计算生成的热能的使用的制作方法
对优先权的要求
根据美国法典第35条第119(e)款，本申请要求提交于2014年11月4日的美国专利申请62/074,810的优先权，其全部内容通过引用而并入于此。
本说明书涉及使用计算生成的热能的热回收系统。
背景技术：
数据中心消耗的电力超过美国生成的所有电力的2％。然而，在数据中心和用户场所，计算装置所消耗的大部分电力都变成散发到环境中的热。住宅和商业建筑的能量使用占美国所有能量使用的40％。当前，计算机被设计为使产热最小化并优化散热，并且单独地工作以满足计算需要。
技术实现要素：
电子执行的计算是能量密集型处理。对于进行大量计算的大型数据中心，能量消耗尤为显著。在计算处理期间以电能形式消耗的大部分能量作为热能发出。热回收系统可以利用并存储计算处理期间所生成的热能，并使用该热能来满足现有或未来需求的能量需要。可以优化热回收系统以高效地利用、存储并使用热能。热回收系统还可被配置为包括反馈系统，其中，所述热回收系统可以基于该反馈系统来修改其操作。
本申请描述了用于高效地提取、存储和利用在计算处理期间所生成的热能的热回收的方法和系统。例如，可以通过优化热回收系统的组件的物理位置、定向和组成来使热能的提取和利用率最大化。本申请还描述了用于将触发事件信号中继至热回收系统的一个或多个控制器的反馈系统。触发事件信号可以源自位于热回收系统中的一个或多个感测装置、或者源自热回收系统外部的装置。触发事件信号可以包括与利用所回收的热能进行供电的设备的当前或预期能量需求的增加、以及向需要执行的计算处理或计算分配供电的电力的价格的预计增加相关的信息。
热回收系统可以包括一个或多个控制器、计算装置、能量储存器、建筑端使用系统和感测装置。热回收系统的各种组件可以位于同一场所，或者可以分布在多个热回收场所并且可以与彼此通信。热回收系统的控制器和计算装置还可以通过各种通信信道与该热回收系统外部的装置进行通信，以形成分布式计算网络。分布式计算网络可以运行分布式应用，例如，自主分布式建筑或装置控制系统、web服务、安全对等网络、分布式数据管理服务、云存储、分布式数据库、分散式组织或企业、分布式交易平台、密码令牌、文档处理、图灵(turing)完备虚拟机、图形渲染、分布式会计系统等。
在一方面，一种计算装置实现的方法，包括：从热回收系统的一个或多个组件接收至少一个触发事件信号；部分地基于所述至少一个触发事件信号来确定要在一个或多个计算装置上执行的计算工作量分配；向所述一个或多个计算装置发送一个或多个命令信号，其中，所述一个或多个命令信号包括所述计算工作量分配的供所述一个或多个计算装置执行的部分；以及开始对要存储在一个或多个热储存器中的热能的捕获，其中，所述热能是所述一个或多个计算装置基于所述计算工作量分配所生成的。
实现可以包括以下特征中的任意或全部特征。所述一个或多个命令信号包括表示所述计算工作量分配的所述部分的类型、大小和执行速度的信息。所述一个或多个命令信号包括对来自所述一个或多个计算装置的热生成信息的请求。还包括在一个或多个建筑端使用系统中使用所捕获到的热能。所接收到的至少一个触发事件信号源自一个或多个建筑端使用系统。所接收到的至少一个触发事件信号包括与光伏系统所生成的能量相关的信息。所接收到的至少一个触发事件信号包括与公用电网所供给的电力的价格相关的信息。所述一个或多个热储存器包括利用一种或多种相变材料制成的壳体。所述一个或多个计算装置包括利用一种或多种相变材料制成的壳体。
在另一方面，一种系统，包括：计算装置，包括：存储器，用于存储指令；以及处理器，用于执行所述指令以进行包括以下各项的操作：从热回收系统的一个或多个组件接收至少一个触发事件信号；部分地基于所述至少一个触发事件信号来确定要在一个或多个计算装置上执行的计算工作量分配；向所述一个或多个计算装置发送一个或多个命令信号，其中，所述一个或多个命令信号包括所述计算工作量分配的供所述一个或多个计算装置执行的部分；以及开始对要存储在一个或多个热储存器中的热能的捕获，其中，所述热能是所述一个或多个计算装置基于所述计算工作量分配所生成的。
实现可以包括以下特征中的任意或全部特征。所述一个或多个命令信号包括表示所述计算工作量分配的所述部分的类型、大小和执行速度的信息。所述一个或多个命令信号包括对来自所述一个或多个计算装置的热生成信息的请求。操作还包括在一个或多个建筑端使用系统中使用所捕获到的热能。所接收到的至少一个触发事件信号源自一个或多个建筑端使用系统。所接收到的至少一个触发事件信号包括与光伏系统所生成的能量相关的信息。所接收到的至少一个触发事件信号包括与公用电网所供给的电力的价格相关的信息。所述一个或多个热储存器包括利用一种或多种相变材料制成的壳体。所述一个或多个计算装置包括利用一种或多种相变材料制成的壳体。
在另一方面，一种或多种计算机可读介质，其存储能够由处理装置执行、并且在进行这种执行时使该处理装置进行包括以下各项的操作的指令：从热回收系统的一个或多个组件接收至少一个触发事件信号；部分地基于所述至少一个触发事件信号来确定要在一个或多个计算装置上执行的计算工作量分配；向所述一个或多个计算装置发送一个或多个命令信号，其中，所述一个或多个命令信号包括所述计算工作量分配的供所述一个或多个计算装置执行的部分；以及开始对要存储在一个或多个热储存器中的热能的捕获，其中，所述热能是所述一个或多个计算装置基于所述计算工作量分配所生成的。
实现可以包括以下特征中的任意或全部特征。所述一个或多个命令信号包括表示所述计算工作量分配的所述部分的类型、大小和执行速度的信息。所述一个或多个命令信号包括对来自所述一个或多个计算装置的热生成信息的请求。操作还包括在一个或多个建筑端使用系统中使用所捕获到的热能。所接收到的至少一个触发事件信号源自一个或多个建筑端使用系统。所接收到的至少一个触发事件信号包括与光伏系统所生成的能量相关的信息。所接收到的至少一个触发事件信号包括与公用电网所供给的电力的价格相关的信息。所述一个或多个热储存器包括利用一种或多种相变材料制成的壳体。所述一个或多个计算装置包括利用一种或多种相变材料制成的壳体。
这些及其它方面、特征和各种组合可以被表示为用于执行功能的方法、设备、系统、部件，程序产品，并且以其它方式表示。
根据说明书和权利要求书，其它特征和优点将是明显的。
附图说明
图1a和1b示意性地示出热回收系统。
图2a是热回收系统的工作的示意性表示。
图2b是热回收系统的建筑端使用系统的示意性表示。
图3示出描述热回收处理的流程图。
图4示出可以用于实现这里描述的技术的计算装置和移动计算装置的示例。
具体实施方式
图1a示出包括被配置为控制多个热回收场所110、120和130的计算处理和热回收处理的控制器102的分布式热回收系统100。控制器102可以向热回收场所110、120和130提供指令并从其接收信号。热回收系统100的控制器和计算装置还可以通过通信信道(例如，互联网)与不是系统100的一部分的装置进行通信，以形成分布式通信网络。
热回收场所110包括计算装置114(例如，诸如计算机系统等的计算装置)、用于提取该计算装置所生成的热能的机构、热储存器116、以及使用储存器116中所存储的能量(例如，由储存器116中所存储的能量供电)的端使用装置118。控制器装置102通信连接至分别位于热回收场所110、120和130处的计算装置114、124和134。控制器102向计算装置分配计算任务、或者请求计算装置提供与计算或热回收处理相关的信息。控制器102还被配置为接收触发事件信号，其中，可以基于该触发事件信号来修改计算和热回收处理。热回收场所(例如场所110、120和130)具有用于将计算装置所生成的热传递至储存器114的热收集机构(未示出)。储存器114可以包括可存储热能的相变材料。在其它示例中，计算装置、热收集机构和储存器可以集成在一起。例如，计算装置的壳体可以填充有可以高效地存储热能的相变材料或者由该相变材料构成，或者计算装置的硬件组件可以设在热储存器的工作材料中。通过存储例如供端使用装置118、128和138未来消耗的热能，能量储存器使得能够分离与热能的生成和消耗相关联的处理。这导致计算装置的温度稳定化。在下文中，讨论了热回收系统100的诸如控制器、计算装置、热储存器、端使用装置以及感测装置等的各种组件。
在图1a所述的热回收系统的实施例中，单一控制器控制若干热回收场所的计算处理和热回收机构。另一方面，图1b示出热回收系统100的另一实施例，其中，每个热回收场所110、120和130分别具有本地控制器112、122和132。因此，如图1a和1b所示，控制器可以位于热回收场所的远处(如图1a所示)或者集成到热回收场所中(如图1b所示)。在两种情况下，控制器将与热回收处理和计算分配相关的命令或信息中继到计算装置。计算分配基于控制器中的一个或多个预定编程逻辑、从热回收系统的一个组件、从分布式计算网络中的装置、或者从分布式计算网络外部的装置接收的用户输入或触发事件信号。命令可以指示预先安排的和实时的计算分配、分配类型、大小和执行速度。命令可以包括本地的和分布式的计算网络分配。例如，命令可以包括完全在分布于分布式计算网络上的一个计算装置或多个计算装置上运行的计算分配。命令还可以涉及热回收处理，例如请求计算装置确认热储存器的负荷状态、基于诸如用于本地或分布式计算网络上的计算的实时能量成本、未来需求响应通知以及销售价格变动等的输入来开始或结束、增大或减小计算强度。
控制器可以确定可被中继/发送至在所分配工作量的执行期间生成热量的计算装置的计算工作量分配。在计算装置处收集所生成的热能并将其输送至能量储存器。可以使用热能来满足建筑端使用系统的能量需求。热回收场所包括建筑端使用系统，例如，空间和水加热系统、空间冷却系统、制冷系统和照明系统。场所还可以包括具有直接并入到该场所的建筑端使用系统中的热传递和热存储机构的计算装置(例如，计算机系统)，因此可以在需要时直接应用在计算装置处生成的以及从计算装置收集的热能来满足建筑需要。场所还包括并入到该场所的建筑端使用系统中的感测机构并提供反馈以帮助连续确定工作量分配，其中，该感测机构可以将建筑端使用系统的状况发送至控制器。
控制器可被编程和配置为从热回收场所、位于热回收系统外部的装置、或者从分布式应用(运行在分布式计算网络上的应用)接收触发事件信号。触发事件信号包含与现有的和预期未来的计算和能量需求有关的信息。触发事件可以例如是能量储存器中的低热负荷(charge)或预测性的热负荷或计算荷载(load)管理输入。触发事件信号可以基于公用事业公司对热能或未来需求事件的需求，其中，这种需求将需要对能量储存器进行充电或预充电以补偿公用荷载或未来分布式计算的市场价值的变化。热回收场所的能量需求来自建筑端使用系统，包括空间和水加热、空间冷却和制冷。
控制器基于所接收到的触发事件信号来确定计算工作量(workload)平台、分配、类型、大小、调度、顺序以及速度。然后控制器将计算工作量命令中继并发送至计算装置，并动态地基于所接收到的附加最新信号以及发送至计算装置的先前命令来重新确定计算工作量分配。工作量分配还可以包括与计算处理的开始相关的指令。例如，控制器可以指示计算装置在特定时间开始计算处理。
计算装置可以作为分布式计算网络中的节点而工作。例如，计算装置114、124和134可以作为分布式计算网络上的节点而工作，其中，这些节点可以确认彼此之间、或者与网络上的其它装置之间关于称为区块链的密码安全公共账本的交易(transaction)。除了执行所分配的工作量以生成热量之外，各计算装置还可以执行本地工作量(在计算装置的热回收场所本地分配的工作量)以及经由分布式计算应用而分配的工作量。分布式计算应用可以是图灵完备的，这样使得能够在独立于网络的各个节点的分布式计算网络上创建并操作这些分布式计算应用。这提供了对网络上的计算装置的自主、安全的控制。
控制器能够基于所接收到的信号来确定计算工作量分配平台、类型、大小、调度、顺序、速度以及值。控制器能够将密码安全的工作量和命令协商(contracting)、交易、中继并发送至计算装置，并且动态地基于所接收到的附加信号以及发送至计算装置的可以记录在区块链账本上的先前命令来重新确定计算工作量分配。热回收系统还可以包括在分散式网络中可以充当节点的计算机系统，其中，计算装置与控制器通信连接、在接收到来自控制器的信号时执行所分配的工作量以经由电力输入来生成热量、并且还包含在能量储存器中或者与能量储存器相连接，其中，可以从该能量储存器获取能量以满足建筑端使用系统立即的能量需求和未来的能量需求。
控制器可以是一种分布式应用，其能够从本地场所、场外以及其它分布式分散应用自主地接收、协商并交易多变量触发事件信号以获得目前的和预期未来的计算和能量需求。本地场所能量需求来自建筑端使用系统，包括空间和水加热、空间冷却和制冷。
计算装置被配置为执行诸如分布式气候建模、蛋白质折叠、3d图像的渲染、机器学习或认知建模等的计算工作量分配。计算工作量分配还可以包括可用于保护、交易或托管分布式应用以支持分布式网络的密码散列函数。计算工作量可以从控制器接收得到并且由硬件组件执行，其中，硬件组件包括在计算执行期间产生热量的cpu、gpu、存储器、电源。计算装置具有热能收集机构，其中，该热能收集机构从计算装置的硬件组件收集并提取所生成的热量、并将热能输送至能量储存器以供立即使用并存储以供未来使用。控制器可以基于触发事件信号并且基于来自对能量储存器的感测的信号，来调节热能生成和收集机构——它的启动、终止、速度、能量传递方向。
如上所述，在计算装置上运行计算工作量，这样导致生成可被利用并存储在能量储存器中以向建筑端使用系统的立即或未来能量需求供电的热能。为了高效地收集所生成的热能，各计算装置可以具有可以与能量储存器相连接或者包含在能量储存器内的热能收集机构。另外，计算装置的组件的物理位置、定向和几何形状可被设计为有助于高效地收集所生成的热量。计算装置可以不连接至热提取机构，并且在计算处理期间所产生的热量可以被释放到计算装置的本地环境。可选地，计算装置可以被构建到需要热量的设施中。例如，计算装置可以连接到热水器，从而在计算期间加热水。
用以收集所生成的热能的机构可以更高效。例如，热能收集和传递机构可以使用将计算装置的硬件组件设在工作材料(液体、气体、晶体或固体相变材料)中。计算装置的硬件组件的相对定位可被设计为增强自然和强制对流的效果并在计算装置壳体中创建“热烟囱”。连接至或包含计算装置的能量储存器可被配置为包含用于使计算装置的组件热稳定的工作材料体(液体、气体、晶体或固体相变材料)。计算装置的外壳也可以由相变材料构成，以便移除并存储大量热能、直到热能被获取且用于满足建筑端使用能量需求为止。能量储存器还被配置为具有将信号发送回控制器的温度、压力和其它感测机构，以加强并引导针对计算装置的适当的工作量和分配的确定。能量储存器还被配置为连接至建筑端使用系统和组件，因此这些建筑端使用系统和组件可以基于对能量的需求而利用能量储存器中所存储的热能。
计算装置设计考虑可以包括选择使热能的生成最大化并优化所生成热量的收集(机构和处理效率)的计算组件。这些设计考虑的目标包括增加对热生成的能力和速率的控制、增加热交换或计算效率、以及消除对诸如泵等的附件组件的需求以辅助热收集机构，因为这些附加组件本身可以获取能量。这些附加组件可能更难控制，并且可能需要额外的维护工作。
可以优化诸如计算装置的组件的相对定位、距离、顺序和配置等的设计考虑，以增强自然和强制对流的效果并有助于创建“热烟囱”或堆叠效应。通过优化上述的设计考虑，使通过工作材料的热流成流线型(streamline)。此外，优化工作材料与计算组件接触或接近的顺序以使工作材料和计算装置在其路径中的各硬件组件之间的温差和热交换效率(表面积、配置、组件之间的距离、用以增加交换率的传递机构)最大化。计算装置的组件被布置成使得热交换介质从该组件收集到的热能促成了流体浮力，因为热交换介质经历了温度增益并将热能携带至并通过储存器。提取热能的热交换器的设计还促成了通过热烟囱的对流流动，因为在提取热量时，热传递介质获得密度，从而加强了通过热烟囱的对流效应。
计算装置中的热收集机构采用间接热收集(经由对流，例如通过与冷却块或散热器接触)和直接热收集(经由传导和辐射，例如将计算组件设在工作材料中)以及热传递形式的组合。将热收集机构所收集到的热能直接或经由诸如水、乙二醇、油或硅流体等的热传递介质输送到能量储存器。可以通过物理管道和配件以及泵送装置来促进输送处理。
热能储存器和计算装置壳体可以由诸如石蜡和脂肪酸等一种或多种相变材料填充或构成，以优化所存储的热能的量并调节或增加储存器的温度。可以在热储存器中使用若干类型的相变材料，以将所存储的热分层到不同的温度层中并使得能够从热能储存器的不同层提取并存储不同温度下的热能。例如，分层储存器可以包含具有不同内容物的脂肪酸层；这些内容物可以通过添加纳米级碳和金属改性剂来进行改性，或者装置壳体可以由针对内部组件的不同工作温度而布置和优化的相变材料构成。然后可以使用所提取的热量以根据其所连接的热存储介质的层向端使用建筑系统或设备提供不同温度的热量。
能量储存器和计算装置可以通过热方式和物理方式并入到现有的建筑端使用系统和设备中。能量储存器和计算装置还可以是集成各种建筑端使用系统的独立组件。存在各种各样的建筑端使用系统，包括可以从热能储存器获取热能以满足建筑能量荷载的hvac和制冷系统。
热回收场所具有建筑端使用系统，包括空间和水加热、空间冷却、制冷以及基于半导体的照明系统。热回收系统的热传递和热存储机构并入到场所的建筑端使用系统中，因此，可以在需要时输送从计算装置或照明系统收集到的热能以满足建筑需要。建筑端使用系统和组件并入了感测机构以使得通信系统和组件的状况的信号可被发送到控制器、并提供反馈以帮助连续确定工作量分配。
如前所述，热回收系统100中的控制被配置为接收热回收系统100的各种组件所发送的触发事件信号。例如，触发事件信号可以源自位于计算装置、热储存器和建筑端使用系统中的一个或多个传感器。
触发事件是被确定或编程到热回收系统的一个或多个控制器中的一组条件。在满足这些条件的情况下，控制器可以开始工作量确定的过程，并交易一定数量的表示作为满足条件的结果而交换的服务的值的令牌，以信号形式通知计算装置开始计算。触发事件可以是建筑端使用系统对热量的需求、热能储存器中低于最佳温度、基于预测性荷载管理算法的预测热量不足、考虑天气、电网条件的电网响应性荷载管理、能量或计算价格信号或需求响应。
存在许多触发热回收系统的事件的可能性。触发事件信号可以按信号源自哪里以及导致生成触发事件信号的是什么条件来进行分类。在触发事件发生之后，控制器可以识别和优化用以向分布式计算网络中可用的建筑端使用装置供电的计算工作量的分布，以实现期望的输出简档。期望的输出简档可以是诸如建筑的位置、热存储负荷的当前状态、预测的热荷载要求、建筑照明要求、计算的当前或预测值、当前和预测的公用电网条件、辅助服务奖励、可再生能源生产、密码安全的数据发送和存储的值等的输入的组合的多因素生产率的测量和优化。从这个意义上来说，输出包括所进行的计算任务以及所生成的可以在各种有利时间和位置以及其它因素下用于各种端使用的热能。
触发事件可能导致本地或分布式网络控制器确定和分配工作量，并随后导致计算装置执行计算。从计算装置生成的热能被收集、输送且存储在能量储存器中。能量储存器处所累积的热能可以立即或者在稍后的时间使用，以向建筑系统、应用和设备的任意供电。即使触发事件开始计算，其也可能不会影响所存储的热能的使用。
导致热回收系统的工作得到优化的触发事件信号可以包括来自建筑能量系统的直接通信、来自启发式设备和建筑设备的反馈。触发事件信号还可以包括与有利的能量或计算定价、电网事件的预期、以及通过最有效地使用可再生能源发电模式的间歇性能量生产而与可再生能源发电模式取得一致并使其固定有关的信息。具有触发事件信号的主要目的是使得热回收系统能够尽可能地灵活以适应环境、经济、社区、建筑、分布式计算网络和操作员的需要。
来自热回收系统的各个组件的触发事件信号可以包含与温度、空气质量指标(例如co2水平)、压力、重量、当日时间、光照水平等有关的数据。例如，当与建筑的热水系统连接并用于该热水系统时，触发条件可能是当提供热水的热储存器(例如储箱)中的温度低于120°f时。例如，每天早上5点，热水的温度可能低于120°f。其还可能是多个条件的组合。在基于信号输入、触发条件满足的情况下，控制器向计算装置发送命令，从而向该计算装置通知要进行的计算分配、倾斜上升的速度、以及进行计算的时间。控制器可以基于来自建筑端使用设备的传感器反馈以及从分布式计算网络接收的信息反复地修改命令。例如，对于热水系统，反馈可以是箱中的热水是否已达到预设温度。
触发事件可以是对计算需要的调用，其中，这些计算需求(相对于热回收系统的位置而言)可以是本地的或远程的。例如，每当热回收场所占有者使用计算装置进行excel计算或流视频内容时，该计算装置都按指示执行任务，并且生成、收集并在能量储存器中存储热能。同样，当发生远程计算调用(例如来自分布式计算网络上的远程计算装置的远程计算调用)时，控制器判断是否已经满足并交易了多个变量、价格和任务持续时间参数，然后调用计算装置以执行任务。从计算生成的热量可被收集并存储在能量储存器中以供端使用。
源自热回收场所的另一类型的触发事件可以通过与现场的可再生发电取得一致来激发。例如，在通过现场屋顶光伏(pv)系统生成过量电能的情况下，控制器可以指示应该使用电能(dc或ac)来向计算装置供电，在分布式网络上交易计算，并有效地将所生成的热能存储在热能储存器中。目前市场上用于分布式可再生发电的大多数电池都是电化学电池。以热形式而不是电化学形式存储供建筑端使用的能量可以被认为更容易、更便宜且更高效。在热回收系统中，现场可再生发电规模将不再受最大建筑荷载的约束，因此其工作将不再限于(经由净计量)存在匹配的建筑电荷载或电网需求的情况。
触发事件信号还可以源自热回收系统外部，并且可以包含与公用电网所供给的电力定价、公用电网条件、天气条件等有关的数据。例如，触发事件可被设定为特定的能量或需求定价。当向计算装置供给能量的电力的价格低于(基于特定方法预设或确定的)阈值时，控制器将会从分布式计算网络调用并交易适当的计算工作量，并提示该计算装置进行计算。可以在电力价格较高的稍后时间期间使用由计算生成的热能。
触发事件还可被设计为使得热回收系统预期或响应于电网和天气条件的组合。例如，可以预测，大风暴将通过系统所在的区域，并且发电/配电系统将会经历服务可用性和可靠性的扰乱。预测可以基于诸如场外位置的大气压力或降水量等的信号以及该地区的天气预报。控制器将提示计算在所预测到的天气事件之前开始，从而以降低的价格将计算的效益交易到分布式计算网络，以使这种扰乱对建筑和端用户的影响最小化。
在另一触发事件场景中，控制器可以命令计算装置基于均衡发电和需求荷载简档动态地开始和终止计算。例如，触发条件可以是与利用大型太阳能光伏(pv)的农场的天气模式和工作条件有关的数据。当这种相对较大的可再生的“发电厂”继续/离线、或者由于日照或其它参数改变而不可避免地改变功率输出时，控制器可被配置为接收实时天气和逆变器数据并相应地确定动作过程。在该示例中，在发电、输电和配电基础设施区域的不同位置处安装和工作的热回收系统有效地起到灵活的响应性能量存储作用，以在需要时被调用以起作用。
像电网系统基础设施一样，信息系统基础设施也可能经历干扰。干扰的示例可以包括对递送基础设施的破坏或者数据中心工作的中断。在该示例中，控制器经由分布式计算网络来确定对数据存储、发送或计算的需求，并发送命令以控制计算装置进行计算、存储或再调用所存储的数据、或者作为对等数据传输网络而工作，以便起冗余支持的作用。组合式热回收系统的使用还可以通过对于数据传输带宽、速度和优先次序的考虑来触发。例如，控制器可以从分布式计算网络接收表示特定节点之间的网络带宽中的约束的信号，通过优化分布式网络上的节点之间的通信和数据存储来自主确定和解决交易参数以缓解约束，并开始在分布式计算网络上的装置之间进行数据存储计算任务的命令。本地存储的数据的定时、内容和大小可以通过系统的容易程度、距离和使用频率以及进一步的数据传输需要来激发。
除了提供热能以供建筑端使用之外，该系统以及高密度的相变热存储系统的模块化性质将使得能够生成并输送热存储的能量。模块化设计的系统可以根据经济和建筑需要而扩大或缩小。有益的市场动态可以鼓励将计算产生的热能输送到其它设施，以服务于建筑荷载或者用于制造、工业过程和其它目的。
计算和热回收系统可以用作本地平台，其中，在该本地平台上，开发者可以提供安全的分布式应用以与建筑的系统、设备和居民进行交互。这些应用可以自动操作和控制建筑系统以及更换许多消费者电子装置，诸如计算机、机顶盒、dvr、警报系统、或者使用效益可由设备提供的微处理器或数据存储器的任何装置。计算和热回收系统可以用作所连接的智能家居的统一平台，从而自动操作和交易分布式计算、辅助服务、可再生能源固定、智能家电(诸如电网响应式热水器)的自适应荷载控制、恒温器、电动汽车充电的效益。该系统非常适合于对等网、物联网、诸如数据存储、流视频、音频等的共享经济服务、虚拟计算和游戏服务、以及真正成为智能电网的交互式和分布式资源的其它效益。
可能在有些时候，计算的值、电力的价格以及其它影响使得使用通过热电效应热生成的电力是有益的。采用诸如有机朗肯循环(organicrankincycle)、斯特林循环(stirlingcycle)、珀尔帖效应(peltiereffect)模块等的原理的装置可以用于将通过计算所生成的过剩热转换回电，以供立即的现场使用、存储以备后续使用并被供给至本地公用电网。
在热回收系统的一个实施例中，基于半导体的(led)或其它热生成照明系统组件可被并入到热存储系统中。照明组件生成可由系统回收并用于向建筑热荷载供电的大量热。在这种情况下，热生成组件将被并入到计算装置的适当温度层、或者作为连接至或并入热存储系统中的单独的照明装置。所生成的光可以通过光纤电缆或其它机构输送到需要光的区域，并且所生成的热量将被捕获以服务于建筑荷载。
图2a是(与热回收系统100类似的)热回收系统200工作的示意性表示。该热回收系统包括(与控制器102类似的)控制器210，其中，该控制器210被配置为接收触发事件信号并向(与计算装置114类似的)计算装置220提供命令和计算分配。这些命令可以指示具有分配类型216、分配大小212、分配序列214和分配执行速度218的预先调度的和实时的计算分配。控制器还可以例如通过互联网与作为分布式计算网络的一部分的其它分布式计算平台255进行通信。计算装置220从控制器210接收命令和计算分配，并输出用于满足现场计算需要290或被发送至分布式计算平台255的计算结果。计算装置220还可以向控制器210传送与热生成或计算处理相关的信息。计算装置从电力供给250(例如，公用电网)获取电能，并向(与储存器116类似的)能量储存器230释放热能。该能量储存器被配置为存储热能232，并且具有用以将所存储的热能递送至(与端使用装置118类似的)建筑端使用系统240的机构234。建筑端使用系统可以包括热水系统260、空间加热和其它加热设备270以及空间冷却和其它冷却设备280。控制器被配置为从能量储存器230、建筑端使用系统240、电力供给250、分布式计算平台255以及现场计算需要290接收触发事件信号。
图2b是热回收系统的建筑端使用系统的示意性图示。如图2a所示，热回收系统200包括控制器210、计算装置220和能量储存器230。控制器210接收触发事件信号，并将计算输出发送至分布式计算平台255以满足现场计算需要290。建筑端使用系统包括强制空气递送250、热水系统260、空间和其它加热系统270、空间和其它冷却系统280以及循环加热(冷却)的递送系统285。强制空气递送系统包括空气供给250a、风机盘管250b、辅助加热器250c、回流空气供给250d、以及调节空气供给250e。热水系统260包括冷水供给260a、热交换器260b、辅助加热器260c、以及热水供给箱260d。空间和其它加热系统270包括居住空间加热系统270a以及用于加热游泳池、热水浴缸、桑拿浴室以及用于除冰的系统270b。空间和其它冷却系统包括除湿冷却系统280a和吸收式制冷系统280b。循环加热(冷却)的递送系统285包括辐射递送系统285a、制冷机285b和基板285c。建筑端使用系统从能量储存器接收能量，并向控制器210发送触发事件信号。例如，如果水的温度降至特定值(例如，120°f)以下，则热水供给箱260d可以向控制器发送信号。hvac系统250可以用信号向控制器通知冷却荷载280、285a/b或加热荷载285a/c已经增加，从而提示额外热量的生成。可以对建筑管理系统进行编程，以用信号向控制器210通知任何建筑系统的当前和预测的热荷载要求，从而动态地且预测性地控制各种温度下的热量的生成和存储。
图3示出表示热回收系统的控制器(例如，图1a、1b、2a和2b的热回收系统100和200中的控制器102、112、122、132和210)的操作的流程图300。控制器从热回收系统的一个或多个组件接收至少一个触发事件信号302。例如，触发信号可以源自热回收系统的组件(例如，储存器116、端使用装置118等)其中之一。触发信号可以源自现场计算需要290、场外分布式计算平台(例如，平台255)、电源(例如，电力供给250)等。基于所接收到的触发事件信号，控制器确定要对一个或多个计算装置执行的计算工作量分配304。确定计算工作量分配可以涉及确定分配类型216、分配大小212、分配序列214、以及分配执行速度218。然后，控制器可以向热回收系统中的一个或多个计算装置发送一个或多个命令信号306。命令信号可以包括与例如分配类型216、分配大小212、分配序列214、以及分配执行速度218相关的信息。命令信号还可以包括工作量分配的一个或多个计算装置(例如，计算装置114、124、134或220)所要执行的部分。然后，由控制器开始热能捕获处理308：当计算装置执行由控制器分配给它的工作量分配时，生成可被捕获并存储在热储存器(例如，热储存器116、126、136和230)中的热量。
图4示出可以用于实现这里描述的一个或多个技术的示例计算装置400和示例移动计算装置450的示例。例如，(图1所示的)控制器、计算装置的操作的一部分或全部可以由计算装置400和/或移动计算装置450执行。计算装置400旨在表示各种形式的数字计算机，包括例如笔记本电脑、台式电脑、工作站、个人数字助理、服务器、刀片服务器、大型机以及其它适当的计算机。计算装置450旨在表示各种形式的移动装置，包括例如个人数字助理、平板计算装置、蜂窝电话、智能手机和其它类似的计算装置。这里示出的组件、它们的连接和关系以及它们的功能仅意在是示例性的，而不意在限制本文中所描述和/或要求保护的技术的实现。
计算装置400包括处理器402、存储器404、存储装置406、连接到存储器404和高速扩充端口410的高速接口408、以及连接到低速总线414和存储装置406的低速接口412。组件402、404、406、408、410和412各自使用各种总线互连，并且可以安装在公共主板上或者以其它适当的方式安装。处理器402可以处理用于在计算装置400内执行的指令，包括存储在存储器404中或者存储在存储装置406上以在包括例如连接至高速接口408的显示器416的外部输入/输出装置上显示gui的图形数据的指令。在其它实现中，可以适当地使用多个处理器和/或多个总线以及多个存储器和多种类型的存储器。此外，可以连接多个计算装置400，其中每个装置提供必要操作的一部分(例如，作为服务器阵列、一组刀片服务器或多处理器系统)。
存储器404将数据存储在计算装置400内。在一个实现中，存储器404是一个或多个易失性存储器单元。在另一实现中，存储器404是一个或多个非易失性存储器单元。存储器404还可以是另一种形式的计算机可读介质(例如，磁盘或光盘。存储器404可以是非瞬态的。)
存储装置406能够为计算装置400提供海量存储。在一个实现中，存储装置406可以是或者包含计算机可读介质(例如，软盘装置、硬盘装置、光盘装置或磁带装置、闪存存储器或其它类似的固态存储装置、或者诸如存储区域网络或其它配置中的装置等的装置阵列)。计算机程序产品可以有形地体现在数据载体中。计算机程序产品还可以包含在执行时进行一种或多种方法(例如，上述方法)的指令。数据载体是计算机或机器可读介质(例如，存储器404、存储装置406、处理器1302上的存储器等)。
高速控制器408管理计算装置1300的带宽密集型操作，而低速控制器412管理较低带宽密集型操作。这样的功能分配仅仅是一个示例。在一个实现中，高速控制器1308(例如，通过图形处理器或加速器)连接到存储器404、显示器416，并且连接到可以接受各种扩充卡(未示出)的高速扩充端口410。在实现中，低速控制器412连接到存储装置406和低速扩充端口414。可以包括各种通信端口(例如，usb、
如图所示，计算装置400可以以许多不同的形式实现。例如，其可以被实现为标准服务器420，或者在一组这样的服务器中实现多次。其还可以被实现为机架服务器系统424的一部分。作为附加或作为替代，其可以在个人计算机(例如，膝上型计算机422)中实现。在一些示例中，计算装置400的组件可以与例如装置450等的移动装置(未示出)中的其它组件相组合。这种装置中的每一个可以包含计算装置400、450中的一个或多个，并且整个系统可以包括彼此通信的多个计算装置400、450。
计算装置450包括处理器452、存储器464、输入/输出装置(例如，显示器454、通信接口466和收发器468)以及其它组件。装置450还可以设置有存储装置(例如，微型硬盘或其它装置)以提供附加存储。组件450、452、464、454、466和468各自使用各种总线互连，并且这些组件中的若干可以安装在公共主板上或者以其它适当的方式安装。
处理器452可以执行计算装置450内的指令，包括存储在存储器464中的指令。处理器可以被实现为包括单独的和多个模拟和数字处理器的芯片的芯片组。处理器可以例如提供对装置450的其它组件的协调，例如，对用户界面、装置450所运行的应用以及装置450的无线通信的控制。
处理器452可以通过连接到显示器454的控制接口458和显示接口456来与用户进行通信。显示器454可以例如是tftlcd(薄膜晶体管液晶显示器)或oled(有机发光二极管)显示器或其它适当的显示技术。显示接口456可以包括用于驱动显示器454向用户呈现图形和其它数据的适当电路。控制接口458可以从用户接收命令并将其转换以提交给处理器452。另外，外部接口462可以与处理器442进行通信，以使得装置450能够与其它装置进行近区域通信。外部接口462可以例如在一些实现中提供有线通信，或者在其它实现中提供无线通信，并且还可以使用多个接口。
存储器464将数据存储在计算装置450内。存储器464可被实现为计算机可读介质、一种或多种易失性存储器单元、或者一种或多种非易失性存储器单元中的一个或多个。扩充存储器474还可被提供并通过扩充接口472而连接至装置450，其中，扩充接口472可以例如包括simm(单列直插存储器模块)卡接口。这样的扩充存储器474可以为装置450提供额外的存储空间，或者还可以存储装置450的应用或其它数据。具体地，扩充存储器474可以包括执行或补充上述处理的指令，并且还可以包括安全数据。因此，例如，扩充存储器474可作为装置450的安全模块而被提供，并且可以利用允许安全使用装置450的指令来进行编程。另外，可以通过simm卡连同附加数据一起(例如，以不可破解的方式将标识数据置于simm卡上)来提供安全应用。
如以下所讨论的，存储器可以例如包括闪速存储器和/或nvram存储器。在一个实现中，计算机程序产品有形地体现在数据载体中。计算机程序产品包含在执行时进行一种或多种方法(例如，上述方法)的指令。数据载体是可以例如通过收发器468或外部接口462而接收的计算机或机器可读介质(例如，存储器464、扩充存储器474和/或处理器452上的存储器)。
装置450可以通过通信接口466进行无线通信，其中，通信接口466在必要时可以包括数字信号处理电路。通信接口466可以提供在各种模式或协议(例如，gsm语音呼叫、sms、ems或mms消息、cdma、tdma、pdc、wcdma、cdma2000或gprs等)下的通信。这样的通信可以例如通过射频收发器468而发生。另外，短距离通信可以例如使用
装置450还可以使用音频编解码器460来进行可听见的通信，其中，音频编码器460可以从用户接收口语数据并将其转换为可使用的数字数据。音频编解码器460同样可以(例如，通过装置450的听筒中的扬声器)为用户生成可听见的声音。这样的声音可以包括来自语音电话呼叫的声音、可以包括所记录的声音(例如，语音消息、音乐文件等)并且还可以包括运行在装置450上的应用所生成的声音。
如图所示，计算装置450可以以许多不同的形式实现。例如，其可被实现为蜂窝电话480。其还可被实现为智能手机482、个人数字助理或其它类似移动装置的一部分。
这里所描述的系统和技术的各种实现可以在数字电子电路、集成电路、专门设计的asic(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件和/或其组合中实现。这些各种实现可以包括在一个或多个计算机程序中的实现，其中，该一个或多个计算机程序可以在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释。可编程处理器可以是专用的或通用的，被连接用于从/向存储系统、至少一个输入装置和至少一个输出装置接收/发送数据和指令。
这些计算机程序(也称为程序、软件、软件应用或代码)包括用于可编程处理器的机器指令，并且可以在高级过程和/或面向对象编程语言、以及/或者汇编/机器语言中实现。如这里所使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的计算机程序产品、设备和/或装置(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑器件(pld))，包括接收机器指令的机器可读介质。
为了提供与用户的交互，这里所描述的系统和技术可以在具有用于向用户显示数据的装置(例如，crt(阴极射线管)或lcd(液晶显示器)监视器)、以及用户可以向计算机提供输入所用的键盘和指示装置(例如，鼠标和追踪球)的计算机上实现。也可以使用其它种类的装置来提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是感觉反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)的形式；并且来自用户的输入可以是以包括声音、语音或触觉输入的形式接收的。
这里所描述的系统和技术可以在包括后端组件(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件组件(例如，应用服务器)、或者包括前端组件(例如，具有用户可以与这里所描述的系统和技术的实现进行交互所用的用户界面或web浏览器的客户端)、或者包括这样的后端、中间件或前端组件的组合的计算系统中实现。系统的组件可以通过数字数据通信的形式或介质(例如，通信网络)进行互连。通信网络的示例包括局域网(lan)、广域网(wan)和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般彼此远离，并且通常通过通信网络进行交互。客户端和服务器的关系是由于运行在相应的计算机上并且彼此之间具有客户端-服务器关系的计算机程序而产生的。
在一些实现中，这里所描述的引擎可以分离、组合或者合并为单一或组合引擎。图中所描绘的引擎不旨在将这里所描述的系统限制为图中所示的软件架构。
已经描述了许多实施例。然而，应当理解，可以在没有偏离这里所描述的处理和技术的精神和范围的情况下作出各种修改。另外，图中所描绘的逻辑流不需要所示的特定顺序或序列顺序来实现期望的结果。另外，可以提供其它步骤，或者可以从所描述的流消除步骤，并且可以向所描述的系统添加或者从所描述的系统移除其它组件。因此，其它实施例在以下权利要求书的范围内。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！