[发明专利]用于优化冷却水设备系统操作的装置和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本专利文献是在2010年4月12日提交的共同未决U.S.专利申请No.12/758,780的部分接续申请案，并要求对所述U.S.专利申请的在35U.S.C.§120下提供的优先权，所述共同未决U.S.专利申请No.12/758,780是在2009年7月23日提交的共同未决U.S.专利申请No.12/507,806的部分接续申请案。为所有目的，在法律允许的范围内，所述申请的全部内容明确地合并到本文中。

技术领域

本发明总体上涉及冷却水舒适冷却系统和工业过程冷却系统，特别地涉及用于高效操作冷却水冷却系统的方法和设备。

背景技术

许多商业建筑以及其他建筑物和校园通过冷却水设备进行冷却。通常，这些冷却水设备产生冷却水，冷却水被泵送至空气处理机以冷却建筑物内的空气。冷却器、空气处理机以及冷却水设备的其他部件被设计成在特定的冷却水进入温度、冷却水离开温度或增量T下进行操作。在设计增量T处，这些部件最高效并且能够以其额定容量产生冷却输出。当进入温度和离开温度变得比设计增量T更靠近时发生低增量T，该低增量T降低了冷却水设备的效率和冷却容量，并使得冷却水设备使用比给定需求所需能量更多的能量。

冷却水设备被设计成满足建筑、校园等的最大可能冷却需求（还被称为设计条件）。在该设计条件下，冷却水设备部件处于其容量的上端，在该上端处，所述系统为能量最高效。然而，这样的高冷却需求为必要的情况是不常见的。事实上，几乎所有的冷却水设备在一年的90%的时间中在低于设计条件下操作。例如，凉爽的天气条件会使得冷却需求大幅下降。当冷却需求减小时，增量T通常也减小。这意味着对于大多数时间，几乎所有的冷却水设备在低增量T下操作并且低于最佳效率。这种持续低增量T被称为低增量T症状。

开发了许多缓解策略以解决低增量T症状，例如通过使用复杂的排序程序和装备开/关（ON/OFF）选择算法，但是没有一种策略被证明能够完全解决所述现象。在大多数情况下，冷却水设备操作装置只是将更多的水泵送至系统空气处理机以增加其输出，但是这具有进一步减小已经很低的增量T的组合效应。此外，在次级回路中增加的泵送导致比必要更高的泵送能量使用。

根据以下的讨论，显然本发明解决了与现有技术相关联的不足，并且同时提供了使用现有技术不可能构思或不能构建出的许多附加的优点和益处。

发明内容

需求流（Demand Flow）提供了用于高效操作冷却水设备的方法和设备。事实上，当与传统的操作方案相比较时，需求流在满足冷却输出需求的同时提供了相当大的节能。通常，需求流根据恒定的增量T线来控制冷却水或冷凝器水的泵送或二者的泵送。这降低了能量利用，减小或消除了低增量T症状，同时使得冷却水设备能够满足冷却需求。在一个或更多个实施方式中，可以将恒定的增量T线重置成另一条增量T线以满足变化的冷却需求并且同时保持节能。

低增量T症状已经并且继续困扰冷却水设备，引起过量的能量使用和人为的容量减小。这阻止冷却水设备满足冷却需求，即使在部分负荷的情况下也如此。需求流及其操作策略解决了这些问题并提供了将在本文中描述的附加益处。

在一个实施方式中，需求流提供了用于高效操作冷却水设备的方法。所述方法可以包括：设置冷却水增量（chilled water Delta）T；以及控制通过一个或更多个冷却水设备部件的冷却水流量以保持在所述一个或更多个部件上的冷却水增量T。所述冷却水增量T包括在所述冷却水设备部件处的冷却水进入温度和冷却水离开温度。在一个或更多个实施方式中，所述冷却水增量T可以通过以下措施进行保持：增大所述冷却水流量以减小所述冷却水增量T以及减小所述冷却水流量以增大所述冷却水增量T。典型地，将会通过一个或更多个冷却水泵来控制冷却水流量。

可以当一个或更多个触发事件发生时执行临界区重置以调节冷却水增量T。通常，临界区重置根据需要提供新的或重置的增量T设置点以调节冷却输出或容量。可以以各种方式来重置冷却水增量T。例如，可以通过调节冷却水进入温度、调节冷却水离开温度或调节上述二者来重置冷却水增量T。以这种方式控制通过冷却水设备部件的冷却水流量以保持冷却水增量T显著减小了冷却水设备处的低增量T症状。事实上，所述减小可以使得冷却水设备处的低增量T症状被消除。