用于控制冷水机组的控制器和计算机化生成的方法及一种三维浪涌图的应用的制作方法

专利名称：用于控制冷水机组的控制器和计算机化生成的方法及一种三维浪涌图的应用的制作方法
用于控制冷水机组的控制器和计算机化生成的方法及一种
三维浪涌图的应用相关申请的交叉引用
本申请要求2009年10月20日提交的美国临时专利申请NO. 61/253，291的权益，本申 请参考该临时专利申请的全文。
背景技术：
本发明通常涉及急冻流体系统冷水机组的控制系统和控制方法。冷水机组控制器代表性地使用一个或多个参量来控制冷水机组的运转。通过控制 这些参量可以减少冷水机组的耗能，但是所述参量控制也会导致一种浪涌条件。开发一种 既节能又可以避免浪涌条件的冷水机组的控制系统和控制方法是具有挑战性和难度的。

发明内容
本发明的一个实施例涉及一种用于冷水机组的控制器。控制器具有处理电子，该 处理电子能检测多个浪涌事件，并计算出每个检测到的浪涌事件在至少三维的坐标系统中 的坐标点。三维坐标系统描述了检测到浪涌事件时冷水机组的至少三个条件。处理电子进 一步设计成利用计算点来给至少三维的坐标系统计算出表面图。处理电子进一步设计成利 用计算的表面图来控制冷水机组的至少一个控制点。本发明的另一个实施例涉及一种用于冷水机组的控制器。控制器包括处理电子， 所述处理电子设置为在三维坐标系中显示表面图的绘制。三维坐标系可以有冷水机组压差 的轴、压缩机导流片位置、压缩机马达变速驱动器频率。表面图设计成能在三维坐标系中显 示实际的压缩机浪涌的代表性坐标点和估计发生浪涌的代表性坐标点。处理电子设计成能 够在压缩机浪涌发生时动态更新表面图的表示图形。通过使用至少一种颜色、阴影、标注和 另一种标记图形，在表面图上显示出很多的区域。这些区域可以包括一个第一区域，当冷水 机组在所述第一区域运转时，估计会发生压缩机浪涌。这些区域可以包括浪涌图边界区域， 在此区域中估计冷水机组能够在第一区域附近运转，但不会实际发生浪涌事件。这些区域 可以包括运行区域，在此区域中，在当前估计的基础上，估计冷水机组能够运行而不存在潜 在浪涌的风险。处理电子可以设计成能形成所显示的表面图的历史表示图形。处理电子可 以设计成能高亮显示冷水机组当前运转状态的代表点。处理电子可以设计成能够在一个导 流叶片位置的有限区域内查询压缩机马达变速驱动器频率的当前最小值。本发明的另一个实施例涉及一种冷水机组的控制方法。该方法包括将表面图保持 在存储器中。保持表面图的步骤包括利用冷水机组的测量数据生成和更新表面图。该方法 也包括计算或者确认冷水机组的当前状态。该方法进一步包括在当前状态和表面图的基础 上预测浪涌条件。该方法还进一步包括执行估测的控制数据来避免预期的浪涌条件。本发明的另一个实施例涉及一种控制冷水机组的计算机化方法。该方法包括利用 冷水机组的控制器的处理电子来检测多个冷水机组浪涌事件。该方法进一步包括利用处理 电子在至少三维的坐标系统中计算出每一个浪涌事件的坐标点，该坐标系统描述了被检测到浪涌事件的冷水机组的至少三个条件。该方法也包括使用处理电子利用计算点来给至少 三维的坐标系统计算出表面图。该方法进一步包括使用处理电子利用计算的表面图来控制 冷水机组的至少一个控制点。在某些实施例中，该方法进一步包括计算冷水机组的当前状 态，并在当前状态和表面图的基础上预测浪涌条件。该方法还包括执行估测的控制数据来 避免预期的浪涌条件。该方法还可以包括或选择性地包括估计一个潜在浪涌点，并将估计 的潜在浪涌点增加到表面图上。潜在浪涌点可以视为生成浪涌点，在检测到的浪涌点基础 上计算出的点视为实际的浪涌点。该方法可以进一步包括当冷水机组的条件相对于接近生 成浪涌点而言接近实际浪涌点时，对冷水机组进行不的控制。该方法也可以包括定期控制 冷水机组来测试生成浪涌点。当压缩机为了测试需要而激增至生成浪涌点时，生成浪涌点 可以被实际浪涌点代替。控制器可连接到电子显示系统，所述方法可以进一步包括使电子 显示系统显示表面图的绘制。本发明的另一个实施例涉及一种用于冷水机组的控制器。控制器包括处理电子， 处理电子设置为接收与多个浪涌事件相关的信息，并利用接收到的信息计算每个浪涌事件 的坐标点。处理电子计算出每个浪涌事件在至少三维的坐标系统中的坐标点。三维坐标系 统描述了浪涌事件发生时冷水机组的至少三个条件。处理电子设置为利用计算点为至少三 维的坐标系统计算表面图。处理电子进一步设置为利用计算的表面图结果控制冷水机组的 至少一个设定值。表面图结果可以计算并保存在工作表、矩阵、标记语言或其它在三维坐标 系统中表示点、面、体数据结构中。可替换的代表性的实施例涉及权利要求中叙述的其它特征或特征的组合。


结合附图，下述详细说明将使本发明内容披露得更加充分，其中相同的附图标记 表示相同的结构部件，其中
附图1是根据一个代表性实施例的具有建筑管理系统的建筑物的透视图； 附图2是根据一个代表性实施例的典型冷水机组的示意附图3是根据一个代表性实施例的如附图2所示的冷水机组及其运行状态的剖面示意 简附图4是根据一个代表性实施例的冷水机组控制器的框图； 附图5A是根据一个代表性实施例的浪涌图的表示图形； 附图5B是根据一个代表性实施例的包括有估计浪涌点的浪涌图的表示图形； 附图6A-6C示出了根据一个代表性实施例的浪涌表面图的结构； 附图6D示出了根据一个代表性实施例的具有浪涌边界的浪涌表面图； 附图6E示出了根据一个代表性实施例的典型浪涌图的运行历史轨迹、浪涌图边界、当 前运行点的指示和其它图形用户界面特征；
附图7示出了根据一个代表性实施例的生成冷水机组浪涌图模块的详图； 附图8A是根据一个代表性实施例的生成冷水机组浪涌图的步骤流程图； 附图8B是根据另一个代表性实施例的生成冷水机组浪涌图的步骤流程图； 附图9是根据一个代表性实施例的利用了所述的各种冷水机组浪涌图的冷水机组控 制模块详图；附图10是根据一个代表性实施例的利用生成的冷水机组浪涌图来避免冷水机组中出 现浪涌条件的步骤流程附图11是根据一个代表性实施例的利用冷水机组浪涌图的浪涌边界来控制冷水机组 的步骤流程附图12是根据一个代表性实施例的在冷水机组浪涌图上确认估计浪涌点的步骤流程
附图13是根据一个代表性实施例的生成和使用浪涌图的步骤流程图； 附图14是根据一个代表性实施例的利用浪涌点的浪涌图选择和执行冷水机组控制措 施的步骤流程附图15是根据一个代表性实施例的基于浪涌边界信息来执行控制措施的步骤流行
附图16是根据一个代表性实施例的确认生成(即虚拟的、估计的、非实际的)浪涌点的 步骤流程附图17是根据一个代表性实施例的寻找冷水机组能源效率的运行点的步骤流程图； 附图18是根据一个代表性实施例的使用具有电子显示图形的浪涌边界和浪涌表面图 的步骤流程图。
具体实施例方式参照附图，示出和描述了一种用于控制冷水机组的控制器和一种计算机化生成方 法以及一种三维浪涌图的应用。参照附图1，示出了建筑物10的透视图。建筑物10的图示包括一个典型建筑管理 系统的剖面图，该建筑管理系统包括供热、通风和空调系统，即(HAVC)系统。一种类型的HVAC系统利用冷冻液对建筑物进行散热，通常称为冷冻液系统。在这 种类型的系统中，利用冷冻液对建筑物10进行散热。通过多个空气处理机组22，冷冻液被 置于与建筑物冷负荷的热交换关系中，这种冷负荷通常为暖风。在空气处理机组22中与冷 负荷进行热交换的过程中，冷冻液从冷负荷(即暖风)中吸收热量并且温度升高。因此，冷冻 液将冷负荷(例如，掠过风机盘管机组、空气处理机组和空调终端设备中的管道的暖风，冷 冻液在所述管道中流通)中的热量去除。通过空气分布系统在空气处理装置22至建筑物 10中产生交换负荷(例如冷空气)，该空气分布系统包括送风管道20和回风管道18。附图1所示的HVAC系统包括在建筑物10的每一层设置的独立的空气处理机组 22，但有些组件例如空气处理机组22或送风管道20可在两个或多个楼层之间共享。当现 有条件需要供热时，锅炉16可以给流通过空气处理机组22的空气加热。冷冻液吸收了空气处理机组22中的热量后就不再冷冻。为了重新冷冻液体以便 再循环回到空气处理机组中，液体通过管道25返回到冷水机组14中。在附图1所示的实施例中，水(或另一种冷冻液)流经冷水机组14的冷凝器中的管 道，从而吸收制冷剂蒸气中的热量，并导致冷水机组中的制冷剂冷凝。冷凝器管道中流通的 水通过管道27从冷水机组14泵送到冷却塔26。冷却塔26利用风机驱动的水冷却或风机 驱动的水蒸发将通过管道27被送到冷却塔的水中的热量去除。被冷却塔26冷却的水通过 管道28回到冷水机组14的冷凝器中。
附图2-3示出了根据一个代表性实施例的冷水机组及其运行状态。冷水机组14包 括蒸发器210，该蒸发器使从HVAC系统流回的液体和另一种液体(例如制冷剂)之间产生热 交换。在蒸发过程中，冷水机组14的蒸发器210中的制冷剂将冷冻液中的热量去除，因此， 冷却了冷冻液。制冷剂吸收冷冻液的热量并从沸腾的液体和蒸气状态变成蒸发器210内部 的蒸气。如附图1所示，冷冻液通过管道24循环回到空气处理机组22中，接着与冷负荷进 行热交换。结构部分302的吸力将制冷剂蒸气抽入到冷水机组14的具有一个旋转叶轮303 的压缩机206 (或其它机械压缩机，例如螺杆压缩机、涡旋式压缩机、往复式压缩机、离心压 缩机等)中，增大了制冷剂蒸气的压力和温度，并将制冷剂蒸气排到冷凝器208中。叶轮303 由电动机204驱动，所述电动机具有变速驱动器(例如变频驱动器)。叶轮可进一步包括或 耦合到一个执行器，所述执行器控制位于压缩机206的叶轮入口处的导流片304的位置。从压缩机排到结构部分306中的制冷剂蒸气流经排出挡板308进入冷凝器208 中，并通过再冷却器310，可控地减少排出的气体回到液体状态。冷冻液流经流量控制口 312，再通过油冷却器314回到蒸发器210，完成一个循环。在附图2所示的实施例中，冷水机组14包括控制器202，控制器202连接到电子显 示器203上，例如触摸屏，用户可以在控制器上调整冷水机组14的相关设置。控制器202 也具有一个处理电路，该电路设计成可以调整冷水机组的组成部件，使其适合于冷冻液系 统或制冷剂系统的压力或温度设定值。例如，针对建筑物的热负荷交换，可以通过调整冷水 机组的组成部件例如导流片304和电动机204的变速驱动器使建筑物保持恒温。如果建筑 物的热负荷减少(例如建筑物冷却)和/或建筑物的期望温度设定值增加(例如建筑物的业 主要求少量冷却)，减缓变速驱动器和/或调整导流片304来减少制冷剂流入压缩机206的 量。一种使冷水机组14获得高效能的策略是在目标设定值下低转速运行压缩机206 的电动机204。但是，如果压缩机出口处的后部压力高于压缩机206产生(即输出)的压力， 压缩机206可能变得不稳定，并导致压缩机206中的制冷剂流量骤减，这就是所谓的浪涌条 件。浪涌会引起磨损，在某些情况下会直接损害压缩机206和系统部件。因为引起浪涌的 条件不同(例如，不同的负荷条件、温度条件、压力条件、导流片位置、变频驱动、流速、压缩 机性能等)，如果一个系统控制能效(例如相对于设定值而言低转速运行压缩机)，很难预测 何时会发生浪涌。根据公开的不同实施例，按照浪涌信息的三维表面图控制冷水机组14。该表面图 可看作是“浪涌图”。以三维表面图形式存储或者描绘的浪涌图可作为正常运行状态和可能 存在浪涌或可能导致浪涌存在的状态之间的临界。例如，计算出的表面图可以设计成使用 以下轴
(1)导流片位置(PRV)或可变几何扩散体位置(VGD)，
(2)压差(DPP)(可以用[(冷凝器压力-蒸发器压力)/蒸发器压力]计算得出)，以
及
(3)变速驱动器(VSD)的速度(例如频率)。这里所述和所示的多个实施例描述和讨论了 PRV、DPP和VSD速度。在其它实施 例中，冷水机组的其它参数可以被确定、检测、计算、保存，或用于三维表面图显示、控制或本发明活动的其它方式。例如，在某些实施例中，冷水机组的电子控制膨胀阀可以可控地调 整，其位置可以标记为坐标系的一个维度，坐标系统描述了浪涌事件。在相同的或其它的实 施例中，热气旁通阀设置为释放压缩机周围的压力，该热气旁通阀能可控地调整，其位置可 以标记为坐标系的一个纬度，所述坐标系统描述了浪涌事件期间冷水机组的条件。在相同 的或其它的实施例中，可变几何扩散体作用于压缩机出口并能可控地调整。可变几何扩散 体的设置和位置可以标记为坐标系的一个维度，该坐标系描述了浪涌事件过程中冷水机组 的条件。上述冷水机组的操纵变量的任意组合可被跟踪、检测、识别，或用于生成、更新和/ 或使用表面图和相关的控制结构以及这里所述的活动。例如，在一些代表性实施例中，这 里所述的浪涌表面图的三个维度可以是膨胀阀位置、变速驱动器频率和可变几何扩散体位 置。与浪涌条件发生相关的三维坐标系中的坐标可以记录下来。换言之，一旦浪涌条 件被检测到，浪涌条件发生时的冷水机组的条件就会以三维坐标系中一个坐标点的形式记 录和保存下来。存储下来的浪涌坐标点可以连接(例如，绘图、计算、存储等)形成表面图。 冷水机组控制器可以将形成的表面图作为划分冷水机组14的正常工作状态和可能存在浪 涌条件的状态之间的分界线。通过在最小的变速驱动器频率(即速度)下运行冷水机组可以 控制冷水机组14的能效，同时避免潜在的浪涌事件危害。根据三维表面图而不是简单的临 界值来控制冷水机组，使用简单临界值计算的系统或许能取得比较大的能效。附图4示出了根据一个代表性实施例的用于控制冷水机组的系统的典型框图。控 制器202设置为通常能检测浪涌事件并将浪涌事件记录(即保存)到存储器406中，尤其是 浪涌历史408。控制器202在三维坐标系中计算出每个检测到的浪涌事件的坐标点，这些坐 标点用来描述当浪涌事件被检测到时冷水机组的至少三种条件。控制器202利用表面图生 成模块410，该模块利用计算出的点和存储的点来计算出一个三维坐标系的表面图。在计算 得出的表面图基础上，控制器22调整和控制冷水机组的至少一个设定值(例如，导流片位 置、变速驱动器速度等)。附图所示的系统400包括一变速驱动器(VSD) 420，一导流片电路422，压力传感 器424，和建筑管理系统(BMS) 425。控制器202与UI元件426 (例如，鼠标、键盘、触摸屏) 和电子显示系统428 (例如IXD、CRT、触摸屏等)连接。控制器202还包括与连接的装置或 系统进行信息交流的多个输入和输出(I/O)接口 430、432、434、436、438和440。I/O接口 430、432、434、436、438和440可以是或者包括不同类型的插口和终端设备，也可以包括能 过滤或者转换通过I/O接口的信息的电路。I/O接口 430、432、434、436、438和440设计成 通过相同或不同的协议进行通信。继续参照附图4，控制器202包括一处理电路404 (例如“处理电子”)。处理电路 404包括存储器406和处理器414。处理器404可以是通用的处理器，ASIC (专用集成电 路)，或其它能执行存储在存储器406中的计算机代码或指令的适合的处理器。存储器406 可以是硬盘存储器，闪存，网络存储，RAM, ROM，计算机可读介质组合，或其它任何能存储软 件和/或计算机指令的适合的存储器。当处理器414执行存储器406中完成这里所述各项 活动的指令时，处理器414通常配置控制器202尤其是处理电路404来完成这些活动。另 一种说法是，处理器414配置成执行存储在存储器406中的代码来完成和促进这里所述的 各项活动。
在一个代表性实施例中，处理电路404配置成用来检测多个浪涌事件(例如，利用 压力传感器424的输入压力)和在至少一个三维坐标系中计算出每个检测到的浪涌事件的 坐标点，这些坐标点用来描述当浪涌事件被检测到时冷水机组的至少三种条件(即，与浪涌 时间相关的冷水机组的条件)。处理电路404进一步配置成利用计算出的坐标点来计算出 至少三维坐标系表面图，并利用计算出的表面图来控制冷水机组的至少一个设定值。存储器406包括浪涌历史408、表面图生成模块410和冷水机组控制模块412。浪 涌历史408可以是一个数组、关系数据库、表、链表或存储关于浪涌信息的其它数据结构。 表面图生成模块410是计算机代码模块(例如，函数，分类，对象，代码部分，上述的组合等) 配置成在浪涌历史的基础上利用浪涌历史408来计算出表面图。冷水机组控制模块412可 以包括计算机代码或硬件电路，并配置成利用表面图生成模块410计算出的表面图来控制 冷水机组的一个或多个变量(例如，VSD速度设定置，导流片位置，压力目标等)。冷水机组控 制模块412也利用设定值信息(例如，冷冻液的目标温度，冷水机组的需求信号等)对一个或 多个机组控制变量进行控制。例如，在某些实施例中，当冷水机组控制模块412收到建筑管 理系统要求的冷冻液设定值时(建筑管理系统的采暖通风与空调系统管理控制器)，该模块 尽量以小的驱动力驱动变速驱动器。因为当冷水机组控制模块寻求能源效率和目标设定值 时，可以调整冷水机组的多个控制变量(例如，3个)，冷水机组控制模块412可以利用三维 (或多维)表面图来约束其运行(例如，防止变速驱动器的速度降到可能发生浪涌的速度下)。 当冷水机组控制模块412获得冷冻液目标设定值时，该模块也可以利用三维平面图来获得 较大能效。例如，当冷水机组控制模块412达到或保持冷冻液的目标设定值时，冷水机组控 制模块412能找到三个冷水机组控制变量的组合来降低能源消耗(例如，寻找可以降低变 速驱动器频率的导流片位置和压差)。处理电路404包括完成本发明公开的所述活动的优选模块，应该指出，处理电路 也可以包括其它模块或者由一个模块(例如，表面图生成模块410)完成的所述活动也可以 由另一个模块或模块的组合来完成。进一步，在某些实施例中，本发明公开所用的“处理电 路”或者“处理电子”可以扩展到分布式处理系统，其中一个或多个活动是由不同的处理器 和系统(例如建筑管理系统中的计算机模块)完成的。现在参照附图5A，示出了由本发明公开所述的系统和方法生成的表面图的图形表 示(即“浪涌图”)。表面图是在三维坐标系中绘制，坐标系中的每个轴是冷水机组的一个条 件或操纵变量。表面图上的点描述了当浪涌事件被检测到时冷水机组的至少三个条件(例 如，对应于坐标系中的三个轴)。例如，坐标轴可以是变速驱动器频率512、导流片位置510 和压差514。在所示的实施例中，表面图是由三维坐标系浪涌事件发生的位置点绘制而成。随着表面图构建完成，“保持外部区域” 506形成表面图502的上表面区域或下表 面区域，操作区域504形成在表面图502的上方。原始表面图可以利用冷水机组系统的特 性(例如，蒸发器尺寸，冷凝器尺寸，压缩机性能等)来创建。也可以通过有目的的运行冷水 机组直到引起浪涌事件并在发生浪涌事件的实际条件的基础上将这些点绘成图来创建原 始浪涌图。而在另外一些实施例中，控制器不包括原始浪涌图，浪涌图是随着浪涌的自然发 生而动态创建的。然而，在上述任何一个实施例中，浪涌表面图502是随着浪涌事件的发生 和冷水机组的运行而动态更新和维护的。现在参照附图5B，本发明公开的系统和方法设置为生成一浪涌图，图上的点是生成浪涌点或估计浪涌点，而不仅仅是映射点(即，表示实际压缩机浪涌的点)。相对于仅用实 际浪涌点(例如，映射点504、506)绘制的图来说，这些生成点(例如，生成点508)的目的是 用来增加浪涌图分辨率。所述生成点可能是由一个或多个插补过程(例如，线性内插，三线 性插值，多元插值，多项式插值，样条插补等)，曲线拟合过程中，回归分析，或兴建新的数据 点内的其它方式计算实际激增点范围。在某些实施例中，利用其它技术或其它与生成(即插值)浪涌点协作来增加分辨率 的技术来增加浪涌图分辨率。例如，在一个实施例中，变速驱动器频率512 (或另一个轴)设 置为提供半步绘图点来有效地将浪涌图的分辨率提高两倍。即使变速驱动器不允许按照半 步设定值进行实际控制，浪涌图的生成点也可以设置为接近估计浪涌的半步值。根据一个 代表性实施例，控制器设置为通过将变速驱动器速度降到可能的最低运行值来提供能量最 优化的控制法则，通过将变速驱动器设定为一个比较低的频率，可以进一步增加冷水机组 的效率，同时避免一个估计(生成)浪涌点。现在参照附图6A，示出了根据一个代表性实施例的浪涌图结构。浪涌图最开始是 利用计算和创建分段线性面的法则来构建的。最开始的两个浪涌点映射后(例如，映射点 602、604)，在两点之间可以计算并画出一条线。当第三个浪涌点被检测到时(例如，映射点 606)，就可以构建一个面608 (例如，通过形成三角形)。在附图6B-6C中，如果随后的浪涌映射点包含在当前的面中，就可以用两个距离 最近的点来建立一个或多个新面。随着新浪涌映射点(例如映射点620、622)的加入，完成 了对影响面的更新。通过计算和引进表面图中的生成点(并不代表实际浪涌点，而是代表估 计浪涌点)，可以将一个由实际映射点连成的大面分划成若干小面。在一些实施例中，可通 过多项式算法、三维线性回归拟合算法或另一种“曲线”的生成算法计算出曲线拟合的浪涌 影射点来创建表面图。现在参照附图6D，本发明公开的系统和方法设置为抬高或扩展表面图或表面图附 近的标记来给冷水机组的运行明确一个浪涌边界640。可以计算浪涌边界640来为冷水机 组设定值(例如，变速驱动器速度，导流片位置，压力差)提供例如最小的设定数值，其可以 提供一个相对于表面图(在其表面预计发生或将要发生浪涌)的净空。例如，一个包括映射 点602、604、606和生成点630、632、634的表面图可以沿变速驱动器频率612轴移动形成一 个新的定义位浪涌边界640的表面图。在一些实施例中，浪涌边界640可以作为安全或警 戒边界，在此边界中，控制器允许冷水机组运行但会导致一种警告或警戒状态。在一些实 施例中，当公用事业的电力需求受到限制或能源价格较高时，冷水机组控制器允许冷水机 组的运行条件降到浪涌边界以下。在这种形式下，冒着可能发生浪涌的风险来满足限能目 标。在建筑物发生的其它情形下，冷水机组控制器不会允许冷水机组在浪涌边界以下运行 (例如，如果一个高优先级事件在建筑物中发生，那么在浪涌边界下运行机组可能获得的能 源效率不会超过冷水机组因与浪涌相关的故障而停机的风险)。浪涌边界可以作为用户可 调或系统可调的基础，例如，最后浪涌点、浪涌趋势或其它浪涌历史。例如，当一个或多个最 近的浪涌点已经位于表面图上方时，控制器可以对浪涌边界进行适应性抬高(例如，更新时 导致表面图被抬高)。控制器可以将这种最近的浪涌行为解释为一种趋势，由于环境和设备 条件，冷水机组较早发生浪涌。如果表面图通过电子显示器显示给用户，用户可能会认识到 这种趋势并进行调查或诊断。在其它实施例中，如果控制器自动的认识到一种表面图趋势并采取措施(例如，抬高浪涌边界，抬高表面图的一部分超过界限抬高总量等)，控制器就可 以将信息传递给用户(例如，通过短信、电子邮件、通过建筑管理系统、通过电子显示屏等)。在一些实施例中，冷水机组控制器通过映射或生成浪涌点的届满来完成浪涌图 更新。这种届满的发生是由于超出了时间界限(例如，自动超时功能)或一系列其它条件 (例如，浪涌点之间的坡度大于一个界限，该界限表明了两个相邻系统条件之间的非自然区 分)。在一个实施例中，映射点的届满导致最近的生成点也届满或被重新计算(例如，变平滑 的，一个新的插值被检测到，等)。例如，如果映射点604届满，生成点632、636也届满并在 剩下的实际浪涌点之间被重新计算出一个新的插值。例如，在映射点604届满之后，映射点 602,606和生成点632、636可以被插入，从而在映射点604的形成位置或附近创建一个生成 点。附图6E描述了一典型冷水机组控制器的附加控制或图形用户界面的特征。在一 个代表性实施例中，冷水机组控制器设置为在能效目标下驱动表面图附近的当前运行点。 当接近实际浪涌点时，冷水机组控制器以第一速度朝着表面图方向驱动当前运行点；当接 近生成浪涌点时，冷水机组控制器以第二速度朝着表面图方向驱动当前运行点。例如，当前 运行点652接近浪涌图表面650或浪涌图边界658时，控制器可以选择冷水机组的运行设 定值来减慢运行点652向浪涌图表面650或浪涌图边界658的下降。如果当前运行点652 朝着生成点下降，此下降可以更慢(例如，由于生成点是估计的而不是实际的)。按照这种方 法系统可以在具有未知浪涌点的浪涌图区域周围更慎重地运行。在各种代表性实施例中，当前运行点652的轨迹可以由冷水机组控制器计算得 出。利用该计算，冷水机组控制器可以从表面图上放慢或逐渐后退，从而避免浪涌。在一个 代表性实施例中，冷水机组控制器计算或者确定一个冷水机组的当前状态并至少在当前运 行状态和表面图的基础上预测是否将要发生浪涌条件。在各种代表性实施例中，控制器可 以根据浪涌历史来确定是否存在一个指示将要达到浪涌条件的运行趋势。如果冷水机组控 制器预测到浪涌，控制器可以执行一个估计的控制措施来避免预测的浪涌条件。在历史的 和当前的运行条件基础上作出的将来浪涌的预测可以通过将卡尔曼估计应用于运行历史 654和新的运行点来计算得出。在一些冷水机组控制器实施例中，生成点可以比实际浪涌点更快地接近。例如，控 制器可以设置为通过突破表面图下方而快速接近生成点或者甚至是“测试”生成点。如果当 浪涌图表面650被穿过(S卩，突破)时没有导致浪涌，可以减少和定期重新测试生成点。如果 在“测试”期间出现浪涌，生成点可以被实际浪涌点代替并接近生成点和/或表面图可以重 新计算。而在另一个实施例中，可以测试浪涌表面650上的最小值(例如，局部最小值656) 或最大值来确定他们是否代表实际的最小值和最大值或异常(例如，由于启动行为，由于突 波环境条件，由于冷水机组的临时故障等)。在一些实施例中，冷水机组控制器可以包括“自动调整”功能，当发生一个服务事 件(例如，清洗冷凝器管，更换驱动器等)时，手动或自动实行该功能。自动调整功能也可以 通过建筑管理系统实行，这样可以在例如建筑结构变化、温度/湿度变化、占地变化等基础 上确定应该完成的调整。该自动调整功能可以系统地或伪随机地测试浪涌表面图的区域 (或感应浪涌条件发生)。这种自动调整功能可以设置为测试散布在坐标系统中的最小点数 (例如，十，二十，等)。该自动调整功能可以用来创建原始表面图，这样可以随着实际浪涌的发生动态更新表面图。浪涌图表面650可以通过控制器来给运行参数确定一个“地板”，控制器也可以使 用其它控制活动的浪涌图。例如，通过用户输入或控制算法，浪涌图上方的确定区域可以被 认定为提供效率和理想行为。这些区域与三维坐标系统或图相关联地存入存储器中，控制 器努力将当前运行点652移动到坐标系统的“目标”区域中。例如，最有效的运行区域可以 认定为浪涌图表面650正面上方的运行区域的子集。这个目标区域可以是绿色阴影、圆圈、 或显示屏上的其它标识图形。那些由于超限制的压差、高频率的变速驱动器、很低的能量效 率、更高的浪涌可能性或其它类似条件而不可取的区域(例如，“危险区”)可以涂上不同颜 色的阴影(例如红色)或其它标识。用户可通过图形用户界面或基于设备运行参数的控制器 概念、制度规范、历史信息、或其它冷水机组信息进入图上的不同区域。现在参照附图7，示出了根据一个代表性实施例的附图4中的表面图生成模块 410。表面图生成模块410接收来自于浪涌历史408的检测到的浪涌事件的历史数据。该 历史数据可以是先前计算的三维坐标。在另一个实施例中，历史数据可以包括在浪涌事件 期间进行的原始测量数据，并可以用来生成一个或多个坐标。浪涌图生成器702将历史数 据生成一个或多个浪涌图712。在一些实施例中，浪涌图生成器702用计算出的线和面连接 浪涌历史408中的浪涌点坐标生成浪涌图712。例如，浪涌图生成器702可以利用曲线拟合 技术或上述的任何一种其它技术来连接浪涌点。表面图生成模块410也包括有浪涌点估计器706，可以估计潜在的浪涌点(例如， 基于浪涌历史408，等)。浪涌点估计器706中的估计浪涌点可以提供给浪涌图生成器702 来生成或更新浪涌图712。在一个实施例中，浪涌点估计器706利用浪涌历史408中检测 到的浪涌点生成估计的浪涌点。例如，在两个检测到的浪涌点之间的中间点或附近处估计 一个潜在浪涌点。在另一个实施例中，浪涌点估计器706可以利用冷水机组系统的性能(例 如，蒸发器尺寸，冷凝器尺寸，压缩机性能，等等)估计潜在的浪涌点。而在另一个实施例中， 浪涌点估计器706可以利用统计技术在浪涌历史408、浪涌图712和/或历史图714上估计 处潜在的浪涌点。例如，统计模型可以利用前述检测到的浪涌点和浪涌图的变化来预测新 的潜在浪涌点。而在另一个代表性实施例中，浪涌点估计器706可以设置为当冷水机组感 应到的条件显示一个即将来临的浪涌时(例如，由位于压缩机输出端的压力传感器或输入 端的压力传感器提供的信息等)，记录下一个浪涌点(例如，实际的或生成的)。因此，本申请 所述的“检测到的浪涌事件”表示检测到的即将来临的浪涌(例如，基于感应数据或感应运 行条件)，即使控制器能让冷水机组避免实际的浪涌。在其它实施例中，只有实际的浪涌可 以认为是检测到的浪涌事件。所示表面图生成模块410还包括边界生成器708，其可以利用浪涌图712和/或 客户服务端710中的用户参数来生成一个表面边界。生成边界可以是定义为相对于浪涌图 712的界限的一个点、一条线、一个面、一个结构或一套规则。浪涌图生成器702利用生成的 表面边界来生成第二表面图，第二表面图反映了第一表面图在一个或多个坐标方向上的移 动。在一个实施例中，可以使用远期估计法来估计浪涌边界。在其它实施例中，边界生成器 708可以用来创建多个浪涌图层(例如，坐标系统中的不同区域)，这些层可以作为不同的控 制层。例如，浪涌边界可以用来在浪涌图上方的连续层中创建即将到来的浪涌区、警戒区和 安全区。如果运行点从安全区移动到警戒区，控制器202可以控制冷水机组放慢向预期浪涌的下降(例如，放慢向预测引起浪涌条件的操纵量)。如果运行点从第一警戒区移动进即 将到来的浪涌区(即接近浪涌图表面)，控制器202可立即暂停或尽量扭转一个或多个操纵 变量的趋势。浪涌图生成器702接收浪涌历史408的浪涌点数据、浪涌点生成器706的估计浪 涌点、边界生成器708的一个或多个浪涌边界和/或客户服务端710的用户参数来生成一 个浪涌图712。浪涌图712可以是或包括一个或多个用于控制器202的活动表面图。例如， 如果使用多个浪涌边界，浪涌图712可以是包括每个边界的浪涌图。浪涌图生成器702可 以使用任何一种已知的曲线拟合技术来连接浪涌历史408中的浪涌点和/或浪涌点生成器 706的估计浪涌点。在一个实施例中，浪涌图生成器702根据从客户服务端710接收到的用 户参数使用不同的曲线拟合技术。例如，用户可能更喜欢一个较低分辨率的技术，如果用户 确定了高分辨率的地图是在过拟合情况下所造成。当浪涌图生成器702生成新的浪涌图时，历史性的表面图可以保存在图形历史 714中。在某些代表性实施例中，图形历史714会保持特定的时间段(例如，季度、月份、星期 等)或运行条件(例如，频繁使用、占有期、天气情况等)。这些历史可以是浪涌图712的“换 入”(例如，当季节变化时)来更准确的控制冷水机组将来要经历的条件。在另一实施例中， 图形历史714可以被浪涌点估计器706使用来估计潜在的浪涌点。例如，先前图的趋势变 化可以用来估计新的潜在浪涌点。表面图生成模块410进一步示出了包括图形渲染引擎704。图形渲染引擎704与I / 0接口 440通信，在电子显示系统428上显示表面图。所显示的图形可以基于浪涌图712 和/或图形历史714。图形历史714可以用轨迹线、幻影图、不同的颜色、动画或其它方式来 进行图形表示。“幻影图”是指用半透明、虚线、浅色阴影或其它能表明该图形相对于当前图 形的寿命的方式来显示浪涌图。图形历史714中的多个历史性的浪涌图与当前浪涌图712 一起显示在一个单屏上以便说明运行条件在过去的年份、季度、月份等是怎样变化的。在其 它代表性实施例中，浪涌图712的移动趋势可以计算出并可以确定未来的浪涌图数值。生 成点也可以用未来的浪涌参数估计趋势来显示。在一些实施例中，控制器202可以设置为 允许用户调用一个表面图的“时间片”来分析或其它用途。客户服务端710通过I / 0接口 438接收来自UI部件426中的不同用户参数。例 如，控制器202可以通过客户服务端710接收一个浪涌点的手动调整。浪涌图生成器702 可以利用来自客户服务端710的用户指定浪涌点来生成浪涌图712。浪涌点估计器706也 可以利用用户参数选择一个计算法(例如，线性回归，线性插值等)来估计潜在的浪涌点。边 界生成器708也可以利用用户参数指定一个特定边界。边界生成器708还可以利用用户参 数为边界生成过程提供一个标准。例如，用户参数可以指定为生成三个边界。图形渲染引 擎704也可以利用用户参数在电子显示系统428上渲染浪涌图712。例如，用户可以指定浪 涌图712渲染的上方区域在电子显示系统428上用绿色显示。客户服务端710可以包括一 个或多个网络服务器，服务器模块，客户端请求侦听器或用于服务和生成用户界面的其它 模块。现在参照附图8A，示出了根据一个代表性实施例的生成表面图的流程800。流程 800包括检测浪涌事件(步骤802)。通常，当压缩机出口的压力高于压缩机产生的压力时， 冷水机组中可能存在浪涌事件。流程800还包括利用浪涌事件数据在三维或多维中计算浪涌数据点(步骤804)。浪涌事件数据即在步骤802中被检测到的浪涌事件发生时冷水机 组的运行条件，浪涌事件数据可以包括导流片位置、变速驱动器速度、传感器的测量数据或 其它与冷水机组运行相关的信息。通过将每种类型的数据分配到特定的轴可以形成三维 或多维中的坐标点。流程800进一步显示包括利用浪涌数据点来生成或更新表面图(步骤 806)。浪涌数据点可以用曲线拟合技术连接起来，例如，线性插值或其它任何能将数据点 连接起来形成表面图的技术(例如，如上所述的)。现在参照附图8B，示出了根据一个代表性实施例的利用估计浪涌点生成表面图的 流程850。流程850包括检测浪涌事件(步骤852)，利用浪涌事件数据在三维或多维中计算 浪涌数据点(步骤854)，和利用浪涌数据点生成或更新表面图(步骤856)。这些步骤可以按 照与流程800相似的方式执行。流程850也包括估计潜在浪涌点(步骤858)。在一个实施例中，利用步骤852中检 测到的浪涌数据点的位置来估计潜在浪涌点。例如，可以在两个检测到的浪涌点的中间点 位置处或附近估计出潜在浪涌点。在另一实施例中，利用冷水机组系统的性能(例如，蒸发 器尺寸、冷凝器尺寸、压缩机性能，等)估计出潜在浪涌点。而在另一个实施例中，可以利用 检测到的浪涌点历史、先前的表面图、和/或浪涌边界来估计潜在浪涌点。例如，利用以前 夏季月份的历史浪涌图来估计即将到来的夏季的潜在浪涌点。流程850进一步示出了包括将估计的浪涌数据点增加到表面图上(步骤860)。现 有的浪涌点和估计的浪涌数据点之间的连接可以重新绘制来反映表面图的变化。可以用曲 线拟合技术来重新绘制这些点之间的连接。通过这种方法利用估计的浪涌点对表面图进行 了更新。现在参照附图9，更详细地示出了根据一个代表性实施例的附图4中的冷水机组 控制模块412。冷水机组控制模块412设置为通过接口 430、432和434来监视和控制冷水 机组系统(例如，变速驱动器420、导流片电路422和压力传感器424)。冷水机组控制模块 412也可以与建筑管理系统425 (例如，监督控制器，江森自控Metasys控制器等)的其它组 成部分通过接口 436进行通信。冷水机组控制模块412包括浪涌检测器904，检测器从冷水机组(例如，从压力传 感器424)接收数据来确定是否存在故障。例如，如果从压力传感器424接收到的数据显示 压缩机出口压力高于压缩机产生的压力，那么可能存在浪涌事件。如果浪涌检测器904检 测到浪涌，来自冷水机组(例如，变速驱动器420、导流片电路422和压力传感器424)和/或 建筑管理系统425的数据转换成一个或多个三维坐标并作为浪涌事件数据保存到浪涌历 史 908。冷水机组控制模块412也包括设定值比较仪902，该比较仪能计算出冷水机组的 当前运行点和表面图生成器416中的一个或多个表面图之间的区别。在一个实施例中，设 定值比较仪902直接从接口 430、432和434接收冷水机组的数据来确定当前运行点。在另 一个实施例中，由浪涌检测器904确定一个当前运行点并提供给设定值比较仪902。设定 值比较仪902也可以设置为估计运行点相对于表面图和/或边界的轨迹和运动。例如，设 定值比较仪902可以利用卡尔曼估计来预测运行点的将来位置和/或轨迹。设定值比较仪 902可以通过接口 440提供一个或更多个表面图的图形显示给电子显示系统428。在另一 个实施例中，设定值比较仪902将显示数据提供给附图7所示的图形渲染引擎704来显示当前的运行点、设定值、和/或渲染浪涌图的附加的或代替的预测轨迹。冷水机组控制模块412也包括设定值生成器906，设定值生成器为冷水机组的一 个或多个组成部分生成运行设定值(例如，变速驱动器420的特定速度设定值)。从图形看， 设定值为运行点(例如，附图6E中的当前运行点652)提供了一个坐标系统中的目标位置。 设定值生成器906可以从设定值比较仪902接收数据，这些数据显示了当前运行点相对于 表面图或边界的位置。如果运行点低于、在、接近、或靠近浪涌区域，设定值生成器906可以 在浪涌图上方生成新的设定值来移动运行点。在其它实施例中，设定值生成器906接收来 自建筑管理系统425中监督系统的设定值，例如，管理控制器。在另一实施例中，设定值906 接收来自UI部件426或电子显示系统428的设定值。冷水机组控制模块412进一步包括浪涌点测试器910。浪涌点测时器910被设定 值比较仪902用来测试估计浪涌点，即将当前运行点朝向估计浪涌点移动。浪涌点测试器 910接收来自表面图生成模块410(例如，来自浪涌图712、图形历史714、和/或浪涌点估计 器706)的估计浪涌点数据。设定值比较仪902可以利用估计的浪涌点数据来确定当前运 行点和估计浪涌点之间的距离。如果所述距离在给出的界限之内，浪涌点测试器910可以 将估计点的坐标传递给设定值比较仪902和/或设定值生成器906。通过这种方法冷水机 组控制模块412可以有多个运行模式。例如，设定值生成器906的默认设置可以计算出控 制运行点来避免表面图的设定值。然而，如果运行点在估计浪涌点附近，设定值生成器906 可以计算出其它设定值来控制运行点朝着估计浪涌点。在另一个实施例中，设定值生成器 906可以生成设定值，当运行点在估计点附近时，所述生成的设定值使运行点谨慎移动。例 如，设定值生成器906可以生成设定值，所述生成的设定值可以使运行点在估计浪涌点限 定的区域内减速移动，在检测到的浪涌点限定的区域内高速移动。现在参照附图10，示出了根据一个代表性实施例的避免冷水机组中的浪涌条件的 流程1000。流程1000包括将表面图保存在存储器中(步骤1002)。在一些实施例中，可以 利用附图8A所示的流程800或附图8B所示的流程850来构建表面图。在另一实施例中， 表面图可以基于冷水机组的物理性能构建。而在另一实施例中，表面图可以基于历史性的 表面图构建。流程1000也包括计算冷水机组的当前状态(步骤1004)。可以利用接收或提供给 冷水机组的一个或多个参数来计算冷水机组的当前状态。例如，可以利用变速驱动器的速 度、导流片位置(PRV)、和压差计算冷水机组的当前状态。以冷水机组的参数为坐标轴，可以 用坐标系统中的一个点来表示冷水机组的当前状态。流程1000进一步包括在当前状态和表面图的基础上预测浪涌条件(步骤1006)。 在一个实施例中，用一种简单的距离比较法确定当前状态是否在表面图附近。例如，如果当 前状态和表面图之间的距离随着时间推移而减少，冷水机组可能马上接近浪涌条件。在另 一个实施例中，使用浪涌边界提供一个或多个位于表面图上方的界限来预测浪涌条件。例 如，如果运行点穿过表面图上方的浪涌边界，可以预测冷水机组的状态接近浪涌条件。而在 另一个实施例中，可以用冷水机组状态的历史估计当前状态的位置和/或轨迹。如果轨迹 与表面图相交叉，冷水机组可能接近浪涌条件。流程1000进一步包括执行估计的控制措施来避免预测的浪涌条件(步骤1008)。 控制措施可以是一个或多个设定值的调整。设定值为当前状态提供了一个表示在坐标系统中的目标位置。那些与定义了浪涌区域的表面图相远离或平行的设定值可以用来避免预测 的浪涌条件。在其它实施例中，控制措施可以是冷水机组的一个或多个组成部分运行的立 即关闭、启动或非逐步的变化。现在参照附图11，示出了根据一个代表性实施例的使用浪涌边界(即安全边界)的 流程1100。流程1100包括维持浪涌数据点的表面图(例如，浪涌图)(步骤1102)。浪涌数 据点可以是检测到的浪涌点、估计的浪涌点、用户提供的浪涌点或上述的组合。表面图可以 是任意一种浪涌点连接形成的图形。例如，可以使用曲线拟合技术(例如，线性回归、插值 等)生成表面图。流程1100也包括利用表面图生成浪涌边界(步骤1104)。边界可以是提供相对于 表面图的界限的任意点、线、面等。例如，浪涌边界可以对应于在一维或多维中移动的表面 图。在另一个实施例中，浪涌边界于表面图的距离可以不均勻。例如，浪涌边界可以离包含 有检测到的浪涌点的图形区域较近，而离包含有估计浪涌点的图形区域较远。流程1100进一步包括控制一个或多个冷水机组设定值来避免浪涌边界(步骤 1106)。冷水机组设定值可以用来为运行点提供目标方向。那些指引运行点远离或平行于 表面图的设定值可以用来避免浪涌边界。现在参照附图12，示出了根据一个代表性实施例的确认估计浪涌点的流程1200。 流程1200包括维持检测到的浪涌点和潜在浪涌点形成的表面图(步骤1202)。检测到的浪 涌点可能是浪涌事件发生时冷水机组的运行状态。例如，检测到的浪涌点可以基于冷水机 组中的变速驱动器、导流片、和压力传感器的数据。在一些实施例中，利用检测到的浪涌点 估计出潜在的浪涌点。例如，可以估计出一个潜在的浪涌点位于两个检测到的浪涌点之间。 在另一个实施例中，可以利用冷水机组的性能预测潜在的浪涌点。而在另一个实施例中，可 以利用浪涌点的历史预测未来(即潜在的)的浪涌点。流程1200也包括控制冷水机组避免检测到的浪涌点(步骤1204)。可以利用设定 值或其它技术控制冷水机组，使冷水机组的当前状态远离检测到的浪涌点。流程1200进一步包括控制冷水机组接近潜在的浪涌点(步骤1206)。可以使用设 定值或其它技术控制冷水机组，使冷水机组的当前状态接近潜在的浪涌点。例如，可以利用 卡尔曼估计器作为预测(即估计)当前运行点相对于表面图的将来位置和/或轨迹流程的一 部分。也可以利用边界距离确定是否接近潜在的浪涌点。换一种说法，如果两点之间的距 离低于确定的边界距离，当前运行点可以只接近一个潜在的浪涌点。流程1200进一步包括如果检测到浪涌点，用检测到的浪涌点代替潜在的浪涌点 (步骤1208)。接近潜在浪涌点时，在潜在浪涌点或其附近可能检测到浪涌条件。潜在浪涌 点可以远离表面图，并且被检测到的浪涌点代替。表面图上已经存在的浪涌点可以与新检 测到的浪涌点连接。另外，可以利用检测到的浪涌点估计出新的潜在浪涌点。通过这种方 法，可以更新表面图，为浪涌区域提供一个更加清晰的边界。现在参照附图13，示出了根据一个代表性实施例的生成和使用浪涌图的流程 1300。在流程1300中，浪涌图被初始化为N点(步骤1302)。在不同的实施例中，N可以时 三个点，这样第一个检测到的浪涌将详细情形添加到已经存在的浪涌图表面。N点可以基于 冷水机组性能、预载或默认的浪涌图或其它方面进行选择。当一个新的浪涌被检测到时(步 骤1304)，冷水机组控制器将一个或多个新的浪涌数据点连接到已经存在的浪涌图上(步骤1306)。如另一个实施例所述，第四个浪涌点的添加使连接着三个点的三角形表面分成两个 这样的三角形，等等。在所述的流程1300的实施例中，新的或更新的表面可以用来更新任 何一个生成浪涌点(即“虚拟浪涌点”，不是基于实际浪涌的浪涌点，基于估计的浪涌点，等) (步骤1308)。流程1300再循环回到步骤1304。现在参照附图14，示出了根据一个代表性实施例的利用浪涌点的表面图来选择和 执行冷水机组控制措施的流程1400。流程1400包括将表面图保持在存储器中(步骤1402)。 在一个代表性实施例中，附图13所示的流程1300可以用来生成和保持所述的表面图。流 程1400进一步包括计算冷水机组的当前状态和保存冷水机组的过去状态(例如，保存在存 储器、冷水机组历史、时间序列数据，等)(步骤1404)。利用冷水机组的当前状态和过去状 态计算冷水机组状态的变化速度(步骤1406)。变化速度可以表示在三个轴上(例如，在三 维坐标系统中)，关于其中的一个轴，关于运行点运动矢量的正常状态下检测到的浪涌图的 表面，或通过其它方法计算和描述。可以预测将来的浪涌条件(例如，N步前，几秒钟前，一 个确定的时间段前，等)(步骤1408)。这种预测可以基于当前状态、计算的变化速度、与变 化速度直接相关的(例如，在三维坐标系统中)，和基于保存的浪涌图表面。预测到将来要发 生的浪涌条件时，冷水机组控制器可以处理当前状态、计算的变化速度和其它与冷水机组 相关的信息来确定一个估计的控制措施，进而避免预测的浪涌条件。控制措施可以被提出 (例如，验证提出的控制措施应该可以避免浪涌的控制器模块，控制冷水机组运行的专家系 统)(步骤1410)。提出的控制措施可以包括，例如，变速驱动器频率增加、可变几何扩散体 减少、导流片增力卩、热气旁通阀(HGBP)开启或调整、或各种控制措施的组合、一套控制措施、 或任何其它适合的控制措施。在流程1400的步骤1412中，流程使用预控模块(或者另外一种测试方法或模拟方 法)来验证步骤1410提出的控制措施预期可以避免预测的浪涌。决策步骤1413输出的信 息可引起步骤1414中的控制措施的执行(例如，如果控制措施经过验证可以避免预测的浪 涌条件)。如果预控模块指示提出的控制措施仍预测会引起浪涌，流程1400循环回到步骤 1410，可以选择不同的控制措施来验证或潜在执行。通过这种方法，即使选择的第一个控 制措施没有估计到导致可避免的浪涌，控制器也可以尝试另外一个控制措施。在步骤1414 中，基于流程1400运行的控制器可以执行控制措施(例如，发送特征值或控制信号到冷水 机组的组成部件，例如，变速驱动器)。现在参照附图15，示出了一个根据代表性实施例的基于浪涌边界信息来执行控制 措施的流程1500。流程1500包括保持浪涌表面图(步骤1502)、计算冷水机组的当前状态和 保持冷水机组的过去状态(步骤1504)、和计算冷水机组状态的变化速度(步骤1506)。步骤 1502 - 1506可以如附图14所描述或者本申请描述的另一个实施例。在步骤1508中流程 1500包括建立相对于表面图的浪涌边界(例如，三个维度都在表面图上方、一个维度在表面 图上方，等)。浪涌边界基于实际的或生成的浪涌点(或者实际浪涌点和生成的浪涌点的组 合)、浪涌图目前的表面、浪涌历史信息、冷水机组状态信息、冷水机组状态的变化速度、和 /或预定的偏移量(例如，浪涌表面上方百分之五、与浪涌相关的变速驱动器速度的两倍速 度)而建立。选择并提出一个控制措施来避免预测的浪涌条件(步骤1510)，在步骤1512验 证，在步骤1514执行。预测、验证和执行步骤可以如附图14所描述或者如本发明的其它实 施例所描述。
现在参照附图16，示出了一个根据代表性实施例的确认生成(即虚拟、估计、非实 际的等)浪涌点的流程1600。流程1600包括保持由检测到的浪涌点(即实际的浪涌点)和 生成的浪涌点形成的表面图(步骤1602)。如本发明公开其它地方所述，可以基于以下方法 建立生成的浪涌点预测、曲线拟合方程、空白填补预测、冷水机组模式或其它估计冷水机 组可能发生浪涌的方法。可以控制(例如，利用检测到的浪涌点和生成的浪涌点、利用表面 图，等)冷水机组避免发生浪涌(步骤1604)。流程1600包括决策步骤，该步骤检查是否有 一个或多个冷水机组的运行点指示冷水机组即将接近一个生成浪涌点(例如，接近主要与 生成浪涌点相关而不是与实际浪涌点相关的表面图部分，接近浪涌图表面，其中一些点远 离实际浪涌点)。在步骤1604，如果冷水机组没有接近生成的浪涌点，控制器继续运行冷水 机组来避免浪涌(例如，实际浪涌)。如果确定冷水机组接近生成的浪涌点，控制器可以执行 估计的控制措施来测试生成的浪涌点(步骤1608)。如果在步骤1610检测到浪涌，系统将更 新检测到的浪涌点形成的表面图(例如，去除一个生成的浪涌点并用检测到的浪涌点代替) (步骤1612)。这种去除或替换可以在存储器中发生和/或在浪涌图上用图形表示(例如， 浪涌点从表示生成点的空心圆点变成表示实际浪涌点的黑色或实心圆点)。如果执行控制 措施来检测生成浪涌点时没有检测到浪涌，系统可以循环回到步骤1608继续测试生成的 浪涌点。测试生成的浪涌点包括将冷水机组的当前运行点保持在浪涌图的表面一段时间。 在其它实施例中，测试生成的浪涌点可以包括继续接近生成的浪涌点(不是实际达到生成 的浪涌点)。而在其它实施例中，测试生成的浪涌点可以包括继续减少一个或多个操纵变量 (例如，变速驱动器速度)直到检测到一个实际的浪涌。在一些实施例中，如果测试结果没有 检测到实际的浪涌，控制器将停止测试生成的浪涌点并返回到正常控制。在这种情形下，控 制器可以调整或者改变一个或多个生成点。例如，如果流程1600在浪涌图的表面下部测试 但没有检测到浪涌，控制器就恢复正常的冷水机组控制但降低浪涌图到测试点，低于测试 点或其它方式。现在参照附图17，示出了一个根据代表性实施例的寻找冷水机组的能源效率运行 点的流程1700。流程1700包括保持一个浪涌点形成的表面图(例如，实际的、生成的、等) (步骤1702)。流程1700通常包括控制机组避免浪涌(步骤1704)。在控制冷水机组的过程 中(例如，定期地、连续地与一个或多个条件相关地、缺少公用事业的需求信号)，控制器可 以为更理想的或更有效的冷水机组运行点位置搜索一个邻近表面(步骤1706)。邻近面可以 根据不同的实施例以不同的方式定义。例如，在一个实施例中，根据压差和当前运行点周围 的预定数量的导流片半径来定义邻近面。在这个半径内，例如，控制器可以搜索最低的变速 驱动器频率。如果找到更理想和更有效的运行点，控制器执行一个或多个控制措施将冷水 机组的运行点移动到确定点(步骤1708)。一个或多个控制措施可以包括，例如，移动导流片 位置直到步骤1706搜索并确定最低的变速驱动器频率。现在参照附图18，示出了根据一个代表性实施例的使用具有电子显示图形的浪涌 边界和浪涌表面图的流程1800。流程1800包括读取浪涌点(步骤1802)(例如，从存储器、 从浪涌历史、从浪涌检测模块，等)。这样就生成了浪涌图的三维面(步骤1804)。通过控制 一个或多个三角形生成任务、一个或多个曲线拟合任务、估计一个或多个生成的浪涌点或 本申请所述的其它方式来生成三维表面图。步骤1806进行三维浪涌图的绘制。可以使用 过去的、现在的或将来的计算机化或图形表示技术。在浪涌图绘制前、过程中或之后，流程1800可以包括读取浪涌图上每个位置的浪涌边界(步骤1808)。在不同的实施例中，浪涌边 界连续穿过浪涌图。在其它实施例中，浪涌边界是可变的(随着与低变速驱动器相关的坐标 位置变厚，随着与浪涌事件数据的高标准差相关的坐标位置变厚)。浪涌边界可以绘制成浪 涌图上的三维半透明覆盖层(步骤1810)。附图18所示的实施例中，流程1800包括读取浪涌图中每个位置的限速区域信息 (步骤1812)。浪涌图中的一个或多个区域(例如，与低变速驱动器相关的区域、浪涌点的高 标准差区域，等)可以定义成这样的区域，这些区域接近表面图，应该限定速度超过浪涌边 界提供的正常速度。限速区域可以绘制成三维的(另一种三维膜、层或边界)和带阴影的(例 如，与浪涌边界不同的颜色)(步骤1814)。在一些实施例中，限速区域位于或绘制在浪涌边 界层的顶面上方。在其它实施例中，限速层的部分可以与浪涌边界层交叉和/或延伸到浪 涌边界层的下部。在附图18所示的步骤1816中，流程1800能读取冷水机组的当前状态并保存冷水 机组的状态历史。基于读取的信息，当前状态的标识(例如，图标、点，等)可以绘制在三维 坐标系统中表面图上(步骤1818)。连接当前状态标识和一个或多个历史点的一个或多个 线段可以绘制在图上。一个或多个线段可以形成弯曲的冷水机组状态历史轨迹、消失的冷 水机组状态历史轨迹或其它任何能描述冷水机组状态历史的图形(例如，半透明)。更新浪 涌点(1820)，更新三维表面图的计算(步骤1822)。绘制更新后的三维表面图(步骤1824)。 计算更新后的浪涌边界(例如，基于新的浪涌信息)(步骤1826)，用浪涌图绘制更新后的浪 涌边界(步骤1828)。基于例如上次浪涌过去的时间、新的浪涌数据、新的环境数据和用户 调整或其它方面来计算限速区域的更新(步骤1830)。绘制更新后的限速区域(步骤1832)。 计算更新后的当前冷水机组状态(步骤1834)，绘制冷水机组的当前状态和历史状态(步骤 1836)。例如，可以用一个点表示当前的冷水机组状态，更新后的历史轨迹示出了刚过去的 冷水机组状态位置。历史轨迹具有端点(例如，远离冷水机组当前状态点)，这些点可能过期 或消失，因此只显示过去的M个状态或X分钟前的状态。这里所公开的多个实施例，可以在电子显示系统上的图形用户界面生成浪涌图的 图形描述。浪涌图可以保存在存储器中，并且即便浪涌图没有显示，也能被冷水机组控制器 的控制算法使用。在一些实施例中，可以使用用户输入装置(例如，如鼠标，操纵杆，多点触 摸等)操纵图形显示。表面图可以是透明的。在一些实施例中，示出了多个表面图(老的表 面图、最近的表面图、用于类似冷水机组的基准表面图，等)。在一些实施例中，当用户选择 图上的各种点时，可以提供X、1、Z轴打印输出或其它指标。各种代表性实施例中所示的系统和方法的构造和布置仅是说明性的。尽管本公开 仅详细描述了几个实施例，还可以有许多变形(例如，变化的尺寸，尺寸，结构，各种部件的 形状和比例，参数值，设备布置，材料，颜色的使用，方向等)。例如，部件的位置可以颠倒或 作其它改，分散部件的种类或数量或位置可以替换或改变。因此，所有这些变形都包括在本 公开的范围内。任何一种流程或方法步骤的次序或顺序可以根据替换的实施例进行改变或 重新排序。对代表性实施例的设计、运行条件和布置进行的各种替换、修改、变更和省略都 不脱离本发明的范围。本发明公开构思了用于完成各种操作的方法、系统和机器可读介质上的程序。可 以利用已有的计算机处理器、或用于适当系统的特定目的处理器或硬线系统执行本公开的实施例。本发明公开范围内的实施例包括程序产品，程序产品包括用于承载或具有机器执 行指令或存储数据结构的机器可读介质。该机器可读介质可以是任何能够被通常目的或特 殊目的的计算机或其它具有处理器的机器访问的可利用的介质。例如，这种机器可读媒体 可以包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CD - ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储设 备、或任何其它介质，该介质可用于承载或存储机器可执行指令形式的程序代码或数据结 构，并可以被一般用途或特殊用途的计算机或其它具有处理器的设备访问。当信息被转移 或通过网络或其它通讯连接提供(无论是硬连线，无线，或硬线或无线的组合)给一台机器， 机器上完全可以将这种连接作为机器可读介质。因此，任何这种连接可以用术语称为机器 可读介质。机器可执行指令包括，例如，指令和数据，这些指令和数据使通用的计算机，专用 的计算机或特殊用途的处理机执行一项或一组功能。尽管本发明公开使用术语例如“上方”和“下部”来表示一个或多个表面图中的坐 标位置，可以理解这些术语仅是一种示范而非限制。应该理解本公开的系统和方法可以应 用于任何表面图，不管方向。尽管附图示出了方法步骤的特定次序，步骤次序也可以与所描述的次序不相同。 可以同时或部分同时的执行两个或更多的步骤。这种变化将取决于软件和硬件系统的选择 和设计的选择。所有这些变化是属于公开范围。同样，可以用以规则为基础的逻辑和其它 逻辑的标准编程技术来完成软件的执行，进而完成各种连接步骤、处理步骤、比较步骤和决
策步骤。
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权利要求
一种冷水机组的控制器，包括处理电子，所述处理电子设置为检测多个浪涌事件并在至少三维的坐标系统中计算出每个浪涌事件的坐标点，三维坐标系统描述了检测到浪涌事件时冷水机组的至少三个条件；所述处理电子设置为利用计算点为至少三维的坐标系统计算出表面图；和所述处理电子设置为利用计算的表面图来控制冷水机组的至少一个设定值。
2.如权利要求1所述的控制器，其特征在于所述控制器连接到电子系统并使电子显示 系统显示表面图的绘制。
3.如权利要求1所述的控制器，其特征在于所述的至少三个条件包括(a)压缩机马达 变速驱动器(VSD)频率和(b)压缩机马达变速驱动器速度中的至少一个。
4.如权利要求3所述的控制器，其特征在于所述的至少三个条件包括压缩机导流片 位置或压缩机可变几何扩散体位置或下以的至少一个(c)冷凝器压力(CP)，(d)蒸发器压力(EP)和(e)冷凝器压力和蒸发器压力的压差(CP-EP)和压差(CP-EP)/EP。
5.如权利要求1所述的控制器，其特征在于所述处理电子设置为定义出三维坐标系统 的浪涌区域，所述处理电子管理一个或多个控制操作，从而防止冷水机组的当前运行条件 达到浪涌区域。
6.如权利要求1所述的控制器，其特征在于所述处理电子设置为估计出浪涌点并将估 计的浪涌点加到表面图上，所述处理电子将潜在浪涌点归为生成的浪涌点，将在检测到的 浪涌点基础上计算得到的点归为实际浪涌点。
7.如权利要求6所述的控制器，其特征在于所述处理电子进一步设置为对接近实际浪 涌点和接近生成浪涌点的冷水机组进行不同的控制。
8.如权利要求6所述的控制器，其特征在于所述处理电子进一步设置为定期控制冷水 机组测试生成浪涌点；在生成的浪涌点进行测试时，如果压缩机浪涌，其中的处理电路就用 实际浪涌点代替生成的浪涌点。
9.如利要求6所述的控制器，其特征在于所述处理电子进一步设置为检测到新的浪涌 点时更新表面图和生成的浪涌点。
10.如利要求1所述的控制器，其特征在于所述处理电子设置为定义出相对于表面图 的浪涌区域，并避免在至少一个控制设定值上控制的过程中在浪涌区域运行冷水机组。
11.如权利要求1所述的控制器，其特征在于所述处理电子进一步设置为利用多项曲 线拟合和线性回归计算方法中的至少一种来更新表面图。
12.如权利要求1所述的控制器，其特征在于所述处理电子设置为将每个实际浪涌点 与日期联系起来，所述处理电路设置为将与实际浪涌点相关联的日期和当前日期进行比 较，并在预定的时间段后去除实际浪涌点。
13.如权利要求1所述的控制器，其特征在于所述处理电子设置为根据以下至少一种 启动调整程序能量周期；本地用户界面命令；重要参数变化； 管理服务的指示；一个新的部分放置到系统中的指示；和 远程系统的命令。
14.如权利要求1所述的控制器，其特征在于所述处理电子设置为推迟检测和表面图 绘制活动直到冷水机组启动的预定时间已过期。
15.如权利要求1所述的控制器，其特征在于所述处理电子设置为利用表面图的能效 区域，并基于能效区域来控制冷水机组。
16.如权利要求1所述的控制器，其特征在于所述处理电子进一步设置为接收来自用 户输入设备的输入信号，其中用户输入信号用来操纵至少三维的坐标系统和表面图的图形 表不。
17.一种用于控制冷水机组的计算机化方法，包括利用冷水机组控制器的处理电子检测多个冷水机组浪涌事件； 利用处理电子计算每个检测到的浪涌事件在三维坐标系统中的坐标点，该系统说明了 与检测到的浪涌事件相关的冷水机组的至少三个条件；利用处理电子使用计算点为至少三维的坐标系统计算表面图；和 利用处理电子使用计算的表面图来控制冷水机组的至少一个设定值。
18.如权利要求17所述的计算机化方法，进一步包括 计算冷水机组的当前状态；基于当前状态和表面图预测浪涌条件；和 执行估计的控制措施来避免预测的浪涌条件。
19.如权利要求17所述的计算机化方法，进一步包括 估计潜在的浪涌点并将估计的潜在浪涌点加到表面图上；将潜在的浪涌点归为生成浪涌点，将基于检测到的浪涌点计算出的点归为实际浪涌点。对接近实际浪涌点和接近生成浪涌点的冷水机组进行不同的控制； 定期控制冷水机组测试生成浪涌点；和在生成的浪涌点进行测试时，如果压缩机浪涌，其中的处理电路就用实际浪涌点代替 生成的浪涌点。
20.如权利要求17所述的计算机化方法，其特征在于所述控制器连接到电子显示系 统，所述方法进一步包括使电子显示系统显示表面图的绘制。
全文摘要
一种冷水机组控制器包括处理电子，处理电子设置为检测多个浪涌事件。处理电子在至少三维的坐标系统中计算出每个检测到的浪涌事件的坐标点。三维坐标系统描述了检测到浪涌事件时冷水机组的至少三个条件。处理电子设置为利用计算点为至少三维的坐标系统计算表面图。处理电子进一步设置为利用计算的表面图控制冷水机组的至少一个设定值。
文档编号F25B49/02GK101995126SQ20101051162
公开日2011年3月30日 申请日期2010年10月19日 优先权日2009年10月20日
发明者布雷特·C·伦哈特, 柯克·H·德雷斯, 柯蒂斯·C·克兰, 罗伯特·D·特尼 申请人:约翰逊控制技术公司