RS62778B1 - Aparatura za upravljanje toplom vodom u rezervoaru za skladištenje tople vode sistema grejanja i odgovarajući postupak - Google Patents

Aparatura za upravljanje toplom vodom u rezervoaru za skladištenje tople vode sistema grejanja i odgovarajući postupak

Info

Publication number
RS62778B1
RS62778B1 RS20220001A RSP20220001A RS62778B1 RS 62778 B1 RS62778 B1 RS 62778B1 RS 20220001 A RS20220001 A RS 20220001A RS P20220001 A RSP20220001 A RS P20220001A RS 62778 B1 RS62778 B1 RS 62778B1
Authority
RS
Serbia
Prior art keywords
hot water
tank
temperature
energy
water
Prior art date
Application number
RS20220001A
Other languages
English (en)
Inventor
Ivor Roddy
Original Assignee
Climote Ltd
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 Climote Ltd filed Critical Climote Ltd
Priority claimed from PCT/EP2016/069416 external-priority patent/WO2017029285A1/en
Publication of RS62778B1 publication Critical patent/RS62778B1/sr

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/20Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2007Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/10Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/144Measuring or calculating energy consumption
    • F24H15/148Assessing the current energy consumption
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/20Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/212Temperature of the water
    • F24H15/219Temperature of the water after heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/30Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/355Control of heat-generating means in heaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/30Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/395Information to users, e.g. alarms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/40Control of fluid heaters characterised by the type of controllers
    • F24H15/414Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electronic processing, e.g. computer-based
    • F24H15/45Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electronic processing, e.g. computer-based remotely accessible
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1927Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
    • G05D23/193Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
    • G05D23/1931Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of one space
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/18Water-storage heaters
    • F24H1/20Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes
    • F24H1/201Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes using electric energy supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/18Water-storage heaters
    • F24H1/20Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes
    • F24H1/208Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes with tubes filled with heat transfer fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/20Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/254Room temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Description

Opis
[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na aparaturu i postupak za upravljanje toplom vodom u rezervoaru za skladištenje tople vode sistema grejanja.
[0002] Pronalazak omogućava upravljanje toplom vodom u rezervoaru za skladištenje tople vode praćenjem profila temperature vode unutar rezervoara (što se često navodi kao stratifikacija). Uobičajeni način da se ovo uradi je da se postave senzori temperature po dužini rezervoara. Međutim, kod modernih rezervoara izolacija je često ugrađena na rezervoaru čineći veoma teškim da se ovo efektivno uradi, a takođe dovodi i do komplikacija u praksi, zbog lokacije rezervoara itd.
[0003] WO2012/069497 je usmeren na upravljanje sistemom za snabdevanje električnom energijom za objekat krajnjeg korisnika koji je priključen na mrežu za snabdevanje električnom energijom, pri čemu objekat krajnjeg korisnika sadrži uređaj za akumulaciju energije sa sredstvima za nadzor jednog ili više radnih parametara uređaja za akumulaciju energije; sredstva za nadzor su povezana sa kontrolerom koji je funkcionalno povezan sa uređajem za akumulaciju energije radi upravljanja radom uređaja za akumulaciju energije; pri tome kontroler sadrži algoritam za samostalno učenje koji može odrediti radne karakteristike uređaja za akumulaciju energije koji je povezan sa njime, tako da se poboljša efikasnost sistema za snabdevanje električnom energijom putem prilagođavanja reakcije sistema za snabdevanje električnom energijom u skladu sa određenim radnim karakteristikama uređaja za akumulaciju energije.
[0004] WO2010/069815 se odnosi na aparaturu i postupke za nadzor rezervoara za toplu vodu sistem grejanja sa toplom vodom. Aparatura sadrži najmanje dva senzora temperature u rezervoaru za merenje temperature na najmanje dve različite visine rezervoara i generisanje odgovarajućih signala senzora kao reakciju na izmerene temperature; procesnu opremu koja je konfigurisana za prijem signala senzora u rezervoaru, zatim na osnovu toga određivanje vrednosti parametra nivoa tople vode, koji predstavlja indikaciju udela ukupne zapremine vode u rezervoaru koja je iznad prethodno određene temperaturske granice, i davanje na izlazu vrednosti parametra nivoa tople vode; i elektronsku memoriju za prijem i memorisanje vrednosti parametra nivoa tople vode.
[0005] US 2010/004790 se odnosi na sistem za pomeranje zahteva za energijom iz vršnog vremenskog okvira u vremenske okvire izvan vršnog korišćenjem pomeranja opterećenja grejača tople vode, dok se krajnjem korisniku obezbeđuje nivo usluge (tj. raspoloživost tople vode) u skladu sa korisnikovim uobičajenim korišćenjem koje je opisano kriterijumima kvaliteta usluge. Pomeranje se ostvaruje pomoću kontrolera koji je smešten kod objekta krajnjeg korisnika i koji se nalazi u komunikaciji sa centralnim upravljačkim serverom. Kontroler nadzire gornju i/ili donju temperaturu lokalnog grejača vode i upravlja gornjim i/ili donjim grejnim elementima grejača vode u skladu sa procesom pomeranja zahteva kojim upravlja centralni upravljački server.
[0006] US 2013/197827 opisuje aparaturu i postupak za određivanje zapremine tople vode koja se isporuči u toku zadatog vremenskog okvira iz grejača vode na ugljovodonično gorivo na bazi zapremine goriva koju potroši grejač vode u toku tog vremenskog okvira i prosečne razlike temperatura između ulazne temperature vode i izlazne temperature vode u toku tog vremenskog okvira.
[0007] US 4,568,821 se odnosi na aparaturu i postupak za upravljanje sistemom grejača za toplu vodu za domaćinstvo kod koga se aktuelna temperatura vode u spremišnom rezervoaru sistema meri kontinualno, pa se izmerena temperatura vode kontinualno prikazuje na lokaciji koja je udaljena od grejača vode. Postoje upravljačka sredstva koja su smeštena na udaljenoj lokaciji za aktiviranje sredstava za napajanje na grejaču vode radi zagrevanja vode. Sredstva za napajanje aktivira osoba koja namerava da koristi zagrejanu vodu na bazi izmerene temperature vode koja se prikazuje kontinualnim prikazom u trenutku merenja i nameravanog korišćenja vode.
[0008] EP 2051016 se odnosi na sistem za snabdevanje toplom vodom spremišnog tipa koji sadrži rezervoar za skladištenje tople vode namenjen za skladištenje tople i hladne vode; jedinicu toplotne pumpe za grejanje tople i hladne vode dovedene iz rezervoara za skladištenje tople vode; cevasto telo za dovod vode koje je predviđeno u rezervoaru za skladištenje tople vode, koje se produžava u gornjem i donjem smeru, za vođenje tople i hladne vode do spoljašnjosti; i slavinu za toplu vodu do koje se vode topla i hladna voda koje su uzete iz spoljašnjosti rezervoara za skladištenje tople, i koji je karakterističan po tome što je cevasto telo za dovod vode opremljeno sa najmanje jednim gornjim otvorom za dovod vode u blizini gornje strane rezervoara za skladištenje tople vode i srednjim otvorom za dovod vode koji je izveden niže od gornjeg otvora za dovod vode.
[0009] Aparatura prema predmetnom pronalasku za koju se traži zaštita može obezbediti upravljanje funkcionalnošću tople vode zahvaljujući samo nadzoru temperature na odvodnoj cevi i korišćenju softvera za izračunavanje profila temperature u rezervoaru na bazi poznatih i otkrivenih svojstava rezervoara.
[0010] Pronalazak je konkretnije definisan u priloženim patentnim zahtevima koji su uključeni u ovaj opis kao referenca.
[0011] Pronalazak će biti detaljnije opisan u nastavku sa pozivom na priložene slike nacrta, koje prikazuju, isključivo kao primer, više primera izvođenja aparature i postupka za upravljanje toplom vodom u rezervoaru za skladištenje tople vode sistema grejanja u skladu sa pronalaskom.
Kratki opis slika nacrta
[0012]
Slika 1 prikazuje ključne komponente rezervoara za toplu vodu koje uključuju odvodnu cev, izolaciju cevi i jedan primer izvođenja kućišta senzora temperature;
Slika 2 prikazuje odvodnu cev za toplu vodu sa jednim primerom izvođenja montažnog nosača senzora temperature u njegovom otvorenom položaju;
Slika 3 prikazuje jedan primer izvođenja montažne platforme za senzor;
Slika 4 detaljno prikazuje kućište u otvorenom položaju;
Slika 5 prikazuje delimični presek tipičnog rezervoara za skladištenje tople vode sa odvodnom cevi za toplu vodu sa jednim primerom izvođenja pričvršćenog montažnog nosača senzora temperature;
Slika 6 prikazuje više različitih opcija montaže za različite konfiguracije armature;
Slika 7 prikazuje dva primera izvođenja pronalaska, pri čemu jedan prikazuje primer izvođenja sa ekranom interfejsnog panela i drugi primer izvođenja prikazuje verziju koja se napaja baterijama;
Slika 8 prikazuje primer tipičnog uronjenog elementa;
Slika 9 prikazuje jedan primer izvođenja pronalaska gde je strujna klema pričvršćena unutar uronjenog kućišta;
Slika 10 prikazuje jedan primer izvođenja pronalaska koji pokazuje komunikaciju između pronalaska i upravljačke aparature korišćenjem komunikacija putem energetskih vodova;
Slika 11 prikazuje jedan primer izvođenja pronalaska koji prikazuje komunikacioni kabl koji se vezan direktno za udaljenu upravljačku aparaturu;
Slika 12 prikazuje dva dodatna primera izvođenja montažne aparature za senzor temperature koja sadrži jednu platformu za senzor koja se montira direktno u oblogu cevi;
Slika 13 prikazuje neke alternativne komponente kućišta senzora temperature uključujući mehanizam sa opružnom stezaljkom, koja se zahvata sa odvodnom cevi, montažne platforme, ultrazvučne detektore i toplotne ponore;
Slika 14 prikazuje neke ključne opcione karakteristike korisničkog interfejsa montiranog na zidu;
Slika 15 prikazuje jedan primer izvođenja korisničkog interfejsa za posmatranje i za zakazivanje isporuke tople vode;
Slika 16 prikazuje jedan primer izvođenja mobilnog korisničkog interfejsa;
Slika 17 je algoritam koji prikazuje ključne korake u prvom primeru izvođenja programa koji se koristi za rad sistema; i
Slika 18 prikazuje model rezervoara sa diskretnim ćelijama po dužini rezervoara, tako da svaka sekcija nalikuje disku sa datom zapreminom vode.
[0013] Aparatura sadrži montažni nosač za pričvršćivanje na odvodnu cev rezervoara za toplu vodu, pri čemu je nosač prilagođen za držanje jednog ili više senzora temperature, a senzori su prilagođeni za obezbeđivanje signala temperature sa izlaza rezervoara za toplu vodu, kompjuterski implementiranu procesnu opremu koja je konfigurisana lokalno ili daljinski za prijem signala senzora temperature, pri čemu je procesna oprema prilagođena za upravljanje sa jednim ili više procesnih sredstava za uspostavljanje raspodele temperature unutar rezervoara, i interfejs za komunikaciju sa korisnikom ili sa dodatnim procesorima, bilo lokalno ili daljinski.
[0014] Slika 1 prikazuje jedan primer izvođenja aparature gde je montažni nosač pričvršćen na odvodnu cev rezervoara za toplu vodu. Nosač je prilagođen za držanje jednog ili više senzora temperature. Senzori su prilagođeni za to da procesnim sredstvima obezbede signale senzora temperature sa izlaza rezervoara za toplu vodu. Procesna sredstva su prilagođena za upravljanje sa više procesnih postupaka da bi se uspostavila raspodela temperature unutar rezervoara.
[0015] Posedovanje senzora koji su postavljeni samo na odvodnoj cevi pruža značajne prednosti u odnosu na konfiguraciju koja sadrži senzore po dužini rezervoara, a naročito kod modernih rezervoara, koji imaju izolaciju koja je ugrađena u oblogu rezervoara čineći veoma teškom i u suštini neostvarivom direktnu montažu senzora koji bi tačno merili temperaturu na različitim visinama u rezervoaru.
[0016] Postupak je uključen u modele procesnih elemenata rezervoara kao diskretnih ujednačenih elemenata duž njegove vertikalne ose. Za svojstva vode u gore navedenim elementima se pretpostavlja da su ujednačena u okviru tih elemenata. Razvijeni su empirijski modeli stratifikacije za različite geometrije rezervoara i izvore energije. Nivoi napajanja energijom se mogu meriti direktno korišćenjem strujnog transformatora sa procesnim elementom konfigurisanim za prijem signala iz strujnog transformatora.
[0017] Alternativno tome, nivoi snage svakog grejnog elementa mogu biti unos kao fundamentalna svojstva sistema radi uključivanja u postupak.
[0018] Dinamičke karakteristike temperature zabeležene pomoću senzora temperature koji je najbližeg gornjoj strani senzora 315 rezervoara, zajedno sa informacijom o izvoru energije (bilo izmerenom ili unetom kao karakteristika), mogu se koristiti za određivanje stratifikacije energije iz izvora energije na diskretnim elementima unutar rezervoara, što omogućava da tokom vremena bude rekurzivno razvijen model profila unutar rezervoara.
[0019] Posle korišćenja indirektnog izvora energije, celokupni ili parcijalni ciklus ispuštanja sistema će omogućiti određivanje potrošnje energije iz pomenutog izvora za buduće korišćenje u modelu stratifikacije. Gubici energije iz rezervoara zavisiće od različitih karakteristika sistema i okruženja, kao što je delta temperature između okruženja i elemenata, debljine i svojstava izolacije itd. Procesni element koristi dinamička svojstva manjeg opsega temperature na lokaciji T1 za uspostavljanje svojstava akumulacije energije rezervoara i ažurira akumulaciju energije svakog podelementa u skladu sa tim.
[0020] Pored toga, koeficijent gubitka iz rezervoara je zavistan od gustine akumulirane energije u rezervoaru, tj. manja zapremina vode će se ohladiti brže nego veća zapremina vode kada su uskladištene na istoj temperaturi. Ova karakteristika se može koristiti od strane sistema za određivanje karakteristika ključnih performansi sistema.
[0021] Najveći izvor gubitaka energije iz sistema biće onaj kada se iz sistema isporučuje topla voda. Odvodna cev će imati malu razliku temperatura u odnosu na najvišu temperaturu u rezervoaru, zbog rashladnog dejstva okolnog vazduha na odvodnu cev. Kada se iz sistema isporučuje voda, onda će odvodna cev momentalno osetiti povećanje temperature koje procesni element koristi za detekciju isporuke vode iz sistema.
[0022] Da bi se poboljšala tačnost, drugi senzor 312 je odmaknut od prvog senzora 315 duž odvodne cevi i predviđene su rashladne karakteristike 311 oko drugog senzora 312 (T2), što će stimulisati veće delta temperature na izlaznom nadzornom nosaču, čime se povećava tačnost.
[0023] Procesni element će koristiti delta temperature za identifikaciju kada se voda isporučuje iz sistema. Kada voda prestane da teče, odvodna cev će se ponovo ohladiti, što omogućava da procesni element detektuje kada je prestalo proticanje vode. Ponovo, tačnost je poboljšana zahvaljujući uključivanju drugog senzora temperature, tako da se delta temperature povećavaju.
[0024] Brzina kojom temperature konvergiraju se može koristiti za lakše određivanje protoka kroz cev.
[0025] Pošto se voda isporuči iz sistema, što će biti izvršeno iz najvišeg podelementa sistema, onda se u sistem uvodi hladna voda, na najnižem podelementu. Unutrašnji prenos energije unutar sistema će biti u vertikalnom smeru sa podelementa na podelement, pri čemu je procesni element uključen u gore navedeni model stratifikacije, tako da će rezultujući model imati uključenu energiju koja je odvedena iz sistema i uticaj koji će ovo imati na stratifikaciju energije unutar sistema.
Element(x) _t(0) = element(x) _t(-1)*Koeficijent_gubitka [element(x 1)_t(-1) -element(x) _t(-1)]* protok
[0026] gde
Element(x)_t(0) je aktuelna akumulirana energija iznad 0°C za bilo koji podelement rezervoara
Element(x)_t(-1) je akumulirana energija iznad temperature okoline za aktuelni podelement izračunata u prethodnom predefinisanom periodu
Element(x+1)_t(-1) je akumulirana energija u podelementu ispod elementa x u prethodno predefinisanom periodu
Protok = protok iz sistema
Koeficijent_gubitka = gubitak usled neefikasnosti rezervoara.
[0027] Iterativni postupak koji je uključen u procesni element će zbog toga održavati prikaz u realnom vremenu akumulirane energije svakog podelementa sistema sa rezervoarom za toplu vodu. Primena svojstva specifičnog toplotnog kapaciteta vode na postupak omogućava da profil bude pretvoren u temperaturu svake podsekcije. Kada je jednom poznata željena temperatura vode, onda raspoloživa topla voda može biti određena izračunavanjem zapremine vode iz okruženja koja treba da bude dodata svakom podelementu u cilju da se isporuči voda sa željenom temperaturom, tako što se izračunava ukupni potencijalni kapacitet korisne tople vode.
[0028] gde su
L = ukupno raspoloživi korisni litri
Sec = broj sekcije
T(sec) = temperatura podsekcije
Tu = predefinisana temperatura tražene vode
Ls = kapacitet svake podsekcije
Ta = temperatura dovoda hladne vode.
[0029] Ovo omogućava da sistem izveštava korisnika u realnom vremenu o raspoloživom kapacitetu tople vode.
[0030] Empirijski modeli stratifikacije se koriste za rekurzivnu predikciju budućih profila stratifikacije unutar rezervoara kada je omogućeno korišćenje različitih izvora energije. Procesni element uključuje mehanizam za unos zahteva za utvrđenom količinom tople vode od strane korisnika. Procesni element rekurzivno predviđa stratifikaciju u rezervoaru na bazi svakog izvora grejanja za isporuku pomenute zapremine vode i donosi odluku o tome koji izvor grejanja treba angažovati i kojom brzinom treba isporučiti pomenutu zapreminu vode na bazi minimizacije korišćenja energije, brzine isporuke ili troškova isporuke, u zavisnosti od toga šta se smatra većim prioritetom.
[0031] Procesni element će upravljati izvorom energije po potrebi i nadziraće performanse sistema da bi obezbedio upravljanje u zatvorenom kolu sa povratnom spregom i da bi obavestio korisnika kada se tražena zapremina vode nalazi na raspolaganju. Ova funkcionalnost obezbeđuje značajne prednosti krajnjem korisniku, pošto korisnik može sadejstvovati sa sistemom zahtevanjem zapremina vode i sistem inteligentno upravlja sistemom za isporuku tražene količine vode što je brže moguće ili uz minimalnu količinu gubitaka.
[0032] Procesni element će takođe uključivati element za daljinske komunikacije koji će omogućiti da sistem prima zahteve ili komande daljinski. Ovo omogućava da sistem deluje kao element u makrosistemu, gde se mnoštvom sistema može upravljati zajednički, za svrhe upravljanja mrežom. Primer ove primene je slučaj velikih količina viška obnovljive energije koje se nalaze na raspolaganju, kada se može upravljati mnoštvom sistema (na bazi izveštaja o njihovom raspoloživom kapacitetu) da bi se iskoristio višak energije i da bi se stabilizovala mreža.
[0033] Procesni element će prikupljati podatke o svojstvima gubitka toplote rezervoara. Ova informacija se može upotrebiti za dodeljivanje ocene o energetskoj efikasnosti rezervoara i sistema i za identifikaciju koji su sistemi sa slabim performansama i podesni za unapređivanje u modernije, energetski efikasnije alternative.
[0034] Procesni element će identifikovati isporuku tople vode iz sistema i uključivaće element za učenje radi predikcije ponavljanja ciklusa korišćenja. Sistem onda može proaktivno upravljati sistemom radi isporuke ovih šema korišćenja, kao i radi uključivanja da efikasna količina vode u slučaju nužde korisniku bude trajno na raspolaganju.
[0035] Sistem će prikupiti značajne podatke o korišćenju tople vode koji se takođe mogu sistematizovati za socijalne studije o korišćenju tople vode, korišćenju energije, ponašanjima itd.
Detaljni opis nacrta i načina funkcionisanja pronalaska
[0036] Na slici 1 je prikazan rezervoar 110 za toplu vodu sa odvodnom cevi 180 za toplu vodu koja je pričvršćena za pomenuti rezervoar pomoću spojnog kolena 160. Cev ima sekciju izolacije 170 i jedan primer izvođenja kućišta 140 senzora temperature montiranog pored pomenutog kolena 160. Takođe postoji uronjeni grejni element 150 na gornjoj strani.
[0037] Slika 2 prikazuje isto kućište 140 senzora u otvorenom položaju, koji omogućava da se vidi jedan primer izvođenja montažne platforme 121 za senzor temperature.
[0038] Slika 3 prikazuje montažnu platformu 120 za senzor temperature koja uključuje prvi senzor 315 temperature, a takođe su prikazani drugi senzor 312 temperature, odvodna cev 311 kao toplotni ponor i senzor 313 temperature okoline za dodatnu tačnost. Senzor temperature okoline je postavljen da bi obezbedio procesnoj opremi podatke o temperaturi okoline koja deluje na dovodnu cev. Ovo omogućava da sistem dinamički kompenzuje efekat koji ovo ima na brzinu promene na izlazu senzora i odstupanja koja su neophodna pri normalnom radu. Procesna sredstva 314, pomoćni terminal (1)316, pomoćni terminal (2)318, i pomoćni terminal (3)319 su takođe ilustrovani zajedno sa TEC toplotnim ponorom 320 i montažnom obujmicom 316.
[0039] Slika 4 prikazuje karakteristike kućišta 140 polazeći od šarnirnog mehanizma 412, izolovanog dna 413 prvog senzora temperature, izolovanog vrha 415 prvog senzora temperature, ventilacionih perforacija na vrhu i dnu 418/420 drugog senzora, jezičaka 414 za podešavanje varijabilnog prečnika, voda 417 senzora temperature okoline i proreza 419 za kablove.
[0040] Slika 5 prikazuje delimični presek tipičnog rezervoara 110 za toplu vodu sa spiralom 512 za izmenu toplote, dovodom 515, odvodom 513, izolacijom 511 rezervoara i mestom 514 za prihvat termostata za toplu vodu. Ako se na raspolaganju nalazi mesto 514 za prihvat
1
termostata, onda ono može biti primenjeno na pomoćnom terminalu 318 kada je potrebno upravljanje spiralom 512 za izmenu toplote.
[0041] Slika 6 prikazuje više različitih opcija montaže za različite konfiguracije 611-618 armature uključujući korišćenje pomoćnih senzora temperature, tamo gde su potrebni.
[0042] Slika 7 prikazuje dva primera izvođenja pronalaska, od kojih jedan prikazuje primer izvođenja sa ekranom interfejsnog panela 711, dok drugi primer izvođenja prikazuje verziju 712 koja se napaja baterijama i može komunicirati korišćenjem RF radija.
[0043] Slika 8 prikazuje primer tipičnog uronjenog elementa koji uključuje potopljeni element 813 potopljenog termostata 815 i element 814 kupatila termostata 816 kupatila. Ona takođe prikazuje strujnu klemu 811 i uronjeni poklopac 812.
[0044] Slika 9 prikazuje spoj 911 između strujne kleme unutar uranjanja i jedan primer izvođenja pronalaska koji sadrži ekran interfejsnog panela 711.
[0045] Slika 10 prikazuje jedan primer izvođenja pronalaska koji prikazuje komunikacioni kabl 914 između pronalaska i kabl 912 upravljačke aparature koji koristi tehnologiju komunikacije putem energetskih vodova.
[0046] Slika 11 prikazuje jedan primer izvođenja pronalaska koji prikazuje komunikacioni kabl 913 koji vodi direktno do udaljene upravljane aparature.
[0047] Slika 12 prikazuje dva dodatna primera izvođenja montažne aparature 144 za senzor temperature, koja uključuje jednu platformu 141 za senzor koja se montira direktno na oblogu cevi.
[0048] Slika 13 prikazuje montažnu platformu 120 za senzor temperature koja uključuje prvu stezaljku 321 za pričvršćivanje cevi i drugu stezaljku 322 za pričvršćivanje cevi, gde je svaka stezaljka prilagođena za direktno dejstvo na element za merenje temperature, toplotni ponor 320 i toplotnu barijeru 325. Takođe je prikazana odvodna cev 180 za toplu vodu koja je pričvršćena na pomenutim stezaljkama. Jedan primer izvođenja ultrazvučnog merača protoka je prikazan sondama 323 i 324.
[0049] Na slici 14 je prikazano čvorište 915 montirano na zidu, koje sadrži vizuelni prikaz rezervoara 919 za toplu vodu koji sadrži nivo 918 tople vode, dugme 916 za pojačanje namenjeno za pojačanje i sadejstvo sa pomenutim čvorištem i dugme 917 za električnu izolaciju. Ciljni nivo korisne tople vode je prikazan u dva stanja 30% 920 i 60% 921. Jedan primer izvođenja koji ukazuje da je voda zagrejana prikazan je u vidu mehurića koji se podižu 922, dok je talas 924 koji se kreće i ukazuje da je ciljna zapremina korisne vode iznad aktuelne zapremine nivoa korisne tople vode takođe prikazan sa 925.
[0050] Na slici 15 je brojčanik koji se koristi za prikazivanje nivoa vode koja se nalazi na raspolaganju u bilo kom datom trenutku u toku perioda od 24 časa. Skoro prazan rezervoar je označen sa 951, dok je pun rezervoar označen sa 950 uz korišćenje segmenata u pomenutom brojčaniku. Uključen je jedan primer izvođenja koji prikazuje nivo tople vode/temperature unutar rezervoara u različitim stanjima 926, 927 i 928.
[0051] Slika 16 prikazuje mobilni uređaj 930 koji sadrži vizuelni prikaz rezervoara 932 za toplu vodu sa količinom tople vode prikazanom kao procenat ukupnog kapaciteta rezervoara 931. Ikone koje prikazuju kupatilo 933, sudoperu 938 i tuševe 934 i 935 su takođe uključene. Sredstva za traženje tople vode 936 i nagoveštaji kako to uraditi 937 takođe su uključeni.943 pokazuje dinamičku sposobnost pomenutih ikona da odražavaju profile različitih korisnika.
939 prikazuje korisnika koji zahteva 25% napunjenosti rezervoara tople vode. 940 prikazuje korisnika koji zahteva 68% napunjenosti rezervoara tople vode. 941 prikazuje tajmer sa odbrojavanjem koji prikazuje vreme dok topla voda bude spremna. 942 prikazuje ciljni nivo tople vode iznad aktuelnog nivoa tople vode u sredini događaja zagrevanja.
[0052] Slika 17 prikazuje glavne algoritme.
[0053] Slika 18 prikazuje model rezervoara 161 sa diskretnim ćelijama po dužini rezervoara 162, tako da svaka sekcija nalikuje disku sa datom zapreminom vode. Prikazana je formula za koeficijent stratifikacije 164
F(x) = [ F(x-1) C(x) ] * R
gde je R = koeficijent stratifikacije,
Koeficijent stratifikacije je udeo ukupnih gubitaka za sloj koji se prenosi na donji sloj.
[0054] Koeficijent je linearno zavisan od gradijenta temperature koji već postoji između sloja X i X+1, koji je jedinica kada ne postoji gradijent i smanjuje se na nulu kada je gradijent 25oC/m (određeno empirijski).
[0055] Predmetnim pronalaskom su realizovani jedan ili više softverskih modula koji mogu raditi na modelu rezervoara kao diskretne ćelije po dužini rezervoara tako da svaka sekcija nalikuje disku sa datom zapreminom vode. Pretpostavlja se da sva voda u svakoj podsekciji ima ujednačenu temperaturu. Podaci su prikupljeni sa različitih tipova rezervoara u odgovarajućoj oblasti nadziranjem temperatura po njihovoj dužini da bi se shvatilo kako se temperatura raspodeljuje za različite metode zagrevanja, tj. električne grejne elemente prema solarnim ili bojleru.
[0056] Pošto nije praktično da se direktno meri najtopliji deo rezervoara, sistem zavisi od očitavanja temperature uzetog duž odvodne cevi, što je moguće bliže vrhu rezervoara. Primenjuje se postupak kompenzacije da bi se podesilo da ovo očitavanje temperature što više odgovara temperaturi na vrhu rezervoara.
[0057] Kada sistem miruje, onda će postojati delta temperature između oba senzora temperature na odvodnoj cevi, pri čemu je senzor koji je najudaljeniji od rezervoara hladniji od onog drugog. Kada dođe do protoka, voda iz najtoplijeg dela rezervoara će prolaziti pored oba senzora i oba očitavanja temperature će konvergirati. Ovo je jedan mehanizam koji se koristi za identifikaciju kada dolazi do protoka. Slično tome, kada protok prestane, očitavanja temperature će divergirati, pri čemu će se senzor koji se nalazi najdalje od rezervoara ohladiti brže od onog drugog, čime je obezbeđen mehanizam za detekciju kada je protok prestao. Pored toga, kada dođe do protoka, onda će temperatura koju zabeleže senzori biti temperatura vode koja se isporučuje sa vrha rezervoara. Ovo pruža mogućnost da se odredi faktor kompenzacije praćenjem porasta temperature koji detektuje prvi senzor na odvodnoj cevi. Ovaj faktor korekcije se onda može upotrebiti za korekciju budućih vrednosti koje zabeleži senzor da bi se tačnije prikazala temperatura na vrhu rezervoara.
[0058] Konačno, kada se detektuje protok, onda se prethodno određeni model stratifikacije koristi za praćenje protoka kroz rezervoar i time se određuje revidirana stratifikacija u rezervoaru kao rezultat događaja isporuke vode. Podudaranje zabeležene temperature na odvodnoj cevi sa prethodno izračunatim nivoima stratifikacije u rezervoaru će omogućiti određivanje isporučene zapremine, tj. protoka.
[0059] Kada se rezervoar nalazi u stanju ravnoteže, tj. kada nema izvora grejanja i nema protoka, toplota se gubi iz sistema usled konduktivnih gubitaka. Ovi gubici će se pojaviti na vrhu rezervoara i na stranama rezervoara. Voda koja se ohladi na stranama rezervoara će teći naniže izvan rezervoara, dok će se toplija voda iz nižih slojeva pomerati naviše u centru rezervoara, što će dovesti do pojave prirodne stratifikacije u rezervoaru, pri čemu će manje efikasni rezervoari imati veću brzinu stratifikacije zbog većih gubitaka. Ovo će rezultovati gubitkom energije u svakom sloju usled konvektivnih gubitaka preko strana rezervoara, kao i konvektivnih gubitaka zbog struja generisanih u rezervoaru. Nešto energije se takođe razmenjuje zbog vrtložne struje iz donjeg sloja. Veličina gubitaka energije koja prelazi na donji sloj je proporcionalna ukupnim gubicima za taj sloj i ima inverzni linearni odnos sa gradijentom temperature donjeg sloja, tj. što je manji gradijent temperature, to su veće vrtložne struje koje se generišu i zbog toga je veći gubitak energije koji se prenosi na donji
1
sloj. Energija koja se prenosi sa sloja na sloj može se odrediti nadzorom gubitaka iz rezervoara i vrši se određivanje stratifikacije koja se prirodno pojavljuje u rezervoaru.
[0060] Stepen pada temperature na vrhu rezervoara omogućava da se odredi procena energetskih performansi rezervoara. Ovo se određuje nadziranjem retencionih energetskih performansi rezervoara tokom produženog perioda. Ovaj faktor performansi može se koristiti onda kada se rezervoar nalazi u dinamičkom stanju, npr. kada se koristi izvor grejanja, da bi se odredili nivoi stratifikacije koji se će razviti u toku dinamičkog stanja. Ovo je neophodno zbog činjenice da se gubici energije iz sistema ne mogu direktno meriti, zbog toga što se sistemu istovremeno dovodi energija. U toku takvog stanja, svojstva koja je sistem prethodno naučio mogu se primeniti za održavanje modela stratifikacije za sistem.
[0061] Kada se jednom primeni model stratifikacije, onda se energija iz odgovarajućih izvora grejanja može dovesti u sistem, kada je to moguće. Za električne izvore, u jednom primeru izvođenja, dovedena energija se meri pomoću posebnog senzora. Onda se porast temperature na gornjoj strani sistema koristi za određivanje na koliko slojeva to utiče, tako da se energija isporučena od strane izvora potpuno raspodeli po sistemu.
[0062] Za neelektrične izvore, ukupna dovedena energija nije poznata. Za takve izvore, sistem može primiti unos koji specifikuje broj slojeva koje zagreva takav izvor i onda se porast temperature koji se detektuje na gornjoj strani sistema koristi za određivanje raspodele energije unutar sistema. Sledeća opcija je da sistem nauči ovo svojstvo, pošto se pražnjenje sistema primeni neposredno posle ciklusa grejanja da bi se odredila zapremina vode koja je zagrejana pomoću neelektričnog izvora.
[0063] U slučaju kada je na rezervoar postavljen dodatni senzor temperature, onda se može primeniti metod korekcije greške kao unakrsna referenca sa modelom stratifikacije sa dodatnim senzorom da bi se dalje povećala tačnost.
[0064] Akumulacija energije, iznad 0°C, svakog podsloja je primarna promenljiva koja se koristi u postupku. Specifični toplotni kapacitet vode i zapremina svakog sloja se onda koriste za izračunavanje prosečne temperature svakog sloja i, konačno, ukupne zapremine korisne vode koja se nalazi na raspolaganju krajnjem korisniku.
[0065] Postupak je iterativan, pošto svoje izračunavanje profila temperature bazira na prethodnom profilu temperature. tj. potrebna je informacija o istoriji i onda se izračunava primljena energija i predata energija. Profil se ne može jednostavno odrediti uzimanjem merenja temperature.
[0066] Postoje prilike u normalnom ciklusu grejanja i hlađenja uređaja za skladištenje tople vode kada model stratifikacije mora da radi sa ograničenom rezolucijom slabo stratifikovanog rezervoara. U jednom primeru izvođenja pronalaska vrši se postupak dinamičkog ponderisanja da bi se ovaj položaj poboljšao kombinovanjem dva ili više postupaka praćenja energije u rezervoaru. Tokom vremena će procesna sredstva odrediti prosečni protok u sekundi na osnovu smanjenja energije za svaki specifični rezervoar, a ovi podaci, kada se koriste u vezi sa podacima o nivoima energije iz modela stratifikacije kao polaznom tačkom, mogu biti formulisani tako da daju drugu procenu energije koja je akumulirana u rezervoaru, a ova procena se smanjuje ako i kada se detektuje protok na osnovu smanjenja energije koje odgovara vrednosti protoka u sekundi. Ako se ova slika kombinuje sa slikom iz modela stratifikacije sa postupkom ponderisanja koji dinamički podešava ponderisanje na bazi performansi procesnog postupka u sekcijama ciklusa rada gde se empirijski podaci, sa ili bez statističkih postupaka, kao što je regresiona analiza, koriste za kalibraciju koeficijenta ponderisanja jednog procesa merenja u odnosu na drugi, može se dobiti tačniji rezultat za energiju nego ako se koristi samo jedan postupak.
[0067] Postupak je takođe baziran na izračunavanju akumulirane energije u svakoj podsekciji. Kada je poznata akumulirana energija u svakoj sekciji, onda se ona može pretvoriti u prosečnu temperaturu za tu sekciju na bazi prethodno definisane zapremine podsekcije. Svaka podsekcija može isporučiti veću zapreminu korisne vode od zapremine aktuelne podsekcije zagrevanjem vode u toj sekciji na temperaturu koja je viša od izabrane temperature kao granice za korisnu vodu, tj. ako je granica za korisnu vodu podešena na 40 stepeni, onda 10 litara vode sa 60 stepeni može isporučiti 20 litara korisne vode mešanjem vode sa 60 stepeni sa 10 litara vode sa 20 stepeni (što daje 20 litara sa prosečnom temperaturom od 40 stepeni).
[0068] Ovaj princip se koristi za izračunavanje prinosa korisne vode iz svake podsekcije, na osnovu čega se vrši izveštavanje o ukupnoj zapremini korisne vode koja se nalazi na raspolaganju u sistemu. Model u postupku izračunava uticaj koji će svaki izvor energije imati na profil vode u rezervoaru.
[0069] Gore opisani postupak obuhvata raspodelu energije iz različitih izvora unutar sistema. Isti postupak se može koristiti za hipotetičko izračunavanje uticaja različitih izvora koji se primenjuju na sistem. Zbog toga ako korisnik zatraži više vode, onda postupak može izvršiti hipotetički scenario kada je svaki izvor grejanja uključen da bi dalje izračunao potrebnu dovedenu energiju i potrebno vreme za isporuku tražene količine vode.
[0070] Sistem zato može izračunati optimalni način da isporuči traženu zapreminu vode korisniku – optimalno može značiti sa najmanjom količinom energije ili za najkraće vreme ili uz najmanje troškove (što ne mora biti isto). Sistem takođe može upravljati željenim grejnim
1
elementom, tokom željene dužine vremena, željenom brzinom, da bi isporučio željenu vodu i obavestio korisnika kada je ista spremna.
[0071] Shodno tome, predmetnim pronalaskom su realizovani aparatura i postupci za upravljanje toplom vodom u rezervoaru za skladištenje tople vode sistema grejanja.
[0072] Pronalaskom su obezbeđena sredstva za praćenje profila temperature tople vode u rezervoarima za toplu vodu da bi se omogućilo da se korisnici izveste o tome koliko tople vode imaju na raspolaganju za korišćenje.
[0073] Pronalaskom su obezbeđeni jedan ili više softverskih modula koji mogu raditi tako da izračunaju kako se sve profil temperature menja kada se rezervoar zagreva od strane različitih izvora, npr. kada se rezervoar zagreva pomoću niskomontažnog uređaja, on će promeniti profil u poređenju sa time kada se zagreva pomoću bojlera.
[0074] Pronalaskom su obezbeđeni jedan ili više softverskih modula koji mogu raditi tako da pretvore profil temperature u količinu "korisnih litara" ili će korisnik, tj. korisnici dobiti jednostavan prikaz koji ih informiše o zapremini tople vode koja im se nalazi na raspolaganju.
[0075] Pronalaskom su obezbeđena upravljačka sredstva za uključivanje i isključivanje različitih izvora za grejanje rezervoara. Ova upravljačka sredstva će takođe imati sposobnost daljinskog pristupa, tako da se izvori energije mogu uključivati daljinski.
[0076] Jedan ili više softverskih modula mogu raditi da bi se odredilo kako različiti izvori grejanja utiču na rezervoar, tako da postupak može obezbediti funkcionalnost korisnicima kada oni zahtevaju izvesnu količinu vode. Sistem onda može izračunati optimalni način za isporuku te vode i upravljanje odgovarajućim izvorom grejanja da bi se isporučila tražena topla voda.
[0077] Pronalaskom su realizovani rezervoari za vodu koji imaju sposobnost daljinskog upravljanja, kao i izveštavanja o aktuelnoj akumuliranoj energiji u rezervoaru. Rezervoar se može koristiti kao deo veće populacije za svrhe stabilizacije mreže ili za upravljanje na strani potražnje (engl. demand side management, skr. DSM), npr. kada se na raspolaganju nalazi višak vetra, može biti naređeno svim rezervoarima da se uključe u cilju da koriste taj višak energije ili kada se mreža približava granici svog kapaciteta, onda se rezervoari mogu isključiti tokom perioda za smanjenje opterećenja mreže. Sposobnost daljinskog upravljanja takođe obezbeđuje sposobnost rada prenosnog sistema (engl. transmission system operation, skr. TSO) i rada distributivnog sistema (engl. distribution system operation, skr. DSO) za podešavanje prethodno postavljenih pravila kako da reaguju kada se pojavi slučaj poremećaja
1
napona ili frekvencije na energetskoj mreži, tipično podešavanjem njegovog opterećenja na sistemu.
[0078] Kako jedan, tako i više softverskih modula mogu da rade tako da prate izvore toplote u rezervoaru, a kritično je da se prati protok vode iz rezervoara da bi se ažurirao profil temperature u rezervoaru kada se voda isporuči.
[0079] Predmetni pronalazak obezbeđuje jedinstveni način da se ovo izvrši putem nadzora promene temperature odvodne cevi. Ovo obezbeđuje jednostavan, nenametljiv parametar za rad jednog ili više softverskih modula.
[0080] Aspekti predmetnog pronalaska su opisani samo kao primer i trebalo bi shvatiti da se na njemu mogu napraviti izmene i/ili modifikacije bez izlaska iz njegovog okvira koji je definisan priloženim patentnim zahtevima.
1

Claims (15)

  1. Patentni zahtevi 1. Aparatura za upravljanje toplom vodom u rezervoaru za skladištenje tople vode sistema grejanja koji ima izvor energije i rezervoar (110) za toplu vodu sa dovodnom cevi i odvodnom cevi (180), pri čemu aparatura sadrži: montažni nosač (140) za pričvršćivanje odvodne cevi rezervoara za toplu vodu, pri čemu je nosač prilagođen za držanje jednog ili više senzora (312, 315) temperature, a senzori su prilagođeni za obezbeđivanje signala senzora temperature sa izlaza rezervoara za toplu vodu, kompjuterski implementiranu procesnu opremu koja je konfigurisana za prijem signala senzora temperature, pri čemu je procesna oprema prilagođena za upravljanje jednim ili više procesnih sredstava za uspostavljanje raspodele temperature unutar rezervoara i interfejs koji je konfigurisan za komunikaciju sa korisnikom ili sa dodatnim procesorima, bilo lokalno ili daljinski, naznačena time što je drugi senzor temperature (312) odmaknut od prvog senzora (315) duž odvodne cevi i što su predviđene rashladne karakteristike (311) oko drugog senzora, čime se stimuliše veće delta temperature na montažnom nosaču, čime se povećava tačnost.
  2. 2. Aparatura prema zahtevu 1, kod koje je program koji je uključen u procesnu opremu prilagođen za modeliranje rezervoara za toplu vodu kao diskretnih ujednačenih podelemenata (162) duž njegove vertikalne ose, pri čemu se pretpostavlja da su svojstva vode u gore navedenim podelementima ujednačena u okviru svakog podelementa, sa empirijskim modelima stratifikacije razvijenim za različite geometrije rezervoara i izvore energije, i kod koje su nivoi dovedene energije direktno merljivi korišćenjem aktuelnih mernih sredstava sa procesnom opremom konfigurisanom za prijem signala iz aktuelnih mernih sredstava, ili se, alternativno tome, nivoi dovedene energije iz svakog od izvora grejanja mogu uneti kao fundamentalna svojstva sistema grejanja radi uključivanja u program.
  3. 3. Aparatura prema zahtevu 2, kod koje je, pošto se topla voda isporučuje iz najvišeg podelementa sistema i hladna voda se uvodi u sistem kod najnižeg podelementa, tako da se unutrašnji prenos energije unutar sistema vrši u vertikalnom smeru sa podelementa na podelement, procesna oprema prilagođena za uključivanje energije preuzete iz sistema i uticaja koji ona ima na stratifikaciju energije unutar sistema u model stratifikacije.
  4. 4. Aparatura prema bilo kom od zahteva 1 do 3, pri čemu je drugi senzor (312) temperature odmaknut od prvog senzora (315), bilo unutar montažnog nosača (140) ili na slobodnom vodu, kod koje je tačnost prvenstveno poboljšana izolacijom prvog senzora i pripadajuće odvodne cevi (180) i armatura između prvog senzora i rezervoara (110), čime se stimuliše veće delta temperature između prvog i drugog izlaznog senzora, čime se povećava tačnost, kod koje je posebno poželjno da je procesna oprema prilagođena za korišćenje delta temperature za identifikaciju kada se voda odvodi iz sistema, pri čemu kada voda prestane da protiče, onda će se odvodna cev ponovo ohladiti omogućavajući procesnoj opremi da detektuje kada je protok vode prestao, pri čemu je tačnost poboljšana uključivanjem drugog senzora temperature tako da se delte temperature povećavaju i brzina kojom temperature konvergiraju se takođe koristi za određivanje protoka kroz cev.
  5. 5. Aparatura prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu aparatura dalje sadrži senzor (313) temperature okoline koji je prilagođen za snabdevanje procesne opreme podacima o temperaturi okoline koja deluje na rezervoar (110) i na dovodnu cev.
  6. 6. Aparatura prema bilo kom od zahteva 2 i 3 do 5 kada su zavisni od zahteva 2, kod koje je model stratifikacije u skladu sa sledećim: Element(x) _t(0) = element(x) _t(-1)*Koeficijent_gubitka [element(x 1)_t(-1) -element(x) _t(-1)]* protok gde Element(x)_t(0) je aktuelna akumulirana energija iznad 0°c za bilo koji podelement rezervoara 1 Element(x)_t(-1) je akumulirana energija iznad temperature okoline za aktuelni podelement izračunata u prethodnom predefinisanom periodu Element(x+1)_t(-1) je akumulirana energija u podelementu ispod elementa x u prethodno predefinisanom periodu Protok = protok iz sistema Koeficijent_gubitka = gubitak usled neefikasnosti rezervoara.
  7. 7. Aparatura prema bilo kom od prethodnih zahteva, kod koje iterativni postupak koji je uključen u procesnu opremu održava predstavu o akumuliranoj energiji u realnom vremenu za svaki podelement sistema sa rezervoarom za toplu vodu, pri čemu kada je poznata željena temperatura vode, onda se može odrediti raspoloživa topla voda izračunavanjem zapremine vode iz okoline koja treba da bude dodata svakom podelementu da bi se izdavala voda sa željenom temperaturom, time što se izračunava ukupni potencijalni kapacitet korisne tople vode korišćenjem formule:
    gde su L = ukupno raspoloživi korisni litri Sec = broj sekcije T(sec) = temperatura podsekcije Tu = predefinisana temperatura tražene vode Ls = kapacitet svake podsekcije Ta = temperatura dovoda hladne vode, čime se omogućava da se o raspoloživom kapacitetu tople vode izvesti korisnik ili bilo koje odgovarajuće treće lice u realnom vremenu.
  8. 8. Aparatura prema bilo kom od zahteva 2 do 7, kod koje se empirijski modeli stratifikacije koriste za rekurzivnu predikciju budućih profila stratifikacije unutar rezervoara kada su obezbeđeni različiti izvori energije, pri čemu procesna oprema uključuje mehanizam za unos zahteva korisnika za utvrđenom količinom tople vode, 2 pri čemu je procesna oprema prilagođena za rekurzivnu predikciju stratifikacije u rezervoaru na bazi svakog izvora grejanja radi isporuke pomenute zapremine vode i donošenja odluke koji izvor grejanja da se uključi i kojom brzinom da isporuči pomenutu zapreminu vode na bazi minimizacije korišćenja energije, brzine isporuke ili troškova isporuke, u zavisnosti od toga šta se smatra većim prioritetom ili ne.
  9. 9. Aparatura prema bilo kom od prethodnih zahteva, kod koje je procesna oprema prilagođena za upravljanje izvorom energije po potrebi i za praćenje performansi sistema da bi se obezbedilo upravljanje u zatvorenom kolu sa povratnom spregom i da bi se obavestio korisnik kada je željena zapremina vode na raspolaganju.
  10. 10. Aparatura prema bilo kom od prethodnih zahteva, kod koje se podaci o energiji izračunavaju kao aktuelni korisni litri tople vode i prikazuju se korisniku preko korisničkog interfejsa koji prikazuje korisne litre kao procenat ukupnog kapaciteta rezervoara, pri čemu se ova informacija prikazuje korisniku u obliku promenljivih nivoa vode koji predstavljaju korisnu toplu vodu na ekranu ili unutar vizuelnog prikaza tipičnog rezervoara za toplu vodu, a opciono se ova informacija prikazuje kao horizontalni stubičasti dijagrami koji prikazuju diskretne ćelije koje se nalaze u direktnoj korelaciji sa temperaturom unutar vizuelnog prikaza tipičnog rezervoara za toplu vodu sa temperaturskom skalom, ili se, opciono, ova informacija prikazuje korišćenjem stubičastih dijagrama sa promenljivim temperaturama koje su predstavljene različito obojenim stubićima; pri čemu su takvi prikazi pojednostavljeni i poboljšani postupci prikazivanja informacija korisniku u poređenju sa osnovnom očitavanjem temperature tople vode.
  11. 11. Aparatura prema bilo kom od prethodnih zahteva, kod koje procesna oprema sadrži udaljeni komunikacioni element koji obuhvata, ali nije ograničen na komunikacije putem energetskih vodova i omogućava da sistem prima zahteve/komande lokalno ili daljinski u vezi viška ili manjka energije ili drugih razloga koji se odnose na signal cene energije, DSM signal i podešavanje prethodno postavljenih pravila kako da reaguje na napone ili frekvencije, poremećaje ili događaje, čime se omogućava da sistem deluje kao element u makro sistemu gde se mnoštvom sistema može upravljati zajednički ili u grupama za svrhe upravljanja mrežom, kao što je, ali bez ograničavanja na slučaj kada se na raspolaganju nalaze velike količine viška obnovljive energije, pri čemu se mnoštvom sistema može upravljati tako da koristi višak energije i da stabilizuje mrežu.
  12. 12. Aparatura prema bilo kom od prethodnih zahteva, kod koje je procesna oprema prilagođena za prikupljanje podataka o svojstvima gubitka toplote rezervoara, a ova informacija se koristi za dodeljivanje ocene o energetskoj efikasnosti rezervoaru i sistemu, a kod koje procesna oprema prvenstveno prikuplja podatke o sistemima grejanja sa slabim performansama, prikazuje neuobičajene načine funkcionisanja ili ukazuje na detekciju greške i prikazuje podatke lokalno i daljinski.
  13. 13. Aparatura prema bilo kom od prethodnih zahteva, kod koje je procesna oprema prilagođena za identifikaciju isporuke tople vode iz sistema i obuhvata element za učenje radi predikcije ponavljanja ciklusa korišćenja, pri čemu je aparatura prilagođena za proaktivno upravljanje sistemom u pogledu troškova potrebne energije i vremena korišćenja radi isporuke šema korišćenja, kao i u pogledu efikasne količine vode u slučaju nužde koja korisniku treba da bude trajno na raspolaganju.
  14. 14. Aparatura prema bilo kom od prethodnih zahteva, kod koje su rezultati dva ili više postupaka nadzora rezervoara za toplu vodu, koji obuhvataju, ali nisu ograničeni na (A) postupak nadzora prosečnog protoka u sekundi rezervoara za toplu vodu ili (B) postupak sa mnoštvom temperaturskih sondi u rezervoaru ili (C) kompjuterski simulirani postupak stratifikacije rezervoara, koji ima različite karakteristike u različitim sekcijama ciklusa rada kombinovan sa postupkom ponderisanja na bazi performansi postupka nadzora u sekcijama ciklusa rada, sa ili bez statističkih postupaka, kao što je regresiona analiza, inkorporirani u procesnu opremu i koriste se za kalibraciju koeficijenata ponderisanja jednog postupka merenja u odnosu na drugi ili druge da bi se dobio tačniji rezultat nego ukoliko bi se koristio samo jedan postupak.
  15. 15. Postupak za uspostavljanje raspodele temperature unutar rezervoara za toplu vodu, pri čemu taj postupak koristi aparaturu za upravljanje toplom vodom u sistemu grejanja sa skladištenjem tople vode koji ima izvor energije i rezervoar za toplu vodu prema bilo kom od prethodnih zahteva.
RS20220001A 2015-08-14 2016-08-16 Aparatura za upravljanje toplom vodom u rezervoaru za skladištenje tople vode sistema grejanja i odgovarajući postupak RS62778B1 (sr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IE20150266 2015-08-14
EP16763204.1A EP3335092B1 (en) 2015-08-14 2016-08-16 Apparatus for managing hot water in a hot water storage tank heating system and associated method
PCT/EP2016/069416 WO2017029285A1 (en) 2015-08-14 2016-08-16 Apparatus for managing hot water in a hot water storage tank heating system and associated method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RS62778B1 true RS62778B1 (sr) 2022-01-31

Family

ID=62118156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RS20220001A RS62778B1 (sr) 2015-08-14 2016-08-16 Aparatura za upravljanje toplom vodom u rezervoaru za skladištenje tople vode sistema grejanja i odgovarajući postupak

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP3335092B1 (sr)
CY (1) CY1124963T1 (sr)
DK (1) DK3335092T3 (sr)
ES (1) ES2902473T3 (sr)
HR (1) HRP20220008T1 (sr)
HU (1) HUE057132T2 (sr)
PL (1) PL3335092T3 (sr)
PT (1) PT3335092T (sr)
RS (1) RS62778B1 (sr)
SI (1) SI3335092T1 (sr)
SM (1) SMT202200003T1 (sr)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110398065B (zh) * 2019-07-05 2022-08-26 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 热水器及其加热控制方法和计算机可读存储介质
CN120122746B (zh) * 2025-03-07 2026-03-27 江苏拓米洛高端装备股份有限公司 水箱温度控制方法、装置、电子设备、存储介质及程序产品
CN119840047B (zh) * 2025-03-19 2025-07-04 东莞信易电热机械有限公司 一种模具管路精准控温方法及系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2051016B1 (en) * 2007-10-18 2017-09-27 Mitsubishi Electric Corporation Storage type hot water supply system

Also Published As

Publication number Publication date
EP3335092B1 (en) 2021-10-06
SMT202200003T1 (it) 2022-03-21
EP3335092A1 (en) 2018-06-20
DK3335092T3 (da) 2022-01-10
SI3335092T1 (sl) 2022-04-29
HRP20220008T1 (hr) 2022-04-01
PT3335092T (pt) 2022-01-10
PL3335092T3 (pl) 2022-02-07
ES2902473T3 (es) 2022-03-28
CY1124963T1 (el) 2023-01-05
HUE057132T2 (hu) 2022-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2739914B1 (en) System, method, and apparatus for heating
CA3032456C (en) Apparatus for managing hot water in a hot water storage tank heating system and associated method
US9752796B2 (en) Thermal storage device
PT2989427T (pt) Sistema de monitorização
JP5835278B2 (ja) 給湯制御システム
JP6488701B2 (ja) 給湯制御システム
RS62778B1 (sr) Aparatura za upravljanje toplom vodom u rezervoaru za skladištenje tople vode sistema grejanja i odgovarajući postupak
WO2019222580A1 (en) Method for estimating fluid temperature and systems utilizing temperature estimation data
JP5768872B2 (ja) 給湯制御システム
JP2024508666A (ja) 加熱設備、方法、およびシステム
WO2014185014A1 (ja) 管理装置、機器管理方法、管理システム
CN108679850B (zh) 一种多温度传感器模块、储热式热水供应系统及其热能供应方法
CN207365179U (zh) 供暖控制系统及供暖系统
KR101508475B1 (ko) 하나의 열원을 사용하는 다수 세대의 난방 ems 시스템
JP6914446B2 (ja) 制御装置、制御システム、制御方法およびプログラム
EP4148508A1 (en) System for controlling hot water cylinders
GB2519632A (en) System And Method For Providing Electrical Supply Grid Service
JP2009068753A (ja) 給湯消費量計測システム
JP2015012722A (ja) 電気機器制御システム
PT107499A (pt) Sistema que tem como função otimizar o funcionamento de sistemas solares térmicos