用于控制HVAC系统中的阀的方法和系统技术方案

为了控制HVAC系统中的阀的打开（B2）以调控通过热学能量交换器的流体流量以及调整热学能量交换器的功率传递，一种控制系统将用于阀的控制信号设置（S6）到不同的设定点，并且记录（S1）多个数据点。每个数据点包括对于某个设定点的、与由热学能量交换器在被设置到某个设定点的控制信号的情况下所实现的功率传递有关的操作数据值。所述控制系统确定（S2）针对数据点的拟合曲线，并且确定（S3）一变换，所述变换将所述拟合曲线变换成具有给定目标形状的经变换的曲线。所述控制系统通过如下来控制（B2）阀的打开：使用所述变换将设定点变换（S5）至经变换的设定点，并且将用于阀的控制信号设置（S6）到经变换的设定点。

Methods and systems for controlling valves in HVAC systems

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制HVAC系统中的阀的方法和系统
本专利技术涉及用于控制HVAC系统中的阀的打开的方法和控制系统。具体地，本专利技术涉及用于控制HVAC系统中的阀的打开以调控通过HVAC系统的热学能量交换器的流体的流量并且调整热学能量交换器的功率传递的方法和控制系统。
技术介绍
通过调控通过HVAC系统的热学能量交换器的流体的流量，有可能调整通过热学能量交换器所交换的能量的量并且因而调整热学能量交换器的功率传递。例如，能量交换或功率传递相应地通过如下来被调整：调控由热交换器递送用于加热或冷却建筑物中的房间的能量的量，或通过调控由冷却器为了冷却目的所汲取的能量的量。虽然通过HVAC系统的流体电路的流体输送由一个或多个泵驱动，但是典型地通过改变阀的打开或定位、例如手动地或通过致动器来对流量进行调控。热学能量交换器的效率在高流率下减小，其中流体以增大的速率冲过热学能量交换器，而不导致能量交换中的显著增大。此外，HVAC系统中的热学能量交换器的实际功率传递特性取决于建筑物或工厂特性以及诸如温度、湿度等之类的各种环境条件。US6,352,106描述了一种自平衡阀，其具有用于测量通过阀的流体的温度的温度传感器。根据US6,352,106，取决于所测量的温度，动态地调整阀的范围以及因而阀的最大打开。基于所存储的温度阈值、当前流体温度以及来自负载控制器的定位命令信号来调制阀的打开。具体地，由定位控制器基于被存储在定位控制器处的温度阈值、当前流体温度以及在先前测量的流体温度与当前流体温度之间的差异来周期性地设置阀的打开范围。US6,352,106此外描述了一种可替换的实施例，其具有两个温度传感器，一个被安置在供给线上，并且另一个被安置在返回线上，以用于测量负载、即热学能量交换器之上的实际温差。根据US6,352,106，在该可替换的实施例中，阈值温度是由负载的系统要求所确定的跨负载的阈值温差。因而，US6,352,106描述了基于流体温度中的改变或负载之上的温差中的改变来对流量进行控制。因此，基于所确定的温度改变与相应地必须被预定义并且存储在阀的定位控制器处的固定的阈值温度或阈值温差的比较来对流量进行控制。因此，为了避免阀的不恰当且不高效的设置，在系统的初始安装时间处以及每当利用新的模型来取代热学能量交换器的时候必须确保所存储的阈值温度或阈值温差相应地匹配在HVAC系统中使用的热学能量交换器的类型和设计参数。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于调控通过HVAC系统的热学能量交换器的流体的流量以调整热学能量交换器的功率传递的方法和控制系统，所述方法和控制系统没有现有技术的至少一些缺点。具体地，本专利技术的目的是提供一种用于调控流体的流量以获得热学能量交换器的限定的功率传递特性的方法和控制系统。根据本专利技术，这些目的通过独立权利要求的特征来被实现。此外，另外的有利实施例由从属权利要求和说明书产生。根据本专利技术，在于如下而特别地实现以上提及的目的：为了控制HVAC系统的热学能量交换器的功率传递，由控制系统来控制HVAC系统中的阀的打开，以通过响应于不同的设定点来设置用于阀的控制信号，来调整通过热学能量交换器的流体的流量。在控制系统中记录多个数据点。所述数据点中的每一个包括对于某个设定点的、与由热学能量交换器在响应于某个设定点而设置的用于阀的控制信号的情况下所实现的功率传递有关的操作数据值。所述控制系统确定一拟合曲线，所述拟合曲线拟合所述多个数据点。所述控制系统确定一变换，所述变换将所述拟合曲线变换成具有给定目标形状的经变换的曲线。所述控制系统通过如下来控制阀的打开：使用所述变换将所述设定点变换至经变换的设定点，并且基于所述经变换的设定点来设置用于阀的控制信号。在实施例中，确定变换包括控制系统确定一线性化变换，所述线性化变换将所述经拟合的曲线变换成线性化的曲线。在另外的实施例中，记录所述多个数据点包括：控制系统确定在响应于某个设定点而设置的用于阀的控制信号的情况下的操作数据值，并且所述操作数据值包括：流体的流量、在进入热学能量交换器的流体的入口温度与离开热学能量交换器的流体的出口温度之间的温度差异和/或由热学能量交换器所实现的功率传递。在实施例中，记录所述多个数据点包括控制系统确定由热学能量交换器在响应于某个设定点而设置的用于阀的控制信号的情况下所实现的功率传递。确定拟合曲线包括控制系统确定拟合所述多个数据点的功率传递曲线。所述功率传递曲线指示作为设定点的函数的功率传递。确定变换包括控制系统确定一线性化变换，所述线性化变换将所述功率传递曲线变换成经线性化的功率传递曲线。控制阀的打开包括：控制系统使用所述线性化变换将设定点变换至经变换的设定点。在另外的实施例中，确定由热学能量交换器所实现的功率传递包括：控制系统测量流体的流量、进入热学能量交换器的流体的入口温度以及离开热学能量交换器的流体的出口温度。在实施例中，控制系统在持续的基础上执行数据点的记录、拟合曲线的确定以及变换的确定，以便HVAC系统中的热学能量交换器的功率传递特性的迭代调整。在另外的实施例中，控制系统执行学习阶段。所述学习阶段包括记录数据点、确定拟合曲线以及确定变换。控制系统在学习阶段之后、在不再记录至少一些操作数据值的时候执行调控阶段。调控阶段包括通过如下来控制阀的打开：使用在学习阶段中确定的变换将设定点变换至经变换的设定点，并且将用于阀的控制信号设置到所述经变换的设定点。当测量的数据与目标独立参数相互关联的时候，观测到独特并且不同的关系，甚至当测量的变量中的一个或多个丢失或缺失的时候，所述关系也可以在实践中保持。换言之，在学习阶段期间确定的变换可以用于在调控阶段中导出经变换的设定点，甚至当至少一些操作数据值的测量当前不可用或不可能的时候，对此的原因是：例如，相应的测量传感器或通信线有缺陷，或者相应的测量设备在学习阶段期间仅仅被暂时地连接。假如确定操作数据值的条件（例如温度、流量、压力差等等）不波动超过某个程度，则在学习阶段中确定的变换（在调控阶段中）继续产生经变换的设定点，所述经变换的设定点控制阀的打开，并且从而以使得热学能量交换器的功率传递特性对应于或至少接近于如由拟合曲线的给定目标形状而限定的目标特性的这样的方式来调整通过热学能量交换器的流体的流量。在线性目标形状的情况中，例如，在学习阶段中确定的线性化变换将仍然产生经变换的设定点，所述经变换的设定点导致热学能量交换器的线性功率传递特性。在实施例中，所述学习阶段进一步包括在记录数据点之前连接用于测量与功率传递有关的操作数据值的至少一个测量设备，并且在调控阶段之前断开测量设备。除了控制HVAC系统中的热学能量交换器的功率传递的方法之外，本专利技术还涉及用于控制HVAC系统中的热学能量交换器的功率传递的控制系统。所述控制系统包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置成：控制HVAC系统中的阀的打开，以通过响应于不同的设定点来设置用于阀的控制信号，从而调整通过热学能量交换器的流体的流量；在所述控制系统中记录多个数据点，所述数据点中的每一个包括对于某个设定点的、与由热学能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制HVAC系统（10）的热学能量交换器（1）的功率传递（

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170726 CH 00970/171.一种用于控制HVAC系统（10）的热学能量交换器（1）的功率传递（）的方法，所述方法包括：
由控制系统（40）控制（B2）HVAC系统（10）中的阀（21）的打开，以通过响应于不同的设定点（）来设置（S6）用于阀（21）的控制信号，从而调整通过热学能量交换器（1）的流体的流量（）；
在控制系统（40）中记录（S1）多个数据点（D*），所述数据点中的每一个（D）包括对于某个设定点（）的、与由热学能量交换器（1）在响应于某个设定点（）而设置的用于阀（21）的控制信号的情况下所实现的功率传递（）有关的操作数据值；
由控制系统（40）确定（S2）一拟合曲线（），所述拟合曲线（）拟合所述多个数据点（D*）；
由控制系统（40）确定（S3）一变换，所述变换将所述拟合曲线（）变换成具有给定目标形状的经变换的曲线（）；以及
由控制系统（40）通过如下来控制（B2）阀（21）的打开：使用所述变换将设定点（）变换（S5）至经变换的设定点（），并且基于所述经变换的设定点（）来设置用于阀（21）的控制信号。


2.根据权利要求1所述的方法，其中确定（S3）变换包括控制系统（40）确定一线性化变换，所述线性化变换将所述经拟合的曲线（）变换成线性化的曲线（）。


3.根据权利要求1或2中的一项所述的方法，其中记录（S1）所述多个数据点（D*）包括控制系统（40）确定在响应于某个设定点（）而设置的用于阀（21）的控制信号的情况下的操作数据值，并且所述操作数据值包括以下各项中的至少一个：流体的流量（）、在进入热学能量交换器（1）的流体的入口温度（Tin）与离开热学能量交换器（1）的流体的出口温度（Tout）之间的温度差异（）以及由热学能量交换器（1）所实现的功率传递（）。


4.根据权利要求1所述的方法，其中记录（S1）所述多个数据点（D*）包括控制系统（40）确定由热学能量交换器（1）在响应于某个设定点（）而设置的用于阀（21）的控制信号的情况下所实现的功率传递（）；确定（S2）拟合曲线（）包括控制系统（40）确定（S2）拟合所述多个数据点（D*）的功率传递曲线（），所述功率传递曲线（）指示作为设定点（）的函数的功率传递（）；确定（S3）变换包括控制系统（40）确定（S3）一线性化变换，所述线性化变换将所述功率传递曲线（）变换成经线性化的功率传递曲线（）；以及控制（B2）阀（21）的打开包括控制系统（40）使用所述线性化变换将设定点（）变换（S5）至经变换的设定点（）。


5.根据权利要求4所述的方法，其中确定由热学能量交换器（1）所实现的功率传递（）包括控制系统（40）测量流体的流量（）、进入热学能量交换器（1）的流体的入口温度（Tin）以及离开热学能量交换器（1）的流体的出口温度（Tout）。


6.根据权利要求1至5中的一项所述的方法，其中控制系统（40）在持续的基础上执行：数据点（D*）的记录（S1）、拟合曲线（）的确定（S2）以及变换的确定（S3），以便HVAC系统（10）中的热学能量交换器（1）的功率传递特性的迭代调整。


7.根据权利要求1至6中的一项所述的方法，其中所述方法包括控制系统（40）执行学习阶段（B1），所述学习阶段（B1）包括记录（S1）数据点（D*）、确定（S2）拟合曲线（）以及确定（S3）变换；并且控制系统（40）在学习阶段（B1）之后、在不再记录（S1）至少一些操作数据值的时候执行调控阶段（B2），所述调控阶段（B2）包括通过如下来控制（B2）阀（21）的打开：使用在学习阶段（B1）中确定的变换将设定点（）变换（S5）至经变换的设定点（），并且响应于所述经变换的设定点（）来设置用于阀（21）的控制信号。


8.根据权利要求7所述的方法，其中所述学习阶段（B1）进一步包括在记录（S1）数据点（D*）之前连接用于测量与功率传递（）有关的操作数据值的至少一个测量设备，并且在调控阶段（B2）之前断开测量设备。


9.一种用于控制HVAC系统（10）的热学能量交换器（1）的功率传递（）的控制系统（40），所述控制系统（40）包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置成：
控制（B2）HVAC系统（10）中的阀（21）的打开，以通过响应于不同的设定点（）来设置用于阀（21）的控制信号（S6），从而调整通过热学能量交换器（1）的流体的流量（）；
在控制系统（40）中记录（S1）多个数据点（D*），所述数据点中的每一个（D）包括对于某个设定点（）的、与由热学能量交换器（1）在响应于某个设定点（）而设置的用于阀（21）的控制信号的情况下所实现的功率传递（）有关的操作数据值；
确定（S2）一拟合曲线（），所述拟合曲线（）拟合所述多个数据点（D*）；...

【专利技术属性】
技术研发人员：F雷德尔，
申请(专利权)人：贝利莫控股公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH