预测性自由冷却制造技术

一种用于地理位置中的建筑物且具有加热、通风和空调(HVAC)系统的环境控制系统包含：至少一个计算机可读介质，其上存储有指令，在与外部应用程序通信的至少一个处理装置执行所述指令时所述指令使得所述至少一个处理装置能够接收表征所述地理位置在预定时间段内的天气预报的天气数据，接收自由冷却窗口数据，基于所述天气数据和自由冷却窗口数据确定可用自由冷却时间窗口，且向所述外部应用程序发出在所述可用自由冷却时间窗口期间进入自由冷却模式的所述HVAC系统可执行的命令。

Predictive free cooling

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】预测性自由冷却相关申请的交叉引用本申请要求2017年1月12日提交的美国申请第15/405,249号的优先权。本申请涉及2016年1月12日提交的临时专利申请序列号62/277,883，美国专利申请序列号14/524,103，2010年9月2日提交的美国专利申请序列号12/874,607，以及2009年9月2日提交的美国临时专利申请序列号61/234,199，以上申请通过引用以其全部内容合并于此，如同在本文中完全阐述一样。
技术介绍
控制建筑物的能耗、且具体地说HVAC的能耗已通过建筑物自动化系统(BAS)而实现，所述建筑物自动化系统具有并入对应于设备操作特性的数值常数值的软件可执行算法。图1示出与HVAC系统交互的BAS，其中HVAC系统内的实时操作条件在控制设定被接收的同时发送到BAS。HVAC系统的设备可包含但不限于制冷机、泵、冷凝机、锅炉、空气处理器、加热器、终端单元等。由BAS利用的值典型地在HVAC系统的安装期间被编程且根据局部气候和周围条件而设定。这些值可通过手动评估和重新编程BAS的局部气候的预期改变和居住者舒适投诉而周期性地改变。过去已经在未考虑到能源效率的情况下设计和安装了HVAC系统。随着能源成本的上升和对保护环境的更多强调，客户现在期待减少能耗。处理HVAC系统内的能源效率的其它专利技术要花费长时间来实施，需要大的预付成本，需要对原始BAS或HVAC系统进行大量硬件修改，且需要用于安装、维护、更新和甚至客户使用的专门技术。这些常规系统可能需要频繁更新和修理。客户通常需要广泛训练以自己执行此类更新和修理。典型地，这些系统还需要针对每个不同HVAC系统的独特修改，这增加了每次安装的成本和复杂性。此外，常规BAS在其相对于处理、交换和计算数据的能力上大体上是资源限制的。自由冷却是一种使用低外部气温以有助于制冷水、接着可用于工业过程或绿色数据中心中的空调系统的经济方法。当周围气温下降到设定温度时，调节阀允许冷水中的所有或部分越过现有制冷机且通过自由冷却系统，所述自由冷却系统使用更少功率且使用更低周围气温以使系统中的水冷却而不违背冷却需求。自由冷却(水侧节约)是一种用于减少复杂冷却系统中的整体能耗的有效工具。然而，在实践中，可能难以有效地实施，且通常涉及确定何时接通和切断的猜测。由于缺乏精确信息，操作者往往会避免使用自由冷却以最小化花费通过突然重启制冷机所消耗的额外能源的可能性。当使用自由冷却时，其通常被无效率地实施且风扇再次由于缺乏精确数据而过度运行。附图说明以下将参考附图详细地描述本专利技术的优选和可替代的实施例：图1是根据常规环境控制系统的与没有外部应用程序的与HVAC系统交互的建筑物自动化系统的示意图；图2是根据本专利技术的实施例的具有与建筑物自动化系统通信的外部应用程序以控制HVAC系统的能耗的环境控制系统的示意图；图3是根据本专利技术的实施例的图2的环境控制系统的通信和操作的逻辑框图；以及图4是根据本专利技术的实施例的与图3的环境控制系统连接的自由冷却功能的通信和操作的逻辑框图。具体实施方式本专利申请意图描述本专利技术的一个或多个实施例。应理解，例如“必须”、“将”等绝对术语以及具体数量的使用应被理解为可适用于此类实施例中的一个或多个，但未必适用于所有此类实施例。由此，本专利技术的实施例可省略或包含此类绝对术语的上下文中所描述的一个或多个特征或功能的修改。根据一个或多个实施例，软件或计算机可执行指令与计算机可读介质的组合使得形成机器或设备。类似地，处理装置对软件或计算机可执行指令的执行使得形成机器或设备，所述机器或设备本身根据实施例可能够与处理装置区分。对应地，应理解，计算机可读介质通过在上面存储软件或计算机可读指令而变换。同样地，处理装置在执行软件或计算机可执行指令的进程中变换。另外，应理解，在处理装置对软件或计算机可执行指令的执行期间输入到处理装置或另外与所述执行相关联的第一组数据作为此类执行的结果而被变换成第二组数据。此第二数据组可随后被存储、显示或以其它方式传达。以上实例中的每一个所提及的此类变换可为计算机可读介质的部分的物理改变的结果或以其它方式包含所述物理改变。以上实例中的每一个所提及的此类变换还可为例如在处理装置对软件或计算机可执行指令的执行期间与处理装置相关联的寄存器和/或计数器的状态的物理改变的结果或以其它方式包含所述物理改变。如本文中所使用，“自动”执行的过程可意味着过程由于机器执行的指令而被执行且除用户偏好的建立外无需人力。在以下描述中，说明某些具体细节以便提供本专利技术的各种实施例的全面理解。然而，本领域的技术人员将理解本专利技术可在没有这些细节的情况下实践。在其它情况下，与HVAC系统和单独HVAC组件相关联的熟知结构、建筑物气候或环境控制系统、建筑物自动化系统(BAS)和各种气候控制或环境控制过程、参数及其操作尚未必被详细示出或描述以避免不必要地模糊本专利技术的实施例的描述。实施例通过在外部与HAVC系统的BAS交互而使能源优化计算与设备控制功能分离。在一个实施例中，优化模块，例如外部应用程序，位于全局控制装置中，但可容纳在包含内部微处理器的另一硬件装置中。外部应用程序与BAS通信，继而与HVAC系统通信。外部应用程序运行处理实时HVAC系统数据的软件子例程或模块且接着提供所述数据以由BAS读取，继而提供指令以将各种HVAC系统组件引向新的或所希望设定点(例如，建筑物区域的新的温度设定、泵或风扇的新的流速等)。外部应用程序的一个特定实施例包含一种用于通过读取、处理和修订各种参数、数据和设定点而优化或试图优化HVAC系统的总体能源效率的方法。在一个实施例中，HVAC系统可包含在BAS的控制下的制冷站设备。BAS的责任中的一些包含设备控制功能：超前/滞后转换、设备故障监视、设备启动、设备关机、警报辨识和通告、以及制冷站的故障转换序列。自由冷却可用于每当制冷站的外部上的湿球温度下降到所需冷水设定点以下时节约能源。此类节能可由于例如风量的除湿负载减少以及冷却塔的效率增大而实现。实施例提供预测性自由冷却功能。预测性自由冷却允许使用天气预报(例如，在网络上接收的和/或手动输入的数据，其描述在预定和/或可选择时间间隔内预测的且在有待冷却的结构外部的周围气温)作为确定应请求还是自动实施自由冷却的输入。实施例并入天气预报数据，所述天气预报数据基于外部空气湿球阈值而精确地预测自由冷却可用性。当周围外部温度低于最小自由冷却窗口阶段的阈值且当前站条件准许自由冷却操作时，实施例可通知操作者自由冷却可用。就启用和/或禁用自由冷却模式而无需操作者介入的实施例而言，此过程还可自动发生。预测性自由冷却是可配置的，从而允许外部空气湿球阈值和最小自由冷却窗口阶段基于站点的具体要求进行调节。实施例可每月生成深入了解可用自由冷却时数、激活的自由冷却时数、以及当另外可用时错过的自由冷却时数的报告。预测性自由冷却增加了确保天气可用性的窗口呈现的能力；没有天气可用性的窗口的话，仅可使用当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于地理位置中的建筑物的环境控制系统，所述系统包括：加热、通风和空调(HVAC)系统，其被可控制地配置成将所述建筑物的环境方面改变至目标参数；/n建筑物自动化系统(BAS)，其与所述HVAC系统通信且被配置成将所述目标参数中的至少一个可调节地控制成期望值；/n外部应用程序，其与所述建筑物自动化系统通信且被配置成评估从所述建筑物自动化系统接收的设备数据且接着使用应用程序控制序列来处理所述设备数据以生成应用程序数据，所述外部应用程序将所述应用程序数据提供至所述建筑物自动化系统用于控制所述HVAC系统以实现所述目标参数中的所述至少一个的期望值；和/n至少一个计算机可读介质，其上存储有指令，在与所述建筑物自动化系统通信的至少一个处理装置执行所述指令时所述指令使得所述至少一个处理装置能够接收表征所述地理位置在预定时间段内的天气预报的天气数据，接收自由冷却窗口数据，基于所述天气数据和自由冷却窗口数据确定可用自由冷却时间窗口，且将所述可用自由冷却时间窗口提供到所述外部应用程序。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170112 US 15/405,2491.一种用于地理位置中的建筑物的环境控制系统，所述系统包括：加热、通风和空调(HVAC)系统，其被可控制地配置成将所述建筑物的环境方面改变至目标参数；
建筑物自动化系统(BAS)，其与所述HVAC系统通信且被配置成将所述目标参数中的至少一个可调节地控制成期望值；
外部应用程序，其与所述建筑物自动化系统通信且被配置成评估从所述建筑物自动化系统接收的设备数据且接着使用应用程序控制序列来处理所述设备数据以生成应用程序数据，所述外部应用程序将所述应用程序数据提供至所述建筑物自动化系统用于控制所述HVAC系统以实现所述目标参数中的所述至少一个的期望值；和
至少一个计算机可读介质，其上存储有指令，在与所述建筑物自动化系统通信的至少一个处理装置执行所述指令时所述指令使得所述至少一个处理装置能够接收表征所述地理位置在预定时间段内的天气预报的天气数据，接收自由冷却窗口数据，基于所述天气数据和自由冷却窗口数据确定可用自由冷却时间窗口，且将所述可用自由冷却时间窗口提供到所述外部应用程序。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述外部应用程序被进一步配置成以优化的节能方式操作所述HVAC系统。


3.根据权利要求1所述的系统，其中所述建筑物自动化系统被进一步配置成在通信故障期间返回到默认操作序列。


4.根据权利要求1所述的系统，其中所述设备数据包含由所述HVAC系统初始地提供到所述建筑物自动化系统的实时操作数据。


5.根据权利要求1所述的系统，其中所述应用程序数据包含由所述建筑物自动化系统从所述外部应用程序读取的操作参数。


6.根据权利要求5所述的系统，其中所述操作参数包含从所述HVAC系统获得的操作极限。


7.根据权利要求5所述的系统，其中所述操作参数包含与所述HVAC系统相关联的安全极限。


8.根据权利要求1所述的系统，其中所述自由冷却窗口数据包括所述地理位置中的环境空气的阈值湿球温度值。


9.根据权利要求1所述的系统，其中所述自由冷却窗口数据包括表示最小自由冷却窗口时间段的数值。

【专利技术属性】
技术研发人员：本·埃贝尔丁，伊恩·邓普斯特，陈鹏，克拉克·马蒂，
申请(专利权)人：优化能源有限公司，本·埃贝尔丁，伊恩·邓普斯特，陈鹏，克拉克·马蒂，
类型：发明
国别省市：美国;US