현재 생산이 상기 수용 한계에 접근하는지를 판단하는 행위를 포함할 수 있다.
생산 시설의 다양한 수용 수준을 나타내는 임계값이 하나 이상 있을 수 있다.
이 같은 방식으로, 중앙 서버는 현재 생산이 수용 한계에 접근하는지를 조기에 판단할 수 있다. 중앙 서버가 수용 한계에 근접한다고 조기에 판단되면, 시스템의 과부하를 막기 위한 조치 또는 시스템으로부터 열기 또는 냉기의 방출을 제어하기 위한 조치를 취할 수 있다. 즉, 임계치를 이용하지 않는 것과 비교해, 중앙 서버는 조기에 시스템으로부터 열기 또는 냉기의 방출을 제어할 수 있다.
상기 방법은 각각의 빌딩 외부 온도를 결정하는 단계를 더 포함하되, 각각의 국소 제어 유닛은 상기 결정된 각각의 빌딩 외부 온도를 기초로 상기 연동된 국소 분배 시스템의 분배 그리드로부터의 열기 또는 냉기의 방출을 제어하도록 구성된다.
예를 들어, 온도가 상대적으로 높은 경우, 열기의 방출이 감소하거나 냉기의 방출이 증가할 수 있다. 대안적으로, 온도가 상대적으로 낮은 경우, 열기의 방출이 증가하거나 냉기의 방출이 감소할 수 있다. 각각의 국소 제어 유닛은, 온도가 상대적으로 높은지 또는 상대적으로 낮은지를 판단하고 그에 따라 상기 연동된 국소 분배 시스템을 제어하도록 적응될 수 있다.
국소 분배 시스템의 방출이 적응됨으로써, 시스템의 과부하 위험을 더 줄일 수 있다. 또한, 필요한 양보다 열기 또는 냉기를 더 사용하지 않음으로써, 열기 또는 냉기의 방출의 에너지 효율을 높일 수 있다. 상기 방출이 생산 시설에 의해 열기 또는 냉기의 현재 생산에 맞도록 적응할 수 있기 때문에, 국소 분배 시스템 간에 방출을 보다 균등하게 나눌 수 있고, 이로 인해 열 분배 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 방법은, 각각의 국소 제어 유닛에서, 상기 결정된 빌딩 외부 온도를 기초로 상기 연동된 국소 분배 시스템에 대한 기초 스티어링 온도를 결정하는 단계, 및 각각의 국소 제어 유닛에서, 기초 스티어링 온도를 기초로 상기 연동된 국소 분배 시스템의 분배 그리드로부터의 열기 또는 냉기의 방출을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
국소 제어 유닛은 기초 스티어링 온도, 즉, 난방 또는 냉방을 스티어링하는 온도를 결정할 수 있다. 기초 스티어링 온도는 빌딩 외부 온도를 기초로 결정될 수 있다. 이 같은 방식으로, 빌딩 외부 온도에 맞춰 방출이 적응될 수 있다. 예를 들어, 빌딩 외부 온도가 상대적으로 낮으면, 열기 방출은 상대적으로 많고, 마찬가지로 빌딩 외부 온도가 상대적으로 높으면, 열기 방출은 상대적으로 적다. 다른 예에 따라, 빌딩 외부 온도가 상대적으로 낮으면, 냉기 방출은 상대적으로 적고, 마찬가지로 빌딩 외부 온도가 상대적으로 높으면, 냉기 방출은 상대적으로 많다.
기초 스티어링 온도는 상기 국소 분배 시스템 내에서 열 전달 유체의 공급 온도를 조절하는 조절 장치에 대한 설정값(Set-point) 온도일 수 있다. 조절 장치는 열 전달 유체의 공급 온도를 조절하는데 적합한 모든 타입의 조절 장치일 수 있다. 예를 들어, 조절 장치는 P, PI, PID-조절기 또는 더 발전된 형태의 캐스케이디드 제어기(Cascaded Controller)일 수 있다. 열 전달 유체는 열기 및 냉기를 전달하는데 모두 사용될 수 있다고 이해할 수 있다. 조절 장치는 이 같은 방식으로 국소 분배 시스템의 열기 또는 냉기의 방출 또는 사용에 영향을 줄 수 있다.
적어도 하나의 국소 제어 유닛으로 전달되는 제어 신호는 온도 오프셋에 관한 정보를 포함할 수 있되, 상기 방법은 온도 오프셋을 기초로 하고 각각의 빌딩의 외부 온도를 기초로 하여 감소된 스티어링 온도를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 감소된 스티어링 온도는 적어도 하나의 국소 제어 유닛에서 결정된다. 적어도 하나의 국소 제어 유닛은 감소된 스티어링 온도를 기초로 상기 연동된 국소 분배 시스템의 분배 그리드로부터의 열기 방출을 제어하도록 구성될 수 있다. 그 결과, 상기 연동된 국소 분배 시스템의 분배 그리드로부터의 열기 방출이 감소할 수 있다. 이로 인해 분배 그리드로부터의 열기 방출은 보다 균일하게 이루어질 수 있다. 또한, 분배 그리드로부터의 열기 방출이 많이 필요한 경우, 대부분 또는 모든 국소 분배 시스템이 적어도 일부 열기를 얻을 수 있도록 보호될 수 있다.
대안적으로, 상기 방법은 온도 오프셋을 기초로 하고 상기 결정된 빌딩의 외부 온도를 기초로 하여 상승한 스티어링 온도를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상승한 스티어링 온도는 적어도 하나의 국소 제어 유닛에서 결정된다. 적어도 하나의 국소 제어 유닛은 상승한 스티어링 온도를 기초로 상기 연동된 국소 분배 시스템의 분배 그리드로부터의 냉기 방출을 제어하도록 구성될 수 있다. 그 결과, 상기 연동된 국소 분배 시스템의 분배 그리드로부터의 냉기 방출이 감소할 수 있다. 이로 인해 분배 그리드로부터의 냉기 방출은 보다 균일하게 이루어질 수 있다. 또한, 분배 그리드로부터의 냉기 방출이 많이 필요한 경우, 대부분 또는 모든 국소 분배 시스템이 적어도 일부 냉기를 얻을 수 있도록 보호될 수 있다.
온도 오프셋은 원래 스티어링 온도에 더해진 실제 온도 값일 수 있다. 실제 값은 양의 값 또는 음의 값일 수 있다. 대안적으로, 온도 오프셋은 원래 스티어링 온도에 적용되는 백분율 값일 수 있다.
이 같은 방식으로, 중앙 서버는 제어 신호를 통해 기초 스티어링 온도에 오프셋으로 영향을 줘 온도를 상승 또는 감소시킬 수 있다.
상기 방법은, 열 전달을 위해 상기 연동된 국소 분배 시스템 내의 열 전달 유체의 회수 온도를 결정하는 단계, 상기 결정된 감소된 스티어링 온도가 상기 회수 온도 미만이면, 상기 회수 온도보다 높고 상기 기초 스티어링 온도보다 낮은 임시 스티어링 온도를 결정하는 단계, 및 상기 임시 스티어링 온도를 기초로 상기 연동된 국소 분배 시스템의 상기 분배 그리드로부터의 열기 방출을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
대안적으로, 또는 융합적으로, 상기 방법은, 냉기 전달을 위해 상기 연동된 국소 분배 시스템 내의 열 전달 유체의 회수 온도를 결정하는 단계, 상기 결정된 상승한 스티어링 온도가 상기 회수 온도 초과이면, 상기 회수 온도보다 낮고 상기 기초 스티어링 온도보다 높은 임시 스티어링 온도를 결정하는 단계, 및 상기 임시 스티어링 온도를 기초로 상기 연동된 국소 분배 시스템의 상기 분배 그리드로부터의 냉기 방출을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 같은 방식으로 스티어링 온도는 회수 열 전달 유체를 기초로 결정될 수 있으며, 이 말인 즉, 상기 스티어링 온도는 국소 분배 시스템에 의해 열기 또는 냉기가 얼마나 사용되었는지를 기초로 한다고 할 수 있다. 즉, 스티어링 온도는 점진적으로 상승하거나 감소할 수 있다. 대안책에서, 국소 분배 시스템에서, 결정된 스티어링 온도에 도달하기 위해, 제어 밸브는 일정 기간 동안 닫혀 있어야 할 수 있다. 이 대안책은 빌딩 안의 사람에 의해 시스템이 오작동한다고 해석될 수 있는 위험이 있으며, 이로 인해 분배 업자에 연락하게 될 수도 있다. 반대로, 스티어링 온도를 지속적으로 상승 또는 감소시키면, 제어 밸브를 닫지 않아도 되어 국소 분배 시스템에 대한 사용자의 혼동을 피할 수 있다. 또한, 이는 오작동으로부터 제어 밸브를 보호할 수 있다. 제어 밸브가 완전히 닫힌 후 개방되는 것이 반복되면, 제어 밸브의 마모가 유발될 수 있기 때문이다.
상기 방법은, 시간이 흐르는 동안, 상기 연동된 국소 분배 시스템 내의 열 전달 유체의 상기 회수 온도를 결정하는 단계, 및 상기 임시 스티어링 온도가 상기 감소된 스티어링 온도에 도달할 때까지, 상기 임시 스티어링 온도가 상기 회수 온도를 초과하는 상태를 유지하면서 점진적으로 감소하는 단계를 더 포함할 수 있다. 국소 분배 시스템으로부터 열기를 빼낼 때 이 같은 구현은 특히 유효하다. 대안적으로, 또는 융합적으로, 상기 방법은, 시간이 흐르는 동안, 상기 연동된 국소 분배 시스템 내의 열 전달 유체의 상기 회수 온도를 결정하는 단계, 및 상기 임시 스티어링 온도가 상기 상승한 스티어링 온도에 도달할 때까지, 상기 임시 스티어링 온도가 상기 회수 온도 미만인 상태를 유지하면서 점진적으로 상승하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 같은 방식으로 스티어링 온도는 회수 열 전달 유체를 기초로 결정될 수 있으며, 이 말인 즉, 온도가 국소 분배 시스템에 의해 열기 또는 냉기가 얼마나 사용되었는지를 기초로 한다고 할 수 있다. 즉, 스티어링 온도는 점진적으로 상승하거나 감소할 수 있다. 대안책에서, 국소 분배 시스템에서 결정된 스티어링 온도에 도달하기 위해 제어 밸브는 일정 기간 동안 닫혀 있어야 할 수 있다. 이 대안책은 빌딩 내의 사람에 의해 시스템이 오작동한다고 해석될 수 있는 위험이 있으며, 이로 인해 분배 업자에 연락하게 될 수도 있다. 반대로, 스티어링 온도를 지속적으로 상승 또는 감소시키면, 제어 밸브를 닫지 않아도 되어 국소 분배 시스템의 사용자의 혼동을 피할 수 있다. 또한, 이는 오작동으로부터 제어 밸브를 보호할 수 있는데, 제어 밸브가 완전히 닫힌 후 개방되는 것이 반복되면, 제어 밸브의 마모가 유발될 수 있기 때문이다.
상기 방법은, 상기 임시 스티어링 온도가 상기 감소된 스티어링 온도에 도달할 때까지, 시간이 흐르는 동안, 상기 연동된 국소 분배 시스템 내의 열 전달 유체의 상기 공급 온도를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 공급 온도가 상기 임시 스티어링 온도에 도달한 것에 응답하여, 상기 국소 분배 시스템 내의 열 전달 유체의 상기 회수 온도를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 결정된 회수 온도보다 높고 이전 임시 스티어링 온도보다 낮은 신규 임시 스티어링 온도를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
대안적으로, 또는 융합적으로, 상기 방법은, 상기 임시 스티어링 온도가 상기 상승한 스티어링 온도에 도달할 때까지, 시간이 흐르는 동안, 상기 연동된 국소 분배 시스템 내의 열 전달 유체의 상기 공급 온도를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 공급 온도가 상기 임시 스티어링 온도에 도달한 것에 응답하여, 상기 국소 분배 시스템 내의 열 전달 유체의 상기 회수 온도를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 결정된 회수 온도보다 낮고 이전 임시 스티어링 온도보다 높은 신규 임시 스티어링 온도를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 적용 범위는 아래 상세 설명을 통해 분명히 드러날 것이다. 하지만, 다양한 변형과 변경도 통상의 기술자에게 상세 설명을 통해 본 발명의 범위 내에서 명백히 드러나기 때문에, 상세 설명과 특정 예시는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내지만 설명을 위한 내용으로만 이해되어야 한다. 실시예는 유리한 방향으로 결합될 수도 있다는 점 또한 이해해야 할 것이다.
그러므로 이 같은 장치와 방법은 다양할 수 있기 때문에, 본 발명이 장치의 특정 부분이나 여기에 설명되는 방법의 특정 단계에만 국한되지 않음을 이해해야 한다. 여기 사용된 전문 용어들은 특정 실시예를 설명하기 위해 사용된 것이지 그것들로 제한하기 위한 것이 아님을 알아야 한다. 명세서와 첨부된 청구항에서 사용된 관사 및 복수 표현은 문맥상 정확하게 언급되지 않은 이상 하나 이상의 요소를 나타낸다. 예를 들어, "유닛" 또는 "상기 유닛"과 같은 표현은 여러 장치 등을 포함할 수 있다. 더불어, "구성", "포함", "함유" 및 유사한 표현들은 다른 요소나 단계를 제외하지 않는다.
본 발명을 통해, 생산 시설의 수용 한계를 기초로 중앙 서버를 통해 국소 제어 유닛을 제어함으로써, 시스템 내의 열기 또는 냉기의 방출이 적응될 수 있다는 것을 알게 되었다. 이는 생산 시설의 과부하 위험이나 그리드 상의 모든 건물에 대해 열기 또는 냉기를 충분히 공급하지 못할 수 있는 위험을 낮출 수 있다. 수용 한계에 근접했다고 판단될 때, 복수의 국소 제어 유닛 중 적어도 하나는, 국소 분배 시스템의 상기 그리드로부터의 열기 또는 냉기의 방출을 감소시키는 제어 신호를 수신할 수 있다. 이는 시스템으로부터의 열기 또는 냉기의 방출이 적응되도록 하며, 이로 인해 생산 시설의 과부하 위험이 줄어들고 시스템의 안정도가 증가하는 효과가 있다.
본 발명의 실시예의 설명에 이용되기 위하여 첨부된 아래 도면들은 본 발명의 실시예들 중 단지 일부일 뿐이며, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 "통상의 기술자")에게 있어서는 발명적 작업이 이루어짐 없이 이 도면들에 기초하여 다른 도면들이 얻어질 수 있다.
도 1은 열 분배 시스템의 개략도이다.
도 2는 두 개의 서로 다른 국소 분배 시스템의 개략도이다.
도 3은 일부 실시예에 따른 상기 방법의 흐름도이다.
모든 도면은 개략도로, 축척 사이즈대로 나타낼 필요는 없으며, 일반적으로 실시예를 설명하기 위해 필요한 일부분만을 나타내며, 다른 부분은 생략될 수 있다.
지금부터 본 발명의 개념의 상세한 실시예가 도면을 참조해 설명하기로 한다. 그러나 본 발명의 개념은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있으며, 여기에 나온 실시예로만 제한되어 이해되어서는 안 된다. 그보다는 이 같은 실시예들은 예시의 방식으로 제시되며, 본 발명은 통상의 기술자에게 본 발명의 개념 범위를 전달할 것이다.
열 분배 시스템(100)의 예시는 도1과 관련되어 개략적으로 도시된다. 열 분배 시스템은, 열기 및/또는 냉기의 유체 기반 분배에 대한 분배 그리드(110), 및 열기 또는 냉기를 생산하고자 하고 열기 또는 냉기를 분배 그리드(110)로 전달하기 위한 생산 시설(120)을 포함한다. 열 분배 시스템은 국소 분배 시스템(150a, 150b)과 각각 연동된 다수의 국소 제어 유닛(140a, 140b)을 더 포함한다. 도 1에 나타난 예시에는, 국소 분배 시스템(150a, 150b)과 각각 연동된 2개의 국소 제어 유닛(140a, 140b)이 도시된다. 하지만 국소 제어 유닛의 개수는 제한 없이 사용될 수 있다. 또한, 각각의 국소 제어 유닛은 하나 이상의 국소 분배 시스템(150a, 150b)의 서비스를 제공하도록 구성될 수 있다.
각각의 국소 분배 시스템(150a, 150b)은 열기 및/또는 냉기를 하나 이상의 빌딩(160a, 160b)에 제공하도록 구성된다. 빌딩(160a, 160b)은 열기 및/또는 냉기를 필요로 하는 오피스 빌딩, 비즈니스 구역, 거주 지역, 공장 또는 다른 종류의 건물일 수 있다. 도 1에 나타난 예시에서, 각각의 국소 분배 시스템(150a, 150b)은 각각의 빌딩(160a, 160b)에 열기 및/또는 냉기를 제공하도록 구성된다. 하지만 각각의 국소 분배 시스템(150a, 150b)은 복수의 건물에 열기 및/또는 냉기를 제공하도록 구성될 수도 있다.
국소 분배 시스템(150a, 150b)가 분배 그리드(110)와 연결되어, 열기 및/또는 냉기는 분배 그리드(110)과 각각의 국소 분배 시스템(150a, 150b) 사이에서 교환될 수 있다. 분배 그리드(110)과 각각의 국소 분배 시스템(150a, 150b) 사이에서의 열기 및/또는 냉기의 교환은 열 교환기를 이용해 이루어질 수 있다. 대안적으로 분배 그리드(110)과 각각의 국소 분배 시스템(150a, 150b) 사이에서의 열기 및/또는 냉기의 교환은 열 펌프를 이용해 이루어질 수도 있다.
분배 그리드(110)는 열 전달 유체를 전달하는 유압식 네트워크에 의해 형성될 수 있다. 열 전달 유체는 일반적으로 물이지만, 다른 유체나 유체의 혼합물도 사용될 수 있다. 일부 비제한적 예시는 암모니아, 부동액(예: 글리콜), 기름 및 알코올이다. 혼합물의 비제한적 예시는 글리콜과 같은 부동제를 물에 추가한 것이다.
생산 시설(120)은 분배 그리드(110)의 열 전달 유체를 가열하거나 냉각시키도록 구성된다. 가열된 또는 냉각된 열 전달 유체는 공급 도관(111)을 통해 전송될 수 있다. 회수 열 전달 유체는 회수 도관(112)를 통해 생산 시설(120)으로 전송될 수 있다. 가열된 열 전달 유체가 공급 도관(111)을 통해 전송되고 냉각된 열 전달 유체가 회수 도관(112)를 통해 회수되는 경우, 분배 그리드(110)는 지역 난방 그리드로 간주될 수 있다. 냉각된 열 전달 유체가 공급 도관(111)을 통해 전송되고 가열된 열 전달 유체가 회수 도관(112)를 통해 회수되는 경우, 분배 그리드(110)는 지역 냉방 그리드로 간주될 수 있다. 다른 실시예에 따라, 분배 그리드(110)는 WO 2017/076868에 개시된 바와 같은 지역 열 에너지 분배 시스템일 수 있다. 이 같은 경우, 공급 도관(111)은 WO 2017/076868에 개시된 열 도관으로 간주될 수 있으며, 회수 도관(112)는 WO 2017/076868에 개시된 냉 도관으로 간주될 수 있다.
국소 분배 시스템(150a, 150b)은 빌딩(160a, 160b) 내의 열기 및/또는 냉기를 분배하도록 구성된다. 국소 분배 시스템은 열 전달 유체를 통해 빌딩 내에 열기 또는 냉기를 분배할 수 있다. 열 전달 유체는 일반적으로 물이지만, 다른 유체나 유체의 혼합물도 사용될 수 있다. 일부 비제한적 예시는 암모니아, 부동액(예: 글리콜), 기름 및 알코올이다. 혼합물의 비제한적 예시는 글리콜과 같은 부동제를 물에 추가한 것이다.
국소 제어 유닛(140a, 140b)은 상기 연동된 국소 분배 시스템(150a, 150b)의 분배 그리드(110)로부터의 열기 및/또는 냉기의 방출(Outtake)을 제어하도록 구성된다. 국소 분배 시스템(150a, 150b)의 열 전달 유체는 일반적으로 분배 그리드(110)의 열 전달 유체와 관련된 유체가 아니다. 위에서 언급한 바와 같이, 국소 분배 시스템(150a, 150b)은 열 교환기 또는 열 펌프를 통해 분배 그리드(100)와 열적으로 연결된다.
열 분배 시스템(100)은 중앙 서버(130)을 더 포함한다. 중앙 서버(130)는 생산 시설(120) 및 국소 제어 유닛(140a, 140b)과 연결된다. 중앙 서버(130)는 처리 유닛을 포함하는 모든 종류의 서버일 수 있다. 중앙 서버(130)는 물리적으로 하나의 단일 서버 장치를 포함할 수 있다. 대안적으로, 중앙 서버(130)는 여러 서버 장치에 걸쳐 분산될 수 있다. 중앙 서버(130)는 생산 시설(120) 내에 또는 다른 적합한 장소에 포함될 수 있다. 중앙 서버(130)는 생산 시설(120)과 통신하도록 구성된다. 중앙 서버는 예를 들어, 전용망, 인터넷 또는 상기 조합을 통해 생산 시설(120)과 통신할 수 있다. 중앙 서버는 예를 들어, 전용망, 인터넷 또는 상기 조합을 통해 국소 제어 유닛(140a, 140b)과 통신하도록 구성된다. 전용망 또는 인터넷을 통한 통신은 유선 및/또는 무선으로 이루어질 수 있다.
중앙 서버(130)는 생산 시설(120)의 수용 한계를 결정하도록 구성된다. 또한, 중앙 서버(130)는 생산 시설(120)에 대한 현재 또는 예상되는 수용량을 결정하도록 구성된다. 중앙 서버(130)는 제어 신호를 다수의 국소 제어 유닛(140a, 140b) 중 적어도 하나로 전송하도록 더 구성된다.
국소 제어 유닛(140a, 140b)은, 중앙 서버(130)로부터 나온 제어 신호에 응답하여 국소 분배 시스템(150a, 150b)의 분배 그리드(110)로부터의 열기 또는 냉기 방출을 감소시키거나 증가시키도록 구성될 수 있다.
국소 제어 유닛(140a, 140b)은 빌딩(160a, 160b) 외부 온도 및/또는 내부 온도를 결정하도록 구성될 수 있다. 국소 제어 유닛(140a, 140b)은 상기 결정된 온도를 기초로 국소 분배 시스템(150a, 150b)의 분배 그리드(110)로부터의 열기 또는 냉기 방출을 감소시키거나 증가시키도록 구성될 수 있다.
지금부터 국소 분배 시스템(150a, 150b)의 예시 2개를 도 2를 참조하여 설명한다. 국소 분배 시스템(150a)은 건물 내에 난방을 하도록 구성된다. 난방은 쾌적 히팅, 온수 및/또는 빌딩에 난방이 필요한 다른 형태로 이루어질 수 있다. 국소 분배 시스템(150b)는 건물 내에 냉방을 분배하도록 구성된다. 냉방은 쾌적 쿨링, 냉수 및/또는 빌딩에 냉방이 필요한 다른 형태로 이루어질 수 있다. 국소 분배 시스템들(150a, 150b)은 하나의 동일한 건물에 배열될 수 있다. 대안적으로, 국소 분배 시스템들(150a, 150b)는 서로 다른 빌딩에 배열될 수도 있다.
국소 분배 시스템(150a)은, 국소 분배 시스템(150a)과 분배 그리드(110) 사이의 열 에너지를 교환하도록 구성된 장치(155a), 국소 제어 유닛(140a), 및 열 이미터(Heat Emitter)(156)를 포함한다. 도 2에 나타난 예시에서, 국소 분배 시스템(150a)과 분배 그리드(110) 사이의 열 에너지를 교환하도록 구성된 상기 장치(155a)는 열 교환기다. 하지만 국소 분배 시스템(150a)과 분배 그리드(110) 사이의 열 에너지를 교환하도록 구성된 상기 장치(155a)를 열 펌프로 대신할 수도 있다. 열 교환기 또는 열 펌프의 사용은, 분배 그리드(110) 내의 열 전달 유체의 온도 및 국소 분배 시스템(150a)의 열 전달 유체의 희망 온도에 달려 있다. 국소 분배 시스템(150a)과 분배 그리드(110) 사이의 열 에너지를 교환하도록 구성된 상기 장치(155a)를 통해, 분배 그리드(110)에서 나온 열기가 국소 분배 시스템(150a)로 분배된다. 이후 열기는 국소 분배 시스템(150a)이 위치하는 건물로 열 이미터(156)을 통해 배출될 수 있다. 국소 분배 시스템(150a)은 하나 이상의 열 이미터(156)을 포함할 수 있다. 국소 제어 유닛(140a)은 상기 연동된 국소 분배 시스템(150a)의 분배 그리드(110)로부터의 열기 방출을 제어하도록 구성된다. 국소 제어 유닛(140a)은 중앙 서버(130)으로부터 나온 제어 신호를 수신하고 수신된 제어 신호에 따라 상기 연동된 국소 분배 시스템(150a)의 분배 그리드(110)로부터의 열기 방출을 제어하도록 적응된다.
국소 분배 시스템(150b)은 국소 분배 시스템(150b)과 분배 그리드(110) 사이의 열 에너지를 교환하도록 구성된 장치(155b), 국소 제어 유닛(140b), 및 열 흡수기(157)를 포함한다. 도 2에 나타난 예시에서, 국소 분배 시스템(150b)과 분배 그리드(110) 사이의 열 에너지를 교환하도록 구성된 상기 장치(155b)는 열 교환기다. 하지만 국소 분배 시스템(150b)과 분배 그리드(110) 사이의 열 에너지를 교환하도록 구성된 상기 장치(155b)를 열 펌프로 대신할 수도 있다. 열 교환기 또는 열 펌프의 사용은, 분배 그리드(110) 내의 열 전달 유체의 온도 및 국소 분배 시스템(150b)의 열 전달 유체의 희망 온도에 달려 있다. 국소 분배 시스템(150b)과 분배 그리드(110) 사이의 열 에너지를 교환하도록 구성된 상기 장치(155b)를 통해, 분배 그리드(110)에서 나온 열기가 국소 분배 시스템(150b)로 분배된다. 이후 열기는 국소 분배 시스템(150b)이 위치하는 건물로부터 열 흡수기(157)을 통해 흡수될 수 있다. 국소 분배 시스템(150b)은 하나 이상의 열 흡수기(157)을 포함할 수 있다. 국소 제어 유닛(140b)은 상기 연동된 국소 분배 시스템(150b)의 분배 그리드(110)로부터의 냉기 방출을 제어하도록 구성된다. 국소 제어 유닛(140b)은 중앙 서버(130)으로부터 나온 제어 신호를 수신하고 수신된 제어 신호에 따라 상기 연동된 국소 분배 시스템(150b)의 분배 그리드(110)로부터의 냉기 방출을 제어하도록 적응된다.
국소 제어 유닛(140a, 140b)은 국소 분배 시스템(150a, 150b)의 분배 그리드(110)로부터의 열기 또는 냉기의 방출을 스티어링 신호(Tsteer)를 통해 제어할 수 있다. 국소 제어 유닛(140a, 140b) 또는 국소 분배 시스템(150a, 150b)은, 국소 분배 시스템(150a, 150b)과 분배 그리드(110) 사이의 열 에너지를 교환하도록 구성된 상기 장치(155a, 155b)를 통해 분배 그리드(110)로부터의 방출을 제어하는 PID-제어기를 포함할 수 있다.
국소 제어 유닛(140a, 140b)은 온도(Tmes)를 결정하고, 상기 결정된 온도를 기초로 국소 분배 시스템(150a, 150b)의 분배 그리드(110)로부터의 열기 또는 냉기 방출을 감소시키거나 증가시키도록 구성될 수 있다. 국소 분배 시스템(150a)이 빌딩으로 열기를 배출하기 위한 시스템인 경우, Tmes는 보통 그저 건물 밖(국소 분배 시스템(150a)이 위치함)이라고 판단된다. 국소 분배 시스템(150b)이 빌딩으로부터 열기를 흡수하기 위한 시스템인 경우, Tmes는 보통 건물 안이라고 판단된다.
센서는, 국소 분배 시스템(150a, 150b)과 분배 그리드(110) 사이의 열 에너지를 교환하도록 구성된 상기 장치(155a, 155b)로 들어가는 열 전달 유체의 회수 온도(Tret)를 센싱하도록 배열될 수 있다. 센서는 국소 분배 시스템(150a, 150b)과 연동된 국소 제어 유닛(140a, 140b)과 연결될 수 있다.
도 3을 참조해 열 분배 시스템(100)을 제어하는 방법을 설명한다. 도 3에서 "TSP"란 용어는 "임시 스티어링 온도(Temporary Steering Temperature)"의 약자로 이해하면 된다. 도 3a, 도 3b 및 도 3c, 사이에서 상기 방법에 대한 흐름도를 명확하게 드러내도록 A 및 B노드가 삽입되었으며, 이는 상기 방법의 일부는 아니다. 도 3a은 열기와 냉기 모두에 대해 분배 시스템에 적용할 수 있는 방법에 대한 흐름도를 나타낸다. 도 3b는 열기 분배와 관련된 방법의 일부에 대한 흐름도를 나타내며, 도 3c는 냉기 분배와 관련된 방법의 일부에 대한 흐름도를 나타낸다.
상기 방법은 생산 시설(120)에서 열기 또는 냉기를 생산하는 단계(S210)를 포함한다. 상기 방법(200)은 중앙 서버(130)에서 생산 시설(120)의 수용 한계를 결정하는 단계(S220)를 더 포함한다. 중앙 서버(130)는 수용 한계와 관련해 현재 또는 예측되는 생산 수용량을 평가할 수 있다(S230). 중앙 서버(130)는 생산 시설에서의 현재 또는 예측되는 생산이 수용 한계에 도달하는지를 판단할 수 있다(S240).
중앙 서버(130)는, 상기 결정된 수용 한계에 관련해 또는 상기 결정된 수용 한계를 기초로, 상기 결정된 수용 한계보다 낮은 생산 임계치를 더 설정할 수 있다(S225). 상기 서버가 생산 임계치를 설정했다면, 평가하는 단계(S230)는 생산 임계값과 현재 생산을 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 방법은 현재 생산이 생산 임계값에 도달하면, 상기 생산 시설에서의 상기 현재 생산이 상기 수용 한계에 근접하는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다(S240).
생산 시설에서의 현재 또는 예측되는 생산이 수용 한계 또는 생산 임계치에 접근하는지를 결정하는 것(S240)에 응답하여, 중앙 서버(130)는 제어 신호를 출력할 수 있다(S250). 수용 한계에 접근하고 있는 것으로 판단되지 않으면(S240), 중앙 서버는 S220 및 S230 단계에서 생산 시설의 수용 수준을 계속 모니터링할 수 있다.
예를 들면, 제어 신호는 온도 오프셋(Offset)일 수 있다. 오프셋은, 국소 제어 유닛이 분배 그리드로부터의 방출을 조절하기 위해 사용되는 실제 온도 값일 수 있다. 실제 값은 양의 값 또는 음의 값일 수 있다. 오프셋은 현재 또는 산출된 방출량에 적용되는 백분율 값일 수 있다. 온도 오프셋은, 각각의 건물의 열관성에 따라 결정될 수 있는데, 이는 상기 건물이 갖는 생산 유닛에 연결된 효과의 전체 요구량을 조절할 필요와 결합된다. 더 큰 오프셋은 더 큰 스티어링 필요를 위해 필요하고, 더 작은 오프셋은 더 작은 스티어링 필요를 위해 필요하다.
이와 상관 없이, 국소 제어 유닛(140)은 온도(Tmes)를 결정할 수 있다(S260). Tmes는 이와 연동된 건물의 외부에서 결정될 수 있다. 대안적으로, Tmes는 이와 연동된 건물의 내부에서 결정될 수 있다. 국소 제어 유닛(140)은 결정된 온도를 기초로 상기 연동된 국소 분배 시스템(150)의 분배 그리드로부터의 열기 또는 냉기의 방출을 제어하도록 구성될 수 있다. 국소 제어 유닛(140)은, 상기 결정된 온도를 기초로 상기 연동된 국소 분배 시스템(150)에 대한 기초 스티어링 온도를 더 결정할 수 있다(S270). 기초 스티어링 온도는 국소 분배 시스템(150)의 분배 그리드로부터의 열기 또는 냉기의 방출을 제어하는 온도다. 기초 스티어링 온도는 열 전달 유체에 대한 설정값(Set-point) 온도일 수 있다.
제어 신호는 국소 제어 유닛(140)에서 수신된다(S280). 국소 제어 유닛(140)은 제어 신호를 기초로 상기 연동된 국소 분배 시스템(150)의 분배 그리드(110)로부터의 열기 또는 냉기의 방출을 조절할 수 있다. 예를 들어, 국소 제어 유닛(140)은 제어 신호를 통해 수신된 오프셋을 기초로 기초 스티어링 온도를 조절할 수 있다. 제어 신호가 온도 값을 나타내면 국소 제어 유닛(140)은 스티어링 온도에 대해 상기 값을 적용하거나, 제어 신호가 백분율 값을 나타내면 국소 제어 유닛(140)은 스티어링 온도에 대해 상기 백분율을 적용할 수 있다. 예를 들어, 오프셋은 기초 스티어링 온도로부터 추가되거나 제거될 수 있다. 그러므로 국소 제어 유닛(140)은 감소된 또는 상승한 스티어링 온도를 결정할 수 있다(S290). 감소된 또는 상승한 스티어링 온도는 다른 제어 신호가 수신될 때까지 사용될 수 있다. 국소 분배 시스템(150)의 방출은 그에 따라 적응될 수 있다(S295).
S210, S220-S250, S260-S270 및 S280-S205 단계는 독립적으로 수행될 수 있다고 이해되며, 모든 단계는 선택 가능하다. 일부 단계는 여러 번 수행될 수 있으며, 다른 단계는 생략되거나 작은 횟수로 수행될 수 있다.
상기 방법의 일부 예시에서, 국소 제어 유닛(140)은 국소 분배 시스템의 회수 온도(Tret)를 기초로 스티어링 온도를 더 감소시키거나 상승시킬 수 있다. 국소 제어 유닛(140) 또는 국소 분배 시스템(150)는 국소 분배 시스템(150) 내의 열 전달 유체의 회수 온도를 결정할 수 있다(S310).
열기가 분배 그리드(110)로부터 제거되는 경우, 국소 제어 유닛(140)은, 결정된 감소된 스티어링 온도를 회수 온도보다 낮게 결정할 수 있다(S320). 상기 감소된 스티어링 온도가 회수 온도보다 낮으면, 국소 제어 유닛(140)은 임시 스티어링 온도를 회수 온도보다 높고 기초 스티어링 온도보다 낮게 결정할 수 있다(S330). 그러므로 국소 제어 유닛(140)은 S340 단계에서 국소 분배 시스템(150)의 열기 방출을 감소시킬 수 있다. 상기 감소된 스티어링 온도가 회수 온도보다 낮지 않으면, 국소 제어 유닛(140)은 상기 감소된 스티어링 온도에 적응할 수 없을 수 있다.
상기 방법은, 시간이 흐름에 따라 국소 분배 시스템 내의 열 전달 유체의 회수 온도를 결정하는 단계(S325), 및 임시 스티어링 온도가 상기 감소된 스티어링 온도에 도달할 때까지, 상기 임시 스티어링 온도는 상기 회수 온도를 초과하는 상태를 유지하면서 점진적으로 감소하는 단계(S327)를 더 포함할 수 있다. 이는 임시 스티어링 온도가 상기 감소된 스티어링 온도에 도달할 때까지 S310, S320, S325, S327, S330 및 S340 단계를 수행함으로써 이루어질 수 있다.
냉기가 분배 그리드(110)로부터 제거되는 경우, 국소 제어 유닛(140)은, 결정된 상승한 스티어링 온도를 회수 온도보다 높게 결정할 수 있다(S420). 상기 상승한 스티어링 온도가 회수 온도보다 높으면, 국소 제어 유닛(140)은 임시 스티어링 온도를 회수 온도보다 낮고 기초 스티어링 온도보다 높게 결정할 수 있다(S430). 그러므로 국소 제어 유닛(140)은 S440 단계에서 국소 분배 시스템(150)의 냉기 방출을 증가시킬 수 있다. 상기 상승한 스티어링 온도가 회수 온도보다 높지 않으면, 국소 제어 유닛(140)은 상기 상승한 스티어링 온도에 적응할 수 없을 수 있다.
상기 방법은, 시간이 흐름에 따라 국소 분배 시스템 내의 열 전달 유체의 회수 온도를 결정하는 단계(S425), 및 임시 스티어링 온도가 상기 상승한 스티어링 온도에 도달할 때까지, 상기 임시 스티어링 온도는 상기 회수 온도 미만인 상태를 유지하면서 점진적으로 상승시키는 단계(S427)를 더 포함할 수 있다. 이는 임시 스티어링 온도가 상기 상승한 스티어링 온도에 도달할 때까지 S410, S420, S425, S427, S430 및 S440 단계를 수행함으로써 이루어질 수 있다.
여기 설명된 실시예의 수정안은 수없이 많이 있을 수 있으며, 이 또한 첨부된 청구항에서 정의된 본 발명의 범위에 포함된다. 예를 들어, 국소 제어 유닛에 의해 수행되는 단계는 중앙 서버에 의해 전체 또는 일부가 수행될 수도 있다. 상기 방법의 단계는 일부 단계가 동시에 수행되는 경우 다른 순서로 수행될 수도 있다.

Claims (11)

  1. 열 분배 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 시스템은:
    열기 및 냉기 중 적어도 하나의 유체 기반 분배에 대한 분배 그리드,
    열기 또는 냉기를 생산하고자 하고 상기 열기 또는 냉기를 상기 분배 그리드로 전달하기 위한 생산 시설, 및
    각각의 유닛이 빌딩 내의 국소 분배 시스템과 연동되고, 각각의 유닛이 상기 연동된 국소 분배 시스템의 상기 분배 그리드로부터의 열기 또는 냉기의 방출(Outtake)을 제어하도록 더 구성된, 다수의 국소 제어 유닛
    을 포함하되,
    상기 국소 분배 시스템은 상기 빌딩 내의 열기 또는 냉기를 분배하도록 구성되며,
    상기 방법은:
    상기 생산 시설의 수용 한계를 결정하는 단계,
    중앙 서버에서, 상기 생산 시설의 상기 수용 한계와 관련해 상기 생산 시설 내에서 열기 또는 냉기의 현재 생산 및 예측되는 생산 중 적어도 하나를 평가하는 단계,
    상기 수용 한계에 접근하는 상기 생산 시설에서 상기 현재 생산 및 예측되는 생산 중 적어도 하나에 응답하여, 상기 중앙 서버로부터 상기 다수의 국소 제어 유닛 중 적어도 하나로의 각각의 제어 신호인, 온도 오프셋(Offset)에 관한 정보를 포함하는 각각의 상기 제어 신호를 출력하는 단계,
    상기 다수의 국소 제어 유닛 중 적어도 하나 각각에서 상기 각각의 제어 신호를 수신하는 단계, 및
    상기 다수의 국소 제어 유닛 중 적어도 하나 각각에서 상기 각각의 제어 신호에 응답하여, 상기 각각의 온도 오프셋을 기초로 하고 상기 각각의 빌딩의 내부 온도 및 외부 온도 중 적어도 하나를 기초로 각각의 스티어링(Steering) 온도를 결정하고, 상기 다수의 국소 제어 유닛 중 적어도 하나 각각에서 상기 스티어링 온도를 기초로 상기 연동된 국소 분배 시스템의 상기 분배 그리드로부터의 열기 또는 냉기의 방출을 제어함으로써, 상기 연동된 국소 분배 시스템의 상기 분배 그리드로부터의 열기 또는 냉기의 방출을 줄이는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 평가 행위가 주기적으로 수행되는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방법은:
    상기 생산 시설의 상기 수용 한계와 관련된 생산 임계값을 상기 수용 한계 미만으로 설정하는 단계를 더 포함하되,
    상기 평가 행위는 상기 현재 생산과 상기 생산 임계값을 비교하는 행위를 포함하고,
    상기 현재 생산이 상기 생산 임계값에 도달하면, 상기 생산 시설에서의 상기 현재 생산이 상기 수용 한계에 접근하는지를 판단하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스티어링 온도는, 상기 국소 분배 시스템 내에서 열 전달 유체의 공급(Feed) 온도를 조절하는 조절 장치에 대한 설정값(Set-point) 온도인 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 생산 시설에서의 열기 또는 냉기를 생산하는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 국소 제어 유닛 중 적어도 하나에서, 상기 연동된 빌딩의 상기 내부 온도 및 상기 외부 온도 중 적어도 하나를 기초로 상기 연동된 국소 분배 시스템에 대한 기초 스티어링 온도를 결정하는 단계,
    상기 연동된 국소 분배 시스템 내의 열 전달 유체의 회수 온도를 결정하는 단계,
    상기 결정된 각각의 스티어링 온도가 상기 회수 온도 미만이면, 상기 회수 온도보다 높고 상기 기초 스티어링 온도보다 낮은 임시 스티어링 온도를 결정하는 단계, 및
    상기 임시 스티어링 온도를 기초로 상기 연동된 국소 분배 시스템의 상기 분배 그리드로부터의 열기 방출을 제어하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    시간이 흐르는 동안, 상기 연동된 국소 분배 시스템 내의 열 전달 유체의 상기 회수 온도를 결정하는 단계, 및
    상기 임시 스티어링 온도가 상기 스티어링 온도에 도달할 때까지, 상기 임시 스티어링 온도는 상기 회수 온도를 초과하는 상태를 유지하면서 점진적으로 감소하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 임시 스티어링 온도가 상기 스티어링 온도에 도달할 때까지:
    시간이 흐르는 동안, 상기 연동된 국소 분배 시스템 내의 열 전달 유체의 공급 온도를 결정하는 단계, 및
    상기 결정된 공급 온도가 상기 임시 스티어링 온도에 도달한 것에 응답하여:
    상기 연동된 국소 분배 시스템 내의 열 전달 유체의 상기 회수 온도를 결정하고,
    상기 결정된 회수 온도보다 높고 이전 임시 스티어링 온도보다 낮은 신규 임시 스티어링 온도를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 국소 제어 유닛 중 적어도 하나에서, 상기 연동된 빌딩의 상기 내부 온도 및 상기 외부 온도 중 적어도 하나를 기초로 상기 연동된 국소 분배 시스템에 대한 기초 스티어링 온도를 결정하는 단계,
    상기 연동된 국소 분배 시스템 내의 열 전달 유체의 회수 온도를 결정하는 단계,
    상기 결정된 각각의 스티어링 온도가 상기 회수 온도를 초과하면, 상기 회수 온도보다 낮고 상기 기초 스티어링 온도보다 높은 임시 스티어링 온도를 결정하는 단계, 및
    상기 임시 스티어링 온도를 기초로 상기 연동된 국소 분배 시스템의 상기 분배 그리드로부터의 냉기의 방출을 제어하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    시간이 흐르는 동안, 상기 연동된 국소 분배 시스템 내의 열 전달 유체의 상기 회수 온도를 결정하는 단계, 및
    상기 임시 스티어링 온도가 상기 스티어링 온도에 도달할 때까지, 상기 임시 스티어링 온도는 상기 회수 온도 미만인 상태를 유지하면서 점진적으로 증가하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 임시 스티어링 온도가 상기 스티어링 온도에 도달할 때까지:
    시간이 흐르는 동안, 상기 연동된 국소 분배 시스템 내의 열 전달 유체의 공급 온도를 결정하는 단계, 및
    상기 결정된 공급 온도가 상기 임시 스티어링 온도에 도달한 것에 응답하여:
    상기 연동된 국소 분배 시스템 내의 열 전달 유체의 상기 회수 온도를 결정하고,
    상기 결정된 회수 온도보다 낮고 이전 임시 스티어링 온도보다 높은 신규 임시 스티어링 온도를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
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