KR20210024046A - 가역식 열 펌프 어셈블리를 제어하기 위한 방법 및 제어기 - Google Patents
가역식 열 펌프 어셈블리를 제어하기 위한 방법 및 제어기 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 가열 모드 또는 냉각 모드 중 하나로 선택적으로 설정하도록 구성된 제어기에 관한 것이다. 상기 제어기는 제어 회로(44)를 포함하되, 상기 제어 회로는: 시간 구간 동안, 수요 결정 기능(50)을 이용해, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 연결된 하나 이상의 국부 가열 회로(140)로부터의 열기에 대한 가열 수요 및 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 연결된 하나 이상의 국부 냉각 회로(150)로부터의 냉기에 대한 냉각 수요를 결정하고; 제어 기능(52)을 이용해, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 상기 가열 모드 또는 상기 냉각 모드 중 하나로 설정되는 것을 나타내는 제어 신호를 생성하되, 상기 제어 기능은 상기 가열 수요 및 상기 냉각 수요를 입력 데이터로 사용하도록 구성되고; 전송 기능(54)를 이용해, 상기 제어 신호를 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 상기 열 펌프(110)로 전송하도록 구성된다. 또한, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 제어하기 위한 방법도 제시된다.
Description
본 발명은 가역식 열 펌프 어셈블리를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 가역식 열 펌프 어셈블리를 제어하기 위한 제어기가 제시된다.
세계 대부분의 발달한 대도시에는 적어도 두 개 유형의 에너지 그리드, 즉 전기 에너지를 제공하는 그리드와 및 공간 난방(Space Heating) 및 온수 준비를 위한 그리드가 인프라에 결합되어 존재한다. 오늘날 공간 난방 및 온수 준비에 사용되는 일반적인 그리드는 가연성 가스(Burnable Gas)를 제공하는 가스 그리드이며, 일반적으로 화석 연료 가스이다. 가스 그리드에서 제공되는 가스는 공간 난방과 온수를 제공하기 위해 국부적으로 연소된다. 공간 난방 및 온수 준비를 위한 가스 그리드의 대안은 지역 난방 그리드이다. 또한, 전기 에너지 그리드의 전기 에너지는 공간 난방 및 온수 준비에 사용될 수 있다. 또한, 전기 에너지 그리드의 전기 에너지는 공간 냉방에 사용될 수 있다. 전기 에너지 그리드의 전기 에너지는 냉장고와 냉동고를 구동하기 위해 더 많이 사용된다.
따라서, 기존의 건물 난방 및 냉방 시스템은, 전기 및 화석 연료와 같은 1차 고급 에너지원을 사용하거나, 산업 폐열(Industrial Waste Heat) 형태의 에너지원을 사용하여 공간 난방 및/또는 냉방을 제공하고, 건물에 사용되는 물을 가열 또는 냉각한다. 또한, 공간 냉방을 위해 도시에 지역 냉각 그리드를 설치하는 것이 점점 보편화되어가고 있다. 건물 공간과 물을 가열 또는 냉각하는 과정에서, 이처럼 높은 등급의 에너지가 높은 엔트로피를 가진 낮은 등급의 폐열로 변환되어, 건물을 떠나 환경으로 되돌아간다.
따라서, 도시에 난방 및 냉방을 제공하는 방법에 대한 개선이 필요하다.
본 발명은 앞서 언급한 문제의 적어도 일부를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 가역식 열 펌프 어셈블리를 가열 모드 또는 냉각 모드 중 하나로 선택적으로 설정하도록 구성된 제어기가 제공된다. 상기 제어기는 제어 회로를 포함하되, 상기 제어 회로는:
시간 구간 동안, 수요 결정 기능을 이용해, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리에 의해 전달되는 열기에 대한 가열 수요 및 상기 가역식 열 펌프 어셈블리에 의해 전달되는 냉기에 대한 냉각 수요를 결정하고;
제어 기능(상기 제어 기능은 상기 가열 수요 및 상기 냉각 수요를 입력 데이터로 사용하도록 구성됨)을 이용해, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리가 상기 가열 모드 또는 상기 냉각 모드 중 하나로 설정되는 것을 나타내는 제어 신호를 생성하고;
전송 기능을 이용해, 상기 제어 신호를 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 상기 열 펌프(110)로 전송하도록 구성된다.
"가열 모드 또는 냉각 모드 중 하나로 선택적으로 설정"이란 표현은 가역식 열 펌프 어셈블리가 어느 한 순간에 가열 모드로 설정되고 다른 순간에는 냉각 모드로 설정되는 것으로 이해되어야 한다.
가역적 열 펌프 어셈블리는, 지역 열 에너지 분배 시스템의 일부인 열 에너지 회로에 간단하게 연결될 수 있다. 가역적 열 펌프 어셈블리는 동일한 어셈블리를 사용하여 가열 및 냉각을 모두 제공할 수 있도록 한다. 가역적 열 펌프 어셈블리는, 하나의 시점에서는 가열 모드로 설정될 수 있고, 다른 시점에서는 냉각 모드로 설정될 수 있다. 전용 가열 또는 전용 냉각 열 펌프 어셈블리에 비하여, 본 가역적 열 펌프 어셈블리에 의해, 열 펌프 어셈블리의 사용이, 증가될 수 있다. 하나의 열 펌프 어셈블리만이 필요하기 때문에, 건물의 난방/냉방 시스템 구축을 단순화할 수 있다. 또한, 하나의 열 펌프 어셈블리만을 제어하면 되므로, 건물의 난방/냉방 시스템 제어를 단순화할 수 있다. 현재의 가역적 열 펌프 어셈블리는 확장성(Scalability)을 추가로 제공할 수 있으며, 초기에는 고객이 난방에만 관심이 있다고 가정해도, 동일한 고객이 이후 동일한 열 펌프 어셈블리로부터 냉방을 받기 시작할 수도 있다. 따라서 고객은 새로운 열 펌프 어셈블리를 설치할 필요가 없다.
상기 가열 수요는 하나 이상의 국부 가열 회로가 요구하는 가열 요구량에 관한 시간 분해 정보를 포함할 수 있다.
상기 냉각 수요는 하나 이상의 국부 냉각 회로가 요구하는 냉각 요구량에 관한 시간 분해 정보를 포함할 수 있다.
상기 가열 수요는 상기 가역식 열 펌프 어셈블리에 연결된 하나 이상의 국부 가열 회로로부터 수신될 수 있다.
상기 냉각 수요는 상기 가역식 열 펌프 어셈블리에 연결된 하나 이상의 국부 냉각 회로로부터 수신될 수 있다.
상기 제어 회로는, 평가 기능(상기 평가 기능은 상기 가열 수요 및 상기 냉각 수요를 입력 데이터로 사용하도록 구성됨)을 사용해, 상기 가열 모드 및 상기 냉각 모드 모두로의 상기 가역식 열 펌프 어셈블리의 설정이 되도록 하는 동시의 요구를 식별하도록 더 구성될 수 있되;
상기 제어 기능은, 상기 제어 신호를 생성할 때 상기 가열 모드 및 상기 냉각 모드 모두로의 상기 가역식 열 펌프 어셈블리의 설정이 되도록 하는 상기 식별된 동시의 요구를 사용하도록 더 구성된다.
상기 제어 회로는:
상기 시간 구간 동안, 듀티 사이클(Duty Cycle) 기능(상기 듀티 사이클 기능은 상기 가열 수요 및 상기 냉각 수요를 입력 데이터로 사용하도록 구성됨)을 이용해, 상기 가열 모드에 대한 가열 듀티 사이클 및 상기 냉각 모드에 대한 냉각 듀티 사이클을 결정하도록 더 구성될 수 있다.
상기 제어 기능은, 상기 가열 듀티 사이클과 상기 냉각 듀티 사이클이 제1 임계치 미만인 것에 응답하여, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리가 상기 가열 모드로의 설정이 되어야 함을 상기 제어 신호가 이미 나타내는 경우, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리의 상기 냉각 모드로의 상기 설정을 연기하거나, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리가 상기 냉각 모드로의 설정이 되어야 함을 상기 제어 신호가 이미 나타내는 경우, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리의 상기 가열 모드로의 상기 설정을 연기하도록, 더 구성될 수 있다.
상기 제어 기능은, 상기 가열 듀티 사이클과 상기 냉각 듀티 사이클이 제2 임계치 초과인 것에 응답하여, 상기 가열 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 열기를 전달하도록 상기 열 펌프를 일시적으로 설정하는 정보를 포함하는 상기 제어 신호를 생성하여 상기 가열 듀티 사이클을 감소시키고/거나, 상기 냉각 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 냉기를 전달하도록 상기 열 펌프를 일시적으로 설정하는 정보를 포함하는 상기 제어 신호를 생성하여 상기 냉각 듀티 사이클을 감소시키도록, 더 구성될 수 있다.
상기 제어 기능은:
상기 제어 신호가 상기 가역식 열 펌프 어셈블리를 상기 가열 모드로 설정하는 것과 관련된 정보를 포함할 때, 상기 열 펌프의 냉매가 제1 측부 코일로부터 제2 측부 코일로 흐르도록, 상기 열 펌프의 리버싱 밸브(Reversing Valve)를 설정하고,
상기 제어 신호가 상기 가역식 열 펌프 어셈블리를 상기 냉각 모드로 설정하는 것과 관련된 정보를 포함할 때, 상기 열 펌프의 냉매가 상기 제2 측부 코일로부터 상기 제1 측부 코일로 흐르도록, 상기 열 펌프의 상기 리버싱 밸브를 설정하는 것에 대한 정보를 포함하는 상기 제어 신호를 생성하도록 더 구성될 수 있다.
상기 전송 기능은:
상기 제어 신호를 상기 가역식 열 펌프 어셈블리의 제1 측부 유입 밸브 어셈블리로 전송하도록 구성되되, 상기 제1 측부 유입 밸브 어셈블리는: 상기 열 펌프의 제1 측부 유입구에 연결된 열 펌프 연결부; 열 에너지 그리드의 고온 도관(상기 고온 도관은 제1 온도의 열 전달 액체가 그 안을 흐르도록 구성됨)에 연결된 고온 도관 연결부; 및 상기 열 에너지 그리드의 저온 도관(상기 저온 도관은 제2 온도의 열 전달 액체가 그 안을 흐르도록 구성되고, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 낮음)에 연결된 저온 도관 연결부를 포함하고,
상기 제어 신호를 상기 가역식 열 펌프 어셈블리의 제2 측부 배출 밸브 어셈블리로 전송하도록 구성되되, 상기 제2 측부 배출 밸브 어셈블리는: 상기 열 펌프의 제2 측부 배출구에 연결된 열 펌프 연결부; 상기 하나 이상의 가열 회로에 연결된 가열 회로 연결부; 및 상기 하나 이상의 냉각 회로에 연결된 냉각 회로 연결부를 포함할 수 있다.
상기 제어 기능은:
상기 제어 신호가 상기 가역식 열 펌프 어셈블리를 상기 가열 모드로 설정하는 것과 관련된 정보를 포함할 때, 상기 고온 도관 연결부 및 상기 열 펌프 연결부를 유동적으로 연결하도록 상기 제1 측부 유입 밸브 어셈블리를 설정하고;
상기 제어 신호가 상기 가역식 열 펌프 어셈블리를 상기 냉각 모드로 설정하는 것과 관련된 정보를 포함할 때, 상기 열 펌프 연결부 및 상기 가열 회로 연결부를 유동적으로 연결하도록 상기 제2 측부 배출 밸브 어셈블리를 설정하는 것에 대한 정보를 포함하는 상기 제어 신호를 생성하도록 더 구성될 수 있다.
상기 제어 기능은:
상기 제어 신호가 상기 가역식 열 펌프 어셈블리를 상기 가열 모드로 설정하는 것과 관련된 정보를 포함할 때, 상기 고온 도관 연결부 및 상기 열 펌프 연결부를 유동적으로 분리하도록 상기 제1 측부 유입 밸브 어셈블리를 설정하고;
상기 제어 신호가 상기 가역식 열 펌프 어셈블리를 상기 냉각 모드로 설정하는 것과 관련된 정보를 포함할 때, 상기 열 펌프 연결부 및 상기 가열 회로 연결부를 유동적으로 분리하도록 상기 제2 측부 배출 밸브 어셈블리를 설정하는 것에 대한 정보를 포함하는 상기 제어 신호를 생성하도록 더 구성될 수 있다.
상기 방법의 아래에 언급되는 특징은 적용 가능할 때 상기 제1 양태에도 적용된다. 과도한 반복을 피하기 위해, 아래를 참조한다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 가역식 열 펌프 어셈블리를 제어하는 방법이 제공된다. 상기 가역식 열 펌프 어셈블리는:
제1 측부 및 제2 측부를 가지는 열 펌프를 포함하고, 상기 열 펌프는 상기 제1 측부로부터 상기 제2 측부로 열기를 전달하거나 그 반대 방향으로 전달하도록 구성되되,
상기 가역식 열 펌프 어셈블리는 가열 모드 또는 냉각 모드 중 하나로 선택적으로 설정되도록 구성되고,
상기 가열 모드에서:
상기 열 펌프는 열기를 상기 제1 측부로부터 상기 제2 측부로 전달하도록 구성되고;
상기 냉각 모드에서:
상기 열 펌프는 열기를 상기 제2 측부로부터 상기 제1 측부로 전달하도록 구성되되,
상기 방법은:
시간 구간 동안, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리에 의해 전달되는 열기에 대한 가열 수요 및 상기 가역식 열 펌프 어셈블리에 의해 전달되는 냉기에 대한 냉각 수요를 결정하는 단계; 및
상기 가열 수요 및 상기 냉각 수요를 기반으로, 상기 가열 모드 또는 상기 냉각 모드 중 하나로의 상기 가역식 열 펌프 어셈블리의 상기 설정을 제어하는 단계를 포함한다.
상기 열 펌프는, 하나 이상의 국부 가열 회로 중 하나 또는 하나 이상의 국부 냉각 회로 중 하나의 열 전달 액체가 제2 측부를 통과해 흐르도록 더 구성될 수 있다.
상기 열 펌프는, 열 에너지 그리드로부터의 열 전달 액체가 제1 측부를 통과해 흐르고, 하나 이상의 국부 가열 회로 또는 하나 이상의 국부 냉각 회로의 열 전달 액체가 제2 측부를 통과해 흐르도록 더 구성될 수 있다.
상기 가열 모드에서, 열 전달 액체는 상기 열 에너지 그리드의 고온 도관로부터 상기 제1 측부를 통해 상기 열 에너지 그리드의 저온 도관으로 흐를 수 있다.
상기 냉각 모드에서, 열 전달 액체는 상기 열 에너지 그리드의 저온 도관로부터 상기 제1 측부를 통해 상기 열 에너지 그리드의 고온 도관으로 흐를 수 있다.
상기 가열 수요는, 상기 하나 이상의 국부 가열 회로가 요구하는 가열 요구량에 관한 시간 분해 정보를 포함할 수 있다. 상기 냉각 수요는, 상기 하나 이상의 국부 냉각 회로가 요구하는 냉각 요구량에 관한 시간 분해 정보를 포함할 수 있다.
상기 가열 수요는 상기 가역식 열 펌프 어셈블리에 연결된 하나 이상의 국부 가열 회로로부터 수신될 수 있다. 상기 냉각 수요는 상기 가역식 열 펌프 어셈블리에 연결된 하나 이상의 국부 냉각 회로로부터 수신될 수 있다.
상기 방법은:
상기 가열 수요 및 상기 냉각 수요를 기반으로, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리를 상기 가열 모드 및 상기 냉각 모드 모두로의 설정이 되도록 하는 동시의 요구를 식별하는 단계;를 더 포함하되,
상기 제어 동작은 상기 식별된 동시의 요구를 더 기반으로 한다.
상기 제어 동작은, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리를 모드 전환 시간의 적어도 기설정된 횟수만큼의 작동 시간 동안 상기 가열 모드 및 상기 냉각 모드 중 하나로 작동시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 모든 전환 시간은, 가역식 열 펌프 어셈블리가 상기 가열 모드에서 상기 냉각 모드로 변하거나 그 반대로 변하는데 걸리는 시간이다. 일반적인 전환 시간은 대략 몇 분(즉, 1~5분)이다. 기설정된 횟수는 5~10회 범위로 설정될 수 있다. 이에 따라, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리의 상기 모드를 전환하는데 걸리는 시간은 제한될 수 있다. 그러므로 상기 가역식 열 펌프 어셈블리의 활용도는 증가될 수 있다.
상기 방법은:
상기 시간 구간 동안 상기 가열 수요를 기반으로, 상기 가열 모드에 대한 가열 듀티 사이클을 결정하는 단계; 및
상기 시간 구간 동안 상기 냉각 수요를 기반으로, 상기 냉각 모드에 대한 냉각 듀티 사이클을 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어 동작은, 상기 가열 듀티 사이클과 상기 냉각 듀티 사이클이 제1 임계치 미만인 것에 응답하여, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리가 이미 상기 가열 모드인 경우, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리의 상기 냉각 모드로의 상기 설정을 연기하는 단계, 또는 상기 가역식 열 펌프 어셈블리가 이미 상기 냉각 모드인 경우, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리의 상기 가열 모드로의 상기 설정을 연기하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제어 동작은, 상기 가열 듀티 사이클과 상기 냉각 듀티 사이클이 제2 임계치 초과인 것에 응답하여, 상기 가열 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 열기를 전달하도록 상기 열 펌프를 일시적으로 설정하여 상기 가열 듀티 사이클을 감소시키는 단계, 및/또는 상기 냉각 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 냉기를 전달하도록 상기 열 펌프를 일시적으로 설정하여 상기 냉각 듀티 사이클을 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 식별된 동시의 요구에 응답하여, 상기 가열 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 열기를 전달하도록 상기 열 펌프를 일시적으로 설정하여 상기 가열 듀티 사이클을 감소시키는 단계, 및/또는 상기 냉각 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 냉기를 전달하도록 상기 열 펌프를 일시적으로 설정하여 상기 냉각 듀티 사이클을 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 가열 우선순위 수준을 상기 가열 수요에 연관시키는 단계 및 냉각 우선순위 수준을 상기 냉각 수요에 연관시키는 단계를 더 포함하되, 상기 제어 동작은 상기 가열 및 냉각 우선순위 수준을 더 기반으로 할 수 있다.
상기 가열 우선순위 수준을 상기 가열 수요에 연관시키는 단계의 상기 동작은, 특정 가열 우선순위 수준을 특정 가열 수요에 연관시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 냉각 우선순위 수준을 상기 냉각 수요에 연관시키는 단계의 상기 동작은, 특정 냉각 우선순위 수준을 특정 냉각 수요에 연관시키는 단계를 포함할 수 있다.
제어기의 상기 언급되는 특징은 적용 가능할 때 상기 제2 양태에도 적용된다. 과도한 반복을 피하기 위해, 아래를 참조한다.
본 발명의 추가적인 적용 범위는 아래의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 이러한 상세한 설명으로부터, 본 발명의 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 종래의 기술자에게 명백해질 것이기 때문에, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세한 설명 및 특정 실시예는 단지 예시로서 제공된다는 것을 이해해야 한다.
따라서, 본 발명은 설명된 장치의 특정 구성 요소 부분에 한정되지 않으며, 그러한 설명된 장치 및 방법의 단계가 변할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 본원에서 사용된 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위한 것이며 한정하려는 의도가 아님을 이해해야 한다. 명세서 및 첨부된 청구 범위에서 사용된 바와 같이, "하나"와 같은 부정관사는 문맥이 명확하게 달리 지시하지 않는 한 하나 이상의 요소가 있음을 의미하는 것으로 의도된다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 예를 들어 "유닛"에 대한 언급은 여러 장치 등을 포함할 수 있다. 또한, "포함한다" 및 이와 유사한 문구는 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않는다.
본 발명의 이 같은 양태 및 다른 양태는 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부된 도면을 참조해 이제부터 보다 자세히 설명될 것이다. 상기 특징은 본 발명의 실시예의 일반적인 구조를 도시하기 위해 제공된다. 유사한 참조 번호는 유사한 요소를 나타낸다.
도 1은 지역 열 에너지 분배 시스템의 개략도를 도시한다.
도 2는 열 에너지 그리드, 가열 회로 및 냉각 회로에 연결된 가역식 열 펌프 어셈블리의 개략도를 도시한다.
도 3은 도 2의 가역식 열 펌프 어셈블리를 제어하기 위한 제어기의 개략도를 도시한다.
도 4는 도 2의 가역식 열 펌프 어셈블리를 제어하기 위한 방법의 블록도를 도시한다.
도 1은 지역 열 에너지 분배 시스템의 개략도를 도시한다.
도 2는 열 에너지 그리드, 가열 회로 및 냉각 회로에 연결된 가역식 열 펌프 어셈블리의 개략도를 도시한다.
도 3은 도 2의 가역식 열 펌프 어셈블리를 제어하기 위한 제어기의 개략도를 도시한다.
도 4는 도 2의 가역식 열 펌프 어셈블리를 제어하기 위한 방법의 블록도를 도시한다.
본 발명은 이하에서 본 발명의 현재 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 완전하게 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 여러 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본원에 설명된 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이들 실시예는 철저함과 완전성을 위해 제공되며, 본 발명의 범위를 종래의 기술자에게 완전히 전달하기 위하여 제공된다.
도 1에는 지역 열 에너지 분배 시스템(1)이 도시되어 있다. 지역 열 에너지 분배 시스템(1)은 열 에너지 회로(10) 및 복수의 건물(5)을 포함한다. 열 에너지 회로(10)는 난방 및/또는 냉방 형태의 열 에너지가 분배될 수 있게끔, 건물(5)들을 상호 연결하도록 구성된다. 따라서, 열 에너지 회로(10)는 지역 열 에너지 회로로 볼 수 있다. 복수의 건물(5)은 열 에너지 회로(10)에 열적으로 결합된다. 열 에너지 회로(10)는 열 에너지 회로(10)를 통해 흐르는 열 전달 액체 내에서 열 에너지를 순환시키고 저장하도록 배치된다.
열 에너지 회로(10)의 열 전달 액체는 물을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 열 전달 액체가 대안으로서 사용될 수 있다. 일부 비제한적인 예는 암모니아, 오일, 알코올 및 글리콜(Glycol)과 같은 부동액(Anti-Freezing Liquid)이다. 열 전달 액체는 또한 전술된 열 전달 액체 중 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다. 사용되는 특정 혼합물은 부동액과 혼합된 물이다.
열 에너지 회로(10)는, 자신을 통해 열 전달 액체가 흐르도록 하기 위한 2 개의 도관(12, 14)을 포함한다. 2 개의 도관(12, 14)의 열 전달 액체의 온도 는 상이하게 설정된다. 열 에너지 회로(10) 내의 고온 도관(12)은 제1 온도의 열 전달 액체가 흐르도록 구성된다. 열 에너지 회로(10) 내의 저온 도관(14)은 제2 온도의 열 전달 액체가 흐르도록 구성된다. 제2 온도는 제1 온도 미만이다.
열 전달 액체가 물인 경우(부동액이 추가되었을 수 있음), 고온의 열 전달 액체에 적합한 온도 범위는 5 ~ 45℃ 이고, 저온의 열 전달 액체에 적합한 온도 범위는 0 ~ 40℃ 이다. 제1 온도와 제2 온도 사이의 적절한 온도 차이는 5 ~ 16℃ 바람직하게는 7 ~ 12°C, 보다 바람직하게는 8 ~ 10℃ 범위 내이다.
바람직하게는, 시스템은 기후에 따라 달라지는 슬라이딩(Sliding) 온도차로 작동하도록 설정된다. 바람직하게는, 슬라이딩 온도차가 고정된다. 따라서, 온도차는 고정된 온도차로 순간적으로 슬라이딩되도록 설정될 수 있다.
고온 도관(12)과 저온 도관(14)은 분리되어 있다. 고온 도관(12)과 저온 도관(14)은 평행하게 배치될 수 있다. 고온 도관(12)과 저온 도관(14)은 배관의 폐쇄 루프로서 배치될 수 있다. 고온 도관(12)과 저온 도관(14)은, 열 에너지를 건물(5)로로부터 및 건물(5)로의 전달이 가능하도록 하기 위해, 건물(5)에서 유동적으로 상호 연결된다. 이는 아래에서 더욱 상세히 논의될 것이다.
열 에너지 회로(10)의 2 개의 도관(12, 14)은 플라스틱, 합성물, 콘크리트 또는 금속 파이프로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene, HDPE) 파이프가 사용될 수 있다. 파이프는 단일 벽 파이프(Single Wall Pipe)일 수 있다. 파이프는 비절연 상태일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 열 에너지 회로(10)는 주로 지면에 배치된다. 지면은 열 에너지 회로(10)의 열관성(Thermal Inertia)으로서 사용된다. 따라서, 파이프의 절연은 추가적인 이점이 없다. 기후가 매우 따뜻한 도시나 매우 추운 도시에 설치하는 경우는 예외이다. 여기서, 지면의 관성은 일년 중 중요한 분기에 도움이 아닌 해가 될 수 있다. 여기서, 한 쪽 또는 양쪽의 파이프 상에 절연재가 필요할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 열 에너지 회로(10)의 2 개의 도관(12, 14)은 최대 1 MPa(10 bar)의 압력에 대해 치수가 결정된다. 다른 실시예에 따르면, 열 에너지 회로(10)의 2 개의 도관(12, 14)은 최대 0.6 MPa(6 bar)의 압력 또는 최대 1.6 MPa(16 bar)의 압력에 대해 치수가 결정될 수 있다.
지역 열 에너지 분배 시스템(1)은 열 서버 플랜트(2)를 포함할 수 있다. 열 서버 플랜트(2)는 외부 열 소스 및/또는 열 싱크(Thermal Sink)로서 기능한다. 열 서버 플랜트(2)의 기능은 열 에너지 회로(10)의 고온 도관 및 저온 도관(12, 14) 간의 온도 차이를 유지하는 것이다. 즉, 열 서버 플랜트(2)는 지역 열 에너지 분배 시스템(1)의 균형을 맞추기 위하여 사용될 수 있다. 이에 따라, 열 에너지 회로(10)가 온도 종점(End Point)에 도달할 때, 열 서버 플랜트(2)는 열 에너지 회로(10)로/로부터 열 에너지를 흡수 또는 방출하도록 배치된다. 겨울철에, 고온 도관(12)이 최저 온도 종점에 도달할 확률이 더 높을 때에는, 열 서버 플랜트(2)는 열 에너지 회로(10)에 열 에너지를 추가하기 위하여 사용된다. 여름철에, 저온 도관(14)이 최고 온도 종점에 도달할 확률이 더 높을 때에는, 열 서버 플랜트(2)는 열 에너지 회로(10)에서 열 에너지를 제거하기 위하여 사용된다.
건물(5)은 적어도 하나의 가역적 열 펌프 어셈블리(100)를 포함한다. 하나의 특정 건물(5)은 하나 이상의 가역적 열 펌프 어셈블리(100)를 포함할 수 있다.
가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 열 에너지 회로(10)에 연결되도록 구성된다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 가열 도관(140)에 연결되도록 구성된다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 냉각 도관(150)에 연결되도록 구성된다.
가열 도관(140)은 건물(5) 내에 구성되는 국부 가열 도관일 수 있다. 가열 도관(140)은 자신을 통해 열 전달 액체가 흐를 수 있도록 구성된다. 가열 도관(140)은 쾌적 난방 시스템(Comfort Heating System), 공정 가열 시스템 및 온수 생산 시스템 중 하나 이상일 수 있다.
냉각 도관(140)은 건물(5) 내에 구성되는 국부 냉각 도관일 수 있다. 냉각 도관(150)은 자신을 통해 열 전달 액체가 흐를 수 있도록 구성된다. 냉각 도관(150)은 쾌적 냉방 시스템, 공정 냉각 시스템, 냉장 시스템 및 냉동 시스템 중 하나 이상일 수 있다.
가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 가열 모드 또는 냉각 모드로 작동하도록 설정될 수 있다. 따라서, 특정 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 가열 모드 또는 냉각 모드로 선택적으로 설정될 수 있다.
가열 모드에서, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 열 싱크로서 작동한다. 따라서, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 열 에너지 회로(10)로부터 열 에너지를 제거하도록 배치된다. 즉, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는, 열 에너지를 열 에너지 회로(10)의 열 전달 액체로부터 가열 도관(140)의 열 전달 액체로 전달하도록 배치된다. 이는 고온 도관(12)으로부터 얻은 열 전달 액체로부터의 열 에너지를 가열 도관(140)의 열 전달 액체로 전달하여 달성되며, 이에 따라 저온 도관(14)으로 반환된 열 전달 액체는 제1 온도보다 낮고 바람직하게는 제2 온도와 동일한 온도를 갖는다.
따라서, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 하나 이상의 국부 가열 도관(140)에 열을 제공하는 역할로서, 건물(5)에 설치될 수 있다. 비 제한적인 예로서, 국부 가열 도관(140)은 쾌적 난방, 공정 가열 또는 온수 준비를 제공하도록 배치될 수 있다. 대안적으로 또는 이의 조합으로, 국부 가열 도관(140)은 수영장 난방 또는 제빙 및 눈 제설을 제공할 수 있다. 따라서, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는, 가열 모드로 설정될 때, 고온 도관(12)의 열 전달 액체로부터 열을 이끌어내고, 냉각된 열 전달 액체를 생성하여 저온 도관(14)으로 흐르게 하도록 구성된다. 즉, 가열 모드로 설정되면, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 고온 도관 및 저온 도관(12, 14)을 유동적으로 상호 연결하여, 고온의 열 전달 액체가 가역적 열 펌프 어셈블리(100)를 통해 고온 도관(12)으로부터 흐르고, 열 전달 액체의 열 에너지가 가역적 열 펌프 어셈블리(100)에 의해 소비된 이후 저온 도관(14) 내로 흐르도록 할 수 있다. 가열 모드로 설정되면, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 가열 도관(140)을 가열하기 위해 고온 도관(12)으로부터 열 에너지를 이끌어내도록 작동한 다음, 냉각된 열 전달 액체를 저온 도관(14)에 증착한다.
냉각 모드에서, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 열 소스로서 작동한다. 따라서, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 열 에너지 회로(10)로 열 에너지를 증착하도록 배치된다. 즉, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는, 냉각 도관(150)의 열 전달 액체로부터의 열 에너지를 열 에너지 회로(10)의 열 전달 액체로 전달하도록 배치된다. 이는 냉각 도관(150)의 열 전달 액체로부터의 열 에너지를 저온 도관(14)으로부터 얻은 열 전달 액체로 전달하여 달성되며, 이에 따라 고온 도관(12)으로 반환된 열 전달 액체는 제2 온도보다 높고 바람직하게는 제1 온도와 동일한 온도를 갖는다.
따라서, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 하나 이상의 국부 냉각 도관(150)에 냉기를 제공하는 역할로서, 건물(5)에 설치될 수 있다. 비 제한적인 예로서, 국부 냉각 도관(150)은 쾌적 냉방, 공정 냉각 또는 냉장이나 냉동을 위한 냉기를 제공하도록 배치될 수 있다. 대안적으로 또는 이의 조합으로, 국부 냉각기는 아이스링크 및 스키 센터 또는 제빙 및 제설을 위한 냉기를 제공할 수 있다. 따라서, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는, 냉각 모드로 설정될 때, 저온 도관(14)의 열 전달 액체로부터 냉기를 이끌어내고, 가열된 열 전달 액체를 생성하여 고온 도관(12)으로 흐르게 하도록 구성된다. 즉, 냉각 모드로 설정되면, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 저온 도관 및 고온 도관(14, 12)을 유동적으로 상호 연결하여, 저온의 열 전달 액체가 가역적 열 펌프 어셈블리(100)를 통해 저온 도관(14)으로부터 흐르고, 열 전달 액체의 열 에너지가 가역적 열 펌프 어셈블리(100)에 의해 증착된 이후 고온 도관(12) 내로 흐르도록 할 수 있다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 냉각 도관(150)으로부터 열을 추출하고 고온 도관(12)에 추출된 열을 증착하도록 작동한다.
특정 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 하나의 가열 도관(140) 및 하나의 냉각 도관(150)에 연결될 수 있다. 이는, 예를 들어, 도 1의 건물(5a 및 5c)에 도시되어 있다.
건물은 각각 하나의 가열 도관(140) 및 하나의 냉각 도관(150)에 연결되는 복수의 가역적 열 펌프 어셈블리(100)를 포함할 수 있다. 이는, 예를 들어, 도 1의 건물(5b)에 예시되어 있다.
복수의 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 하나의 가열 도관(140) 및 하나의 냉각 도관(150)에 연결될 수 있다. 이는, 예를 들어, 도 1의 건물 5d에 도시되어 있다. 이러한 경우, 복수의 가역적 열 펌프 어셈블리(100) 중 하나는 하나의 가열 도관(140)에 열을 제공하기 위해 가열 모드로 설정될 수 있고, 복수의 가역적 열 펌프 어셈블리(100) 중 다른 하나는 하나의 냉각 도관(150)에 냉기를 제공하기 위한 냉각 모드로 설정될 수 있다. 대안적으로, 복수의 가역적 열 펌프 어셈블리(100) 중 둘 이상이 하나의 가열 도관(140)에 가열을 제공하기 위한 가열 모드로 설정될 수 있다. 다른 대안으로, 복수의 가역적 열 펌프 어셈블리(100) 중 두 개 이상이 하나의 냉각 도관(150)에 냉기를 제공하기 위한 냉각 모드로 설정될 수 있다. 또 다른 대안으로, 복수의 가역적 열 펌프 어셈블리(100) 모두가 하나의 가열 도관(140)에 열을 제공하기 위한 가열 모드로 설정될 수 있다. 대안적으로, 복수의 가역적 열 펌프 어셈블리(100) 모두는 하나의 냉각 도관(150)에 냉기를 제공하기 위한 냉각 모드로 설정될 수 있다. 제1 특정 시점에서, 전술된 복수의 가역적 열 펌프 어셈블리(100)의 대안적인 설정 중 하나가 사용될 수 있으며, 다른 특정 시점에서 전술된 복수의 가역적 열 펌프 어셈블리(100)의 대안적인 설정 중 다른 하나가 사용될 수 있다. 따라서, 가열 도관(140) 및 냉각 도관(150)의 가열 및 냉각의 필요성에 따라, 복수의 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 상이하게 설정될 수 있다.
특정 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 복수의 가열 도관(140)에 연결될 수 있다. 이는 예를 들어, 도 1의 건물 5e에 도시되어 있다. 이러한 경우, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 제1 시점에 복수의 가열 도관(140) 중 하나에 열을 전달하고, 제2 시점에는 복수의 가열 도관(140) 중 다른 하나에 열을 전달하도록 구성될 수 있다. 두 번째 시점은 첫 번째 시점과 상이하다.
특정 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 복수의 냉각 도관(150)에 연결될 수 있다. 이는 예를 들어, 도 1의 건물 5f에 도시되어 있다. 이러한 경우, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 제1 시점에 복수의 냉각 도관(150) 중 하나에 냉기를 전달하고, 두 번째는 시점에 냉각 도관(150) 중 다른 하나에 냉기를 전달하도록 구성될 수 있다. 두 번째 시점은 첫 번째 시점과 상이하다.
가역적 열 펌프 어셈블리(100)의 기능이 도 2를 참조하여 논의될 것이다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는, 제1 측부(120), 제2 측부(130), 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126) 및 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136)를 가지는 열 펌프(110)를 포함한다.
열 펌프(110)의 제1 측부(120)는, 열 전달 액체가 열 펌프(110)의 제1 측부(120)을 통해 흐를 수 있도록 하는 제1 측부 유입구(122) 및 제1 측부 배출구(124)를 포함한다. 따라서, 열 펌프(110)는 지역 열 에너지 분배 시스템(1)의 열 전달 액체가, 제1 측부 유입구(122) 및 제1 측부 배출구(124)를 통해 열 펌프(110)의 제1 측부(120)를 통해 흐를 수 있도록 구성된다.
열 펌프(110)의 제2 측부(130)는, 열 전달 액체가 열 펌프(110)의 제2 측부(130)를 통해 흐를 수 있도록 하는 제2 측부 유입구(132) 및 제2 측부 배출구(134)를 포함한다. 따라서, 열 펌프(110)는, 가열 도관(140) 및/또는 냉각 도관(150)의 열 전달 액체가 제2 측부 유입구(132) 및 제2 측부 배출구(134)를 통해 열 펌프(110)의 제2 측부(130)를 통해 흐를 수 있도록 구성된다.
제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126)는 제1 측부 유입구(122)에 연결된 열 펌프 연결부(126a), 열 에너지 그리드(Thermal Energy Grid, 10)의 고온 도관(12)에 연결되도록 배치된 고온 도관 연결부(126b) 및 열 에너지 그리드(10)의 저온 도관(14)에 연결되도록 배치된 저온 도관 연결부(126c)를 포함한다. 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126)의 모든 연결부(126a 내지 126c)는, 상기 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126)를 각각의 장치/도관과 유동적으로 연결하도록 구성된다. 이러한 임의의 연결부는 파이프를 이용해 만들어질 수 있다. 즉, 열 펌프 연결부(126a)는 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126)와 열 펌프(110)의 제1 측부 유입구(122)를 유동적으로 연결하도록 구성된다. 고온 도관 연결부(126b)는 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126)를 열 에너지 그리드(10)의 고온 도관(12)에 유동적으로 연결하도록 배치된다. 저온 도관 연결부(126c)는 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126)를 열 에너지 그리드(10)의 저온 도관(14)에 유동적으로 연결하도록 배치된다.
제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136) 제2 측부 배출구(134)에 연결된 열 펌프 연결부(136a), 가열 도관(140)에 연결되도록 배치된 가열 도관 연결부(136b), 및 냉각 도관(150)에 연결되도록 배치된 냉각 도관 연결부(136c)를 포함한다. 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136)의 모든 연결부(136a 내지 136c)는, 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136)를 각각의 장치/도관과 유동적으로 연결하도록 구성된다. 임의의 이러한 연결부는 파이프를 이용해 만들어질 수 있다. 즉, 열 펌프 연결부(136a)는 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136)와 열 펌프(110)의 제2 측부 배출구(134)를 유동적으로 연결하도록 구성된다. 가열 도관 연결부(136b)는 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136)를 가열 도관(140)에 유동적으로 연결하도록 배치된다. 냉각 도관 연결부(136c)는 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136)를 냉각 도관(150)에 유동적으로 연결하도록 배치된다.
가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 가열 모드 또는 냉각 모드로 선택적으로 설정되도록 구성된다. 즉, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는, 특성 시점에서 가열 모드 또는 냉각 모드 중 하나로 설정될 수 있다.
가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 모드로 설정될 경우, 열 펌프(110)는 제1 측부(120)로부터 제2 측부(130)로 열을 전달하도록 구성된다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 모드로 설정될 경우, 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126)가 고온 도관 연결부(126b)와 열 펌프 연결부(126a)를 유동적으로 연결하도록 구성된다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 모드로 설정될 경우, 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136)는 열 펌프 연결부(136a)와 가열 도관 연결부(136b)를 유동적으로 연결하도록 구성된다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 모드로 설정될 경우, 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126)는 열 펌프 연결부(126a)로부터 저온 도관 연결부(126c)를 유동적으로 분리하도록 설정된다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 모드로 설정될 경우, 상기 냉각 도관 연결부(136c)로부터 상기 열 펌프 연결부(136a)를 유동적으로 분리하도록 설정된다.
가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 냉각 모드로 설정될 경우, 열 펌프(110)는 제2 측부(130)로부터 제1 측부(120)로 열을 전달하도록 구성된다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 냉각 모드로 설정될 경우, 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126)는 저온 도관 연결부(126c)와 열 펌프 연결부(126a)를 유동적으로 연결하도록 구성된다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 냉각 모드로 설정될 경우, 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136)는 열 펌프 연결부(136a)와 냉각 도관 연결부(136c)를 유동적으로 연결하도록 구성된다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 냉각 모드로 설정될 경우, 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126)는 열 펌프 연결부(126a)로부터 고온 도관 연결부(126b)를 유동적으로 분리하도록 구성된다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 냉각 모드로 설정될 경우, 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136)는 가열 도관 연결부(136b)로부터 열 펌프 연결부(136a)를 유동적으로 분리하도록 구성된다.
즉, 열 펌프(110)는 제1 측부(120)로부터 제2 측부(130)로, 또는 이 반대 방향으로 열을 전달하도록 구성된다. 이러한 열 펌프(110)는 가역적 열 펌프로 일컬어질 수 있다. 가역적 열 펌프는 제1 측부 코일(112), 제2 측부 코일(114) 및 리버싱 밸브(116)를 포함할 수 있다.
열 펌프 어셈블리(100)가 가열 모드로 설정된 경우, 제1 측부 코일(112)은 증발기로서 작동하도록 구성되고, 제2 측부 코일(114)은 응축기로서 작동하도록 구성되며, 리버싱 밸브(116)는 열 펌프(110)의 냉매가 제1 측부 코일(112)로부터 제2 측부 코일(114)로 흐르도록 설정된다. 즉, 증발기로서 작동 하는 제1 측부 코일(112)로부터 흐르는 냉매는 열 에너지 그리드(10)로부터 열 펌프(110)의 제2 측부(130)로 열 에너지를 옮긴다. 열 펌프(110)를 압축함으로써, 열 펌프(110)의 내부에서 증기 온도가 증가한다. 이후, 응축기로서 작동하는 제2 측부 코일(114)은 열 에너지(압축으로부터의 에너지 포함)를 열 펌프(110)의 제2 측부 배출구(134)로 전달한다. 전달된 열은 가열 도관(140)의 열 전달 액체를 가열할 것이다. 이후, 냉매는 팽창이 가능해지고, 따라서 냉각되어, 증발기로서 작동하는 제1 측부 코일(112) 내의 열 에너지 그리드(10)로부터 열을 흡수하고, 상기 사이클이 반복된다.
열 펌프 어셈블리(100)가 냉각 모드로 설정된 경우, 제2 측부 코일(114)은 증발기로서 작동하도록 구성되고, 제1 측부 코일(112)은 압축기로서 작동하도록 구성되며, 리버싱 밸브(116)는 는 열 펌프(110)의 냉매가 제2 측부 코일(114)로부터 제1 측부 코일(112)로 흐르도록 설정된다. 즉, 열 펌프 어셈블리(100)가 냉각 모드로 설정된 경우, 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 모드로 설정되었을 경우와 연관되어 유사한 사이클이지만, 이 경우에는 제1 측부 코일(112)이 응축기이며, 저온에 도달하는 제2 측부 코일(114)이 증발기이다.
열 펌프 어셈블리(100)는 제1 측부 배출 밸브 어셈블리(128)를 더 포함할 수 있다. 제1 측부 배출 밸브 어셈블리(128)는 제1 측부 배출구(124)에 연결된 열 펌프 연결부(128a), 열 에너지 그리드(10)의 고온 도관(12)에 연결되도록 배치된 고온 도관 연결부(128b), 및 열 에너지 그리드(10)의 저온 도관(14)에 연결되도록 배치된 냉각 도관 연결부(128c)를 포함한다. 제1 측부 배출 밸브 어셈블리(128)의 모든 연결부(128a 내지 128c)는, 제1 측부 배출 밸브 어셈블리(128)를 각각의 장치/도관과 유동적으로 연결하도록 구성된다. 임의의 이러한 연결은 파이프를 이용해 만들어질 수 있다. 즉, 열 펌프 연결부(128a)는 제1 측부 배출 밸브 어셈블리(128)를 열 펌프(110)의 제1 측부 배출구(124)와 유동적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 고온 도관 연결부(128b)는 제1 측부 배출 밸브 어셈블리(128)를 열 에너지 그리드(10)의 고온 도관(12)과 유동적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 냉각 도관 연결부(128c)는 제1 측부 배출 밸브 어셈블리(128)를 열 에너지 그리드(10)의 저온 도관(14)과 유동적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 가역적 열 펌프어셈블리(100)가 가열 모드로 설정되는 경우, 제1 측부 배출 밸브 어셈블리(128)는 열 펌프 연결부(128a)와 저온 도관 연결부(126c)를 유동적으로 연결하도록 구성된다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 모드로 설정되는 경우, 제1 측부 배출 밸브 어셈블리(128)는 고온 도관 연결부(128b)로부터 열 펌프 연결부(128a)를 유동적으로 분리하도록 구성될 수 있다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 냉각 모드로 설정되는 경우, 제1 측부 배출 밸브 어셈블리(128)는 열 펌프 연결부(128a)와 고온 도관 연결부(128b)를 유동적으로 연결하도록 구성된다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 냉각 모드로 설정되는 경우, 제1 측부 배출 밸브 어셈블리(128) 냉각 도관 연결부(128c)로부터 열 펌프 연결부(128a)를 유동적으로 분리하도록 구성될 수 있다.
열 펌프 어셈블리(100)는 제2 측부 유입 밸브 어셈블리(138)를 더 포함할 수 있다. 제2 측부 유입 밸브 어셈블리(138)는, 제2 측부 유입구(132)에 연결된 열 펌프 연결부(138a), 가열 도관(140)에 연결되도록 배치된 가열 도관 연결부(138b) 및 냉각 도관(150)에 연결되도록 배치된 냉각 도관 연결부(138c)를 포함한다. 제2 측부 유입 밸브 어셈블리(138)의 모든 연결부(138a 내지 138c)는 제2 측부 유입 밸브 어셈블리(138)를 각각의 장치/도관과 유동적으로 연결하도록 구성된다. 임의의 이러한 연결부는 파이프를 이용해 만들어질 수 있다. 즉, 열 펌프 연결부(138a)는 제2 측부 유입 밸브 어셈블리(138)와 열 펌프(110)의 제2 측부 유입구(132)를 유동적으로 연결하도록 구성된다. 가열 도관 연결부(138b)는 제2 측부 유입 밸브 어셈블리(138)를 가열 도관(140)과 유동적으로 연결하도록 배치된다. 냉각 도관 연결부(138c)는 제2 측부 유입 밸브 어셈블리(138)와 냉각 도관(150)을 유동적으로 연결하도록 배치된다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 모드로 설정되는 경우, 제2 측부 유입 밸브 어셈블리(138)는 열 펌프 연결부(138a)와 가열 도관 연결부(138b)를 유동적으로 연결하도록 구성된다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 모드로 설정되는 경우, 제2 측부 유입 밸브 어셈블리(138)는 냉각 도관 연결부(136c)로부터 열 펌프 연결부(138a)를 유동적으로 분리하도록 구성될 수 있다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 냉각 모드로 설정되는 경우, 제2 측부 유입 밸브 어셈블리(138)는 열 펌프 연결부(138a)와 냉각 도관 연결부(138c)를 유동적으로 연결하도록 구성된다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 냉각 모드로 설정되는 경우, 제2 측부 유입 밸브 어셈블리(138)는 가열 도관 연결부(138b)로부터 열 펌프 연결부(138a)를 유동적으로 분리하도록 구성될 수 있다.
열 펌프 어셈블리(100)는 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)를 더 포함할 수 있다. 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)는 열 펌프 어셈블리(100)를 가열 모드 또는 냉각 모드로 선택적으로 설정하도록 구성된다. 이는, 예를 들어, 열 펌프(110), 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126) 및/또는 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136)를 제어하도록 구성된 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)에 의해 행해질 수 있다. 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)는 제1 측부 배출 밸브 어셈블리(128)를 제어하도록 더 구성될 수 있다. 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)는 제2 측부 유입 밸브 어셈블리(138)를 제어하도록 더 구성될 수 있다. 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)는 일반적으로 소프트웨어로 구현된다. 그러나, 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)는 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 형태로 구현될 수 있다. 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)의 소프트웨어 부분은 처리 유닛에서 실행될 수 있다. 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)는, 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)에 의해 제어될 열 펌프 어셈블리(100)의 어셈블리 부분에 제어 신호를 전송하도록 구성될 수 있다.
열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)는, 열 펌프 어셈블리(100)에 연결된 하나 이상의 국부 가열 회로(140)로부터의 가열 수요 및 열 펌프 어셈블리(100)에 연결된 하나 이상의 국부 냉각 회로(150)로부터의 냉각 수요를 기반으로, 열 펌프 어셈블리(100)를 가열 모드 또는 냉각 모드로 설정하도록 구성된다. 가열 수요는, 하나 이상의 가열 회로(140)가 요구하는 가열 요구량에 관한 시간 분해 정보를 포함할 수 있다. 냉각 수요는, 하나 이상의 냉각 회로(150)가 요구하는 냉각 요구량에 관한 시간 분해 정보를 포함할 수 있다.
가열/냉각 요구량에 관한 시간 분해 정보는, 예측되는 가열 및/또는 냉각 수요일 수 있다. 환경 요인(즉, 날씨 조건 및 현상, 및/또는 소비자 행동)을 기반으로 이를 예측할 수 있다. 환경 요인에 의한 예측은 날씨 예측 데이터(예: 예측 온도, 폭풍, 눈보라, 또는 폭염)을 기반으로 이루어질 수 있다. 상기 예측은 하나 이상의 가열/냉각 회로(140, 150)에 의한 과거의 가열/냉각 방출에 관한 미리 저장된 시간 분해 정보를 기반으로 이루어질 수 있다. 상기 예측은 날짜를 기반으로 이루어질 수 있다. 즉, 근무일, 휴일 또는 가열/냉각이 필요한 불규칙적 현상을 고려할 수 있다. 상기 예측은 하루 중 시간대를 기반으로 할 수도 있다. 즉, 예를 들면, 샤워에 사용되는 뜨거운 물에 대한 아침 최대 수요를 고려할 수 있다. 상기 예측은 열 펌프 어셈블리(100)가 위치하는 건물의 종류에 관한 데이터를 기반으로 이루어질 수 있다. 건물의 종류는: 주거 건물, 상업 건물, 단독 주택 또는 아파트 건물 중 하나일 수 있다. 서로 다른 건물의 종류로 인해, 앞서 언급한 현상 각각에 서로 다르게 반응할 수 있다. 그러므로, 미리 알려진 경우, 예를 들면, 눈보라는 아파트 건물보다 단독 주택에 더 많은 영향을 끼친다.
열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)의 보다 자세한 개략도는 도 3에 도시된다. 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)는 트랜시버(Transceiver, 42), 제어 회로(44) 및 메모리(48)를 포함한다.
트랜시버(42)는, 하나 이상의 가열 회로(140) 및 하나 이상의 냉각 회로(150), 또는 하나 이상의 가열 회로(140) 및 하나 이상의 냉각 회로(150) 중 하나의 적어도 하나의 제어기와 통신하도록 구성된다. 트랜시버(42)는 열 펌프(110), 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126) 및/또는 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136)와 통신하도록 더 구성된다. 트랜시버(42)는 제1 측부 배출 어셈블리(128) 및 제2 측부 유입 밸브 어셈블리(138)과 통신하도록 더 구성될 수 있다. 통신은 데이터 전송 등을 포함할 수 있다. 데이터 전송은 데이터의 다운로드 및/또는 업로드 및 메시지의 발신 또는 수신을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 데이터는 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)에 의해 처리될 수 있다. 상기 처리는, 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)의 메모리(48)와 같은 메모리에 동작 또는 기능 등을 수행하는 데이터를 저장하는 것을 포함할 수 있다.
제어 회로(44)는 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)의 기능 및 동작의 전반적인 제어를 수행하도록 구성된다. 제어 회로(44)는 CPU(Central Processing Unit), 마이크로컨트롤러(Microcontroller) 또는 마이크로프로세서(Microprocessor)와 같은 프로세서(46)를 포함할 수 있다. 프로세서(46)는, 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)의 기능 및 동작을 수행하기 위해, 메모리(48) 내에 저장된 프로그램 코드를 실행하도록 구성된다.
메모리(48)는, 버퍼(Buffer), 플래시 메모리, 하드드라이브, 이동식 매체, 비휘발성 메모리, RAM(Random Access Memory) 또는 다른 적합한 장치 중 하나 이상일 수 있다. 일반적인 설비에서, 메모리(48)는 장기간 데이터 저장을 위한 비휘발성 메모리 및 제어 회로(44)를 위한 시스템 메모리로의 역할을 하는 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(48)는 데이터 버스(Data Bus)를 통해 제어 회로(44)와 데이터를 교환할 수 있다. 메모리(48) 및 제어 회로(44) 사이에 수반되는 제어 라인 및 어드레스 버스(Address Bus)가 존재할 수 있다.
열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)의 기능 및 동작은, 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)의 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체(예: 메모리(48))에 저장되고 제어 회로(44)(예: 프로세서(46)를 이용함)에 의해 실행되는, 실행 가능한 논리 루틴(Logic Routine)의 형태로 구현될 수 있다. 게다가, 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)의 기능 및 동작은, 독립 소프트웨어 애플리케이션일 수 있거나 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)와 관련된 추가 작업을 수행하는 소프트웨어 애플리케이션의 일부를 형성할 수 있다. 전술된 기능 및 동작은 해당 장치가 수행하도록 구성된 방법으로 간주될 수 있다. 또한, 전술된 기능 및 동작은 소프트웨어에서 구현될 수 있지만, 이러한 기능은 전용 하드웨어, 펌웨어(Firmware), 또는 하드웨어, 펌웨어 및/또는 소프트웨어의 일부 조합을 통해 수행될 수도 있다.
제어 회로(44)는 수요 결정 기능(50)을 실행하도록 구성된다. 수요 결정 기능(50)은, 시간 구간 동안, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 연결된 하나 이상의 국부 가열 회로(140)로부터의 열기에 대한 가열 수요 및 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 연결된 하나 이상의 국부 냉각 회로(150)로부터의 냉기에 대한 냉각 수요를 결정하도록 구성된다. 시간 구간은 미래 시간 구간일 수 있다. 이 같은 가열 수요 및 냉각 수요는, 하나 이상의 가열 회로(140) 및 하나 이상의 냉각 회로(150)에 의해 필요할 수 있는 가열/냉각 요구량에 관한 시간 분해 정보다.
제어 회로(44)는 제어 기능(52)를 실행하도록 더 구성된다. 제어 기능(52)은, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 모드 또는 냉각 모드 중 하나로 설정되는 것을 나타내는 제어 신호를 생성하도록 구성된다. 제어 기능(52)은 가열 수요 및 냉각 수요를 입력 데이터로 사용하도록 구성된다.
제어 회로(44)는 전송 기능(54)을 실행하도록 더 구성된다. 전송 기능(54)은, 제어 신호를 열 펌프(110)로 전송하도록 구성된다. 전송 기능(54)은, 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126), 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136), 및 제2 측부 유입 밸브 어셈블리(138) 중 하나 이상으로 제어 신호를 전송하도록 더 구성될 수 있다. 전송 기능(54)은 트랜시버(42)를 이용해 제어 신호를 전송하도록 구성될 수 있다.
특정 열 펌프 어셈블리(100)에 대한 가열 및 냉각 수요가 중복될 수 있다. 하지만 열 펌프 어셈블리(100)는 특정 시점에 가열 모드 또는 냉각 모드 중 하나로만 설정될 수 있다. 그러므로 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)는, 가열 수요 및 냉각 수요를 기반으로 가열 모드 또는 냉각 모드 중 하나로의 열 펌프 어셈블리(100)의 설정을 제어하도록 구성된다. 즉, 제어 회로(44)는 평가 기능(56)를 실행하도록 더 구성될 수 있다. 평가 기능(56)은, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 가열 모드 및 냉각 모드 모두로의 설정이 되도록 하는 동시의 요구를 식별하도록 구성된다. 평가 기능(56)은 가열 수요 및 냉각 수요를 입력 데이터로 사용하도록 구성된다. 제어 기능(52)은, 제어 신호를 생성할 때에, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 가열 모드 및 냉각 모드 모두로의 설정이 되도록 하는 상기 식별된 동시의 요구를 사용하도록 더 구성될 수 있다. 제어 기능(52)은, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 이미 냉각 모드로의 설정이 되어있을 때 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 가열 모드로의 설정의 실행을 연기하도록 더 구성될 수 있거나, 그 반대의 경우도 마찬가지다. 제어 기능(52)은, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 가열 모드 및 냉각 모드로의 설정을 변경해, 동시의 요구가 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 가열 모드 및 냉각 모드로의 설정에 의해 산발적인 방식으로 처리될 수 있게 할 수 있다.
제어 기능(52)은, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 모드 전환 시간의 적어도 기설정된 횟수만큼의 작동 시간 동안 가열 모드 및 냉각 모드 중 하나로 작동시키도록 더 구성될 수 있다. 모드 전환 시간은, 가역식 열 펌프 어셈블리가 가열 모드에서 냉각 모드로 변하거나 그 반대로 변하는데 걸리는 시간이다. 일반적인 전환 시간은 대략 몇 분(즉, 1~5분)이다. 기설정된 횟수는 5~10회 범위로 설정될 수 있다. 이에 따라, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리의 모드를 전환하는데 걸리는 시간은 제한될 수 있다. 그러므로 가역식 열 펌프 어셈블리의 활용도는 증가될 수 있다.
제어 기능(52)은, 상기 식별된 동시의 요구에 응답하여, 가열 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 열기를 전달하도록 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하도록 더 구성될 수 있다. 이로써, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 모드로 설정되어야 하는 시간이 줄어들 수 있고, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 및 냉각 요구를 모두 만족시킬 가능성이 상승할 수 있다.
제어 기능(52)은, 상기 식별된 동시의 요구에 응답하여, 냉각 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 냉기를 전달하도록 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하도록 더 구성될 수 있다. 이로써, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 냉각 모드로 설정되어야 하는 시간이 줄어들 수 있고, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 및 냉각 요구를 모두 만족시킬 가능성이 상승할 수 있다.
제어 기능(52)은, 상기 식별된 동시의 요구에 응답하여, 가열 및 냉각 요구 중 시간이 가장 긴 것을 나타내는 요구를 식별하도록 더 구성될 수 있다. 이 같은 정보는 열기의 방출 또는 냉기의 방출이 증가하는지를 판단하는데 사용될 수 있다. 제어 기능(52)은, 열기에 대한 요구가 가장 긴 시간의 요구를 나타내는 경우, 열기의 방출을 증가시키도록 구성될 수 있다. 제어 기능(52)은, 냉기에 대한 요구가 가장 긴 시간의 요구를 나타내는 경우, 냉기의 방출을 증가시키도록 구성될 수 있다.
제어 기능(52)은, 가열 요구 및 냉각 요구로 인해 열 펌프가 열기 또는 냉기의 최대 방출에 얼마나 가깝게 각각 설정되어야 하는지를 결정하도록 더 구성될 수 있다. 제어 기능(52)은, 열 펌프가 설정되어야 하는 열기 또는 냉기의 최대 방출에 가장 가까운 값에 기반하여 열기 또는 냉기의 방출을 일시적으로 증가시키도록 더 구성될 수 있다. 예를 들어, 최대 방출과 가장 큰 차이가 있는 방출이 가장 많이 증가할 수 있다. 열기 또는 냉기의 일부 방출이 증가할 수 있으나, 나머지는 그렇지 않을 수 있다. 예를 들어, 쾌적 난방은 건물을 예열하기 위해 (적어도 잠시 동안) 증가할 수 있다. 하지만 일부 방출은 증가하지 않을 수 있다. 예를 들어, 쾌적 냉방은 증가하지 않지만, 건물 내의 사람들의 불쾌함을 고려해 단지 1℃ 또는 몇℃의 쾌적 냉방 방출의 증가를 즉시 고려할 수 있다. 그러므로 열기 및 냉기 방출의 상이한 형태가 서로 다르게 우선적으로 처리될 수 있다. 이는 아래에서 보다 자세히 설명될 것이다.
가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 일부 설정에 대해, 열기 또는 냉기의 방출은 감소할 수도 있는 동시에 상기 방출이 이루어지는 동안 상기 시간이 증가할 수 있다. 예를 들어, 이는 열기 또는 냉기에 대한 요구가 열기 또는 냉기에 대한 짧은 시간의 요구를 나타내는 경우일 수 있다. 본원에서 '짧은'이란 표현은 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 변환 시간 미만을 의미한다. 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 특정 모드일 때의 시간을 증가시키면, 열 펌프(110)의 수명이 증가할 수 있다.
제어 회로(44)는 듀티 사이클(Duty Cycle) 기능(58)을 실행하도록 더 구성될 수 있다. 듀티 사이클 기능(58)은 시간 구간 동안 가열 모드에 대한 가열 듀티 사이클을 결정하도록 구성된다. 듀티 사이클 기능(58)은 가열 모드에 대한 가열 듀티 사이클을 결정하기 위해 가열 요구를 사용하도록 구성된다. 듀티 사이클 기능(58)은 시간 구간 동안 냉각 모드에 대한 냉각 듀티 사이클을 결정하도록 구성된다. 듀티 사이클 기능(58)은 냉각 모드에 대한 냉각 듀티 사이클을 결정하기 위해 냉각 요구를 입력 데이터로 사용하도록 구성된다. 듀티 사이클 기능(58)은 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 대한 총 듀티 사이클을 결정하도록 구성될 수 있다. 총 듀티 사이클은 가열 듀티 사이클 및 냉각 듀티 사이클의 합이다.
제어 기능(52)은, 총 듀티 사이클이 제1 임계치 미만인 것에 응답하여, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 가열 모드로의 설정이 되어야 함을 제어 신호가 이미 나타내는 경우, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 냉각 모드로의 설정을 연기하도록 더 구성될 수 있다. 제1 임계치는 80% 이하일 수 있다. 제어 기능(52)은, 총 듀티 사이클이 제1 임계치 미만인 것에 응답하여, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 냉각 모드로의 설정이 되어야 함을 제어 신호가 이미 나타내는 경우, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 가열 모드로의 설정을 연기하도록 더 구성될 수 있다.
제어 기능(52)은, 총 듀티 사이클이 제2 임계치 초과인 것에 응답하여, 가열 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 열기를 전달하도록 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하는 정보를 포함하는 제어 신호를 생성하도록 더 구성될 수 있다. 이로써, 가열 듀티 사이클은 감소하고 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 및 냉각 수요를 모두 만족시킬 가능성이 증가할 것이다. 제2 임계치는 80% 이상일 수 있다. 제어 기능(52)은, 총 듀티 사이클이 제2 임계치 초과인 것에 응답하여, 냉각 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 냉기를 전달하도록 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하는 정보를 포함하는 제어 신호를 생성하도록 더 구성될 수 있다. 이로써, 냉각 듀티 사이클은 감소하고, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 및 냉각 수요를 모두 만족시킬 가능성이 증가할 것이다.
건물(5)의 각각의 가열 시스템은 열 펌프 어셈블리(100)에 연결되는 하나 이상의 가열 회로(140)를 포함한다. 건물(5)의 각각의 냉각 시스템은 열 펌프 어셈블리(100)에 연결되는 하나 이상의 냉각 회로(150)를 포함한다. 가열 시스템의 예시는 온수 생산 시스템(예: 가정용 온수 생산 시스템), 쾌적 난방 시스템 및 공정 가열 시스템이다. 냉각 시스템의 예시는 쾌적 냉방 시스템 및 공정 냉각 시스템이다. 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)는 가열 및 냉각 시스템으로부터의 수요를 서로 다르게 우선 순위를 매기도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)는 가열 시스템보다 냉각 시스템을 우선적으로 처리하도록 구성될 수 있다. 이는 냉각이 가열보다 더 중요하기 때문일 수 있다. 하지만 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)는 냉각 시스템보다 가열 시스템을 우선적으로 처리하도록 구성될 수 있다. 또한, 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)는 다수의 가열 회로 중 상이한 가열 회로(140)를 서로 다른 우선 순위로 처리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 온수 생성 회로는 쾌적 난방 시스템보다 우위에 있을 수 있다. 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)는, 다수의 가열 회로(140) 중 하나가 열 펌프 어셈블리(100)로부터 열기를 제공받게 설정하도록 구성될 수 있다. 상기 설정은 상이한 가열 회로(140)의 우선 순위를 기반으로 할 수 있다. 또한, 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)는, 다수의 냉각 회로 중 상이한 냉각 회로(150)를 서로 다른 우선 순위로 처리하도록 구성될 수 있다. 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)는, 다수의 냉각 회로(150) 중 하나가 열 펌프 어셈블리(100)로부터 냉기를 제공받게 설정하도록 구성될 수 있다. 상기 설정은 상이한 냉각 회로(150)의 우선 순위를 기반으로 할 수 있다. 특정 예시에 따라, 수도물의 온수 생성이 가장 우선시되고, 공정 냉각이 2순위, 쾌적 냉방이 뒤에서 2번째로, 쾌적 난방이 가장 낮은 순위일 수 있다. 다른 특정 예시에 따라, 수도물의 온수 생성이 가장 우선시되고, 공정 냉각이 2순위, 쾌적 난방이 뒤에서 2번째로, 쾌적 냉방이 가장 낮은 순위일 수 있다. 다른 예시에 따라, 공정 냉각은 수도물의 온수 생성보다 더 우선시될 수 있다.
제어 기능(52)는 다음 중 하나 이상에 관한 정보를 포함하는 제어 신호를 생성하도록 더 구성될 수 있다. 제어 신호가 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 상기 가열 모드로 설정하는 것과 관련된 정보를 포함할 때, 열 펌프(110)의 냉매가 제1 측부 코일(112)로부터 제2 측부 코일(114)로 흐르도록, 열 펌프(110)의 리버싱 밸브(Reversing Valve, 116)를 설정하는 정보일 수 있고, 제어 신호가 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 냉각 모드로 설정하는 것과 관련된 정보를 포함할 때, 열 펌프(110)의 냉매가 제2 측부 코일(114)로부터 제1 측부 코일(112)로 흐르도록, 열 펌프(110)의 리버싱 밸브(116)를 설정하는 정보일 수도 있다.
전송 기능(54)은, 제어 신호를 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 하나 이상의 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126) 및 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 하나 이상의 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136)로 전송하도록 더 구성될 수 있다. 제어 기능(52)는: 제어 신호가 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 가열 모드로의 설정과 관련된 정보를 포함할 때, 고온 도관 연결부(126b) 및 열 펌프 연결부(126a)를 유동적으로 연결하며 저온 도관 연결부(126c)를 열 펌프 연결부(126a)로부터 유동적으로 분리하도록 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126)를 설정하고; 제어 신호가 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 냉각 모드로의 설정과 관련된 정보를 포함할 때, 열 펌프 연결부(136a) 및 가열 회로 연결부(136b)를 유동적으로 연결하며 열 펌프 연결부(136a)를 냉각 회로 연결부(136c)로부터 유동적으로 분리하도록 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136)를 설정하는 것에 관한 정보를 포함하는 제어 신호를 생성하도록 더 구성될 수 있다.
도 4를 참조하여, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 제어하는 방법에 대하여 논의한다. 상기 방법은: 시간 구간 동안, 하나 이상의 국부 가열 회로(140)로부터의 가열 수요 및 하나 이상의 국부 냉각 회로(150)로부터의 냉각 수요를 결정하는 단계(S400)를 포함한다. 가열 수요 및 냉각 수요를 기반으로, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 가열 모드 또는 냉각 모드 중 하나로의 설정을 제어하는 단계(S404)를 포함한다. 가열 수요는 하나 이상의 국부 가열 회로(140)의 가열 요구량에 관한 시간 분해 정보를 포함할 수 있다. 냉각 수요는 하나 이상의 국부 냉각 회로(150)의 냉각 요구량에 관한 시간 분해 정보를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 가열 수요 및 냉각 수요를 기반으로, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 가열 모드 및 냉각 모드 모두로의 설정이 되도록 하는 동시의 요구를 식별하는 단계(S401)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어하는 단계(S404)의 동작은 상기 식별된 동시의 요구를 더 기반으로 할 수 있다.
상기 제어하는 단계(S404)의 동작은 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 모드 전환 시간의 적어도 기설정된 횟수만큼의 작동 시간 동안 가열 모드 및 냉각 모드 중 하나로 작동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 시간 구간 동안 가열 수요를 기반으로, 가열 모드에 대한 가열 듀티 사이클을 결정하는 단계(S402)를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 시간 구간 동안 냉각 수요를 기반으로, 냉각 모드에 대한 냉각 듀티 사이클을 결정하는 단계(S403)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어하는 단계(S404)의 동작은, 가열 듀티 사이클과 냉각 듀티 사이클이 제1 임계치 미만인 것에 응답하여, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 이미 가열 모드인 경우, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 냉각 모드로의 설정을 연기하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제어하는 단계(S404)의 동작은, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 이미 냉각 모드인 경우, 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 가열 모드로의 설정을 연기하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제어하는 단계(S404)의 동작은, 가열 듀티 사이클과 냉각 듀티 사이클이 제2 임계치 초과인 것에 응답하여, 가열 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 열기를 전달하도록 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하여 가열 듀티 사이클을 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제어하는 단계(S404)의 동작은, 가열 듀티 사이클과 냉각 듀티 사이클이 제2 임계치 초과인 것에 응답하여, 냉각 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 냉기를 전달하도록 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하여 냉각 듀티 사이클을 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 식별된 동시의 요구에 응답해, 가열 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 열기를 전달하도록 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하여 가열 듀티 사이클을 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 식별된 동시의 요구에 응답해, 냉각 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 냉기를 전달하도록 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하여 냉각 듀티 사이클을 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 가열 우선순위 수준을 가열 수요에 연관시키는 단계 및 냉각 우선순위 수준을 냉각 수요에 연관시키는 단계를 더 포함하되, 상기 제어하는 단계(S404)의 동작은, 가열 및 냉각 우선순위 수준을 더 기반으로 한다. 상기 가열 우선순위 수준을 가열 수요에 연관시키는 단계의 상기 동작은, 특정 가열 우선순위 수준을 특정 가열 수요에 연관시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 냉각 우선순위 수준을 냉각 수요에 연관시키는 단계의 상기 동작은, 특정 냉각 우선순위 수준을 특정 냉각 수요에 연관시키는 단계를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하여, 열 펌프 어셈블리(100)는 압력차 판단 장치(106)를 더 포함할 수 있다. 압력차 판단 장치(106)는 열 에너지 회로(10)의 고온 도관(12)의 열 전달 액체 및 저온 도관(14)의 열 전달 액체 간의 국부적 압력차(Δp)를 판단하도록 구성될 수 있다. Δp는, 바람직하게는 열 펌프 어셈블리(100)가 열 에너지 회로(10)에 연결된 부분의 인근에서 측정된다. 압력차 판단 장치(106)는 고온 도관 압력 판단 장치(106a) 및 저온 도관 압력 판단 장치(106b)를 포함할 수 있다. 고온 도관 압력 판단 장치(106a)는 고온 도관(12)의 열 전달 액체의 국부 압력(p1h)을 측정하기 위하여, 고온 도관(12)에 연결되도록 배치된다. 저온 도관 압력 판단 장치(106b)는 저온 도관(14)의 열 전달 액체의 국부 압력(p1c)을 측정하기 위하여, 저온 도관(14)에 연결되도록 배치된다. 압력차 판단 장치(106)는, Δp를 고온 도관(12)의 열 전달 액체의 국부 압력 및 저온 도관(14)의 열 전달 액체의 국부 압력 간의 압력차로서 판단하도록 구성된다.
압력차 판단 장치(106)는 하드웨어 장치, 소프트웨어 장치 또는 이들의 조합으로서 구현될 수 있다. 컨슈머 어셈블리(Consumer Assembly) 압력차 판단 장치(106)는 컨슈머 어셈블리 국부적 압력차(Δp)를 표시하는 국부적 압력차 신호를 생성하도록 배치된다. 압력차 판단 장치(106)는 국부적 압력차 신호를 유동 모드 제어기(108b)로 보내도록 구성될 수 있다. 유동 모드 제어기(108b)는 일반적으로 소프트웨어로 구현된다. 그러나, 유동 모드 제어기(108b)는 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 형태로 구현될 수 있다. 유동 모드 제어기(108b)의 소프트웨어 부분은 처리 유닛에서 실행될 수 있다. 유동 모드 제어기(108b) 및 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)는 단일 장치로 구현될 수 있다.
열 펌프 어셈블리(100)는 유량 제어기(101)를 더 포함할 수 있다. 유량 제어기(101)는 열 전달 액체가 열 에너지 그리드(10)로부터 열 펌프(110)로 흐르게끔 제어하도록 구성된다. 따라서, 유량 제어기(101)는 열 에너지 그리드(10)와 열 펌프(110) 사이에 연결된다. 유량 제어기(101)는 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126)와 제1 측부 유입구(122) 사이에 연결될 수 있다. 하나의 유량 제어기(101)만이 필요하기 때문에, 이는 바람직하게 여겨진다. 따라서, 열 펌프(110)는 유량 제어기(101)를 통해 열 에너지 그리드(10)에 연결된다. 유량 제어기(101)는 펌핑 모드 또는 유동 모드로서 선택적으로 설정된다. 유량 제어기(101)는 다음에 따른 열 펌프 어셈블리 국부 전달 차압(Differential Pressure)(Δpdp)에 기반하여 펌핑 모드 또는 유동 모드로서 선택적으로 설정된다:
Δpdp= Δp + Δpche
여기에서, Δpche 는 열 펌프(110), 및 가능할 경우 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126) 및/또는 제1 측부 배출 밸브 어셈블리(128)에 대한 압력 강하를 극복하기 위한 차압이다. 이는 이하에서 더욱 상세하게 설명될 것이다. 유동 모드 제어기(108b)는 유량 제어기(101)를 펌핑 모드 또는 유동 모드로서 설정하도록 구성될 수 있다. 유량 제어기(101)의 실시예는, 예를 들어 동일한 출원인의 특허출원 PCT/EP2017/083077에서 찾을 수 있다.
유량 제어기(101)가 펌핑 모드로 설정되면, 열 전달 액체를 열 에너지 그리드(10)로부터 열 펌프(110) 내로 펌핑하는 펌프(104)로서 작동하도록 구성된다. 따라서, 유량 제어기(101)가 펌핑 모드로 설정되면, 열 전달 액체는 열 에너지 그리드(10)로부터 열 펌프(110)로 펌핑된다. 유량 제어기(101)가 유동 모드로 설정되면, 유량 제어기(101)는 열 전달 액체가 열 에너지 그리드(10)로부터 열 펌프(110) 내로 흐를 수 있도록 하는 유량 조절기(102)로서 작동하도록 구성된다. 유량 조절기(102)는 밸브로 보일 수 있다. 따라서, 유량 제어기(101)가 유동 모드로 설정되면, 열 전달 액체는 열 에너지 그리드(10)로부터 열 펌프(110) 내로 흐를 수 있게 된다. 여기에서도, 열 전달 액체가 열 에너지 그리드(10)로부터 열 펌프(110) 내로 흐를 수 있도록 할 지 또는 열 에너지 그리드(10)로부터 열 펌프(110)로 펌핑될 수 있도록 할 지의 선택은, 열 펌프 어셈블리 국부 전달 차압(Δpdp)에 기반하여 이루어진다.
유동 모드 제어기(108b)는 유량 제어기(101)를 펌핑 모드 또는 유동 모드로서 선택적으로 설정하도록 구성된다. 펌핑 모드에서, 유량 제어기(101)는 펌프(104)로서 작동한다. 유동 모드에서, 유량 제어기(101)는 유량 조절기(102)로서 작동한다. 즉, 유량 제어기(101)는 펌프(104) 또는 유량 조절기(102)로서 선택적으로 작동하도록 구성된다. 유량 제어기(101)가 펌프(104)로서 작동할 경우, 유량 제어기(101)를 통해 열 전달 액체를 펌핑하도록 구성된다. 유량 제어기(101)가 유량 조절기(102)로서 작동할 경우, 열 전달 액체가 유량 제어기(101)를 통해 흐르도록 구성된다.
열 에너지 회로(10)에서, 고온 도관(12) 및 저온 도관(14) 내 열 전달 액체 간의 차압은 시간에 따라 변화할 수 있다. 더욱 구체적으로, 고온 도관(12) 및 저온 도관(14) 내 열 전달 액체 간의 차압은 상기 차압이 양압에서 음압으로 변하는지, 또는 이와 반대 방향으로 변하는지에 따라 변화할 수 있다. 열 에너지 회로(10)의 고온 도관(12) 및 저온 도관(14) 간의 변화하는 차압에 따라, 또한 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 모드로 설정되었는지 또는 냉각 모드로 설정되었는지에 따라, 열 에너지 회로(10)의 열 전달 액체는 때때로 가역적 열 펌프 어셈블리(100)를 통해 펌핑되어야 하며, 열 에너지 회로(10)의 열 전달 액체는 때때로 가역적 열 펌프 어셈블리(100)를 통해 흐를 수 있게 되어야 한다. 몇 가지의 예가 바로 아래에 주어진다.
가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 모드로 설정되었음을 가정한다. 이에 따라, 열 에너지 회로(10)의 열 전달 액체는 고온 도관(12)으로부터 열 펌프(110)의 제1 측부(120)를 통하여 저온 도관(14)으로 전달되도록 설정된다. 열 펌프 어셈블리 국부 전달 차압(Δpdp)이, 고온 도관(12)의 국부 압력이 저온 도관(14)보다 더 높음을 표시할 경우, 유량 제어기(101)는 열 전달 액체가 유량 제어기(101)를 통해 흐를 수 있도록 설정될 것이다. 이에 따라, 유동 모드 제어기(108b)는 유량 제어기(101)를 유동 모드로 설정하도록 구성된다. 열 펌프 어셈블리 국부 전달 차압(Δpdp)이, 고온 도관(12)의 국부 압력이 저온 도관(14)보다 더 낮음을 표시할 경우, 유량 제어기(101)는 고온 도관(12)으로부터 저온 도관(14)으로 열 전달 액체의 흐름을 펌핑하도록 설정될 것이다. 이에 따라, 유동 모드 제어기(108b)는 유량 제어기(101)를 펌핑 모드로 설정하도록 구성된다.
가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 냉각 모드로 설정되었음을 가정한다. 이에 따라, 열 에너지 회로(10)의 열 전달 액체는 저온 도관(14)으로부터 열 펌프(110)의 제1 측부(120)를 통하여 고온 도관(12)으로 전달되도록 설정된다. 열 펌프 어셈블리 국부 전달 차압(Δpdp)이, 저온 도관(14)의 국부 압력이 고온 도관(12)보다 더 높음을 표시할 경우, 유량 제어기(101)는 열 전달 액체가 유량 제어기(101)를 통해 흐를 수 있도록 설정될 것이다. 이에 따라, 유동 모드 제어기(108b)는 유량 제어기(101)를 유동 모드로 설정하도록 구성된다. 열 펌프 어셈블리 국부 전달 차압(Δpdp)이, 저온 도관(14)의 국부 압력이 고온 도관(12)보다 더 낮음을 표시할 경우, 유량 제어기(101)는 저온 도관(14)으로부터 고온 도관(12)으로 열 전달 액체의 흐름을 펌핑하도록 설정될 것이다. 이에 따라, 유동 모드 제어기(108b)는 유량 제어기(101)를 펌핑 모드로 설정하도록 구성된다.
유동 모드 제어기(108b)는 또한 유량 제어기(101)를 통해 열 전달 액체의 유속(Flow Rate)을 제어하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 유동 모드 제어기(108b)는 펌프(104)에 의하여 펌핑되는 열 전달 액체의 유속이 제어되게끔 유량 제어기(101)의 펌프(104)를 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 유동 모드 제어기(108b)는 유량 제어기(101)를 통하여 흐르는 열 전달 액체의 유속이 제어되게끔 유량 조절기(102)를 제어하도록 구성될 수 있다.
가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 고온 도관 온도 판단 장치(105a) 및 저온 도관 온도 판단 장치(105b)를 더 포함할 수 있다. 고온 도관 온도 판단 장치(105a)는 고온 도관(12)의 열 전달 액체의 국부 온도(th)를 측정하기 위해 고온 도관(12)에 연결되도록 배치된다. 저온 도관 온도 판단 장치(105b)는 저온 도관(14)의 열 전달 액체의 국부 온도(tc)를 측정하기 위해 저온 도관(14)에 연결되도록 배치된다. 고온 도관 온도 판단 장치(105a) 및 저온 도관 온도 판단 장치(105b)는 th 및 tc 를 통신하기 위해 유동 모드 제어기(108b)에 연결될 수 있다.
가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 배출구 온도 판단 장치(105c)를 더 포함할 수 있다. 배출구 온도 판단 장치(105c)는, 열 펌프(110)의 제1 측부 배출구(124)와 제1 측부 배출 밸브 어셈블리(128)를 연결하는, 회수 도관(Return Conduit)에 연결되도록 배치된다. 배출구 온도 판단 장치(105c)는, 열 펌프(110)의 제1 측부 배출구(124)를 빠져나가 열 에너지 회로(10)로 회수되는 열 전달 액체의 배출구 온도(treturn)를 측정하도록 배치된다. 배출구 온도 판단 장치(105c)는 treturn을 통신하기 위해 유동 모드 제어기(108b)에 연결될 수 있다.
상이한 온도인 th, tc 및 treturn은 열 펌프(110)에 흐르는 열 에너지 회로(10)의 열 전달 액체의 유속을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 모드로 설정되는 경우, 바람직하게는, 유속은 treturn = tc 가 되도록 제어된다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 냉각 모드로 설정되는 경우, 바람직하게는, 유속은 treturn = th 가 되도록 제어된다. 대안적으로, 또는 이의 조합으로, 및 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 가열 모드 또는 냉각 모드로 설정되는 경우에는 독립적으로, 열 펌프(110)를 흐르는 열 에너지 회로(10)의 열 전달 액체의 유속은, 열 펌프(110)가 정해진 온도차에서 열을 흡수 또는 배출하도록 제어될 수 있다. 열 펌프(110)를 통한 흐름의 최적의 온도차는5 ~ 15℃, 바람직하게는 8 ~ 10℃이다. 열 펌프(110)를 통한 열 에너지 회로(10)의 열 전달 액체의 유속은, 유동 모드 제어기(108b)에 의해 유량 제어기(101)를 통한 유속을 제어함으로써 제어될 수 있다.
따라서, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 개시된다. 열 펌프 어셈블리(100)는 제1 측부(120) 및 제2 측부(130)를 가지는 열 펌프(110)를 포함한다. 열 펌프(110)는 제1 측부(120)로부터 제2 측부(130)로, 또는 이와는 반대 방향으로 열을 전달하도록 구성된다. 열 펌프 어셈블리(100)는, 제1 측부(120)에 연결된 열 펌프 연결부(126a)를 가지는 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126), 및 고온 도관(12) 및 저온 도관(14)을 포함하는 열 에너지 그리드(10)에 연결되도록 배치된 가열 도관 연결부(126b) 및 냉각 도관 연결부(126c)를 더 포함할 수 있다. 열 펌프 어셈블리(100)는 제2 측부(130)에 연결된 열 펌프 연결부(136a)를 가지는 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136), 및 각각 가열 도관(130) 및 냉각 도관(140)에 연결되도록 배치된 가열 도관 연결부(136b) 및 냉각 도관 연결부(136c)를 더 포함할 수 있다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 가열 모드 또는 냉각 모드로 설정되도록 구성될 수 있다. 가열 모드에서, 열 펌프(110)는 제1 측부(120)로부터 제2 측부(130)로 열을 전달하도록 구성될 수 있다. 가열 모드에서, 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126)는 고온 도관 연결부(126b) 및 열 펌프 연결부(126a)를 유동적으로 연결하도록 구성된다. 가열 모드에서, 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136)는 열 펌프 연결부(136a)와 가열 도관 연결부(136b)를 유동적으로 연결하도록 구성된다. 냉각 모드에서, 열 펌프(110)는 제2 측부(130)로부터 제1 측부(120)로 열을 전달하도록 구성된다. 냉각 모드에서, 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126)는 저온 도관 연결부(126c)와 열 펌프 연결부(126a)를 유동적으로 연결하도록 구성된다. 냉각 모드에서, 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136)는 열 펌프 연결부(136a)와 냉각 도관 연결부(136c)를 유동적으로 연결하도록 구성된다.
또한, 고온 도관(12) 및 저온 도관(14)을 포함하는 지역 열 에너지 분배 시스템(1)이 제공된다. 또한, 지역 열 에너지 분배 시스템(1)은 하나 이상의 가역적 열 펌프 어셈블리(100)를 포함한다. 이에 따라, 지역 열 에너지 분배 시스템(1)은, 열 전달 액체가 자신을 통해 흐를 수 있도록 하는 고온 도관(12) 및 저온 도관(14)을 포함하는 열 에너지 회로(10)를 포함한다. 지역 열 에너지 분배 시스템(1)은 하나 이상의 가역적 열 펌프 어셈블리(100)를 더 포함한다. 상기 개시된 바에 따라, 하나 이상의 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 유량 제어기(101)를 통해 열 에너지 회로(10)에 연결될 수 있다. 유량 제어기(101)는 고온 도관(12)과 저온 도관(14)의 열 전달 액체 사이의 국부적 압력차에 기반하여, 펌핑 모드 또는 유동 모드로 선택적으로 설정된다. 대안적으로, 또는 이에 더하여, 지역 열 에너지 분배 시스템(1)은 밸브(예를 들면, 유량 조절기) 및 펌프를 통하여 열 에너지 회로(10)에 선택적으로 연결된 하나 이상의 가역적 열 펌프 어셈블리(100)를 포함할 수 있다. 따라서, 전술된 유량 제어기(101)를 사용하는 대신, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)가 밸브 및 펌프를 통하여 열 에너지 회로(10)에 연결될 수 있다. 가역적 열 펌프 어셈블리(100)의 모드 및 가역적 열 펌프 어셈블리(100)와 열 에너지 회로(10) 사이에 연결된 열 에너지 회로(10)의 고온 도관(12) 및 저온 도관(14) 사이의 국부적 압력차에 따라, 밸브 또는 펌프 중 어느 하나는, 열 에너지 회로(10)의 열 전달 액체가 가역적 열 펌프 어셈블리(100)의 열 펌프(110)의 제1 측부(120)를 통해 흐르도록 하기 위하여 사용될 수 있다.
바람직하게는, 가역적 열 펌프 어셈블리(100)를 이용해 열을 흡수 또는 방출하는 요구는 정해진 온도차에서 생성될 수 있다. 열 펌프(110)를 통한 흐름의 최적의 온도차는 5 ~ 15℃, 바람직하게는 8 ~ 10℃이다.
고온 도관(12)과 저온 도관(14)의 국부적 압력차는 열 에너지 회로(10)를 따라 달라질 수 있다. 특히, 고온 도관(12)과 저온 도관(14)의 국부적 압력차는, 고온 도관(12)과 저온 도관(14) 중 하나에서 나타나는, 양압에서 음압으로의 차이로 변할 수 있다. 따라서, 때때로 특정 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 열 에너지 회로(10)의 열 전달 액체가 대응하는 열 펌프(110)에 흐르도록 펌핑해야 할 수 있고, 때때로 가역적 열 펌프 어셈블리(100)는 열 에너지 회로(10)의 열 전달 액체가 대응하는 열 펌프(110)를 통과해 흐를 수 있도록 할 필요가 있다. 따라서, 지역 열 에너지 분배 시스템(1) 내의 모든 펌핑이 가역적 열 펌프 어셈블리(100)에서 발생하도록 할 수 있다. 그러므로, 지역 열 에너지 분배 시스템(1)의 건설이 용이해진다. 이에 더해, 지역 열 에너지 분배 시스템(1)의 제어가 용이해진다. 또한, 유량 제어기(101)의 어셈블리에는 한정된 흐름 및 압력만이 필요하기 때문에, 유량 제어기(101)의 어셈블리는 주파수 제어 순환 펌프에 기반할 수 있다.
종래의 기술자는 본 발명이 전술한 바람직한 실시예에 한정되지 않음을 이해할 것이다. 이와 반대로, 첨부된 청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
예를 들어, 전술된 실시예에서, 유동 모드 제어기(108b) 및 열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)는 단일 장치로 구현되는 것으로 논의되었다. 그러나, 두 개의 상이한 모드 제어기(108a, 108b)의 기능이 상이한 물리적 장치에 분산될 수 있다. 예를 들어, 하나의 장치(열 펌프 어셈블리 모드 제어기(108a)로서 작동함)는 가역적 열 펌프 어셈블리(100)를 가열 모드 또는 냉각 모드로 설정하게끔 제어하도록 구성될 수 있고, 다른 장치는(유동 모드 제어기(108b)로서 작동함) 유량 제어기(101)를 가열 모드 또는 냉각 모드로 설정하게끔 제어하도록 구성될 수 있다. 이러한 두 개의 상이한 장치는 서로 통신하도록 구성될 수 있다.
추가적으로, 개시된 실시예에 대한 변형은 도면, 개시 및 첨부된 청구 범위의 연구로부터 청구된 발명을 실시하는 종래의 기술자에 의해 이해되고 영향 받을 수 있다.
Claims (23)
- 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 가열 모드 또는 냉각 모드 중 하나로 선택적으로 설정하도록 구성된 제어기에 있어서,
상기 제어기는 제어 회로(44)를 포함하되, 상기 제어 회로는:
시간 구간 동안, 수요 결정 기능(50)을 이용해, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 의해 전달되는 열기에 대한 가열 수요 및 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 의해 전달되는 냉기에 대한 냉각 수요를 결정하고;
평가 기능(56) - 상기 평가 기능(56)은 상기 가열 수요 및 상기 냉각 수요를 입력 데이터로 사용하도록 구성됨 - 을 사용해, 동시적 가열 및 냉각 수요를 식별하고;
제어 기능(52) - 상기 제어 기능은 상기 가열 수요, 상기 냉각 수요 및 상기 식별된 동시적 가열 및 냉각 수요를 입력 데이터로 사용하도록 구성됨 - 을 이용해, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 상기 가열 모드 또는 상기 냉각 모드 중 하나로 설정되는 것을 나타내는 제어 신호를 생성하되, 상기 제어 신호가 생성됨으로써, 상기 식별된 동시적 가열 및 냉각 수요에 응답하여, 상기 가열 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 열기를 전달하도록 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하여 가열 듀티 사이클(Duty Cycle)을 감소시키고/거나, 상기 냉각 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 냉기를 전달하도록 상기 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하여 냉각 듀티 사이클을 감소시키고;
전송 기능(54)을 이용해, 상기 제어 신호를 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 상기 열 펌프(110)로 전송하도록 구성되는, 제어기. - 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 가열 모드 또는 냉각 모드 중 하나로 선택적으로 설정하도록 구성된 제어기에 있어서,
상기 제어기는 제어 회로(44)를 포함하되, 상기 제어 회로는:
시간 구간 동안, 수요 결정 기능(50)을 이용해, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 의해 전달되는 열기에 대한 가열 수요 및 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 의해 전달되는 냉기에 대한 냉각 수요를 결정하고;
제어 기능(52) - 상기 제어 기능은 상기 가열 수요 및 상기 냉각 수요를 입력 데이터로 사용하도록 구성됨 - 를 이용해, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 상기 가열 모드 또는 상기 냉각 모드 중 하나로 설정되는 것을 나타내는 제어 신호를 생성하고;
상기 시간 구간 동안, 듀티 사이클 기능(58) - 상기 듀티 사이클 기능은 상기 가열 수요 및 상기 냉각 수요를 입력 데이터로 사용하도록 구성됨 - 을 이용해, 상기 가열 모드에 대한 가열 듀티 사이클 및 상기 냉각 모드에 대한 냉각 듀티 사이클을 결정하되, 상기 제어 기능(52)은, 상기 가열 듀티 사이클과 상기 냉각 듀티 사이클이 임계치 미만인 것에 응답하여, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 상기 가열 모드로의 설정이 되어야 함을 상기 제어 신호가 이미 나타내는 경우, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 상기 냉각 모드로의 상기 설정을 연기하거나, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 상기 냉각 모드로의 설정이 되어야 함을 상기 제어 신호가 이미 나타내는 경우, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 상기 가열 모드로의 상기 설정을 연기하도록, 더 구성되고;
전송 기능(54)을 이용해, 상기 제어 신호를 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 열 펌프(110)로 전송하도록 구성되는, 제어기. - 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 가열 모드 또는 냉각 모드 중 하나로 선택적으로 설정하도록 구성된 제어기에 있어서,
상기 제어기는 제어 회로(44)를 포함하되, 상기 제어 회로는:
시간 구간 동안, 수요 결정 기능(50)을 이용해, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 의해 전달되는 열기에 대한 가열 수요 및 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 의해 전달되는 냉기에 대한 냉각 수요를 결정하고;
제어 기능(52) - 상기 제어 기능은 상기 가열 수요 및 상기 냉각 수요를 입력 데이터로 사용하도록 구성됨 - 를 이용해, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 상기 가열 모드 또는 상기 냉각 모드 중 하나로 설정되는 것을 나타내는 제어 신호를 생성하고;
상기 시간 구간 동안, 듀티 사이클 기능(58) - 상기 듀티 사이클 기능은 상기 가열 수요 및 상기 냉각 수요를 입력 데이터로 사용하도록 구성됨 - 을 이용해, 상기 가열 모드에 대한 가열 듀티 사이클 및 상기 냉각 모드에 대한 냉각 듀티 사이클을 결정하되, 상기 제어 기능(52)은, 상기 가열 듀티 사이클과 상기 냉각 듀티 사이클이 임계치 초과인 것에 응답하여, 상기 가열 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 열기를 전달하도록 상기 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하는 정보를 포함하는 상기 제어 신호를 생성하여 상기 가열 듀티 사이클을 감소시키고/거나, 상기 냉각 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 냉기를 전달하도록 상기 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하는 정보를 포함하는 상기 제어 신호를 생성하여 상기 냉각 듀티 사이클을 감소시키도록, 더 구성되고;
전송 기능(54)을 이용해, 상기 제어 신호를 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 열 펌프(110)로 전송하도록 구성되는, 제어기. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열 수요는 가열 요구량에 관한 시간 분해 정보를 포함하고, 상기 냉각 수요는 냉각 요구량에 관한 시간 분해 정보를 포함하는, 제어기. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열 수요는 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 연결된 하나 이상의 국부 가열 회로(140)로부터 수신되는, 제어기. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각 수요는 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 연결된 하나 이상의 국부 냉각 회로(150)로부터 수신되는, 제어기. - 제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 회로는:
상기 시간 구간 동안, 듀티 사이클 기능(58) - 상기 듀티 사이클 기능은 상기 가열 수요 및 상기 냉각 수요를 입력 데이터로 사용하도록 구성됨 - 을 이용해, 상기 가열 모드에 대한 가열 듀티 사이클 및 상기 냉각 모드에 대한 냉각 듀티 사이클을 결정하도록 더 구성되되,
상기 제어 기능(52)은, 상기 가열 듀티 사이클과 상기 냉각 듀티 사이클이 제1 임계치 미만인 것에 응답하여, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 상기 가열 모드로의 설정이 되어야 함을 상기 제어 신호가 이미 나타내는 경우, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 상기 냉각 모드로의 상기 설정을 연기하거나, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 상기 냉각 모드로의 설정이 되어야 함을 상기 제어 신호가 이미 나타내는 경우, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 상기 가열 모드로의 상기 설정을 연기하도록 더 구성되는, 제어기. - 제1항, 제2항 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 회로는:
상기 시간 구간 동안, 듀티 사이클 기능(58) - 상기 듀티 사이클 기능은 상기 가열 수요 및 상기 냉각 수요를 입력 데이터로 사용하도록 구성됨 - 을 이용해, 상기 가열 모드에 대한 가열 듀티 사이클 및 상기 냉각 모드에 대한 냉각 듀티 사이클을 결정하도록 더 구성되되,
상기 제어 기능(52)은, 상기 가열 듀티 사이클과 상기 냉각 듀티 사이클이 제2 임계치 초과인 것에 응답하여, 상기 가열 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 열기를 전달하도록 상기 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하는 정보를 포함하는 상기 제어 신호를 생성하여 상기 가열 듀티 사이클을 감소시키고/거나, 상기 냉각 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 냉기를 전달하도록 상기 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하는 정보를 포함하는 상기 제어 신호를 생성하여 상기 냉각 듀티 사이클을 감소시키도록 더 구성되는, 제어기. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 기능(52)은:
상기 제어 신호가 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 상기 가열 모드로의 설정과 관련된 정보를 포함할 때, 상기 열 펌프의 냉매가 제1 측부 코일(112)로부터 제2 측부 코일(114)로 흐르도록, 상기 열 펌프(110)의 리버싱 밸브(Reversing Valve, 116)를 설정하고,
상기 제어 신호가 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 상기 냉각 모드로의 설정과 관련된 정보를 포함할 때, 상기 열 펌프(110)의 냉매가 상기 제2 측부 코일(114)로부터 상기 제1 측부 코일(112)로 흐르도록, 상기 열 펌프(110)의 상기 리버싱 밸브(116)를 설정하는 것에 대한 정보를 포함하는 상기 제어 신호를 생성하도록 더 구성되는, 제어기. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전송 기능(54)은:
상기 제어 신호를 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126)로 전송하도록 구성되되, 상기 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126)는: 상기 열 펌프(110)의 제1 측부 유입구(122)에 연결된 열 펌프 연결부(126a); 열 에너지 그리드(10)의 고온 도관(12) - 상기 고온 도관(12)은 제1 온도의 열 전달 액체가 그 안을 흐르도록 구성됨 - 에 연결된 고온 도관 연결부(126b); 및 상기 열 에너지 그리드(10)의 저온 도관(14) - 상기 저온 도관(14)은 제2 온도의 열 전달 액체가 그 안을 흐르도록 구성되고, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 낮음 - 에 연결된 저온 도관 연결부(126c)를 포함하고,
상기 제어 신호를 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136)로 전송하도록 구성되되, 상기 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136)는: 상기 열 펌프(110)의 제2 측부 배출구(134)에 연결된 열 펌프 연결부(136a); 상기 하나 이상의 가열 회로(140)에 연결된 가열 회로 연결부(136b); 및 상기 하나 이상의 냉각 회로(150)에 연결된 냉각 회로 연결부(136c)를 포함하고,
상기 제어 기능(52)은:
상기 제어 신호가 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 상기 가열 모드로의 설정과 관련된 정보를 포함할 때, 상기 고온 도관 연결부(126b) 및 상기 열 펌프 연결부(126a)를 유동적으로 연결하며 상기 저온 도관 연결부(126c)를 상기 열 펌프 연결부(126a)로부터 유동적으로 분리하도록 상기 제1 측부 유입 밸브 어셈블리(126)를 설정하고;
상기 제어 신호가 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 상기 냉각 모드로의 설정과 관련된 정보를 포함할 때, 상기 열 펌프 연결부(136a) 및 상기 가열 회로 연결부(136b)를 유동적으로 연결하며 상기 열 펌프 연결부(136a)를 상기 냉각 회로 연결부(136c)로부터 유동적으로 분리하도록 상기 제2 측부 배출 밸브 어셈블리(136)를 설정하는 것에 대한 정보를 포함하는 상기 제어 신호를 생성하도록 더 구성되는, 제어기. - 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 제어하는 방법에 있어서,
상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)는 제1 측부(120) 및 제2 측부(130)를 가지는 열 펌프(110)를 포함하고, 상기 열 펌프는 상기 제1 측부(120)로부터 상기 제2 측부(130)로 열기를 전달하거나 그 반대 방향으로 전달하도록 구성되되,
상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)는 가열 모드 또는 냉각 모드 중 하나로 선택적으로 설정되도록 구성되고, 상기 가열 모드에서 상기 열 펌프(110)는 열기를 상기 제1 측부(120)로부터 상기 제2 측부(130)로 전달하도록 구성되고, 상기 냉각 모드에서 상기 열 펌프(110)는 열기를 상기 제2 측부(130)로부터 상기 제1 측부(120)로 전달하도록 구성되되,
상기 방법은:
시간 구간 동안, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 의해 전달되는 열기에 대한 가열 수요 및 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 의해 전달되는 냉기에 대한 냉각 수요를 결정하는 단계;
상기 가열 수요 및 상기 냉각 수요를 기반으로, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 상기 가열 모드 및 상기 냉각 모드 모두로의 설정이 되도록 하는 동시의 요구를 식별하는 단계; 및
상기 가열 수요, 상기 냉각 수요 및 상기 식별된 동시의 요구를 기반으로, 상기 가열 모드 또는 상기 냉각 모드 중 하나로의 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 상기 설정을 제어하여, 상기 식별된 동시의 요구에 응답해, 상기 가열 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 열기를 전달하도록 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하여 가열 듀티 사이클(Duty Cycle)을 감소시키고/거나, 상기 냉각 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 냉기를 전달하도록 상기 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하여 냉각 듀티 사이클을 감소시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제1 측부(120) 및 제2 측부(130)를 가지는 열 펌프(110)를 포함하는 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 제어하는 방법에 있어서,
상기 열 펌프(110)는 상기 제1 측부(120)로부터 상기 제2 측부(130)로 열기를 전달하거나 그 반대 방향으로 전달하도록 구성되되,
상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)는 가열 모드 또는 냉각 모드 중 하나로의 선택적 설정이 되도록 구성되고, 상기 가열 모드에서 상기 열 펌프(110)는 열기를 상기 제1 측부(120)로부터 상기 제2 측부(130)로 전달하도록 구성되고; 상기 냉각 모드에서 상기 열 펌프(110)는 열기를 상기 제2 측부(130)로부터 상기 제1 측부(120)로 전달하도록 구성되되,
상기 방법은:
시간 구간 동안, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 의해 전달되는 열기에 대한 가열 수요 및 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 의해 전달되는 냉기에 대한 냉각 수요를 결정하는 단계;
상기 시간 구간 동안 상기 가열 수요를 기반으로, 상기 가열 모드에 대한 가열 듀티 사이클을 결정하는 단계;
상기 시간 구간 동안 상기 냉각 수요를 기반으로, 상기 냉각 모드에 대한 냉각 듀티 사이클을 결정하는 단계; 및
상기 가열 수요 및 상기 냉각 수요를 기반으로, 상기 가열 모드 또는 상기 냉각 모드 중 하나로의 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 상기 설정을 제어하는 단계를 포함하되,
상기 제어 동작은, 상기 가열 듀티 사이클과 상기 냉각 듀티 사이클이 임계치 미만인 것에 응답하여, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 이미 상기 가열 모드인 경우, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 상기 냉각 모드로의 상기 설정을 연기하는 단계, 또는 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 이미 상기 냉각 모드인 경우, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 상기 가열 모드로의 상기 설정을 연기하는 단계를 포함하는, 방법. - 제1 측부(120) 및 제2 측부(130)를 가지는 열 펌프(110)를 포함하는 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 제어하는 방법에 있어서,
상기 열 펌프(110)는 상기 제1 측부(120)로부터 상기 제2 측부(130)로 열기를 전달하거나 그 반대 방향으로 전달하도록 구성되되,
상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)는 가열 모드 또는 냉각 모드 중 하나로의 선택적 설정이 되도록 구성되고, 상기 가열 모드에서 상기 열 펌프(110)는 열기를 상기 제1 측부(120)로부터 상기 제2 측부(130)로 전달하도록 구성되고; 상기 냉각 모드에서 상기 열 펌프(110)는 열기를 상기 제2 측부(130)로부터 상기 제1 측부(120)로 전달하도록 구성되되,
상기 방법은:
시간 구간 동안, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 의해 전달되는 열기에 대한 가열 수요 및 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 의해 전달되는 냉기에 대한 냉각 수요를 결정하는 단계;
상기 시간 구간 동안 상기 가열 수요를 기반으로, 상기 가열 모드에 대한 가열 듀티 사이클을 결정하는 단계;
상기 시간 구간 동안 상기 냉각 수요를 기반으로, 상기 냉각 모드에 대한 냉각 듀티 사이클을 결정하는 단계; 및
상기 가열 수요 및 상기 냉각 수요를 기반으로, 상기 가열 모드 또는 상기 냉각 모드 중 하나로의 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 상기 설정을 제어하는 단계를 포함하되,
상기 제어 동작은, 상기 가열 듀티 사이클과 상기 냉각 듀티 사이클이 임계치 초과인 것에 응답하여, 상기 가열 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 열기를 전달하도록 상기 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하여 상기 가열 듀티 사이클을 감소시키는 단계, 및/또는 상기 냉각 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 냉기를 전달하도록 상기 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하여 상기 냉각 듀티 사이클을 감소시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열 수요는 가열 요구량에 관한 시간 분해 정보를 포함하고, 상기 냉각 수요는 냉각 요구량에 관한 시간 분해 정보를 포함하는, 방법. - 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 연결된 하나 이상의 국부 가열 회로(140)로부터 상기 가열 수요를 수신하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)에 연결된 하나 이상의 국부 냉각 회로(150)로부터 상기 냉각 수요를 수신하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열 수요 및 상기 냉각 수요를 기반으로, 상기 가열 모드 및 상기 냉각 모드 모두로의 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 설정이 되도록 하는 동시의 요구를 식별하는 단계를 더 포함하되,
상기 제어 동작은 상기 식별된 동시의 요구를 더 기반으로 하는, 방법. - 제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 동작은, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)를 모드 전환 시간의 적어도 기설정된 횟수만큼의 작동 시간 동안 상기 가열 모드 및 상기 냉각 모드 중 하나로 작동시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제11항 및 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시간 구간 동안 상기 가열 수요를 기반으로, 상기 가열 모드에 대한 가열 듀티 사이클을 결정하는 단계; 및
상기 시간 구간 동안 상기 냉각 수요를 기반으로, 상기 냉각 모드에 대한 냉각 듀티 사이클을 결정하는 단계;를 더 포함하되,
상기 제어 동작은, 상기 가열 듀티 사이클과 상기 냉각 듀티 사이클이 제1 임계치 미만인 것에 응답하여, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 이미 상기 가열 모드인 경우, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 상기 냉각 모드로의 상기 설정을 연기하는 단계, 또는 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)가 이미 상기 냉각 모드인 경우, 상기 가역식 열 펌프 어셈블리(100)의 상기 가열 모드로의 상기 설정을 연기하는 단계를 포함하는, 방법. - 제11항, 제12항 및 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시간 구간 동안 상기 가열 수요를 기반으로, 상기 가열 모드에 대한 가열 듀티 사이클을 결정하는 단계; 및
상기 시간 구간 동안 상기 냉각 수요를 기반으로, 상기 냉각 모드에 대한 냉각 듀티 사이클을 결정하는 단계;를 더 포함하되,
상기 제어 동작은, 상기 가열 듀티 사이클과 상기 냉각 듀티 사이클이 제2 임계치 초과인 것에 응답하여, 상기 가열 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 열기를 전달하도록 상기 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하여 상기 가열 듀티 사이클을 감소시키는 단계, 및/또는 상기 냉각 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 냉기를 전달하도록 상기 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하여 상기 냉각 듀티 사이클을 감소시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제17항에 있어서,
상기 식별된 동시의 요구에 응답하여, 상기 가열 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 열기를 전달하도록 상기 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하여 상기 가열 듀티 사이클을 감소시키는 단계, 및/또는 상기 냉각 수요에 의해 표시되는 출력보다 큰 출력에서 냉기를 전달하도록 상기 열 펌프(110)를 일시적으로 설정하여 상기 냉각 듀티 사이클을 감소시키는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제11항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
가열 우선순위 수준을 상기 가열 수요에 연관시키는 단계 및 냉각 우선순위 수준을 상기 냉각 수요에 연관시키는 단계를 더 포함하되,
상기 제어 동작은 상기 가열 및 냉각 우선순위 수준을 더 기반으로 하는, 방법. - 제22항에 있어서,
상기 가열 우선순위 수준을 상기 가열 수요에 연관시키는 단계의 상기 동작은, 특정 가열 우선순위 수준을 특정 가열 수요에 연관시키는 단계를 포함하고/거나;
상기 냉각 우선순위 수준을 상기 냉각 수요에 연관시키는 단계의 상기 동작은, 특정 냉각 우선순위 수준을 특정 냉각 수요에 연관시키는 단계를 포함하는, 방법.
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