Un método para el control de un sistema de calefacción (100) que tiene una bomba de calor (105) y uncalentamiento suplementario (110),

a través de un sistema informático, que comprende:

recibir al menos periódicamente datos relativos a los precios actuales de al menos uno entre la electricidad yuna fuente de dicho calentamiento suplementario (110); caracterizado por:

cambiar automáticamente un punto de ajuste de conmutación en respuesta a cambios de precios en almenos uno de los citados precios de la electricidad y los precios de dicha fuente de dichocalentamiento suplementario (110), en el que dicho punto de ajuste de conmutación es al menos unatemperatura ambiente a la que dicho sistema de calentamiento (100) conmuta entre el funcionamientode la citada bomba de calor (105) y el funcionamiento de dicho calentamiento suplementario (110).

Sistema y método para controlar el funcionamiento de una bomba de calor y de calefacción suplementaria.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a sistemas de refrigerante y, más particularmente, a sistemas refrigerantes de bombas de calor equipados con calefacción suplementaria.

2. Descripción de la técnica relacionada

Algunos sistemas de bombas de calor están equipados con medios suplementarios de calefacción a gas.

Durante el funcionamiento de estos sistemas, cuando la temperatura ambiente cae por debajo de cierto nivel (en condiciones especificadas en interiores) , se hace más eficiente pasar de la utilización de la energía eléctrica y funcionando una bomba de calor en modo de calefacción a calentar un ambiente interior mediante la participación de calefacción suplementaria de gas (gas natural, propano, butano, etc.) , calefacción suplementaria de otras materias primas como el petróleo, agua caliente, y / o aire caliente. En la actualidad esto se consigue mediante el establecimiento de un termostato dentro de un medio ambiente acondicionado (en este caso calentado) que conmuta entre el funcionamiento en modo de bomba de calor, y calefacción de gas a una temperatura ambiente predeterminada, normalmente a aproximadamente -0, 7º C (20º F) , para un intervalo de temperaturas interiores convencional de unos 21, 11º C +/-2, 8º C (70º F +/-5º F) . En ocasiones un instalador o un consumidor también pueden ajustar la configuración estándar de fábrica retirando un panel para obtener acceso a este termostato interno. Cuando la temperatura ambiente cae por debajo de este valor predeterminado, se activa la calefacción de gas u otra suplementaria.

Un importante inconveniente de tener la configuración predeterminada de conmutación entre el funcionamiento en modo de bomba de calor y el calentamiento suplementario es que esta configuración no se puede cambiar en tiempo real, dado que corresponde a un cierto valor predeterminado que se establece ya sea en la fábrica o por el usuario, es decir, el instalador. El valor de esta configuración predeterminada se basa en el conocimiento de la regla del pulgar con respecto al funcionamiento del sistema de la bomba de calor, el comportamiento térmico de la estructura calentada, así como los precios de la electricidad y del gas (o de otro producto) .

Lo que es incluso peor, para una gran mayoría de los casos del estado de la técnica anterior, y sobre todo para los sistemas de bomba de calor de circuito único, un ajuste del termostato estaba normalmente basado en un punto de equilibrio de una estructura que dependería de las condiciones interiores y exteriores (fundamentalmente de las temperaturas para sistemas de calefacción) . Un punto de equilibrio es una temperatura al aire libre a la que una bomba de calor no proporciona suficiente calor para un ajuste específico del termostato correspondiente a una temperatura interior específica. El punto de equilibrio tenía poco que ver con la optimización del sistema de calefacción. Al contrario, se suponía simplemente que era más rentable operar una bomba de calor de un solo circuito en todas las condiciones ambientales. En realidad, cuanto menor sea el precio del gas, mayor será la temperatura ambiente a la que sería más eficaz cambiar del funcionamiento de la bomba de calor alimentada eléctricamente a calefacción de gas. Por lo tanto, la temperatura ambiente a la que resulta eficiente cambiar entre gas y la electricidad es depende directamente de la relación entre los precios del gas y eléctrico.

Sin embargo, al ser un producto básico, tanto el precio de la electricidad como el precio del gas fluctúan con rapidez. Se sabe, por ejemplo, que es posible que los precios de la electricidad varíen un factor de 10 o superior durante un período de 24-horas, dado que los precios de la electricidad pueden ser muy bajos en las horas-valle durante la noche y aumentar drásticamente durante el día. Los precios del gas también pueden fluctuar rápidamente en un día, aunque generalmente no tan deprisa como los precios de la electricidad.

Además, durante los períodos de alta demanda de electricidad, la red eléctrica puede operar cerca del límite que puede manejar. De este modo, junto con el creciente coste de la electricidad durante este tiempo, existe el peligro de interrupciones en el suministro de energía y de perturbaciones en el funcionamiento de la red eléctrica que podrían dar lugar a consecuencias catastróficas. El cambio en tales circunstancias a calefacción de gas u otra suplementaria incrementará un margen de seguridad de la explotación de la red eléctrica.

Por lo tanto, hay una necesidad de un sistema y un método que permita el ajuste del punto establecido de conmutación entre calefacción de gas suplementaria y el funcionamiento eléctrico del sistema de bomba de calor en tiempo real, en respuesta a los cambios en los precios del gas y de la electricidad, para maximizar el ahorro al consumidor y para posiblemente evitar la sobrecarga de la red eléctrica.

US 4943003 divulga un dispositivo de control para un sistema de bomba de calor con una instalación de alimentación de agua caliente que comprende un dispositivo de entrada para introducir el coste de la electricidad para hacer funcionar una bomba de calor y para introducir el coste del combustible para hacer funcionar una caldera. Un circuito de comparación selecciona la forma de energía más barata basándose en los datos del coste introducidos por el dispositivo de entrada. Un circuito de control hace funcionar de forma selectiva la bomba de calor

o la caldera basándose en el resultado de la comparación realizada por el circuito de comparación.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Se ha previsto un sistema de calefacción del espacio que incluye una bomba de calor, un sistema de calefacción adicional, y un controlador conectado al sistema de calefacción para el control de un punto de ajuste de conmutación entre modos de funcionamiento. El punto de ajuste de conmutación es por lo menos una temperatura ambiente a la cual el controlador conmuta entre el funcionamiento de la bomba de calor y el funcionamiento de una fuente de calefacción suplementaria. El controlador está conectado a una fuente de información que proporciona al menos uno de entre los precios vigentes de la electricidad y los precios vigentes de la fuente del calentamiento suplementario. El controlador cambia el punto de ajuste de conmutación en respuesta a los cambios en al menos uno de los precios de la electricidad y los precios de la fuente de la calefacción suplementaria.

También se proporciona un método para el control, a través de un sistema informático, de un sistema de calentamiento que tiene una bomba de calor y un calentamiento suplementario. El método incluye recibir al menos periódicamente datos relativos a los precios vigentes de al menos uno entre la electricidad y una fuente de la calefacción suplementaria, y cambiar automáticamente un punto de ajuste de conmutación en respuesta a los cambios de precios en al menos uno de los precios de la electricidad y de los precios de la fuente de calefacción suplementaria.

En una forma de realización, el calentamiento suplementario se proporciona a partir de una fuente de calor incluyendo petróleo, gas, agua calentada, y / o aire caliente.

En otra forma de realización, el controlador utiliza la información sobre la eficiencia de funcionamiento del sistema de calefacción en diferentes condiciones termodinámicas interior y exterior (principalmente temperaturas) junto con los precios de la electricidad y del gas en tiempo real para determinar un punto de ajuste de conmutación óptimo.

En otra forma de realización, el controlador analiza las tendencias en dichas condiciones termodinámicas así como en los precios de la electricidad y del gas para reaccionar de forma proactiva en la adaptación de la lógica de control para seleccionar un punto de ajuste de conmutación óptimo durante un intervalo de tiempo prolongado y para limitar un número de conmutadores para la reducir de pérdida cíclica y mejorar la fiabilidad.

En todavía otra forma de realización, se obtiene una decisión de operación óptima para un sistema multi-circuito mediante una combinación del funcionamiento de la bomba de calor para algunos circuitos y el funcionamiento de la calefacción de gas basándose... [Seguir leyendo]

1. Un método para el control de un sistema de calefacción (100) que tiene una bomba de calor (105) y un calentamiento suplementario (110) , a través de un sistema informático, que comprende:

recibir al menos periódicamente datos relativos a los precios actuales de al menos uno entre la electricidad y una fuente de dicho calentamiento suplementario (110) ; caracterizado por:

cambiar automáticamente un punto de ajuste de conmutación en respuesta a cambios de precios en al menos uno de los citados precios de la electricidad y los precios de dicha fuente de dicho calentamiento suplementario (110) , en el que dicho punto de ajuste de conmutación es al menos una temperatura ambiente a la que dicho sistema de calentamiento (100) conmuta entre el funcionamiento de la citada bomba de calor (105) y el funcionamiento de dicho calentamiento suplementario (110) .

2. El método de la reivindicación 1, en el que dichos cambios en al menos uno de los citados precios de la electricidad y los citados precios de dicha fuente de calor son cambios en una relación entre dichos precios de dicha fuente de calor y los citados precios de la electricidad.

3. El método de la reivindicación 1, en el que dicha temperatura ambiente del punto de ajuste de conmutación aumenta al aumentar los citados precios de la electricidad en relación con los citados precios de dicha fuente de calor, y en el que dicha temperatura ambiente del punto de ajuste de conmutación disminuye a medida que disminuyen los citados precios de la electricidad con respecto a dichos precios de dicha fuente de calor.

4. El método de la reivindicación 1, en el que el cambio de dicho punto de ajuste de conmutación se logra mediante un método seleccionado de entre el grupo formado por:

cambiar la citada temperatura ambiente del punto de ajuste de conmutación basándose en una relación matemática predeterminada entre al menos dicha temperatura ambiente del punto de ajuste de conmutación y al menos uno de entre dichos precios de la electricidad y dichos precios de dicha fuente de calor; cambiar dicho punto de ajuste de conmutación de acuerdo con los mapas de rendimiento de a menos uno de entre el funcionamiento de dicha bomba de calor (105) y el funcionamiento de dicho calentamiento suplementario (110) operación; cambiar dicho punto de ajuste de conmutación en respuesta al menos a una tendencia de una característica seleccionada del grupo que consiste en: precios de la electricidad, precios de dicha fuente del citado calentamiento suplementario (110) , temperaturas ambiente, temperaturas interiores, y cualquier combinación de las mismas; y cambiar dicho punto de ajuste de conmutación basándose en factores seleccionados del grupo formado por: una predicción de cual será dicha temperatura ambiente en un futuro momento predeterminado, las tendencias históricas de los precios de la electricidad y del gas, y una combinación de las mismas.

5. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque dicho método incluye la recepción continua de dichos datos.

6. El método de la reivindicación 1, que comprende además conmutar automáticamente desde el funcionamiento de dicha bomba de calor (105) a la operación de dicho calentamiento suplementario (110) en respuesta a una señal que indica una posible sobrecarga en una red eléctrica.

7. El método de la reivindicación 1, que comprende además recibir información sobre la temperatura ambiente a través de Internet.

8. Un sistema de calefacción (100) que comprende:

una bomba de calor (105) ; un sistema de calefacción suplementario (110) ; un controlador (115) conectado a dicho sistema de calefacción (100) para controlar un punto de ajuste de conmutación, en el que dicho punto de ajuste de conmutación es por lo menos una temperatura ambiente a la que dicho controlador (115) conmuta entre el funcionamiento de la citada de bomba de calor (105) y el funcionamiento de una fuente del citado calentamiento suplementario (110) , donde dicho controlador (115) está conectado a una fuente de información (195) que proporciona al menos uno de los precios actuales de la electricidad y de los precios actuales de la citada fuente de dicho calentamiento suplementario (110) , y en donde dicho controlador (115) cambia el citado punto de ajuste de conmutación en respuesta a los cambios en al menos uno de dichos precios de la electricidad y dichos precios de la fuente del citado calentamiento suplementario (110) .

9. El método de la reivindicación 1 o el sistema de la reivindicación 8, en los que dicho calentamiento suplementario (110) está provisto de una fuente de calor seleccionada del grupo que consta de: petróleo, gas, agua caliente y aire caliente.

10. El sistema de la reivindicación 8, en el que dicha fuente de información (195) es una base de datos que se actualiza en tiempo real con los valores vigentes de dichos precios de la electricidad y dichos precios de la citada fuente del mencionado calentamiento suplementario (110) .

11. El sistema de la reivindicación 8, en el que dicho controlador (115) está conectado a dicha fuente de información

(195) a través de una red seleccionada del grupo que consiste en una red de área local, una Intranet, la Internet, y cualquier combinación de las mismas.

12. El sistema de la reivindicación 8, en el que dicha fuente de información (195) es un sitio web periódicamente actualizado en la Internet.

13. El sistema de la reivindicación 8, que comprende además una interfaz 118 conectada a dicho controlador (115) para proporcionar y recibir al menos información relacionada con al menos uno de entre dicha temperatura ambiente, los mencionado precios de la electricidad y dichos precios de la fuente de dicho calentamiento suplementario (110) .

14. El sistema de la reivindicación 8, en el que dicho controlador (115) recibe por lo menos uno de dichos precios de la electricidad y dichos precios de dicha fuente de dicho calentamiento suplementario (110) con una frecuencia seleccionada del grupo que consiste en: al menos periódica y continuamente.

15. El sistema de la reivindicación 8, en el que dicho controlador (115) está conectado a, y controla, un termostato, en el que dicho termostato conmuta entre el funcionamiento de dicha bomba de calor (105) y el funcionamiento de dicho sistema de calefacción (110) .

16. El sistema de la reivindicación 8, en el que dicho controlador (115) cambia el mencionado punto de ajuste de conmutación mediante un método seleccionado entre el grupo que consiste en:

calcular una relación entre dichos precios de la electricidad y dichos precios de dicha fuente del mencionado calentamiento suplementario (110) , y cambiar dicho punto de ajuste de conmutación, incluyendo la temperatura ambiente de dicho de punto de ajuste de conmutación, en respuesta a cambios en dicha relación, aumentar dicha temperatura ambiente del punto de ajuste de conmutación al aumentar los citados precios de la electricidad respecto a los citados precios de dicha fuente del mencionado calentamiento suplementario (110) , y disminuir la citada temperatura ambiente del punto de ajuste de conmutación a medida que disminuyen los citados precios de la electricidad con respecto a los citados precios de dicha fuente del mencionado calentamiento suplementario (110) ; cambiar dicho punto de ajuste de conmutación basándose en una relación matemática predeterminada entre dicho punto de ajuste de conmutación y por lo menos uno de los citados precios de la electricidad y los citados precios de dicha fuente del mencionado calentamiento suplementario (110) ; el cambio de dicho punto de ajuste de conmutación se realiza de acuerdo con los mapas de rendimiento de por lo menos uno entre el funcionamiento de la citada bomba de calor (105) y el funcionamiento del citado calentamiento suplementario (110) , cambiar dicho punto de ajuste de conmutación en respuesta al menos a una tendencia de una característica seleccionado del grupo formado por: precios de la electricidad, precios de la citada fuente del mencionado calentamiento suplementario (110) , temperaturas ambiente, temperaturas interiores, y cualquier combinación de las mismas; y cambiar dicho punto de ajuste de conmutación basándose en factores seleccionados del grupo que consta de: una predicción de cuál será la citada temperatura ambiente en un determinado momento futuro, las tendencias históricas de los precios de la electricidad y del gas, y una combinación de las mismas.

17. El método de la reivindicación 1 o el sistema de la reivindicación 8, en que dicho sistema (100) se selecciona del grupo que consta de:

un sistema de un circuito único que incluye medios de descarga, en el que la conmutación entre el funcionamiento de la citada bomba de calor (105) y el funcionamiento del citado calentamiento suplementario

(110) incluye descargar dicha bomba de calor (105) , y un sistema multicircuito que tiene múltiples circuitos independientes, en donde dicha conmutación incluye el cierre de al menos un circuito de dicha bomba de calor (105) .