坐標(biāo)化流動控制的制作方法
【專利摘要】一種在熱交換器系統(tǒng)中的坐標(biāo)化流動控制的方法，其包括在所述熱交換器系統(tǒng)的相關(guān)監(jiān)視溫度需要調(diào)整時，調(diào)整所述熱交換器系統(tǒng)的可變驅(qū)動器的位置；確定所述可變驅(qū)動器的經(jīng)調(diào)整位置是否在預(yù)定位置范圍內(nèi)；如果所述可變驅(qū)動器的經(jīng)調(diào)整位置不在預(yù)定位置范圍內(nèi)，那么調(diào)整所述熱交換器系統(tǒng)的離散驅(qū)動器的位置；和響應(yīng)于調(diào)整所述離散驅(qū)動器的位置而重設(shè)所述可變驅(qū)動器的位置。
【專利說明】坐標(biāo)化流動控制
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文中公開的標(biāo)的大致涉及熱交換器領(lǐng)域，且更特定地涉及熱交換器中的坐標(biāo)化流動控制的方法。
[0002]發(fā)明背景
在常規(guī)熱交換器系統(tǒng)中，獨立控制回路用于控制系統(tǒng)中用于熱交換的兩個或多個流體流?？刂苹芈肥怯蓡为毜目刂破鞔俪伞？刂破鳒y量調(diào)節(jié)空間的溫度與期望設(shè)定點之間的誤差以計算所需流體驅(qū)動器的位置(或命令)。例如，可使用兩個控制器來控制風(fēng)扇線圈單元中的閥和風(fēng)扇。
發(fā)明概要
[0003]根據(jù)本發(fā)明的實例實施方案，一種在熱交換器系統(tǒng)中的坐標(biāo)化流動控制的方法監(jiān)視調(diào)節(jié)空間的溫度；確定所監(jiān)視的溫度是否需要調(diào)整；如果所監(jiān)視的溫度需要調(diào)整那么調(diào)整熱交換器系統(tǒng)的可變驅(qū)動器的位置；確定可變驅(qū)動器的經(jīng)調(diào)整位置是否在預(yù)定位置范圍內(nèi)；如果可變驅(qū)動器的經(jīng)調(diào)整位置不在預(yù)定位置范圍內(nèi)，那么調(diào)整熱交換器系統(tǒng)的離散驅(qū)動器的位置；和響應(yīng)于調(diào)整離散驅(qū)動器的位置而重設(shè)可變驅(qū)動器的位置。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的另一實例實施方案，系統(tǒng)包括熱交換器；可變驅(qū)動器，其與熱交換器運轉(zhuǎn)連通且被構(gòu)造來以連續(xù)方式改變通過熱交換器的第一流體流；離散驅(qū)動器，其與熱交換器連通且被構(gòu)造來以至少兩個離散速率中的一個而改變通過熱交換器的第二流體流；和控制器，其與可變驅(qū)動器和離散驅(qū)動器連通，其中控制器被構(gòu)造來取決于離散驅(qū)動器的當(dāng)前位置而在一定范圍內(nèi)調(diào)整可變驅(qū)動器的位置。
[0005]本發(fā)明的其它方面、特征和技術(shù)將結(jié)合附圖從下文描述變得更顯而易見。
[0006]附圖簡述
現(xiàn)在參考附圖，其中在多個圖中相同元件標(biāo)號相同:
圖1描繪熱交換器；
圖2描繪風(fēng)扇線圈熱交換器；
圖3描繪根據(jù)實例實施方案的熱交換器控制單元；
圖4描繪根據(jù)實例實施方案的坐標(biāo)化流動控制的方法；
圖5描繪根據(jù)實例實施方案的坐標(biāo)化流動控制的方法；
圖6描繪根據(jù)實例實施方案的坐標(biāo)化流動控制的方法；
圖7描繪根據(jù)實例實施方案的坐標(biāo)化流動控制的方法；和
圖8描繪實例運轉(zhuǎn)流動范圍等高線空間，其中等高線表示處于固定熱交換容量的運轉(zhuǎn)。
【具體實施方式】
[0007]在此詳細描述坐標(biāo)化流動控制的實施方案。這種方法的技術(shù)效果和優(yōu)點包括減少熱交換器系統(tǒng)的磨損和系統(tǒng)循環(huán)運轉(zhuǎn)，從而改進系統(tǒng)壽命和性能。[0008]轉(zhuǎn)到圖1，圖示了熱交換器100。熱交換器100包括與熱交換介質(zhì)103流體連通的雙驅(qū)動器101至102。驅(qū)動器101至102可為可變驅(qū)動器或離散驅(qū)動器，其被安置來控制通過其的流體流。如本文中使用，可變驅(qū)動器是被構(gòu)造來以相對連續(xù)方式(例如)從可用流的約0%至100%控制流體流速的驅(qū)動器。此外，如本文中所使用，離散驅(qū)動器是被構(gòu)造來以相對離散方式(例如)通過可用流的離散設(shè)定點而控制流體流速的驅(qū)動器。驅(qū)動器101至102可為閥、風(fēng)扇、螺線管、泵或任何適當(dāng)驅(qū)動器。例如，閥驅(qū)動器可以是配置在管道上的閥，其被安置來限制通過管道的流體流。此外，風(fēng)扇驅(qū)動器可以是開放式風(fēng)扇或?qū)Ч茱L(fēng)扇，其被安置來控制介質(zhì)103上的空氣流速。介質(zhì)103可以是任何適當(dāng)介質(zhì)，例如，被安置來將熱從通過驅(qū)動器101控制的流體(例如，工作流體或制冷劑)傳輸?shù)接沈?qū)動器102控制的流體(例如，空氣)的風(fēng)扇線圈配置。例如，圖2描繪風(fēng)扇線圈熱交換器系統(tǒng)200。
[0009]如所示，可變驅(qū)動器201可控制通過風(fēng)扇線圈203的水流。此外，離散驅(qū)動器或風(fēng)扇202可控制通過風(fēng)扇線圈203的空氣流速。因此，隨著水流動通過風(fēng)扇線圈203，被迫到風(fēng)扇線圈上的空氣從流動通過其的水接收熱。以這種方式，水被冷卻。根據(jù)所示的特定配置，風(fēng)扇202可以多個速度(例如，除了被關(guān)閉(S卩，零速度)之外的至少兩個預(yù)定速度)中的一個而離散地驅(qū)動。因此，風(fēng)扇202可轉(zhuǎn)到高速或低速。在替代構(gòu)造中，風(fēng)扇可被安置來轉(zhuǎn)到任何數(shù)目的期望離散速度下。此外，驅(qū)動器201可以是可變值。因此，水的流速可被控制在風(fēng)扇線圈203的例如從0%至100%的某一百分比量。
[0010]系統(tǒng)200具有總熱交換容量，其取決于風(fēng)扇線圈203的材料和物理性質(zhì)，和空氣流動通過風(fēng)扇202以及流體流動通過風(fēng)扇線圈203兩者的方向和構(gòu)造。一般而言，系統(tǒng)200的熱力學(xué)性能可描述成滿足調(diào)節(jié)空間的制冷/制熱需求的能力，由驅(qū)動器201至202使用的能量(或功率)和熱傳遞效率。此外，包括跨越系統(tǒng)200的溫度上升和峰值功率使用的其它標(biāo)準(zhǔn)可明確被處罰。例如，在具有冷卻水供應(yīng)的空氣處理器系統(tǒng)的情況下，可對于具有跨越熱交換器系統(tǒng)200的較低冷卻水溫度上升施以費用($)處罰。取決于任何情況，處罰函數(shù)可構(gòu)建成熱交換器系統(tǒng)200的性能的數(shù)學(xué)度量。如本文中所使用，處罰函數(shù)在任何給定時間的值被稱為任何所描述的系統(tǒng)的罰金或費用。為了使系統(tǒng)的罰金降到最少，實例實施方案提供集成的控制系統(tǒng)以促成調(diào)節(jié)空間的期望溫度與實際溫度之間的低誤差。
[0011]圖3描繪根據(jù)實例實施方案的熱交換器控制系統(tǒng)。系統(tǒng)300包括連續(xù)或可變驅(qū)動器301和離散驅(qū)動器302。例如，可變驅(qū)動器301可被安置來促成以連續(xù)方式控制流動通過其的流體。此外，離散驅(qū)動器302可被安置來促成以離散方式(例如)通過使用至少兩個位置或速度而控制流動通過其的流體。
[0012]系統(tǒng)300還包括與可變驅(qū)動器301和離散驅(qū)動器302運轉(zhuǎn)連通的熱交換器303。熱交換器303可為如上文描述的任何適當(dāng)熱交換器。系統(tǒng)300還包括與熱交換器306連通的調(diào)節(jié)區(qū)域304。
[0013]系統(tǒng)300還包括與調(diào)節(jié)區(qū)域305連通的設(shè)定點計算部分305。例如，設(shè)定點計算部分305可從調(diào)節(jié)區(qū)域304接收溫度反饋。此外，設(shè)定點計算部分304可在外部接收期望的設(shè)定點信息，且將誤差值提供給控制器306?？刂破?06可與連續(xù)驅(qū)動器301運轉(zhuǎn)連通，且可響應(yīng)于所接收的誤差值而調(diào)整驅(qū)動器的可變定位。系統(tǒng)300還包括與控制器306和離散驅(qū)動器302連通的離散值選擇部分307。離散值選擇部分307可從控制器306接收可變定位信號。響應(yīng)于由設(shè)定點計算部分305通過控制器306提供的值，離散值選擇部分307可將離散驅(qū)動器302調(diào)整在處于任何可用且適當(dāng)?shù)碾x散位置中，并且可將重設(shè)信號發(fā)送到控制器306。
[0014]在下文中，參考圖4至圖8更詳細描述系統(tǒng)300的運轉(zhuǎn)。
[0015]圖4描繪根據(jù)實例實施方案的坐標(biāo)化控制的方法。方法400可包括在方框401監(jiān)視調(diào)節(jié)空間的溫度。例如，監(jiān)視可通過設(shè)定點計算部分305而促成。方法400還包括在方框403確定溫度調(diào)整是否有必要。如果有必要調(diào)整，那么在方框405調(diào)整可變驅(qū)動器301。其后，方法400包括在方框407確定可變驅(qū)動器301的位置是否在邊界外，或在預(yù)定或期望范圍之外。如果可變驅(qū)動器301在邊界外，那么方法400包括在方框409將離散驅(qū)動器302調(diào)整到可用離散值，和在方框411基于離散驅(qū)動器302的當(dāng)前離散值而重設(shè)可變驅(qū)動器301。
[0016]如上文所述，可變驅(qū)動器301可被監(jiān)視以確定其是否在預(yù)定或期望范圍的邊界內(nèi)。這個范圍取決于離散驅(qū)動器302的當(dāng)前離散值。例如，轉(zhuǎn)到圖8，離散驅(qū)動器302包括至少兩個速度或離散設(shè)定801和802。如所示,兩個離散設(shè)定在點810和820與運轉(zhuǎn)流動范圍等高線相交。因此應(yīng)了解，取決于可變驅(qū)動器的位置，可由系統(tǒng)300在離散設(shè)定801和802兩者下提供相同的運轉(zhuǎn)熱交換容量。可能期望可變驅(qū)動器位置落入基于在設(shè)定801和802的每個下所提供的流動容量的特定范圍內(nèi)。例如，可基于可變驅(qū)動器或離散驅(qū)動器或連接到這些驅(qū)動器的其它系統(tǒng)中的任一個的能量消耗來選擇所述范圍。這些范圍以及因此可變驅(qū)動器的位置或設(shè)定可通過以下坐標(biāo)映射來確定:
【權(quán)利要求】
1.一種在熱交換器系統(tǒng)中的坐標(biāo)化流動控制的方法，其包括: 在所述熱交換器系統(tǒng)的相關(guān)監(jiān)視溫度需要調(diào)整時，調(diào)整所述熱交換器系統(tǒng)的可變驅(qū)動器的位置； 確定所述可變驅(qū)動器的所述經(jīng)調(diào)整位置是否在預(yù)定位置范圍內(nèi)； 如果所述可變驅(qū)動器的所述經(jīng)調(diào)整位置不在所述預(yù)定位置范圍內(nèi)，那么調(diào)整所述熱交換器系統(tǒng)的離散驅(qū)動器的位置；和 響應(yīng)于調(diào)整所述離散驅(qū)動器的位置而重設(shè)所述可變驅(qū)動器的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括確定所述調(diào)節(jié)空間的預(yù)定設(shè)定點溫度與所述調(diào)節(jié)空間的實際溫度之間的誤差量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其還包括確定所述誤差量在預(yù)定誤差可容許度之內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中調(diào)整所述可變驅(qū)動器的位置包括增加或減少由所述可變驅(qū)動器控制的流體流，以減小所述誤差量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定所述可變驅(qū)動器的所述經(jīng)調(diào)整位置是否在所述預(yù)定位置范圍內(nèi)包括: 將所述可變驅(qū)動器的當(dāng)前位置和所述離散驅(qū)動器的當(dāng)前位置與坐標(biāo)矩陣相比以確定所述預(yù)定位置范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中如果所述可變驅(qū)動器的當(dāng)前位置大于所述預(yù)定位置范圍的最大值，那么在所述重設(shè)期間，所述離散驅(qū)動器的位置增大，且所述可變驅(qū)動器的位置減小。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中如果所述可變驅(qū)動器的當(dāng)前位置小于所述預(yù)定位置范圍的最小值，那么在所述重設(shè)期間，所述離散驅(qū)動器的位置減小，且所述可變驅(qū)動器的位置增大。
8.一種系統(tǒng)，其包括: 熱交換器； 可變驅(qū)動器，其與所述熱交換器運轉(zhuǎn)連通且被構(gòu)造來以連續(xù)方式改變通過所述熱交換器的第一流體流； 離散驅(qū)動器，其與所述熱交換器連通且被構(gòu)造來以至少兩個離散速率中的一個而改變通過所述熱交換器的第二流體流；和 控制器，其與所述可變驅(qū)動器和所述離散驅(qū)動器連通，其中所述控制器被構(gòu)造來取決于所述離散驅(qū)動器的當(dāng)前位置而在一定范圍內(nèi)調(diào)整所述可變驅(qū)動器的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述熱交換器是風(fēng)扇線圈熱交換器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述可變驅(qū)動器是可變流液體閥且所述離散驅(qū)動器是多速度風(fēng)扇。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其還包括: 調(diào)節(jié)空間，其與所述熱交換器連通；和 設(shè)定點計算構(gòu)件，其與所述調(diào)節(jié)空間和所述控制器連通，其中所述設(shè)定點計算構(gòu)件被構(gòu)造來確定所述調(diào)節(jié)空間的設(shè)定點溫度與實際溫度之間的誤差量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其還包括離散驅(qū)動器控制器，其與所述設(shè)定點計算構(gòu)件和所述離散驅(qū)動器連通，其中離散驅(qū)動器控制器被構(gòu)造來在所述可變驅(qū)動器的當(dāng)前位置在預(yù)定位置范圍之外時調(diào)整所述離散驅(qū)動器的當(dāng)前位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述控制器還被構(gòu)造來將所述可變驅(qū)動器的當(dāng)前位置和所述離散驅(qū)動器的當(dāng)前位置與坐標(biāo)矩陣相比以確定所述預(yù)定位置范圍。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中如果所述可變驅(qū)動器的當(dāng)前位置大于所述預(yù)定位置范圍的最大值，那么所述離散驅(qū)動器控制器被構(gòu)造來增大所述離散驅(qū)動器的位置，且所述控制器被構(gòu)造來減小所述可變驅(qū)動器的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中如果所述可變驅(qū)動器的當(dāng)前位置小于所述預(yù)定位置范圍的最小值，那么所述離散驅(qū)動器控制器被構(gòu)造來減小所述離散驅(qū)動器的位置，且所述控制器被構(gòu)造來增大所述可變驅(qū)動器的位置。
【文檔編號】F25B49/02GK103748421SQ201280032027
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月29日
【發(fā)明者】H.S.塞恩, S.A.博爾托夫, O.若斯蘭, E.羅耶 申請人:開利公司