用于控制HVAC系统中的阀的孔口的装置和方法制造方法及图纸

提出一种控制HVAC系统(1)中的阀(23)的孔口的方法，以调控主流体(w)通过HVAC系统(1)的热能交换器(12)的主侧的主流体(w)的流率，并且由此调整由热能交换器(12)从主流体(VK)到流过热能交换器(12)的辅侧的辅流体(A)的热能传递，所述方法包括：通过将效率控制算法应用于所述阀(23)的控制设定点(S)来调整所述阀(23)的所述孔口，所述效率控制算法处理所述阀(23)的所述控制设定点(S)以维持能量有效的热能传递；其中所述方法进一步包括所述一个或多个电子电路(221)使用所述HVAC系统(1)的当前性能值和所记录的历史数据来确定所述阀(23)的所述控制设定点。的所述控制设定点。的所述控制设定点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制HVAC系统中的阀的孔口的装置和方法


[0001]本专利技术与一种用于控制加热、通风和空气调节(HVAC)系统中的阀的孔口的方法和装置相关。具体地，本专利技术与一种用于控制HVAC系统中的阀的孔口以调控流体通过HVAC系统的热能交换器的流率并调整通过热能交换器的热能传递的方法、控制系统和计算机程序产品相关。

技术介绍

[0002]通过调控流体通过HVAC系统的热能交换器的流率，调整由热能交换器交换的能量的量，例如调整热能交换器的能量传递速率以加热或冷却建筑物中的房间是可能的。虽然通过HVAC系统的流体回路的流体输送由一个或多个泵驱动，但是流率通常通过例如手动地或通过致动器的方式变化阀的孔口(开口)或位置来调控。已知的是，在高流动速率下热能交换器的效率减少，其中流体以增加的速率冲过热能交换器，而不引起能量交换的显著增加。
[0003]US 6,352,106描述了一种自平衡阀，其具有用于测量穿过阀的流体的温度的温度传感器。根据US 6,352,106，取决于测量的温度，动态地调整阀的范围以及因此最大开口。基于存储的温度阈值、当前流体温度和来自负载控制器的位置命令信号来调改阀的开口。具体地，阀的开口范围由位置控制器基于存储在位置控制器处的温度阈值、当前流体温度以及先前测量的流体温度和当前流体温度之间的差来周期性地设置。US 6,352,106进一步描述了具有两个温度传感器的备选实施例，一个温度传感器放置在供应线路上，并且另一个温度传感器放置在返回线路上，以用于测量负载(即，热能交换器)上的实际温差。根据US 6,352,106，在此备选实施例中，阈值温度是由负载的系统要求确定的跨负载的阈值温差。因此，US 6,352,106描述了基于流体温度的改变或负载上的温差的改变来控制流率。相应地，分别基于所确定的温度改变与固定阈值温度或阈值温差的比较来控制流率，所述阈值温度或阈值温差必须被预限定并存储在阀的位置控制器处。因此，为了避免阀的不正确和低效的设定，必须确保在系统的初始安装时间和每当热能交换器被替换具有新模型时，所存储的阈值温度或阈值温差分别匹配HVAC系统中使用的热能交换器的类型和设计参数。
[0004]文献DE 10 2009 004319公开了一种用于操作加热或冷却系统的方法，由此控制供应温度与返回温度之间的温度差或仅控制返回温度，使得取决于温度值实现加热或冷却系统的每个热交换器的液压平衡。在操作条件的每次改变时新调整和优化平衡。尽管供应温度和返回温度之间的温度差被用于控制，但是既不存在公开流量计，也不存在流过热交换器的能量流的测量，也不存在确定能量流与加热或冷却介质的质量流量的功能相关性。
[0005]CN 110 686 350 A公开了一种用于使用迭代过程预测阀开口度的基于BP神经网络实时预测自调整温度的控制方法、计算机可读存储介质和空气调节器。然而，所述公开没有教导约束阀开口度以用于维持能量有效的热能传递。
[0006]CH 706 736 A1公开了一种用于在操作热交换器的同时维持能量有效热能传递的效率控制算法，然而，没有公开使用记录的历史数据。
[0007]CN 110 553 353 A教导了一种空气调节器的优化空气调节器的能效比的控制方法。虽然本公开提到使用当前的性能值，但其没有提到维持能量有效的热能传递。
[0008]CN 110 131 819B公开了一种包括热泵和控制装置的节能空气调节系统。使用历史数据结合天气预报来计算用于向热泵供电的功率。所述公开没有提到维持能量有效的热能传递。
[0009]US 2015/168000 A1公开了选择性地调改空气处置器单元的智能阀，特别是调改流过空气处置器单元中的盘管的水量。所述公开特别地通过避免控制振荡而集中于改进空气温度控制的精确度和稳定性，然而，没有提到用于维持阀的能量有效的热能传递的效率控制算法。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供一种用于控制HVAC系统中的阀的孔口的方法、控制系统和计算机程序产品，所述方法、控制系统和计算机程序产品不具有现有技术的缺点中的至少一些。特别地，本专利技术的目的是提供一种用于控制HVAC系统中的阀的孔口以调控流体通过HVAC系统的热能交换器的流率并调整由热能交换器的能量传递的方法、控制系统和计算机程序产品。
[0011]根据本专利技术，这些目的通过独立权利要求的特征来实现。此外，进一步有利的实施例从从属权利要求和描述得出。
[0012]根据本专利技术，上面提到的目的通过控制HVAC系统中的阀的孔口(或位置或开口)以调控主流体通过所述HVAC系统的热能交换器的主侧的流率，并由此调整由所述热能交换器从所述主流体到辅流体的热能传递来实现，所述辅流体流过所述热能交换器的辅侧，所述一个或多个电子电路通过将效率控制算法应用于所述阀的控制设定点来调整所述阀的所述孔口。所述效率控制算法处理所述阀的所述控制设定点以维持能量有效的热能传递。所述一个或多个电子电路使用所述HVAC系统的当前性能值和所述HVAC系统的记录的历史数据来进一步确定所述阀的所述控制设定点。
[0013]在实施例中，所述一个或多个电子电路配置成通过处理所述值的所述控制设定点应用效率控制算法以通过避免所述热能交换器的所述主侧的饱和来维持能量有效的热能传递。
[0014]在实施例中，主流体是水。取决于实施例，主流体是水和另一物质(例如防冻剂)的混合物。
[0015]在实施例中，辅流体是空气。在此实施例中，辅流体通过置换房间或空间中的空气来加热和/或冷却房间或空间。
[0016]在实施例中，辅流体是水，或水和另一种物质(例如防冻剂)的混合物。在此实施例中，辅流体例如通过地板下管道输送加热和/或冷却房间和/或空间，所述地板下管道输送向房间提供热量或从房间吸收热量。
[0017]在实施例中，所述HVAC系统的所述当前性能值包括：所述主流体的当前流率、所述主流体的当前供应温度和/或所述主流体的当前返回温度。所述HVAC系统的所述记录的历史数据包括针对多个过去时间点中的每个的针对在所述相应时间点的所述阀的所述控制设定点在所述相应时间点测量的所述HVAC系统的所述性能值。
[0018]在实施例中，所述一个或多个电子电路使用所述HVAC系统的所述当前性能值和所述HVAC系统的所述记录的历史数据来实现用于确定所述控制设定点的神经网络。
[0019]在实施例中，所述一个或多个电子电路使用所述HVAC系统的所述记录的历史数据来生成所述HVAC系统的性能模型；并且使用所述HVAC系统的所述性能模型来确定所述阀的所述控制设定点。
[0020]在实施例中，所述一个或多个电子电路实现用于生成所述HVAC系统的所述性能模型的神经网络。
[0021]在实施例中，所述一个或多个电子电路通过以下操作将所述效率控制算法应用于所述阀的所述控制设定点：如果所述控制设定点导致在能量有效的热能传递的区中操作所述热能交换器，则维持所述阀的所述控制设定点不改变，其中所述主流体的所述流率增加导致由所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制HVAC系统(1)中的阀(23)的孔口以调控主流体(W)通过所述HVAC系统(1)的热能交换器(12)的主侧的流率(ΦW)，并由此调整由所述热能交换器(12)从所述主流体(W)到辅流体(A)的热能传递的方法，所述辅流体(A)流过所述热能交换器(12)的辅侧，所述方法包括：通过一个或多个电子电路(221)通过将效率控制算法应用于所述阀(23)的控制设定点(S)来调整(S4)所述阀(23)的所述孔口，所述效率控制算法处理所述阀(23)的所述控制设定点(S)以维持能量有效的热能传递；其中所述方法进一步包括所述一个或多个电子电路(221)使用所述HVAC系统(1)的当前性能值(V)和所述HVAC系统(1)的记录的历史数据(D)来确定(S3)所述阀(23)的所述控制设定点(S)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过将效率控制算法应用于所述阀(23)的所述控制设定点(S)来调整(S4)所述阀(23)的所述孔口包括所述效率控制算法处理所述阀(23)的所述控制设定点(S)以通过避免所述热能交换器(12)的所述主侧的饱和来维持能量有效的热能传递。3.根据权利要求1或2中的一项所述的方法，其中，所述HVAC系统(1)的所述当前性能值(V)包括以下中的至少一个：所述主流体(W)的当前流率(ΦW)、所述主流体(W)的当前供应温度(TW
IN
)或所述主流体(W)的当前返回温度(TW
OUT
)；并且所述HVAC系统(1)的所述记录的历史数据(D)包括针对多个过去时间点中的每个的针对在所述相应时间点的所述阀(23)的所述控制设定点(S)在所述相应时间点测量的所述HVAC系统(1)的所述性能值(V)。4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其中，所述HVAC系统(1)的所述记录的历史数据(D)包括针对多个过去时间点中的每个的针对在所述相应时间点的所述阀(23)的所述控制设定点(S)在所述相应时间点测量的所述HVAC系统(1)的所述性能值(V)和所述相应时间点的所述阀(23)的所述控制设定点(S)。5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其中，所述方法包括所述一个或多个电子电路(221)使用所述HVAC系统(1)的所述当前性能值(V)和所述HVAC系统(1)的所述记录的历史数据(D)来实现用于确定所述控制设定点(S)的神经网络。6.根据权利要求1至5中的一项所述的方法，其中，所述方法包括所述一个或多个电子电路(221)使用所述HVAC系统(1)的所述记录的历史数据(D)来生成所述HVAC系统(1)的性能模型；以及使用所述HVAC系统的所述性能模型来确定所述阀(23)的所述控制设定点(S)。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述方法包括所述一个或多个电子电路(221)实现用于生成所述HVAC系统(1)的所述性能模型的神经网络。8.根据权利要求1至7中的一项所述的方法，其中，将所述效率控制算法应用于所述阀(23)的所述控制设定点(S)包括，如果所述控制设定点(S)导致在能量有效的热能传递的区中操作所述热能交换器(12)，则所述一个或多个电子电路(221)维持所述阀(12)的所述控制设定点(S)不改变，其中所述主流体(W)的所述流动速率(ΦW)的增加导致由所述热能交换器(12)的所述热能传递的限定的最小增加，以及如果所述控制设定点(S)不导致在能量有效的热能传递的所述区中操作所述热能交换器(12)，则变更所述阀(23)的所述控制设定点(S)以减小所述阀(23)的所述孔口。9.根据权利要求1至8中的一项所述的方法，其中，所述方法包括所述一个或多个电子
电路(221)通过使用以下中的至少一个确定控制准则来将所述效率控制算法应用于所述阀(23)的所述控制设定点(S)：所述主流体(W)的所述当前供应温度TW
IN
和所述主流体(W)的所述当前返回温度TW
OUT
之间的温度差ΔTW＝TW
IIN
‑
TW
OUT
，或所述主流体(W)的所述当前流率(ΦW)；如果所述控制准则处于或高于效率阈值(FT)，则维持所述阀(23)的所述控制设定点(S)不改变，以及如果所述控制准则低于所述效率阈值(FT)，则变更所述阀的所述控制设定点以减小所述阀的所述孔口。10.根据权利要求1至9中的一项所述的方法，其中，所述方法包括所述一个或多个电子电路(221)从所述阀(23)的初始设定点来确定所述阀(23)的所述控制设定点(S)，所述阀(23)的所述初始设定点包括以下中的一个：初始阀位置设定点、初始流率设定点、针对所述主流体(W)的所述当前供应温度TW
IN
与所述主流体(W)的所述当前返回温度TW
OUT
之间的温度差ΔTW＝TW
IN
‑
TW
OUT
的初始设定点或所述阀(23)的初始功率设定点；以及确定所述阀(23)的所述控制设定点(S)包括所述一个或多个电子电路(221)确定以下中的一个：限定的阀位置设定点、限定的流率设定点、针对所述温度差的控制设定点、所述阀(23)的限定的功率设定点。11.根据权利要求1至10中的一项所述的方法，其中，所述HVAC系统(1)的针对所述相应的过去时间点的所述记录的历史数据(D)进一步包括以下中的至少一个：所述辅流体(A)的流率(ΦA)、进入所述热能交换器(12)的所述辅侧的所述辅流体(A)的输入温度(TA
IN
)、离开所述热能交换器(12)的所述辅侧的所述辅流体(A)的输出温度(TA
OUT
)、所述HVAC系统(1)的HVAC组件的电功率消耗、所述热能交换器(12)的电功率消耗、驱动所述主流体(W)通过所述热能交换器(12)的所述主侧的泵(191)的泵送速度、所述泵(191)的电功率消耗、驱动所述辅流体(A)通过所述热能交换器(12)的所述辅侧的风扇(15)的风扇速度、所述风扇(15)的电功率消耗、所述辅流体(A)的湿度水平、或者与所述HVAC系统(1)所位于的区域相关的天气数据。12.根据权利要求1至11中的一项所述的方法，其中，所述方法进一步包括所述一个或多个电子电路(221)使用所述HVAC系统(1)的所述当前性能值和所述HVAC系统(1)的所述记录的历史数据(D)确定以下中的至少一个：针对驱动所述主流体(W)通过所述热能交换器(12)的所述主侧的泵(191)的泵设定点，或针对驱动所述辅流体(A)通过所述热能交换器(12)的所述辅侧的风扇(15)的风扇设定点。13.根据权利要求1至12中的一项所述的方法，其中，所述方法进一步包括将所述HVAC系统(1)的所述性能值(V)记录和存储(S12)在远离所述HVAC系统(1)的基于云的计算机系统(10)中；以及至少部分地通过布置在所述基于云的计算机系统(1)中...

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