用于操作HVAC装置的方法、布置和计算机程序产品制造方法及图纸

一种方法、系统(100)以及计算机程序产品，包括非暂时性计算机可读介质(190)，其上存储有计算机程序代码，该计算机程序代码配置成控制计算机(170)的一个或多个处理器(180)，以用于操作HVAC装置(200，300)，其中作为HVAC装置(200，300)的变量的焓(H1,i，H2,i，H1,o，H2,o)和流率(φ1，φ2)的集合被监测并且用于控制所述HVAC装置(200，300)的操作，该操作包括下列步骤：(a)将焓(H1,i，H2,i，H1,o，H2,o)和流率(φ1，φ2)的所述集合划分为第一子集和第二子集；(b)采用所述HVAC装置(200，300)中布置的相关传感器(110，120)来测量所述第一子集的每个变量；以及(c)通过使用所述第一子集和第二子集的变量之间的数学和/或经验关系从所述第一子集的所测量变量来确定所述第二子集的变量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于操作HVAC装置的方法、布置和计算机程序产品
本专利技术涉及用于操作供暖、通风和空气调节(HVAC)的装置的方法、布置和计算机程序产品。
技术介绍
在HVAC装置(其用于房间和建筑的供暖、冷却、空气调节和通风)中，流体的流率必须持久地适合当前要求。该要求取决于确定对建筑内的供暖、通风和空气调节的需求的参数(例如室外温度、湿度、太阳辐射)以及建筑内的人员或其他有机体、机器和装置(其可消耗新鲜空气并且发射能量)的数量。具体来说，必须控制热交换器以及合并器和分离器内的流体流，以用于优化流体之间的能量交换。在HVAC装置中，通常在中央生成热和/或冷，以便经由适当热传递介质(例如水)将热和/或冷引向相应驻地，其中经由本地热交换器将热和/或冷发射到建筑或者其至少某些房间中。由本地热交换器所发射或吸收的、为了获得预定房间温度所需要的热流常常按照如下方式来控制：使得相应地改变热传递介质的一次侧的质量流。备选地，室外空气能够在中央冷却，并且然后引向相应驻地，该相应驻地可以是建筑的单房或楼层或者包括若干建筑的区域的网络中的整个建筑(所谓的区域供暖和/或区域冷却网络)。特别是在后者之内的直径（引向中央热交换器和从中央热交换器引出的中央空气导管的直径）可以为数米宽。由于具有相对大的直径的这类导管内部的气流的边界曲线效应，流率不再可通过仅放置在导管壁的传感器准确地测量。因此，按照现有技术，多个流传感器放置在这类导管之内，以便提供沿导管截面相等分布的传感器网格，以便克服边界曲线效应。传感器通常沿若干杆(其在导管的相对壁之间延伸)来布置。但是，按照现有技术的传感器的这类布置具有若干缺点。首先，通过在流体流之内布置杆，它们变成障碍物，从而减损流特性。流阻增加，并且因而对移动流体的泵或风扇的能量需求上升。此外，传感器以及携带它们的杆易于结垢。例如灰尘或污垢等的残余物可积聚在杆和传感器上，这再次减损流特性。另一方面，传感器的测量精度可降低。最后，安装、操作和维护传感器布置产生伴随整个HVAC装置的不利经济效应的成本。与以上对流传感器概述的同样情况对焓传感器也成立，焓传感器用于测量第一流体或第二流体的焓，以便从其中得出焓差并且因而得出流体之间所交换的热能的量。即使与对流传感器相比，焓传感器在相对大的导管中的安装的问题可更小，但是它们仍依旧是组装、操作和维护并且因而是HVAC装置的总成本中的重要因素。
技术实现思路
鉴于如上所述从现有技术已知的流和焓测量布置的缺点，本专利技术的一个目的是提供用于确定HVAC装置中、特别是热交换器中的流率和/或焓差的方法和系统，该方法和系统没有现有技术缺点的至少部分。具体来说，本专利技术的一个目的是提供用于确定具有减少的数量的传感器的HVAC装置中的流率和/或焓差的方法和计算机系统。按照本专利技术，这些目的通过独立权利要求的特征来实现。另外，实施例的其他优点根据从属权利要求和描述得出。在按照本专利技术的用于操作HVAC装置的方法中，作为HVAC装置的变量的焓和流率的集合被监测并且用于控制所述HVAC装置的操作，包括下列步骤：(a)将焓和流率的所述集合划分为第一子集和第二子集；(b)采用所述HVAC装置中布置的相关传感器来测量所述第一子集的每个变量；以及(c)通过使用所述第一子集和第二子集的变量之间的数学和/或经验关系从所述第一子集的所测量变量来确定所述第二子集的变量。由此，按照本专利技术的方法具有优于现有技术的决定性优点：用于测量流率的值或者焓的值的传感器的至少一个可被省略或者由辅助未校准传感器来替代。所省略传感器因此说成是虚拟化的。通过在按照本专利技术的方法中提供虚拟传感器，所安装传感器的数量与现有技术相比减少。由此，本专利技术实现减少传感器的数量或者使用更廉价辅助传感器、保持导管或者一般的任何流体线内的预期流特性，并且帮助使HVAC装置的总成本为最小。在本专利技术的实施例中，提供至少一个未校准辅助传感器，以测量所述第二子集的一个变量，并且通过使用所述第二子集的相应所确定变量来校准所述至少一个未校准辅助传感器。校准传感器的这种方式实现按照帮助使对流体线的影响以及成本为最小的这种方式来布置传感器或者利用某个质量的传感器。在本专利技术的另一个实施例中，所述第一子集的所述变量的至少一个保持为恒定。由此，要通过实际测量所确定的变量的数量能够进一步减少。所述恒定变量的实际值可采用传感器仅测量一次。单一测量能够用于从其中得出至少一个参考值。在本专利技术的另外的实施例中，确定与HVAC装置的热交换器关联的值的集合，该集合包括：用于经过热交换器在流体之间交换热能的配置中的第一流体和第二流体的流率和焓差，焓差每个是流体分别进入和离开热交换器时的流体入口焓与流体出口焓之间的差，由此测量包括流率和焓差的至少两个值的值的子集；以及使用值的所测量子集来确定值的完整集合。例如，第二流率的值和第二焓差的值可通过一个或多个传感器来获取。然后，第一流率的值可作为第一焓差的值、第二焓差的值和第二流率的值的函数来计算。作为备选或补充，第一焓差的值可作为第一流率的值、第二焓差的值和第二流率的值的函数来计算。在另一个实施例中，可确定相对热交换器的能量相关包络边界所建立的能量平衡方程的值的完全或完整集合。包络边界根据例如壁、绝缘等将热交换器界定为热力系统。边界外部的任何空间可被视作热交换器的周围环境或环境。在另一个实施例中，能量平衡方程包括表示相对相应包络边界的热力损失的至少一个效率因子。当热传递除了如经过流体之外还例如通过经过壁或绝缘的热传输跨边界发生时，热力损失可发生。另外，可在效率因子中考虑经过热交换器时的流体内的能量的耗散。理想地，效率因子将服从具有一的值，并且因而可省略。在本专利技术的又一个实施例中，流率和焓差的值的至少一个用于校准未校准辅助流传感器或者未校准辅助焓传感器，以用于分别获取流率或者焓差其中之一的值。具体来说，第一流率的值或者第二流率的值中的至少一个可用于校准辅助流传感器，该辅助流传感器用于在第二流体或第一流体在热交换器内基本上静止时分别获取第一流率的值或第二流率的值。换言之，校准辅助流传感器可用于当第二流体或第一流体基本上不流动时分别获取第一流率的值或者第二流率的值。当例如在既不需要供暖也不要求冷却的周期期间，第一流体在第二流体未经处理的同时经过热交换器传播到需要它的相应驻地时，情况会是这样。作为辅助流传感器，可使用未校准流传感器，其不是作为按照上述现有技术的流传感器来布置。辅助传感器可设计成使得它具有特别低的成本，并且没有以非预期方式伸入相应流体线中。在冷却或供暖周期期间校准辅助传感器中，可确定辅助传感器所获得的测量信号的校正因子，该校正因子允许以充分精度来获取相应流率。在本专利技术的另一个实施例中，未校准辅助焓传感器包括未校准辅助温度传感器和/或未校准辅助湿度传感器，其与用于确定所述焓的至少一个的值的查找表或函数结合使用。因此，为了测量或确定焓，可以不一定确定流体的温度和湿度两者。作为备选或补充，可由相应传感器仅测量温度和湿度其中之一，而相应另一个被虚拟化并且因此可省略。在本专利技术的另外的实施例中，流率的值的至少一个是预定恒定值。具体来说，第一流率的值和第二流率的值中的至少一个可以是预定恒定值。一些热交换器或HVAC装置以恒定流率进行工作。如果这种恒定流率的恒定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于操作HVAC装置(200，300)的方法，其中，作为所述HVAC装置(200，300)的变量的焓(H1,i，H2,i，H1,o，H2,o)和流率(φ1，φ2)的集合被监测并且用于控制所述HVAC装置(200，300)的操作，包括下列步骤：a.将焓(H1,i，H2,i，H1,o，H2,o)和流率(φ1，φ2)的所述集合划分为第一子集和第二子集；b.采用所述HVAC装置(200，300)中布置的相关传感器(110，120)来测量所述第一子集的每个变量；以及c.通过使用所述第一子集和第二子集的变量之间的数学和/或经验关系从所述第一子集的所测量变量来确定所述第二子集的变量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.22 CH 00230/161.一种用于操作HVAC装置(200，300)的方法，其中，作为所述HVAC装置(200，300)的变量的焓(H1,i，H2,i，H1,o，H2,o)和流率(φ1，φ2)的集合被监测并且用于控制所述HVAC装置(200，300)的操作，包括下列步骤：a.将焓(H1,i，H2,i，H1,o，H2,o)和流率(φ1，φ2)的所述集合划分为第一子集和第二子集；b.采用所述HVAC装置(200，300)中布置的相关传感器(110，120)来测量所述第一子集的每个变量；以及c.通过使用所述第一子集和第二子集的变量之间的数学和/或经验关系从所述第一子集的所测量变量来确定所述第二子集的变量。2.如权利要求1所述的方法，其中，提供至少一个未校准辅助传感器(121')，以测量所述第二子集的一个变量，并且通过使用所述第二子集的相应所确定变量来校准所述至少一个未校准辅助传感器(121')。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一子集的所述变量的至少一个保持为恒定。4.如权利要求3所述的方法，其中，恒定变量的实际值采用传感器仅测量一次。5.如权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，确定与所述HVAC装置(300)的热交换器(103)关联的值的集合，所述集合包括：用于经过所述热交换器(103)在流体(1，2)之间交换热能(Q)的配置中的第一流体(1)和第二流体(2)的流率(φ1，φ2)和焓差(ΔH1，ΔH2)，所述焓差(ΔH1，ΔH2)每个是所述流体(1，2)分别进入和离开所述热交换器(103)时的流体入口焓(H1,i，H2,i)与流体出口焓(H1,o，H2,o)之间的差，所述方法包括：测量值的子集，所述值的子集包括所述流率(φ1，φ2)和所述焓差(ΔH1，ΔH2)中的至少两个值；以及使用所述值的所测量子集来确定值的完整集合。6.如权利要求5所述的方法，其中，确定相对热交换器(103，104，105)的能量相关包络边界(113，114，115)所建立的能量平衡方程的值的完全或完整集合。7.如权利要求6所述的方法，其中，所述能量平衡方程包括至少一个效率因子(η)，所述效率因子(η)表示相对相应包络边界(113，114，115)的热力损失。8.如权利要求5至7中的至少一项所述的方法，其中，所述流率(φ1，φ2)和所述焓差(ΔH1，ΔH2)的所述值的至少一个用于校准未校准辅助流传感器(121')或者未校准辅助焓传感器(111'，112')，以用于分别获取所述流率(φ1，φ2)或者焓差(ΔH1，ΔH2)其中之一的值。9.如权利要求8所述的方法，其中，所述未校准辅助焓传感器(111'，112')包括未校准辅助温度传感器和未校准辅助湿度传感器中的至少一个，其与用于确定所述焓(H1,i，H2,i，H1,o，H2,o)的至少一个的值的查找表或函数结合使用。10.如权利要求5至9中的任一项所述的方法，其中，所述流率(φ1，φ2)的值的至少一个是预定恒定值。11.如权利要求10所述的方法，其中，使用临时流传感器(121，121'，122)来确定所述预定恒定值，所述临时流传感器(121，121'，122)临时被放置以用于测量相应流率(φ1，φ2)的所述值。12.如权利要求5至11中的任一项所述的方法，其中，通过泵(131)、风扇(132)、阀和阻尼器中的至少一个的操作的参数来确定所述流率(φ1，φ2)的值的至少一个，所述泵(131)、风扇(132)、阀和阻尼器配置成分别移动、引导、阻挡、分离或合并所述流体(1，2)的至少一个。13.如权利要求12所述的方法，其中，至少一个操作的参数是所述泵(131)、风扇(132)、阀或阻尼器的驱动器(141，142)的可变操作的参数。14.如权利要求5至13中的至少一项所述的方法，还包括：在计算机(170)中记录至少一个测量数据集(200)，所述测量数据集(200)包括表示与相应流率(φ1，φ2)的值相关的所述焓差(ΔH1，ΔH2)的至少一个的所测量值的多个数据点(202)；由所述计算机(170)从所述至少一个测量数据集(200)来计算所述焓差(ΔH1，ΔH2)的值的曲线(212)或查找表；以及通过基于所述曲线(212)或查找表分别查找所述相应流率(φ1，φ2)的对应值或所述焓差(ΔH1，ΔH2)的对应值，来预测所述焓差(ΔH1，ΔH2)或所述相应流率(φ1，φ2)。15.如权利要求14所述的方法，其中，所述曲线(212)或查找表的计算涉及基于所述至少一个测量数据集(200)来计算入口焓差(ΔHin)和/或出口焓差(ΔHout)的函数，所述入口焓差(ΔHin)是第一流体入口焓(H1,i)与第二流体入口焓(H2,i)之间的差，以及所述出口焓差(ΔHout)是第一流体出口焓(H1,o)与第二流体出口焓(H2,o)之间的差。16.如权利要求14或15所述的方法，其中，所述曲线(212)或查找表的计算涉及基于所述至少一个测量数据集(200)来计算入口温度差(ΔTin)和/或出口温度差(ΔTout)的函数，所述入口温度差(ΔTin)是第一流体入口温度(T1,i)与第二流体入口温度(T2,i)之间的差，以及所述出口温度差(ΔTout)是第一流体出口温度(T1,o)与第二流体出口温度(T2,o)之间的差。17.如权利要求14至16中的至少一项所述的方法，其中，优选地在所述热交换器(103)的调试期间通过临时放置的流传感器(120，121，121'，...

【专利技术属性】
技术研发人员：F雷德，M图里拉德，P舒密林，S米舒勒，R艾博哈德，陈浩然，伍卫民，
申请(专利权)人：贝利莫控股公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH