CN119404068A 用于控制冷却器的系统和方法 （泰科消防及安全有限公司）

2024.12.23PCT/US2023/0248612023.06.08WO2023/239872EN2023.12.14一种被配置成在多个冷却模式下操作的加成将所述冷却流体置于与环境空气流的第二热由所述处理电路系统执行时被配置成使所述处理电路系统基于所述HVAC&R系统的冷却需求以及基于所述HVAC&R系统的估计功率消耗来在所述多个冷却模式之间转变所述HVAC&R系统的操2自由冷却系统，其被配置成将所述冷却流体置于与环境空气流的第二热交换关系中；和处理电路系统执行时被配置成使所述处理电路系统基于所述HVAC&R系统的冷却需求以及基于所述HVAC&R系统的估计功率消耗来在所述多个冷却模式之间转变所述HVAC&R系统的2.根据权利要求1所述的HVAC&R系统，其中所述指令在由所述处理电路系统执行时被在所述多个冷却模式中的机械冷却模式下操作所述机械冷却系统并暂停所述自由冷在所述多个冷却模式中的自由冷却模式下操作所述自由冷却系统并暂停所述机械冷在所述多个冷却模式中的混合冷却模式下操作所述机械冷却系统并操作所述自由冷3.根据权利要求2所述的HVAC&R系统，其中所述指令在由所述处理电路系统执行时被配置成使所述处理电路系统基于环境空气温度小于由所述HVAC&R系统接收到的所述冷却流体的温度的确定来将所述HVAC&R系统的操作从所述机械冷却模式转变到所述混合冷却4.根据权利要求2所述的HVAC&R系统，其中所述指令在由所述处理电路系统执行时被基于预期所述HVAC&R系统在所述自由冷却模式下的操作满足所述冷却需求的第一确定以及基于所述HVAC&R系统在所述自由冷却模式下的第一估计功率消耗小于所述HVAC&R系统在所述混合冷却模式下的第二估计功率消耗的第二确定来将所述HVAC&R系统的操作5.根据权利要求4所述的HVAC&R系统，其中所述自由冷却系统包括被配置成引导所述冷却流体穿过其中的热交换器和被配置成迫使所述环境空气流跨过所述热交换器的风扇，并且其中所述指令在由所述处理电路系统执行时被配置成使所述处理电路系统估计所述6.根据权利要求5所述的HVAC&R系统，其中所述机械冷却系统包括被配置成引导所述时被配置成使所述处理电路系统估计所述压缩机的功率消耗以确定所述第二估计功率消7.根据权利要求6所述的HVAC&R系统，其中所述机械冷却系统包括被配置成将所述工处理电路系统执行时被配置成使所述处理电路系统估计所述冷凝器的有效性以确定所述38.根据权利要求4所述的HVAC&R系统，其中所述指令在由所述处理电路系统执行时被基于所述HVAC&R系统在所述混合冷却模式下的所述第二估计功率消耗小于所述HVAC&R系统在所述自由冷却模式下的所述第一估计功率消耗的第三确定来将所述HVAC&R系统从9.根据权利要求4所述的HVAC&R系统，其中所述指令在由所述处理电路系统执行时被基于所述HVAC&R系统在所述自由冷却模式下的操作预期不会满足所述冷却需求的第三确定来将所述HVAC&R系统的操作从所述自由冷却模式转变到所述在所述HVAC&R系统的混合冷却模式下操作机计算由所述HVAC&R系统在所述混合冷却模式下提计算由所述机械冷却系统和所述自由冷却系统在所述混合冷却模式下消耗的输入功确定在所述HVAC&R系统的自由冷却模式下所述自由冷却系统的操作和所述机械冷却计算由所述自由冷却系统在所述自由冷却模式下消耗的响应于输入功率的所述第二估计量小于输入功率的所述第一估计量的确定而将所述HVAC&R系统的操作从所述混合冷却模式转变到所述11.根据权利要求10所述的计算机可读介质，其中所述指令在由所述处理电路系统执基于所述机械冷却系统的风扇的操作速度、环境空气温度、被基于所述冷凝器的所述有效性来计算冷却容量12.根据权利要求10所述的计算机可读介质，其中所述指令在由所述处理电路系统执行时使所述处理电路系统基于所述自由冷却系统在所述自由冷却模式下消耗的输入功率的所述第二估计量来计算所述自由冷却系统的风扇的估13.根据权利要求10所述的计算机可读介质，其中所述指令在由所述处理电路系统执行时使所述处理电路系统确定由所述机械冷却系统提供的冷却容量的所述估计总量的第一量与由所述自由冷却系统提供的冷却容量的所述估计总量的第14.根据权利要求10所述的计算机可读介质，其中所述指令在由所述处理电路系统执行时使所述处理电路系统响应于输入功率的所述第一估计量小于输入功率的所述第二估计量的附加确定来将所述HVAC&R系统的操作从所述自由冷却模式转变到所述混合冷却模415.根据权利要求10所述的计算机可读介质，其中所述指令在由所述处理电路系统执行时使所述处理电路系统基于环境空气温度大于由所述HVAC&R系统接收到的冷却流体的温度的附加确定来在所述HVAC&R系统的机械冷却模式下操作所述机械冷却系统并暂停所16.根据权利要求10所述的计算机可读介质，其中所述指令在由所述处理电路系统执行时使所述处理电路系统调节所述机械冷却系统的压缩机的操作并调节所述自由冷却系统的风扇在所述混合冷却模式下的操作以降低所述HVAC&R系统的17.根据权利要求10所述的计算机可读介质，其中所述指令在由所述处理电路系统执行时使所述处理电路系统响应于所述HVAC&R系统在所述自由冷却模式下的操作预期提供大于冷却容量的所述估计总量的附加确定来将所述HVAC&R系统的操作从所述混合冷却模机械冷却系统，其被配置成使工作流体循环穿过其中并将热量从冷在所述HVAC&R系统的机械冷却模式下操作所述机械冷却系统并暂停所述自由冷却系在所述HVAC&R系统的自由冷却模式下操作所述自由冷却系统并暂停所述机械冷却系在所述HVAC&R系统的混合冷却模式下操作所述机械冷却系统并操作所述自由冷却系基于所述HVAC&R系统的冷却需求、与所述机械冷却系统的操作相冷却模式和所述混合冷却模式之间转变所述H基于环境空气温度小于由所述HVAC&R系统接收到的所述冷却流体的温度的第一确定基于所述HVAC&R系统在所述自由冷却模式下的操作预期提供等于或大于所述HVAC&R系统在所述混合冷却模式下的第二冷却容量的在所述自由冷却模式下的第一冷却容量的第二确定以及基于所述HVAC&R系统在所述自由冷却模式下的第一估计功率消耗小于所述HVAC&R系统在所述混合冷却模式下的第二估计功率消耗的第三确定来将所述HVAC&R系统20.根据权利要求19所述的HVAC&R系统，其中所述第一估计功率消耗包括所述自由冷5[0003]此部分旨在向读者介绍可与下文描述的本公开的各个方面相关的技术的各个方操作以调节工作流体的压力并使工作流体在冷却器系统的温度相对低时，冷却器系统的冷却需求可降低并且/或者操作条件可使得冷却器能够在不6器包括指令，这些指令在由该处理电路系统执行时被配置成使该处理电路系统基于该HVAC&R系统的冷却需求以及基于该HVAC&R系统的估计功率消耗来在该多个冷却模式之间行时使处理电路系统：在HVAC&R系统的混合冷却模式下操作机械冷却系统和自由冷却系系统和自由冷却系统在混合冷却模式下消耗的输入功率的第一估计量以提供冷却容量的小于输入功率的第一估计量的确定而将HVAC&R系统的操作从混合冷却模式转变到自由冷模式和混合冷却模式之间转变HVAC&R[0012]图1是根据本公开的一方面的在商业环境中利用加热、通风、空气调节和制冷[0013]图2是根据本公开的一方面的蒸汽压缩系统的实施例的透视图，该蒸汽压缩系统[0014]图3是根据本公开的一方面的具有机械冷却系统和自由冷却系统的蒸汽压缩系统[0015]图4是根据本公开的一方面的具有机械冷却系统和自由冷却系统的蒸汽压缩系统[0016]图5是根据本公开的一方面的具有机械冷却系统和自由冷却系统的蒸汽压缩系统[0017]图6是根据本公开的一方面的根据对蒸汽压缩系统的各种操作模式的冷却负载需7解释为排除此外并入所叙述特征中的附加实施例的存在。的实施例涉及一种用于包括自由冷却系统和机械冷却系统的冷却器系统的控制系统(例8是相对冷的。相对冷的环境空气可以使得冷却器系统能够更高效地操作以满足冷却需求。系统可以经由自由冷却系统的风扇的操作和机械冷却系统的压缩机望用于控制蒸汽压缩系统的不同冷却模式之间的转变的改善的系统和方法。根据本技术，某些实施例包括控制系统，该控制系统可用于更高效地在冷却模式之间转变HVAC&R系统，9操作条件和/或预期操作条件来估计针对不同冷却模式的HVAC&R系统的能量使用值(例如，模式)的预期能量消耗水平。基于当前操作模式的能量消耗水平和不同的操作模式的预期能量消耗水平的比较，控制系统可以确定是否将HVAC&R系统的操作转变到不同的操作模和制冷(HVAC&R)系统10的环境的实施例的透视图。HVAC&R系统10可以通过蒸汽压缩制冷、18内的风扇跨过热交换器的盘管吸取空气并将受调节空气引导到建筑物12内的诸如房间、压力的控制阀和/或感测冷却流体/加热流体、空气等的温度和压力的温度传感器或开关。汽压缩制冷循环)和被配置成改善HVAC&R系统10的效率的自由冷却系统。自由冷却系统和式)之间的改善的转变可以使得HVAC&R系统10能够满足负载需求，同时限制消耗的能量的统被配置成控制HVAC&R系统10的操作模式之间的转变并且使得机械冷却系统和自由冷却体)。例如，空气冷却式热交换器56可沿着由一个或多个风扇60形成的空气流动路径59定式热交换器56，使得自由冷却供应冷却负载需求的至少一部分。在一些情况下，诸如在[0034]如图3的所示实施例中所示，阀64可以从泵65接收冷却流体58并且可以选择性地和两个双向蝶阀，该两个双向蝶阀机械地联接到致动器，该致动器可以调节阀的位置(例配置成同时供应并控制冷却流体58从负载62到空气冷却式热交换器56和蒸发器66的相应器66而不会经历显着的温度变化(例如，基本上没有热量可以从蒸发器66中的冷却流体58氢化合物的制冷剂或任何其他合适的制冷剂。以由变速驱动器(VSD)71供电。VSD71从交流电源接收具有特定固定线电压和固定线频率[0041]如上所述，冷却流体58可以通过流动穿过自由冷却系统52和/或机械冷却系统54离开蒸发器66的冷却流体58的预定温度)超过单独的自由冷却系统52的容量时，自由冷却却流体58在离开空气冷却式热交换器56时可朝机械冷却系统54的蒸发器66被引导。在动穿过空气冷却式热交换器56或者可以直接流动穿过[0044]在某些实施例中，控制器78可以包括处理电路系统80(例如，一个或多个微处理路系统80执行以实施本文所公开的技术。存储器82可以包括易失性存储器(诸如随机存取态驱动器或存储指令的任何其他非暂时性计算机可读介质)，这些指令在由处理电路系统汽压缩系统)和第二蒸汽压缩系统90的机械冷却系统54。第二蒸汽压缩系统90可包括第二二压缩机91的速度以调节由第二蒸汽压缩系统90提交换器，其中工作流体76和94位于蒸发器66的壳侧并且冷却流体58位于该蒸发器的管侧。蒸发器66的隔板95可将两个蒸汽压缩系统68和90的穿过蒸发器66的工作流体流动路径分且并入HVAC&R系统10中的蒸汽压缩系统68和90中的每一者可以具有[0047]如图4的所示实施例中所示，第二冷凝器92可定位在与冷凝器72分开的空气流动92、空气冷却式热交换器56和第二空气冷却式热交换器97中的一者或多者可以共用风扇定位在同一空气流动路径中)，使得例如环境空气以串联流动配置流动跨过空气冷却式热[0048]另外，控制器78可以通信地耦合到第二吸入压力和/或温度传感器99和第二排放压力和/或温度传感器100，以分别监测进入和离开第二压缩机91的工作流体94的压力和/[0049]图5是HVAC&R系统10的实施例的框图，该HVAC&R系统包括可并入HVAC&R系统10中罐106可以是被配置成快速降低工作流体76的压力甚至进一步将蒸汽工作流体与液体工作到控制器78以向控制器78提供关于收集在闪蒸罐106中的液体工作流体的量的反馈。在某闪蒸罐106中检测到的工作流体液位达到或超过阈值水平的确定，可以调节三通阀112(例通阀112(例如，经由控制器78)以使得全部或相当一部分工作流体76通过阻止工作流体76穿过旁通回路113的流动而在节热器101中引起作速度或操作容量来控制工作流体76的第一部分从闪蒸罐106朝压缩机70的流动。在一些70总体上在预定或期望容量以下操作的确定，控制器78可调节阀116以增加朝压缩机70流[0053]蒸汽压缩系统68还可包括油分离器104，该油分离器可定位在例如压缩机70的下游和冷凝器72的上游。油分离器104可用于去除可能夹带在流动穿过压缩机70的工作流体量可以由控制器78调节(例如，经由被配置成调节阀118的位置的致动器)。在某些实施例油的量。响应于油分离器104中的油的量超过预定阈值水平的确定，控制器78可以调节阀[0055]图6是在HVAC&R系统10的各种操作模式下根据环境空气温度的冷却负载需求的图的模式可以经由上述控制器78的操作来实施(例如，响应于由控制器78接收到的来自一个到的)在特定冷却负载需求下低于第一阈值温度线152的确定，可以操作自由冷却系统52。回冷却流体58温度(例如，从负载62返回的冷却流体58的温度)、冷却负载需求62和/或不利用机械冷却系统54和/或不在不同冷却负载需求下以高于阈值速度操作一个或多个风温度可以小于由第一阈值温度线152表示的环[0057]响应于环境空气温度超过第二阈值温度线154但低于针对特定冷却负载需求的第和蒸汽压缩系统68可能无法充分满足冷却负载需求(例如，当冷却负载需求超过针对特定由冷却系统52)和蒸汽压缩系统68的压缩机70之外，还可以操作第二蒸汽压缩系统90(例[0058]当环境空气温度增加到针对特定冷却负载需求的第一阈值温度线152以上时，自式162下，控制器78可操作蒸汽压缩系统68的压缩机70以冷却流动穿过蒸发器66的冷却流体58。第一仅机械冷却模式162可用于实现低于针对对应环境空气温度的第二冷却负载需且环境空气温度超过第一阈值温度线152时，控制器78可以发起第二仅机械冷却模式166。在第二仅机械冷却模式166下，控制器78可操作蒸汽压缩系统68的压缩机70和第二蒸汽压温度的轴线170在点168处相交。点168可以小于代表从负载62返回的冷却流体58的温度的式转变到不同的冷却模式可以通过减少HVAC&R系统10为了满足负载需求而消耗的总输入同的冷却模式)来满足负载需求，但是HVAC&R系统10在操作模式中的一种操作模式下的操作可以比在操作模式中的另一种操作模式下的操作消耗电路系统80可以执行指令以执行下述方法200的一些或全部步骤。在其他实施例中，方法[0062]如上所述，方法200可被实施以确定是否将HVAC&R系统10的操作从一种冷却模式却模式、从一种混合冷却模式到另一种混合冷却模式)以减少HVAC&R系统10消耗的能量的地执行以实时动态地控制HVAC&R系统10的部件(例如，基于由一个或多个传感器提供的反作条件(例如，经由一个或多个传感器)以确定62返回的冷却流体58的温度低1R度至2R度，比进入蒸发器66的冷却流体58的温度低1华氏度和/或第二空气冷却式热交换器97的风扇98的速度中的一者或多者来评估(例如，映射)动状态可以对应于其中HVAC&R系统10的操作迫使在由针对对应操作参数的计算梯度限定[0066]在一些实施例中，环境空气温度可改变并且/或者HVAC&R系统10的冷却负载需求框206处，控制器78可以确定混合冷却模式下的操作将不能充分满足HVAC&R系统10的负载操作的空气冷却式热交换器56相关联的风扇60)不提供足够的冷却来满足HVAC&R系统10的作机械冷却系统54)以满足HVAC&R系统10的负载需求，并且可以暂停自由冷却系统的操作可以继续进行方法200以评估HVAC&R系统10的操作是否应当从混合冷却模式转变到自由冷却模式(例如，自由冷却系统52的单独操作)。为此，和/或从一个或多个传感器接收的数据来估计HVAC&R系统10的冷凝器72在混合冷却模式下据来计算被引导跨过空气冷却式热交换器56(例如，经由风扇60)和/或第二空气冷却式热冷却式热交换器56的环境空气流的空气流速(例如，风扇60的速度)和/或被引导跨过第二对于特定操作参数)彼此偏离小于阈值量的操作条件来监测操作参数并假设HVAC&R系统10确定第一记录时间处的第一输入功率偏离第二记录时间处的第二输入功率小于阈值时量52)中的每个冷却系统提供的冷却容量的比率，以满足HVAC&R系统10在混合冷却模式下的[0070]在框214处确定自由冷却容量与由HVAC&R系统10提供的机械冷却容量的比率后，54)中的每个冷却系统提供的冷却容量的量、由自由冷却系统52和机械冷却系统54两者提方法200中执行的某些计算、来自一个或多个传感器的指示HVAC&R系统10的操作条件的数据和/或与HVAC&R系统10的操作相关联的先前数据(例如，历史数据、设计数据)来确定换器56的环境空气流的空气质量流速、在框210中确定的冷凝器72排热和/或在框212中确和来确定由HVAC&R系统10提供的冷比率和/或其他合适的参数，控制器78可以确定仅自由冷却模式下的操作是否能够实现定仅自由冷却模式下的操作是否能够满足HVAC&R系统10的负载需求时基于冷却流体58侧[0072]在确定自由冷却系统52的单独操作将不足以提供HVAC&R系统10所需的冷却容量[0073]在一些实施例中，控制器78可以在框218处估计或确定与自由冷却系统52的多个制器78可以迭代地计算由自由冷却系统52提供的各种自由冷却容量和(例如，由自由冷却穿过自由冷却系统52的环境空气流的空气质量流速(例如，经由风扇60被引导跨过空气冷在框214中确定的总冷却容量，以及在特定风扇速度下操作自由冷却系统52所消耗的对应的总冷却容量的(例如，风扇60和/或风扇98的)不同风扇速度相关联的不同输入功率与冷却容量的风扇60的风扇速度相关联的对应总输入功率小于由HVAC&R系统10(例如，由风扇60和压缩机70)在混合冷却模式下消耗的总输入功率时，控制器78可以确定将HVAC&R系和/或压缩机70的