KR20210021323A - 열 제어 시스템 - Google Patents

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KR20210021323A
KR20210021323A KR1020207037923A KR20207037923A KR20210021323A KR 20210021323 A KR20210021323 A KR 20210021323A KR 1020207037923 A KR1020207037923 A KR 1020207037923A KR 20207037923 A KR20207037923 A KR 20207037923A KR 20210021323 A KR20210021323 A KR 20210021323A
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알랙산더 제임스 울프
엘리엇 제라드 울프
대니얼 토마스 윈츠
제시 스캇 투텔
브라이언 토마스 케이
제시 딜런 크로스노
알렉산더 밍 장
가브리엘 렌 웨스트
존 리처드슨 크로포드
티아라 리 플루월링
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리니지 로지스틱스, 엘엘씨
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Abstract

본 명세서의 발명은 여러 가지 중에서도 냉장 시설이 냉각되는 시간의 시간 시프팅 방법으로 실시될 수 있다. 이 방법은 냉장 시설의 열 모델을 결정하는 단계, 미래의 미리 설정된 기간 동안의 가변 에너지 비용의 스케줄을 설명하는 에너지 비용 모델을 획득하는 단계, 열 모델, 에너지 비용 모델 및 최대 허용 온도에 기초하여 냉장 시스템의 적어도 일 부분에 대한 작동 일정을 결정하는 단계, 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템 일 부분에 전력을 공급하는 단계, 냉각 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각하는 단계, 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 줄이는 단계, 및 시설이 주변 온도에 의해 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계를 포함한다.

Description

열 제어 시스템
(관련 출원에 대한 상호 참조)
본 출원은 2018년 5월 30일에 출원된 미국 출원 번호 제15/993,259호 및 2019년 5월 15일에 출원된 미국 출원 번호 제16/413,309호의 우선권의 이익을 주장하며, 이 둘 모두 그 전체가 참조로 본 명세서에 통합된다.
(기술분야)
본 발명은 전반적으로 냉장 관리를 위한 시스템 및 기술에 관한 것이다.
냉장 시설은 저장된 내용물(예컨대, 인벤토리, 음식)을 낮은 온도로 냉각 및/또는 유지하는데 사용된다. 냉장 시설은 소형(예컨대, 워크-인 쿨러)에서 대형(예컨대, 냉장 창고)에 이르기까지 다양한 크기 범위를 갖는다. 냉장 시설 내부 온도는 시설로부터의 열 제거와 시설 내부로의 열 침입 간의 균형의 결과이다.
냉장 시설 내로의 열 침입은 환경(예컨대, 주변 공기 온도, 태양 복사), 저장된 내용물(예컨대, 냉장될 따뜻한 제품), 시설 내에서 작동하는 열 발생 장치(예컨대, 조명, 지게차), 시설 내부에서 작업하는 사람들의 체온 및 시설 작동(예컨대, 사람 및 인벤토리가 시설을 출입할 때 문의 개폐)과 같은 다양한 요인으로부터 발생할 수 있다.
열 침입 속도는 시간에 따라 변할 수 있다. 열 침입은 일반적으로 여름에 기온이 상승하고 태양 고도가 상승하여 정오 강도가 됨에 따라 낮 동안 증가하며, 일반적으로 여름 실외 온도와 태양열 강도가 떨어지면 감소한다. 열 침입은 또한 문이 빈번하게 열리는 근무일과 같이 활동이 많은 시간에 증가할 수 있으며, 일반적으로 문이 닫혀 있는 근무 시간 이후와 같이 활동이 적은 시간에는 감소할 수 있다.
냉장 시설에서 열을 제거하려면 일반적으로 전력(예컨대, 냉장 컴프레셔를 구동하기 위한 전기)의 소모가 필요하다. 열 침입이 변하면, 열 제거를 수행하기 위해 필요한 전력 또한 변한다.
본 명세서는 일반적으로 개선된 냉장 관리를 위한 시스템 및 기술을 설명한다. 예를 들어, 냉장 창고와 같은 냉장 시설의 모델이 생성되고 냉장 시설이 냉각되는 시간 및 온도를 보다 효율적으로 선택하기 위한 냉방 전략을 결정하는데 사용될 수 있다. 냉장 시설은 열 에너지를 흡수하고 저장할 수 있는 열 배터리로서 모델링될 수 있으며, 이 열 에너지는 냉각이 발생하는 시간에 대한 시간 시프트를 허용하기 위해 시간이 지남에 따라 방출될 수 있다. 예를 들어, 온도 또는 전력 소비 설정점을 유지하기 위해 필요에 따라 냉장 시설을 냉각하는 대신, 냉장 시설은 설정점보다 낮은 온도로 냉각된 다음, 냉각 시스템은 에너지를 덜 소비하도록 또는 꺼지도록(에너지를 소비하지 않도록) 변조되어 냉장 시설이 점진적으로 따뜻해질(저장된 열 에너지가 소모됨) 수 있다. 시설이 냉각되는 시기 및 설정점은 시설의 다양한 사용에 따른 열 영향(예컨대, 시설 문의 개폐 영향, 시설에 새 아이템이 추가되는 영향, 시설에서 아이템이 제거되기 시작하는 영향) 뿐만 아니라 특정 날짜의 시설에 대한 날씨 및 태양열 부하와 같은 외부 요인을 모델링할 수 있는 시설의 열 모델과 같은, 다양한 요인에 따라 달라질 수 있다.
제 1 양태에서, 냉장 시설은 밀폐 공간을 형성하는 냉장 인클로저, 밀폐 공간을 냉각하도록 구성된 냉장 시스템, 밀폐 공간 내의 복수의 위치에서 온도 레벨을 감지하도록 구성된 복수의 온도 센서, 데이터 처리 장치를 포함하는 제어 시스템, 하나 이상의 네트워크 및 하나 이상의 매체를 통해 데이터를 송수신하는 통신 서브 시스템, 데이터 처리 장치에 의해 실행될 때 제어 시스템으로 하여금 동작들을 수행하게 하는 명령을 저장하는 메모리 장치를 포함하고, 상기 동작들은 복수의 온도 센서에 의해 감지된 온도 레벨에 기초하여 밀폐 공간의 열 모델을 결정하는 단계, 미래의 미리 설정된 기간에 걸친 가변 에너지 비용의 스케줄을 설명하는 에너지 비용 모델을 획득하는 단계, 열 모델, 에너지 비용 모델, 밀폐 공간에 대한 최대 허용 온도, 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 적어도 일부에 대한 작동 일정을 결정하는 단계, 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계, 냉각 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각하는 단계, 작동 일정에 따라 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 줄이는 단계, 및 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계를 포함한다.
다양한 실시예는 다음 특징들 중 일부, 전부를 포함하거나 포함하지 않을 수도 있다. 상기 동작은 또한 밀폐 공간의 측정 온도를 결정하는 단계, 및 결정된 측정 온도 및 최대 허용 온도보다 낮은 미리 설정된 임계 온도 값에 기초하여 냉장 시스템의 적어도 일부에 전력을 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 열 모델은 밀폐 공간 내의 내용물의 열 용량 및 냉장 인클로저의 열 저항 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다. 열 모델, 에너지 비용 모델 및 냉장 시설에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 작동 일정을 결정하는 단계는 에너지 비용 모델에 기초하여 에너지 비용이 단위당 제 1 크기인 제 1 기간을 식별하는 단계, 에너지 비용 모델에 기초하여 에너지 비용이 단위당 제 1 크기보다 작은 단위당 제 2 크기인, 제 1 기간 이전의 제 2 기간을 식별하는 단계, 작동 일정에 제 2 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만으로 냉각하기 위해 냉장 시스템에 전력이 공급되어야 하는 시간을 나타내는 것인 상기 단계, 및 작동 일정에 제 1 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 밀폐 공간이 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것이 허용되는 시간을 나타내는 것인 상기 단계를 포함할 수 있다. 밀폐 공간의 열 모델을 결정하는 단계는 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계, 냉각 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각하는 단계, 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 줄이는 단계, 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 1 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계, 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계, 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 2 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계, 및 밀폐 공간의 내용물의 열용량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 밀폐 공간의 열 모델을 결정하는 단계는 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계, 냉각 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각하는 단계, 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 줄이는 단계, 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 1 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계, 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계, 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 2 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계, 및 밀폐 공간의 내용물의 열용량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
제 2 양태에서, 냉장 시설이 냉각되는 시간을 변경하기 위한 냉장 관리 컴퓨터 시스템은 데이터 처리 장치, 하나 이상의 네트워크 및 하나 이상의 매체를 통해 데이터를 송수신하는 통신 서브 시스템, 및 데이터 처리 장치에 의해 실행될 때 사용자 장치로 하여금 동작들을 수행하게 하는 명령을 저장하는 메모리 장치를 포함하고, 상기 동작은 밀폐 공간을 형성하고 냉장 시스템에 의해 냉각되도록 구성된 냉장 인클로저를 포함하는 냉장 시설의 열 모델을 결정하는 단계, 제어 시스템으로부터 냉장 시스템의 적어도 일부에 대한 작동 일정에 대한 요청을 수신하는 단계, 미래의 미리 설정된 기간에 걸친 가변 에너지 비용의 스케줄을 설명하는 에너지 비용 모델을 획득하는 단계, 열 모델, 에너지 비용 모델 및 밀폐 공간에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 냉장 시스템의 적어도 일부에 대한 작동 일정을 결정하는 단계, 및 요청에 응답하여 작동 일정을 제공하는 단계를 포함한다.
다양한 구현예는 다음 특징들 중 일부 또는 전부를 포함하거나 포함하지 않을 수도 있다. 상기 동작은 또한 밀폐 공간의 측정 온도를 결정하는 단계, 결정된 측정 온도 및 최대 허용 온도보다 낮은 미리 설정된 임계 온도 값에 기초하여 냉장 시스템의 적어도 일부에 전력을 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 열 모델은 밀폐 공간 내의 내용물의 열 용량 및 냉장 인클로저의 열 저항 중 하나 이상을 나타낼 수 있다. 열 모델, 에너지 비용 모델 및 냉장 시설에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 작동 일정을 결정하는 단계는 에너지 비용 모델에 기초하여 에너지 비용이 단위당 제 1 크기인 제 1 기간을 식별하는 단계, 에너지 비용 모델에 기초하여, 에너지 비용이 단위당 제 1 크기보다 작은 단위당 제 2 크기인, 제 1 기간 이전의 제 2 기간을 식별하는 단계, 작동 일정에 제 2 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만으로 냉각하기 위해 냉장 시스템에 전력이 공급되어야 하는 시간을 나타내는 것인, 상기 단계, 및 작동 일정에 제 1 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 밀폐 공간이 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것이 허용되는 시간을 나타내는 것인, 상기 단계를 포함할 수 있다. 밀폐 공간의 열 모델을 결정하는 단계는 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계, 냉각 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각하는 단계, 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 줄이는 단계, 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 1 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계, 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계, 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 2 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계, 및 밀폐 공간의 내용물의 열용량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
제 3 양태에서, 냉장 시설의 냉각을 제어하기 위한 냉장 제어 시스템은 데이터 처리 장치, 하나 이상의 네트워크 및 하나 이상의 매체를 통해 데이터를 송수신하는 통신 서브 시스템, 밀폐 공간을 형성하는 냉장 인클로저 내의 복수 위치에서 온도 레벨을 감지하도록 구성된 복수의 온도 센서로부터 센서 신호를 수신하도록 구성된 하나 이상의 입력 포트, 밀폐 공간을 냉각하도록 구성된 냉장 시스템의 작동을 트리거하도록 구성된 하나 이상의 출력 포트, 데이터 처리 장치에 의해 실행될 때 냉장 제어 시스템으로 하여금 동작들을 수행하게 하는 명령을 저장하는 메모리 장치를 포함하고, 상기 동작은 하나 이상의 네트워크를 통해 냉장 시스템의 적어도 일부에 대한 작동 일정에 대한 요청을 전송하는 단계, 요청에 응답하여 열 모델, 에너지 비용 모델 및 밀폐 공간에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 작동 일정을 수신하는 단계로서, 작동 일정은 제 1 기간 및 제 1 기간 이전의 제 2 기간을 설명하는 정보를 포함하는 것인, 상기 단계, 제 2 기간의 시작 시간에 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계, 냉각 시스템의 전력을 공급 받는 부분에 의해 밀폐 공간을 제 2 기간 동안 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각하는 단계, 제 1 기간의 시작 시간에 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 줄이는 단계, 및 밀폐 공간이 제 1 기간 동안 최대 허용 온도를 향해 주변 온도에 의해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계를 포함한다.
다양한 실시예는 다음 특징 중 일부, 전부를 포함하거나 포함하지 않을 수도 있다. 냉장 제어 시스템은 또한 밀폐 공간의 적어도 일부가 최대 허용 온도보다 낮은 미리 설정된 임계 온도 값까지 따뜻해졌음을 결정하는 단계, 제 1 기간 동안 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하여 작동 일정을 무효화(overriding)하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 동작은 또한 밀폐 공간의 측정 온도를 결정하는 단계, 결정된 측정 온도 및 최대 허용 온도 미만의 미리 설정된 임계 온도 값에 기초하여 냉장 시스템의 적어도 일 부분에 전력을 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 열 모델은 밀폐 공간 내의 내용물의 열 용량 및 냉장 인클로저의 열 저항 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다. 열 모델, 에너지 비용 모델 및 냉장 시설에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 작동 일정을 결정하는 단계는 에너지 비용 모델에 기초하여 에너지 비용이 단위당 제 1 크기인 제 1 기간을 식별하는 단계, 에너지 비용 모델에 기초하여, 에너지 비용이 단위당 제 1 크기보다 작은 단위당 제 2 크기인, 제 1 기간 이전의 제 2 기간을 식별하는 단계, 작동 일정에 제 2 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만으로 냉각하기 위해 냉장 시스템에 전력이 공급되어야 하는 시간을 나타내는 것인, 상기 단계, 및 작동 일정에 제 1 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 밀폐 공간이 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것이 허용되는 시간을 나타내는 것인, 상기 단계를 포함할 수 있다. 밀폐 공간의 열 모델을 결정하는 단계는 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계, 냉각 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각하는 단계, 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 줄이는 단계, 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 1 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계, 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계, 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 2 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계, 및 밀폐 공간의 내용물의 열용량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
제 4 양태에서, 냉장 시설이 냉각되는 시간의 시간 시프팅 방법은 냉장 시스템에 의해 냉각되도록 구성된 냉장 인클로저를 포함하고 밀폐 공간을 형성하는 냉장 시설의 열 모델을 결정하는 단계, 미래의 미리 설정된 기간 동안의 가변 에너지 비용의 스케줄을 설명하는 에너지 비용 모델을 획득하는 단계, 열 모델, 에너지 비용 모델 및 밀폐 공간에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 냉장 시스템의 적어도 일부에 대한 작동 일정을 결정하는 단계, 및 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템 일 부분에 전력을 공급하는 단계, 냉각 시스템의 전력을 공급 받는 부분에 의해 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각하는 단계, 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 줄이는 단계, 및 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계를 포함할 수 있다.
다양한 구현예는 다음 기능 중 일부 또는 전부를 포함하거나 포함하지 않을 수도 있다. 이 방법은 또한 밀폐 공간의 측정 온도를 결정하는 단계, 결정된 측정 온도 및 최대 허용 온도보다 낮은 미리 설정된 임계 온도 값에 기초하여 냉장 시스템의 적어도 일부에 전력을 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 열 모델은 밀폐 공간 내의 내용물의 열 용량 및 냉장 인클로저의 열 저항 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다. 열 모델, 에너지 비용 모델 및 냉장 시설에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 작동 일정을 결정하는 단계는 에너지 비용 모델에 기초하여 에너지 비용이 단위당 제 1 크기인 제 1 기간을 식별하는 단계, 에너지 비용 모델에 기초하여, 에너지 비용이 단위당 제 1 크기보다 작은 단위당 제 2 크기인, 제 1 기간 이전의 제 2 기간을 식별하는 단계, 작동 일정에 제 2 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만으로 냉각하기 위해 냉장 시스템에 전력이 공급되어야 하는 시간을 나타내는 것인, 상기 단계, 및 작동 일정에 제 1 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 밀폐 공간이 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것이 허용되는 시간을 나타내는 것인, 상기 단계를 포함할 수 있다. 밀폐 공간의 열 모델을 결정하는 단계는 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계, 냉각 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각하는 단계, 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 줄이는 단계, 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 1 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계, 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계, 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 2 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계, 및 밀폐 공간의 내용물의 열용량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서, 냉장 시설은 밀폐 공간을 형성하는 냉장 인클로저; 밀폐 공간을 냉각하도록 구성된 냉장 시스템; 밀폐 공간 내의 복수의 위치에서 온도 레벨을 감지하도록 구성된 복수의 온도 센서; 및 제어 시스템을 포함한다. 제어 시스템은 데이터 처리 장치; 하나 이상의 네트워크 및 하나 이상의 매체를 통해 데이터를 송수신하는 통신 서브 시스템; 및 메모리 장치를 포함할 수 있다. 메모리 장치는 데이터 처리 장치에 의해 실행될 때 제어 시스템으로 하여금 다양한 동작을 수행하게 하는 명령을 저장할 수 있다. 상기 동작은 복수의 온도 센서에 의해 감지된 온도 레벨에 기초하여 밀폐 공간의 열 모델을 결정하는 단계; 미래의 미리 설정된 기간에 걸친 가변 에너지 비용의 스케줄을 설명하는 에너지 비용 모델을 획득하는 단계; 미래에 미리 설정된 기간에 걸쳐 냉장 시설에 도착하거나 그로부터 유통될 것으로 예상되는 인벤토리를 식별하는 밀폐 공간에 대한 물류(logistics) 일정을 획득하는 단계; 미래의 미리 설정된 기간 동안 물류 스케줄에 의해 밀폐 공간에 추가될 열 에너지의 양을 결정하는 단계; 및 열 모델, 에너지 비용 모델, 물류 일정에 대한 결정된 열 에너지 양 및 밀폐 공간에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 냉장 시스템의 적어도 일부에 대한 작동 일정을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 작동 일정은 적어도,(i) 물류 일정이 수행되고 냉장 시스템이 비활성화되는 동안 최대 허용 온도 미만의 온도로 유지하기 위해 밀폐 공간이 냉각되어야 하는 목표 온도 설정점, 및 (ii) 적어도 목표 온도 설정점에 도달하기 위해 냉장 시스템이 활성화되는 제 1 시간, 냉장 시스템이 비활성화되는 제 2 시간 및 냉장 시스템이 재활성화되도록 스케줄링된 제 3 시간을 식별할 수 있다. 상기 동작은 제 1 시간에 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템 일 부분에 전력을 공급하는 단계; 냉각 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해 밀폐 공간을 최대 허용 온도 이하의 목표 온도 설정점으로 냉각시키는 단계; 제 2 시간에 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 줄이는 단계; 물류 일정이 수행되는 동안 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계; 및 제 3 시간에, 냉장 시스템이 비활성화된 동안 물류 일정이 수행된 후 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만으로 유지하기 위해 냉장 시스템을 재활성화하는 단계를 포함한다.
다양한 구현예는 다음 특징 중 일부 또는 전부를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 상기 동작은 밀폐 공간의 측정 온도를 결정하는 단계; 및 결정된 측정 온도 및 최대 허용 온도 보다 낮은 미리 설정된 임계 온도 값에 기초하여 냉장 시스템의 적어도 일부에 전력을 공급하는 단계를 포함한다. 열 모델은 밀폐 공간 내의 내용물의 열 용량 및 냉장 인클로저의 열 저항 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다. 열 모델, 에너지 비용 모델 및 냉장 시설에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 작동 일정을 결정하는 단계는 에너지 비용 모델에 기초하여 에너지 비용이 단위당 제 1 크기인 제 1 기간을 식별하는 단계, 에너지 비용 모델에 기초하여, 에너지 비용이 단위당 제 1 크기보다 작은 단위당 제 2 크기인, 제 1 기간 이전의 제 2 기간을 식별하는 단계, 작동 일정에 제 2 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만으로 냉각하기 위해 냉장 시스템에 전력이 공급되어야 하는 시간을 나타내는 것인, 상기 단계, 및 작동 일정에 제 1 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 밀폐 공간이 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것이 허용되는 시간을 나타내는 것인, 상기 단계를 포함할 수 있다. 밀폐 공간의 열 모델을 결정하는 단계는 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계, 냉각 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각하는 단계, 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 줄이는 단계, 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 1 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계, 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계, 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 2 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계, 및 밀폐 공간의 내용물의 열용량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서, 냉장 시설이 냉각되는 시간을 변경하기 위해 냉장 관리 컴퓨터 시스템이 제공된다. 이 시스템은 데이터 처리 장치; 하나 이상의 네트워크 및 하나 이상의 매체를 통해 데이터를 송수신하는 통신 서브 시스템; 및 데이터 처리 장치에 의해 실행될 때 사용자 장치로 하여금 다양한 동작을 수행하게 하는 명령을 저장하는 메모리 장치를 포함한다. 상기 동작은 냉장 시스템에 의해 냉각되도록 구성된 냉장 인클로저를 포함하고 밀폐 공간을 형성하는 냉장 시설의 열 모델을 결정하는 단계; 제어 시스템으로부터, 냉장 시스템의 적어도 일부에 대한 작동 일정에 대한 요청을 수신하는 단계; 미래의 미리 설정된 기간에 걸친 가변 에너지 비용의 스케줄을 설명하는 에너지 비용 모델을 획득하는 단계; 미래에 미리 설정된 기간 동안 냉장 시설에 도착하거나 그로부터 유통될 것으로 예상되는 인벤토리를 식별하는 밀폐 공간에 대한 물류 일정을 획득하는 단계; 미래의 예정된 기간 동안 물류 스케줄에 의해 밀폐 공간에 추가될 열 에너지의 양을 결정하는 단계; 열 모델, 에너지 비용 모델, 물류 일정에 대한 결정된 열 에너지 양 및 밀폐 공간에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 냉장 시스템의 적어도 일부에 대한 작동 일정을 결정하는 단계; 및 요청에 응답하여 작동 일정을 제공하는 단계를 포함한다. 작동 일정은 적어도,(i) 물류 일정이 수행되고 냉장 시스템이 비활성화되는 동안 최대 허용 온도 미만의 온도로 유지하기 위해 밀폐 공간이 냉각되어야 하는 목표 온도 설정점, 및 (ii) 적어도 목표 온도 설정점에 도달하기 위해 냉장 시스템이 활성화되는 제 1 시간, 냉장 시스템이 비활성화되는 제 2 시간 및 냉장 시스템이 재활성화되도록 스케줄링된 제 3 시간을 식별할 수 있다.
다양한 구현예는 다음 특징 중 일부 또는 전부를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 상기 동작은 밀폐 공간의 측정 온도를 결정하는 단계; 및 결정된 측정 온도 및 최대 허용 온도보다 낮은 미리 설정된 임계 온도 값에 기초하여 냉장 시스템의 적어도 일부에 전력을 공급하는 단계를 포함한다. 열 모델은 밀폐 공간 내 내용물의 열 용량 및 냉장 인클로저의 열 저항 중 하나 이상을 나타낼 수 있다. 열 모델, 에너지 비용 모델 및 냉장 시설에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 작동 일정을 결정하는 동작은 에너지 비용 모델에 기초하여 에너지 비용이 단위당 제 1 크기인 제 1 기간을 식별하는 단계; 에너지 비용 모델에 기초하여, 에너지 비용이 단위당 제 1 크기보다 작은 단위당 제 2 크기인, 제 1 기간 이전의 제 2 기간을 식별하는 단계; 작동 일정에 제 2 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만으로 냉각하기 위해 냉장 시스템에 전력이 공급되어야 하는 시간을 나타내는 것인, 상기 단계; 및 작동 일정에 제 1 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 밀폐 공간이 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것이 허용되는 시간을 나타내는 것인, 상기 단계를 포함할 수 있다. 밀폐 공간의 열 모델을 결정하는 동작은 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계; 냉각 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각하는 단계; 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 줄이는 단계; 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 1 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계; 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계; 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 2 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계; 및 밀폐 공간의 내용물의 열용량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서, 냉장 시설의 냉각을 제어하기 위한 냉장 제어 시스템이 제공된다. 이 냉장 제어 시스템은 데이터 처리 장치; 하나 이상의 네트워크 및 하나 이상의 매체를 통해 데이터를 송수신하는 통신 서브 시스템; 밀폐 공간을 형성하는 냉장 인클로저 내의 복수의 위치에서 온도 레벨을 감지하도록 구성된 복수의 온도 센서로부터 센서 신호를 수신하도록 구성된 하나 이상의 입력 포트; 밀폐 공간을 냉각하도록 구성된 냉장 시스템의 작동을 트리거하도록 구성된 하나 이상의 출력 포트; 및 데이터 처리 장치에 의해 실행될 때 냉장 제어 시스템으로 하여금 다양한 동작을 수행하게 하는 명령을 저장하는 메모리 장치를 포함한다. 상기 동작은 하나 이상의 네트워크를 통해 냉장 시스템의 적어도 일부에 대한 작동 일정에 대한 요청을 전송하는 단계; 및 요청에 응답하여, 열 모델, 에너지 비용 모델, 밀폐 공간에 대한 물류 일정의 수행에 의해 밀폐 공간에 추가될 결정된 열 에너지의 양 및 밀폐 공간에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 작동 일정을 수신하는 단계를 포함하며, 작동 일정은 제 1 기간 및 제 1 기간 이전의 제 2 기간을 설명하는 정보를 포함한다. 밀폐 공간에 대한 물류 일정은 제 1 및 제 2 기간 동안 냉장 시설에 도착하거나 유통될 것으로 예상되는 인벤토리를 식별할 수 있다. 작동 일정은 적어도 (i) 물류 일정이 수행되는 동안 및 냉장 시스템이 비활성화된 동안 최대 허용 온도 미만의 온도로 유지하기 위해 밀폐 공간이 냉각되어야 하는 목표 온도 설정점 및 (ii) 적어도 제 1 및 제 2 기간을 식별하는 시간 일정을 식별할 수 있다. 상기 동작은 제 2 기간의 시작 시간에 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계; 냉각 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해 밀폐 공간을 제 2 기간 동안 최대 허용 온도 미만의 목표 온도 설정 점으로 냉각하는 단계; 제 1 기간의 시작 시간에 냉장 시스템의 전력을 공급 받는 부분의 전력 사용량을 감소시키는 단계; 및 물류 일정이 수행되는 동안 제 1 기간 동안 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계를 더 포함한다.
다양한 구현예는 다음 특징 중 일부 또는 전부를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 상기 동작은 밀폐 공간의 적어도 일부가 최대 허용 온도보다 낮은 적어도 미리 설정된 임계 온도 값으로 따뜻해졌음을 결정하는 단계; 및 제 1 기간 동안 냉장 시스템의 일부에 전력을 공급함으로써 작동 일정을 무효화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 동작은 밀폐 공간의 측정 온도를 결정하는 단계; 및 결정된 측정 온도 및 최대 허용 온도보다 낮은 미리 설정된 임계 온도 값에 기초하여 냉장 시스템의 적어도 일부에 전력을 공급하는 단계를 포함한다. 열 모델은 밀폐 공간 내의 내용물의 열 용량 및 냉장 인클로저의 열 저항 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다. 열 모델, 에너지 비용 모델 및 냉장 시설에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 작동 일정을 결정하는 동작은 에너지 비용 모델에 기초하여 에너지 비용이 단위당 제 1 크기인 제 1 기간을 식별하는 단계; 에너지 비용 모델에 기초하여, 에너지 비용이 단위당 제 1 크기보다 작은 단위당 제 2 크기인, 제 1 기간 이전의 제 2 기간을 식별하는 단계; 작동 일정에 제 2 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만으로 냉각하기 위해 냉장 시스템에 전력이 공급되어야 하는 시간을 나타내는 것인, 상기 단계; 및 작동 일정에 제 1 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 밀폐 공간이 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것이 허용되는 시간을 나타내는 것인, 상기 단계를 포함할 수 있다. 밀폐 공간의 열 모델을 결정하는 동작은 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계; 냉각 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각하는 단계; 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 줄이는 단계; 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 1 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계; 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계; 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 2 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계; 및 밀폐 공간의 내용물의 열용량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서, 냉장 시설이 냉각되는 시간의 시간 시프팅 방법이 제공된다. 이 방법은 밀폐 공간을 형성하고, 냉장 시스템에 의해 냉각되도록 구성된 냉장 인클로저를 포함하는 냉장 시설의 열 모델을 결정하는 단계; 미래의 미리 설정된 기간에 걸친 가변 에너지 비용의 스케줄을 설명하는 에너지 비용 모델을 획득하는 단계; 미래의 미리 설정된 기간에 걸쳐 냉장 시설에 도착하거나 그로부터 유통될 것으로 예상되는 인벤토리를 식별하는 냉장 인클로저에 대한 물류 일정을 획득하는 단계; 미래의 미리 설정된 기간에 걸친 물류 일정에 의해 냉장 인클로저에 추가될 열 에너지의 양을 결정하는 단계; 열 모델, 에너지 비용 모델, 물류 일정에 대한 결정된 열 에너지 양 및 밀폐 공간에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 냉장 시스템의 적어도 일부에 대한 작동 일정을 결정하는 단계로서, 이 작동 일정은, 적어도 (i) 물류 일정이 수행되고 냉장 시스템이 비활성화된 동안 최대 허용 온도 미만의 온도로 유지하기 위해 냉장 인클로저가 냉각되어야 하는 목표 온도 설정점, 및 (ii) 적어도 목표 온도 설정 점에 도달하기 위해 냉장 시스템이 활성화되는 제 1 시간, 냉장 시스템이 비활성화되는 제 2 시간 및 냉장 시스템이 재활성화되도록 스케줄링된 제 3 시간을 식별하는 것인, 상기 단계; 제 1 시간에, 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계; 냉각 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만의 목표 온도 설정점으로 냉각시키는 단계; 제 2 시간에 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 줄이는 단계; 물류 일정이 수행되는 동안 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계; 및 제 3 시간에, 냉장 시스템이 비활성화된 동안 물류 일정이 수행된 후 냉장 인클로저를 최대 허용 온도 미만으로 유지하기 위해 냉장 시스템을 재활성화하는 단계를 포함한다.
다양한 구현예는 다음 특징 중 일부 또는 전부를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 이 방법은 또한 밀폐 공간의 측정 온도를 결정하는 단계; 및 결정된 측정 온도 및 최대 허용 온도보다 낮은 미리 설정된 임계 온도 값에 기초하여 냉장 시스템의 적어도 일부에 전력을 공급하는 단계를 포함한다. 열 모델은 밀폐 공간 내의 내용물의 열 용량 및 냉장 인클로저의 열 저항 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다. 열 모델, 에너지 비용 모델 및 냉장 시설에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 작동 일정을 결정하는 단계는 에너지 비용 모델에 기초하여 에너지 비용이 단위당 제 1 크기인 제 1 기간을 식별하는 단계; 에너지 비용 모델에 기초하여, 에너지 비용이 단위당 제 1 크기보다 작은 단위당 제 2 크기인, 제 1 기간 이전의 제 2 기간을 식별하는 단계; 작동 일정에 제 2 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만으로 냉각하기 위해 냉장 시스템에 전력이 공급되어야 하는 시간을 나타내는 것인, 상기 단계; 및 작동 일정에 제 1 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 밀폐 공간이 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것이 허용되는 시간을 나타내는 것인, 상기 단계를 포함할 수 있다. 밀폐 공간의 열 모델을 결정하는 단계는 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계; 냉각 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각하는 단계; 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 줄이는 단계; 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 1 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계; 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계; 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 2 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계; 및 밀폐 공간의 내용물의 열용량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 물류 일정을 위해 결정된 열 에너지 양은 물류 일정을 수행하는 동안 예상되는 밀폐 공간의 문 개방 횟수를 기반으로 할 수 있다. 물류 일정에 대한 결정된 열 에너지 양은 미래의 미리 설정된 기간 동안 밀폐 공간 내 저장을 위해 냉장 시설에 도착할 것으로 예상되는 인벤토리의 예상 온도를 기반으로 할 수 있다. 물류 일정을 위해 결정된 열 에너지 양은 물류 일정을 수행하는 동안 밀폐 공간 내에서의 지게차의 예상된 활동 수준을 기반으로 할 수 있다. 물류 일정에 대해 결정된 열 에너지 양은 물류 일정을 수행하는 동안 밀폐 공간 내에서의 작업자의 예상된 활동 수준을 기반으로 할 수 있다.
개시된 시스템 및 기술은 임의의 다양한 이점을 제공할 수 있다. 시간 시프팅 냉각 전략은 전통적으로 많은 양의 에너지를 소비했던 냉각 또는 냉장 시설의 환경에서 특히 관련될 수 있는 다양한 효율성을 도입할 수 있다. 예를 들어, 시설들은 시스템이 램프 업 및 다운할 때 비효율을 도입할 수 있는, 냉각 시스템(및/또는 그것의 하위 구성요소 중 일부)이 토글 온 및 오프되는 경우를 줄이거나 제거할 수 있다. 일부 종래 시설에서는, 냉각 시스템이 하루 종일 간헐적으로 가동될 수 있으며, 이는 비효율적일 수 있다. 이러한 시스템을 간헐적으로 가동하는 대신, 이러한 시스템을 한 번(또는 그 이상) 길고 연속적인 구간으로 실행되어 시설 온도를 (설정값 미만의) 더 낮은 온도로 낮춘 후 꺼지거나 전력 사용을 줄이도록 제어될 수 있다. 따라서, 간헐적으로 턴 온 및 오프되는 냉각 시스템에서의 비효율성이 감소 및/또는 제거될 수 있다.
다른 예에서, 냉장 시스템에 대한 운영 비용이 절감될 수 있다. 예를 들어, 에너지 사용을 시간 시프트 할 수 있는 기능을 가짐으로써, 피크 수요동안 에너지 소비가 감소되거나 및/또는 제거될 수 있으며, 대신 피크가 아닌 기간으로 시프트될 수 있다. 이것은 피크 기간 동안의 에너지는 일반적으로 피크가 아닌 시간보다 더 비싸기 때문에 시설을 냉각시키는 운영 비용을 줄일 수 있다.
다른 예에서, 하나 이상의 시설에 의해 사용되는 시간-시프팅 전략은 전체적으로 에너지 생산자에 대한 에너지 수요의 균형을 맞추는데 도움을 줄 수 있으며, 에너지 생산자가 낭비를 회피하는 데 도움을 줄 수 있다. 예를 들어, 에너지 생산자는 일반적으로 시간에 따른 수요 변화를 충족할 수 있는 충분한 에너지 생산 능력을 갖추어야 하므로, 에너지 생산자는 종종, 예컨대, 하루 중 피크가 아닌 시간 동안 궁극적으로 낭비되는(사용되지 않는) 에너지를 시스템에 공급해야 할 수 있다. 에너지 소비를 피크가 아닌 시간으로 옮김으로써, 전체 시스템에 걸쳐 낭비되는 에너지의 양이 감소될 수 있고, 피크 기간 동안 에너지 생산자에 대한 생산 수요도 감소될 수 있다. 냉장 시스템은 또한 하루 중 특정(예컨대, 더 시원한) 시간으로 운영을 시프팅함으로써 본질적으로 더 효율적이 될 수 있으므로, 전력망에 대한 공급과 수요 사이에 불균형이 거의 없거나 전혀 없더라도 전력 소비의 감소를 통해 가치를 얻을 수 있다.
하나 이상의 구현예에 대한 세부 사항은 첨부 도면 및 아래 설명에 제공된다. 다른 특징 및 이점은 설명 및 도면, 및 청구 범위로부터 명백해질 것이다.
도 1은 예시적인 냉장 관리 시스템을 보여주는 개략도이다.
도 2는 3가지 예시적인 시간별 전력 부하의 그래프이다.
도 3은 예냉이 없는 예시적인 온도, 예시적인 전력 사용 및 예시적인 전력 비용의 그래프이다.
도 4는 예냉이 사용되는 예에서 예시적인 온도, 예시적인 전력 사용 및 예시적인 전력 비용의 그래프이다.
도 5는 열 모델의 개념도이다.
도 6은 예시적인 냉장 관리 시스템의 블록도이다.
도 7은 냉장 관리를 위한 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
도 8은 열 모델을 결정하기 위한 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
도 9는 냉장 일정 관리를 위한 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
도 10은 냉장 일정 구현을 위한 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
도 11은 일반적인 컴퓨터 시스템의 일례의 개략적인 도면이다.
다양한 도면에서 유사한 부재번호는 유사한 요소를 나타낸다.
본 명세서는 냉장 관리를 위한 시스템 및 기술, 더 구체적으로는 냉장 시설로부터 열을 제거하는 전력 공급과 관련된 비용을 절감하기 위한 시스템 및 기술을 기술한다. 냉장 시설에 필요한 전력량은 태양열, 실외 온도, 근무 교대 등으로 인해 일일 주기로 변할 수 있다. 유틸리티 제공업체에 대한 수요 또한 일반적으로 일일 주기로 변하며, 일부 유틸리티 제공업체는 전력 비용이 수요가 많은 시간(예컨대, 여름 한낮) 동안 상승하고 수요가 적은 시간(예컨대, 야간)에 낮추어지는 "최고 가격(peak pricing)" 및/또는 가변 가격을 사용한다.
전기로 구동되는 시설에서, 배터리 또는 플라이휠은 저렴한 오프-피크(off-peak) 에너지 가격을 활용하기 위해 오프-피크 기간 동안 충전되고, 비교적 비싼 온-피크 기간의 요금로 전력을 소비하는 것을 피하기 위해 온-피크(on-pean) 기간 동안 부하에 전력을 공급하기 위해 방전된다. 다소 유사하게, 본 명세서는 여전히 고-가격 기간 동안 사전 설정된 온도 이하로 저장된 인벤토리를 유지하면서, 고-가격 기간 동안 전력 소모에 대한 필요성을 제거 또는 회피하기 위해 저-가격 에너지 기간 동안 "충전"(예컨대, 과냉)되고, 고-가격 에너지 기간 동안 "방전"(예컨대, 과냉 상태에서부터 이완)될 수 있는 열 에너지 저장 유닛의 형태로 냉장 시설이 사용되는 프로세스를 기술한다.
일반적으로 냉장 시설은 저렴한 전력을 사용하고 및/또는 시설이 본질적으로 더 효율적으로 작동되는 시기(예컨대, 시원한 시간, 야간)에 정상보다 낮은 냉장 온도로 사전 충전된 다음, 더 비싼 전력을 사용하고 및/또는 시설이 본질적으로 덜 효율적으로 작동되는 기간(예컨대, 최고 온도 시간, 주간) 동안 작동되는 것을 줄이거나 방지하기 위해 정상 냉각 온도에 가까워지게 다시 상승되는 것을 허용한다. 예를 들어, 냉장 창고는 일반적으로 0˚F로 유지될 수 있지만, 최고 가격 기간(예컨대, 따뜻한 계절의 내일 정오)을 예상하여 창고는 야간 가격 동안 -5˚F로 사전 냉각될 수 있다. 최고 가격 시간이 되면, 최고 가격의 전력을 사용하여 냉장 시스템에 전력을 공급하는 대신, 창고가 0˚F로 다시 따뜻해지는 것을 허용함으로써 전력 소모 및/또는 비용의 적어도 일부를 줄일 수 있다.
도 1은 예시적인 냉장 관리 시스템(100)을 나타내는 개략도이다. 냉장 시설(110)(예를 들어, 저온 저장 시설)은 창고(112)를 포함하는데, 창고는 실질적으로 밀폐 공간(114)을 형성하는 단열된 냉장 인클로저(enclosure)이다. 밀폐 공간(114)은 인벤토리(120), 한 무리의 장비(122)(예를 들어, 지게차, 보관 랙) 및 공기를 포함하는 다양한 내용물을 갖는다. 밀폐 공간(114) 내의 인벤토리(120), 장비(122) 및 공기는 창고(112) 자체의 재료(예를 들어, 강철 지지대, 알루미늄 벽, 콘크리트 바닥)와 마찬가지로 열 질량을 갖는다.
밀폐 공간(114)은 센서(134)의 집합체로부터의 온도 피드백 신호(예를 들어, 온도, 습도, 기류, 모션)에 기초하여 제어기(132)에 의해 제어되는 냉장 시스템(130)에 의해 냉각된다. 일부 실시예에서, 제어기(132)는 냉장 제어 시스템 제어기일 수 있고, 프로세서, 메모리, 저장 장치, 입력기 및 출력기를 포함할 수 있다. 센서(134)는 제어기(132)가 밀폐 공간(114) 전체의 그리고 일부 실시예에서 인벤토리(120) 내부 및/또는 근처의 환경을 모니터할 수 있게 하기 위해 창고(112) 도처에 분포되어 있다(예를 들어, 저장된 상품의 박스 또는 팔레트에 또는 사이에 내장된 센서들). 제어기(132)는 센서(134)로부터의 피드백에 기초하여 냉장 시스템(130)을 활성화하여 밀폐 공간(114)을 미리 설정된 온도 한계 미만의 온도로 유지하도록 구성된다. 예를 들어, 냉장 시설(110)의 운영자는 고객의 냉동 식품(예컨대, 냉동 고기, 냉동 프렌치 프라이, 아이스크림)을 최대 0˚F 미만으로 저장할 수 있다.
창고(112)는 열 침투에 저항하도록 구성된다. 밀폐 공간(114) 및 그 내용물의 온도를 상승시킬 수 있는 열 에너지는 다수의 소스로부터 온 것일 수 있다. 열 에너지의 주 소스는 태양(140)이며, 이는 창고(112)의 구조를 직접 따뜻하게 할 수 있고, 창고(112) 및 냉장 시설(110)을 둘러싼 주변 환경을 따뜻하게 할 수 있다. 이러한 열 에너지는 창고(112)의 벽을 통해 및/또는 도어(124)의 개방을 통해 직접 창고(112)에 침투할 수 있다. 다른 열 에너지 소스는 장비(122)의 작동(예컨대, 지게차의 따뜻한 엔진, 조명에 의해 발산되는 열), 밀폐 공간(114) 내에서 작업하는 사람의 체온, 인벤토리(120) 자체(예컨대, 신선 제품은 0˚F 냉장고에 보관하기 위해 20˚F에 도달할 수 있슴)로부터 비롯된 것일 있다.
제어기(132)는 네트워크(150)(예를 들어, 인터넷, 셀룰러 데이터 네트워크, 사설 네트워크)에 의해 스케줄러(140)와 데이터 통신한다. 일부 실시예에서, 스케줄러(140)는 제어기(132)와 통신하는 냉장 관리 서버 컴퓨터일 수 있다. 일부 동작 단계에서, 제어기(132)는 센서(134)로부터 측정값 및 크로노미터(136)(예를 들어, 시계, 타이머)에 기초한 타임 스탬프를 수집하고, 그 정보를 스케줄러(140)에 제공한다. 스케줄러(140)는 이러한 정보를 사용하여 창고(112)의 열 모델을 결정한다. 열 모델의 결정을 위한 예시적인 프로세스는 도 8의 설명에서 더 논의될 것이다.
이전 설계에서, 온도 제어기는 일반적으로 냉동기 내부의 온도를 모니터링하여 내부 온도가 사전 설정 온도를 초과하면 냉장 시스템을 켜고 내부 온도가 사전 설정 온도보다 약간 낮아지면 시스템을 끈다. 이 범위는 공칭 작동 조건하에서 제어기의 히스테리시스(hysterisis) 범위를 나타낸다. 이러한 동작적 행동은 도 3의 설명에서 자세히 설명된다
시스템(100)의 예에서, 제어기(132)는 스케줄러(140)로부터 작동 일정(138)을 수신한다. 일반적으로, 이 일정(138)은 하나 이상의 미리 설정된 기간 동안 제어기(132)로 하여금 인벤토리(120)에 대한 미리 설정된 온도 한계 미만의 온도로, 그리고 일부 예에서 냉장 시스템(130)의 정상 작동을 위한 히스테리시스 범위 미만의 온도로 밀폐 공간(114)을 예냉하게 하는 정보를 포함한다. 예를 들어, 공칭 작동 조건하에서, 제어기(132)는 창고(112) 내의 온도가 -1˚F를 초과할 때 냉장 시스템(130)을 켜서 밀폐 공간을 0˚F 미만으로 유지하도록 구성될 수 있고, 온도가 -2˚F 미만으로 떨어진 때 냉장 시스템(130)을 끄도록 구성될 수 있다. 그러나, 일정(138)은 하나 이상의 미리 설정된 기간 동안 밀폐 공간을 -5˚F 또는 다른 미리 설정된 온도로 냉각하도록 제어기를 구성할 수 있다. 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이, 이러한 기간은 전력 가격이 상대적으로 높은 기간(예컨대, 최고 가격 기간, 본질적으로 낮은 시스템 효율 기간)보다 앞설 수 있다.
스케줄러(140)는 하나 이상의 작동 일정(142)을 결정하도록 구성되며, 작동 일정(138)은 그 중 하나이다. 스케줄러(140)는 열 모델에 기초하여 작동 일정(142)을 결정한다. 스케줄러는 창고(112)의 열 모델을 결정하기 위해 센서(134)로부터의 시간별 판독 값 및 냉장 시스템(130)에 대한 작동 정보와 같은, 냉장 설비(110)에 대한 열 모델 정보를 수신한다. 열 모델의 결정은 도 8의 설명에서 더 자세히 기술된다.
스케줄러(140)는 또한 냉장 시설(110)에 전력을 제공하는 유틸리티 제공자(160)에 의해 제공되는 에너지 비용 스케줄(162)에 기초하여 작동 일정(142)을 결정한다. 에너지 비용 스케줄(162)은 다양한 시간 및/또는 다양한 날짜별 에너지 비용에 관한 정보를 포함한다. 예를 들어, 유틸리티 제공자(160)는 일반적으로 킬로와트시(kWh) 당 $0.12를 청구하지만, 10am 에서 2pm 동안 전력에 대한 수요가 피크일 수 있기 때문에 10am 에서 2pm에 소비되는 전력에 대한 비용을 킬로와트시 당 $0.20까지 증가시키는 전력 제공자일 수 있다. 다른 예에서, 유틸리티 제공자(160)는 냉장 시스템(130)과 같은 다른 냉각 시스템 및 에어 컨디서녀에 의해 유발되는 계절적 수요로 인해 월별로 겨울철보다 여름철에 더 많은 요금을 청구할 수 있다. 일반적으로, 에너지 비용 스케줄(162)은 전력 비용이 상승 및 하강하도록 스케줄링되는 하나 이상의 미래 사이클(예를 들어, 일별)을 기술한다. 작동 일정의 결정은 도 9의 설명에서 자세히 설명된다.
하나 이상의 다른 정보 제공자(170)는 네트워크(150)를 통해 냉장 설비(110), 스케줄러(140) 및/또는 유틸리티 제공자(160)에 다른 정보를 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 정보 제공자(170)는 일별 또는 시간별 일기 예보를 제공하는 도량형(metrological) 서비스 정보 서버 컴퓨터일 수 있다. 그러한 예에서, 유틸리티 제공자(160)는 더운 날씨의 예보를 사용하여 수요 증가를 예측하고 더운 시간 동안 전력 비용을 증가시킴으로써 수요 감소를 장려할 수 있고, 그리고/또는 스케줄러(140)는 이 예보를 사용하여 열 유입 증가보다 더운 날씨를 예상하여 창고(112)를 미리 냉각시키는 작동 일정(142)을 결정할 수 있다. 다른 예에서, 유틸리티 제공자(160)는 수요 응답 이벤트에 대한 신호를 제공할 수 있고, 및/또는 스케줄러(140)는 그 신호를 사용하여 작동 일정(142)을 수정할 수 있다. 또 다른 예에서, 정보 제공자(170)는 태양광 또는 풍력 에너지 제공자일 수 있고, 창고(112)를 사전 냉각하는데 사용 가능한 잉여 태양 광 또는 풍력 에너지의 예보(예를 들어, 특히 맑거나 바람이 많이 부는 날)를 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 정보 제공자(170)는 생산 또는 물류(logistic) 스케줄러일 수 있다. 예를 들어, 정보 제공자(170)는 내일 4pm와 5pm 사이에 창고(112)에 대해 높은 수준의 활동이 계획될 수 있음을 나타내는 정보를 스케줄러(140)에 제공할 수 있다. 이는 높은 수준의 활동이 창고(112)의 열 모델을 변경할 수 있는, 장비(122) 및 작업자에 의한 증가된 열 출력 및 도어(124)의 더 빈번하거나 긴 개방을 포함할 수 있기 때문이다. 스케줄러(140)는 이러한 예측된 활동 및 예측된 열 유입을 예상하여 밀폐 공간을 미리 냉각함으로써 응답할 수 있다.
또 다른 예에서, 정보 제공자(170)는 인벤토리(120)에 관한 정보를 스케줄러(140)에 제공 할 수 있다. 다양한 유형의 인벤토리는 다양한 열 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 플라스틱 통에 들어 있는 아이스크림의 팔레트는 골판지 박스 안에 비닐 봉지에 포장된 어니언 링의 케이스의 팔레트와는 상이한 속도 및 상이한 양으로 열 에너지를 흡수 및 방출할 수 있다. 일부 실시예에서, 스케줄러(140)는 인벤토리(120)의 열 특성 또는 인벤토리(120)의 변화에 관한 정보를 사용하여 열 모델에 대한 변화를 고려하도록 열 모델을 수정하고 작동 일정(142)을 수정할 수 있다. 예를 들어, 스케줄러(140)는 인벤토리(120)가 비정상적으로 높은 열 용량을 갖는 아이템 및/또는 잘 단열된 용기에 저장된 아이템을 포함할 때 평소보다 더 긴 예냉 기간을 규정한다.
다양한 유형의 인벤토리는 또한 다양한 상태로 창고(112)에 들어갈 수 있다. 예를 들어, 정보 제공자(170)는 10˚F의 많은 수산물 인벤토리가 내일 9am에 5˚F의 창고에 도착할 예정임을 나타내는 정보를 스케줄러(140)에 제공할 수 있다. 스케줄러(140)는 해산물이 들어오는 10˚F에서 창고의 설정점 5˚F까지 냉각시키는 영향을 상쇄하고 동시에 예냉의 더 긴 및/또는 더 차가운 기간을 규정함으로써 가변 에너지 가격의 영향을 예상 및 상쇄하도록 작동 일정(142)을 수정할 수 있다.
도 2는 도 1의 예시적인 유틸리티 제공자(160)와 같은 유틸리티 제공자에 대한 3 개의 예시적인 시간별 전력 부하의 그래프(200)이다. 수요 곡선(210)은 평균 온도가 85˚F였던 2009년 7월 7일의 일주일 동안 미국 중부 대서양 지역의 평균 시간별 전력 부하의 예를 보여준다. 수요 곡선(220)은 평균 온도가 40˚F였던 2009 년 1월 5일의 일주일 동안 미국 중부 대서양 지역의 평균 시간별 전력 부하의 예를 보여준다. 수요 곡선(230)은 평균 기온이 55˚F였던 2009년 4월 6일의 일주일 동안 미국 중부 대서양 지역의 평균 시간별 전력 부하의 예를 보여준다.
각각의 수요 곡선(210-230)은 평균 시간별 전력 부하가 실질적으로 일일 주기로 변하며, 매일 정오에 정점에 도달하고 매일 자정 직후에 최저점에 도달함을 보여준다. 도시된 예에서, 각각의 수요 곡선(210-230)은 월요일에 시작되며, 평균 시간별 전력 부하가 실질적으로 주간 주기로 변한다는 것을 보여준다. 예를 들어, 수요 곡선(210)은 그 주의 처음 5 사이클(예를 들어, 근무 주, 월요일 내지 금요일 정오에 약 47,000 MW의 정점)에 대해 더 높은 피크 수요를 보여주고, 그 주의 6번째 사이클 동안 평균적으로 더 낮고(예를 들어, 토요일 정오 경에 약 43,000 MW의 정점), 7 번째 사이클에 대해서 훨씬 더 낮다(예를 들어, 일요일에 더 적은 수의 사업체가 오픈하고 전력을 소비하는 경우 약 38,000 MW의 정점).
전력 유틸리티는 일반적으로 가능한 한 많은 상황에서 브라운아웃(brownout) 및 정전을 피하기 위해 전력을 충분히 하도록 그들의 인프라를 구축한다. 이는 일반적으로 예상되는 최대 부하를 수용할 수 있는 충분한 발전 용량을 갖는 것을 의미한다. 그러나, 오프-피크 시간 동안에는, 유틸리티가 사용되지 않는 과도한 발전 용량을 가질 수 있고, 동시에 오버헤드 비용을 발생시킨다. 따라서, 유틸리티 제공업체는 초과 전력 생산 능력을 최소화하고 사용되지 않는 생산 능력을 최대화하도록 장려받을 수 있다. 유틸리티 제공업체가 이를 수행할 수 있는 한 가지 방법은 전력 소비자가 피크 시간에 전력 수요를 줄이고 해당 수요를 오프-피크 시간으로 옮기도록 장려하는 것이다. 따라서, 피크 시간 동안의 전력 가격이 상대적으로 높고 오프-피크 시간 동안의 가격이 상대적으로 낮도록 전력 소비 비용을 변경함으로써 고객을 장려할 수 있다.
도 3은 예냉이 없는 예시적인 온도, 예시적인 전력 사용 및 예시적인 전력 비용의 그래프(300)이다. 일부 구현예에서, 그래프(300)는 도 1의 예시적인 작동 일정(138, 142)과 같은 작동 일정을 사용하도록 구성되지 않은 냉장 설비의 동작 예일 수 있다. 그래프(300)는 서브 그래프(310) 및 서브 그래프(350)를 포함한다.
서브 그래프(310)는 예시적인 24시간 기간에 걸친 예시적인 온도 곡선의 차트이다. 일반적으로, 냉장 시스템은 100%의 시간동안 작동하지 않으며, 관리되지 않는 냉장 시스템은 자동 온도 조절 제어(thermostatic control)를 기반으로 사이클 온 오프된다. 서브 그래프(310)는 -1 ℉보다 약간 높게 설정된 예시적인 상한 온도 한계(312)와 -1 ℉보다 약간 아래로 설정된 하한 온도 한계(314)를 보여준다. 상한 온도 한계(312) 및 하한 온도 한계(314)는 예시적인 냉장 관리 시스템(100)의 제어기(132)와 같은, 저온 저장 유닛을 위한 자동 온도 조절 제어기에 대한 예시적인 히스테리시스를 정의한다. 공기 온도 곡선(318)은 상한 온도 한계(312)와 하한 온도 한계(314) 사이를 대략 순환하고, 자동 온도 조절 제어기는 상한 온도 한계(312)가 초과될 때 냉장 시스템을 켜고 하한 온도 한계(314)에 도달될 때 냉장 시스템을 끈다. 공기 온도 곡선(318)은 약 -1˚F를 순환하고, 인벤토리(예를 들어, 냉장 식품) 온도 설정점(320)을 실질적으로 -1˚F에 가깝게 유지한다. 일부 실시예에서, 인벤토리는 공기보다 더 큰 열 질량을 가질 수 있으므로, 인벤토리 온도는 주변 공기 온도(318)의 진동에 대한 평균 효과를 제공할 수 있는 공기에 비해 감쇠된 열 반응을 나타낼 수 있다.
서브그래프(350)는 서브그래프(310)와 동일한 24시간 기간 동안 3 개의 다른 데이터 세트를 비교한다. 기상 온도 곡선(352)은 예시적인 24 기간 동안 주변(예를 들어, 실외)의 온도가 어떻게 변하는지의 예를 보여준다. 실시간 가격 곡선(354)은 전력 유틸리티가 24시간 동안 전력(예를 들어, 전기)의 가격을 어떻게 변화시킬 수 있는지의 예를 보여준다. 곡선(352, 354)에서 알 수 있듯이, 기상 온도(352)가 상승함에 따라 실시간 가격(354)은 약간 뒤쳐져 상승한다. 일부 예에서, 기상 온도(352)가 상승함에 따라, 전력 수요는 약간 지연되어 상승할 수 있고(예를 들어, 실외 온도가 건물 내부보다 더 빨리 상승할 수 있기 때문에, 공조 시스템 및 냉장 시스템이 자동 온도 조절 방식으로 트리거링되기 전에 지연이 유발될 수 있슴), 증가된 전력 수요는 피크 시간 동안 전력의 비용을 증가시킴으로써 전력 공급업체에 의해 억제될 수 있다.
서브 그래프(350)는 또한 전력 비용 곡선(356)의 집합을 보여준다. 전력 비용 곡선(356) 아래의 영역은 24시간 기간 내의 다양한 기간 동안 실시간 가격(354)에 기초하여 소모 전력의 일부로서 소비된 돈(예를 들어, 비용)의 양을 나타낸다. 예를 들어, 전력 비용 곡선(356) 아래의 영역은 예시적인 24시간 기간 동안 소비된 전력의 총 비용을 결정하기 위해 합산될 수 있다.
전력 비용 곡선(356)은 공기 온도 곡선(318)의 강하에 시간적으로 대응한다. 예를 들어, 냉장 시스템(130)이 켜질 때, 창고(114) 내의 공기 온도를 낮추는 것의 일부로서 전력이 소비된다. 도시된 예에서, 공기 온도 곡선(318) 및 전력 비용 곡선(356)은 주기성을 나타내며, 전력 소비 기간은 약 2시간마다 약 25분 지속된다. 그러나, 전력 소비 곡선(356)에 의해 도시된 전력 소비 사이클의 지속 시간은 대략 길이가 동일하지만 높이가 크게 변한다. 예를 들어, 사이클(360)은 부피가 상당히 적으므로 사이클(362)에 비해 총 비용이 적다. 사이클(360 및 362) 간 비용 차이는 실질적으로 사이클(360)의 시간에서의 실시간 가격(354)과 사이클(362)의 시간에서의 상대적으로 높은 실시간 가격(354)의 차이에 기초한다.
앞서 설명한 바와 같이, 그래프(300)는 도 1의 예시적인 작동 일정(138, 142)과 같은 작동 일정을 사용하도록 구성되지 않은 냉장 시설의 동작의 예를 보여준다. 예를 들어, 그래프(300)는 실시간 가격(354)에 관계없이 실질적으로 일정한 빈도로 전력 소비가 발생함을 보여준다.
도 4는 예냉이 사용되는 예에서 예시적인 온도, 예시적인 전력 사용 및 예시적인 전력 비용의 그래프(400)이다. 일반적으로, 냉장 시스템은 100%의 시간동안 가동되지 않으며, 관리되지 않는 냉장 시스템은 자동 온도 조절 제어를 기반으로 사이클 온 및 오프된다. 그러나, 도 1의 예시적인 냉장 시스템(100)과 같은 냉장 시스템은 운영 비용을 줄일 수 있는 방식으로 "온" 시간 및 "오프" 시간을 미리 설정된 시간으로 옮기기 위해 미리 설정된 일정을 사용할 수 있다. 일부 구현예에서, 그래프(400)는 도 1의 예시적인 작동 일정(138, 142)과 같은 작동 일정을 사용하도록 구성된 냉장 설비의 동작의 예일 수 있다. 그래프(400)는 서브 그래프(410) 및 서브 그래프(450)를 포함한다.
서브 그래프(410)는 예시적인 24시간 기간에 대한 여러 온도 곡선의 차트이다. 자동 온도 조절 제어기가 냉장 시스템을 켜고 끄면 공기 온도 곡선(418)이 변한다. 공기 온도 곡선(418)은 약 -1˚F를 순환하고, 인벤토리(예를 들어, 냉동 식품) 온도 곡선(420)을 실질적으로 -1˚F에 가깝게 유지한다. 일부 실시예에서, 인벤토리는 공기보다 더 큰 열 질량을 가질 수 있으므로, 인벤토리 온도(420)는 주변 공기 온도(418)의 진동에 대한 평균 효과를 제공할 수 있는 공기에 비해 감쇠된 열 반응을 나타낼 수 있다.
공기 온도 곡선(418)은 약 2am에 시작하여 약 8 am에 끝나는 큰 강하(430)를 포함한다. 공기 온도 곡선(418)은 또한 약 8am에 시작하여 그날 나머지 동안 계속되는 큰 상승(432)을 포함한다. 인벤토리 온도(420)도 또한 (예를 들어, 공기에 비해 고체 물질의 상대적으로 더 큰 열 용량으로 인해) 변하지만 훨씬 적은 정도로 변하며, 약 -1˚F 부근에서 단지 2/10 도 정도만 변한다.
서브 그래프(450)는 서브 그래프(410)와 동일한 24시간 기간 동안 3 개의 다른 데이터 세트를 비교한다. 기상 온도 곡선(452)은 예시적인 24시간 기간 동안 주변(예를 들어, 실외)의 온도가 어떻게 변하는지의 예를 보여준다. 실시간 가격 곡선(454)은 전력 유틸리티가 24 시간 기간 동안 전력(예를 들어, 전기)의 가격을 어떻게 변화시킬 수 있는지의 예를 보여준다. 곡선(452 및 454)에서 알 수 있는 바와 같이, 기상 온도(452)가 상승함에 따라 실시간 가격(454)은 약간 뒤처져 상승한다. 일부 예에서, 기상 온도(452)가 상승함에 따라, 전력 수요는 약간 지연되어 상승할 수 있고(예를 들어, 실외 온도가 건물 내부보다 더 빨리 상승할 수 있기 때문에, 공조 시스템 및 냉장 시스템이 자동 온도 조절 방식으로 트리거링되기 전에 지연이 유발될 수 있슴), 증가된 전력 수요는 피크 시간 동안 전력의 비용을 증가시킴으로써 전력 공급업체에 의해 억제될 수 있다.
서브 그래프(450)는 또한 전력 비용 곡선(456)을 보여준다. 전력 비용 곡선(456) 아래의 영역은 24 시간 기간 내의 다양한 기간 동안 실시간 가격(454)에 기초하여 전력 소비의 일부로서 소비된 돈(예를 들어, 비용)의 양을 나타낸다. 전력 비용 곡선(456) 아래의 면적은 예시적인 24 시간 기간 동안 소비된 전력의 총 비용을 결정하기 위해 합산될 수 있다.
전력 비용 곡선(456)은 공기 온도 곡선(418)의 강하(430)에 시간적으로 대응한다. 예를 들어, 냉장 시스템(130)이 켜질 때, 창고(114) 내의 공기 온도를 낮추는 것의 일부로서 전력이 소비된다. 실시간 가격(354)에 관계없이 실질적으로 일정한 빈도로 발생하는 전력 소비를 보여주는 도 3의 예시적인 그래프(300)와 달리, 그래프(400)는 전력 비용 곡선(456)이 실시간 가격 곡선(454) 내의 피크(455)보다 앞서 오프셋됨을 보여준다.
도시된 예에서, 전력 비용 곡선(456)은 예시적인 밀폐 공간(114) 및 예시적인 인벤토리(120)와 같은 밀폐 공간 및 인벤토리를 예냉하기 위해 예시적인 스케줄러(140)와 같은 스케줄러에 의해 제공되고 예시적인 제어기(130)와 같은 제어기에 의해 실행되는, 예시적인 작동 일정(138)과 같은 작동 일정으로 인해 피크(455)에 앞서 발생한다. 도시된 예에서, 밀폐 공간은 냉각되고 전력은 방전 기간(462) 이전의 충전 기간(460) 동안 소비된다.
충전 기간(460) 동안, 공기 온도(418)는 공칭 목표 온도 미만으로 냉각된다. 예를 들어, 인벤토리 온도(420)가 0˚F까지 상승하지 않아야 하는 요구 사항이 있을 수 있으며, 따라서 해당 냉장 시스템은 공기 온도(418)를 자동 온도 조절 방식으로 제어하여 일반적으로 약 +/- 0.2˚F의 히스테리시스로 약 -1˚F 주위를 순환하도록 구성할 수 있다. 그러나, 충전 기간(460) 동안, 냉장 시스템은 공기 온도(418)를 대략 -3.5˚F로 냉각하도록 구성될 수 있다.
충전 기간(460)은 실시간 가격(454)에서 피크(455)보다 앞서 발생한다. 이와 같이, 전력 소비는 전력이 비교적 저렴할 때 발생한다(예를 들어, 전력 비용 곡선(456)의 높이가 예시적인 전력 비용 곡선(356)보다 비교적 낮음). 방전 기간(462) 동안, 공기 온도(418)는 전력 비용 곡선(454)의 피크(455) 동안 더 비싼 전력을 소비하기보다는 ~ -1˚F 임계값을 향해 다시 이완되도록한다. 충전 기간(460)(예를 들어, 저비용 전력 시간 동안 추가 예냉) 및 방전 기간(462)(예를 들어, 고비용 전력 시간 동안 온도를 부분적으로 이완)을 스케줄링함으로써, 전력 비용 곡선(456)과 관련된 총 비용은 전력 비용 곡선(356)의 합계로 표현된 바와 같이, 스케줄링없는 동작과 관련된 총 비용보다 적다.
도 5는 도 1의 예시적인 냉장 시스템(100)의 창고(112)의 열 모델(500)의 개념도이다. 일반적으로, 냉장 공간의 열 행동은 감쇠 고조파 발진기로서 수학적으로 모델링될 수 있다. 일부 구현예에서, 전력 냉각 및 수동 가열(예를 들어, 열 침입)에 대한 냉장 공간의 열 행동은 부하를 통한 전력 충전 및 수동 방전(예컨대, 자가-방출)에 반응하는 배터리의 전기적 행동으로 수학적으로 근사화될 수 있다. 예를 들어, 창고(112) 내의 밀폐 공간(114)은 공기 및 인벤토리(120)로부터 추가되는 열 에너지를 제거함으로써(예를 들어, 전력을 사용하여 정상 작동 온도 아래로 온도를 낮추는 것) "충전"될 수 있으며, (예를 들어, 정상 작동 온도에 도달할 때까지) 열이 밀폐 공간(114)에 침투하는 것을 허용함으로써 "방전"될 수 있다.
열 모델(500)은 경험적 측정에 의해 적어도 부분적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 밀폐 공간(114)은 초기 온도(예를 들어, -1˚F)에서 시작하여 미리 설정된 낮은 온도(예를 들어, -5˚F)로 냉각될 수 있다. 냉각된 공기와 인벤토리(120)는 온도 변화에 따라 열 에너지를 교환한다. 밀폐 공간(114) 내에 분포된 온도 센서의 집합은 밀폐 공간(114)이 더 낮은 온도에 도달하는 시기를 결정하기 위해 모니터링될 수 있다. 낮은 온도에 도달 및/또는 안정화된 때, 창고(112)의 냉장 시스템을 부분적으로 끄거나 완전히 끌 수 있으며(예컨대, 그로 인해 전력 사용량을 줄이고), 열의 침입이 밀폐 공간(114)을 (예를 들어, -1˚F를 향해 다시) 점차적으로 따뜻해지게 하므로 센서를 사용하여 밀폐 공간 내의 동적 온도 변화를 모니터링 할 수 있고, 공기 및 인벤토리(120)는 밀폐 공간(114)에 침투하는 열의 일부를 흡수한다.
밀폐 공간(114)이 냉각되고 따뜻해지는 속도는 창고(112)의 열적 용량을 추정하고 및/또는 열 저항을 결정하기 위해 분석될 수 있다. 일부 실시예에서, 열 용량은 창고(112)의 냉장 용량(예를 들어, 시스템의 섭동 용량, 냉장 시스템(130)의 크기), 공기의 체적 및 인벤토리(120)를 구성하는 재료의 체적 및 유형(예를 들어, 냉동 생선의 열 용량 대 냉동 농축 오렌지 주스, 종이 포장 대 금속 포장)을 기초로 할 수 있다.
일부 실시예에서, 열 저항은 창고(112)의 단열 품질, 인벤토리(120)의 단열 품질(예를 들어, 플라스틱 진공 밀봉된 패키지 대 골판지 상자에 보관된 것), 창고(112) 내의 작업자 및/또는 장비에 의해 발산되는 열, 및 창고(112)의 문이 주변 온도에 개방되는 빈도를 기반으로 할 수 있다. 일부 실시예에서, 열 모델(500)의 항의 일부 또는 전부는 열 모델링 사이클을 수행하고 창고(112)의 열 반응을 모니터링함으로써 결정될 수 있다. 예를 들어, 인벤토리(120)의 특정 유형 및 체적이 저장되어 있고 밀폐 공간(114)에서 특정 장비 및 작업자가 사용되고 밀폐 공간(114)의 문이 특정 빈도로 개폐되는 동안 열 모델링 사이클이 수행되는 경우, 열 모델은 이러한 기여 요인을 미리 결정할 필요 없이 이들 변수들을 반영하는 항을 본질적으로 포함할 수 있다.
열 모델(500)의 수학적 실시예는 다음과 같은 미분 방정식의 형태를 취한다.
Figure pct00001
및
Figure pct00002
여기서, Φ는 순 열유속, α는 음식과 공기 사이의 열 결합 계수, C는 공기의 유효 열용량, Cf는 인벤토리의 유효 열용량, Tf는 인벤토리의 온도, T는 공기의 온도를 나타낸다.
시간-의존 공기 및 인벤토리 온도를 결정하기 위해 앞의 방정식을 분석적 또는 수치적으로 풀 수 있다. 이 모델은 감쇠된 단순 고조파 발진기의 역학 관계와 유사하고 그것을 근사화한다. 열 고조파 발진기 형태로, 앞의 방정식은 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure pct00003
및
Figure pct00004
도 6은 예시적인 냉장 관리 시스템(600)의 블록도이다. 시스템(600)은 시설(610)과 클라우드 기반 알고리즘(640) 사이의 예시적인 상호 작용을 도시한다. 일부 실시예에서, 시설(610)은 도 1의 예시적인 냉장 관리 시스템(100)의 냉장 시설(110)일 수 있다. 일부 실시예에서, 클라우드 기반 알고리즘(640)은 스케줄러(140)일 수 있다.
시설(610)은 냉장 시스템(612)을 포함한다. 일부 실시예에서, 냉장 시스템은 밀폐 공간을 냉각하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 냉장 시스템(612)은 냉장 시스템(130) 일 수 있다.
시설(610)은 냉장 시스템(612)과 통신하는 에지 노드 제어기(614)를 포함한다. 에지 노드 제어기는 익스포트 모듈(616) 및 설정점 모듈(618)을 포함한다. 익스포트 모듈(616)은 측정된 온도 값, 온도 설정점 값, 동작 상태 정보 및/또는 냉장 시스템(612)으로부터의 기타 정보와 같은 냉장 시스템(612)으로부터 수신된 정보를 내보내도록 구성된다. 설정점 모듈(618)은 클라우드 기반 알고리즘(640)으로부터 작동 일정을 수신하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 컨텍스트 클러스터(640)는 서버 컴퓨터 시스템일 수 있고, 에지 노드 제어기(614)는 클라이언트 프로세서 시스템일 수 있다. 에지 노드 제어기(614)는 미리 설정된 시간에 (예를 들어, 또는 감소된 전력 구성으로) 냉장 시스템(612)을 켜고 끄고, 및/또는 미리 설정된 시간에 냉장 시스템(612)에 대한 온도 설정점을 구성하는 것과 같은, 작동 일정에 기초하여 기능을 수행하도록 구성된다.
클라우드 기반 알고리즘(640)은 피드 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API: application programming interface)(642)를 포함한다. 피드 API(642)는 에지 노드 제어기(614)로부터 작동 정보를 수신하도록 구성된 프로그램 통신 엔드 포인트를 제공한다. 작동 정보는 냉장 시스템(612) 도처에 위치한 하나 이상의 센서로부터의 시간별 온도 측정값을 포함한다. 일부 구현예에서 작동 정보는 또한 냉장 용량 정보(예를 들어, 냉장 시스템(612)에 의해 사용되는 냉각기의 10%가 내일 유지 보수를 위해 오프라인 상태가 될 것임을 나타내는 일정), 작동 체적 정보(예를 들어, 창고가 얼마나 가득 차 있을 것으로 예상되는지), 운영 상태 정보(예컨대, 시설(610)이 통상적으로 닫혀있을 때 동작중일 것이고, 문과 장비가 일시적인 제 2 작업 교대 동안 또는 일요일과 같이 통상적인 상태가 아닐 때 열을 발생시킬 것임)와 같은 정보를 포함할 수 있다.
피드 API(642)는 수신하는 정보를 플라이휠링 알고리즘(644)에 제공한다. 플라이휠링 알고리즘(644)은 또한 냉장 시스템(612)에 대한 작동 일정을 결정하는 콘벡스 최적화 로직(convex optimization logic)을 포함한다. 일반적으로, 플라이휠링 알고리즘(644)은 냉장 시스템(612)이 냉장 공간을 예냉하고, 그 공간이 "플라이휠", "코스트(coast)", "방전"하는 것을 허용하거나, 또는 다른 방식으로 공간의 온도가 저장 공간을 미리 설정된 최대 온도 한계 아래로 유지하기 위해 전력을 소비할 필요없이 일정 기간 동안 상승하게하는 작동 일정을 결정한다.
플라이휠링 알고리즘(644)은 피드 API(642)에 의해 수신된 작동 정보에 기초하여 냉장 시스템(612)에 의해 냉각되는 공간과 같은 공간에 대한 열 모델을 결정하는 소프트웨어 로직을 포함하는 열 모델링 알고리즘(646)과 통신한다. 열 모델링 알고리즘(646)은 열 모델 데이터베이스(648)에 열 모델을 저장하고 검색하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 열 모델은 도 5의 예시적인 열 모델(500)일 수 있다.
플라이휠링 알고리즘(644)은 전력 요금 API(650)와 통신한다. 전력 요금 API(650)는 유틸리티 제공자(652)와의 통신 인터페이스를 제공한다. 전력 요금 API(650)는 클라우드 기반 알고리즘(640)이 유틸리티 제공자(652)로부터 에너지 비용 스케줄을 요청 및/또는 수신할 수 있게 한다. 예를 들어, 전력 요금 API(650)는 유틸리티 제공자(160)로부터 도 1의 에너지 비용 스케줄(162)을 수신하기 위해 사용될 수 있다.
이력 데이터 데이터베이스(660)는 플라이휠링 알고리즘(644)에 의해 검색될 수 있는 이력 데이터를 저장한다. 예를 들어, 이력 데이터 데이터베이스(660)는 시간에 따른 시설(610)에 대한 작동 정보의 복수 세트를 저장할 수 있고, 플라이휠링 알고리즘(640)은 작동 일정을 결정하는 프로세스의 일부로서 그러한 이력 데이터를 사용할 수 있다. 예를 들어, 플라이휠링 알고리즘(644)은 시설(610)이 월요일에 더 빨리 따뜻해지고, 화요일 내지 금요일에 평균 크기로 따뜻해지고, 토요일과 일요일에 덜 따뜻해진다고 판정하기 위해(예를 들어, 월요일은 활동이 많고 문 개방이 많은 배송 일이 될 수 있고, 시설(610)은 주말에 업무를 위해 문을 열지 않을 수 있으므로 문이 거의 열리지 않을 수 있다) 이력 데이터의 복수의 세트를 살펴볼 수 있다. 다른 예에서, 플라이휠링 알고리즘(644)은 시설(610)이 겨울보다 여름에 더 빨리 예열되는 것을 판정하기 위해 복수 세트의 이력 데이터를 살펴볼 수 있다. 플라이휠링 알고리즘(644)은 이와 같은 정보를 사용하여 다양한 날짜, 계절 및 기타 작동 변수에 대한 시설(610)의 열 모델의 추정을 예측 및/또는 개선할 수 있다.
플라이휠링 알고리즘(644)은 전력 요금 API(650)에 의해 수신된 에너지 비용 스케줄, 열 모델 알고리즘(646)에 의해 결정된 열 모델, 피드 API(642)에 의해 수신된 작동 정보 및 이력 데이터 데이터베이스(660)로부터 검색된 이력 데이터를 사용하여 냉장 시스템(612)에 대한 하나 이상의 작동 일정을 결정한다. 예를 들어, 플라이휠링 API(670)는 도 1의 작동 일정(138 및 142)을 결정할 수 있다.
플라이휠링 API(670)는 클라우드 기반 알고리즘(640)과 에지 노드 제어기(614) 간의 통신 인터페이스를 제공한다. 플라이휠링 API(670)는 설정점 게터(618)에 의해 수신된 작동 일정을 전송할 수 있다. 에지 노드 제어기(614)는 냉장 시스템(612)을 작동시키기 위해 설정점 게터(618)에 의해 수신된 작동 일정을 사용한다. 작동 일정은 에지 노드 제어기(614)로 하여금 전력이 비교적 덜 비싼 시간 및/또는 냉장 시스템(612)이 더 효율적으로 작동될 수 있는 시간 동안(예를 들어, 더 시원한 시간 동안) 냉동기 또는 다른 밀폐 공간을 더 낮은 온도로 냉각시키고(예를 들어, 사전 냉각, 충전), 전력이 비교적 더 비싼 시간(예컨대, 최고 가격 기간) 및/또는 효율이 낮은 시간(예컨대, 하루 중 더운 시간) 동안 작동하지 않고 온도가 상승하도록(예컨대, 방전, 플라이휠링, 코스팅, 휴식) 냉장 시스템(612)을 작동시킬 수 있게 하는 정보를 포함한다.
도 7은 냉장 관리를 위한 예시적인 프로세스(700)의 흐름도이다. 일부 구현예에서, 프로세스(700)는 도 1의 예시적인 냉장 관리 시스템(100) 또는 도 6의 예시적인 냉장 관리 시스템(600)의 일부 또는 전부에 의해 수행될 수 있다.
(710)에서, 밀폐 공간을 형성하고, 냉장 시스템에 의해 냉각되도록 구성된 냉장 인클로저를 포함하는 냉장 시설의 열 모델이 결정된다. 예를 들어, 스케줄러(140)는 창고(112)의 열 모델을 결정하기 위해 센서(134)로부터의 시간별 판독 값 및 냉장 시스템(130)에 대한 작동 정보를 수신할 수 있다.
일부 구현예에서, 열 모델은 밀폐 공간 내의 내용물의 열 용량 및 냉장 인클로저의 열 저항 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 밀폐 공간(114) 내의 공기 및 인벤토리(120)는 결합된 열 용량을 가질 것이고, 창고(112)의 구조(예를 들어, 단열 특성, 문의 면적)는 창고(112)의 열 저항에 기여할 것이다.
(720)에서 에너지 비용 모델이 구해진다. 에너지 비용 모델은 미래의 미리 설정된 기간 동안의 가변 에너지 비용의 스케줄을 설명한다. 예를 들어, 스케줄러는 유틸리티 제공자(160)로부터 에너지 비용 스케줄(162)을 수신하도록 구성된다. 에너지 비용 스케줄(162)은 유틸리티 제공자(160)가 다양한 시간 및/또는 다양한 날에 에너지에 대해 부과하는 비용에 관한 정보를 포함한다.
(730)에서, 열 모델, 에너지 비용 모델 및 밀폐 공간에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 냉장 시스템의 적어도 일부에 대한 작동 일정이 결정된다. 예를 들어, 스케줄러(140)는 에너지 비용 스케줄(162), 냉장 설비(110)의 공칭 온도 설정점 및 도 5의 예시적인 열 모델(500)에 기초하여 작동 일정(142)을 결정할 수 있다.
일부 구현예에서, 열 모델, 에너지 비용 모델 및 냉장 시설에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 작동 일정을 결정하는 단계는 에너지 비용 모델에 기초하여 에너지 비용이 단위당 제 1 크기인 제 1 기간을 식별하는 단계, 에너지 비용 모델에 기초하여 에너지 비용이 단위당 제 1 크기보다 작은 단위당 제 2 크기인, 제 1 기간 이전의 제 2 기간을 식별하는 단계, 작동 일정에 제 2 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만으로 냉각하기 위해 냉장 시스템에 전력이 공급되어야 하는 시간을 나타내는 것인 상기 단계, 및 작동 일정에 제 1 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 밀폐 공간이 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것이 허용되는 시간을 나타내는 것인 상기 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스케줄러(140)는 에너지 비용 스케줄(162)을 분석하여 단위당 전력 비용(예컨대, 전기의 경우 킬로와트 시간당 달러)이 비교적 높은 기간을 식별한 후, 단위당 전력 비용이 비교적 낮고, 고비용 기간보다 이전인 다른 기간을 식별할 수 있다(예컨대, 최고 가격 기간 이전에 발생하는 낮은 가격 기간을 식별할 수 있다). 스케줄러(140)는 적어도 낮은 가격 기간의 일부가 공칭 온도 설정점 미만으로 추가적인 크기로 밀폐 공간(114)을 냉각시키는데 사용될 것이라고 결정할 수 있다. 스케줄러(140)는 또한 냉장 시스템(130)이 인벤토리(120)의 최대 온도 설정점을 유지하기 위해 필요한 것 이상으로 작동되지 않아야 한다고 결정할 수 있다. 이와 같이, 스케줄은 제어기(132)가 적어도 비싼 전력을 소비하지 않는 동안 인벤토리가 최대 온도 미만으로 유지될 수 있도록 저렴한 전력을 사용한 냉각의 추가적인 열적 충전을 밀폐 공간(114)에 제공하게 할 수 있다.
일부 구현예에서, 밀폐 공간의 열 모델을 결정하는 단계는 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계, 냉각 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각하는 단계, 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 줄이는 단계, 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 1 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계, 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계, 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 2 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계, 및 밀폐 공간의 내용물의 열용량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기(132)는 냉장 시스템(130)을 켜고 미리 설정된 조건이 셋팅될 때까지 유지하여(예컨대, 밀폐 공간(114)이 실질적인 시간 내에 도달할 온도보다 낮은 온도로 온도 설정점을 설정함으로써(예컨대, -20˚F)) 냉각 시스템(130)이 미리 설정된 시간 동안 실질적으로 일정하게 작동하게 한다. 다른 예에서, 제어기(132)는 미리 설정된 온도(예를 들어, -6˚F)에 도달 및/또는 안정화될 때까지 냉장 시스템(130)을 작동시킬 수 있다. 그 다음, 제어기(132)는 냉장 시스템(130)을 끄고(또는, 예를 들어, 전력 사용량을 줄이고) 밀폐 공간(114)이 따뜻해지는 것을 허용하는 동안 시간에 따른 센서(134)에 의해 감지된 온도를 기록하기 시작할 수 있다. 제어기(132) 및/또는 스케줄러(140)는 열 모델(500)을 결정하기 위해 시간에 따른 온도 측정값을 처리할 수 있다.
일부 구현예에서, 작동 일정을 결정하는 것은 수요 요금(demand charges)에 기초할 수 있다. 수요 요금은 과속 위반 딱지와 다소 유사하다. 유틸리티는 해당 월의 최대 전력 소비량을 기준으로 요금(즉, 수요 요금)을 청구할 수 있으며, 일부 예에서 이 요금은 전력 요금의 최대 50%일 수 있다. 스케줄러(140)는 전력 요금이 비교적 낮은 경우에도 너무 많은 냉장 장비가 동시에 켜지는 것을 방지하기 위해 스케줄을 결정할 때 이러한 요금을 고려하도록 구성될 수 있다.
(740)에서 작동 일정이 수행된다. 일부 구현예에서, 작동 일정은 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 일부에 전력을 공급하는 단계, 냉장 시스템의 전원을 공급받는 부분에 의해, 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각하는 단계, 작동 일정에 기초하여 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 줄이는 단계, 및 밀폐 공간을 주변 온도에 의해 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 작동 일정(138)에 기초하여, 제어기(132)는 유틸리티 제공자(160)가 전력에 대해 비교적 낮은 가격을 청구하는 기간 동안 냉장 시스템(130)으로 하여금 공칭 온도 설정점 미만으로 추가 양만큼 밀폐 공간(114)을 더 냉각하게 할 수 있고, 유틸리티 제공자(160)가 전력에 대해 비교적 높은 가격을 청구하는 기간 동안 추가 냉각을 중단하고 밀폐 공간(114)이 미리 설정된 공칭 온도 임계값을 향해 다시 따뜻해지는 것을 허용할 수 있다.
일부 구현예에서, 프로세스(700)는 또한 밀폐 공간의 측정 온도를 결정하는 단계, 결정된 측정 온도 및 최대 허용 온도보다 낮은 미리 설정된 임계 온도 값에 기초하여 냉장 시스템의 적어도 일부에 전력을 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기(132)는 밀폐 공간(114)이 미리 설정된 최대 온도(예컨대, -4.1 °F 내지 -1.3 °F의 한계)를 향해 다시 따뜻해지는 것을 허용할 수 있고, 미리 설정된 최대 온도에 도달하면 냉장 시스템(130)이 정상 작동을 재개할 수 있다(예컨대, 밀폐 공간(114)을 -1.3˚F 이하로 유지하기 위해 필요에 따라 전력을 소비함).
도 8은 열 모델을 결정하기 위한 예시적인 프로세스(800)의 흐름도이다. 일부 구현예에서, 프로세스(800)는 도 7의 예시적인 단계(710)일 수 있다. 일부 구현예에서, 프로세스(800)는 도 1의 예시적인 냉장 관리 시스템(100) 또는 도 6의 예시적인 냉장 관리 시스템(600)의 일부 또는 전부에 의해 수행될 수 있다. 일부 구현예에서, 프로세스(800)는 도 5의 예시적인 열 모델(500)을 결정하는데 사용될 수 있다.
(802)에서 냉장 시스템의 전원이 켜진다. 예를 들어, 제어기(132)는 목표 온도를 -4˚F로 설정함으로써 냉장 시스템(130)의 전원이 켜지도록 구성할 수 있다.
(804)에서 밀폐 공간은 미리 설정된 온도로 냉각된다. 예를 들어, 밀폐 공간(114) 및 인벤토리(120)는 -4 ℉로 냉각될 수 있다.
(806)에서 냉장 시스템이 꺼진다. 예를 들어, 제어기(132)는 목표 온도를 -1˚F로 설정함으로써 냉장 시스템(130)의 전원이 꺼지도록 구성할 수 있다. 일부 구현예에서, 냉장 시스템은 꺼지는 대신 감소된 전력 소비 구성에 놓일 수 있다. 예를 들어, 시스템 내 냉각기의 절반 또는 3/4를 끄고 나머지는 전원을 켠 상태로 남겨 둘 수 있다. 다른 예에서, 냉장 시스템의 일부 또는 전부는 필요할 때 몇 분 간격으로만 작동하도록 변조(예컨대, 펄싱)될 수 있다.
(808)에서 온도 센서 데이터가 얻어진다. (810)에서 온도 센서 및 시간 데이터가 기록된다. 예를 들어, 제어기(132)는 센서(134)를 모니터링하여 크로노미터(136)에 기초한 타임 스탬프 정보와 함께 밀폐 공간(114) 내로부터 온도 판독 값을 기록할 수 있다.
(812)에서 결정이 내려진다. 밀폐 공간의 온도가 미리 설정된 최대 온도 설정점(예를 들어, 인벤토리(120)가 너무 따뜻해지는 것을 방지하도록 선택됨) 미만이면, 밀폐 공간이(814)이 계속 따뜻해지는 것을 허용할 수 있다. 밀폐 공간의 온도가 미리 설정된 최대 온도 설정 값보다 낮지 않으면(816)에서 냉각이 재개된다(예를 들어, 냉장 시스템(130)이 다시 켜짐).
(818)에서 밀폐 공간의 열 모델을 결정하기 위해 저장된 온도 및 시간 데이터가 분석된다. 예를 들어, 제어기(132) 및/또는 스케줄러(140)는 따뜻해지는 밀폐 공간(114)의 수집된 타임 스탬프를 갖는 온도 판독값을 처리하여 열 모델(500)을 결정할 수 있다.
도 9는 냉장 스케줄 관리를 위한 예시적인 프로세스(900)의 흐름도이다. 일부 구현예에서, 프로세스(900)는 도 7의 예시적인 단계(730)일 수 있다. 일부 구현예에서, 프로세스(900)는 도 1의 예시적인 냉장 관리 시스템(100) 또는 도 6의 예시적인 냉장 관리 시스템(600)의 일부 또는 전부에 의해 수행될 수 있다.
(902)에서 에너지 비용 모델이 구해진다. 예를 들어, 스케줄러(140)는 유틸리티 제공자(160)로부터 에너지 비용 모델(162)(예를 들어, 도 4의 예시적인 에너지 비용 곡선(454))을 질의하거나 다른 방식으로 요청할 수 있다.
(904)에서 미래 기간이 식별된다. 이 기간은 비교적 높은 에너지 비용과 관련된 시간에 기초하여 식별된다. 예를 들어, 스케줄러(140)는 피크(455)를 식별하고 방전 기간(462)에서 피크(455)를 포함하는 기간을 지정할 수 있다.
(906)에서 제 2 미래 기간이 식별된다. 제 2 기간은 식별된 높은 에너지 비용 기간 및/또는 수요 요금 이전의 비교적 낮은 에너지 비용과 관련된 시간을 기반으로 한다. 예를 들어, 스케줄러(140)는 방전 기간(462) 이전의 기간을 충전 기간(460)으로서 식별할 수 있다.
(908)에서 열 모델, 최대 온도 한계 값 및 최소 온도 한계 값이 얻어진다. 예를 들어, 제어기(908)는 열 모델(500)을 획득하거나 결정할 수 있고, 인벤토리(120)에 허용되는 최고 및 최저 온도에 대한 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 일부 고지방 아이스크림 제품은 -20˚F(예컨대, 최대 허용 온도)에서 가장 잘 보관될 수 있지만, -40˚F(예컨대, 최소 허용 온도)에서 특히 부서지기 쉬운 플라스틱 용기에 보관될 수 있고, 이러한 온도는 정상 작동 및 예냉 작동을 위해 제어기(132)에 의해 사용되는 열 경계로서 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 열 모델은 도 8의 예시적인 프로세스(800)의 출력일 수 있다.
(910)에서, 높은 에너지 비용 기간 동안 온도 상승을 상쇄하는 낮은 온도가 결정된다. 예를 들어, 공기 온도(418)는 일반적으로 약 -0.5 ℉로 유지되지만, 스케줄러(140)는 밀폐 공간(114)의 온도가 방전 기간(462) 동안 약 3 ℉만큼 상승할 수 있고 -0.5 ℉의 정상 작동 온도를 약 -3˚F 내지 약 -3.5˚F까지 낮출 수 있다고 결정할 수 있다.
(912)에서, 식별된 낮은 에너지 비용 기간의 적어도 일부가 설정된 저온에 기초한 예냉 기간으로서 식별된다. 예를 들어, 스케줄러(140)는 밀폐 공간(114)의 공기 온도를 -0.5˚F에서 약 -3.5˚F로 낮추기 위해 냉장 시스템(130)이 피크(455) 전 6 시간을 필요로 할 것이라고 결정할 수 있다.
(914)에서 예냉 기간이 작동 일정에 추가된다. 예를 들어, 충전 기간(460)은 밀폐 공간(114)을 예냉하기 위한 미래 시간으로서 작동 일정(138)에서 식별될 수 있다.
도 10은 냉장 스케줄 구현을 위한 예시적인 프로세스의 흐름도이다. 일부 구현예에서, 프로세스(1000)는 도 7의 예시적인 단계(740)일 수 있다. 일부 구현예에서, 프로세스(1000)는 도 1의 예시적인 냉장 관리 시스템(100) 또는 도 6의 예시적인 냉장 관리 시스템(600)의 일부 또는 전부에 의해 수행될 수 있다.
(1002)에서 작동 일정이 수신된다. 예를 들어, 제어기(132)는 스케줄러(140)로부터 작동 일정(138)을 수신할 수 있다.
(1004)에서 결정이 내려진다. 밀폐 공간의 온도가 미리 설정된 최대 임계 온도보다 낮지 않으면, (1006)에서 냉장 시스템이 켜지고, (1008)에서 밀폐 공간이 냉각된다. 예를 들어, 냉장 시스템(130)의 자동 온도 조절 설정점이 -1 °F 일 때 밀폐 공간(114)이 0 °F에 도달하면, 냉장 시스템(130)은 밀폐 공간(114)을 냉각시키기 위해 켜질 수 있다. 프로세스(1000)는 (1002)에서 계속된다.
(1004)에서 밀폐 공간의 온도가 미리 설정된 최대 임계 온도보다 낮으면 (1010)에서 다른 결정이 내려진다. 밀폐 공간을 예냉할 시간이 아닌 경우, 프로세스는 (1002)에서 계속된다. 예를 들어, 크로노미터(136)가 현재 시간이 작동 일정(138)에 의해 예냉(예를 들어, 충전) 시간으로 식별된 시간이 아니라고 표시하는 경우, 제어기(132)는 새로운 작동 일정을 확인하고 및/또는 시간 및 밀폐 공간(114)의 온도를 계속 모니터링을 할 수 있다.
(1010)에서 예냉할 시간이면, (1012)에서 다른 결정이 내려진다. 밀폐 공간의 온도가 미리 설정된 예냉 온도보다 높으면 (1006)에서 냉장 시스템이 켜진다. 예를 들어, 크로노미터(136)가 현재 시간이 작동 일정(138)에 의해 예냉(예를 들어, 충전) 시간으로 식별된 시간임을 표시하면 제어기(132)는 창고(120)의 온도 설정치를 -4˚F로 설정할 수 있고, 밀폐 공간(114)의 온도가 설정 값보다 높으면 냉장 시스템(130)을 켜서 밀폐 공간(114)을 냉각시킬 수 있다.
밀폐 공간의 온도가 미리 설정된 예냉 온도보다 높지 않으면, (1014)에서 냉장 시스템의 전원이 꺼지거나 절전 모드로 전환되고, (1016)에서 밀폐 공간이 따뜻해지는 것이 허용된다. 예를 들어, 밀폐 공간(114)은 예냉 기간이 종료될 때까지 -4˚F의 미리 설정된 낮은 예냉 온도로 유지될 수 있다.
많은 상기 예들이 도 1의 예시적인 시스템(100)과 같은 냉장 시스템을 작동하는 것과 관련된 비용을 줄이는 관점에서 설명되었지만, 설명된 사전 냉각 기술은 다른 목적으로도 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 유틸리티 제공자는 많은 전력을 그리드에 제공하기 위해 수력 발전 또는 풍력 발전을 사용할 수 있으며, 피크 기간 동안 전력 용량을 증가시키기 위해 (예를 들어, 쉽고 빠르게 시동되고 가동 중단되는) 화석 연료 기반 발전기를 사용할 수 있다. 따라서, 전력 사용량이 피크인 기간 동안, 전력 소비의 환경적 영향은 하루 중 피크-오프 시간대 보다 상대적으로 더 클 수 있다. 본 명세서에 설명된 기술은 냉장 관리 시스템이 피크 시의 발전 시스템에 대한 의존도를 줄일 수 있게 하고, 비교적 "친환경적인" 전력원으로부터의 전력을 사용하여 더 많은 작업을 수행할 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 이러한 환경적 절약은 금융 상품으로서 거래될 수 있다(예를 들어, 탄소 배출권 거래). 일부 실시예에서, 본 명세서에 설명된 사전 냉각 기술은 과잉 전력을 유틸리티 제공자에게 재판매하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 시설(110)은 일당 5kWh의 전력을 소비하는 것으로 유틸리티 제공업체(160)와 계약 협정을 맺을 수 있으며, 유틸리티 제공업체(160)는 시설(110)이 합의된 5kWh의 전력을 소비하지 않는 모든 전력(Watt)에 대해 시설(110)에 보상할 것이다. 시설(110)의 관점에서, 시설(110)은 (예를 들어, 하루 중 다른 시간 동안 전력 소비를 피하기 위해 하루 중 일부 시간 동안 사전 냉각함으로써) 사용되지 않은 전력을 유틸리티 제공자(160)에 재판매할 수 있으므로, 아마도 이익을 얻을 수 있다.
도 11은 일반적인 컴퓨터 시스템(1100)의 예의 개략도이다. 시스템(1100)은 일 구현예에 따른 방법(300)과 관련하여 설명된 작동을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 시스템(1100)은 제어기(132), 냉장 시스템(130), 스케줄러(140), 유틸리티 제공자(160), 다른 정보 제공자(170), 에지 노드 제어기(614) 및 컨텍스트 클러스터(640) 중 하나 또는 모두에 포함될 수 있다.
시스템(1100)은 프로세서(1110), 메모리(1120), 저장 장치(1130) 및 입/출력 장치(1140)를 포함한다. 컴포넌트(1110, 1120, 1130, 1140) 각각은 시스템 버스(1150)를 사용하여 상호 연결된다. 프로세서(1110)는 시스템(1100) 내에서 실행하기 위한 위한 명령을 처리할 수 있다. 일 구현예에서, 프로세서(1110)는 단일-스레드 프로세서이다. 다른 구현예에서, 프로세서(1110)는 다중-스레드 프로세서이다. 프로세서(1110)는 입력/출력 장치(1140) 상의 사용자 인터페이스에 대한 그래픽 정보를 디스플레이하기 위해 메모리(1120) 또는 저장 장치(1130)에 저장된 명령을 처리할 수 있다.
메모리(1120)는 시스템(1100) 내에 정보를 저장한다. 일 구현예에서, 메모리(1120)는 컴퓨터 판독 가능 매체이다. 일 구현예에서, 메모리(1120)는 휘발성 메모리 유닛이다. 다른 구현예에서, 메모리(1120)는 비 휘발성 메모리 유닛이다.
저장 장치(1130)는 시스템(1100)에 대용량 저장 장치를 제공할 수 있다. 일 구현예에서, 저장 장치(1130)는 컴퓨터 판독 가능 매체이다. 다양한 다른 구현예에서, 저장 장치(1130)는 플로피 디스크 장치, 하드 디스크 장치, 광 디스크 장치 또는 테이프 장치일 수 있다.
입/출력 장치(1140)는 시스템(1100)에 대한 입/출력 작동을 제공한다. 일 구현예에서, 입/출력 장치(1140)는 키보드 및/또는 포인팅 장치를 포함한다. 다른 구현예에서, 입/출력 장치(1140)는 그래픽 사용자 인터페이스를 디스플레이하기 위한 디스플레이 유닛을 포함한다.
설명된 특징들은 디지털 전자 회로, 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 이 장치는, 예를 들어, 프로그램 가능한 프로세서에 의해 실행되는 기계 판독 가능 저장 장치와 같은 정보 캐리어에 유형적으로 구현된 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현 수 있다. 그리고, 방법 단계는 입력 데이터에 대해 동작하고 출력을 생성함으로써 설명된 구현의 기능을 수행하기 위한 명령어 프로그램을 실행하는 프로그램 가능한 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 설명된 특징들은 데이터 저장 시스템, 적어도 하나의 입력 장치 및 적어도 하나의 출력 장치로부터 데이터 및 명령어를 수신하고, 데이터 및 명령어를 전송하도록 결합된 적어도 하나의 프로그램 가능한 프로세서를 포함하는 프로그램 가능한 시스템 상에서 실행 가능한 하나 이상의 컴퓨터 프로그램으로 유리하게 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 특정 활동을 수행하거나 특정 결과를 가져오기 위해 컴퓨터에서 직접 또는 간접적으로 사용할 수 있는 일련의 명령이다. 컴퓨터 프로그램은 컴파일되거나 해석된 언어를 포함하여 모든 형태의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있으며 독립 실행형 프로그램이나 모듈, 구성 요소, 서브 루틴 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적합한 기타 유닛을 포함하여 모든 형태로 유통될 수 있다.
명령 프로그램의 실행에 적합한 프로세서는, 예를 들어, 범용 및 특수 목적의 마이크로프로세서, 단독 프로세서 또는 임의의 종류의 컴퓨터의 다중 프로세서 중 하나를 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다에서 명령 및 데이터를 수신할 수 있다. 컴퓨터의 필수 요소는 명령을 실행하기 위한 프로세서 및 명령 및 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 메모리이다. 일반적으로, 컴퓨터는 또한 데이터 파일을 저장하기 위한 하나 이상의 대용량 저장 장치를 포함하거나 이와 통신하도록 작동 가능하게 결합된다. 이러한 장치는 내부 하드 디스크 및 제거 가능한 디스크와 같은 자기 디스크; 자기-광 디스크; 및 광 디스크를 포함한다. 컴퓨터 프로그램 명령 및 데이터를 유형으로 내장하는데 적합한 저장 장치는, 예컨대, EPROM, EEPROM 및 플래시 메모리 장치와 같은 반도체 메모리 장치; 내부 하드 디스크 및 제거 가능한 디스크와 같은 자기 디스크; 자기-광 디스크; 및 CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크를 포함하여 모든 형태의 비휘발성 메모리를 포함한다. 프로세서와 메모리는 ASIC(application-specific integrated circuits)에 의해 보완되거나 통합될 수 있다.
사용자와의 상호 작용을 제공하기 위해, 이러한 특징들은 사용자에게 정보를 디스플레이하는 CRT(음극관) 또는 LCD(액정 디스플레이) 모니터와 같은 디스플레이 장치, 및 사용자가 컴퓨터에 입력을 제공할 수 있게 해주는 마우스 또는 트랙볼과 같은 키보드 및 포인팅 장치를 갖는 컴퓨터 상에서 구현될 수 있다.
이러한 특징들은 데이터 서버와 같은 백엔드(back-end) 구성 요소를 포함하거나, 응용 프로그램 서버 또는 인터넷 서버와 같은 미들웨어(middleware) 구성 요소를 포함하거나, 또는 그래픽 사용자 인터페이스 또는 인터넷 브라우저 또는 이들의 임의의 조합을 갖는 클라이언트 컴퓨터와 같은 프론트엔드(front-end) 구성 요소를 포함하는 컴퓨터 시스템으로 구현될 수 있다. 시스템의 구성 요소는 통신 네트워크와 같은 디지털 데이터 통신의 임의의 형태 또는 매체로 연결될 수 있다. 통신 네트워크의 예로는 LAN, WAN, 인터넷을 구성하는 컴퓨터 및 네트워크가 있다.
컴퓨터 시스템은 클라이언트 및 서버를 포함할 수 있다. 클라이언트 및 서버는 일반적으로 서로 멀리 떨어져 있으며 일반적으로 설명된 바와 같이 네트워크를 통해 상호 작용한다. 클라이언트와 서버의 관계는 각 컴퓨터에서 실행되고 서로 클라이언트-서버 관계를 갖는 컴퓨터 프로그램으로 인해 발생한다.
위에서 몇 가지 구현예에 대해 자세히 설명했지만 다른 변형도 가능하다. 예를 들어, 도면에 도시된 논리 흐름은 바람직한 결과를 얻기 위해 표시된 특정 순서 또는 순차적 순서를 필요로하지 않는다. 또한, 설명된 흐름과는 상이한 단계가 제공되거나 단계가 제거될 수 있으며, 설명된 시스템에 다른 구성 요소가 추가되거나 제거될 수 있다. 따라서, 다른 구현예는 아래의 청구항의 범위 내에 속한다.

Claims (22)

  1. 냉장 시설로서,
    밀폐 공간을 정의하는 냉장 인클로저;
    상기 밀폐 공간을 냉각하도록 구성된 냉장 시스템;
    상기 밀폐 공간 내의 복수의 위치에서 온도 레벨을 감지하도록 구성된 복수의 온도 센서; 및
    제어 시스템을 포함하고,
    상기 제어 시스템은:
    데이터 처리 장치;
    하나 이상의 네트워크 및 하나 이상의 매체를 통해 데이터를 송수신하는 통신 서브 시스템; 및
    상기 데이터 처리 장치에 의해 실행될 때 상기 제어 시스템으로 하여금 동작들을 수행하게 만드는 명령을 저장하는 메모리 장치를 포함하고,
    상기 동작들은:
    상기 복수의 온도 센서에 의해 감지된 온도 레벨에 기초하여 상기 밀폐 공간의 열 모델을 결정하는 단계;
    미래의 미리 설정된 기간에 걸친 가변 에너지 비용의 스케줄을 설명하는 에너지 비용 모델을 획득하는 단계;
    상기 열 모델, 상기 에너지 비용 모델 및 상기 밀폐 공간에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 상기 냉장 시스템의 적어도 일부에 대한 작동 일정을 결정하는 단계;
    상기 작동 일정에 기초하여 상기 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계;
    상기 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해, 상기 밀폐 공간을 상기 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각시키는 단계;
    상기 작동 일정에 기초하여 상기 냉장 시스템의 상기 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 감소시키는 단계; 및
    상기 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 상기 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 시설.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동작들은:
    상기 밀폐 공간의 측정 온도를 결정하는 단계; 및
    결정된 측정 온도 및 상기 최대 허용 온도보다 낮은 미리 설정된 임계 온도 값에 기초하여 상기 냉장 시스템의 적어도 일부에 전력을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 시설.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 모델은 상기 밀폐 공간 내의 내용물의 열 용량 및 상기 냉장 인클로저의 열 저항 중 적어도 하나를 나타내는 것을 특징으로 하는 냉장 시설.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 모델, 상기 에너지 비용 모델 및 상기 냉장 시설에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 작동 일정을 결정하는 단계는:
    상기 에너지 비용 모델에 기초하여, 에너지 비용이 단위당 제 1 크기인 제 1 기간을 식별하는 단계;
    상기 에너지 비용 모델에 기초하여, 에너지 비용이 상기 단위당 제 1 크기보다 적은 단위당 제 2 크기인, 상기 제 1 기간 이전의 제 2 기간을 식별하는 단계;
    상기 작동 일정에 상기 제 2 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 상기 제 2 기간을 설명하는 정보는 상기 밀폐 공간을 상기 최대 허용 온도 미만으로 냉각시키기 위해 상기 냉장 시스템에 전력이 공급되어야 하는 시간을 나타내는 것인, 상기 제 2 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계; 및
    상기 작동 일정에 상기 제 1 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 상기 제 1 기간을 설명하는 정보는 상기 밀폐 공간이 상기 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것이 허용되는 시간을 나타내는 것인, 상기 제 1 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 시설.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀폐 공간의 열 모델을 결정하는 단계는:
    상기 작동 일정에 기초하여 상기 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계;
    상기 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해, 상기 밀폐 공간을 상기 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각시키는 단계;
    상기 작동 일정에 기초하여 상기 냉장 시스템의 상기 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 감소시키는 단계;
    상기 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 1 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계;
    상기 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 상기 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계;
    상기 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 2 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계; 및
    상기 밀폐 공간의 내용물의 열용량을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 시설.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀폐 공간의 열 모델을 결정하는 단계는:
    상기 작동 일정에 기초하여 상기 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계;
    상기 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해, 상기 밀폐 공간을 상기 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각시키는 단계;
    상기 작동 일정에 기초하여 상기 냉장 시스템의 상기 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 감소시키는 단계;
    상기 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 1 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계;
    상기 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 상기 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계;
    상기 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 2 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계; 및
    상기 밀폐 공간의 내용물의 열용량을 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 시설.
  7. 냉장 시설이 냉각되는 시간을 변경하는 냉장 관리 컴퓨터 시스템으로서,
    데이터 처리 장치;
    하나 이상의 네트워크 및 하나 이상의 매체를 통해 데이터를 송수신하는 통신 서브 시스템; 및
    상기 데이터 처리 장치에 의해 실행될 때 사용자 장치로 하여금 동작들을 수행하게 하는 명령을 저장하는 메모리 장치를 포함하고,
    상기 동작들은:
    밀폐 공간을 정의하고 상기 냉장 시스템에 의해 냉각되도록 구성된 냉장 인클로저를 포함하는 냉장 시설의 열 모델을 결정하는 단계;
    제어 시스템으로부터, 상기 냉장 시스템의 적어도 일 부분에 대한 작동 일정에 대한 요청을 수신하는 단계;
    미래의 미리 설정된 기간에 걸친 가변 에너지 비용의 스케줄을 설명하는 에너지 비용 모델을 획득하는 단계;
    상기 열 모델, 상기 에너지 비용 모델 및 상기 밀폐 공간에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 상기 냉장 시스템의 적어도 일 부분에 대한 작동 일정을 결정하는 단계; 및
    상기 요청에 응답하여, 상기 작동 일정을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 시설이 냉각되는 시간을 변경하는 냉장 관리 컴퓨터 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 동작들은:
    상기 밀폐 공간의 측정 온도를 결정하는 단계; 및
    결정된 측정 온도 및 상기 최대 허용 온도보다 낮은 미리 설정된 임계 온도 값에 기초하여 상기 냉장 시스템의 적어도 일 부분에 전력을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 관리 컴퓨터 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 열 모델은 상기 밀폐 공간 내의 내용물의 열 용량 및 상기 냉장 인클로저의 열 저항 중 적어도 하나를 나타내는 것을 특징으로 하는 냉장 관리 컴퓨터 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 열 모델, 상기 에너지 비용 모델 및 상기 냉장 시설에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 작동 일정을 결정하는 단계는:
    상기 에너지 비용 모델에 기초하여, 에너지 비용이 단위당 제 1 크기인 제 1 기간을 식별하는 단계;
    상기 에너지 비용 모델에 기초하여, 에너지 비용이 상기 단위당 제 1 크기보다 적은 단위당 제 2 크기인, 상기 제 1 기간 이전의 제 2 기간을 식별하는 단계;
    상기 작동 일정에 상기 제 2 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 이 정보는 상기 밀폐 공간을 상기 최대 허용 온도 미만으로 냉각시키기 위해 상기 냉장 시스템에 전력이 공급되어야 하는 시간을 나타내는 것인, 상기 단계; 및
    상기 작동 일정에 상기 제 1 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 상기 제 1 기간을 설명하는 정보는 상기 밀폐 공간이 상기 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것이 허용되는 시간을 나타내는 것인, 상기 제 1 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 관리 컴퓨터 시스템.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 밀폐 공간의 열 모델을 결정하는 단계는:
    상기 작동 일정에 기초하여 상기 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계;
    상기 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해, 상기 밀폐 공간을 상기 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각시키는 단계;
    상기 작동 일정에 기초하여 상기 냉장 시스템의 상기 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 감소시키는 단계;
    복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 1 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계;
    상기 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 상기 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계;
    상기 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 2 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계; 및
    상기 밀폐 공간의 내용물의 열용량을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 관리 컴퓨터 시스템.
  12. 냉장 시설의 냉각을 제어하기 위한 냉장 제어 시스템으로서,
    데이터 처리 장치;
    하나 이상의 네트워크 및 하나 이상의 매체를 통해 데이터를 송수신하는 통신 서브 시스템;
    밀폐 공간을 정의하는 냉장 인클로저 내의 복수의 위치에서 온도 레벨을 감지하도록 구성된 복수의 온도 센서로부터 센서 신호를 수신하도록 구성된 하나 이상의 입력 포트;
    상기 밀폐 공간을 냉각하도록 구성된 냉장 시스템의 작동을 트리거하도록 구성된 하나 이상의 출력 포트; 및
    데이터 처리 장치에 의해 실행될 때 상기 냉장 제어 시스템으로 하여금 동작들을 수행하게 하는 명령을 저장하는 메모리 장치를 포함하고,
    상기 동작들은:
    상기 하나 이상의 네트워크를 통해, 상기 냉장 시스템의 적어도 일 부분에 대한 작동 일정에 대한 요청을 전송하는 단계;
    상기 요청에 응답하여, 열 모델, 에너지 비용 모델 및 상기 밀폐 공간에 대한 최대 허용 온도에 기초한 작동 일정을 수신하는 단계로서, 상기 작동 일정은 제 1 기간 및 상기 제 1 기간 이전의 제 2 기간을 설명하는 정보를 포함하는 것인, 상기 작동 일정을 수신하는 단계;
    상기 제 2 기간의 시작 시간에 상기 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계;
    상기 냉각 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해, 상기 밀폐 공간을 상기 제 2 기간 동안 상기 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각시키는 단계;
    상기 제 1 기간의 시작 시간에 상기 냉장 시스템의 상기 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 감소시키는 단계; 및
    상기 밀폐 공간이 상기 제 1 기간 동안 주변 온도에 의해 상기 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 시설의 냉각을 제어하기 위한 냉장 제어 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 동작들은:
    상기 밀폐 공간의 적어도 일 부분이 적어도 상기 최대 허용 온도보다 낮은 미리 설정된 임계 온도 값까지 따뜻해졌는지 결정하는 단계; 및
    상기 제 1 기간 동안 상기 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급함으로서 상기 작동 일정을 무효화(overriding)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 제어 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 동작들은:
    상기 밀폐 공간의 측정 온도를 결정하는 단계; 및
    결정된 측정 온도 및 최대 허용 온도보다 낮은 미리 설정된 임계 온도 값에 기초하여 상기 냉장 시스템의 적어도 일 부분에 전력을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 제어 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 열 모델은 상기 밀폐 공간 내의 내용물의 열 용량 및 상기 냉장 인클로저의 열 저항 중 적어도 하나를 나타내는 것을 특징으로 하는 냉장 제어 시스템.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 열 모델, 상기 에너지 비용 모델 및 상기 냉장 시설에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 작동 일정을 결정하는 단계는:
    상기 에너지 비용 모델에 기초하여, 에너지 비용이 단위당 제 1 크기인 제 1 기간을 식별하는 단계;
    상기 에너지 비용 모델에 기초하여, 에너지 비용이 상기 단위당 제 1 크기보다 적은 단위당 제 2 크기인, 상기 제 1 기간 이전의 상기 제 2 기간을 식별하는 단계;
    상기 작동 일정에 제 2 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 상기 제 2 기간을 설명하는 정보는 상기 밀폐 공간을 상기 최대 허용 온도 미만으로 냉각시키기 위해 상기 냉장 시스템에 전력이 공급되어야 하는 시간을 나타내는 것인, 상기 제 2 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계; 및
    상기 작동 일정에 제 1 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 상기 제 1 기간을 설명하는 정보는 상기 밀폐 공간이 상기 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것이 허용되는 시간을 나타내는 것인, 상기 제 1 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 제어 시스템.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 밀폐 공간의 열 모델을 결정하는 단계는:
    상기 작동 일정에 기초하여 상기 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계;
    상기 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해, 상기 밀폐 공간을 상기 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각시키는 단계;
    상기 작동 일정에 기초하여 상기 냉장 시스템의 상기 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 감소시키는 단계;
    상기 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 1 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계;
    상기 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 상기 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지도록 허용하는 단계;
    상기 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 2 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계; 및
    상기 밀폐 공간의 내용물의 열용량을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 제어 시스템.
  18. 냉장 시설이 냉각되는 시간의 시간 시프팅 방법으로서,
    밀폐 공간을 정의하고 냉장 시스템에 의해 냉각되도록 구성된 냉장 인클로저를 포함하는 냉장 시설의 열 모델을 결정하는 단계;
    미래의 미리 설정된 기간에 걸친 가변 에너지 비용의 스케줄을 설명하는 에너지 비용 모델을 획득하는 단계;
    상기 열 모델, 상기 에너지 비용 모델 및 상기 밀폐 공간에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 상기 냉장 시스템의 적어도 일부에 대한 작동 일정을 결정하는 단계;
    상기 작동 일정에 따라 상기 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계;
    상기 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해, 상기 밀폐 공간을 상기 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각시키는 단계;
    상기 작동 일정에 기초하여 상기 냉장 시스템의 상기 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 감소시키는 단계; 및
    상기 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 상기 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 시설이 냉각되는 시간의 시간 시프팅 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 밀폐 공간의 측정 온도를 결정하는 단계; 및
    결정된 측정 온도 및 최대 허용 온도보다 낮은 미리 설정된 임계 온도 값에 기초하여 상기 냉장 시스템의 적어도 일부에 전력을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 열 모델은 상기 밀폐 공간 내의 내용물의 열 용량및 상기 냉장 인클로저의 열 저항 중 적어도 하나를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 열 모델, 상기 에너지 비용 모델 및 상기 냉장 시설에 대한 최대 허용 온도에 기초하여 작동 일정을 결정하는 단계는:
    상기 에너지 비용 모델에 기초하여, 에너지 비용이 단위당 제 1 크기인 제 1 기간을 식별하는 단계;
    상기 에너지 비용 모델에 기초하여, 에너지 비용이 상기 단위당 제 1 크기보다 적은 단위당 제 2 크기인 상기 제 1 기간 이전의 제 2 기간을 식별하는 단계;
    상기 작동 일정에 상기 제 2 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 상기 제 2 기간을 설명하는 정보는 상기 밀폐 공간을 상기 최대 허용 온도 미만으로 냉각시키기 위해 상기 냉장 시스템에 전력이 공급되어야 하는 시간을 나타내는 것인, 상기 제 2 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계; 및
    상기 작동 일정에 상기 제 1 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계로서, 상기 제 1 기간을 설명하는 정보는 상기 밀폐 공간이 상기 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것이 허용되는 시간을 나타내는 것인, 상기 제 1 기간을 설명하는 정보를 추가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 밀폐 공간의 열 모델을 결정하는 단계는:
    상기 작동 일정에 기초하여 상기 냉장 시스템의 일 부분에 전력을 공급하는 단계;
    상기 냉장 시스템의 전력을 공급받는 부분에 의해, 상기 밀폐 공간을 최대 허용 온도 미만의 온도로 냉각시키는 단계;
    상기 작동 일정에 기초하여 상기 냉장 시스템의 상기 전력을 공급받는 부분의 전력 사용량을 감소시키는 단계;
    복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 1 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계;
    상기 밀폐 공간이 주변 온도에 의해 최대 허용 온도를 향해 따뜻해지는 것을 허용하는 단계;
    상기 복수의 온도 센서에 의해 감지된 제 2 복수의 온도 레벨을 결정하는 단계; 및
    상기 밀폐 공간의 내용물의 열용량을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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