[发明专利]用于操作热能交换机的方法和系统

说明书

为了操作用于在热传递流体与空气之间交换热能的热能交换机（1），将多个测量数据集记录在控制系统（40）中。测量数据集包括针对不同时间点的定义了归一化能量传递的数据值，该归一化能量传递表示在热能交换机（1）中传递的、由一个或多个归一化变量进行归一化的热能。控制系统（40）针对测量数据集中的每个计算由归一化能量传递所定义的归一化数据点。控制系统（40）进一步针对热能交换机（1）确定将归一化数据点进行拟合的特征能量传递曲线。将能量传递归一化使得可能的是，在改变中的条件的更宽泛的范围上更高效地操作热能交换机（1），因为可以使用更适当的固定或可变阈值来防止饱和。

发明领域

本发明涉及用于操作热能交换机的方法和控制系统。具体地，本发明涉及用于操作HVAC（暖通空调）系统的热能交换机的方法和控制系统，该热能交换机用于在流体导管中流过热能交换机的热传递流体与空气管道中传导通过热能交换机的空气之间交换热能。

背景技术

通过调控通过HVAC系统的热能交换机的流体流量，有可能调节由热能交换机交换的能量的量，例如，调节由热能交换机递送的能量的量来对建筑物中的房间进行加热或冷却，或者出于冷却目的调节由冷却装置吸取的能量的量。在通过一个或多个泵来驱动通过HVAC系统的流体回路进行的流体传输的同时，通常通过例如手动地或借助于致动器来改变阀的位置或开度来调控流量。已知的是，热能交换机的效率在流体以增加的速率冲过热能交换机时所处的高流率下被降低，而没有导致能量交换上的显著增加。

US 6,352,106描述了一种具有用于测量穿过阀的流体温度的温度传感器的自平衡阀。根据US 6,352,106，取决于所测量的温度，动态地调节阀的范围以及因此调节阀的最大开度。基于来自负载控制器的位置命令信号、所存储的温度阈值和当前流体温度来调制阀的开度。具体地，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与当前流体温度之间的差来周期性地设置阀的开度范围。US 6,352,106进一步描述了具有两个温度传感器的替换实施例，一个放置在供应线上以及另一个放置在返回线上，以用于测量负载（即，热能交换机）上的实际差分温度。根据US 6,352,106，在该替换实施例中，阈值温度是由负载的系统要求所确定的跨越负载的阈值差分温度。因此，US 6,352,106描述了基于负载上的差分温度上的改变或流体温度上的改变来对流量进行控制。因此，相应地基于所确定的温度改变与必须是预定义的并且被存储在阀的位置控制器处的固定阈值温度或阈值差分温度的比较来控制流量。因而，为了避免阀的不正确和低效设置，在系统的初始安装时间以及无论何时用新型号替换热能交换机，必须确保的是所存储的阈值温度或阈值差分温度相应地与HVAC系统中使用的热能交换机的设计参数和类型匹配。

在“Improving Campus Chilled Water Systems with Intelligent ControlValves: A Field Study,”AEI 2013, ASCE 2013中，Gregor P. Henze、Walter Henry和Marc Thuillard将冷却盘管的归一化总（显性和潜性）负载定义为在特定的冷水流量处遇到的当前负载与在最大流量处达到的总负载之比，并且进一步将归一化流量定义为当前流量与最大流量之比。因此，当前负载由最大负载进行扩缩，以及当前流量由最大流量进行扩缩。

发明内容

本发明的目标是提供一种用于操作热能交换机的方法和控制系统，该方法和控制系统至少不具有现有技术的一些缺点。特别地，本发明的目标是提供一种用于在改变中的条件（例如，改变中的环境和/或操作条件）下有效地操作热能交换机的方法和控制系统。

根据本发明，通过独立权利要求的特征来实现这些目标。此外，另外有利的实施例由从属权利要求和说明书产生。