[發明專利]具有預測性自然冷卻控制和自然冷卻優化的HVAC系統

有效

• 申請號: 201810038906.0
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108375144B
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 布拉德利·J·里德爾;格雷姆·威爾默特;馬修·J·阿斯穆斯
• 申請（專利權）人: 江森自控科技公司
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F11/64;F24F11/83;F24F110/10
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 脫穎

1.一種用于建筑物的暖通空調HVAC系統，所述HVAC系統包括：

冷卻器，所述冷卻器被配置用于當所述HVAC系統在機械冷卻狀態下運行時為所述建筑物中的冷卻負載提供機械冷卻；

熱交換器，所述熱交換器與所述冷卻器分離并且被配置用于當所述HVAC系統在自然冷卻狀態下運行時為所述建筑物中的所述冷卻負載提供自然冷卻；以及

控制器，所述控制器被配置成用于：

預測多個未來時間步長的外部空氣溫度；

基于通過使所述HVAC系統在所述自然冷卻狀態下運行相對于使所述HVAC系統在所述機械冷卻狀態下運行所產生的估計成本節省，計算最小自然冷卻時間，其中所述最小自然冷卻時間是所述HVAC系統必須在所述自然冷卻狀態下運行以使所述估計成本節省補償轉變到所述自然冷卻狀態所產生的成本的最小時間量；

判定在至少所述最小自然冷卻時間期間所預測的外部空氣溫度是否將小于自然冷卻溫度閾值；并且

響應于確定在至少所述最小自然冷卻時間期間所述所預測的外部空氣溫度將小于所述自然冷卻溫度閾值，而使所述HVAC系統從在所述機械冷卻狀態下運行轉變成在所述自然冷卻狀態下運行。

2.如權利要求1所述的HVAC系統，其中，所述控制器被配置用于：

判定在至少最小機械冷卻時間期間所述所預測的外部空氣溫度是否將大于所述自然冷卻溫度閾值；并且

響應于確定在至少所述最小機械冷卻時間期間所述所預測的外部空氣溫度將大于所述自然冷卻溫度閾值，而使所述HVAC系統從在所述自然冷卻狀態下運行轉變成在所述機械冷卻狀態下運行。

3.如權利要求1所述的HVAC系統，其中，所述控制器被配置用于：

確認實際外部空氣溫度；

判定所述實際外部空氣溫度是否高于所述自然冷卻溫度閾值；并且

響應于確定所述實際外部空氣溫度高于所述自然冷卻溫度閾值，而使所述HVAC系統從在所述自然冷卻狀態下運行轉變成在非冷卻狀態下運行。

4.如權利要求3所述的HVAC系統，其中，所述控制器被配置用于響應于確定所述實際外部空氣溫度當前高于所述自然冷卻溫度閾值并且被預測將在預定時間量內降低到低于所述自然冷卻溫度閾值，而使所述HVAC系統從在所述自然冷卻狀態下運行轉變成在所述非冷卻狀態下運行。

5.如權利要求1所述的HVAC系統，其中，所述控制器被配置用于：

確認實際外部空氣溫度；

判定所述實際外部空氣溫度是否低于所述自然冷卻溫度閾值；并且

響應于確定所述實際外部空氣溫度低于所述自然冷卻溫度閾值，而使所述HVAC系統從在非冷卻狀態下運行轉變成在所述自然冷卻狀態下運行。

6.如權利要求5所述的HVAC系統，其中，所述控制器被配置用于響應于確定所述實際外部空氣溫度當前高于所述自然冷卻溫度閾值并且被預測將在至少預定時間量期間保持高于所述自然冷卻溫度閾值，而使所述HVAC系統從在所述非冷卻狀態下運行轉變成在所述機械冷卻狀態下運行。

7.如權利要求1所述的HVAC系統，其中，所述控制器被配置用于通過以下方式計算所述最小自然冷卻時間：

確認由于使所述HVAC系統轉變到所述自然冷卻狀態所產生的成本；

估計通過使所述HVAC系統在所述自然冷卻狀態下運行相對于使所述HVAC系統在所述機械冷卻狀態下運行所產生的、作為所述HVAC系統在所述自然冷卻狀態下運行的時間量的函數的成本節省；以及

確定需要所述HVAC系統在所述自然冷卻狀態下運行以使所述成本節省大于或等于所述所產生的成本的最小時間量。