[发明专利]具有用极值搜索控制优化过冷却温度的变制冷剂流量系统

说明书

一种用于建筑物的变制冷剂流量(VRF)系统。所述VRF系统包括被配置为加热或冷却制冷剂以用于加热或冷却所述建筑物的至少一个室外VRF单元。所述至少一个室外VRF单元包括过冷却器和被配置为通过所述过冷却器和极值搜索控制器控制所述制冷剂的流动的旁通膨胀阀，所述极值搜索控制器被配置为生成所述至少一个室外VRF单元的过冷却温度设定值。所述极值搜索控制器被配置为确定所述至少一个室外VRF单元的总功耗、使用使所述总功耗趋向极值的极值搜索控制技术生成所述至少一个室外VRF单元的过冷却温度设定值、以及使用所述过冷却温度设定值来操作所述至少一个室外VRF单元。

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2018年7月6日提交的美国专利申请号16/029,255的权益和优先权，所述美国申请的全部披露内容通过引用并入本文。

背景技术

本披露总体上涉及一种变制冷剂流量(VRF)系统并且更具体地涉及一种使用极值搜索控制(ESC)来控制其操作的VRF系统。VRF系统可用于加热或冷却建筑物。制冷剂可在室外VRF单元内加热或冷却，并递送至建筑物内的室内VRF单元。所述制冷剂然后可以返回室外VRF单元以再次加热或冷却。

ESC是可以动态地搜寻系统的未知输入和/或时变输入以优化某个性能指数的一类自优化控制策略。ESC可以被认为是对通过使用抖动信号进行梯度搜寻的动态实现。系统输出y相对于系统输入u的梯度可以通过稍微扰动系统操作并施加解调措施来获得。系统性能的优化可以通过在闭环系统中使用负反馈环路使梯度趋向于零来获得。 ESC是非基于模型的控制策略，意味着ESC不需要受控系统的模型来优化所述系统。

发明内容

本披露的一种实施方式是一种用于建筑物的变制冷剂流量(VRF)系统。所述 VRF系统包括被配置为加热或冷却制冷剂以用于加热或冷却所述建筑物的至少一个室外VRF单元。所述至少一个室外VRF单元包括过冷却器和被配置为通过所述过冷却器和极值搜索控制器控制所述制冷剂的流动的旁通膨胀阀，所述极值搜索控制器被配置为生成所述至少一个室外VRF单元的过冷却温度设定值。所述极值搜索控制器被配置为确定所述至少一个室外VRF单元的总功耗、使用使所述总功耗趋向极值的极值搜索控制技术生成所述至少一个室外VRF单元的过冷却温度设定值、以及使用所述过冷却温度设定值来操作所述至少一个室外VRF单元。

在一些实施例中，使用极值搜索控制技术生成所述至少一个室外VRF单元的过冷却温度设定值包括：用激励信号扰动过冷却温度设定值的当前值、监测由所述过冷却温度设定值的所述经扰动当前值引起的总功耗、估计所述总功耗相对于所述过冷却温度设定值的所述经扰动当前值的梯度、以及确定所述过冷却温度设定值的新值以使所估计的梯度趋向于零。

在一些实施例中，所述总功耗包括用于所述至少一个室外VRF单元的压缩机功率和风扇功率的组合。

在一些实施例中，所述至少一个室外VRF单元被配置为将所述制冷剂递送至位于所述建筑物内的多个室内VRF单元。

在一些实施例中，所述过冷却温度设定值是所述制冷剂的一部分的设定值温度，所述制冷剂在所述过冷却器中在所述过冷却器的出口处冷却。

在一些实施例中，所述过冷却温度设定值是在所述过冷却器中在所述过冷却器的出口处冷却的所述制冷剂的一部分的温度与在所述过冷却器中在所述过冷却器的出口处冷却的所述制冷剂的一部分的饱和温度之间的设定值温度差。

在一些实施例中，所述过冷却器包括：第一流动路径和第二流动路径，其被配置为穿过热交换器；旁通管线，其被配置为从所述第一流动路径分支并向所述第二流动路径提供制冷剂；以及所述旁通膨胀阀，其位于所述旁通管线与所述第二流动路径之间、被配置为控制从所述旁通管线至所述第二流动路径的流动。

在一些实施例中，所述过冷却器的所述热交换器被配置为将热量从所述第一流动路径中的所述制冷剂的一部分传递至所述第二流动路径中的所述制冷剂的一部分。