【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于控制商业或工业实体的热能分配系统的方法、系统和装置。本专利技术特别地涉及一种优化能量分配、尤其是商业或工业实体（例如，超市、用于食品的冷藏或冷冻储存的大型仓库或通过热力循环过程产生废热的任何其他建筑物）的服务和非服务时间期间的热能分配的方法。本专利技术优选使用热回收单元（hru）来收集、转发和/或传送出现/产生的废热，以用于热消耗回路（例如，供暖、通风和空调（hvac）系统）和/或使用水作为能量传输介质的水暖系统。然而，本专利技术还涵盖使用其他类型的热传输介质（例如气体或空气等）的供暖系统。此外，本专利技术不限于商业或工业实体中的一个废热产生回路。对于相关领域的技术人员来说已知且明显的是，多个这样的热产生回路可以连接到一个hru。优选但不限于使用蒸汽压缩制冷类型的废热产生回路。然而，其他类型的循环过程也可以连接到hru的热源侧，如蒸馏过程等。
技术介绍
1、本领域已知将（例如来自冷却或制冷系统（如超市中的冷藏柜台或冷冻食品隔间或类似物）的）废弃能量传送到hru，并将废热进一步传送到用于建筑物气候调节和/或供暖的热消耗系统，例如，传送到安装有冷藏柜台或冷冻食品隔间的超市的hvac系统。来自废热产生系统/回路的废热通常取自循环过程的制冷剂压缩步骤之后且压缩气体/蒸汽进入冷却器或冷凝器之前的热气体/蒸汽。气体-液体热交换器用于将热气体/蒸汽的热能作为废热从循环过程传送到hru中使用的液体能量传输介质（通常是水）。热量通常通过液体-液体热交换器从hru转发到热消耗回路（例如，用于内部加热的hvac系统），以用于生活
2、前面提到的超市只是本专利技术可以应用的众多商业场所或实体的示例之一。本专利技术还包括其他位置，如组构（fabric）、办公楼、体育设施、活动设施等，因为在所有这些实体中都安装有废热生产者以用于众多可以想象到的功能，如空调、机械、任何种类的冷却或制冷系统等等。仅为了说明的目的，下文主要借助超市作为本专利技术可以应用于的实体的一个代表性示例来描述本专利技术。
3、在进一步的说明过程中，当提到蒸汽压缩制冷系统时，该系统仅用作示例，以简化和说明本专利技术基本构思的公开内容。这同样适用于优选地用作hru的热沉侧处的热消耗回路的代表性和说明性示例的hvac系统的示例。所有这些示例并非旨在限制本专利技术构思的范围，因为旨在使本专利技术的构思的说明尽可能简单。相关领域的技术人员将发现众多其他废热产生回路和废热消耗回路的示例，它们可以通过热回收单元（hru）连接在一起。因此，优选使用气体-液体热交换器将蒸汽压缩循环过程连接至hru的热源侧。
4、如本领域所知，废热通常积累或储存在hru中以供在其他地方进一步使用，例如在hvac系统或回路中。hvac系统和废热产生回路经常根据其各自的需求独立且分别地被驱动和控制。因此，产生的废热能没有得到有效利用，因为废热产生回路、特别是冷却或制冷系统应以其最佳能量效率比（eer）运行。由于这些废热产生回路用于超市中的冷藏柜台或冷冻食品隔间，因此将这些隔间内的温度维持在规定温度是至关重要的，以免危害食品质量。另一方面，热消耗回路（如hvac系统）通常使用供暖系统，这些供暖系统也应以高效方式运行，优选以其最佳性能系数（cop）运行，以保持实体（例如超市）内的环境温度/室温，让客户和员工感到舒适。在该上下文中，本领域中通常将术语“能量效率比”（eer）用于冷却或制冷系统，而将术语“性能系数”（cop）用于供暖系统，然而有时这些术语反过来使用亦然。
5、ca 2551268 a1描述了一种餐厅厨房的热能分配系统，该热能分配系统具有热回收单元，废热产生回路在热源侧处通过热交换器连接到该热回收单元，并且热消耗回路连接到该热回收单元的热沉侧，该热消耗回路具有至少一个或多个热能消耗者，用于向餐厅厨房提供热能，其中安装有一个或多个温度控制的流量阀，并由控制单元控制。
技术实现思路
1、因此，本专利技术的目的是为商业或工业实体提供一种改进的热分配方法和热能分配系统，该改进的热分配方法和热能分配系统克服现有技术的缺点并提供对实体中产生的热能的更有效的利用。本专利技术应降低具有hru的实体的总体能量消耗，该hru的两侧（废热产生侧和热需求侧）均可控制并可以协调的方式操作，使得从外部供应到实体的热分配系统的电能、热能和/或机械能得到最佳利用，并且使得至少对于热能系统内的废热产生回路、特别是对于食品制冷或冷却系统，能够以其最佳能量效率比（eer）运行。同时，该方法应在应用和实施以及在运行期间监控热能分配系统方面是简单的。优选地，本专利技术的方法可以以具有成本效益的方式安装到已经存在的热能分配系统。同时，根据本专利技术的方法应能够最大限度地并且以具有成本效益的方式将出现的废热能用于商业或工业实体的整个能量消耗，其中，实现本专利技术方法的设备和装置的布置/安装应当简单并且同时具有成本效益。
2、本专利技术的目的是通过独立权利要求1所述的方法解决的。优选实施例由从属于权利要求1的从属权利要求给出。该目的还通过独立系统权利要求所述的热能分配系统来解决，其优选实施例在直接或间接地从属于独立系统权利要求的从属权利要求中进行了描述。本专利技术的问题通过另一独立设备权利要求所要求保护的流量阀得到进一步解决。流量阀的优选实施例在直接或间接从属于独立设备权利要求的从属权利要求中提供。
3、根据本专利技术的方法控制具有连接至热交换器的初级侧的废热产生回路的商业或工业实体中的热能分配。连接到热交换器的次级侧的是热回收单元的热源侧（以下也简称为：hru）。连接到hru的热沉侧的是包括至少一个热能消耗者的热消耗回路，例如供暖通风空调（hvac）回路。
4、本专利技术的方法在第一步骤中确定在热交换器的初级侧的出口处废热产生回路的介质/流体的第一温度范围，在该温度范围内废热产生回路能够以其最佳能量效率比（eer）运行。一般来说，在热力学过程中，废热在使用气态流体/制冷剂的循环过程的压缩步骤之后消散。因此，当流体已经通过热交换器之后、不需要对废热产生回路的流体进行进一步的冷却步骤（因为离开热交换器的流体的温度处于对于循环过程的膨胀步骤而言最佳的温度）时，达到了热交换器的输出端处的最佳流体温度。当不使用热交换器时，冷却器或冷凝器会将流体温度降至该温度，以便使废热产生回路以其最佳能量效率比（eer）运行。因此，该温度形成第一个温度范围的下限，并且通常在废热产生回路的设计阶段中定义，或者在可购买单元或安装的情况下，该温度在技术数据表中提供。
5、第一温度范围的上限温度由冷凝步骤的冷却能力给出，即由冷却器或冷凝器的能力给出，以便为膨胀步骤提供最佳流体温度。将可由压缩步骤实现的温差与对于进入膨胀步骤而言最佳的温度相加，提供了第一温度范围的上限。
6、如前所述，对于进入膨胀步骤而言最佳的温度是由用作废热产生回路的循环过程提供的。对于相关领域的技术人员来说明显的是，当不使用冷却或冷凝步骤（即在离开热交换器的初级侧处的出口后，不必供应附加的能量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于控制商业或工业实体中的热能分配的方法，所述商业或工业实体具有废热产生回路（10），所述废热产生回路（10）连接到热交换器（20）的初级侧（21），所述热交换器（20）的次级侧（22）在热回收单元（HRU）（30）的热源侧（31）处连接到所述热回收单元（30），其中包括至少一个热能消耗者（43）的热消耗回路（40）连接到所述热回收单元（30）的散热器侧（32），其中所述方法：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述热消耗回路（40）是供暖通风空调（HVAC）回路。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中只要所述返回管线（42）中的温度（T）保持在温度范围（TR）内，通过所述返回管线（42）的温度或流量保持不变。
4.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中当所述返回管线（42）中的温度（T）达到或降至低于所述预定下限温度（Tmin）时，通过所述返回管线（42）的流量增加。
5.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中当所述返回管线（42）中的温度达到或超过所述预定上限温度（Tmax）时，通过所述返回管线的流量（42）减
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中只要所述返回管线（42）中的温度保持在定义的温度范围（TR）内，就能够根据所述热消耗回路（40）的热能需求来调整通过所述热交换器（20）的所述初级侧（21）的流量。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述热交换器（20）的入口（25）处的温度能够首先根据所述废热产生回路（10）以所述最佳能量效率比（EER）稳定运行并且其次根据所述热消耗回路（40）的热需求进行调节。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述热交换器（20）的所述次级侧（22）处的温度首先根据所述废热产生回路（10）以所述废热产生回路（10）的最佳能量效率比（EER）稳定运行并且其次根据所述热消耗回路（40）的热需求进行调节。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述废热产生回路（10）包括绕过所述热交换器（10）的所述入口（25）和所述出口（26）的旁通管线（17），其中三通阀（18）将来自所述出口（26）和所述旁通管线（17）的流组合，使得所述三通阀（18）下游的所述废热产生回路（10）中的温度保持在所述第一温度范围内。
10.根据权利要求9所述的方法，其中当所述出口（26）处的废热产生回路介质的温度降至低于所述第一温度范围的最小温度时，所述三通阀（18）打开所述旁通管线（17）。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述废热产生回路（10）包括位于所述出口（26）下游的冷却器，所述冷却器在所述出口（26）处的所述废热产生回路介质的温度超过所述第一温度范围的最大温度时被启动。
12.一种商业或工业实体的热能分配系统，所述热能分配系统具有热回收单元（HRU）（30），废热产生回路（10）在热源侧（31）处通过热交换器（20）连接到所述热回收单元（30），热消耗回路（40）连接到所述热回收单元（30）的散热器侧（32），所述热消耗回路（40）具有至少一个或多个热能消耗者（43），用于向所述商业或工业实体提供热能,其特征在于，一个或多个温度控制的流量阀（45）安装在所述至少一个或多个热能消耗者（43）的返回管线（42）中，其中每个流量阀（45）包括控制单元（48）和用于监测所述返回管线（42）中的温度的温度传感器（47），其中每个控制单元（48）能够命令所述流量阀（45）的致动器（46），所述致动器（46）被配置成打开或关闭对应的流量阀（45），使得所述返回管线（42）中的温度不超过预定上限温度（Tmax），也不降至低于预定下限温度（Tmin）。
13.根据权利要求12所述的热能分配系统，其中所述预定上限温度（Tmax）和所述预定下限温度（Tmin）能够在所述控制单元（48）处根据所述废热产生回路（10）能够以所述废热产生回路（10）的最佳能量效率比（EER）运行进行设定。
14.根据权利要求12或13所述的热能分配系统，其中所述流量阀（45）是压力无关型流量阀或者压力相关型流量阀。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的热能分配系统，其中所述流量阀（45）以开/关方式或以调节方式进行控制，并且其中所述流量阀（45）的致动通过0-10V/0-20mA电流进行模拟控制或通过任何通信协议进行数字控制。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的热能分配系统，其中一个或多个控制单元（48）从楼宇管理系统（BMS）接收温度极限值。
17.根据权利要求...
【技术特征摘要】
1.一种用于控制商业或工业实体中的热能分配的方法，所述商业或工业实体具有废热产生回路（10），所述废热产生回路（10）连接到热交换器（20）的初级侧（21），所述热交换器（20）的次级侧（22）在热回收单元（hru）（30）的热源侧（31）处连接到所述热回收单元（30），其中包括至少一个热能消耗者（43）的热消耗回路（40）连接到所述热回收单元（30）的散热器侧（32），其中所述方法：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述热消耗回路（40）是供暖通风空调（hvac）回路。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中只要所述返回管线（42）中的温度（t）保持在温度范围（tr）内，通过所述返回管线（42）的温度或流量保持不变。
4.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中当所述返回管线（42）中的温度（t）达到或降至低于所述预定下限温度（tmin）时，通过所述返回管线（42）的流量增加。
5.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中当所述返回管线（42）中的温度达到或超过所述预定上限温度（tmax）时，通过所述返回管线的流量（42）减少。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中只要所述返回管线（42）中的温度保持在定义的温度范围（tr）内，就能够根据所述热消耗回路（40）的热能需求来调整通过所述热交换器（20）的所述初级侧（21）的流量。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述热交换器（20）的入口（25）处的温度能够首先根据所述废热产生回路（10）以所述最佳能量效率比（eer）稳定运行并且其次根据所述热消耗回路（40）的热需求进行调节。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述热交换器（20）的所述次级侧（22）处的温度首先根据所述废热产生回路（10）以所述废热产生回路（10）的最佳能量效率比（eer）稳定运行并且其次根据所述热消耗回路（40）的热需求进行调节。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述废热产生回路（10）包括绕过所述热交换器（10）的所述入口（25）和所述出口（26）的旁通管线（17），其中三通阀（18）将来自所述出口（26）和所述旁通管线（17）的流组合，使得所述三通阀（18）下游的所述废热产生回路（10）中的温度保持在所述第一温度范围内。
10.根据权利要求9所述的方法，其中当所述出口（26）处的废热产生回路介质的温度降至低于所述第一温度范围的最小温度时，所述三通阀（18）打开所述旁通管线（17）。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述废热产生回路（10）包括位于所述出口（26）下游的冷却器，所述冷却器在所述出口（26）处的所述废热产生回路介质的温度超过所述第一温度范围的最大温度时被启动。
12.一种商业或工业实体的热能分配系统，所述热能分配系统具有热回收单元（hru）（30），废热产生回路（10）在热源侧（31）处通过热...
【专利技术属性】
技术研发人员：伊兹托克·塞内卡，西尼萨·博加尔，米兰·马奇，达维德·劳里舒克，
申请(专利权)人：丹佛斯有限公司，
类型：发明
国别省市：
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