RU2389949C1 - Способ и система управления климатом здания - Google Patents

Способ и система управления климатом здания Download PDF

Info

Publication number
RU2389949C1
RU2389949C1 RU2008135936/06A RU2008135936A RU2389949C1 RU 2389949 C1 RU2389949 C1 RU 2389949C1 RU 2008135936/06 A RU2008135936/06 A RU 2008135936/06A RU 2008135936 A RU2008135936 A RU 2008135936A RU 2389949 C1 RU2389949 C1 RU 2389949C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
energy
comfort
criterion
amount
compliance
Prior art date
Application number
RU2008135936/06A
Other languages
English (en)
Inventor
Ларс Финн Слот ЛАРСЕН (DK)
Ларс Финн Слот ЛАРСЕН
Хунлянь ТЮБО (DK)
Хунлянь ТЮБО
Клаус ТЮБО (DK)
Клаус ТЮБО
Original Assignee
Данфосс А/С
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Данфосс А/С filed Critical Данфосс А/С
Application granted granted Critical
Publication of RU2389949C1 publication Critical patent/RU2389949C1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0089—Systems using radiation from walls or panels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/46—Improving electric energy efficiency or saving
    • F24F11/47—Responding to energy costs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F24F11/65—Electronic processing for selecting an operating mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Abstract

Способ и система предназначены для управления климатом окружающей среды, например здания, обменивающегося тепловой энергией с внешней средой. Энергия поступает в окружающую среду от, например, радиаторов, средств отопления пола, электровентиляторов и т. д. Согласно предлагаемому способу определяют критерий комфорта, выраженный в числовом виде, и вес значимости соответствия критерию комфорта, выраженный в числовом виде. Затем принимают количество энергии равным определенному значению и исходя из этого значения определяют числовое выражение степени соответствия критерию комфорта и числовое выражение затрат на обеспечение такого количества энергии. Технический результат - снижение затрат энергии. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к способу управления климатом среды, которая обменивается тепловой энергией с внешней средой, например к способу управления климатом в здании, управления холодильной емкостью, например холодильной камерой и т.д. Изобретение также относится к системе, работающей в соответствии с этим способом.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В зданиях могут устанавливать различные источники тепла, например электронагреватели, системы водяного отопления, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха ОВКВ (HVAC) и т.д. Эти источники тепла оказывают различное влияние на климат помещений и имеют разную эксплуатационную стоимость. Климат помещений определяется большим количеством переменных, например уровнем средней температуры, распределением температуры, то есть локальными отклонениями температуры от среднего значения, наличием тока воздуха, влажности, уровнем СО2, интенсивностью освещения и т.д. Однако не все комбинации этих переменных обеспечивают одинаковый комфорт.
Комбинация теплопередачи от нескольких различных источников тепла позволяет оказывать воздействие на различные переменные, влияющие на комфорт помещений, и активно управлять ими. В результате можно добиться более комфортного климата в помещениях. Например, источник тепла, размещенный под окном, способствует устранению тока холодного воздуха, поступающего от окна, в то же время на температуру пола такой источник влияет незначительно. С другой стороны, система водяного подогрева пола мало способствует устранению тока воздуха, а постоянная времени или инерция такой системы делает ее совершенно непригодной для компенсации быстрых климатических колебаний. Электрические нагревательные приборы, содержащие нагретую поверхность с вентилятором для принудительной конвекции, быстро повышая температуру, могут очень быстро понижать относительную влажность. Различные источники тепла не только по-разному влияют на климат, но и отличаются друг от друга в отношении затрат. Например, во многих странах применение электронагревателей требует больших расходов, чем эксплуатация систем водяного отопления (например, с котлом на жидком топливе).
Аналогично, для повышения комфортности среды могут комбинировать различные способы ее охлаждения. Например, температуру среды понижают при помощи компрессорной системы охлаждения. Такая система обеспечивает быстрые изменения температуры даже в случае сравнительно высокой температуры наружного воздуха. Температуру также снижают либо посредством вентиляции (для этого необходимо, чтобы температура наружного воздуха была ниже температуры в помещении), либо при помощи конвективной теплопередачи, например, с использованием системы нагревания/охлаждения от грунта. Разумеется, затраты на уменьшение температуры и другие переменные, влияющие на комфорт в помещении, отличные от температуры, можно варьировать путем выбора источника охлаждения, например влажности, или тока воздуха.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы улучшить климат в помещениях, в частности, улучшить управление системами с различными источниками тепловой энергии, например, для обеспечения лучшего комфорта, меньших колебаний температуры и большей экономии средств. Соответственно, настоящим изобретением предлагается способ управления климатом среды, обменивающейся тепловой энергией с внешней средой и снабженной средствами подачи тепловой энергии, согласно которому определяют в численном выражении критерий комфорта и вес значимости соответствия критерию комфорта. Принимают количество подаваемой энергии, равной определенному значению, с учетом этого количества обеспечивают численное выражение степени соответствия критерию комфорта и численное выражение затрат, связанных с подачей соответствующего количества энергии.
Поскольку для степени соответствия критерию комфорта, для веса значимости соответствия критерию комфорта и для затрат на подачу рассматриваемого количества энергии используют численные выражения, появляется возможность обеспечения приемлемого баланса между затратами и комфортом.
Критерий комфорта, например, может относиться к хорошему самочувствию человека в окружающей среде. Например, критерий комфорта может определять разницу между средней температурой и заданной температурой среды, промежуток времени, в течение которого средняя температура отличается от заданной температуры, заданную максимальную разность между температурой локальной области среды и средней температурой среды, например температуры возле окна или других недостаточно изолированных компонентов здания, максимальную или минимальную относительную влажность, максимальный заданный ток воздуха, например, измеренный как число воздухообменов за единицу времени, максимальное содержание в среде CO2 или других примесей. Критерий комфорта выражается в количественной форме, например в виде максимального отклонения температуры или влажности от заданного уровня.
Степень соответствия представляет собой численное представление меры различия между заданным критерием комфорта и фактически достигнутыми или достижимыми условиями среды, например, насколько среда соответствует заданному климату. Фактически достигнутое состояние могут определить с помощью датчика, который определяет фактическое состояние в отношении заданного климатического параметра, например датчик температуры, определяющий фактическую температуру среды или ограниченной области среды, или гигрометр, определяющий фактическую относительную влажность, и т.д. Фактически достижимые условия могут быть определены, например, теоретически, на основе модели среды. Эта модель может, например, основываться на знании внешних условий во внешней среде, например, температуры за пределами среды, на сведениях о выделении тепловой энергии в среде и на сведениях об обмене энергией с внешней средой.
Обычно степень соответствия может быть повышена посредством увеличения количества подаваемой в среду тепловой энергии, например, для понижения или повышения, соответственно, слишком высокой или слишком низкой температуры. Таким образом, повысить степень комфорта можно путем использования дополнительной энергии. Полагая, что стоимость этой энергии Рэнергии высока, пользователь среды может удовлетвориться более низкой степенью соответствия, а если стоимость Рэнергии низка, то пользователь может потребовать более высокой степени соответствия вместо того, чтобы мириться с дискомфортом слишком высокой или слишком низкой температуры или других параметров, определяемых критерием комфорта. Для того чтобы числовое сравнение между затратами на повышение степени соответствия и запросами пользователя в отношении осуществления расходов стало возможным, введем термин «вес значимости соответствия», далее называемый «вес». Вес имеет существенное значение с точки зрения дискомфорта из-за несоответствия заданному критерию комфорта. Вес является численным значением, умножаемым на степень соответствия, и позволяет пользователю применять данный способ исходя из соображений экономии и удобства.
Затраты, относящиеся к подаче энергии, могут представлять собой прямые затраты, относящиеся к потребляемой энергии, или общие издержки, связанные с энергией, обслуживанием и амортизацией системы отопления или охлаждения, взаимодействующей с внешней средой.
Цель изобретения состоит в том, чтобы обеспечить наилучшее сочетание между соответствием критерию комфорта и затратами энергии. Поскольку степень соответствия, вес значимости и затраты подаваемой энергии представлены в числовом виде, наилучшего сочетания достигают посредством математических действий с числами, определяющими степень соответствия, вес значимости и затраты на подачу энергии. Например, могут рассмотреть несколько различных значений количества подаваемой энергии, при этом для каждого такого значения комбинируют указанные числа в одно число, которое описывает соответствие критерию комфорта в сравнении с потреблением энергии. Один из способов комбинирования чисел состоит в вычитании из затрат произведения степени соответствия и веса. Если для каждого из рассматриваемых значений подаваемой энергии получено одно такое число, то могут выбрать самое меньшее из чисел и подавать в среду соответствующее количество энергии.
Согласно варианту изобретения, численные выражения критерия комфорта, веса значимости соответствия критерию комфорта и степени соответствия критерию комфорта сравнивают с численным выражением затрат, связанных с подачей упомянутого количества энергии.
Согласно варианту изобретения, численные выражения критерия комфорта, веса значимости соответствия критерию комфорта, степени соответствия критерию комфорта и затрат, связанных с подачей упомянутого количества энергии, комбинируют в один числовой показатель соответствия критерию комфорта и потребления энергии.
Согласно варианту изобретения, численные выражения критерия комфорта, веса значимости соответствия критерию комфорта, степени соответствия критерию комфорта и затрат, связанных с подачей указанного количества энергии, комбинируют в один числовой показатель, вычитая из затрат произведение степени соответствия и веса значимости соответствия критерию комфорта.
Согласно варианту изобретения, принимают несколько значений количества подаваемой энергии, причем сравнивают числовой показатель соответствия критерию комфорта и потребления энергии для каждого принимаемого значения количества энергии и на основе этого сравнения выбирают количество энергии.
Согласно варианту изобретения, в качестве количества энергии выбирают количество энергии, приводящее к наименьшему числовому показателю соответствия критерию комфорта и потребления энергии.
Тепловую энергию могут подавать посредством источника любого вида, который сам по себе известен, например радиатора или системы водяного подогрева пола, которые снабжаются потоком горячей или холодной воды и обмениваются тепловой энергией со средой. Источник могут нагревать также электрически, это обычно уменьшает постоянную времени и, таким образом, улучшает возможности по реагированию на быстрые изменения температуры. Для увеличения конвективной теплопередачи радиатор могут комбинировать с вентиляционным устройством.
При осуществлении варианта изобретения с несколькими источниками энергия подается от первого источника и второго источника. По меньшей мере один из источников может быть выполнен с возможностью более быстрой, по сравнению со вторым источником, подачи энергии; по меньшей мере один из источников может подавать тепловую энергию, равномерно распределенную по большей, в сравнении со вторым источником, области нагреваемой среды и, по меньшей мере, один из источников может подавать энергию с меньшими затратами, чем другой источник. При осуществлении изобретения с несколькими источниками способ может включать следующие этапы: определение комбинаций различных количеств энергии, подаваемой каждым источником, и обеспечение для каждой комбинации эксплуатационных расходов и степени соответствия. Кроме того, могут выбрать ту подачу энергии и комбинацию источников, которая дает наилучшее сочетание между соответствием критерию комфорта и затратами энергии. Таким образом, обеспечивают для каждой комбинации численное выражение степени соответствия критерию комфорта и затрат, связанных с подачей соответствующего количества энергии от каждого источника и выбирают комбинацию на основе численного выражения степени соответствия критерию комфорта и численного выражения затрат, связанных с подачей соответствующего количества энергии.
Как упомянуто выше, наилучшее количество и комбинацию могут определить посредством перемножения степени соответствия и веса и вычитанием полученного числа из затрат на обеспечение энергии.
Примерами физических величин, которые могут влиять на климат, являются:
температура среды, относительная влажность или концентрация других веществ в воздухе среды, например пыль, растворители, бактерии и т.д. в среде, интенсивность света, например, при солнечном излучении или при освещении лампами и т.д., ток воздуха и ассиметричное тепловое излучение. Кроме того, может потребоваться оценить источники тепловой энергии на основе их способности влиять на эти физические величины и, основываясь на этой оценке, подавать необходимое количество энергии. Соответственно, критерий комфорта может относиться к любой из этих величин, а в одном из вариантов осуществления изобретения определяют несколько критериев комфорта, применяя другие аспекты изобретения, внеся соответствующие изменения.
Например, источником определенного количества необходимой энергии может служить система водяного подогрева пола, поскольку эта система дает равномерное распределение энергии в среде, или источниками энергии могут быть радиаторы, помещенные под окном, чтобы избежать холодного тока воздуха, или необходимая энергия может быть получена путем комбинации системы водяного подогрева пола и радиаторов, например, так, что система водяного подогрева пола выделяет достаточно энергии для обеспечения минимальной температуры пола, а остальная необходимая энергия обеспечивается радиаторами. Аналогично, пользователи могут рассчитывать на полное устранение холодного тока воздуха любого вида, хотя ассиметричное тепловое излучение до определенного уровня допускается.
Таким образом, каждый источник оценивают на основе по меньшей мере одного из следующих свойств источника:
- способности уменьшать ток холодного воздуха;
- способности уменьшать ассиметричное тепловое излучение;
- способности изменять влажность;
- скорости, с которой он изменяет температуру среды.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения способ может включать этап выбора источников на основе определенной последовательности источников энергии, которые могут использовать для подачи определенного количества энергии, прежде чем инициализировать в этой последовательности следующий источник энергии, пока не будет подана вся необходимая энергия. Управление климатом в среде может включать следующие этапы:
а) определяют количество энергии, необходимое для обеспечения в среде минимальной температуры;
b) устанавливают наиболее значимый критерий комфорта;
c) определяют источник, наиболее соответствующий установленному критерию;
d) энергию от установленного источника подают до тех пор, пока не будет соблюден установленный критерий или достигнута определенная степень соответствия;
e) определяют остаточное количество энергии путем вычитания распределенного количества энергии из необходимого количества энергии;
f) шаги b, c, d и е повторяют для второго по значимости критерия, третьего по значимости критерия и т.д. до тех пор, пока в среду не подадут необходимое количество энергии.
Согласно второму аспекту, настоящим изобретением предложена система управления климатом среды, содержащая средства подачи тепловой энергии и соответствующие средства управления, предназначенные для определения на основе определенного критерия комфорта критерия комфорта и веса значимости соответствия критерию комфорта, принятия условия подачи определенного количества энергии, определения, с учетом этого количества, степени соответствия критерию комфорта и затрат, связанных с подачей соответствующего количества энергии, и управления подачей в соответствии с принятым значением, которое приводит к приемлемому балансу между степенью соответствия, весом значимости и затратами. В соответствии с первым аспектом изобретения система может содержать первый и второй источники тепловой энергии, предусматривающие возможность отдельного применения, причем указанные средства управления предназначены для определения комбинаций различных количеств энергии, подаваемой каждым источником; обеспечения для каждой комбинации степени соответствия критерию комфорта и затратам, связанным с подачей данного количества энергии от каждого источника, и выбора комбинации, основанной на принятом значении, которое приводит к приемлемому балансу между степенью соответствия, весом значимости и затратами, т.е. выбора комбинации на основе численного выражения степени соответствия критерию комфорта и численного выражения затрат, связанных с подачей соответствующего количества энергии.
Источники могут отличаться друг от друга по скорости передачи тепловой энергии или по виду энергии, потребляемой источниками для передачи тепловой энергии. Примерами источников являются: средства водного подогрева пола, обычные радиаторы, электровентиляторы, тепловые насосы, нагревательные приборы лучистого отопления и т.д. В частности, источники могут отличаться друг от друга в отношении затрат на эксплуатацию. Например, стоимость количества тепловой энергии, подаваемой от второго источника, может быть выше стоимости такого же количества энергии, подаваемой от первого источника. Также, источники могут быть по-разному размещены, например, относительно окон, дверей и других областей, обладающих особыми свойствами в отношении конвективной теплопередачи во внешнюю среду.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения система выполнена с возможностью определения количества тепловой энергии Qобщ., необходимого для компенсации энергии, обмениваемой с внешней средой, и распределения Qобщ. между первым и вторым источником. Распределение может базироваться на сигнале, получаемом, по меньшей мере, от одного из следующих датчиков, выполненного с возможностью измерения физической величины, соответствующей заданному критерию комфорта: термометры, датчики солнечного излучения, анемометры, например анемометры силы лобового сопротивления, датчики любых типов, чувствительные к тепловому излучению, например датчик с экранированием, препятствующий прямому солнечному излучению.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения система выполнена с возможностью расчета минимально возможных расходов на отопление, необходимых для полного соответствия, по меньшей мере, одному критерию комфорта, например наиболее экономичному способу достижения необходимой средней температуры среды. Кроме того, в этом варианте система может быть выполнена с возможностью расчета перерасхода, показывающего насколько фактическое потребление энергии для определенной комбинации источников превышает минимально возможные расходы на отопление.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже со ссылками на чертеж более подробно описан предпочтительный вариант реализации изобретения. На фиг.1 изображен жилой дом 1 с электроотопительным прибором 2, помещенным под окном 3, и системой 4 водяного подогрева пола, содержащей трубы 5 для подачи горячей воды, встроенные в бетонную конструкцию с большой тепловой инерцией. Один датчик 6 температуры помещен у окна, второй датчик 7 температуры - у стены.
Предположим, что тепловые потери во внешнюю среду можно разделить на две составляющие: тепловые потери Qвнешн. через потолок и тепловые потери Qокно через окно. Стрелкой 8 обозначены Qвнешн., стрелкой 9 - Qокно, стрелкой 10 обозначено
Qпол - тепло, которое дает система водяного подогрева пола, стрелкой 11 обозначено Qэлектр. Посредством Qвнешн. и Qокно дом 1 обменивается тепловой энергией с внешней средой 12.
Предположим, что хорошая степень комфорта достигается, если температура в помещении распределена равномерно (это только один из нескольких возможных параметров комфорта).
Теперь, если мы вначале предположим, что тепловые потери через окно равны нулю (Qокно=0), а тепло, передаваемое через пол (Qпол), уравновешивает тепловые потери через потолок (Qпол=Qвнешн.), то в установившемся состоянии в помещении будет достигнуто распределение температуры, близкое к равномерному распределению (Токна=Тстены=Тсредн.). Теплый воздух от пола будет подниматься вверх к потолку, а холодный воздух - опускаться к полу. Таким образом, в результате перемешивания воздуха обеспечивается равномерное распределение температуры. Следовательно, включение электронагревательного прибора у окна не будет способствовать улучшению комфорта.
Однако, если существуют тепловые потери через окно, то есть Qокна>0, а система водяного подогрева пола уравновешивает все тепловые потери (Qвнешн.+Qокно), то распределение температуры уже не будет равномерным, то есть Токна<Тстены. Тем не менее, средняя температура в помещении (Токна+Тстены)/2=Тсредн.) остается прежней.
Однако, если теплопередача распределена по двум источникам тепла, так что Qэлектр.≈Qокно и Qпол≈Qвнешн., то равномерное распределение температуры будет восстановлено Токна=Тстены=Тсредн.. Итак, включение электронагревателя повысило степень комфорта. Однако, такое повышение комфорта было достигнуто благодаря использованию более дорогого источника тепла, то есть электронагревателя. При условии, что стоимость электроэнергии за 1 кВт равна Рэл., а стоимость эксплуатации системы водяного подогрева пола равна Ржидк.т. (Рэл.>Ржидк.т.), то стоимость более высокой степени комфорта составляет Qэлектр. (Рэл.-Ржидк.т.). Следовательно, если мы согласимся с дискомфортом неравномерного распределения температуры, а может быть и с более низкой средней температурой, очевидно, нам удастся достичь некоторой экономии средств.
Если ввести вес для дискомфорта, обусловленного тем, что мы не имеем оптимальной средней температуры Ссредн., и вес для дискомфорта, обусловленного отсутствием равномерного распределения температуры Сравном., то можно поставить следующую задачу оптимизации:
Figure 00000001
при условии, что:
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Уравнение 1
где Треф. - заданная средняя температура.
Выбирая высокие значения весов Ссредн. и Сравном., комфорту отдают больший приоритет, чем стоимости отопления, в то время как меньшие веса подчеркивают важность стоимости отопления. При решении задачи минимизации формула 1 дает оптимальные значения Qэлектр. и Qпол., обеспечивая, таким образом, баланс комфорта и стоимости.
В общем случае с системой, состоящей из n различных источников тепла, каждый из которых передает в помещение тепло Qi (i∈{1, 2…, n}), задачу оптимизации можно сформулировать следующим образом:
Figure 00000005
при условии, что:
Figure 00000006
где Скомфорт означает комфорт в помещении и является функцией тепла, подаваемого отдельными источниками тепла, и параметров внешней среды, обозначенной как Вн. среда. Параметрами среды являются: температура, влажность, скорость ветра и т.д.

Claims (15)

1. Способ управления климатом среды (1), обменивающейся тепловой энергией с внешней средой (12) и снабженной средствами подачи тепловой энергии (11, 10), включающий следующие этапы:
определяют критерий комфорта, в численном выражении, и вес значимости соответствия критерию комфорта в численном выражении,
принимают количество подаваемой энергии равным определенному значению;
обеспечивают с учетом этого количества численное выражение степени соответствия критерию комфорта и численное выражение затрат, связанных с подачей соответствующего количества тепловой энергии, причем тепловую энергию подают от первого источника и второго источника, при этом указанный способ также включает следующие этапы:
определяют комбинации различных количеств энергии, подаваемой от каждого источника;
обеспечивают для каждой комбинации численное выражение степени соответствия критерию комфорта и затрат, связанных с подачей соответствующего количества тепловой энергии от каждого источника;
выбирают комбинацию на основе численного выражения степени соответствия критерию комфорта и численного выражения затрат, связанных с подачей соответствующего количества тепловой энергии.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что численные выражения критерия комфорта, веса значимости соответствия критерию комфорта и степени соответствия критерию комфорта сравнивают с численным выражением затрат, связанных с подачей упомянутого количества энергии.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что численные выражения критерия комфорта, веса значимости соответствия критерию комфорта, степени соответствия критерию комфорта и затрат, связанных с подачей упомянутого количества энергии, комбинируют в один числовой показатель соответствия критерию комфорта и потребления энергии.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что численные выражения критерия комфорта, веса значимости соответствия критерию комфорта, степени соответствия критерию комфорта и затрат, связанных с подачей указанного количества энергии, комбинируют в один числовой показатель, вычитая из затрат произведение степени соответствия и веса значимости соответствия критерию комфорта.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что принимают несколько значений количества подаваемой энергии, причем сравнивают числовой показатель соответствия критерию комфорта и потребления энергии для каждого принимаемого значения количества энергии и на основе этого сравнения выбирают количество энергии.
6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что в качестве количества энергии выбирают количество энергии, приводящее к наименьшему числовому показателю соответствия критерию комфорта и потребления энергии.
7. Способ по любому из пп.1, 2, 4, 5, отличающийся тем, что критерий комфорта определяет, по меньшей мере один из следующих параметров:
разницу между средней температурой и заданной температурой среды;
промежуток времени, в течение которого средняя температура отличается от заданной температуры;
заданную максимальную разность между температурой локальной области среды и средней температурой среды.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждый источник оценивают на основе, по меньшей мере, одного из следующих свойств источника:
способность уменьшать ток холодного воздуха;
способность уменьшать асимметричное тепловое излучение;
способность изменять влажность;
скорость, с которой он изменяет температуру среды.
9. Система управления климатом среды, содержащая средства подачи тепловой энергии и средства управления, выполненные с возможностью функционирования в соответствии со способом по пп.1-8, причем средства подачи энергии содержат первый и второй источники тепловой энергии, выполненные с возможностью отдельного использования, а указанные средства управления предназначены для
определения комбинаций различных количеств энергии, подаваемой от каждого источника;
обеспечения для каждой комбинации численного выражения степени соответствия критерию комфорта и затрат, связанных с подачей соответствующего количества энергии от каждого источника;
выбора комбинации на основе численного выражения степени соответствия критерию комфорта и численного выражения затрат, связанных с подачей соответствующего количества энергии.
10. Система по п.9, отличающаяся тем, что источники отличаются друг от друга скоростью передачи тепловой энергии.
11. Система по п.9 или 10, отличающаяся тем, что источники отличаются друг от друга видом энергии, потребляемой ими для передачи тепловой энергии.
12. Система по п.9 или 10, отличающаяся тем, что стоимость количества тепловой энергии, подаваемой от второго источника, выше стоимости такого же количества энергии, подаваемой от первого источника.
13. Система по п.9 или 10, отличающаяся тем, что источники отличаются друг от друга местом расположения в среде.
14. Система по п.9 или 10, выполненная с возможностью определения количества тепловой энергии Qобщ., необходимого для компенсации энергии, которой она обменивается с внешней средой, и распределения Qобщ. между первым и вторым источниками.
15. Система по п.14, отличающаяся тем, что указанное распределение происходит на основе сигнала, принимаемого от, по меньшей мере, одного датчика, выполненного с возможностью измерения физической величины, соответствующей заданному критерию комфорта.
RU2008135936/06A 2006-02-10 2007-02-08 Способ и система управления климатом здания RU2389949C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA200600199 2006-02-10
DKPA200600199 2006-02-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2389949C1 true RU2389949C1 (ru) 2010-05-20

Family

ID=37946193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008135936/06A RU2389949C1 (ru) 2006-02-10 2007-02-08 Способ и система управления климатом здания

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8121734B2 (ru)
EP (1) EP1989490B1 (ru)
CN (1) CN101421561B (ru)
AT (1) ATE538350T1 (ru)
CA (1) CA2641688C (ru)
DK (1) DK1989490T3 (ru)
PL (1) PL1989490T3 (ru)
RU (1) RU2389949C1 (ru)
WO (1) WO2007090400A1 (ru)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101421560B (zh) * 2006-02-10 2010-06-23 丹佛斯公司 对大热容量系统的控制
EP2159496A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-03 Vito NV Controller for energy supply systems
CA2797794C (en) * 2010-05-05 2019-01-15 Greensleeves, LLC Energy chassis and energy exchange device
US20120016524A1 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 General Electric Company Thermal time constraints for demand response applications
DE102010050726A1 (de) * 2010-11-08 2012-05-10 Alphaeos Gmbh & Co. Kg Gebäudeautomationssystem
US8548640B2 (en) * 2010-12-21 2013-10-01 Microsoft Corporation Home heating server
US8744630B2 (en) * 2010-12-30 2014-06-03 Schneider Electric USA, Inc. System and method for measuring atmospheric parameters in enclosed spaces
US8417391B1 (en) * 2011-12-15 2013-04-09 Restore Nv Automated demand response energy management system
US10101048B2 (en) * 2013-03-15 2018-10-16 Honeywell International Inc. Supervisory controller for HVAC systems
US9416987B2 (en) 2013-07-26 2016-08-16 Honeywell International Inc. HVAC controller having economy and comfort operating modes
US9618224B2 (en) 2013-07-26 2017-04-11 Honeywell International Inc. Air quality based ventilation control for HVAC systems
CN104406278B (zh) * 2014-11-12 2017-03-15 苏州速腾电子科技有限公司 空调用电加热管防护构件
KR102416507B1 (ko) * 2016-02-18 2022-07-05 삼성전자주식회사 공기조화기의 제어 방법
CN107726554B (zh) * 2017-09-19 2020-01-17 青岛海尔空调电子有限公司 一种多联机舒适度均衡控制方法及系统
US10989419B2 (en) * 2017-10-02 2021-04-27 Ademco Inc. Hydronic floor heating systems with features
WO2020140196A1 (zh) * 2019-01-02 2020-07-09 大连理工大学 一种基于红外传感技术的室内舒适健康环境控制辐射空调系统
CN111140911A (zh) * 2020-01-03 2020-05-12 南方电网科学研究院有限责任公司 一种智能楼宇综合供暖设备的调控方法
CN113971376B (zh) * 2021-12-22 2022-04-19 云丁网络技术(北京)有限公司 一种环境参数的智能控制方法和系统

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3559724A (en) * 1968-11-21 1971-02-02 American Gas Ass Comfort conditioning system
US4050626A (en) * 1975-04-18 1977-09-27 Awalt Jr Thomas Y Supplemental heat and heat transfer subsystems for solar air conditioning systems
US4060123A (en) * 1976-09-27 1977-11-29 Fabri-Tek Incorporated Energy saving temperature control apparatus
US4294404A (en) * 1978-02-14 1981-10-13 Integrated Energy Systems Environmental control system
US4266599A (en) * 1978-11-17 1981-05-12 The Trane Company Method and apparatus for controlling comfort conditions including setback
US4306293A (en) * 1979-08-30 1981-12-15 Marathe Sharad M Energy monitoring system
US4248051A (en) * 1979-10-29 1981-02-03 Darcy Jon J System and method for controlling air conditioning systems
US4375831A (en) * 1980-06-30 1983-03-08 Downing Jr James E Geothermal storage heating and cooling system
US4386649A (en) * 1980-07-15 1983-06-07 Nuclear Systems, Inc. Programmable thermostatic control device
US4557317A (en) * 1981-02-20 1985-12-10 Harmon Jr Kermit S Temperature control systems with programmed dead-band ramp and drift features
US4655279A (en) * 1981-02-20 1987-04-07 Harmon Jr Kermit S Temperature control system with programmed dead-band ramp and drift features
US4909041A (en) * 1984-07-27 1990-03-20 Uhr Corporation Residential heating, cooling and energy management system
US4685307A (en) * 1984-07-27 1987-08-11 Uhr Corporation Residential heating, cooling and energy management system
US4645908A (en) * 1984-07-27 1987-02-24 Uhr Corporation Residential heating, cooling and energy management system
US4660759A (en) * 1984-11-13 1987-04-28 Honeywell Inc. Optimum start/stop dependent upon both space temperature and outdoor air temperature
US4706882A (en) * 1985-02-15 1987-11-17 Honeywell Inc. Adaptive optimum start
US4702305A (en) * 1987-03-30 1987-10-27 Honeywell Inc. Temperature control system for control of a multiplant environmental unit
US4702413A (en) * 1987-05-07 1987-10-27 Honeywell Inc. Temperature control system using a single ramp rate curve for control of a multiplant environmental unit
US4873649A (en) * 1988-06-10 1989-10-10 Honeywell Inc. Method for operating variable speed heat pumps and air conditioners
US4971136A (en) * 1989-11-28 1990-11-20 Electric Power Research Institute Dual fuel heat pump controller
US5118039A (en) * 1990-09-14 1992-06-02 R. E. Phelon Company, Inc. Domestic hot water heating control circuit for furnace control systems
JP2581625B2 (ja) * 1990-09-25 1997-02-12 山武ハネウエル株式会社 温熱感覚演算方法および装置、予測平均温感演算方法および装置
US5197666A (en) * 1991-03-18 1993-03-30 Wedekind Gilbert L Method and apparatus for estimation of thermal parameter for climate control
FR2694983B1 (fr) * 1992-08-18 1994-10-14 Schlumberger Ind Sa Procédé et dispositif pour la régulation optimale de la température interne d'un local.
US5275012A (en) * 1993-01-07 1994-01-04 Ford Motor Company Climate control system for electric vehicle
JPH06236202A (ja) 1993-02-10 1994-08-23 Hitachi Ltd プラントの運転方法及び装置
US5544809A (en) * 1993-12-28 1996-08-13 Senercomm, Inc. Hvac control system and method
US5462225A (en) * 1994-02-04 1995-10-31 Scientific-Atlanta, Inc. Apparatus and method for controlling distribution of electrical energy to a space conditioning load
US5395042A (en) 1994-02-17 1995-03-07 Smart Systems International Apparatus and method for automatic climate control
JPH08105644A (ja) * 1994-10-05 1996-04-23 Sanyo Electric Co Ltd 空気調和機
US6574581B1 (en) * 1994-10-25 2003-06-03 Honeywell International Inc. Profile based method for deriving a temperature setpoint using a ‘delta’ based on cross-indexing a received price-point level signal
US6070660A (en) * 1997-02-18 2000-06-06 Hoffman Controls Corp. Variable speed fan motor control for forced air heating/cooling system
FR2764400B1 (fr) * 1997-06-04 1999-07-16 Electricite De France Procede et systeme de gestion d'energie autoconfigurable pour l'habitat
US5924486A (en) * 1997-10-29 1999-07-20 Tecom, Inc. Environmental condition control and energy management system and method
US6185483B1 (en) * 1998-01-27 2001-02-06 Johnson Controls, Inc. Real-time pricing controller of an energy storage medium
US6633823B2 (en) * 2000-07-13 2003-10-14 Nxegen, Inc. System and method for monitoring and controlling energy usage
US7992630B2 (en) * 2001-03-12 2011-08-09 Davis Energy Group, Inc. System and method for pre-cooling of buildings
KR100701110B1 (ko) * 2002-03-28 2007-03-30 로버트쇼 컨트롤즈 캄파니 에너지 관리 시스템 및 방법
JP3783859B2 (ja) 2002-07-19 2006-06-07 日立プラント建設株式会社 空調設備及びその制御方法
US6968295B1 (en) * 2002-12-31 2005-11-22 Ingersoll-Rand Company, Ir Retail Solutions Division Method of and system for auditing the energy-usage of a facility
US20070043478A1 (en) * 2003-07-28 2007-02-22 Ehlers Gregory A System and method of controlling an HVAC system
US7079904B1 (en) * 2003-09-12 2006-07-18 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Adaptive software management
US7216021B2 (en) * 2003-10-30 2007-05-08 Hitachi, Ltd. Method, system and computer program for managing energy consumption
FR2866945B1 (fr) 2004-03-01 2006-05-19 Florence Tantot Systeme et procede de commande d'equipements de conditionnement d'ambiance dans une enceinte
EP1866575B1 (en) * 2004-11-09 2011-01-26 Truveon Corporation Method and system for controlling a climate in a building
US7274975B2 (en) * 2005-06-06 2007-09-25 Gridpoint, Inc. Optimized energy management system
US8020777B2 (en) * 2007-01-29 2011-09-20 Lawrence Kates System and method for budgeted zone heating and cooling
US7966104B2 (en) * 2007-03-26 2011-06-21 Siemens Corporation Apparatus and method for the control of the indoor thermal environment having feed forward and feedback control using adaptive reference models
US7848853B2 (en) * 2008-05-13 2010-12-07 Solarlogic, Llc System and method for controlling hydronic systems having multiple sources and multiple loads

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007090400A1 (en) 2007-08-16
DK1989490T3 (da) 2012-04-10
CA2641688C (en) 2012-01-24
CN101421561A (zh) 2009-04-29
US8121734B2 (en) 2012-02-21
ATE538350T1 (de) 2012-01-15
EP1989490B1 (en) 2011-12-21
PL1989490T3 (pl) 2012-05-31
CN101421561B (zh) 2011-10-05
CA2641688A1 (en) 2007-08-16
EP1989490A1 (en) 2008-11-12
US20090306828A1 (en) 2009-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2389949C1 (ru) Способ и система управления климатом здания
Hasan et al. A combined low temperature water heating system consisting of radiators and floor heating
US20200073347A1 (en) Multi-mode and low-energy indoor thermal conditioning method
US8086353B2 (en) Heating system control based on required heating power
Song et al. Performance evaluation of a radiant floor cooling system integrated with dehumidified ventilation
Ploskić et al. Heat emission from thermal skirting boards
Li et al. Experimental study on the thermal comfort in the room equipped with a radiant floor heating system exposed to direct solar radiation
CN110345256A (zh) 一种阀门控制方法及阀门
KR101075893B1 (ko) 지역난방시스템의 열에너지 공급 제어방법
Hernández et al. Impact of zoning heating and air conditioning control systems in users comfort and energy efficiency in residential buildings
Brown et al. Investigation of a model predictive controller for use in a highly glazed house with hydronic floor heating and cooling
JP4912986B2 (ja) 温水暖房装置の制御方法
Santamaria et al. Evaluation of thermal comfort and energy consumption of water flow glazing as a radiant heating and cooling system: a case study of an office space
JP2020008246A (ja) 空気調和システム、空気調和システムの機種選定方法、空気調和システムの機種選定装置および空気調和システムの機種選定システム
US3459257A (en) Room cooling system
Liu et al. Comparative analysis of heating characteristics of convective-radiant systems using various terminal air source heat pumps
Dentz et al. Overheating in Hot Water-and Steam-Heated Multifamily Buildings
Zhou et al. Demonstration with Energy Assessments of Thermochromic Window Systems.
Nowak Reducing Energy Use of an Electric Floor Heating System and analyzing Thermal Comfort and Heat Transmission when using different Control Strategies: Analysis of a bathroom in a residential building located in Gävle, Sweden
Lee et al. Lessons learned in modeling underfloor air distribution system
GB2620771A (en) A heating control system for a building
GB2620858A (en) A heating control system for a building
FI127595B (en) Control system for heating and ventilation systems and method for controlling heating of a building
Pazold et al. Assessment of thermally activated inner building components or a high temperature stone storage system to utilize surplus renewable electrical energy
Fernández-Hernández et al. Impact of zoning heating and air conditioning control systems in users comfort and energy efficiency in residential buildings

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170209