用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并將該能量以熱形式存儲(chǔ)的組件的設(shè)備及相關(guān)系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件(2)的設(shè)備(1)。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的特征在于它具有接收設(shè)定點(diǎn)以向至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件(2)提供預(yù)定量的電能的能力，該電能來源于電氣設(shè)施(4)。本發(fā)明還涉及系統(tǒng)(12)，該系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備(1)和至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件(2)。本發(fā)明的另一方面是用于利用電氣網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的若干系統(tǒng)(12)的方法，以及該方法應(yīng)用于管理包括間歇性生產(chǎn)的能量源的電氣網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明特別用于管理包括間歇性生產(chǎn)的能量源的電能分配網(wǎng)絡(luò)、能量的存儲(chǔ)和對(duì)用于公共衛(wèi)生目的的熱水和/或加熱和/冷卻和/或電力的提供。
【專利說明】
用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并將該能量以熱形式存儲(chǔ)的組件的設(shè)備及相關(guān)系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電能網(wǎng)絡(luò)管理的范圍。
【背景技術(shù)】
[0002]如專利FR2976415中所示，現(xiàn)代配電網(wǎng)絡(luò)變得越來越復(fù)雜。面對(duì)不斷增長(zhǎng)的需求，這些網(wǎng)絡(luò)包括比重越來越大的、接近飽和的變量生產(chǎn)和分配基礎(chǔ)設(shè)施。在致力于向著更為可再生能源的方面進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換的大多數(shù)國家的能量結(jié)構(gòu)中，例如，來源于太陽能或風(fēng)能的間歇性產(chǎn)能的比例正在持續(xù)增長(zhǎng)。然而，在能源結(jié)構(gòu)中，由間歇性生產(chǎn)的可再生能源提供的比例增長(zhǎng)超過30%需要實(shí)施以下解決方案:當(dāng)超過需求時(shí)，存儲(chǔ)所產(chǎn)生的能量，以用于在能量不足時(shí)，釋放這些產(chǎn)生的能量。在所考慮的存儲(chǔ)方案中，采用熱形式的分散性存儲(chǔ)尤其有利，特別是因?yàn)檗D(zhuǎn)換和運(yùn)輸損耗僅發(fā)生一次。在這類儲(chǔ)能方式中，所安裝的用于公共衛(wèi)生目的的熱水儲(chǔ)存裝置庫，在大多數(shù)國家中代表了可觀的存儲(chǔ)容量。例如，在法國大約存在1450萬臺(tái)服務(wù)中的熱水器，它們代表著超過2000萬MWh的電力或約占該國每年50 %的水力發(fā)電量的存儲(chǔ)容量。這類裝置傳統(tǒng)上根據(jù)電費(fèi)狀況通過控制它們的開和關(guān)狀態(tài)來驅(qū)動(dòng)。最為公知的情形是根據(jù)非峰值率/峰值率來控制電熱水器的操作。因此，所實(shí)施的用于驅(qū)動(dòng)終端電氣設(shè)施中的這些裝置的技術(shù)方案被嵌入了計(jì)費(fèi)管理方案(如專利FR2947396中所示)并且是在計(jì)費(fèi)條件中指定了固定時(shí)間檔的框架中。這種在現(xiàn)有配電網(wǎng)絡(luò)中以熱形式驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)能裝置的方式不能完全讓人滿意，因?yàn)樗纯紤]到在短時(shí)間跨度之內(nèi)生產(chǎn)危機(jī)的現(xiàn)實(shí)情況，尤其是由間歇性生產(chǎn)的能源所導(dǎo)致的那些生產(chǎn)危機(jī)。
[0003 ]本發(fā)明屬于所謂的“智能電網(wǎng)”的范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目標(biāo)是通過提供用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并將其以熱形式存儲(chǔ)的組件的設(shè)備，至少部分地克服之前所提到的問題，該設(shè)備包括至少一個(gè)電力負(fù)載。該設(shè)備根據(jù)初始特性被設(shè)計(jì)用于接收設(shè)定點(diǎn)，對(duì)設(shè)定點(diǎn)的接收觸發(fā)該設(shè)備從電氣網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)施向至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并將其以熱形式存儲(chǔ)的組件供應(yīng)預(yù)定量的電能，其中該終端設(shè)備包括電能表，該電能表在其所連接的設(shè)備后面。
[0005]相比任何一個(gè)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所知的方案，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，所消耗的電量獨(dú)立于相關(guān)的終端設(shè)施的能量計(jì)量系統(tǒng)而被知曉。這使得能夠例如將電能存儲(chǔ)于與供應(yīng)能量不同的合同和經(jīng)濟(jì)框架內(nèi)以用于其他用途。通過本發(fā)明的能力使得補(bǔ)償與將本發(fā)明實(shí)施在終端設(shè)施的整體計(jì)量和相應(yīng)計(jì)費(fèi)之內(nèi)有關(guān)的能量消耗成為可能。本發(fā)明用于根據(jù)電氣網(wǎng)絡(luò)的需求在任何時(shí)間存儲(chǔ)電能，并用于自動(dòng)地管理對(duì)計(jì)費(fèi)的相關(guān)影響。去耦合使得對(duì)設(shè)施的總體消耗和由在該設(shè)施內(nèi)實(shí)施本發(fā)明所導(dǎo)致的消耗之間進(jìn)行記賬成為可能。去耦合還允許將對(duì)源自電能的熱水供應(yīng)和/或供熱服務(wù)的提供與電力供應(yīng)本身分開。相比現(xiàn)有技術(shù)中的方案，本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于它對(duì)于傳輸設(shè)定點(diǎn)的低帶寬需求。對(duì)單個(gè)設(shè)定點(diǎn)的傳輸足以供應(yīng)給定量的電能。設(shè)備對(duì)設(shè)定點(diǎn)的接收確定了能量供應(yīng)的開始。當(dāng)提供的能源量已被消耗時(shí)，該設(shè)備在本地管理能量供應(yīng)的終止。假設(shè)將被存儲(chǔ)于電氣網(wǎng)絡(luò)中的大量能量啟用非常多根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，則必要的帶寬將被進(jìn)一步降低。因此，結(jié)合使用本發(fā)明，可能在電信網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)或多個(gè)分支中，將設(shè)定點(diǎn)作為一般廣播進(jìn)行傳輸設(shè)定點(diǎn)。因此，對(duì)單個(gè)命令的傳輸可以觸發(fā)對(duì)大預(yù)定量的電能的消耗，該消耗合并了包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)的若干設(shè)施的消耗。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備提供了以下內(nèi)容:在時(shí)間測(cè)量的基礎(chǔ)上，被供應(yīng)給至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并將其以熱形式存儲(chǔ)的組件的電能值被估計(jì)，在該時(shí)間期間，電能以預(yù)定功率被供應(yīng)給該至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并將其以熱形式存儲(chǔ)的組件。通過任何方式(例如，根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)成完整裝置的系統(tǒng)框架中的工廠建設(shè))，被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的功率可以在該設(shè)備中被預(yù)定。在根據(jù)本發(fā)明的用于驅(qū)動(dòng)外部電力負(fù)載的設(shè)備的安裝期間，負(fù)載的功率還可以被調(diào)整或作為學(xué)習(xí)步驟的一部分。當(dāng)以固定電壓供電時(shí)，當(dāng)用于轉(zhuǎn)換熱形式的電能的裝置在固定功率操作時(shí)，本發(fā)明的實(shí)施變體是有利的。因此，由所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載所消耗能量的測(cè)量相當(dāng)于計(jì)量該負(fù)載的運(yùn)行時(shí)間。比例值因素允許時(shí)間值到能量值之間的雙射途徑。為了在經(jīng)濟(jì)交易的環(huán)境中具有使用本發(fā)明的權(quán)利，著眼于確保和/或提高時(shí)間-能量轉(zhuǎn)換的精度的改進(jìn)可以是必要的。因此，提供了利用該設(shè)備的非易失性存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)的校準(zhǔn)結(jié)果來校準(zhǔn)工廠中的時(shí)間-能量轉(zhuǎn)換因子，以使得補(bǔ)償用于轉(zhuǎn)換熱形式的電能的裝置的單位功率上不夠準(zhǔn)確的公差。還提供了補(bǔ)償用于在冷啟動(dòng)和穩(wěn)定狀態(tài)下達(dá)到的溫度之間轉(zhuǎn)換電能的裝置的單位功率的可能變化。
[0007]還提供了以下內(nèi)容:向至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件供應(yīng)的電能值的估計(jì)考慮了至少一個(gè)電力負(fù)載的電源電壓。這一改進(jìn)允許考慮到這一事實(shí)，電氣網(wǎng)絡(luò)的供電電壓可能不總是處于其標(biāo)稱電壓，該電壓在歐洲為230V，在北美為110V。因此，時(shí)間和能量之間的對(duì)應(yīng)因素被自動(dòng)且適當(dāng)?shù)匦薷?，使得轉(zhuǎn)換保持在準(zhǔn)確性的所需范圍內(nèi)，處于供電電壓的變化的給定范圍內(nèi)。在由電力負(fù)載的設(shè)備驅(qū)動(dòng)的框架內(nèi)，該電力負(fù)載的供電可能已被恒溫器或任何其他組件或中間控制組件中斷，該設(shè)備有利地考慮電力負(fù)載的供電電壓，以暫?；蚧謴?fù)評(píng)估被供應(yīng)電能量的框架中負(fù)載的操作時(shí)間的時(shí)間計(jì)量。例如，簡(jiǎn)單的分壓器或與電力負(fù)載并行提供的光耦合器允許微控制器被嵌入在設(shè)備中，以依賴于在它的終端處干線電壓存在與否來檢測(cè)負(fù)載是否確實(shí)被供電。當(dāng)同一微控制器用于實(shí)施本發(fā)明時(shí)，并且例如用于通過所有或沒有電力負(fù)載的控制來設(shè)置溫度，那么計(jì)量操作時(shí)間的暫?；蚧謴?fù)由設(shè)備的微控制器所執(zhí)行的軟件程控。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備還提供了以下內(nèi)容:被供應(yīng)給至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件的電能值，在被能夠轉(zhuǎn)換電能并能將其以熱形式存儲(chǔ)的該組件于供應(yīng)電能的期間所消耗能量的測(cè)量的基礎(chǔ)上被計(jì)算。這一實(shí)施變體包括考慮流入負(fù)載的電流和其供電電壓的功率測(cè)量組件。
[0009]還提供了以下內(nèi)容:設(shè)備還包括第一裝置，通過焦耳效應(yīng)，驅(qū)動(dòng)用于轉(zhuǎn)換熱形式的電能的該第一裝置，以及第二裝置，驅(qū)動(dòng)用于轉(zhuǎn)換熱形式的電能的該第二裝置，用于轉(zhuǎn)換熱形式的電能的該第一裝置具有比該第二裝置更高的電功率，該第一裝置可以單獨(dú)和/或聯(lián)合地驅(qū)動(dòng)該第一和第二裝置。用于轉(zhuǎn)換熱形式的電能的該第一和第二裝置被包括在根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件中。還提供了以下內(nèi)容:用于轉(zhuǎn)換熱形式的電能的該第一和第二裝置被實(shí)施為實(shí)體上獨(dú)立的組件，其被設(shè)計(jì)用于增加容量或在同一物理組件中。例如，它可以為建筑物的熱水生成設(shè)施中的系列組件、傳統(tǒng)的熱水箱(這里水被電阻器加熱)、以及貯水式熱水器(這里水被熱力組加熱)。還提供了以下內(nèi)容:它可以是將用于加熱用于存儲(chǔ)熱量的相同體積材料的兩個(gè)裝置組合的設(shè)備。由在熱力學(xué)加熱裝置中加入電阻器所導(dǎo)致的額外開銷和體積是小的。加熱裝置的這一組合使得例如在使用的正常條件下使用高產(chǎn)的加熱裝置成為可能，同時(shí)當(dāng)電氣網(wǎng)絡(luò)的平衡必要時(shí)，偶爾提供用于更多地加載該電氣網(wǎng)絡(luò)的更大的電力消耗容量。
[0010]還提供了以下內(nèi)容:設(shè)備還包括用于接收被遠(yuǎn)程控制裝置傳送的至少一個(gè)設(shè)定點(diǎn)的裝置。例如還提供了以下內(nèi)容:設(shè)備包括從電力計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)接收遠(yuǎn)程控制命令的組件設(shè)備，例如在法國，以175Hz或188Hz的TCFM接收器或與“鏈路”(Iinky)兼容的兼容PLC(電力線通信，Power-line communicat1n)接收器。還提供了將收發(fā)射頻或PLC組件集成到該設(shè)備中，直接或經(jīng)由本地互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)與所謂的“M2M”(機(jī)器至機(jī)器)和/或“1T” ( “物聯(lián)網(wǎng)”)通信基礎(chǔ)設(shè)施相連。
[0011]由于僅由該設(shè)備驅(qū)動(dòng)的電力負(fù)載的ON設(shè)定點(diǎn)的傳送需要消耗預(yù)定值的能量，本發(fā)明還特別地帶寬高效。同時(shí)尋址多個(gè)接收方的單向通信系統(tǒng)足以有效地實(shí)施本發(fā)明。在沒有相關(guān)設(shè)置的情形下，設(shè)定點(diǎn)實(shí)際上可以被減少至二進(jìn)制序。在這種情形下，簡(jiǎn)單的順序直接控制電力負(fù)載的開關(guān)打開，消耗預(yù)定整數(shù)的千瓦時(shí)。當(dāng)預(yù)定值的能量已被消耗時(shí)(由于電力負(fù)載被設(shè)置為打開)，電力負(fù)載的關(guān)閉被該設(shè)備本地地管理。由于不需控制系統(tǒng)必須知道被每一個(gè)尋址設(shè)備驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的單位功率以及必須單獨(dú)地管理這些設(shè)備，這一方式尤為有效。還提供了以下內(nèi)容:通過使與多個(gè)預(yù)定水平的能量值相關(guān)的命令同時(shí)存在，改進(jìn)了本發(fā)明的實(shí)施。例如，IKWh、2Kffh、5Kffh的存儲(chǔ)命令。實(shí)際上不期望落在設(shè)施的能量表的單位計(jì)數(shù)指標(biāo)(通常為IKWh)之下。因?yàn)樵谝延行У叵乃谕芰康念A(yù)定值之前，達(dá)到的存儲(chǔ)容量的限制的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)客戶將是有害的，因此也不期望具有能量存儲(chǔ)過高的預(yù)定值。在實(shí)踐中，對(duì)于具有單位容量通常處于I至3KW之間的設(shè)備，在與操作時(shí)間是30分鐘至2小時(shí)之間，I或2KWh的消耗/存儲(chǔ)訂購是好的折中。這給出以下結(jié)果:不管其容量，標(biāo)準(zhǔn)電熱水器將水溫從室溫開始的標(biāo)稱加熱時(shí)間通常約4小時(shí)(每個(gè)模型的加熱元件的功耗通常被計(jì)算以獲得大約4小時(shí)的加熱時(shí)間，以使得它所包含的水的全部容積到達(dá)設(shè)定點(diǎn)溫度)。還提供了以下內(nèi)容:當(dāng)本發(fā)明被允許它的復(fù)雜電信系統(tǒng)所支持時(shí)，明確地發(fā)送將被存儲(chǔ)的能量的預(yù)定量的值作為命令的設(shè)置。因此，針對(duì)不同功率的大量設(shè)備的同時(shí)被分組的命令是可能的。本發(fā)明的這些特征還有助于降低電氣網(wǎng)絡(luò)中的待機(jī)時(shí)間，以及快速地吸收偶然的電力盈余，尤其從間歇性生產(chǎn)源。
[0012]還提供了以下內(nèi)容:該設(shè)備適當(dāng)?shù)亟邮蘸妥g碼至少一個(gè)其他設(shè)定點(diǎn)，該至少一個(gè)其他設(shè)定點(diǎn)不同于觸發(fā)供應(yīng)預(yù)定值的電能的該至少一個(gè)設(shè)定點(diǎn)。由于通過遠(yuǎn)程控制和/或通過管理系統(tǒng)的方式傳送該至少一個(gè)其他設(shè)定點(diǎn)，因此有利地等價(jià)于那些被實(shí)施用于傳送觸發(fā)提供預(yù)定值的電能的該至少一個(gè)設(shè)定點(diǎn)的方式。例如，這些可以是通過電力計(jì)費(fèi)條件中的改變控制被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的狀態(tài)和/或用于具體命令電力負(fù)載被設(shè)置為打開或關(guān)閉的設(shè)定點(diǎn)，和/或用于在裝置中卸載電力負(fù)載，例如當(dāng)在電力網(wǎng)絡(luò)中消耗的能量值超過了所生產(chǎn)的能量值時(shí)。
[0013]提供了以下內(nèi)容:該設(shè)備還包括用于接收被與該設(shè)備相連的電表傳送的至少一個(gè)信息的裝置。例如，它可以是接收信息的能力，該信息來自于在法國所采用的電表或任何使電表能夠向外部裝備傳送信息的等價(jià)裝置上的所謂的“客戶遠(yuǎn)程信息”輸出。例如在德國使用的那些基于操作紅外鏈路的IEC62056-21標(biāo)準(zhǔn)的連接，或USB連接、專有連線、光、視頻、PLC等連接。作為反復(fù)操作的一部分，例如在離峰時(shí)候，這一信息被根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備有利地使用來傳統(tǒng)地驅(qū)動(dòng)該至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件。取決于當(dāng)電力負(fù)載被使能時(shí)由能量表所測(cè)量的功率和/或當(dāng)負(fù)載被關(guān)閉時(shí)從總共被測(cè)量的值所顯示的功率值，這一消息還可以用于校準(zhǔn)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。被能量表傳送的信息還可用于作為由該電氣網(wǎng)絡(luò)的管理系統(tǒng)對(duì)設(shè)備遠(yuǎn)程控制的方式，例如根據(jù)專利FR1301944中所描述的方法。
[0014]提供了以下內(nèi)容:由該電表傳送的信息是通常在該電表中提供的從繼電器觸點(diǎn)輸出的狀態(tài)提取的二進(jìn)制信息，以在有利的計(jì)費(fèi)水平上控制貯水式熱水器的操作。
[0015]提供了以下內(nèi)容:設(shè)備還包括用于確定從該至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件在其使用期間所提取的能量值的裝置。這是用于確定從存儲(chǔ)裝置(例如在提供熱水和/或加熱和/或冷卻供應(yīng)服務(wù)的構(gòu)架中)提取的能量值的方式。還提供了以下內(nèi)容:基于來自至少一個(gè)傳感器和/或計(jì)量器的信息，從存儲(chǔ)裝置提取的能量值在設(shè)備內(nèi)被計(jì)算和/或測(cè)量。從存儲(chǔ)器裝置提取的熱能的計(jì)量可以例如通過考慮冷水入口和熱水出口處的兩個(gè)探針之間的溫度差，以及進(jìn)入水計(jì)量器的水的容積而被執(zhí)行。
[0016]提供了以下內(nèi)容:設(shè)備還包括用于從該至少一個(gè)能夠在其使用期間轉(zhuǎn)換電能并能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件接收至少一個(gè)涉及被抽取的水的體積、和/或被抽取的水的溫度、和/或水的進(jìn)入溫度的信息的裝置。例如，提供了以下內(nèi)容:接收裝備有干觸點(diǎn)輸出的水計(jì)量器的脈沖和/或放置在水中電路(涉及所存儲(chǔ)的熱能的提取)的適當(dāng)位置的至少一個(gè)溫度傳感器的信號(hào)。
[0017]提供了以下內(nèi)容:設(shè)備還包括用于向信息系統(tǒng)傳送至少一個(gè)信息的裝置，該信息涉及該至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件的狀態(tài)。本發(fā)明可以在管理系統(tǒng)內(nèi)使用，該管理系統(tǒng)經(jīng)常采取單遠(yuǎn)程控制命令的形式，單向且無條件地向根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備傳送設(shè)定點(diǎn)。在該情形下，由外部管理系統(tǒng)維持每一個(gè)設(shè)備的能量記賬或執(zhí)行模型以了解或估計(jì)所存儲(chǔ)的能量并且，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，仍然可以被存儲(chǔ)的能量值在每一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的控制下。當(dāng)本發(fā)明在由具有單獨(dú)尋址能力的雙向電信系統(tǒng)所支持的電氣網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施時(shí)，每一個(gè)設(shè)備的狀態(tài)可以被有利地向管理系統(tǒng)報(bào)告以確?？捎萌萘吭谌魏螘r(shí)刻的更準(zhǔn)確管理。根據(jù)該至少一個(gè)組件的狀態(tài)的詳細(xì)程度，該組件的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備被通知并且根據(jù)備用信道的傳送系統(tǒng)的可能性，提供了例如每一個(gè)設(shè)備通知管理系統(tǒng)所聚集的能量值，以及在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，根據(jù)被實(shí)施的每一種模式，通知仍然可以被存儲(chǔ)的能量值。它還可以是二進(jìn)制狀態(tài)信息，比如“已達(dá)到最大存儲(chǔ)容量”、“已達(dá)到最大保留存儲(chǔ)容量”。感興趣的其他信息，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，也可以被每一個(gè)設(shè)備傳送至管理系統(tǒng)，例如被提取的熱量值、被抽取的水量、所提取和/或進(jìn)入水的溫度。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠轉(zhuǎn)換預(yù)定量的電能并將其以熱形式存儲(chǔ)。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)設(shè)備和至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并將其以熱形式存儲(chǔ)的組件。提供了以下內(nèi)容:根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)采用至少兩個(gè)單獨(dú)裝置的形式，構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)設(shè)備的控制裝置以及至少一個(gè)確保將電能轉(zhuǎn)換為熱能并以熱形式存儲(chǔ)的裝置。還提供了以下內(nèi)容:根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括在同一殼體內(nèi)的至少一個(gè)裝置、根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)設(shè)備以及至少一個(gè)確保將電能轉(zhuǎn)換為熱能并以熱形式存儲(chǔ)的裝置。該設(shè)備可以被另外的轉(zhuǎn)換和/或存儲(chǔ)裝置補(bǔ)充。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并將其以熱形式存儲(chǔ)的組件之間的功能性鏈路，例如被處于設(shè)備輸出的貯水式熱水器或根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備控制的外部電力繼電器的電力電纜的電性連接提供。還提供了以下內(nèi)容:根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)設(shè)備和被驅(qū)動(dòng)負(fù)載之間的功能性連接，經(jīng)由通過射頻或PLC的遠(yuǎn)程控制而被執(zhí)行。在該情形下，該至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件，通過由在建筑物內(nèi)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備遠(yuǎn)程控制的至少一個(gè)接收器連接至電源。單獨(dú)驅(qū)動(dòng)設(shè)備形式的實(shí)施變體尤其適用于已包括貯水式熱水器的現(xiàn)有設(shè)施的改造，同時(shí)以具有根據(jù)本發(fā)明的集成驅(qū)動(dòng)的設(shè)備的形式的實(shí)施，傾向于針對(duì)新的優(yōu)化裝置以最佳地使用本發(fā)明。
[0019]在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中還提供了以下內(nèi)容:至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并將其以熱形式存儲(chǔ)的組件包括用于將以熱力學(xué)形式的電能轉(zhuǎn)換的裝置以及用于將熱形式的電能通過焦耳效應(yīng)轉(zhuǎn)換電能的方式。由于其高產(chǎn)出率、生成根據(jù)需求的高溫或低溫的能力，熱力學(xué)方式是優(yōu)選的。然而，在外部交換機(jī)的溫度的給定范圍以外，它們的操作受限，并且甚至是不可能的。本發(fā)明提供了有利地生產(chǎn)熱能的完成裝置，用于通過焦耳效應(yīng)的加熱方式來存儲(chǔ)以用于增加或補(bǔ)充熱產(chǎn)生。本發(fā)明在電氣網(wǎng)絡(luò)的管理框架中的使用，用于存儲(chǔ)來自于間歇性產(chǎn)生的過多能量或者用于載入電氣網(wǎng)絡(luò)，例如，糾正增加的頻率的問題，需要高累積的負(fù)載功率的快速調(diào)動(dòng)。通過由根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中的焦耳效應(yīng)加熱的實(shí)施裝置，這一目標(biāo)被更快實(shí)現(xiàn)。此外，在裝置中的絕緣介質(zhì)上增加受保護(hù)電阻或電阻的邊際成本，該裝置的主熱能低。
[0020]在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中還提供了以下內(nèi)容:該至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件以關(guān)于房間溫度的高溫形式存儲(chǔ)能量。該目標(biāo)時(shí)在任何何時(shí)的材料中生成和存儲(chǔ)熱量。
[0021]在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中還提供了以下內(nèi)容:該至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件以關(guān)于房間溫度的低溫形式存儲(chǔ)能量。
[0022]在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中還提供了以下內(nèi)容:該至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件在主要有水組成的液體容積中存儲(chǔ)能量。為了存儲(chǔ)高溫或低溫，提供了以下內(nèi)容:例如使用直接被使用和/或作為熱傳導(dǎo)流體的水的容積，裝置浸入該流體中以生成熱能。在關(guān)閉的液壓電路中，提供了向水中加入抗凍劑和/或化學(xué)產(chǎn)品以阻止形成沉淀物。
[0023]在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中還提供了以下內(nèi)容:該至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件至少部分地在固體和/或相變材料的體積中存儲(chǔ)能量。這尤其應(yīng)用于存儲(chǔ)大量能量和/或用于獲取緊湊的存儲(chǔ)組件。由于其機(jī)械魯棒性且在高溫下的存儲(chǔ)能力，固體材料是令人感興趣的?；谏婕按鎯?chǔ)溫度的融合溫度和在本發(fā)明的實(shí)施框架中的最優(yōu)使用，相變材料被明智地選擇，它們?cè)诰o湊性上尤其有效。
[0024]為了生產(chǎn)用于公共衛(wèi)生目的的熱水，相變材料(比如水和鹽)尤其被推薦。例如，三水醋酸鈉具有55-58°C的熔融溫度且被分類為無毒。該材料可以在小于水的體積的超過26倍的體積中，在55 °C和58 0C之間存儲(chǔ)I OOKWh的電能。有機(jī)化合物(比如烷烴和脂肪酸)以及任何其他的經(jīng)封裝相變材料的使用也被提供，以允許充分的熱交換活動(dòng)和材料的安全保由O
[0025]為了根據(jù)本發(fā)明的可逆貯水式熱水器或空調(diào)的生產(chǎn)，既緊湊又具有合理量的具有高熔融溫度的水和鹽是相變材料的選擇。它可以例如為熔點(diǎn)為318°C的氫氧化鈉，或具有合適熔化溫度的任何其他相變材料。
[0026]如之后可見的，在本發(fā)明的示例實(shí)施中，還提供了將以水的容積形式以及以相變材料形式的熱能存儲(chǔ)器相組合。
[0027]提供了以下內(nèi)容:根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還包括在其使用期間，經(jīng)提取的熱形式能量的計(jì)量裝置。這些附加裝置在熱水的傳送過程中提供，該熱水用于公共衛(wèi)生目的和/或建筑物的空氣調(diào)節(jié)裝置的加熱或冷卻或用于包括制造和/存儲(chǔ)方法的專業(yè)用途。本發(fā)明在該環(huán)境中的實(shí)施允許用于生成經(jīng)存儲(chǔ)的熱能和用于其用途的電能的消耗的解耦合。
[0028]在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中還提供了以下內(nèi)容:在其使用期間被提取的熱形式的能量的至少一部分經(jīng)由電流傳遞。這一點(diǎn)例如在來自所存儲(chǔ)熱能的熱量和電能的本地微型熱電聯(lián)供的框架中。提供了以下內(nèi)容:從囤積釋放的熱能轉(zhuǎn)換為電能形式可以基于任何類型的已知物理現(xiàn)象，例如通過直接的熱力學(xué)轉(zhuǎn)換或通過使用熱力學(xué)原則的間接轉(zhuǎn)換。
[0029]在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中還提供了以下內(nèi)容:在其使用中所提取的熱形式的至少一部分能量是經(jīng)由氣流傳送的。這例如應(yīng)用于電存儲(chǔ)加熱或可逆或不可逆的貯存式空調(diào)，這里通過由風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流，所存儲(chǔ)的高溫或低溫如所需的提取。利用高溫或低溫的輸入和存儲(chǔ)，取決于適合的季節(jié)，這例如還應(yīng)用于強(qiáng)制性通風(fēng)設(shè)備或渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0030]在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中還提供了以下內(nèi)容:在其使用中經(jīng)提取的熱形式的能量的至少一部分經(jīng)由流體傳遞。液體是用于公共衛(wèi)生目的的生產(chǎn)的熱水中的水流，或者在通過利用熱交換器或構(gòu)成交換器的管道的風(fēng)扇線圈，在房間的加熱和/或冷卻的封閉電路中循環(huán)的液體，該管道嵌入在墻體、天花板或地板中。
[0031]提供了以下內(nèi)容:根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還包括用于提供處于某溫度的氣流或流體的裝置，該溫度不同于能量以熱形式所存儲(chǔ)的溫度。例如，允許處于以熱形式的能量存儲(chǔ)裝置的溫度的氣流與處于房間溫度的氣流相混合以生成處于中間溫度的氣流的房屋。在流體的情形下，這里例如是從處于存儲(chǔ)裝置的溫度的流體和處于存儲(chǔ)裝置的輸入溫度的流體來生成處于中間溫度的流體的混合器。還提供了以下內(nèi)容:用于有利地提供處于不同于以熱形式存儲(chǔ)的能量的溫度的溫度的氣流或流體的方式，包括調(diào)節(jié)在相對(duì)的常量值處所提供流體的溫度的熱力學(xué)裝置。這些調(diào)節(jié)裝置例如為基于材料的膨脹的機(jī)械恒溫計(jì)裝置，或者還包括至少一個(gè)溫度傳感器和機(jī)電驅(qū)動(dòng)器的電子調(diào)節(jié)裝置。當(dāng)然，這些解決方案適用于低溫存儲(chǔ)設(shè)備，例如在以可能的高溫存儲(chǔ)(處于低于使用溫度的溫度的相變材料)形式的低溫存儲(chǔ)的情形下。
[0032]提供了以下內(nèi)容:根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成存儲(chǔ)生產(chǎn)用于公共衛(wèi)生目的的熱水的存儲(chǔ)裝置。
[0033]提供了以下內(nèi)容:根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還包括水計(jì)量器和/或用于測(cè)量經(jīng)抽取的水的溫度和/或用于測(cè)量進(jìn)入水的溫度的裝置。這些附加裝置在考慮其記賬的用于提供公共衛(wèi)生目的的熱水的框架中提供。
[0034]提供了以下內(nèi)容:根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成存儲(chǔ)加熱和/或冷卻裝置。本發(fā)明因此在分散的熱能生產(chǎn)裝置的框架中實(shí)施，比如例如存儲(chǔ)式加熱器或空調(diào)，或分散的裝置，比如鍋爐或中央存儲(chǔ)式加熱器和/或冷卻系統(tǒng)。
[0035]提供了以下內(nèi)容:根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)適應(yīng)于比如提供至少兩種不同類型的熱能形式的電能存儲(chǔ)設(shè)備的方式，至少一種類型用于復(fù)用存儲(chǔ)，以及至少一種類型操作熱能形式的保留存儲(chǔ)容量用于間歇式存儲(chǔ)。本發(fā)明提供了轉(zhuǎn)換預(yù)定量的電能，并且其熱能形式的存儲(chǔ)可以同時(shí)存在于根據(jù)具有傳統(tǒng)系統(tǒng)的本發(fā)明的同一系統(tǒng)中，該傳統(tǒng)系統(tǒng)用于轉(zhuǎn)換非預(yù)定量的電能以及熱形式的存儲(chǔ)。例如在貯水式電熱水器的情形下，根據(jù)本發(fā)明運(yùn)行并通過使其操作被用于在有利的計(jì)費(fèi)期(例如法國的離峰期)中的電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)控制獲得例如熱水的每日生產(chǎn)的能力。該目標(biāo)可以在根據(jù)包括存儲(chǔ)熱形式能量的單個(gè)組件的本發(fā)明的同一系統(tǒng)的框架中實(shí)現(xiàn)，在該情形下，相同容積的水和用于轉(zhuǎn)換熱形式的電能的單個(gè)組件，在該情形下，水下的經(jīng)保護(hù)電阻或管道中絕緣介質(zhì)上的電阻，或組件的熱力學(xué)熱交換器。然而，為了不使得讓預(yù)定量的能量的吸收和存儲(chǔ)由于傳統(tǒng)操作的框架中的存儲(chǔ)容量的飽和而不可能，利用專門應(yīng)用于其的附加存儲(chǔ)容量來實(shí)施本發(fā)明是優(yōu)選的。附加存儲(chǔ)容量的優(yōu)勢(shì)在實(shí)施不包括傳送信息(關(guān)于用于存儲(chǔ)熱形式的能量的組件的狀態(tài))的本發(fā)明的框架中被進(jìn)一步提高。在該實(shí)施框架中，認(rèn)為根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)總具有存儲(chǔ)熱形式的新的預(yù)定量電能的能力，且相關(guān)的計(jì)費(fèi)管理不能考慮實(shí)體上無法存儲(chǔ)更多能量。
[0036]附加的存儲(chǔ)容量(等價(jià)的所有事物)可以由熱形式的存儲(chǔ)溫度的經(jīng)區(qū)分管理被有利地創(chuàng)建。例如對(duì)于貯水式熱水器，在水的傳統(tǒng)操作的框架中，在第一給定的設(shè)定點(diǎn)溫度(例如65°C)處離峰時(shí)候區(qū)間被加熱。根據(jù)本發(fā)明的操作基于比第一設(shè)定點(diǎn)溫度更高的第二設(shè)定點(diǎn)溫度，例如85°C。提供了以下內(nèi)容:附加的熱存儲(chǔ)容量利用水作為熱形式能量的存儲(chǔ)介質(zhì)，通過相變材料的組合使用被大量地增加。相變材料的溫度例如位于兩個(gè)設(shè)定點(diǎn)溫度之間，以僅存儲(chǔ)根據(jù)本發(fā)明的操作模式的相變材料中的可能高溫形式的熱能。當(dāng)可能高溫新形勢(shì)的熱存儲(chǔ)熱量飽和時(shí)，第二溫度被達(dá)到，且該材料示出了所謂的熱量存儲(chǔ)敏感行為，即，存儲(chǔ)于該材料中的熱能的增長(zhǎng)使其溫度增長(zhǎng)。
[0037]提供了以下內(nèi)容:根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還包括用于有助于熱形式的能量輸入的裝置，該裝置不連接至電力分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。這些附加裝置被包括在能夠轉(zhuǎn)換能量并能以熱形式存儲(chǔ)的該組件中。這可以例如為直接連接至分離于該網(wǎng)絡(luò)的本地生產(chǎn)源(比如太陽能電力屋頂板或風(fēng)輪機(jī))的電熱生產(chǎn)裝置。它還可以為連接至包括熱交換流體的電路的熱交換器，該電路連接至太陽能電板、柴爐等。在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，如果該熱對(duì)流系統(tǒng)的運(yùn)行不足或未達(dá)到期望，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還包括至少一個(gè)確保熱交換流體的循環(huán)的栗。裝置被提供用于管理熱交換流體的循環(huán)，以使得它可以僅生成存儲(chǔ)裝置中的熱能輸入。裝置還被提供用于阻止任何提供易于代表對(duì)人或裝備的危險(xiǎn)性的熱能，例如在存儲(chǔ)容量飽和的情形下，當(dāng)存在這一風(fēng)險(xiǎn)時(shí):溫度的增長(zhǎng)將達(dá)到用于熱存儲(chǔ)的材料的沸點(diǎn)。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，方法被提供以在電氣網(wǎng)絡(luò)中操作根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)系統(tǒng)。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的方法包括以下步驟:
[0040]通過適合的監(jiān)控和管理系統(tǒng)，持續(xù)地監(jiān)控電力消耗與該電氣網(wǎng)絡(luò)中的生產(chǎn)之間的平衡；
[0041]通過該適合的監(jiān)控和管理系統(tǒng)，利用給定的多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，傳送用于轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)預(yù)定量的電能的至少一個(gè)設(shè)定點(diǎn)用于消耗預(yù)定電能的經(jīng)蓄積量，以在給定的過剩生產(chǎn)的情形下，調(diào)整相對(duì)于生產(chǎn)的電力消耗。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的方法還包括以下步驟:
[0043]在至少一個(gè)信息系統(tǒng)中，保存涉及由該適合的監(jiān)控和管理系統(tǒng)的傳送的至少一個(gè)信息，利用給定的多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，保存用于轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)預(yù)定量的電能的至少一個(gè)設(shè)定點(diǎn)。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的方法提供了例如存儲(chǔ)在標(biāo)識(shí)設(shè)施(該設(shè)施包括根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)系統(tǒng))的數(shù)據(jù)庫中，設(shè)定點(diǎn)被傳送至該系統(tǒng)，與設(shè)定點(diǎn)相關(guān)的預(yù)定量的電能，被包含在每一個(gè)設(shè)施中的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的數(shù)量，并且在適當(dāng)?shù)那闆r下，它們各自的標(biāo)稱功率，以及設(shè)定點(diǎn)的傳送的時(shí)間戳。這一信息的所有或部分確保了對(duì)于能量表指標(biāo)于給定的計(jì)費(fèi)期間的受影響變動(dòng)，適時(shí)地執(zhí)行適合的糾正。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的方法還包括以下步驟:
[0046]當(dāng)設(shè)施使用根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)已經(jīng)至少部分地消耗了電能值，而在與該設(shè)施相關(guān)的計(jì)量裝置內(nèi)出現(xiàn)了不適當(dāng)?shù)挠?jì)量指標(biāo)時(shí)，在至少一個(gè)信息系統(tǒng)內(nèi)糾正與在設(shè)施中消耗的電能的計(jì)量有關(guān)的至少一個(gè)數(shù)值。
[0047]例如，在法國雙峰/離峰計(jì)費(fèi)的情形下，當(dāng)正常使用中提供了這僅在離峰時(shí)間被執(zhí)行時(shí)，如果分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的平衡需求需要傳送用于在高峰時(shí)間轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)預(yù)定量電能的設(shè)定點(diǎn)。復(fù)古修正計(jì)劃于由操作者發(fā)布的客戶發(fā)貨單上。在應(yīng)用將所消耗的能量值轉(zhuǎn)換到貨幣單位的計(jì)費(fèi)規(guī)則之前，這一修正可以例如在例如以KWh示出的所測(cè)量或估計(jì)的計(jì)量指標(biāo)的基礎(chǔ)上。還提供了以下內(nèi)容:在給定的計(jì)費(fèi)期，在由該客戶可支付的網(wǎng)絡(luò)量的計(jì)算中，這一修正以貨幣單位被執(zhí)行，起始于通過對(duì)所讀取或估計(jì)的計(jì)量指標(biāo)應(yīng)用該計(jì)費(fèi)規(guī)則可支付的量。被提供用于給定設(shè)施的賬目的糾正例如在于提取預(yù)定量的能量或不適合項(xiàng)的以貨幣單位的對(duì)應(yīng)量，在適當(dāng)?shù)那闆r下，乘以根據(jù)本發(fā)明的在該設(shè)施中實(shí)施的系統(tǒng)的數(shù)目，然后加上之前被減去的量的被認(rèn)為更合適的項(xiàng)。還提供了糾正至少一個(gè)用于應(yīng)用具體經(jīng)濟(jì)模型至在本發(fā)明的框架中實(shí)施的裝置和/或服務(wù)的圖表。當(dāng)該糾正從所消耗能量的恒定總量(如被批準(zhǔn)用于金融交易的設(shè)施的能量表在給定時(shí)期內(nèi)記錄)計(jì)算時(shí)，本發(fā)明還允許選擇用于根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的經(jīng)簡(jiǎn)化實(shí)施變體的可能性。實(shí)際上，在這些條件下，用于估計(jì)或測(cè)量所供應(yīng)電能的值的裝置(該值不足夠準(zhǔn)確以允許經(jīng)濟(jì)交易)，在此情形下，足夠用于糾正達(dá)到所需精度的計(jì)量結(jié)果的分配。
[0048]同一原則適用于更為復(fù)雜的定價(jià)結(jié)構(gòu)，比如6指標(biāo)的“節(jié)奏(tempo)”計(jì)費(fèi)，在每一天內(nèi)的高峰和離峰時(shí)候期間的日期和時(shí)間段的3種類型。在該情形下的糾正需要設(shè)定點(diǎn)的傳送的完整時(shí)間戳和可應(yīng)用于客戶設(shè)施的計(jì)費(fèi)規(guī)則的存儲(chǔ)。在數(shù)據(jù)庫(該數(shù)據(jù)庫包括描述根據(jù)本發(fā)明的在客戶設(shè)施中的系統(tǒng)的信息)中的負(fù)載的單位功率的知識(shí)用于重新計(jì)算負(fù)載的操作時(shí)間的成本，并因此當(dāng)消費(fèi)期包括指標(biāo)變化時(shí)，使得按比例的糾正。在實(shí)踐中，將對(duì)客戶最有利的修正進(jìn)行取整將是優(yōu)選的，這既簡(jiǎn)化了本發(fā)明的實(shí)施，也提高了它的可接受性。
[0049]根據(jù)該方法的方法應(yīng)用被提供用于管理電氣網(wǎng)絡(luò)，該電氣網(wǎng)絡(luò)包括用于間歇性生產(chǎn)的能量源，該間歇性生產(chǎn)的產(chǎn)能不可能可靠地計(jì)劃，比如風(fēng)輪機(jī)，光電板，太陽能發(fā)電廠，這里電力通過熱力學(xué)方式等生成。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的方法的應(yīng)用在服務(wù)框架中提供，該服務(wù)框架用于提取和存儲(chǔ)過剩生產(chǎn)的電能并用于提供對(duì)應(yīng)的以適合形式的房間內(nèi)熱能。目的是為了組織和管理包括根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，以通過實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法來使用該存儲(chǔ)系統(tǒng)，以消耗可能導(dǎo)致電氣網(wǎng)絡(luò)不平衡的過剩生產(chǎn)，用于將以熱形式存儲(chǔ)的能量再次出售。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的方法的應(yīng)用在供應(yīng)用于公共衛(wèi)生目的和/或加熱和/或冷卻和/或電力的熱水的服務(wù)的框架中提供。這些供應(yīng)用于家庭或商業(yè)場(chǎng)所或工業(yè)過程的框架中。
【附圖說明】
[0052]本發(fā)明的其他特性和優(yōu)勢(shì)將體現(xiàn)在下面的詳細(xì)描述中。在附圖中提供了非限制性的示例:
[0053]圖1示出了設(shè)備的框圖的第一變體。
[0054]圖2示出了設(shè)備的框圖的第二變體。
[0055]圖3示出了以單獨(dú)元件的系統(tǒng)的第一變體。
[0056]圖4示出了以單獨(dú)元件的系統(tǒng)的第二變體。
[0057]圖5示出了以單獨(dú)元件的系統(tǒng)的第三變體。
[0058]圖6示出了以單獨(dú)元件的系統(tǒng)的第四變體。
[0059]圖7示出了系統(tǒng)的第一完整變體。
[0060]圖8示出了系統(tǒng)的第二完整變體。
[0061 ]圖9示出了系統(tǒng)的第三完整變體。
[0062]圖10示出了系統(tǒng)的第四完整變體。
[0063]圖11示出了整體的熱水器的第一變體。
[0064]圖12示出了整體的熱水器的第二變體。
[0065]圖13a和13b示出了完整的電加熱變體。
[0066]圖14示出了涉及網(wǎng)絡(luò)的平衡的方法的步驟。
[0067]圖15示出了涉及估價(jià)的方法的步驟。
[0068]附圖和實(shí)施例詳細(xì)描述
[0069]本發(fā)明的其他特性和優(yōu)勢(shì)將在以下的描述中體現(xiàn)。在附圖中，以下作為非限定性示例給出:
[0070]圖1示出了設(shè)備的框圖的第一變體。
[0071]系統(tǒng)12的框圖包括根據(jù)本發(fā)明的用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能并能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件2的設(shè)備I，設(shè)備I包括至少一個(gè)電力負(fù)載。設(shè)備I包括低電壓電源組件3，以從電力設(shè)施4的電壓向它所連接的組件提供所需用于其他組件的操作的電壓。在適合的情形下，在該設(shè)備的中央是通過包括在其程序存儲(chǔ)器內(nèi)的軟件來控制設(shè)備資源的微控制器5、工作RAM存儲(chǔ)器和用于永久性存儲(chǔ)操作設(shè)置和功能狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器。來自Atmel(注冊(cè)商標(biāo))的“極小的(tiny)” 8位AVR微控制器簇的模型或來自德州儀器(TexasInstruments)(注冊(cè)商標(biāo))的“MSP430” 16位微控制器簇的模型是特別優(yōu)選的，但是來自其他半導(dǎo)體制造商的若干其他可接受的參考同樣也是可用的。通信組件6確保至少接收設(shè)定點(diǎn)，其中設(shè)定點(diǎn)觸發(fā)對(duì)預(yù)定量的能量的供應(yīng)。所有類型的物理介質(zhì)和通信協(xié)議的使用被提供在本發(fā)明的框架中。還提供了使用能夠接收和發(fā)送信息的收發(fā)器以使設(shè)備與某些需要雙向交換的電信標(biāo)準(zhǔn)兼容。當(dāng)至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件2是不包括電力轉(zhuǎn)換裝置或不包括使設(shè)備I能夠遠(yuǎn)程控制它的接口的電力負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)換裝置被集成到電力接口 7中。電力接口 7包括例如至少一個(gè)機(jī)電或靜態(tài)功率繼電器以及它的控制電子設(shè)備。否則，在適合的情形下，由電氣網(wǎng)絡(luò)提供的功率經(jīng)由用于測(cè)量電流的裝置直接被供應(yīng)給至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件2。還提供了驅(qū)動(dòng)功率的至少一個(gè)組件可以被設(shè)備經(jīng)由任何傳統(tǒng)的單向或雙向控制裝置8遠(yuǎn)程控制?？刂蒲b置8例如通過“控制導(dǎo)線(pilot wire)”、電力線、射頻、紅外或通過任何有線方式與至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件2通信。這允許使用設(shè)備外部的電力轉(zhuǎn)換裝置，這些電力轉(zhuǎn)換裝置已在經(jīng)驅(qū)動(dòng)的裝置中實(shí)施，例如用于控制至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件2內(nèi)的至少一個(gè)電力負(fù)載或用于調(diào)節(jié)其溫度。另外，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備不包括用于測(cè)量所供應(yīng)的電力的裝置時(shí)，提供了獲取與該電力負(fù)載的電源電壓有關(guān)的信號(hào)。只有在至少一個(gè)電力負(fù)載實(shí)際上被供電時(shí)，這一改進(jìn)才使得將功率結(jié)合到計(jì)算中用于估計(jì)所提供的電能成為可能。在適合的情形下，還允許考慮關(guān)于其標(biāo)稱值的供應(yīng)電壓的變體，以用于修正所供應(yīng)的能量的估計(jì)值，例如通過應(yīng)用比例因子或在至少一個(gè)電力負(fù)載的標(biāo)稱功率值處從表格提取的修正。
[0072]根據(jù)實(shí)施的用于估計(jì)或測(cè)量所供應(yīng)的能量的變體，設(shè)備包括用于了解在至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件2內(nèi)的循環(huán)電流的裝置9和/或用于了解其電源電壓的裝置10。取決于實(shí)施類型，裝置10收集在最相關(guān)的位置處電壓信息，例如，在來自如圖1中的電力設(shè)施4的主電源處或直接在塊2內(nèi)的功率負(fù)載的終端處。
[0073]在圖1的示圖中，在適合的情形下，同一微控制器5被提供以實(shí)施本發(fā)明的所有方面，包括測(cè)量由至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件2所消耗的功率。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是所有公知的用于測(cè)量功率或電能(依賴于或不依賴于使用計(jì)量學(xué)的專用集成外部電路)的實(shí)施方式，例如使用用于測(cè)量電流的分流器、電流轉(zhuǎn)換器、霍爾效應(yīng)傳感器、Ngel效應(yīng)傳感器、Rogowski線圈傳感器也可以被使用，而不脫離本發(fā)明的范圍。
[0074]用戶接口11包括允許設(shè)備與用戶之間進(jìn)行交互的至少一個(gè)按鈕和一個(gè)發(fā)光指示器。
[0075]由于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括用于存儲(chǔ)能量的裝置，用戶受益于用于提供嵌入式存儲(chǔ)容量的狀態(tài)的知識(shí)的“儀表”信息，這一點(diǎn)通常是有用的。
[0076]圖2示出了系統(tǒng)的框圖的第二變體。該圖與前一附圖的不同之處在于它包括能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的兩個(gè)組件2a和2b。這一變體對(duì)應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的形成提供兩種電能消耗模式的裝置的系統(tǒng)的情形。就達(dá)到轉(zhuǎn)換預(yù)定量的電能并以熱形式存儲(chǔ)而論，根據(jù)本發(fā)明的消耗模式與傳統(tǒng)的消耗模式相組合，不限定為根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備供應(yīng)給負(fù)載的電能量的預(yù)定值。相比于傳統(tǒng)組件立即供熱或供冷而不經(jīng)存儲(chǔ)，該框圖對(duì)應(yīng)于例如包括根據(jù)本發(fā)明轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)經(jīng)驅(qū)動(dòng)的能量的組件的加熱或冷卻裝置。例如，對(duì)即時(shí)動(dòng)作的傳統(tǒng)輻射板的加熱器添加了存儲(chǔ)容量以用于存儲(chǔ)推遲使用的熱量。另一示例是包括在同一裝置中的空調(diào)，該裝置能夠由熱力學(xué)裝置和加熱和/或冷卻存儲(chǔ)組件提供即時(shí)的高能效服務(wù)。還提供了以下內(nèi)容:功率組件的一些或所有，尤其是用于提供即時(shí)服務(wù)的功率組件由設(shè)備經(jīng)由任何傳統(tǒng)裝置(例如通過“控制導(dǎo)線(pilot wire)”或無線遠(yuǎn)程控制裝置)遠(yuǎn)程控制。
[0077]圖3以單獨(dú)元件形式示出了系統(tǒng)的第一變體。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)12以兩個(gè)單獨(dú)裝置1、2的形式實(shí)施。在該示例中，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成存儲(chǔ)用于公共衛(wèi)生目的的熱水的存儲(chǔ)的生產(chǎn)系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備I被連接至電氣網(wǎng)絡(luò)4和至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件2。在該示例中，至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件2包括電阻器或熱力學(xué)加熱裝置和調(diào)節(jié)水溫的恒溫器，以及在適合的情形下，包括單獨(dú)的安全性恒溫器。這里，至少一個(gè)能夠存儲(chǔ)熱形式的能量的組件是包括大量水的水箱。
[0078]圖4以單獨(dú)元件的形式示出了系統(tǒng)的第二變體。根據(jù)發(fā)明的系統(tǒng)12以兩個(gè)單獨(dú)裝置1、2的形式實(shí)施。在該示例中，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成貯水式加熱器或混合式加熱器(SP，存儲(chǔ)以及即時(shí)加熱)。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備I被連接至電氣網(wǎng)絡(luò)4以及至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件2。在該示例中，至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件2包括電阻器和調(diào)節(jié)用于存儲(chǔ)熱形式的能量的材料的溫度的恒溫器，以及在適合的情形下，包括單獨(dú)的安全性恒溫器。這里，至少一個(gè)能夠存儲(chǔ)熱形式能量的組件是固體材料體積和/或在適合的套殼內(nèi)的相變材料，通過用于提取和傳遞所存儲(chǔ)熱量的方式完成。
[0079]圖5以單獨(dú)元件的形式示出了系統(tǒng)的第三變體。根據(jù)發(fā)明的系統(tǒng)12以兩個(gè)單獨(dú)裝置1、2的形式實(shí)施。在該示例中，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成“強(qiáng)制通風(fēng)(forced draft)”通風(fēng)設(shè)備或“渦扇(turbofan)”系統(tǒng)。這些被設(shè)計(jì)用于建筑物內(nèi)空氣更新的有效的通風(fēng)系統(tǒng)的特征在于新鮮空氣從外側(cè)吸入并被分散在房屋內(nèi)。這些通風(fēng)系統(tǒng)有利地包括用于對(duì)將分散在房屋內(nèi)的空氣進(jìn)行加熱或預(yù)加熱的設(shè)備。通常被安裝在閣樓中或房間中的這些設(shè)備不受它們實(shí)體大小的限制。因此，它們可以被有利地集成到用于實(shí)施本發(fā)明的熱能存儲(chǔ)裝置中。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備I被連接至電氣網(wǎng)絡(luò)4以及至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件2。在該示例中，組件2包括電阻器以及調(diào)節(jié)用于以熱形式存儲(chǔ)能量的材料的溫度的恒溫器，以及在適合的情形下包括單獨(dú)的安全性恒溫器。至少一個(gè)能夠存儲(chǔ)熱形式的能量的組件在此是固體材料體積和/或在適合的套殼內(nèi)的相變材料，并且被用于提取和傳遞被存儲(chǔ)于分散氣流中的熱量的裝置完成。
[0080]圖6以單獨(dú)元件的形式示出了系統(tǒng)的第四變體。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)12以兩個(gè)單獨(dú)裝置1、2的形式實(shí)施。在該示例中，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成貯存式或混合式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(即，貯存和即時(shí)加熱或冷卻)?？諝庹{(diào)節(jié)系統(tǒng)可以有利地實(shí)施本發(fā)明以用于在適合的時(shí)刻存儲(chǔ)低溫和/或高溫來根據(jù)需要在以后使用。由于這種類型的裝置已經(jīng)包括復(fù)雜的嵌入式管理裝置和用于生成和驅(qū)動(dòng)氣流的裝置，它在本質(zhì)上提供了對(duì)本發(fā)明的實(shí)施。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備I被連接至電氣網(wǎng)絡(luò)4以及至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件2a和2b。在該示例中，至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件2a和2b包括采用熱力加熱裝置和電阻形式的熱交換器和調(diào)節(jié)用于以熱形式存儲(chǔ)能量的材料的溫度的恒溫器，以及在適合的情形下包括單獨(dú)的安全性恒溫器。出于其緊湊性和低質(zhì)量的目的，至少一個(gè)能夠存儲(chǔ)熱形式能量的組件在此是相變材料體積。實(shí)際上，位于房間內(nèi)的空調(diào)的一部分通常被懸掛于墻體的上部。相變材料的體積被包括在適合的套殼內(nèi)并且通過提取或傳送存儲(chǔ)在從空調(diào)出去的氣流中的低溫或高溫的方式來實(shí)施。
[0081]圖7示出了系統(tǒng)的優(yōu)選完整變體。
[0082]根據(jù)本發(fā)明的示例性系統(tǒng)12與圖3中的系統(tǒng)的不同之處在于:它采取了根據(jù)本發(fā)明的獨(dú)特裝置的形式，在這種情形下是家庭貯水式熱水器，其中設(shè)備I和至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件2被集成在同一殼體內(nèi)。
[0083]圖8示出了系統(tǒng)的優(yōu)選完整變體。
[0084]根據(jù)本發(fā)明的示例性系統(tǒng)12與圖4中的系統(tǒng)的不同之處在于:它采取了根據(jù)本發(fā)明的獨(dú)特裝置的形式，在這種情形下是貯水式電熱水器，其中設(shè)備I和至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件2a和2b被集成。在該變體中，即時(shí)加熱組件2b例如通過對(duì)流、通過紅外組件或抗輻射組件與貯水式電熱水器共存。
[0085]圖9示出了系統(tǒng)的優(yōu)選完整變體。
[0086]根據(jù)本發(fā)明的示例性系統(tǒng)12與圖5中的系統(tǒng)的不同之處在于:它采取了根據(jù)本發(fā)明的獨(dú)特裝置的形式，在該情形下是集中式機(jī)械通風(fēng)裝置，其包括貯存式加熱裝置，其中設(shè)備I和至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件2a和2b被集成。
[0087]圖10示出了系統(tǒng)的優(yōu)選完整變體。
[0088]根據(jù)本發(fā)明的示例性系統(tǒng)12與圖6中的系統(tǒng)的不同之處在于:它采取了根據(jù)本發(fā)明的獨(dú)特裝置的形式，在該情形下是儲(chǔ)熱和/或儲(chǔ)冷空調(diào)裝置，其中設(shè)備I和至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件2a和2b被集成。
[0089]圖11示出了集成熱水器的第一變體。
[0090]該示例示出了根據(jù)本發(fā)明的貯存式熱水器12，該熱水器還在電費(fèi)的非峰值期間提供傳統(tǒng)的重復(fù)存儲(chǔ)類型操作。兩種模式由根據(jù)本發(fā)明被集成在熱水器的殼體內(nèi)且連接至電氣網(wǎng)絡(luò)4的設(shè)備I管理。該設(shè)備包括與用戶交互的、包括指示存儲(chǔ)容量的狀態(tài)的顯示裝置的裝置11。第一子變體針對(duì)傳統(tǒng)操作模式和根據(jù)本發(fā)明的操作模式兩者僅提供了一個(gè)單電阻2，以及僅包括水的同一水箱。
[0091 ]在沒有對(duì)普通的熱水水箱進(jìn)行顯著修改的情形下，熱能存儲(chǔ)水箱被特別用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。該目標(biāo)是通過對(duì)所生產(chǎn)的熱水的溫度進(jìn)行正確管理實(shí)現(xiàn)的。在該示例中，每天在非峰值時(shí)段期間將水加熱至恒溫器的第一設(shè)定點(diǎn)溫度，例如65°C。當(dāng)設(shè)備接收到用于轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)預(yù)定量的采用熱形式的電能的設(shè)定點(diǎn)時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的操作基于恒溫器的第二設(shè)定點(diǎn)溫度(例如85 °C )被執(zhí)行，其中第二設(shè)定點(diǎn)高于第一設(shè)定點(diǎn)。因此，所存儲(chǔ)的增加的熱能表現(xiàn)為存儲(chǔ)于恒溫混合器13的出口處的熱水體積的增加，該恒溫混合器通過向以第二設(shè)定點(diǎn)溫度存儲(chǔ)的水加入冷水，生成接近于第一設(shè)定點(diǎn)溫度的水的中間水溫。該恒溫混合器還通過消除非常熱的水所導(dǎo)致的燙傷人員的任何風(fēng)險(xiǎn)，提高了該裝置的用戶的安全性。恒溫混合器可以以與擴(kuò)展水箱14相同的方式作為組件被安裝在熱水器的外部，在加熱循環(huán)期間通過關(guān)閉水龍頭或安全組15通過安全閥門阻止水損耗?；旌掀鬟€可以有利地被預(yù)組裝和集成到裝置的外殼中作為其他基本配件的所有或部分來形成完整裝置，這利用了外殼內(nèi)部的所有組件的一般熱隔離。由于液壓和電連接被有利地設(shè)計(jì)以直接與傳統(tǒng)模型的液壓和電連接相兼容，因此，實(shí)施本發(fā)明的裝置例如將替代具有相同的覆蓋范圍的舊式模塊。
[0092]還提供了使用相變材料體積的子變體16。它的熔融溫度在之前見到的兩個(gè)恒溫器設(shè)定點(diǎn)之間進(jìn)行選擇。引入這種被包括在適合的外殼內(nèi)的材料允許有效的熱交換，這大為增加了根據(jù)本發(fā)明的附加存儲(chǔ)能量的容量，例如，如果網(wǎng)絡(luò)操作員實(shí)施本發(fā)明以存儲(chǔ)意料之外的過剩能量，則需要的話在非峰值時(shí)段無需利用傳統(tǒng)的加熱模式，而是僅消耗由可持續(xù)源通過間歇性生產(chǎn)所產(chǎn)生的電能?？紤]到相變材料對(duì)采用潛在熱量的形式的能量的強(qiáng)大的存儲(chǔ)容量，使用這些材料所提供的緊密度允許本發(fā)明在電熱水器中被實(shí)施為具有較大的占用空間以及類似于傳統(tǒng)模型的質(zhì)量(以水的升數(shù)來表示給定容量)。
[0093]另一變體還提供了被區(qū)分為在本發(fā)明的框架2A中用于將電能轉(zhuǎn)換成熱形式以及用于以傳統(tǒng)模式2B加熱的裝置。如果傳統(tǒng)加熱的解決方案(例如熱力學(xué)的熱量生產(chǎn)組件)提供了高能效，那么這一特殊化甚至是更為令人感興趣的。通過焦耳效應(yīng)加熱對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)是優(yōu)選的，這是因?yàn)槭闺娏ω?fù)載的功率最大化有助于基于電氣網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)量來更為有效的平衡需求。這一實(shí)施變體還通過放置于一般存儲(chǔ)容積中的熱量交換器18的方式提供了可選的外部熱量輸入17。這些輸入可以例如來自任何熱源、太陽熱能板、熱栗、地?zé)?、氣體、木材或燃油鍋爐、城市供熱網(wǎng)絡(luò)等。還提供了以下內(nèi)容:當(dāng)外部源的貢獻(xiàn)為正時(shí)，通過循環(huán)栗或通過熱虹吸管來執(zhí)行熱量流傳輸。至少一種裝置19還被提供用于將電能轉(zhuǎn)換成熱形式，該裝置19直接連接至本地生產(chǎn)源20，該本地生產(chǎn)源(例如風(fēng)輪機(jī)或電力太陽能板)不連接至電氣網(wǎng)絡(luò)。還提供了安全性特性以用于阻止能量輸入，從而在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候避免了水和/或相變材料達(dá)到對(duì)人或設(shè)備危險(xiǎn)的溫度。
[0094]圖12示出了集成熱水器的第二變體。
[0095]這一變體與圖11的不同之處在于:它由可能不同的運(yùn)營商(該運(yùn)營商提供設(shè)施的電能)專用于提供針對(duì)公共衛(wèi)生目的的熱水。例如，專門提供熱水的供應(yīng)商通過本發(fā)明的實(shí)施可以將用于公共衛(wèi)生目的的熱水增加到它針對(duì)類似服務(wù)進(jìn)行計(jì)費(fèi)的傳統(tǒng)客戶。該運(yùn)營商還可以向電氣網(wǎng)絡(luò)的管理者提供針對(duì)預(yù)定量的電能的消費(fèi)的服務(wù)和/或減載(loadshedding)服務(wù)。該運(yùn)營商可以從供應(yīng)該設(shè)施的電力分配者購買電能，該電力分配者在其客戶的賬單中退還相應(yīng)的量/總和。該運(yùn)營商還可以不與其客戶的電力相連接，并從它自己的賬單中扣除向其客戶退還的電力費(fèi)用。在分配者的電能總消耗的框架中，當(dāng)用于實(shí)施本發(fā)明所消耗的電量、相應(yīng)的時(shí)間戳以及由客戶從其電力分配者所預(yù)訂的計(jì)費(fèi)被公知(因?yàn)楹笳呤枪_的)時(shí)，由分配者對(duì)聯(lián)合客戶收取的電力費(fèi)用可以很容易地被退款。包括在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備變體中用于接收設(shè)定點(diǎn)的裝置可以通過以下方式特定于該運(yùn)營商，例如通過可連接至主要目的是對(duì)關(guān)于運(yùn)營商提供的服務(wù)的水、氣、熱等進(jìn)行遠(yuǎn)程計(jì)量的“機(jī)器對(duì)機(jī)器”類型的電信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。這可以是標(biāo)準(zhǔn)的蜂窩類型射頻、或具有適合的分布式集線器的特定中程網(wǎng)絡(luò)、或連接至例如客戶房間內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)盒子的短程射頻網(wǎng)絡(luò)、或特定的鄰近集線器或標(biāo)準(zhǔn)的“家庭基站(femt ο c e 11) ”類型的電信接入點(diǎn)。
[0096]從這個(gè)角度而言，本發(fā)明的技術(shù)方案依賴于電能的唯一源4，它的成本可以被了解和管理，以及計(jì)量裝置允許被考慮的運(yùn)營商對(duì)熱水供應(yīng)服務(wù)收費(fèi)。最準(zhǔn)確的收費(fèi)方法是以熱水形式傳遞的能量單位(例如以KWh為單位)來進(jìn)行，從而使得價(jià)格既包括在給定時(shí)期內(nèi)所消耗的熱水體積，又包括所供應(yīng)的熱水所處的溫度。例如，這需要增加體積式流量表21(優(yōu)選地將其安裝在冷水入口以增加該容積式流量表的使用壽命)，以及放置于鄰近冷水入口和熱水出口的兩個(gè)溫度傳感器22。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備I中的微控制器基于由溫度傳感器提供的信息和從體積式流量表的脈沖輸出接收的信息計(jì)算從儲(chǔ)量提取的熱能。設(shè)備在計(jì)費(fèi)周期期間記錄的經(jīng)抽取的水量被有利地傳送至運(yùn)營商信息系統(tǒng)，以從在他們的液壓網(wǎng)絡(luò)的頂端所記錄的客戶的總冷水消耗中扣除。
[0097]圖13a和13b示出了集成電加熱變體。
[0098]圖13a示出了裝置的前視圖，圖13b示出了同一裝置沿著A-A’軸的剖面圖。根據(jù)本發(fā)明的該系統(tǒng)變體是具有用于延期釋放熱量的熱能存儲(chǔ)容量23和即時(shí)熱量生產(chǎn)裝置24的電加熱器12。該變體在以下情況尤其有利:如果必要，用戶受益于持續(xù)加熱，且沒有明顯的遲滯。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備I被裝備以在此前所存儲(chǔ)的熱量已被消耗且仍然需要對(duì)房間進(jìn)行加熱的情況下利用即時(shí)熱量生產(chǎn)裝置進(jìn)行加熱?？紤]到標(biāo)準(zhǔn)加熱器較小的占用空間(這是期望達(dá)到的)，對(duì)大量熱能的存儲(chǔ)需要使用具有高熔融溫度(例如，在250和350 °C之間)的相變材料。在該溫度(250-350°C)下，僅通過焦耳效應(yīng)的電加熱在技術(shù)上是適合的，例如以至少一個(gè)受保護(hù)的在不銹鋼外殼內(nèi)的電阻器的形式實(shí)施，該不銹鋼外殼浸入在相變材料中。所存儲(chǔ)的熱量通過由設(shè)備I驅(qū)動(dòng)的離心風(fēng)扇25被有效地提取。由氣流使用的電路被計(jì)劃為在排氣風(fēng)扇停止時(shí)通過對(duì)流來避免任何熱量泄露。高溫?zé)岽鎯?chǔ)組件被安裝在裝置內(nèi)以使得通過熱電橋避免任何熱量泄露，并通過合適的材料26被完全熱絕緣。生成的氣流27必須具有較低的溫度以確保用戶的舒適和安全。從被加熱至高溫的與相變材料的外殼相接觸的空氣28需要與處于室溫的氣流29相混合，從而在裝置的出口處產(chǎn)生得到的氣流(該氣流處于合適溫度)?；旌鲜?0被提供，該混合室還有利地包括調(diào)節(jié)混合物的裝置，比如閥門31，該閥門的位置被控制為調(diào)節(jié)從混合物得到的氣流27的溫度。
[0099]本實(shí)施示例中提及的方案可以大幅轉(zhuǎn)換成空調(diào)以及熱能存儲(chǔ)通風(fēng)系統(tǒng)的情形，無論是否具有根據(jù)裝置的變體的存儲(chǔ)高溫或低溫的能力。
[0100]圖14示出了用于生產(chǎn)行為的方法的步驟，這些生產(chǎn)行為通過采取需要些行動(dòng)允許根據(jù)平衡電氣網(wǎng)絡(luò)中的能量生產(chǎn)和需求實(shí)施本發(fā)明。
[0101]在電氣網(wǎng)絡(luò)內(nèi)對(duì)所生產(chǎn)的能量和所消耗的能量之間的平衡的持續(xù)監(jiān)控框架中，所生產(chǎn)的能量被持續(xù)地與所消耗的能量比較32。如果所生產(chǎn)的能力超過了所消耗的能量(測(cè)試32中的結(jié)果為Y)，電氣網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和管理裝置向根據(jù)本發(fā)明的分布于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的若干系統(tǒng)傳送33預(yù)定量能量的消耗設(shè)定點(diǎn)，以將被消耗的能量值調(diào)整至在網(wǎng)絡(luò)中生產(chǎn)的能量值。
[0102]在向根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)傳送適合的遠(yuǎn)程控制命令之前，電氣網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和管理裝置計(jì)算它必須訂購的累計(jì)值以平衡網(wǎng)絡(luò)的額外能量消耗。該累計(jì)值大體上對(duì)應(yīng)于所生產(chǎn)的累積能量和網(wǎng)絡(luò)中所消耗能量之間的差值。通過識(shí)別根據(jù)該信息的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中的請(qǐng)求，電氣網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和管理裝置確定它們?cè)诒浑姎饩W(wǎng)絡(luò)支持的電信網(wǎng)絡(luò)中的地址，在適合的情形下，通過遠(yuǎn)程控制，如果該電信網(wǎng)絡(luò)是雙向的，它們的標(biāo)稱單位和/或剩余能量存儲(chǔ)容量，在將電能轉(zhuǎn)換為熱能中所涉及的電力負(fù)載(為了其存儲(chǔ))的標(biāo)稱功率，以及通過執(zhí)行適合的考慮電氣網(wǎng)絡(luò)中的尋址能力以遠(yuǎn)程控制根據(jù)本發(fā)明的相關(guān)系統(tǒng)的算法。另外的步驟34在方法中被提供以記錄數(shù)據(jù)庫中的事件。該事件是根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)確定系統(tǒng)(被鏈接至客戶賬戶)，在給定的數(shù)據(jù)和時(shí)間，接收遠(yuǎn)程控制命令以消耗預(yù)定量的電能。從經(jīng)濟(jì)角度，該步驟34以節(jié)約以后在本發(fā)明的操作的框架中所需的信息為目標(biāo)。
[0103]本發(fā)明還提供了卸載經(jīng)管理的電力負(fù)載的裝置應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)電氣網(wǎng)絡(luò)中對(duì)于能量的需求超過了生產(chǎn)，必須在同一裝置中和同一相關(guān)的管理系統(tǒng)中實(shí)施。由于使用與該發(fā)明相同的實(shí)體裝置以及僅嵌入在設(shè)備I中的軟件，該功能性附加的邊際成本實(shí)際上為0，并且在相關(guān)的管理系統(tǒng)中，因此需要被修改。
[0104]圖15示出了用于從經(jīng)濟(jì)的角度來生成允許本發(fā)明的操作的信息的方法的步驟。
[0105]當(dāng)發(fā)貨單需要被生成(測(cè)試35中結(jié)果為Y)時(shí)，對(duì)于關(guān)于給定消耗期的給定客戶，根據(jù)本發(fā)明，存儲(chǔ)被時(shí)間戳標(biāo)記的事件的數(shù)據(jù)庫被瀏覽，該事件為命令的遠(yuǎn)程控制傳送以消耗預(yù)定量的電能。如果數(shù)據(jù)庫的瀏覽揭示了對(duì)消耗期內(nèi)的給定用戶的由本發(fā)明的實(shí)施導(dǎo)致的事件(測(cè)試36的結(jié)果是Y)，那么在能量消耗導(dǎo)致的事件的事實(shí)下，該能量消耗在至少一個(gè)與給定計(jì)費(fèi)條件相關(guān)的指標(biāo)中被測(cè)量，過程37被執(zhí)行以適合地糾正計(jì)費(fèi)。通過這種方式，根據(jù)在相關(guān)消耗期間適用的一般計(jì)費(fèi)條件的從實(shí)施本發(fā)明得到的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，由于這些經(jīng)濟(jì)效益被特別應(yīng)用于從實(shí)施本發(fā)明導(dǎo)致的能量消耗的計(jì)費(fèi)條件的應(yīng)用所確定，可以被其他清除和替代。在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，它還提供了在提供熱水的框架中糾正消耗冷水的計(jì)費(fèi)。
[0106]當(dāng)然，本發(fā)明不限于以上所描述的實(shí)施例，并且在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下特別是通過將若干變體合并在同一實(shí)施方式中或者通過將若干示例中所采用的不同元素進(jìn)行結(jié)合，可以對(duì)這些示例做出許多修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于管理至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件(2)的設(shè)備(I)，所述設(shè)備包括至少一個(gè)電力負(fù)載，所述設(shè)備被設(shè)計(jì)為接收設(shè)定點(diǎn)，所述設(shè)定點(diǎn)的接收觸發(fā)所述設(shè)備從電氣網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)施向所述至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件(2)供應(yīng)預(yù)定量的電能，該終端設(shè)施包括電能表，所述設(shè)備被連接至所述電能表之后。2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，基于測(cè)量時(shí)間估計(jì)來供應(yīng)給所述至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件的電能量，在所述測(cè)量時(shí)間期間，所述電能以預(yù)定功率被供應(yīng)至所述至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件。3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，對(duì)供應(yīng)給所述至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件的電能量的估計(jì)考慮到所述至少一個(gè)電力負(fù)載的電源電壓。4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，在向所述至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件供應(yīng)電能期間，基于由所述至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件所消耗的功率的測(cè)量值來計(jì)算供應(yīng)給所述至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件的電能量。5.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括:第一裝置，驅(qū)動(dòng)所述第一裝置以通過焦耳效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)換為熱形式；以及第二裝置，驅(qū)動(dòng)所述第二裝置以將電能轉(zhuǎn)換為熱形式，用于將電能轉(zhuǎn)換為熱形式的所述第一裝置具有比所述第二裝置更高的電力功率，所述裝置可以單獨(dú)地和/或共同地驅(qū)動(dòng)所述第一和第二裝置。6.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括用于接收由遠(yuǎn)程控制裝置發(fā)送的至少一個(gè)設(shè)定點(diǎn)的裝置。7.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括用于接收由所述裝置被連接在其后的所述電能表發(fā)送的至少一個(gè)信息的裝置。8.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括用于確定的裝置，在該裝置使用期間，確定從所述至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件提取的能量量值的裝置。9.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括用于接收的裝置，在該裝置使用期間，從所述至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件接收關(guān)于提取的水的容量、和/或提取的水的溫度、和/或水的進(jìn)入溫度的至少一個(gè)信息的裝置。10.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括用于發(fā)送的裝置，該裝置向信息系統(tǒng)發(fā)送至少一個(gè)關(guān)于所述至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件的狀態(tài)的信息。11.一種能夠轉(zhuǎn)換預(yù)定量的電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的系統(tǒng)(12)，其特征在于，該系統(tǒng)(12)包括根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)設(shè)備(I)，以及至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件(2)。12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件包括用于將電能轉(zhuǎn)換為熱形式的裝置，以及用于通過焦耳效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)換為熱形式的裝置。13.如權(quán)利要求11至12中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件以相對(duì)于環(huán)境溫度熱的形式存儲(chǔ)能量。14.如權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件以相對(duì)于環(huán)境溫度冷的形式存儲(chǔ)能量。15.如權(quán)利要求11或14中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件在主要由水組成的一定量的液體中。16.如權(quán)利要求11至15中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的組件至少部分地采用一定量的固體和/或相變材料。17.如權(quán)利要求11至16中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于在其使用期間計(jì)量提取的采用熱形式的能量的裝置。18.如權(quán)利要求11至17中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，在其使用期間所提取的采用熱形式的能量的至少一部分是經(jīng)由電流作為中介。19.如權(quán)利要求11至17中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，在其使用期間所提取的采用熱形式的能量的至少一部分是經(jīng)由氣流作為中介傳遞的。20.如權(quán)利要求11至17中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，在其使用期間所提取的采用熱形式的能量的至少一部分是經(jīng)由液流作為中介傳遞的。21.如權(quán)利要求19至20中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于以與能量被以熱形式存儲(chǔ)的溫度不同的溫度來提供氣流(30)或液流(13)的裝置。22.如權(quán)利要求20或21中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)構(gòu)成產(chǎn)生用于公共衛(wèi)生目的的熱水的貯水式熱水器。23.如權(quán)利要求20至22中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括水表和/或用于測(cè)量所提取的水的溫度的裝置和/或用于測(cè)量進(jìn)入的水的溫度的裝置。24.如權(quán)利要求11至23中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)構(gòu)成貯存式加熱和/或冷卻裝置。25.如權(quán)利要求11至24中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)被配置為提供至少兩種不同類型的熱形式電能的存儲(chǔ)的方式，至少一種類型用于循環(huán)存儲(chǔ)，以及至少一種類型操作于間歇性存儲(chǔ)的熱形式保留存儲(chǔ)容量。26.如權(quán)利要求11至25中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于有助于采用熱形式的能量輸入的裝置，所述裝置未被連接至配電網(wǎng)絡(luò)。27.—種用于在電氣網(wǎng)絡(luò)中操作多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求11至26中任一項(xiàng)所述的能夠轉(zhuǎn)換電能且能將其以熱形式存儲(chǔ)的系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 通過適合的監(jiān)控和管理系統(tǒng)，持續(xù)監(jiān)控所述電氣網(wǎng)絡(luò)中電力消耗和產(chǎn)生之間的平衡； 由所述適合的監(jiān)控和管理系統(tǒng)向根據(jù)權(quán)利要求11至26中任一項(xiàng)所述的給定多個(gè)系統(tǒng)發(fā)送至少一個(gè)用于轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)預(yù)定量的電能的設(shè)定點(diǎn)，所述設(shè)定點(diǎn)用于消耗預(yù)定積累量的電能，以在給定的過剩生產(chǎn)的情形下相對(duì)于電力生產(chǎn)調(diào)整電力消耗。28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟: 在至少一個(gè)信息系統(tǒng)內(nèi)保存至少一個(gè)下述信息，該信息與所述適合的監(jiān)控和管理系統(tǒng)向根據(jù)權(quán)利要求11至26中任一項(xiàng)所述的給定若干系統(tǒng)發(fā)送的至少一個(gè)用于轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)預(yù)定量的電能的設(shè)定點(diǎn)有關(guān)。29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟: 當(dāng)在設(shè)施中使用至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求11至26中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，并且所述系統(tǒng)已經(jīng)消耗了至少部分電能量，而在與所述設(shè)施相關(guān)聯(lián)的計(jì)量裝置中出現(xiàn)了不適當(dāng)?shù)挠?jì)量指標(biāo)時(shí)，在至少一個(gè)信息系統(tǒng)中糾正與在所述設(shè)施中消耗的電能的計(jì)量有關(guān)的至少一個(gè)數(shù)值。30.根據(jù)權(quán)利要求27至29所述的方法的用于管理包括間歇性生產(chǎn)的電源的電氣網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。31.根據(jù)權(quán)利要求27至29所述的方法在用于提取和存儲(chǔ)被過剩生產(chǎn)的電能的服務(wù)框架中的應(yīng)用。32.根據(jù)權(quán)利要求27至29所述的方法在供應(yīng)用于公共衛(wèi)生目的的熱水和/或加熱和/或冷卻和/或電力的服務(wù)框架中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】F28D20/00GK106068435SQ201580011231
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2015年2月9日 公開號(hào)201580011231.5, CN 106068435 A, CN 106068435A, CN 201580011231, CN-A-106068435, CN106068435 A, CN106068435A, CN201580011231, CN201580011231.5, PCT/2015/50973, PCT/IB/15/050973, PCT/IB/15/50973, PCT/IB/2015/050973, PCT/IB/2015/50973, PCT/IB15/050973, PCT/IB15/50973, PCT/IB15050973, PCT/IB1550973, PCT/IB2015/050973, PCT/IB2015/50973, PCT/IB2015050973, PCT/IB201550973
【發(fā)明人】熱羅姆·吉伯特
【申請(qǐng)人】厄奇林克公司