(57)【要約】  本発明は、高温導管および低温導管（１２、１４）を備える熱エネルギー回路（１０）に接続されることになる、局所熱エネルギー消費器アセンブリ（２０）および局所熱エネルギー発生器アセンブリ（３０）に関する。局所熱エネルギー消費器アセンブリ（２０）は、高温導管（１２）に、ポンプ（２４）またはバルブ（２３）を介して選択的に接続される。局所熱エネルギー発生器アセンブリ（３０）は、低温導管（１４）に、ポンプ（３４）またはバルブ（３３）を介して選択的に接続される。バルブ（２３、３３）またはポンプ（２４、３４）のいずれかの使用は、高温導管および低温導管（１２、１４）との熱伝達液体の局所圧力差を決定することによって制御される。
2018536829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の温度の熱伝達液体が自身を通って流れるのを可能にするように構成された高温導管（１２）、および前記第１の温度よりも低い第２の温度の熱伝達液体が自身を通って流れるのを可能にするように構成された低温導管（１４）を含む熱エネルギー回路に接続されるように配置された、局所熱エネルギー消費器アセンブリであって、
熱エネルギー消費器バルブ（２３）と、
熱エネルギー消費器ポンプ（２４）と、
高温導管（１２）からの熱伝達液体が熱エネルギー消費器熱交換器（２２）の中へと流れるのを可能にするための前記熱エネルギー消費器バルブ（２３）を介して前記高温導管（１２）に接続可能であり、前記高温導管（１２）からの熱伝達液体を前記熱エネルギー消費器熱交換器（２２）の中へと圧送するための前記熱エネルギー消費器ポンプ（２４）を介して前記高温導管（１２）に接続可能であり、かつ前記熱エネルギー消費器熱交換器（２２）から熱伝達液体が前記低温導管（１４）に戻るのを可能にするために前記低温導管（１４）に接続可能である前記熱エネルギー消費器熱交換器（２２）であって、前記低温導管（１４）に戻された熱伝達液体が、前記第１の温度よりも低い温度であって好ましくは前記第２の温度に等しい温度を有するように、熱伝達液体からの熱エネルギーを前記熱エネルギー消費器熱交換器（２２）の周囲に伝達するために配置された前記熱エネルギー消費器熱交換器（２２）と、前記高温導管の熱伝達液体と前記低温導管の熱伝達液体との第１の局所圧力差Δｐ１を決定するようになされた第１の圧力差決定デバイス（２６）と、
前記第１の局所圧力差に基づいて、前記熱エネルギー消費器バルブ（２３）または前記熱エネルギー消費器ポンプ（２４）のいずれかの使用を選択的に制御するために配置された第１のコントローラ（２８）と、
を備える局所熱エネルギー消費器アセンブリ。
【請求項２】
前記第１の圧力差決定デバイス（２６）が、高温導管圧力決定デバイスと、低温導管圧力決定デバイスと、を備え、前記高温導管圧力決定デバイスが、前記高温導管（１２）の熱伝達液体の第１の局所圧力を測定するために前記高温導管に接続されるように配置され、前記低温導管圧力決定デバイスが、前記低温導管（１４）の熱伝達液体の第１の局所圧力を測定するために前記低温導管に接続されるように配置され、前記第１の局所圧力差デバイス（２６）が、前記第１の局所圧力差を、前記高温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力と、前記低温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力との圧力差として決定するために配置される
請求項１に記載の局所熱エネルギー消費器アセンブリ。
【請求項３】
前記高温導管圧力決定デバイスが、前記熱エネルギー消費器熱交換器（２２）が前記高温導管（１２）に接続されている場所の付近で前記高温導管（１２）に接続され、前記低温導管圧力決定デバイスが、前記熱エネルギー消費器熱交換器（２２）が前記低温導管（１４）に接続されている場所の付近で、前記低温導管（１４）に接続される
請求項２に記載の局所熱エネルギー消費器アセンブリ。
【請求項４】
前記第１の温度と前記第２の温度との温度差が、５℃から１６℃の範囲内であり、好ましくは７℃から１２℃の範囲内であり、より好ましくは８℃から１０℃である
請求項１から３のいずれか一項に記載の局所熱エネルギー消費器アセンブリ。
【請求項５】
第１の温度の熱伝達液体が自身を通って流れるのを可能にするように構成された高温導管（１２）、および前記第１の温度よりも低い第２の温度の熱伝達液体が自身を通って流れるのを可能にするように構成された低温導管（１４）を備える熱エネルギー回路に接続されるように配置された、局所熱エネルギー発生器アセンブリであって、
熱エネルギー発生器バルブ（３３）と、
熱エネルギー発生器ポンプ（３４）と、
前記低温導管（１４）からの熱伝達液体が熱エネルギー発生器熱交換器（３２）の中へと流れるのを可能にするための前記熱エネルギー発生器バルブ（３３）を介して前記低温導管（１４）に接続可能であり、前記低温導管（１４）からの熱伝達液体を前記熱エネルギー発生器熱交換器（３２）の中へと圧送するための前記熱エネルギー発生器ポンプ（３４）を介して前記低温導管（１４）に接続可能であり、かつ前記熱エネルギー発生器熱交換器（３２）から熱伝達液体が前記高温導管（１２）に戻るのを可能にするために前記高温導管（１２）に接続可能である前記熱エネルギー発生器熱交換器（３２）であって、前記高温導管（１２）に戻された熱伝達液体が、前記第２の温度よりも高い温度であって好ましくは前記第１の温度に等しい温度を有するように、その周囲からの熱エネルギーを熱伝達液体に伝達するために配置された前記熱エネルギー発生器熱交換器（３２）と、
前記高温導管の熱伝達液体と前記低温導管の熱伝達液体との第２の局所圧力差Δｐ２を決定するようになされた第２の圧力差決定デバイス（３６）と、
前記第２の局所圧力差に基づいて、前記熱エネルギー発生器バルブ（３３）または前記熱エネルギー発生器ポンプ（３４）のいずれかの使用を選択的に制御するために配置された第２のコントローラ（３８）と、
を備える局所熱エネルギー発生器アセンブリ。
【請求項６】
前記第２の圧力差決定デバイス（３６）が、高温導管圧力決定デバイスと、低温導管圧力決定デバイスと、を備え、前記高温導管圧力決定デバイスが、前記高温導管（１２）の熱伝達液体の第１の局所圧力を測定するために前記高温導管に接続されるように配置され、前記低温導管圧力決定デバイスが、前記低温導管（１４）の熱伝達液体の第１の局所圧力を測定するために前記低温導管に接続されるように配置され、前記第２の局所圧力差デバイス（３６）が、前記第１の局所圧力差を、前記高温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力と、前記低温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力との圧力差として決定するために配置される
請求項５に記載の局所熱エネルギー発生器アセンブリ。
【請求項７】
前記高温導管圧力決定デバイスが、前記熱エネルギー発生器熱交換器（３２）が前記高温導管（１２）に接続されている場所の付近で、前記高温導管（１２）に接続され、前記低温導管圧力決定デバイスが、前記熱エネルギー発生器熱交換器（３２）が前記低温導管（１４）に接続されている場所の付近で、前記低温導管（１４）に接続される
請求項６に記載の局所熱エネルギー発生器アセンブリ。
【請求項８】
前記第１の温度と前記第２の温度との温度差が、５℃から１６℃の範囲内であり、好ましくは７℃から１２℃の範囲内であり、より好ましくは８℃から１０℃である
請求項５から７のいずれか一項に記載の局所熱エネルギー発生器アセンブリ。
【請求項９】
請求項１から３のいずれか一項に記載の局所熱エネルギー消費器アセンブリと、請求項５から７のいずれか一項に記載の局所熱エネルギー発生器アセンブリと、
を備える熱エネルギーアセンブリ。
【請求項１０】
前記第１の圧力差決定デバイス（２６）および前記第２の圧力差決定デバイス（３６）が、単一のユニットの中に一体化されている
請求項９に記載の熱エネルギーアセンブリ。
【請求項１１】
前記第１の圧力差決定デバイス（２６）および前記第２の圧力差決定デバイス（３６）が、別個のデバイスである
請求項９に記載の熱エネルギーアセンブリ。
【請求項１２】
前記第１のコントローラ（２８）および前記第２のコントローラ（３８）が単一のユニットの中に一体化されている、または前記第１のコントローラ（２８）および前記第２のコントローラ（３８）が別個のデバイスである
請求項９から１１のいずれか一項に記載の熱エネルギーアセンブリ。
【請求項１３】
第１の温度の熱伝達液体が自身を通って流れるのを可能にするように構成された高温導管（１２）に、熱エネルギー消費器バルブ（２３）および熱エネルギー消費器ポンプ（２４）を介して選択的に接続され、かつ前記第１の温度よりも低い第２の温度の熱伝達液体が自身を通って流れるのを可能にするように構成された低温導管（１４）に、戻り導管を介して接続される熱エネルギー消費器熱交換器（２２）を制御するための方法であって、  前記高温導管（１２）の熱伝達液体と前記低温導管（１４）の熱伝達液体との第１の局所圧力差を決定するステップと、
前記高温導管（１２）からの熱伝達液体が前記熱エネルギー消費器熱交換器（２２）の中に入るのを可能にするために、前記第１の局所圧力差に基づいて、前記熱エネルギー消費器バルブ（２３）または前記熱エネルギー消費器ポンプ（２４）のいずれかを選択的に作動させるステップと、
を備える方法。
【請求項１４】
前記高温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力が前記低温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力よりも大きいことを前記第１の局所圧力差が示すときに、前記熱エネルギー消費器バルブ（２３）が選択的に作動されるように設定され、
前記高温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力が前記低温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力以下であることを前記第１の局所圧力差が示すときに、前記熱エネルギー消費器ポンプ（２４）が選択的に作動されるように設定される
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
第１の温度よりも低い第２の温度の熱伝達液体が自身を通って流れるのを可能にするように構成された低温導管（１４）に、熱エネルギー発生器バルブ（３３）および熱エネルギー発生器ポンプ（３４）を介して選択的に接続され、かつ前記第１の温度の熱伝達液体が自身を通って流れるのを可能にするように構成された高温導管（１２）に、戻り導管を介して接続される熱エネルギー発生器熱交換器（３２）を制御するための方法であって、
前記高温導管（１２）の熱伝達液体と前記低温導管（１４）の熱伝達液体との第２の局所圧力差を決定するステップと、
前記低温導管（１４）からの熱伝達液体が前記熱エネルギー発生器熱交換器（３２）の中に入るのを可能にするために、前記第２の局所圧力差に基づいて、前記熱エネルギー発生器バルブ（３３）または前記熱エネルギー発生器ポンプ（３４）のいずれかの使用を選択的に制御するステップと、
を備える方法。
【請求項１６】
前記低温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力が前記高温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力よりも大きいことを前記第２の局所圧力差が示すときに、前記熱エネルギー発生器バルブ（３３）が選択的に作動されるように設定され、
前記低温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力が前記高温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力以下であることを前記第２の局所圧力差が示すときに、前記熱エネルギー発生器ポンプ（３４）が選択的に作動されるように設定される
請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温導管および低温導管を備える熱エネルギー回路に接続されることになる、局所熱エネルギー消費器アセンブリおよび局所熱エネルギー発生器アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
世界中のほとんどすべての先進的な大都市は、そのインフラストラクチャに組み込まれた少なくとも二つのタイプのエネルギー供給網を有しており、一つは、電気エネルギーを提供するための供給網であり、もう一つは、空間加熱および水道水高温調整を提供するための供給網である。今日、空間加熱および水道水高温調整を提供するために使用される一般的な供給網は、可燃性ガス、典型的には化石燃料ガスを提供するガス供給網である。ガス供給網によって提供されるガスは、空間加熱および水道からのお湯を提供するために局所で燃焼される。空間加熱および水道水高温調整を提供するためのガス供給網の代替案が、地域加熱網である。電気エネルギー供給網の電気エネルギーもまた、空間加熱および水道水高温調整のために使用されてもよい。電気エネルギー供給網の電気エネルギーはまた、空間冷却のために使用されてもよい。電気エネルギー供給網の電気エネルギーはさらに、冷蔵庫および冷凍庫を稼働させるために使用されている。
【０００３】
したがって、従来の建物の加熱および冷却システムは、電気および化石燃料などの高品位な一次エネルギー源を使用して、またはエネルギー源を産業廃熱の形で使用して、空間加熱および／または空間冷却を提供し、建物で使用される水を加熱または冷却する。さらには、都市に、空間冷却のための地域冷却網を導入することもますます一般的になっている。建物の空間および水を加熱または冷却するプロセスは、この高品位なエネルギーを低品位な廃熱に高エントロピーで変換するし、それは、建物を出て、環境へと戻される。
【０００４】
ゆえに、都市に加熱および冷却を提供するやり方に改善の必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、上で言及された問題のうちの少なくともいくつかを解決することである。
【０００６】
第１の態様によれば、局所熱エネルギー消費器アセンブリが提供される。局所熱エネルギー消費器アセンブリは、第１の温度の熱伝達液体が自身を通って流れるのを可能にするように構成された高温導管、および第２の温度の熱伝達液体が自身を通って流れるのを可能にするように構成された低温導管を備える熱エネルギー回路に接続されるように配置され、第２の温度は第１の温度よりも低い。局所熱エネルギー消費器アセンブリは、熱エネルギー消費器バルブと、熱エネルギー消費器ポンプと、高温導管からの熱伝達液体が熱エネルギー消費器熱交換器の中へと流れるのを可能にするための熱エネルギー消費器バルブを介して高温導管に接続可能であり、高温導管からの熱伝達液体を熱エネルギー消費器熱交換器の中へと圧送するための熱エネルギー消費器ポンプを介して高温導管に接続可能であり、かつ熱エネルギー消費器熱交換器から熱伝達液体が低温導管に戻るのを可能にするために低温導管に接続可能である熱エネルギー消費器熱交換器であって、低温導管に戻された熱伝達液体が、第１の温度よりも低い温度であって好ましくは第２の温度に等しい温度を有するように、熱伝達液体からの熱エネルギーを熱エネルギー消費器熱交換器の周囲に伝達するために配置された熱エネルギー消費器熱交換器と、高温導管の熱伝達液体と低温導管の熱伝達液体との第１の局所圧力差を決定するようになされた第１の圧力差決定デバイスと、第１の局所圧力差に基づいて、熱エネルギー消費器バルブまたは熱エネルギー消費器ポンプのいずれかの使用を選択的に制御するために配置された第１のコントローラと、を備える。
【０００７】
第２の態様によれば、局所熱エネルギー発生器アセンブリが提供される。局所熱エネルギー発生器アセンブリは、第１の温度の熱伝達液体が自身を通って流れるのを可能にするように構成された高温導管、および第２の温度の熱伝達液体が自身を通って流れるのを可能にするように構成された低温導管を備える熱エネルギー回路に接続されるように配置され、第２の温度は第１の温度よりも低い。局所熱エネルギー発生器アセンブリは、熱エネルギー発生器バルブと、熱エネルギー発生器ポンプと、低温導管からの熱伝達液体が熱エネルギー発生器熱交換器の中へと流れるのを可能にするための熱エネルギー発生器バルブを介して低温導管に接続可能であり、低温導管からの熱伝達液体を熱エネルギー発生器熱交換器の中へと圧送するための熱エネルギー発生器ポンプを介して低温導管に接続可能であり、かつ熱エネルギー発生器熱交換器から熱伝達液体が高温導管に戻るのを可能にするための高温導管に接続可能である熱エネルギー発生器熱交換器であって、高温導管に戻された熱伝達液体が、第２の温度よりも高い温度であって好ましくは第１の温度に等しい温度を有するように、その周囲からの熱エネルギーを熱伝達液体に伝達するために配置された熱エネルギー発生器熱交換器と、高温導管の熱伝達液体と低温導管の熱伝達液体との第２の局所圧力差を決定するようになされた第２の圧力差決定デバイスと、第２の局所圧力差に基づいて、熱エネルギー発生器バルブまたは熱エネルギー発生器ポンプのいずれかの使用を選択的に制御するために配置された第２のコントローラと、を備える。
【０００８】
「バルブ」という語は、バルブが開放された状態にあるときに、制御されたやり方で、熱伝達液体がバルブを通って流れるのを可能にするように構成されたデバイスと解釈されるべきである。その上、バルブはまた、バルブを通る熱伝達液体の流量が制御され得るように配置されてよい。したがって、バルブは、自身を通る熱伝達液体の流れを調整するために配置された調整バルブであってもよい。
【０００９】
「ポンプ」という語は、ポンプが有効な圧送状態にあるときに、制御されたやり方で、熱伝達液体がポンプを通して圧送されるのを可能にするように構成されたデバイスと解釈されるべきである。その上、ポンプはまた、ポンプを通る熱伝達液体の流量が制御され得るように配置されてよい。
【００１０】
したがって、局所熱エネルギー消費器アセンブリおよび局所熱エネルギー発生器アセンブリは、高温導管および低温導管を備える熱エネルギー回路に接続されるように配置される。局所熱エネルギー消費器アセンブリは、高温導管に、ポンプまたはバルブを介して選択的に接続される。局所熱エネルギー発生器アセンブリは、低温導管に、ポンプまたはバルブを介して選択的に接続される。バルブまたはポンプのいずれかの使用は、高温導管の熱伝達液体と低温導管の熱伝達液体との局所圧力差を決定することによって制御される。
【００１１】
「選択的に接続される」という表現は、該当する熱交換器が、ある一時点において、それぞれの導管に、ポンプを介して、またはバルブを介してのいずれかで流体接続していると解釈されるべきである。したがって、該当する熱交換器が、それぞれの導管に、ポンプを介する流体接続、またはバルブを介する流体接続であるのかが選択されてよい。
【００１２】
局所熱エネルギー消費器アセンブリおよび局所熱エネルギー発生器アセンブリは、地域熱エネルギー配給システムの一部である熱エネルギー回路に接続することが簡単である。熱エネルギー消費器アセンブリおよび局所熱エネルギー発生器アセンブリの設計は、それらが熱エネルギー回路に接続されるのを可能にし、ここで、高温導管の熱伝達液体と低温導管の熱伝達液体との圧力は、空間的および時間的の両方で変化することが許容される。これは、局所熱エネルギー消費器アセンブリおよび局所熱エネルギー発生器アセンブリが、それぞれ、第１の圧力差決定デバイスおよび第２の圧力差決定デバイスを備えるからであり、それらが、高温導管および低温導管に、それぞれ、バルブおよびポンプを介して選択的に接続されるからである。
【００１３】
第１の局所圧力差が、高温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力が低温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力よりも大きいことを示すときに、第１のコントローラは、熱エネルギー消費器バルブを選択的に使用するように配置されてよい。
【００１４】
第１の局所圧力差が、高温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力が低温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力以下であることを示すときに、第１のコントローラは、熱エネルギー消費器ポンプを選択的に使用するように配置されてよい。
【００１５】
熱エネルギー消費器熱交換器は、快適加温のための熱ポンプ、水道水高温調整のための熱ポンプ、および雪または氷除去のための熱ポンプからなるグループから選ばれてよい。
【００１６】
第１の圧力差決定デバイスは、高温導管圧力決定デバイスと、低温導管圧力決定デバイスとを備えることができ、高温導管圧力決定デバイスは、高温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力を測定するために高温導管に接続されるように配置され、低温導管圧力決定デバイスは、低温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力を測定するために低温導管に接続されるように配置され、第１の局所圧力差デバイスは、第１の局所圧力差を、高温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力と、低温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力との圧力差として決定するために配置される。
【００１７】
高温導管圧力決定デバイスは、熱エネルギー消費器熱交換器が高温導管に接続されている場所の付近で、高温導管に接続されてよい。
【００１８】
低温導管圧力決定デバイスは、熱エネルギー消費器熱交換器が低温導管に接続されている場所の付近で、低温導管に接続されてよい。
【００１９】
第２の局所圧力差が、低温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力が高温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力よりも大きいことを示すときに、第２のコントローラは、熱エネルギー発生器バルブを選択的に使用するように配置されてよい。
【００２０】
第２の局所圧力差が、低温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力が高温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力以下であることを示すときに、第２のコントローラは、熱エネルギー発生器ポンプを選択的に使用するように配置されてよい。
【００２１】
熱エネルギー発生器熱交換器は、局所の快適冷却のための冷却器、強制排気換気システムにおける熱交換器、排水システムにおける熱交換器、コンピュータセンタのための冷凍機および冷却機からなるグループから選ばれてよい。
【００２２】
第２の圧力差決定デバイスは、高温導管圧力決定デバイスと、低温導管圧力決定デバイスと、を備えることができ、高温導管圧力決定デバイスは、高温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力を測定するために高温導管に接続されるように配置され、低温導管圧力決定デバイスは、低温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力を測定するために低温導管に接続されるように配置され、第２の局所圧力差デバイスは、第１の局所圧力差を、高温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力と、低温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力との圧力差として決定するために配置される。
【００２３】
高温導管圧力決定デバイスは、熱エネルギー発生器熱交換器が高温導管に接続されている場所の付近で、高温導管に接続されてよい。
【００２４】
低温導管圧力決定デバイスは、熱エネルギー発生器熱交換器が低温導管に接続されている場所の付近で、低温導管に接続される。
【００２５】
第１の温度と第２の温度との温度差は、５℃から１６℃の範囲内であってよく、好ましくは７℃から１２℃の範囲内であってよく、より好ましくは８℃から１０℃であってよい。
【００２６】
第３の態様によれば、熱エネルギーアセンブリが提供される。熱エネルギーアセンブリは、上記および下記の実施形態のうちのいずれか一つに係る局所熱エネルギー消費器アセンブリと、上記および下記の実施形態のうちのいずれか一つに係る局所熱エネルギー発生器アセンブリとを備える。
【００２７】
第１の圧力差決定デバイスおよび第２の圧力差決定デバイスは、単一のユニットの中に一体化されてよい。
【００２８】
第１の圧力差決定デバイスおよび第２の圧力差決定デバイスは、別個のデバイスであってもよい。
【００２９】
第１のコントローラおよび第２のコントローラは、単一のユニットの中に一体化されてよい。
【００３０】
第１のコントローラおよび第２のコントローラは、別個のデバイスであってもよい。
【００３１】
第４の態様によれば、第１の温度の熱伝達液体が自身を通って流れるのを可能にするように構成された高温導管に、熱エネルギー消費器バルブおよび熱エネルギー消費器ポンプを介して選択的に接続され、かつ第２の温度の熱伝達液体が自身を通って流れるのを可能にするように構成された低温導管に、戻り導管を介して接続される熱エネルギー消費器熱交換器を制御するためであって、第２の温度が第１の温度よりも低いとする、方法が提供される。その方法は、高温導管の熱伝達液体と低温導管の熱伝達液体との第１の局所圧力差を決定するステップと、高温導管からの熱伝達液体が熱エネルギー消費器熱交換器の中に入るのを可能にするために、第１の局所圧力差に基づいて、熱エネルギー消費器バルブまたは熱エネルギー消費器ポンプのいずれかを選択的に作動させるステップと、を備える。
【００３２】
第１の局所圧力差が、高温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力が低温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力よりも大きいことを示すときに、熱エネルギー消費器バルブが選択的に作動されるように設定されてよい。
【００３３】
第１の局所圧力差が、高温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力が低温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力以下であることを示すときに、熱エネルギー消費器ポンプが選択的に作動されるように設定されてよい。
【００３４】
第５の態様によれば、第２の温度の熱伝達液体が自身を通って流れるのを可能にするように構成された低温導管に、熱エネルギー発生器バルブおよび熱エネルギー発生器ポンプを介して選択的に接続され、かつ第１の温度の熱伝達液体が自身を通って流れるのを可能にするように構成された高温導管に、戻り導管を介して接続される熱エネルギー発生器熱交換器を制御するためであって、第２の温度が第１の温度よりも低いとする、方法が提供される。その方法は、高温導管の熱伝達液体と低温導管の熱伝達液体との第２の局所圧力差を決定するステップと、低温導管からの熱伝達液体が熱エネルギー発生器熱交換器の中に入るのを可能にするために、第２の局所圧力差に基づいて、熱エネルギー発生器バルブまたは熱エネルギー発生器ポンプのいずれかの使用を選択的に制御するステップと、を備える。
【００３５】
第２の局所圧力差が、低温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力が高温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力よりも大きいことを示すときに、熱エネルギー発生器バルブが選択的に作動されるように設定されてよい。
【００３６】
第２の局所圧力差が、低温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力が高温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力以下であることを示すときに、熱エネルギー発生器ポンプが選択的に作動されるように設定されてよい。
【００３７】
本発明の適用可能性のさらなる範囲は、以下に示される詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、本発明の範囲内でのさまざまな変更および修正がこの詳細な説明から当業者に明らかになるので、詳細な説明および具体的な例は、本発明の好ましい実施形態を示すものの、例示としてのみ与えられることが理解されるべきである。
【００３８】
したがって、説明されるデバイスの特定のコンポーネント部分、または説明される方法のステップは多様であってよいので、本発明は、そのようなデバイスの特定のコンポーネント部分および方法のステップには限定されないことが理解されるべきである。本明細書で使用される専門用語は、特定の実施形態を説明する目的のためのみであり、限定するように意図されないこともまた理解されるべきである。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用されるとき、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および「ｓａｉｄ」は、コンテキストが明白にそうでないことを指示しない限り、一つ以上の要素が存在することを意味するように意図されることが留意されなければならない。したがって、例えば、「ａ  ｕｎｉｔ」または「ｔｈｅ  ｕｎｉｔ」への言及が、いくつかのデバイスなどを含むことがある。さらに、単語「備える」、「含む」、「収容する」、および同様の表現は、他の要素またはステップを排除しない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
これより、本発明のこれらの、および他の態様が、本発明の実施形態を示す添付の図面を参照してより詳細に説明される。図は、本発明の実施形態の全体的な構造を例示するために提供される。同様の参照番号は、全体を通して同様の要素を指す。
【００４０】
【図１】図１は地域熱エネルギー配給システムの概略図である。
【図２】図２は熱エネルギー回路に接続された、局所熱エネルギー消費器アセンブリおよび局所熱エネルギー発生器アセンブリの概略図である。
【図３】図３は局所熱エネルギー消費器アセンブリの制御のブロック図である。
【図４】図４は局所熱エネルギー発生器アセンブリの制御のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
これより、本発明の現在の好ましい実施形態が示されている付属する図面を参照して、本発明が以下でさらに十分に説明される。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具体化されてもよく、本明細書に明記される実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、完全性および網羅性のために、かつ本発明の範囲を当業者に十分に伝えるために提供される。
【００４２】
図１に、地域熱エネルギー配給システム１が例示されている。地域熱エネルギー配給システム１は、熱エネルギー回路１０と、複数の建物５と、を備える。複数の建物５は、熱エネルギー回路１０に熱的に結合されている。熱エネルギー回路１０は、熱エネルギー回路１０を通って流れる熱伝達液体における熱エネルギーを循環させるために、また貯蔵するために配置される。
【００４３】
一実施形態によれば、熱伝達液体は、水を含む。しかしながら、他の実施形態によれば、他の熱伝達液体が使用されてもよい。いくつかの非限定的な例は、アンモニア、油、アルコール、およびグリコールなどの不凍液である。熱伝達液体はまた、上で言及された熱伝達液体のうちの二つ以上の混合を含むこともできる。
【００４４】
熱エネルギー回路１０は、自身を通る熱伝達液体の流れを可能にするための二つの導管１２、１４を備える。二つの導管１２、１４の熱伝達液体の温度は、異なるように設定される。熱エネルギー回路１０における高温導管１２は、第１の温度の熱伝達液体が自身を通って流れるのを可能にするように構成される。熱エネルギー回路１０における低温導管１４は、第２の温度の熱伝達液体が自身を通って流れるのを可能にするように構成される。第２の温度は、第１の温度よりも低い。
【００４５】
熱伝達液体が水である場合、高温の熱伝達液体の好適な温度範囲は５℃から４５℃の間であり、低温の熱伝達液体の好適な温度範囲は０℃から４０℃の間である。第１の温度と第２の温度との好適な温度差は５℃から１６℃の範囲内であり、好ましくは７℃から１２℃の範囲内であり、より好ましくは８℃から１０℃である。
【００４６】
好ましくは、システムは、気候に応じて変化する、スライドする温度差で動作するように設定される。好ましくは、スライドする温度差は固定される。したがって、温度差は、固定された温度差で刻々とスライドするように常時設定される。
【００４７】
高温導管１２および冷温導管１４は、別々のものである。高温導管１２および冷温導管１４は、並列に配置されてよい。高温導管１２および冷温導管１４は、配管の閉ループとして配置されてもよい。高温導管１２および冷温導管１４は、熱エネルギーの建物５への伝達および建物５からの伝達を可能にするために、建物５において流体的に相互接続されている。これは、さらに以下でより詳細に説明される。
【００４８】
熱エネルギー回路１０の二つの導管１２、１４は、プラスチック、合成材料、コンクリート、または金属のパイプによって形成されてよい。一実施形態によれば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）パイプが使用されてよい。パイプは、単一壁パイプであってもよい。パイプは、絶縁されていなくてもよい。一実施形態によれば、熱エネルギー回路１０は、主に地中に配置される。地面は、熱エネルギー回路１０の熱慣性として使用されることになる。したがって、配管の絶縁は、特に価値を付与するものではない。例外は、非常に暖かい気候の都市、または非常に寒い気候の都市における導入である。ここでは、１年のうちの重要な部分の間、地面の慣性が良いことよりも有害であることがある。ここでは、配管の絶縁が必要とされることがある。
【００４９】
一実施形態によれば、熱エネルギー回路１０の二つの導管１２、１４は、１ＭＰａ（１０バール）までの圧力用の寸法にされる。他の実施形態によれば、熱エネルギー回路１０の二つの導管１２、１４は、０．６ＭＰａ（６バール）までの圧力用、または１．６ＭＰａ（１６バール）までの圧力用の寸法にされてもよい。
【００５０】
各建物５は、一つ以上の局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０と、一つ以上の局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０と、のうちの少なくとも一つを備える。したがって、各建物は、少なくとも一つの局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０、または少なくとも一つの局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０を備える。特定の一つの建物５が、二つ以上の局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０を含んでもよい。特定の一つの建物５が、二つ以上の局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０を含んでもよい。特定の一つの建物５が、局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０および局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０の両方を含んでもよい。
【００５１】
局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０は、熱シンクとして動作している。したがって、局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０は、熱エネルギー回路１０から、熱エネルギーを取り除くために配置される。すなわち言い換えれば、局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０は、熱エネルギー回路１０の熱伝達液体からの熱エネルギーを、局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０の周囲に伝達するために配置される。これは、低温導管１４に戻された熱伝達液体が、第１の温度よりも低い温度であって好ましくは第２の温度に等しい温度を有するように、高温導管１２から取り出された熱伝達液体からの熱エネルギーを、局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０の周囲に伝達することによって達成される。
【００５２】
局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０は、熱ソースとしての働きをしている。したがって、局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０は、熱エネルギーを熱エネルギー回路１０に堆積させるために配置される。すなわち言い換えれば、局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０は、その周囲からの熱エネルギーを、熱エネルギー回路１０の熱伝達液体に伝達するために配置される。これは、高温導管１２に戻された熱伝達液体が、第２の温度よりも高い温度であって好ましくは第１の温度に等しい温度を有するように、局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０の周囲からの熱エネルギーを、低温導管１２から取り出された熱伝達液体に伝達することによって達成される。
【００５３】
一つ以上の局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０は、異なる加熱ニーズのために、局所の加熱装置として建物５に取り付けられてよい。非限定的な例として、局所の加熱装置は、空間加熱または水道水高温調整を実現するために配置されてよい。代替として、または組合せにおいて、局所の加熱装置は、プールの加熱、または氷および雪の除去を実現してもよい。したがって、局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０は、高温導管１２の熱伝達液体から熱を引き出すために配置され、低温導管１４の中へと流れる冷却された熱伝達液体を作り出す。したがって、熱伝達液体における熱エネルギーが局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０によって消費された後に、高温の熱伝達液体が、高温導管１２から、局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０を通って、次いで冷温導管１４の中へと流れることができるように、局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０は、高温導管１２および冷温導管１４を流体的に相互接続する。局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０は、高温導管１２から熱エネルギーを引き込んで、建物５を温めるように動作し、次いで冷却された熱伝達液体を冷温導管１４の中に堆積させる。
【００５４】
一つ以上の局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０は、異なる冷却ニーズのために、局所の冷却装置として異なる建物５に取り付けられてよい。非限定的な例として、局所の冷却装置は、空間冷却、または冷凍庫および冷蔵庫のための冷却を実現するために配置されてよい。代替として、または組合せにおいて、局所の冷却装置は、アイスリンクおよびスキーセンタのための冷却、または氷および雪作りを実現してもよい。したがって、局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０は、低温導管１４の熱伝達液体から冷却を引き出し、高温導管１２の中へと流れる温められた熱伝達液体を作り出す。したがって、熱エネルギーが局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０によって熱伝達液体の中に生み出された後に、低温の熱伝達液体が、低温導管１４から、局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０を通って、次いで高温導管１２の中へと流れることができるように、局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０は、低温導管１４および高温導管１２を流体的に相互接続する。局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０は、建物５から熱を抽出して、建物５を冷却するように動作し、その抽出された熱を高温導管１２の中に堆積させる。
【００５５】
図２を参照して、これより、局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０および局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０の機能が説明される。図２において、一つの局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０および一つの局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０が、熱エネルギー回路１０に接続されている。当然ながら、熱エネルギー回路１０に接続された、より多くの局所熱エネルギー消費器アセンブリまたは局所熱エネルギー発生器アセンブリがあってもよい。
【００５６】
局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０は、熱エネルギー消費器熱交換器２２と、熱エネルギー消費器バルブ２３と、熱エネルギー消費器ポンプ２４と、第１の圧力差決定デバイス２６と、第１のコントローラ２８とを備える。
【００５７】
熱エネルギー消費器熱交換器２２は、高温導管１２に、熱エネルギー消費器バルブ２３および熱エネルギー消費器ポンプ２４を介して選択的に接続される。熱エネルギー消費器バルブ２３を介するように熱エネルギー消費器熱交換器２２の高温導管１２への接続を選択すると、高温導管１２からの熱伝達液体は、熱エネルギー消費器熱交換器２２の中へと流れるのを可能にされる。熱エネルギー消費器ポンプ２４を介するように熱エネルギー消費器熱交換器２２の高温導管１２への接続を選択すると、高温導管１２からの熱伝達液体は、熱エネルギー消費器熱交換器２２の中へと圧送される。以下でさらに詳細に説明されるように、高温導管１２からの熱伝達液体が熱エネルギー消費器熱交換器２２の中へと流れるのを可能にするのか、または高温導管１２からの熱伝達液体を熱エネルギー消費器熱交換器２２の中へと圧送するのかは、高温導管１２と低温導管１４との局所圧力差に基づいて選ばれる。
【００５８】
熱エネルギー消費器バルブ２３および熱エネルギー消費器ポンプ２４は、別個のデバイスとして配置されてよい。熱エネルギー消費器バルブ２３および熱エネルギー消費器ポンプ２４は、単一のデバイスとして配置されてもよい。熱エネルギー消費器バルブ２３および熱エネルギー消費器ポンプ２４は、図２に例示されるように、並列に配置されてよい。熱エネルギー消費器バルブ２３および熱エネルギー消費器ポンプ２４は、直列に配置されてもよい。熱エネルギー消費器バルブ２３および熱エネルギー消費器ポンプ２４が直列に配置されるこの最後の実施形態では、ポンプが、自身を通る熱伝達液体の流れを可能にする非作動状態に設定されるように配置される。
【００５９】
熱エネルギー消費器熱交換器２２は、熱伝達液体が、熱エネルギー消費器熱交換器２２から低温導管１４に戻るのを可能にするために、低温導管１４にさらに接続される。
【００６０】
第１の圧力差決定デバイス２６は、熱エネルギー回路１０の第１の局所圧力差Δｐ１を決定するようになされている。第１の局所圧力差は、好ましくは、熱エネルギー消費器熱交換器２２が熱エネルギー回路１０に接続されている場所の付近で測定される。第１の圧力差決定デバイス２６は、第１の高温導管圧力決定デバイス２６ａと、第１の低温導管圧力決定デバイス２６ｂとを備えていてもよい。第１の高温導管圧力決定デバイスは、高温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力ｐ１ｈを測定するために、高温導管１２に接続されるように配置される。第１の低温導管圧力決定デバイスは、低温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力ｐ１ｃを測定するために、低温導管１４に接続されるように配置される。第１の局所圧力差デバイス２６は、第１の局所圧力差を、高温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力と、低温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力との圧力差として決定するために配置される。したがって、第１の局所圧力差は、高温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力と、低温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力との局所圧力差として定義されてよい。好ましくは、高温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力は、熱エネルギー消費器熱交換器２２が高温導管１２に接続されている場所の付近で測定される。好ましくは、低温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力は、熱エネルギー消費器熱交換器２２が低温導管１４に接続されている場所の付近で測定される。
【００６１】
第１の圧力差決定デバイス２６は、ハードウェアデバイスとして、ソフトウェアデバイスとして、またはそれらの組合せとして実装されてよい。第１の圧力差決定デバイス２６は、第１の局所圧力差Δｐ１を、第１のコントローラ２８に通知するために配置される。
【００６２】
第１のコントローラ２８は、ハードウェアコントローラとして、ソフトウェアコントロールとして、またはそれらの組合せとして実装されてよい。第１のコントローラ２８は、熱エネルギー消費器バルブ２３または熱エネルギー消費器ポンプ２４のいずれかの使用を選択的に制御するために配置される。第１のコントローラ２８は、第１の圧力差決定デバイス２６によって提供された第１の局所圧力差に基づいて、選択的な制御を実施するために配置される。第１のコントローラ２８は、熱エネルギー消費器バルブ２３および熱エネルギー消費器ポンプ２４を制御するために、熱エネルギー消費器バルブ２３および熱エネルギー消費器ポンプ２４と通信するために配置される。第１の局所圧力差が、高温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力が低温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力よりも大きいことを示すときに、第１のコントローラ２８は、熱エネルギー消費器バルブ２３の使用を選択的に制御するために配置される。第１の局所圧力差が、高温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力が低温導管の熱伝達液体の第１の局所圧力以下であることを示すときに、第１のコントローラ２８は、熱エネルギー消費器ポンプ２４の使用を選択的に制御するために配置される。
【００６３】
熱エネルギー消費器熱交換器２２は、熱伝達液体からの熱エネルギーを、熱エネルギー消費器熱交換器２２の周囲に伝達するために配置される。低温導管１４に戻された熱伝達液体は、第１の温度よりも低い温度を有する。好ましくは、低温導管１４に戻された熱伝達液体の温度が第２の温度に等しいように、熱エネルギー消費器熱交換器２２が制御される。
【００６４】
局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０は、消費器アセンブリサービスバルブ２１ａ、２１ｂのペアをさらに備えていてもよい。消費器アセンブリサービスバルブ２１ａ、２１ｂは、熱エネルギー消費器熱交換器２２、熱エネルギー消費器バルブ２３、および熱エネルギー消費器ポンプ２４を、熱エネルギー回路１０に接続し、熱エネルギー回路１０から切断するために使用されてよい。
【００６５】
局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０は、第１の高温導管温度決定デバイス２５ａと、第１の低温導管温度決定デバイス２５ｂと、をさらに備えていてもよい。第１の高温導管温度決定デバイスは、高温導管の熱伝達液体の第１の局所温度ｔ１ｈを測定するために、高温導管１２に接続されるように配置される。第１の低温導管温度決定デバイスは、低温導管の熱伝達液体の第１の局所温度ｔ１ｃを測定するために、低温導管１４に接続されるように配置される。第１の高温導管温度決定デバイス２５ａおよび第１の低温導管温度決定デバイス２５ｂは、熱伝達液体の測定された局所温度をそこに通知するため、第１のコントローラ２８に接続される。
【００６６】
局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０は、第１の出口温度決定デバイス２７をさらに備えていてもよい。第１の出口温度決定デバイス２７は、熱エネルギー消費器熱交換器２２の出口を低温導管１４に接続する戻り導管に接続されるように配置される。第１の出口温度決定デバイス２７は、熱エネルギー消費器熱交換器２２の出口を出て、低温導管１４に戻される熱伝達液体の第１の出口温度ｔｃｈｅを測定するために配置される。第１の出口温度決定デバイス２７は、熱エネルギー消費器熱交換器２２を出る熱伝達液体の測定された第１の出口温度をそこに通知するため、第１のコントローラ２８に接続される。
【００６７】
図３に関連して、以下では、局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０を制御するために、第１のコントローラ２８がどのように配置されるかについての例示的な実施形態が説明される。
【００６８】
（局所熱エネルギー消費器アセンブリの開始）
１．第１のコントローラ２８によって開始信号を受信Ｓ３００。開始信号が、局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０がその周囲に熱エネルギーを発散するための働きを開始すべきことを指示。開始信号は、例えば、局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０が置かれた建物に設置されたサーモスタット（図示せず）によって発信されてよい。
２．第１の局所配送差圧Δｐ１ｄｐを、以下に従って決定Ｓ３０２：
Δｐ１ｄｐ＝ｐ１ｃ−ｐ１ｈ＋Δｐｃｈｅ
Δｐｃｈｅは、熱エネルギー消費器熱交換器２２での圧力降下に対処するための固定差圧である。
３．第１の局所配送差圧Δｐ１ｄｐが正の値である場合：
ａ．熱エネルギー消費器ポンプ２４に開始信号を送信Ｓ３０４。
ｂ．熱エネルギー消費器熱交換器２２を通るあらかじめ決められた流量が達成されるように、熱エネルギー消費器ポンプ２４の速度を上昇Ｓ３０６。
ｃ．ポンプ動作での局所熱エネルギー消費器アセンブリの通常動作モードに切り替え、下記を参照。
４．第１の局所配送差圧Δｐ１ｄｐが負の値である場合：
ａ．熱エネルギー消費器バルブ２３に開放信号を送信Ｓ３１２。
ｂ．熱エネルギー消費器熱交換器２２を通るあらかじめ決められた流量が達成されるように、熱エネルギー消費器バルブ２３の開放の度合いを設定Ｓ３１４。
ｃ．バルブ動作での局所熱エネルギー消費器アセンブリの通常動作モードに切り替え、下記を参照。
【００６９】
（ポンプ動作での局所熱エネルギー消費器アセンブリの通常動作モード）
１．熱エネルギー消費器熱交換器２２での差温、Δｔｃｈｅ＝ｔ１ｈ−ｔｃｈｅがあらかじめ決められた値に保たれるように、熱エネルギー消費器熱交換器２２を通る熱伝達液体の流量が設定されるように熱エネルギー消費器ポンプ２４を制御Ｓ３０８。あらかじめ決められた好適な差温は、５℃から１６℃の範囲内であり、好ましくは７℃から１２℃の範囲内であり、より好ましくは８℃から１０℃である。
２．第１の局所配送差圧Δｐ１ｄｐを決定Ｓ３１８。
３．第１の局所配送差圧Δｐ１ｄｐが正の値である場合：「ポンプ動作での局所熱エネルギー消費器アセンブリの通常動作モード」の下にある、項目１に戻る。
４．第１の局所配送差圧Δｐ１ｄｐが負の値である場合：
ａ．「局所熱エネルギー消費器アセンブリの開始」の下にある、上記の項目４に進む。
ｂ．第１のコントローラからそこに停止信号を送ることによって、熱エネルギー消費器ポンプ２４を停止。
【００７０】
（バルブ動作での局所熱エネルギー消費器アセンブリの通常動作モード）
１．熱エネルギー消費器熱交換器２２での差温、Δｔｃｈｅ＝ｔ１ｈ−ｔｃｈｅがあらかじめ決められた値に保たれるように、熱エネルギー消費器熱交換器２２を通る熱伝達液体の流量が設定されるように熱エネルギー消費器バルブ２３を制御Ｓ３１６。あらかじめ決められた好適な差温は、５℃から１６℃の範囲内であり、好ましくは７℃から１２℃の範囲内であり、より好ましくは８℃から１０℃である。
２．第１の局所配送差圧Δｐ１ｄｐを決定Ｓ３１８。
３．第１の局所配送差圧Δｐ１ｄｐがなおも負の値である場合、「バルブ動作での局所熱エネルギー消費器アセンブリの通常動作モード」の下にある、上記の項目１に戻る。
４．第１の局所配送差圧Δｐ１ｄｐが負の値である場合：
ａ．「局所熱エネルギー消費器アセンブリの開始」の下にある、上記の項目３に進む。
ｂ．第１のコントローラからそこに閉鎖信号を送ることによって、熱エネルギー消費器バルブ２４を閉鎖。
【００７１】
局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０は、熱エネルギー発生器熱交換器３２と、熱エネルギー発生器バルブ３３と、熱エネルギー発生器ポンプ３４と、第２の圧力差決定デバイス３６と、第２のコントローラ２８と、を備える。
【００７２】
熱エネルギー発生器熱交換器３２は、低温導管１４に、熱エネルギー発生器バルブ３３および熱エネルギー発生器ポンプ３４を介して選択的に接続される。熱エネルギー発生器バルブ３３を介するように熱エネルギー発生器熱交換器３２の低温導管１４への接続を選択すると、低温導管１４からの熱伝達液体は、熱エネルギー発生器熱交換器３２の中へと流れるのを可能にされる。熱エネルギー発生器ポンプ３４を介するように熱エネルギー発生器熱交換器３２の低温導管１４への接続を選択すると、低温導管１４からの熱伝達液体は、熱エネルギー発生器熱交換器３２の中へと圧送される。以下でさらに詳細に説明されるように、低温導管１４からの熱伝達液体が熱エネルギー発生器熱交換器３２の中へと流れるのを可能にするのか、または低温導管１４からの熱伝達液体を熱エネルギー発生器熱交換器３２の中へと圧送されるのかの選択は、高温導管１２と低温導管１４との局所圧力差に基づきなされる。
【００７３】
熱エネルギー発生器バルブ３３および熱エネルギー発生器ポンプ３４は、別個のデバイスとして配置されてよい。熱エネルギー発生器バルブ３３および熱エネルギー発生器ポンプ３４は、単一のデバイスとして配置されてもよい。熱エネルギー発生器バルブ３３および熱エネルギー発生器ポンプ３４は、図２に例示されるように、並列に配置されてよい。熱エネルギー発生器バルブ３３および熱エネルギー発生器ポンプ３４は、直列に配置されてもよい。熱エネルギー発生器バルブ３３および熱エネルギー発生器ポンプ３４が直列に配置されるこの最後の実施形態では、ポンプが、自身を通る熱伝達液体の流れを可能にする非作動状態に設定されるように配置される。
【００７４】
熱エネルギー発生器熱交換器３２は、熱伝達液体が、熱エネルギー発生器熱交換器３２から高温導管１２に戻るのを可能にするために、高温導管１２にさらに接続される。
【００７５】
第２の圧力差決定デバイス３６は、熱エネルギー回路１０の第２の局所圧力差Δｐ２を決定するようになされている。第２の局所圧力差は、好ましくは、熱エネルギー発生器熱交換器３２が熱エネルギー回路１０に接続されている場所の付近で測定される。第２の圧力差決定デバイス３６は、第２の高温導管圧力決定デバイス３６ａと、第２の低温導管圧力決定デバイス３６ｂと、を備えていてもよい。第２の高温導管圧力決定デバイスは、高温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力ｐ２ｈを測定するために、高温導管１２に接続されるように配置される。第２の低温導管圧力決定デバイスは、低温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力ｐ２ｃを測定するために、低温導管１４に接続されるように配置される。第２の局所圧力差デバイス３６は、第２の局所圧力差を、高温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力と、低温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力との圧力差として決定するために配置される。したがって、第２の局所圧力差は、高温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力と、低温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力との局所圧力差として定義されてよい。好ましくは、高温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力は、熱エネルギー発生器熱交換器３２が高温導管１２に接続されている場所の付近で測定される。好ましくは、低温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力は、熱エネルギー発生器熱交換器３２が低温導管１４に接続されている場所の付近で測定される。
【００７６】
第２の圧力差決定デバイス３６は、ハードウェアデバイスとして、ソフトウェアデバイスとして、またはそれらの組合せとして実装されてよい。第２の圧力差決定デバイス３６は、第２の局所圧力差Δｐ２を、第２のコントローラ３８に通知するために配置される。
【００７７】
第２のコントローラ３８は、ハードウェアコントローラとして、ソフトウェアコントロールとして、またはそれらの組合せとして実装されてよい。第２のコントローラ３８は、熱エネルギー発生器バルブ３３または熱エネルギー発生器ポンプ３４のいずれかの使用を選択的に制御するために配置される。第２のコントローラ３８は、第２の圧力差決定デバイス３６によって提供された第２の局所圧力差に基づいて、選択的な制御を実施するために配置される。第２のコントローラ３８は、熱エネルギー発生器バルブ３３および熱エネルギー発生器ポンプ３４を制御するために、熱エネルギー発生器バルブ３３および熱エネルギー発生器ポンプ３４と通信するために配置される。第２の局所圧力差が、低温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力が高温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力よりも大きいことを示すときに、第２のコントローラ３８は、熱エネルギー発生器バルブ３３の使用を選択的に制御するために配置される。第２の局所圧力差が、低温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力が高温導管の熱伝達液体の第２の局所圧力以下であることを示すときに、第２のコントローラ３８は、熱エネルギー発生器ポンプ３４の使用を選択的に制御するために配置される。
【００７８】
熱エネルギー発生器熱交換器３２は、その周囲からの熱エネルギーを、熱伝達液体に伝達するために配置される。高温導管１２に戻された熱伝達液体は、第２の温度よりも高い温度を有する。好ましくは、高温導管１２に戻された熱伝達液体の温度が第１の温度に等しいように、熱エネルギー発生器熱交換器３２が制御される。
【００７９】
局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０は、発生器アセンブリサービスバルブ３１ａ、３１ｂのペアをさらに備えていてもよい。発生器アセンブリサービスバルブ３１ａ、３１ｂは、熱エネルギー発生器熱交換器３２、熱エネルギー発生器バルブ３３、および熱エネルギー発生器ポンプ３４を、熱エネルギー回路１０に接続し、熱エネルギー回路１０から切断するために使用されてよい。
【００８０】
局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０は、第２の高温導管温度決定デバイス３５ａと、第２の低温導管温度決定デバイス３５ｂと、をさらに備えていてもよい。第２の高温導管温度決定デバイスは、高温導管の熱伝達液体の第２の局所温度ｔ２ｈを測定するために、高温導管１２に接続されるように配置される。第２の低温導管温度決定デバイスは、低温導管の熱伝達液体の第２の局所温度ｔ２ｃを測定するために、低温導管１４に接続されるように配置される。第２の高温導管温度決定デバイス３５ａおよび第２の低温導管温度決定デバイス３５ｂは、熱伝達液体の測定された局所温度をそこに通知するため、第２のコントローラ２８に接続される。
【００８１】
局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０は、第２の出口温度決定デバイス３７をさらに備えていてもよい。第２の出口温度決定デバイス３７は、熱エネルギー発生器熱交換器３２の出口を高温導管１２に接続する戻り導管に接続されるように配置される。第２の出口温度決定デバイス３７は、熱エネルギー発生器熱交換器３２の出口を出て、高温導管１２に戻される熱伝達液体の第２の出口温度ｔｇｈｅを測定するために配置される。第２の出口温度決定デバイス３７は、熱エネルギー発生器熱交換器３２を出る熱伝達液体の測定された第２の出口温度をそこに通知するため、第２のコントローラ３８に接続される。
【００８２】
図４に関連して、以下では、局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０を制御するために、第２のコントローラ３８がどのように配置されるかについての例示的な実施形態が説明される。
【００８３】
（局所熱エネルギー発生器アセンブリの開始）
１．第２のコントローラ３８によって開始信号を受信Ｓ４００。開始信号が、局所熱エネルギー発生器アセンブリ２０がその周囲から熱エネルギーを吸入するための働きを開始すべきことを指示。開始信号は、例えば、局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０が置かれた建物に設置されたサーモスタット（図示せず）によって発信されてよい。
２．第２の局所配送差圧Δｐ２ｄｐを、以下に従って決定Ｓ４０２：
Δｐ２ｄｐ＝ｐ２ｃ−ｐ２ｈ＋Δｐｇｈｅ
Δｐｇｈｅは、熱エネルギー発生器熱交換器３２での圧力降下に対処するための固定差圧である。
３．第２の局所配送差圧Δｐ２ｄｐが負の値である場合：
ａ．熱エネルギー発生器ポンプ３４に開始信号を送信Ｓ４０４。
ｂ．熱エネルギー発生器熱交換器３２を通るあらかじめ決められた流量が達成されるように、熱エネルギー発生器ポンプ３４の速度を上昇Ｓ４０６。
ｃ．ポンプ動作での局所熱エネルギー発生器アセンブリの通常動作モードに切り替え、下記を参照。
４．第２の局所配送差圧Δｐ２ｄｐが正の値である場合：
ａ．熱エネルギー発生器バルブ３３に開放信号を送信Ｓ４１２。
ｂ．熱エネルギー発生器熱交換器３２を通るあらかじめ決められた流量が達成されるように、熱エネルギー発生器バルブ３３の開放の度合いを設定Ｓ４１４。
ｃ．バルブ動作での局所熱エネルギー発生器アセンブリの通常動作モードに切り替え、下記を参照。
【００８４】
（ポンプ動作での局所熱エネルギー発生器アセンブリの通常動作モード）
１．熱エネルギー消費器熱交換器２２での差温、Δｔｇｈｅ＝ｔ２ｈ−ｔｇｈｅがあらかじめ決められた値に保たれるように、熱エネルギー発生器熱交換器３２を通る熱伝達液体の流量が設定されるように熱エネルギー発生器ポンプ３４を制御Ｓ４０８。あらかじめ決められた好適な差温は、５℃から１６℃の範囲内であり、好ましくは７℃から１２℃の範囲内であり、より好ましくは８℃から１０℃である。
２．第２の局所配送差圧Δｐ２ｄｐを決定Ｓ４１２。
３．第２の局所配送差圧Δｐ２ｄｐが負の値である場合：「ポンプ動作での局所熱エネルギー発生器アセンブリの通常動作モード」の下にある、項目１に戻る。
４．第２の局所配送差圧Δｐ２ｄｐが正の値である場合：
ａ．「局所熱エネルギー発生器アセンブリの開始」の下にある、上記の項目４に進む。
ｂ．第２のコントローラからそこに停止信号を送ることによって、熱エネルギー発生器ポンプ３４を停止。
【００８５】
（バルブ動作での局所熱エネルギー発生器アセンブリの通常動作モード）
１．熱エネルギー発生器熱交換器３２での差温、Δｔｇｈｅ＝ｔ２ｈ−ｔｇｈｅがあらかじめ決められた値に保たれるように、熱エネルギー発生器熱交換器３２を通る熱伝達液体の流量が設定されるように熱エネルギー発生器バルブ３３を制御Ｓ４１６。あらかじめ決められた好適な差温は、５℃から１６℃の範囲内であり、好ましくは７℃から１２℃の範囲内であり、より好ましくは８℃から１０℃である。
２．第２の局所配送差圧Δｐ２ｄｐを決定Ｓ４１８。
３．第２の局所配送差圧Δｐ２ｄｐがなおも正の値である場合、「バルブ動作での局所熱エネルギー発生器アセンブリの通常動作モード」の下にある、上記の項目１に戻る。
４．第２の局所配送差圧Δｐ２ｄｐが正の値である場合：
ａ．「局所熱エネルギー発生器アセンブリの開始」の下にある、上記の項目３に進む。
ｂ．第２のコントローラからそこに閉鎖信号を送ることによって、熱エネルギー発生器バルブ３４を閉鎖。
【００８６】
したがって、地域熱エネルギー配給システム１は、自身を通る熱伝達液体の流れを可能にするための高温導管１２および低温導管１４を備える熱エネルギー回路１０を備える。地域熱エネルギー配給システム１は、熱エネルギー消費器熱交換器２２と、熱エネルギー発生器熱交換器３２とをさらに備える。熱エネルギー消費器熱交換器２２は、高温導管１２に、熱エネルギー消費器バルブ２３または熱エネルギー消費器ポンプ２４を介して選択的に接続される。熱エネルギー発生器熱交換器３２は、低温導管１４に、熱エネルギー発生器バルブ２３または熱エネルギー発生器ポンプ２４を介して選択的に接続される。
【００８７】
図２に示される実施形態において、第１の圧力差決定デバイス２６および第２の圧力差決定デバイス３６は、二つの物理的に異なる圧力差決定デバイスである。しかしながら、別の実施形態によれば、一つの特定の局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０および一つの特定の局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０が、同じ圧力差決定デバイスを共有してもよい。したがって、第１の圧力差決定デバイス２６および第２の圧力差決定デバイス３６は、物理的に同じ圧力差決定デバイスであってもよい。さらなる実施形態によれば、二つの特定の局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０が、同じ圧力差決定デバイスを共有してもよい。さらに別の実施形態によれば、二つの特定の局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０が、同じ圧力差決定デバイスを共有してもよい。
【００８８】
図２に示される実施形態において、第１のコントローラ２８および第２のコントローラ３８は、二つの物理的に異なるコントローラである。しかしながら、別の実施形態によれば、一つの特定の局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０および一つの特定の局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０が、同じコントローラを共有してもよい。したがって、第１のコントローラ２６および第２のコントローラ３６は、物理的に同じコントローラであってもよい。さらなる実施形態によれば、二つの特定の局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０が、同じコントローラを共有してもよい。さらに別の実施形態によれば、二つの特定の局所熱エネルギー発生器アセンブリ３０が、同じコントローラを共有してもよい。
【００８９】
好ましくは、熱エネルギー消費器熱交換器２２および熱エネルギー発生器熱交換器３２を使用して熱を吸入する、または発散する要求は、定義された温度差で行われる。８℃から１０℃の温度差は、熱エネルギー消費器熱交換器２２および熱エネルギー発生器熱交換器３２を通る最適な流れに対応する。
【００９０】
高温導管１２と低温導管１４との局所圧力差は、熱エネルギー回路１０に従って変化することがある。特に、高温導管１２と低温導管１４との局所圧力差は、高温導管１２および低温導管１４のうちの一つから見て、正から負の圧力差に変化することがある。したがって、時に、特定の局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０／発生器アセンブリ３０は、対応する熱エネルギー消費器熱交換器２２／発生器熱交換器３２を通る熱伝達液体を圧送する必要があることがあり、時に、特定の局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０／発生器アセンブリ２０は、熱伝達液体を、対応する熱エネルギー消費器熱交換器２２／発生器熱交換器３２を通って流れるようにさせる必要があることがある。したがって、システム１内のすべての圧送を、局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０／発生器アセンブリ３０において行わせることが可能であるだろう。限定された流れおよび圧力が必要とされるために、細かく周波数制御された循環ポンプが使用されてよい。
【００９１】
地域熱エネルギー配給システム１は、高温導管１２の熱伝達液体と低温導管１４の熱伝達液体との局所圧力差が、熱エネルギー回路１０に従って変化することを許容する。特に、高温導管１２の熱伝達液体と低温導管１４の熱伝達液体との局所圧力差は、高温導管１２および低温導管１４のうちの一つから見て、正から負の圧力差に変化することがある。地域熱エネルギー配給システム１はさらに、システム内のすべての圧送を、局所熱エネルギー消費器アセンブリ２０／発生器アセンブリ３０において行わせる可能性を許容する。限定された流れおよび圧力が必要とされるために、細かく周波数制御された循環ポンプが使用されてよい。したがって、構築するのが容易な地域熱エネルギー配給システム１が提供される。さらに、制御するのが容易な地域熱エネルギー配給システム１が提供される。
【００９２】
地域熱エネルギー配給システム１の基本理念は、現代の都市が、都市内で再利用され得る熱エネルギーをそれら自らによって提供するという、発明者による見識に基づいている。再利用される熱エネルギーは、地域熱エネルギー配給システム１によって集められてよく、例えば、空間加熱または水道水高温調整のために使用されてよい。さらに、空間冷却への増加する需要もまた、地域熱エネルギー配給システム１内で処理されることになる。地域熱エネルギー配給システム１内で、都市内の建物５は、相互接続されており、容易かつ簡単なやり方で、局所の異なる需要のために低温の廃エネルギーを再配給することができる。とりわけ、地域熱エネルギー配給システムは、
都市内部のエネルギーの流れの最適な再利用のために、一次エネルギーの使用を最小限にすること、
局所で燃焼するガスまたは他の燃料の必要性が削減されるので、都市内部の煙突または燃焼場所の必要性を限定すること、
冷却デバイスによって生成された余分な熱は、運び去られ、地域熱エネルギー配給システム１内で再利用され得るので、都市内部でのタワーの冷却またはコンベクターの冷却の必要性を限定すること、
を提供する。
【００９３】
したがって、地域熱エネルギー配給システム１は、都市内の熱エネルギーのスマートな二重使用を提供する。地域熱エネルギー配給システム１は、都市の中に統合されるとき、都市内での加熱用途および冷却用途の両方において、低レベルの熱エネルギー廃棄物の活用を提供する。これは、都市におけるガス供給網または地域加熱網、および冷却供給網の必要性を排除することによって、都市の一次エネルギーの消費を削減することになる。地域熱エネルギー配給システム１は、熱サーバプラント２を備えていてもよい。熱サーバプラント２は、外部の熱ソースおよび／または熱シンクとして機能する。熱サーバプラント２の機能は、熱エネルギー回路１０の高温導管１２と低温導管１４との温度差を維持することである。すなわち、熱エネルギー回路１０がある温度のエンドポイントに達するとき、熱サーバプラント２が、熱エネルギー回路１０から熱エネルギーを吸入する、または熱エネルギー回路１０に熱エネルギーを発散するように配置されるように、熱サーバプラント２は、地域熱エネルギー配給システム１のバランスを取るために使用されてよい。冬季において、高温導管１２がその最も低い温度のエンドポイントに達するという、より高い確率があるとき、熱サーバプラント２は、熱エネルギー回路１０に熱エネルギーを加えるために使用される。夏季において、低温導管がその最も高い温度のエンドポイントに達するという、より高い確率があるとき、熱サーバプラント２は、熱エネルギー回路１０から熱エネルギーを取り去るために使用される。
【００９４】
当業者であれば、本発明が、上で説明された好ましい実施形態に決して限定されないことを認識する。むしろ、多くの修正形態および変形形態が、添付の特許請求の範囲内で可能である。
【００９５】
例えば、熱エネルギー消費器ポンプ２４および／または熱エネルギー発生器ポンプ２４は、例えば、周波数制御された循環ポンプであってもよい。
【００９６】
熱エネルギー消費器バルブ２３および／または熱エネルギー発生器バルブ３３は、調整バルブであってもよい。
【００９７】
さらに、図面、本開示、および添付の特許請求の範囲の検討から特許請求される本発明を実践する際に、開示された実施形態に対する変形形態が、当業者によって理解され、もたらされてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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