控制冷却系统的系统和方法_2

文档序号:9521978阅读:来源:国知局
,上述专用计算机和/或控制器使用上述一个或多个操作制冷机的制冷机 计算模型以通过使用压缩机发动机的负荷输入与蒸发器和冷凝器热交换器的任何一个或 多个温度和/或压力条件的结合来近似冷却的水负荷。
[0032] 本申请所揭示的各系统和各方法的各实施例可以包括预先确定功率负荷的定标 以优化和/或确定一个或多个部件(单独地作为各部件的子集,和/或作为各部件的总集) 的功率的功率设定点。本申请使用的术语定标包括但不限于功率负荷定标,该功率负荷定 标可以包括比如线性定标、非线性定标、优化定标等等。本申请所揭示的各方法可以使用定 标,该定标不依赖于环境条件,比如室外湿球温度。也就是说,本申请所揭示的各方法可以 控制不依赖于湿球温度的负荷的功率。
[0033] 本申请所揭示的各系统和各方法的各实施例可以包括不在该冷却系统或一个或 多个部件(例如制冷机)的上限和/或下限处采用定标优化的方面。对于具有例如多个制 冷机、栗和/或风扇的冷却系统,全负荷值可以确定为多个部件完全通电的最大功率输入 参数并然后由上述最大功率输入参数进行标定。例如,上述功率输入参数可以被缩小,从而 可以实现期望(例如预先确定)的性能容量,更少的功率输入进入作为整体的系统中。作 为可选的或额外的实施例,部分负荷值可以被确定,然后上述功率可以被放大和/或缩小, 从而可以实现期望(例如预先确定)的性能容量,更多的和/或更少的功率输入进入到作 为整体的系统中。
[0034] 对该冷却系统的每个部件进行的定标不需要是相同的。可以理解,由于各单个部 件的性能特性的差异,各部件可以基于各灵敏度进行不同运转。因此,可以理解,在该系统 的部件级的定标可以改变。在部件级的定标可以通过确定对于系统温度的进入部件的功率 输入的灵敏度(例如进入部件的功率输入与冷却系统温度变化之间的功率负荷关系)来执 行。
[0035] 在各系统和各方法的一个实施例中,该控制器控制该冷却系统的各部件(例如栗 和/或风扇)的操作,从而在或靠近部件操作条件的上限处,该冷却系统的控制器不顾该定 标(例如该功率负荷关系偏离该定标)。
[0036] 此外,在各系统和各方法的某些实施例中,在或靠近部件操作条件的下限处,该控 制器不顾该定标并且控制上述一个或多个部件使该功率负荷关系偏离该定标以保护一个 或多个部件避免各种低限制问题。
[0037] 各系统和各方法的另一个实施例可以包括将对当前不进行操作的冷却塔(例如 风扇和/或单元)的激活视为冷却系统的给定操作参数。通常,激活额外的风扇和/或单 元将通过在热交换器的更宽表面上分布热排放量来增加该冷却塔的热传递效率。虽然激活 风扇和/或单元的动作可能需要对于给定操作参数增加栗送功率以产生足够的流量使所 有运行的风扇和/或单元适于至少最小的流动条件,但是热传递表面面积增加、操作冷却 塔(例如风扇和/或单元)的气流上的流动阻力降低以及制冷机上的落差减少会产生制冷 机组的整体系统功率降低。对激活增加的风扇和/或单元的考虑的过程可以将该栗送系统 需要增加的功率视为实现所有风扇和/或单元的最小流动要求,上述所有风扇和/或单元 包括考虑激活的风扇和/或单元。如果激活后的各栗和各风扇和/或各单元的功率不超过 建立的当前标定的栗和风扇功率设定点的功率比(例如1. 5倍),当前标定的栗和风扇功率 设定点由上述定标来确定(例如线性功率设定点),则增加的风扇和/或单元可以联机并且 各风扇和/或各单元操作于最小流动条件,直到制冷机组负荷增加因而增加上述栗功率设 定点到高于保持该冷却塔(例如风扇和/或单元)于最小流动条件的功率的值。
【附图说明】
[0038] 图1示出了根据一个实施例的冷却系统的示意图。
[0039] 图2A示出了根据一个实施例的控制制冷机组的方法的流程图。
[0040] 图2B示出了根据一个实施例的控制制冷机组的另一个方法的流程图。
[0041] 图3示出了根据一个实施例的控制制冷机组的一个方法的流程图。
[0042] 图4A示出了根据一个实施例的控制制冷机组的一个方法的流程图。
[0043] 图4B示出了根据另一个实施例的控制制冷机组的一个方法的流程图。
[0044] 图4C示出了根据又一个实施例的控制制冷机组的一个方法的流程图。
[0045] 图5A和5B示出了根据不使用定标的一个方法的功率图表。
[0046] 图6不出了根据一个实施例的功率图表。
[0047] 图7不出了根据一个实施例的功率图表。
[0048] 图8示出了风扇控制逻辑的一个实施例的示意图,该风扇控制逻辑可以对例如可 变速度风扇进行实施。
[0049] 图9示出了栗控制逻辑的一个实施例的示意图,该栗控制逻辑可以对于例如可变 速度栗进行实施。
【具体实施方式】
[0050] 参照以下描述和附图可以对各系统和各方法进一步进行理解,其中类似的元件用 相同的附图标记指示。本申请所揭示的各系统和各方法的某些实施例用于控制冷却系统的 一个或多个部件的功率输入以优化由该冷却系统作为整体使用的功率效率。
[0051] 上述一个或多个部件可以包括一个或多个可变容量部件。可变容量部件的一个例 子包括但不限于可变容量冷凝器栗,例如可变速度冷凝器栗。可变容量部件的另一个例子 包括但不限于可变容量塔风扇,例如可变速度塔风扇。
[0052] 本申请所揭示的各系统和各方法的某些实施例用于控制水冷制冷机组系统的可 变速度冷凝器栗和/或可变速度塔风扇的功率输入以优化由该水冷制冷机组系统使用的 功率效率。
[0053] 图1示出了根据一个实施例的冷却系统100的示意图。该冷却系统100包括HVAC 装置(例如可以是或包括制冷机)102和冷却塔104,该HVAC装置102与该冷却塔104经 由流体回路106连接。该HVAC装置102可以是水冷制冷机。该流体回路106具有冷凝器 流体供给侧(例如冷水侧)108和冷凝器流体回流侧(例如热水侧)110。该流体回路106 包括栗112,该栗112栗送流过该流体回路106的流体(例如水)。例如,该栗112可以是 进行操作以将冷却的流体从该冷却塔104经由该冷凝器流体供给侧108导向该HVAC装置 102的冷凝器侧114的冷凝器栗。该栗112 (例如冷凝器栗)具有发动机116。在某些实施 例中,该栗112是可变速度栗,该发动机116可以是可变速度发动机(例如由可变速度驱动 器控制的发动机,该可变速度驱动器用于控制该发动机的速度),从而使得该流体回路106 中的流体流动速度(例如水流速度)是可控制的。因此,流过连接于该栗112的流体回路 106 (例如从该冷却塔104到该HVAC装置102)的流体的流动速率可以通过控制该发动机 116的速度来进行控制。可以理解,该冷却系统100可以具有多个制冷机、多个冷却塔(或 多个风扇和/或多个单元)、多个流体回路,和/或多个栗。
[0054] 由于从热源(例如建筑)移除的热量被传递到该HVAC装置102的冷凝器侧114, 然后被传递到冷却的流体,使冷却的流体变成热流体,因此冷却的流体在该HVAC装置102 处成为热流体。然后,该热流体被引导经由该流体回路106的冷凝器流体回流侧110流向 该冷却塔104。
[0055] 该冷却塔104从该HVAC装置102接收该热流体并通过例如将热量从该热流体传 递到大气(例如周围环境侧)中对该热流体进行冷却。该冷却塔104包括风扇118,通过 对该风扇118 (和/或该冷却塔104的其他部件)进行操作,由该冷却塔104接收的热流体 通过将热量从该热流体传递到大气环境中而被冷却。该风扇118可以是与发动机120连接 的可变速度风扇,该发动机120在某些实施例中可以是可变速度发动机(例如由可变速度 驱动器控制的发动机,该可变速度驱动器用于控制该发动机的速度),从而风扇速度(例如 转速、空气流动速率等等)可以被控制。也就是说,通过控制该发动机120的速度,该风扇 118的速度可以被控制,因而从该热流体到大气环境中的散热也可以被控制。
[0056] 该冷却系统100包括控制器122。该控制器122的一个例子是包括处理器124和 与该处理器124进行通信的非瞬时性存储器126的计算机。在某些实施例中,该控制器122 是(或包括,或可以连接于)特别配置为执行本申请所揭示的各方法的专用计算机。该非 瞬时性存储器126储存计算机可读指令128,上述计算机可读指令128可以由该处理器124 执行。上述计算机可读指令128用于控制该冷却系统100的一个或多个部件(例如栗发动 机116和/或风扇发动机120的功率输入)的一个或多个方法。
[0057] 在一个实施例中,根据已执行的计算机可读指令128进行操作的控制器122与该 栗发动机116和/或该风扇发动机120进行通信。该控制器122还可以与其他部件进行通 信,比如用于检测例如该冷却系统100中各点处的温度和/或压力、该栗发动机116或该风 扇发动机120的功率输入和/或用电量等的一个或多个传感器(检测器)。
[0058] 在一个实施例中,该控制器122可以包括计算机可读指令128,上述计算机可读指 令128用于实现确定一个或多个制冷机的功率输入的第一灵敏度作为落差的函数、确定一 个或多个其他部件的功率输入的第二灵敏度作为落差的函数、然后使该第一灵敏度与该第 二灵敏度一致的方法。
[0059] 例如,与传感器和/或检测器进行通信的控制器122可以确定该冷却系统100的 一个或多个部件的用电量以及蒸发器和冷凝器饱和温度以确定制冷机负荷。该控制器122 可以基于需要从该冷却系统1〇〇移除的热量来确定一个或多个部件的功率输入。在操作 时,该控制器122配置成控制该栗发动机116和风扇发动机120的功率输入以根据由该处 理器124执行的指令128来优化该冷却系统100的一个或多个部件的功率输入。并且,由 该处理器124执行的指令128通过基于数据进行定标来给该控制器122提供用于优化该冷 却系统100的一个或多个部件的功率输入的程序,上述数据例如可以包括经由该冷却系统 100的传感器和/或检测器收集的数据。
[0060] 图2A示出了包含于计算机可读指令中(例如图1中的128)的方法150的一个实 施例。可以理解,该方法150可以用能够运行计算机可读指令(例如图1中的128)的控制 器(例如图1中的122)和/或单机来执行,上述计算机可读指令为该制冷机和其他部件性 能建立模型以确定该冷却系统的一个或多个部件的功率设定点(例如具有功率负荷关系 的功率输入参数)。一旦确定了上述功率设定点,对上述功率设定点的描述可以被输入到该 控制器中(例如图1中的122)。相应地,术语"控制器"(例如图1中的122)可以包括单 机,该单机可以独立地进行操作以确定上述功率设定点,其中上述功率设定点然后被传送 到该控制器。
[0061] 该方法15
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