CN103154834A - 确定用于调整加热、通风和空气调节系统的参数的方法 - Google Patents

Abstract

一种确定用于调整HVAC系统的参数的方法，该HVAC系统包括要被调整循环（26）所调整的热元件（20），其特征在于，所述方法包括至少如下步骤：在HVAC系统的热和电气特性的稳态下模拟，所述HVAC系统通过HVAC系统的热元件的热和电气特性的数学模型来建模，计算HVAC系统的能量消耗，为影响热元件的能量性能的物理量的各个值以及在调整循环的输入端（30）处施加的设定点的各个值建模；确定设定点的值，对该设定点的值，建模的HVAC系统的能量消耗最低；在建模的HVAC系统的热和电气特性的动态下模拟，计算热元件的输出物理量的值；基于输出物理量的所述值并针对每个调整循环计算调整循环的参数值。

Description

确定用于调整加热、通风和空气调节系统的参数的方法

技术领域

本发明涉及一种加热、通风和空气调节（HVAC）系统或设备的指令和控制领域。本发明更具体地涉及实现确定用于调整这种HVAC系统的参数以及优化这个系统的能量消耗的方法。

背景技术

目前为了调整HVAC系统所实施的方案在性能、耐久性和所获得的能效方面并非最优。这通常是由于HVAC系统的用户在能量调整或优化方面所知甚少。具体地说，HVAC系统的现存调整循环的参数调节通常是借助于习惯来进行的，这会导致系统之内的调整困难（相当大的过度、帮浦现象、不稳定等），这些困难导致能量损失以及不良调整设备故障的风险。类似地，操作点也是通过习惯来确定，而不是根据过程的完美控制来确定：例如，热泵的高浮动压力通常是由冷凝温度和外界温度之间的恒定差来确定的。

可以实现良好调整的现存工具，如，例如先进算法，如预测控制的实施，或者能量优化函数。但是，这种工具对在这些领域并不擅长的用户来说非常难于使用。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种确定用于调整HVAC系统的参数的方法改善，HVAC系统的指令和控制，并且可以显著地减小HVAC系统的能耗并且增加如此调整的系统的操作可靠性。

为此，本发明提供了一种确定用于调整HVAC系统的参数的方法，所述HVAC系统包括通过调整循环来调整的热元件，其特征在于所述方法至少包括以下步骤：

通过HVAC系统的热元件的热和电气特性的数学模型对HVAC系统建模，计算HVAC系统的能量消耗，对影响热元件的能量性能的物理量的各种值进行建模，以及设计用于在调整循环的输入处施加的设定点的各种值，

确定设定点的值，在该设定点处，所述建模的HVAC系统的能量消耗最低；

模拟所建模的HVAC系统的热和电气特性的动态状态，计算热元件的输出物理量的值；

基于输出物理量的所述值并针对每个调整循环计算调整循环的参数值。

这个方法可以实现确定调整参数，基于该调整参数，可以容易对HVAC系统的可编程控制器或控制器进行编程，而不需要用户在自动化、调整、优化或诊断领域的专业技能。

这个方法实现了管理HVAC系统的两个方面：系统自身的调整，以及能量消耗的优化，例如电能消耗。

从而，借助于这个方法获得的更有效的指令和控制可以解决与调整困难相关的问题、与能量不足相关的问题以及如果需要的话解决与故障功能安装的相关的问题。

这个方法最终允许在自动化方面并不擅长的用户能够轻易使用HVAC系统的调整。

在这个方法的过程中，在建模的HVAC系统的热和电气特性的稳态下进行模拟。这种稳态对应于HVAC系统的随时间变化的稳定状态，也就是说，系统的信号变化，即：输出物理量和控制信号，随时间变化基本上为零（也就是说，对于系统的信号x来说，使得dx/dt=0）的状态。在本文件的上下文中，稳态因此并不表明随时间永久存在的状态，而是一个稳定状态。

建模的HVAC系统的动态状态对应于通过改变在系统的至少一个输入上的信号的值而导致的HVAC系统的随时间变化的不稳定状态，也就是说，对系统的这个输入施加瞬变信号。在本文件的上下文中，瞬变信号对应于随时间可以变化的信号。因此，这个动态状态是随着在系统的至少一个输入上的变化而来的暂时状态。

因此，在建模的HVAC系统的热和电气特性的动态中的模拟是通过改变建模的HVAC系统的热元件的输入信号来进行的，调整循环的参数值的计算是基于对应于热元件的输出物理量的值和热元件的输入信号的值之间的比的热元件的传递函数的参数而进行的。

调整循环优选地是预测控制类型的。由此，该方法可以使用HVAC系统的先进控制，例如PFC（预测函数指令）控制的技术。

在建模的HVAC系统的热和电气特性的动态中的模拟可以通过在每个热元件的输入上依次施加阶跃型信号变化来进行的。

在建模的HVAC系统的热和电气特性的动态中的模拟可以对各设定点的值进行，对于各设定点，建模HVAC系统的能量消耗最低。

本发明还涉及用于调整HVAC系统的方法，该HVAC系统包括热元件，包括至少以下步骤：

通过HVAC系统的热元件的热和电气特性的数学模型而对HVAC系统热和电气建模；

在建模的HVAC系统中的调整循环的定义，其设计为被至少一个HVAC系统的控制器所使用，每个调整循环与HVAC系统的至少一个热元件相关联，并且考虑影响所述热元件的能量性能和所述热元件的调整性能的物理量；

使用确定用于调整如上所述的HVAC系统的参数的方法；

基于设定点的值和在确定用于调整HVAC系统的参数的方法过程中的调整循环的参数值，对HVAC系统的控制器编程。

所述HVAC系统的热和电气建模可以包括至少以下步骤：

在将每种类型的热元件的热特性与所述数学模型中的一个相关联的描述软件中描述HVAC系统的热元件；

在描述软件中描述热元件之间的液力和/或电气链接；

调整循环的定义可以包括在软件中描述的步骤：

能够进行与调整循环相关联的热元件的闭环调整的调整器；

用于测量放置在所述液力链接上的热元件的输出物理量的传感器，其测量值被设计为作为输入信号传送到调整器；

与热元件相关联并且被设计成作为被调整器传送的输入控制信号接收的预致动器。

该方法还可以包括：在使用确定用于调整HVAC系统的方法之前，定义控制信号的有可能的值的范围的步骤，该控制信号被设计成由调整器所传送。从而，用户能够指定系统的工作领域。

在建模的HVAC系统的热特性的稳态中的模拟也可以确定控制信号的值，该控制信号被设计为在热元件的输入处施加。

调整循环的定义还可以包括定义调整循环的设定点的有可能值的范围。从而用户可以指定系统的工作点，对于该工作点可以进行模拟。

该方法还可以包括：在使用确定用于调整HVAC系统的方法之前，定义物理量的有可能值的范围的步骤。

当HVAC系统的控制器是可编程控制器时，控制器的编程可以至少通过利用如下步骤进行：

在控制器编程软件中，定义在基于设定点的所述确定值与HVAC系统的能量优化相关的算法和基于调整循环的所述计算的值的HVAC的调整与HVAC系统的调整相关的算法之间的相互作用；

产生编码所述算法以及先前定义的相互作用的控制程序；

将控制程序加载到所述可编程控制器中。

当所述HVAC系统的控制器是可参数化控制器时，控制器的编程可以基于如下的数据来进行，在该数据中，在用于调整HVAC系统的参数的方法过程中计算的所述设定点的值和调整循环的参数的值被加密。

本发明还涉及确定用于调整HVAC系统的参数的设备，该HVAC系统包括热元件，该热元件被设计为被调整循环所调整，该设备包括利用如上所述的确定用于调整HVAC系统的参数的方法的装置。

附图说明

通过参照附图，在阅读单纯作为指示给出并绝不作为限定的示例性实施方式时，可以更好地理解本发明，图中：

图1示意性示出HVAC系统，该HVAC系统被设计成被作为本发明的主题的方法来调整；

图2示意性示出由作为本发明的主题的方法针对HVAC系统的其中一个热元件所进行的调整；

图3示出作为本发明的主题的用于调整HVAC系统的方法的步骤；

图4至图6示出在用于确定调整参数的方法的过程中和用于调整HVAC系统的方法过程中使用的描述软件的屏幕捕捉图，所述方法是本发明的主题。

下面描述的各个图中的相同、类似或等同的部分带有相同的附图标记，以使得从一幅图向另一幅图切换变得更容易。

图中所示的各个部分不必根据一致的比例示出，以使得图更容易阅读。

各种可能性（变型和实施方式）必须被理解为并非彼此排除，而是可以组合到一起。

具体实施方式

首先参照图1，图1示意性示出要被调整的HVAC系统10。

图1中所示的HVAC系统10包括由要被调整的HVAC系统10各种元件或各种部件（压缩机、阀、热交换器、传感器等）所形成的操作部分以及控制部分14，该控制部分包括一个或多个控制器，其中包括有指令和控制功能，优选的高级功能。这些指令和控制功能被设计为调整系统10的操作部分12的各个元件，并也优化这些元件的能量消耗。

现在参照图2描述通过调整和能量优化方法，对HVAC系统10的每个元件执行的调整和能量优化，在图2中，示出了为HVAC系统10的其中一个热元件所进行的调整和能量优化的实例。

在这个图中，示出了HVAC系统10的热元件20，例如冷凝器。该热元件20在输入端22接收控制信号u，该控制信号u用于驱动该热元件20。元件20的输出物理量y，例如从元件20输出的制冷剂的压力或温度在元件20的输出端24测量，并将用于热元件20的调整。物理量y和控制信号u之间的关系对应于热元件20的第一传递函数H₁（s）。

对于HVAC系统10的每个热元件来说，输出物理量y的数值取决于在元件20的输入端施加的控制信号的数值，但是也取决于其他参数的数值，所述其他参数成为外部物理量，其影响热元件的能量性能，并因此影响HVAC系统的能量性能。这种外部物理量例如是外界温度、进入机器的流体的温度、流量、负载率、延迟等。在图2的实例中，三个外部物理量以变量Gext1、Gext2和Gext3的形式示出，他们施加在元件20的第二输入端23上。物理量y的数值和每个外部物理量Gext1、Gext2和Gext3之间的关系对应于热元件20的第二传递函数H₂(s)、H₃(s)和H₄(s)，并且其输出添加到第一传递函数H₁(s)上，以获得输出物理量y。

通过调整循环26进行热元件20的调整，该调整循环26根据施加在调整循环26的第一输入端28上的物理量y的数值、施加在调整循环26的第二输入端30上的调整设定点y*的数值、外部物理量Gext1、Gext2和Gext3的测量值，而且根据影响热元件20的调整的新能的热元件20的特定内部物理量的数值，确定用于施加在热元件20的输入端22上的控制信号u的值。

调整设定点y*的数值通过设定点发生器32来确定，该设定点发生器32基于施加到设定点发生器32的输入端34上的外部物理量Gext1、Gext2和Gext3而且通过热元件20的内部物理量的至少一部分（例如压缩机控制）可以确定作为调整循环26的输入而施加的最佳设定点，以便使得热元件20的能量消耗最小。例如，对于高压设定点的优化，要被考虑的物理量可以是外侧空气的温度、压缩机的控制以及低压。在图2的实例中，两个内部物理量Gint1和Gint2被考虑并且作为设定点发生器32的输入而施加。调整循环26进行热元件20的指令和控制的调整部分，设定点发生器32形成这个指令和控制的能量优化部分。

调整循环26可以使用各种类型的调整，例如PID类型的调整。但是，调整循环有利地进行PFC（预测函数控制）类型的调整，相对于PID调整，这可以使用控制器（HVAC系统10的控制部分14）内部的调整过程的动态模型并且实时产生调整循环26，以便预测热元件20的将来特性。PFC类型的调整的使用例如在J.Richalet等人的著作”la commande predictive.Mise en ceuvre et applications industrielles”[Predictive control.Use andindustrial applications],Editions Eyrolles中描述。

参照图3描述所使用的HVAC系统10的调整和能量优化的方法，其可以实现前面描述的HVAC系统10的热元件10的调整以及参数化所使用的各种调整算法。

首先，例如在用作描述工具的软件中用户描述HVAC系统10的操作部分12。这个描述不仅涉及HVAC系统10的架构，也就是说，HVAC系统10的各种热元件20之间的链接，而且涉及热元件的内在特征和系统10的名义操作领域（步骤102）。

因此，通过在软件中选择表示系统10的每个热元件20的属性分量(generic component)（热交换器、阀、压缩机、泵、风扇等），然后通过在热元件之间产生链接（通过管、电缆等连接它们），用户最初描述HVAC系统10的架构。在软件中表示的每个属性分量对应于HVAC系统的热元件的热和电气特性的数学建模。从而，用户所产生的描述因此在软件中形成HVAC系统10的总体架构的数学建模。用户所作出的描述的一个实例在图4中示出。在这个图4中，HVAC系统10包括蒸发器50构成的第一回路，该蒸发器50的一个输出端连接到第一压缩机52。第一压缩机52的输出端连接到第一冷凝器54的输入端，该第一冷凝器的输出端连接到第一膨胀阀56。第一膨胀阀56的输出端连接到蒸发器50的输入端。这个HVAC系统10还包括蒸发器50形成的第二回路，蒸发器50的输出端连接到第二压缩机58。第二压缩机58的输出端连接到第二冷凝器60的输入端。第二冷凝器60的输出端连接到第二膨胀阀62，该第二膨胀阀62的输出连接到泵64，泵64自身连接到蒸发器50。

一旦已经描述了系统的总体架构，用户然后单独描述HVAC系统10的每个热元件的特征。

为此，描述软件可以包括其中存储现有元件的特征的程序库。然后用户的工作包括在程序库中选择参考。这个选择可以通过过滤功能来协助：用户例如可以输入关于该元件的信息（例如对于交换器：板件、管和格栅，标称功率、制造商的名称等），允许用户直接访问元件或者访问潜在元件的短列表。

如果在程序库中不存在该元件，或者如果软件不包括这种程序库，用户可以通过输入对应于这个元件的特征列表（例如，对于板状交换器：逆流或共流、板件的数量、板件之间的间隔、褶皱角度、每个板件的宽度和高度、板件的材料、交换器的净重（empty weight）、描述交换器是否隔热等）来完全描述该部件。要被输入的特征取决于元件的类型（泵、冷凝器、压缩机等）。

也有可能向描述软件导入包括要被描述的元件的特征的文件，例如，以包含若干点的表格的形式，也就是说，一个或多个数值的表格，给出根据这些元件的输入参数值（输入温度、功率、水流量等）、HVAC系统的元件的输出参数值（压力、流体流量等）。这种文件可以是DLL类型的库文件。在导入模型的输入/输出和在软件中建模的元件的输入/输出之间建立链接。

在变型中，HVAC系统10的操作部分的描述可以由用户通过回答在描述软件中一列预先定义的问题而形成，每个问题例如涉及HVAC系统10的一个热元件的一个或多个参数。HVAC系统的这种描述可以在HVAC系统形成有限机器的组件时作出，也就是说，该HVAC系统的架构在描述软件中预先定义，并且不由用户修改。

从而，用户输入的信息容易获得并且对应于与HVAC系统10的元件相关的数据，用户能够理解该数据：例如，如果用户是制冷专家，这些数据是交换器规格、交换器机械特征（板件数量、板件之间的空间、板件的长度和宽度等），或者另外通过制造商提供的数据表格（例如，对于压缩机来说，这些数据表格可以包括低压的值、高压的值、吸入温度的值、制冷剂的流量值等）。

然后用户在描述软件中描述系统的指令和控制，也就是说，能够调整HVAC系统的各种热元件的系统的调整循环（步骤104）。从而，对于要在系统上实行的每个调整循环来说，对应于上面参照图2描述的调整循环，其数量对应于HVAC系统的要被调整的热元件的数量。用户指示在希望调整的热元件的输出端获得的物理量、用于希望为这个回路驱动的致动器以及希望施加的设定点值。

为此，用户再次拿起前面在描述软件中进行的系统建模，并且首先给传感器设定他希望测量的并且要加以调整的物理量。从而，在图5的实例中，若干温度传感器66和压力传感器68放置在系统的若干元件的下游和上游。

然后，预致动器定位在要被驱动的HVAC系统10的致动器上，也就是说，在在压缩机52和58的致动器上、冷凝器54和60的致动器上以及膨胀阀56和62的致动器上。这些预致动器被设计成在输入端接收调整循环传送的控制信号。然后，用户将传感器66、68和预致动器连接到调整盒70，该调整盒70将根据要被调整的输出物理量的特性来标识（例如，用于速度调整的盒、用于过热调整的盒、用于压力调整的盒、用于温度调整的盒、用于压差调整的盒等），而且取决于所希望的调整类型，即，PID或者预测控制。最终，用户在调整盒70中定义希望的操作区域，即，回路的设定点的有可能数值的范围（见图6）。

以类似于上述HVAC系统的操作部分的描述的方式，HVAC系统10的指令和控制的描述可以由用户通过回答在描述软件中的一系列预先定义的问题而进行，在这个例子中，这些问题涉及用于要被执行的HVAC系统10的指令和控制的参数。

基于用户所形成的HVAC系统10的这个完整描述（热元件+调整循环），借助于描述软件，被建模的系统的模拟将通过软件的计算模块来使用，以获得调整循环的参数值，由此可以给HVAC系统10的控制器编程，以确保HVAC系统10的指令和控制，并获得设定点发生器32的参数值，包括要作为各种调整循环的输入而施加的最佳设定点的值，并可以通过使之最小而优化HVAC系统10的能量消耗。

具体地说，对于每个调整循环，用户可以描述固定值的设定点。但是，这些固定值在HVAC系统的能量消耗方面并非总是最佳的，即，由于内部和外部物理量会变化并且影响系统的能量性能。为了最优化系统的能量消耗，因此，优选的根据影响系统的操作的这些内部和外部物理量来改变设定点的值：这是图2所示的设定点发生器32所完成的角色。借助于再次描述的方法实现的能量优化因此包括作为内部和外部物理量的函数改变这些设定点，以便为HVAC系统10的每个工作点确定各个调整循环的最佳设定点，目标为最小化HVAC系统10的能量消耗。

为此，将进行HVAC系统10的稳态的模拟（步骤106）。在稳态的模拟是基于事先借助于描述软件执行的系统的描述而获得的模型而进行。调整盒70所定义的调整循环的设定点值（对应于要被施加到调整循环26的输入端30的设定点）以及内部和外部物理量的值被认为是针对这个稳态下HVAC系统的模拟的输入变量。

为了执行稳态下的这个模拟，作为输入数据，用户也可以输入在设定点之上的约束以及在致动器控制上的约束（例如，对于马达来说，速度必须在30Hz和50Hz之间）。用户也可以输入一个或多个内部或外部物理量可取的最大和/或最小值。

一旦所有这些数据输入到软件中，软件的计算模块将模拟HVAC系统中在稳态下的特性，也就是说，当输出，在这种情况下为要施加到致动器的输入端的控制信号的值随时间稳定（即，对于控制信号u，使得du/dt=0）。当HVAC系统在稳态下操作时，对于每个调整循环，在调整循环的输入端施加的设定点值基本上等于在调整循环的输入端施加的测量值（在这个情况下调整循环所计算的误差基本上为零）。

这个在稳态下的模拟的输入端获得的变量对应于要传送到HVAC系统10的致动器的输入端的控制信号。由于这些值是稳定的（稳态），计算模块然后能够基于这些信号的值和HVAC系统10的元件的电气和热模型来计算在稳态下吸收的电功率。

这个在稳态下的模拟因此通过扫描内部和外部物理量的可能值而执行。如果具有n个内部和外部物理量，这些物理量能够取G1、…Gn的数值的组被称为D，即，这些物理量的域，使得D=（G1、G2…Gn)。

软件的计算模块采样域D作为形成一组Dd（离散域）的有限组的点。对于Dd的每个点，模块确定要被施加的最佳设定点的值，使得可以获得系统的最小能量消耗。这给出了将值与Dd的每个点相关联的函数方程，使得：

方程：Dd={(G1、……，Gn)}->{(设定点1、设定点2……)}

与Dd的每个点相关联的值因此被确定，使得这个值是系统能量消耗最低的值。

然后，每个优化设定点值以数学函数的形式被评估，该数学函数例如有利地为G1、……Gn的多项式。基于两组Dd和方程（Dd），多项式的系数然后能够通过最小二乘法确定。这给出了每个多项式的系数的值：

设定点1=P1（G1、G2、G3……）；

设定点2=P2（G1、G2、G3……）；等

系数的这些值因此形成设定点发生器32的一列参数，这将用于HVAC系统10的控制器的编程。

这个在稳态下的模拟因此可以作为内部和外部物理量的数值的函数量确定要被施加到调整循环的设定点的优化值，以便使得HVAC系统10的能量消耗最小，同时符合用户施加的约束。

在动态下系统的模拟然后被施加，以便确定HVAC系统10的调整循环26的参数（步骤108）。调整循环的这些参数通过确定每个热元件的传递函数来获得，对应于输出物理量y的值与控制信号u的值和物理量的值之间的比，后者是影响热元件20的能量性能和调整性能的热元件20的外部和内部的。

为了执行这个动态下的模拟，每个元件20被假设例如是第一阶系统，具有延迟，也就是说，它的每个传递函数是以下类型的：

$\frac{y}{u}=\frac{{\mathrm{Ke}}^{-\mathrm{\θp}}}{1+\mathrm{\τp}},$ 其中

y：输出物理量

u：输入信号（控制信号或者内部或外部物理量）

K：增益

θ：延迟

τ：时间常熟

虽然第一阶的模型表示所获得的结构的精度和所使用的计算的复杂性之间的良好折中，该模型非常有可能用于高于第一阶的阶。

这种动态的模拟可以作为内部或外部物理量以及致动器的控制的函数（例如，外侧温度、管路返回的水的温度、泵内的水流量、风扇的旋转速度等）来评估输出物理量的值，该输出物理量要被控制（过热温度、高压、低压、流量等），它将随后被用于确定调整循环的参数。

为此，软件的计算模块改变施加到所建模的HVAC系统的热元件20的输入端22和23（用于接收控制信号和物理量）上的信号的值，也就是说，在这些输入端22和23上施加瞬态信号，如控制阶跃。这些控制阶跃围绕用户所希望的操作点来施加，这个操作点对应于设定点并对应于系统外部的物理量：外侧温度、流量等。

软件进行在模拟的输出处获得的信号的采样，并然后对每个所获得的响应（也就是说，对于所施加的每个控制阶跃）确定每个传递函数的变量K、θ和τ的值。最终，基于所获得的所有值，并且通过例如应用最小二乘法，计算模块然后确定对每个调整循环要施加的参数K、θ和τ。

在特定实施方式中，可以使用借助于在稳态下的模拟所获得的优化设定点作为进行系统中动态下模拟的输入数据。从而，这个在动态下的模拟在用户所希望的特定工作点下执行，并为此HVAC系统的能量消耗最小。

利用在稳态下和在动态下模拟所获得的调整和能量优化参数然后用于编程HVAC系统的控制器（步骤110）。

软件的功能模块能够使用这些参数产生功能块，即，以编程语言编码的算法，其设计成直接或者借助于编程软件导入HVAC系统10的控制部分14的控制器中。

基于在动态下和在稳态下模拟如此获得的功能块是计算机代码形式的算法，它可以进行HVAC系统10的各种元件的调整和能量优化。

当控制部分14的控制器是可编程控制器时，那么这些代码的语言对应于HVAC系统10的控制部分14的控制器的编程语言，并且例如对应于C语言或者对应于“结构化语句”语言。每个功能块的代码然后以文件形式，例如加密，输出到信息存储装置（服务器、硬盘、USB Key、CD-ROM）。如此输出的文件然后能够导入到编程控制器的软件中，并因此被负责编程控制器的人使用（步骤110）。编程可以基本上包括定义功能块相对于能量优化之间的相互作用，并且具有功能块相对于HVAC系统10的调整的相互作用。功能块与能量优化相关的输出将基本上连接于调整相关的功能块的输入，在与能量优化相关的功能块上传送优化设定点，每个调整功能块能够作为输入接收与该元件相关的优化设定点，所述元件要被这个调整功能块所调整。用户然后下载基于先前进行的编程而产生的控制程序到可编程控制器的存储器中。

在变型实施方式中，控制器可以不是可编程控制器，而是可参数化控制器。在这种情况下，编程不是由用户执行，在这种情况下用户将一列参数传给控制器，这些数据被直接（直接或通过数据介质）传送到可参数化控制器中，而不必以算法形式编码。另一方面，可以以加密的方式传送参数，例如，以能够将特定功能锁定，作为由用户选择的出价程度的功能。

调整和优化参数也可以由用户直接拷贝到控制器中或用于编程控制器的软件中。在此，同样，这些参数可以以加密的形式提供给用户，出于锁定功能的原因和/或以便防止参数被拷贝到控制器中时出现错误，例如由于引入了与参数混合的错误编码。

在上述实例中，在稳态下的模拟是在动态下模拟之前进行的。但是，也可以使得在系统动态下的模拟在HVAC系统稳态下的模拟之前或同时进行。

计算模块所使用的算法将是调整循环（PID、预测控制等）的特性的函数。此外，软件所使用产生动态下和稳态下模拟的与HVAC系统的元件的热和电气特性相关的数学模型可以是已知的数学模型，例如，在P.Schalbart的论文（Modélisation du fonctionnement en régime dynamique d’unemachine frigorifique bi-étagéeàturbo-compresseurs–Applicationàsaregulation”[Modelling the operation in dynamic state of a two-stage coolingmachine with turbocompressors-application to its regulation],Ecole doctoraleMEGA,2006）中所描述的。

Claims (15)

1.一种确定用于调整HVAC系统（10）的参数的方法，该HVAC系统（10）包括要被调整循环（26）所调整的热元件（26），其特征在于，所述方法包括至少如下步骤：

-在HVAC系统（10）的热和电气特性的稳态下模拟，所述HVAC系统（10）通过HVAC系统（10）的热元件（20）的热和电气特性的数学模型来建模，计算HVAC系统（10）的能量消耗，对影响热元件（20）的能量性能的物理量的各个值以及在调整循环（26）的输入端（30）处施加的设定点的各个值建模；

-确定设定点的值，对该设定点的值，建模的HVAC系统（10）的能量消耗最低；

-在建模的HVAC系统（10）的热和电气特性的动态下模拟，计算热元件（20）的输出物理量的值；

-基于输出物理量的所述值并针对每个调整循环（26）计算调整循环（26）的参数值。

2.如权利要求1所述的方法，其中，在建模的HVAC系统（10）的热和电气特性的动态下的模拟是通过改变建模的HVAC系统（10）的热元件（20）的输入信号（22、23）的值来执行的，调整循环（26）的参数值的计算是基于热元件的传递函数的参数来执行的，该传递函数对应于热元件的输出物理量的值和热元件（20）的输入信号的值之间的比。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述调整循环（26）是预测控制类型的。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在建模的HVAC系统（10）的热和电气特性的动态下的模拟是通过在每个热元件（20）的输入端（22、23）上一次施加阶跃类型的信号变化来执行的。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在建模的HVAC系统（10）的热和电气特性的动态下的模拟是针对设定点的值而执行的，对于该设定点，建模的HVAC系统（10）的能量消耗最小。

6.一种调整HVAC系统（10）的方法，该HVAC系统（10）包括热元件（20），该方法包括至少如下步骤：

-通过HVAC系统（10）的热元件（20）的热和电气特性的数学模型对HVAC系统（10）的热和电气建模；

-在建模的HVAC系统（10）中定义调整循环（26），其被设计为由HVAC系统（10）的至少一个控制器（14）所使用，每个调整循环（26）与HVAC系统（10）的至少一个热元件（20）相关联，并且考虑了影响所述热元件（20）的能量性能和所述热元件（20）的调整量的物理量；

-使用如前述权利要求中任一项所述的确定用于调整HVAC系统（10）的参数的方法；

-基于在所述确定用于调整HVAC系统（10）的参数的方法的过程中计算的设定点的值和调整循环（26）的参数值，对HVAC系统（10）的控制器（14）编程。

7.如权利要求6所述的方法，其中，对HVAC系统（10）的热和电气建模包括至少如下步骤：

-在描述软件中描述HVAC系统（10）的热元件（20），该描述将每种类型的热元件（20）的热特性与其中一个所述数学模型相关联；

-在描述软件中描述各热元件（20）之间的液力和/或电气链接；

并且其中，定义调整循环（26）包括如下步骤，即：在软件中描述：

能够进行与调整循环（26）相关联的热元件（20）的闭环调整的调整器（70）；

用于测量放置在液力链接上的热元件（20）的输出物理量的传感器（66、68），其测量值被用于作为输入信号传送到调整器（70）；

与热元件（20）相关联的预致动器，其用于作为输入接收调整器（70）所传送的控制信号。

8.如权利要求7所述的方法，还包括：在使用确定用于调整HVAC系统（10）的参数的方法之前，限定控制信号的可能值的范围的步骤，该控制信号用于被调整器（70）传送。

9.如权利要求7和8中任一个所述的方法，其中，在建模的HVAC系统（10）的热特性的稳态下的模拟还确定要在热元件（20）的输入端施加的控制信号的值。

10.如权利要求6至9中任一项所述的方法，其中，定义调整循环（26）还包括限定调整循环（26）的设定点的可能值的范围。

11.如权利要求6至10中任一项所述的方法，还包括：在使用确定用于调整HVAC系统（10）的参数的方法之前，限定物理量的可能值的范围的步骤。

12.如权利要求6至11中任一项所述的方法，其中，当HVAC系统（10）的控制器（14）是可编程控制器时，控制器（14）的编程利用如下步骤执行：

-在控制器编程软件中，定义基于设定点的所述确定值与HVAC系统（10）的能量优化相关的算法和基于调整循环（26）的所述计算的参数值与HVAC系统（10）的调整相关的算法之间的相互作用；

-产生编码所述算法以及实现定义的相互作用的控制程序；

-将控制程序加载到可编程控制器（14）中。

13.如权利要求6至11中任一项所述的方法，其中，当HVAC系统（10）的控制器（14）是可参数化控制器时，编程控制器（14）包括输入设定点的确定值和调整循环（26）的计算的参数值到控制器（14）中的至少一个步骤。

14.如权利要求6至13中任一项所述的方法，其中，HVAC系统（10）的控制器（14）的编程是基于在确定用于调整HVAC系统（10）的参数的方法过程中计算的设定点的值和调整循环（26）的参数值被加密的数据而执行的。

15.一种确定用于调整HVAC系统（10）的参数的设备，该HVAC系统（10）包括要被调整循环（26）所调整的热元件（20），该设备包括使用如权利要求1至5中任一项所述的确定用于调整HVAC系统（10）的参数的方法的装置。

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