Hvac系统和方法中的可变风扇速度控制的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请的公开涉及供暖、通风和空调(“HVAC”)系统和方法，并特别涉及用于这类HVAC系统和方法中的可变风扇速度控制。通常，对各系统和各方法进行描述，这些系统和方法用于例如通过(多个)HVAC压缩机和风扇来控制风扇速度，从而控制功耗。该控制基于压缩机负荷和环境空气温度的各种操作条件。
【背景技术】
[0002]在HVAC装置和系统中，冷凝器风扇在例如冷水机中用于从流过该系统的制冷剂排热。热量可以从该制冷剂被排到例如某些其他流体诸如空气或水，或被排到周围环境中。例如通过尽量增大运行于使用固定速度风扇的各装置/各系统中风扇的数量，可以对上述冷凝器风扇的控制进行操作以尽量减少上述压缩机上的排出压力。这类控制可以在例如满负荷时尽量增大制冷机效率。
【发明内容】
[0003]在许多操作条件下，制冷机可能不在全负荷下操作。对于具备可变速度风扇和/或具有多个风扇级或分立阶段的风扇以及具有可变速度压缩机的制冷机，需要一种基于制冷机操作条件来确定最优风扇速度的方法，可以对HVAC装置或系统中的风扇控制进行改善。通常，对可变风扇速度控制的系统和方法进行描述。在各种卸载条件下，即不在满负荷的条件下或在部分负荷的条件下，可以由本申请的方法/系统来实现例如制冷机中的功率优化。本申请的系统和方法建立于观测，例如在某种条件下降低风扇速度可以相对于与压缩机上的排出压力的相应增加相关联的成本而节省功率。
[0004]通常，该控制可以功能性地基于实施到软件和控制程序中的运算法则，该运算法则适合用于控制装置的风扇，该装置例如是冷却装置或用于冷却模式中的热泵。例如，这类装置可以是具有一个或多个可变速度压缩机和一个或多个可变速度风扇的风冷冷水机，例如可以用于HVAC系统中，可以采用本申请描述的控制方法和系统。
[0005]该控制基于压缩机负荷和环境空气温度的各种操作条件。
[0006]在一个实施例中，一种控制HVAC系统中冷凝器风扇速度的方法包括以下步骤:用传感器检测环境空气温度，然后获取可变速度压缩机上的当前负荷。用控制器可以确定冷凝器与蒸发器之间的目标压差，这种确定可以基于检测到的环境空气温度和获取到的可变速度压缩机上的当前负荷。用该控制器，冷凝器风扇速度可以被输出以获取风扇容量，该风扇容量适于实现确定的目标压差，从而该HVAC系统的功率通过由上述可变压缩机和上述风扇消耗的相对功率来管理。一个或多个可变速度风扇和/或具有多个风扇级或分立阶段的风扇可以基于冷凝器风扇容量的输出例如基于风扇速度而被控制。
[0007]在一个实施例中，一种HVAC系统可以包括一个装置，例如风冷冷水机。该系统包括:一个或多个可变速度风扇和/或具有多个风扇级或分立阶段的风扇、可变速度压缩机、冷凝器、蒸发器、检测环境空气温度的设备，以及获取该可变速度压缩机上的当前负荷的设备。该系统包括控制器，以基于检测到的环境空气温度和获取到的该可变速度压缩机上的当前负荷来确定该冷凝器与该蒸发器之间的目标压差。该控制器还可以确定冷凝器风扇速度的输出以实现适于实现确定的目标压差的风扇容量。该控制器可以基于冷凝器速度的输出来操作上述一个或多个风扇以实现风扇容量，从而该HVAC系统的功率通过由上述可变压缩机和上述风扇消耗的相对功率来管理。
[0008]可以理解，使用目标压差仅是由压缩机负荷获取的控制参数的一个例子，而并不意欲进行限制。可以理解，压缩机负荷比如压缩机速度的输入和环境温度的输入可以用于直接输出风扇速度。
[0009]考虑到以下详细描述和附图，各系统、各方法和控制概念的其他特征和各方面将变得显而易见。
【附图说明】
[0010]现参照附图，其中类似的标记表示文中相应的部件。
[0011]图1是HVAC系统的示意图，该HVAC系统可以采用可变风扇速度控制。
[0012]图2是可变风扇速度控制的系统的设计方案。
[0013]图3是对于可变风扇速度控制的方法的流程图。
[0014]图4示出了使用基于压缩机速度和环境温度的压差设定值的示例性的风扇控制规范。
【具体实施方式】
[0015]可以对HVAC装置和/或系统中的风扇控制进行改善。一般地，在此所述的各方法和各系统对HVAC装置和/或系统的风扇速度进行控制，上述HVAC装置和/或系统具备可变速度的和/或具有多个风扇级或分立阶段的风扇以及可变速度压缩机。该可变风扇速度控制基于压缩机负荷，例如压缩机速度，和环境温度。
[0016]关于HVAC系统的基本设计，图1示出了 HVAC系统中控制例如(多个)可变速度风扇的制冷机装置的示意图。图1示出了风冷制冷机的一个实施例，该风冷制冷机包括压缩机1、蒸发器3、具有空气盘管5和风扇8的冷凝器4，以及控制装置2和面板7。可以理解，压缩机I是可变速度压缩机，风扇8可以是可变速度的和/或具有多个风扇级或分立阶段的风扇。所示的实施例中的该冷凝器4及其空气盘管5是风冷冷凝器的一个例子，然而可以理解，所示的特定的冷凝器4/盘管5的组合仅是示例性的。该制冷机可以被视为在该HVAC系统内的单个装置并由例如机架6来支承。可以理解，由于可以采用其他制冷机设计、布置和特定结构，图1中所示的特定结构仅是示例性的。例如，图1的制冷机为具有“W”形盘管的公知制冷机，然而可以理解，也可以使用其他盘管类型，比如多个“V”形盘管或采用多个压缩机、蒸发器、冷凝器的一个以上回路。通常，可以在任何类型的风冷制冷机装置中采用控制风扇速度的方法和系统，上述风冷制冷机装置具备可变速度的和/或具有多个风扇级或分立阶段的风扇以及可变速度压缩机。
[0017]图2是可变风扇速度控制200的设计方案。该可变风扇速度控制200可以包括检测设备、获取设备，或以其他方式确定控制器所需要的输入以确定适当的输出来控制风扇速度的设备。在一个实施例中，设备202用于检测环境空气温度。该设备202可以是能够测量环境空气温度例如外部的或户外的温度、并将该环境温度测量结果传送到控制器206的任何合适的传感器。可以理解，该设备202可以是装配于靠近空气侧盘管(例如图1中的5)的传感器。设备204用于获取该回路的压缩机上的当前负荷。可以理解，该设备204可以是能够确定该压缩机上的当前负荷的任何合适的检测器、传感器、仪表，在以下提供了一些例子。在某些实施例中，该当前负荷基于压缩机的运行速度，该压缩机的运行速度在某些例子中可以被表示为对于特别的压缩机型号，例如相对于压缩机全速配置的限制的额定速度的百分比。该设备204将例如该压缩机的额定速度的百分比传送给该控制器206。设备202、204可以周期性地更新根据需要和/或期望取得的测量结果，例如以自动的方式、在操作变化或改变装置的条件中/后、和/或以手动的方式。可以理解，该控制器206可以使用得到的最近的传感器数据，除非另