CN108027187A - 用于制冷系统的能量管理 - Google Patents

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Abstract

提供了一种系统和方法，该系统包括用于制冷系统或HVAC系统的系统控制器，该制冷系统或HVAC系统具有含有压缩机的压缩机机架和含有冷凝器风扇的冷凝单元。系统控制器监测和控制制冷系统或HVAC系统的操作。机架控制器监测和控制压缩机机架的操作，并且确定压缩机机架功耗数据。冷凝单元控制器监测和控制冷凝单元的操作，并且确定冷凝单元功耗数据。系统控制器接收压缩机机架功耗数据和冷凝单元功耗数据，确定制冷系统或HVAC系统的总功耗，确定针对制冷系统的预测功耗或者基准功耗，将总功耗与预测功耗或者基准功耗进行比较，以及基于比较来生成警报。

Description

用于制冷系统的能量管理
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年6月29日提交的美国实用新型专利申请第15/197,121号的优先权并且还要求于2015年6月30日提交的美国临时申请第62/186,791的权益。以上引用的申请的全部公开内容通过引用合并入本文中。
技术领域
本公开内容涉及制冷系统，更特别地，涉及用于制冷系统的能量管理。
背景技术
本文提供的背景描述是为了在总体上呈现本公开内容的背景。在本背景技术部分中描述的情况下，当前指定的(一个或多个)发明人的工作以及在提交时可能在其他方面不符合现有技术的要求的描述的方面既不明确地被承认为针对本公开内容的现有技术也不隐含地被承认为针对本公开内容的现有技术。
制冷系统是许多商业建筑和住宅的基本部分。例如，食品零售商可能依靠制冷系统来确保食物产品的质量和安全。许多其他商业可能具有必须冷藏或者保持在较低温度下的产品或材料。HVAC系统使得人们能够在他们购物、工作或生活的地方保持舒适。
然而，制冷系统可能需要大量的能量来运行。运行制冷系统所需的能量的成本可能是巨大的。因此，密切监测制冷系统的性能和能量消耗以使效率最大化并且降低运行成本对于制冷系统用户来说可能是有益的。制冷系统用户可能缺乏准确地分析系统性能和能量消耗数据以有效地管理制冷系统的能量消耗成本的专业知识。
发明内容
该部分提供了本公开内容的总体概述，并且不是其全部范围或其全部特征的全面公开内容。
提供了一种系统，该系统包括用于制冷系统或HVAC系统的系统控制器，该制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，压缩机机架具有至少一个压缩机，冷凝单元具有至少一个冷凝器风扇。系统控制器监测和控制制冷系统或HVAC系统的操作。该系统还包括与系统控制器进行通信的机架控制器，该机架控制器监测和控制压缩机机架的操作并且确定压缩机机架功耗数据。该系统还包括与系统控制器进行通信的冷凝单元控制器。该冷凝单元控制器监测和控制冷凝单元的操作并且确定冷凝单元功耗数据。系统控制器接收压缩机机架功耗数据和冷凝单元功耗数据，基于压缩机机架功耗数据和冷凝单元功耗数据来确定制冷系统或HVAC系统的总功耗，确定针对制冷系统的预测功耗和基准功耗中至少之一，将总功耗与预测功耗和基准功耗中至少之一进行比较，以及基于比较来生成警报。
在其它特征中，系统控制器可以接收针对制冷系统或HVAC系统的性能系数，并且基于针对制冷系统或HVAC系统的操作数据和性能系数来确定预测功耗。
在其它特征中，系统控制器可以监测制冷系统或HVAC系统在初始化时段的功耗数据，并且基于所监测到的初始化时段的功耗数据来确定基准功耗。
提供了一种方法，该方法包括：利用系统控制器来监测和控制制冷系统或HVAC系统的操作，该制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，压缩机机架具有至少一个压缩机，冷凝单元具有至少一个冷凝器风扇。该方法还包括：利用与系统控制器进行通信的机架控制器来监测和控制压缩机的操作。该方法还包括：利用机架控制器来确定针对压缩机机架的压缩机机架功耗数据。该方法还包括：利用与系统控制器进行通信的冷凝单元控制器来监测和控制冷凝单元的操作。该方法还包括：利用冷凝单元控制器来确定针对冷凝单元的功耗数据。该方法还包括：利用系统控制器来接收压缩机机架功耗数据和冷凝单元功耗数据。该方法还包括：利用系统控制器、基于压缩机机架功耗数据和冷凝单元功耗数据来确定制冷系统或HVAC系统的总功耗。该方法还包括：利用系统控制器来确定针对制冷系统的预测功耗和基准功耗中至少之一。该方法还包括：利用系统控制器将总功耗与预测功耗和基准功耗中至少之一进行比较。该方法还包括：利用系统控制器、基于比较来生成警报。
在其他特征中，方法可以包括：利用系统控制器来接收针对制冷系统或HVAC系统的性能系数。
在其他特征中，方法可以包括：利用系统控制器、基于针对制冷系统或HVAC系统的操作数据和性能系数来确定预测功耗。
提供了另一种系统，该系统包括：用于制冷系统或HVAC系统的控制器，该制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，压缩机机架具有至少一个压缩机，冷凝单元具有至少一个冷凝器风扇，系统控制器监测和控制制冷系统或HVAC系统的操作。控制器确定与压缩机机架的功耗对应的压缩机机架功耗数据，确定与冷凝单元的功耗对应的冷凝单元功耗数据，基于压缩机机架功耗数据和冷凝单元功耗数据来确定制冷系统或HVAC系统的总功耗，确定针对制冷系统的预测功耗和基准功耗中至少之一，将总功耗与预测功耗和基准功耗中至少之一进行比较，以及基于比较来生成警报。
在其他特征中，控制器接收针对制冷系统或HVAC系统的性能系数，并且基于针对制冷系统或HVAC系统的操作数据和性能系数来确定预测功耗。
在其他特征中，控制器监测制冷系统或HVAC系统在初始化时段的功耗数据，并且基于所监测到的初始化时段的功耗数据来确定基准功耗。
提供了另一种方法，该方法包括：利用控制器来监测和控制制冷系统或HVAC系统的操作，该制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，压缩机机架具有至少一个压缩机，冷凝单元具有至少一个冷凝器风扇。该方法还包括：利用系统控制器来监测和控制压缩机的操作。该方法还包括：利用控制器来确定针对压缩机机架的压缩机机架功耗数据。该方法还包括：利用系统控制器来监测和控制冷凝单元的操作。该方法还包括：利用控制器来确定针对冷凝单元的功耗数据。该方法还包括：利用控制器、基于压缩机机架功耗数据和冷凝单元功耗数据来确定制冷系统或HVAC系统的总功耗。该方法还包括：利用控制器来确定针对制冷系统的预测功耗和基准功耗中至少之一。该方法还包括：利用控制器将总功耗与预测功耗和基准功耗中至少之一进行比较。该方法还包括：利用控制器、基于比较来生成警报。
在其他特征中，方法还包括：利用控制器来接收针对制冷系统或HVAC系统的性能系数，并且利用控制器、基于针对制冷系统或HVAC系统的操作数据和性能系数来确定预测功耗。
在其他特征中，方法还包括：利用控制器来监测制冷系统或HVAC系统在初始化时段的功耗数据，并且利用控制器、基于所监测到的初始化时段的功耗数据来确定基准功耗。
在其他特征中，方法可以包括：利用系统控制器来监测制冷系统或HVAC系统在初始化时段的功耗数据，并且利用系统控制器、基于所监测到的初始化时段的功耗数据来确定基准功耗。
提供了另一种系统，该系统包括用于制冷系统或HVAC系统的系统控制器，该制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，压缩机机架具有至少一个压缩机，冷凝单元具有至少一个冷凝器风扇，系统控制器监测和控制制冷系统或HVAC系统的操作。该系统还包括与系统控制器进行通信的机架控制器，该机架控制器监测和控制压缩机机架的操作并且确定压缩机机架功耗数据。该系统还包括与系统控制器进行通信的冷凝单元控制器，该冷凝单元控制器监测和控制冷凝单元的操作并且确定冷凝单元功耗数据。系统控制器接收压缩机机架功耗数据和冷凝单元功耗数据，基于压缩机机架功耗数据和冷凝单元功耗数据来确定制冷系统或HVAC系统的总功耗，以及修改压缩机机架和冷凝单元中至少之一的操作，以使制冷系统或HVAC系统的总功耗最小化。
提供了另一种方法，该方法包括：利用系统控制器来监测和控制制冷系统或HVAC系统，该制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，压缩机机架具有至少一个压缩机，冷凝单元具有至少一个冷凝器风扇。该方法还包括：利用与系统控制器进行通信的机架控制器来监测和控制压缩机机架的操作。该方法还包括：利用机架控制器来确定压缩机机架功耗数据。该方法还包括：利用与系统控制器进行通信的冷凝单元控制器来监测和控制冷凝单元的操作。该方法还包括：利用冷凝单元控制器来确定冷凝单元功耗数据。该方法还包括：利用系统控制器来接收压缩机机架功耗数据和冷凝单元功耗数据。该方法还包括：利用系统控制器、基于压缩机机架功耗数据和冷凝单元功耗数据来确定制冷系统或HVAC系统的总功耗。该方法还包括：利用系统控制器来修改压缩机机架和冷凝单元中至少之一的操作，以使制冷系统或HVAC系统的总功耗最小化。
提供了另一种系统，该系统包括用于制冷系统或HVAC系统的系统控制器，该制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，压缩机机架具有多个压缩机，冷凝单元具有多个冷凝器风扇，系统控制器监测和控制制冷系统或HVAC系统的操作。该系统还包括与系统控制器进行通信的机架控制器，该机架控制器监测和控制压缩机机架的操作。该系统还包括与系统控制器进行通信的冷凝单元控制器，该冷凝单元控制器监测和控制冷凝单元的操作。系统控制器确定针对多个压缩机中的每个压缩机和多个冷凝器风扇中的每个冷凝器风扇的启动功率需求，并且确定启动顺序，以将在启动操作期间的峰值功率需求限制在预定功率阈值以下。
提供了另一种方法，该方法包括：利用系统控制器来监测和控制制冷系统或HVAC系统，该制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，压缩机机架具有多个压缩机，冷凝单元具有多个冷凝器风扇。该方法还包括：利用与系统控制器进行通信的机架控制器来监测和控制压缩机机架的操作。该方法还包括：利用与系统控制器进行通信的冷凝单元控制器来监测和控制冷凝单元的操作。该方法还包括：利用系统控制器来确定针对多个压缩机中的每个压缩机和多个冷凝器风扇中的每个冷凝器风扇的启动功率需求。该方法还包括：利用系统控制器来确定启动顺序，以将在启动操作期间的峰值功率需求限制在预定功率阈值以下。
提供了另一种系统，该系统包括用于制冷系统或HVAC系统的系统控制器，该制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，压缩机机架具有多个压缩机，冷凝单元具有多个冷凝器风扇，系统控制器监测和控制制冷系统或HVAC系统的操作。该系统还包括与系统控制器进行通信的机架控制器，该机架控制器监测和控制压缩机机架的操作。该系统还包括与系统控制器进行通信的冷凝单元控制器，该冷凝单元控制器监测和控制冷凝单元的操作。系统控制器接收与限制功耗对应的信号，并且从多个压缩机中选择至少一个压缩机并从多个冷凝器风扇中选择至少一个冷凝器风扇来进行操作，以在保持总功耗在与信号相关联的功率阈值以下的同时使制冷容量最大化。
在其他特征中，可以从公共设施接收信号作为需求减载信号(demand shedsignal)，以及其中，功率阈值与需求减载信号相关联。
在其他特征中，可以从现场发电设备接收信号，以及其中，功率阈值与由现场发电设备生成的电力量对应。
在其他特征中，可以从现场发电设备接收信号，以及其中，功率阈值与要由现场发电设备生成的预测电力量对应。
提供了另一种方法，该方法包括：利用系统控制器来监测和控制制冷系统或HVAC系统，该制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，压缩机机架具有多个压缩机，冷凝单元具有多个冷凝器风扇。该方法还包括：利用与系统控制器进行通信的机架控制器来监测和控制压缩机机架的操作。该方法还包括：利用与系统控制器进行通信的冷凝单元控制器来监测和控制冷凝单元的操作。该方法还包括：利用系统控制器来接收与限制功耗对应的信号。该方法还包括：利用系统控制器从多个压缩机中选择至少一个压缩机并且从多个冷凝器风扇中选择至少一个冷凝器风扇来进行操作，以在保持总功耗在与信号相关联的功率阈值以下的同时，使制冷容量最大化。
在其他特征中，可以从公共设施接收信号作为需求减载信号，以及其中，功率阈值与需求减载信号相关联。
在其他特征中，可以从现场发电设备接收信号，以及其中，功率阈值与由现场发电设备生成的电力量对应。
在其他特征中，可以从现场发电设备接收信号，以及其中，功率阈值与要由现场发电设备生成的预测电力量对应。
提供了另一种系统，该系统包括用于制冷系统或HVAC系统的系统控制器，该制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，压缩机机架具有至少一个压缩机，冷凝单元具有至少一个冷凝器风扇，系统控制器监测和控制制冷系统或HVAC系统的操作。该系统还包括与系统控制器进行通信的机架控制器，该机架控制器监测和控制压缩机机架的操作并且确定压缩机机架功耗数据。该系统还包括与系统控制器进行通信的冷凝单元控制器，该冷凝单元控制器监测和控制冷凝单元的操作并且确定冷凝单元功耗数据。系统控制器接收压缩机机架功耗数据和冷凝单元功耗数据，接收未来时间段的预报天气数据，基于预报天气数据来确定制冷系统或HVAC系统的预测总功耗，将制冷系统或HVAC系统的预测总功耗与预定功率阈值进行比较，以及当预测总功耗大于预定功率阈值时生成警报。
在其他特征中，系统控制器在未来时间段之前修改制冷系统的操作，以减小制冷系统在未来时间段期间的功耗。
提供了另一方法，该方法包括：利用系统控制器来监测和控制制冷系统或HVAC系统的操作，该制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，压缩机机架具有至少一个压缩机，冷凝单元具有至少一个冷凝器风扇。该方法还包括：利用与系统控制器进行通信的机架控制器来监测和控制压缩机的操作。该方法还包括：利用机架控制器来确定针对压缩机机架的压缩机机架功耗数据。该方法还包括：利用与系统控制器进行通信的冷凝单元控制器来监测和控制冷凝单元的操作。该方法还包括：利用冷凝单元控制器来确定针对冷凝单元的功耗数据。该方法还包括：利用系统控制器来接收压缩机机架功耗数据和冷凝单元功耗数据。该方法还包括：利用系统控制器来接收未来时间段的预报天气数据。该方法还包括：利用系统控制器、基于预报天气数据来确定制冷系统或HVAC系统的预测总功耗。该方法还包括：利用系统控制器将制冷系统或HVAC系统的预测的总功耗与预定功率阈值进行比较。该方法还包括：当预测总功耗大于预定功率阈值时，利用系统控制器来生成警报。
在其他特征中，方法还可以包括：利用系统控制器在未来时间段之前修改制冷系统的操作，以减小制冷系统在未来时间段期间的功耗。
提供另一种系统，该系统包括用于制冷系统或HVAC系统的监测设备，该制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，压缩机机架具有至少一个压缩机，冷凝单元具有至少一个冷凝器风扇，监测设备监测和控制制冷系统或HVAC系统的操作。该系统还包括与监测设备进行通信的机架控制器，该机架控制器监测和控制压缩机机架的操作。该系统还包括与监测设备进行通信的冷凝单元控制器，该冷凝单元控制器监测和控制冷凝单元的操作。监测设备监测针对HVAC系统的操作数据，该操作数据包括吸入压力、排出压力、吸入温度、排出温度、液体温度和功耗数据中至少之一，并且基于所监测到的操作数据来确定性能系数、容量、功率输入、等熵效率百分比和质量流率中至少之一。
提供另一种方法，该方法包括：利用监测设备来监测和控制制冷系统或HVAC系统的操作，该制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，压缩机机架具有至少一个压缩机，冷凝单元具有至少一个冷凝器风扇。该方法还包括：利用与监测设备进行通信的机架控制器来监测和控制压缩机机架的操作。该方法还包括：利用与监测设备进行通信的冷凝单元控制器来监测和控制冷凝单元的操作。该方法还包括：利用监测设备来监测针对HVAC系统的操作数据，该操作数据包括吸入压力、排出压力、吸入温度、排出温度、液体温度和功耗数据中至少之一。该方法还包括：利用监测设备、基于所监测到的操作数据来确定性能系数、容量、功率输入、等熵效率百分比和质量流率中至少之一。
提供另一种系统，该系统包括用于制冷系统或HVAC系统的控制器，该制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架，压缩机机架具有至少一个压缩机。控制器包括监测模块，该监测模块被配置成基于从与压缩机相关联的功率计接收到的数据、针对压缩机的供给电压或者压缩机的电流强度来监测压缩机机架中的压缩机的功耗。该系统还包括跟踪模块，该跟踪模块被配置成基于压缩机的功耗来跟踪压缩机的性能。
在其他特征中，监测模块还包括电压确定模块、功率因数模块和功耗模块。电压确定模块被配置成基于供给至压缩机机架的电力和压缩机机架中的压缩机的数量来确定针对压缩机的供给电压。功率因数模块被配置成基于压缩机的额定电压和供给电压来调整针对压缩机的功率因数。功耗模块被配置成基于经调整的功率因数、针对压缩机的供给电压和压缩机的电流强度来确定压缩机的功耗。
在其他特征中，监测模块还包括功耗模块和误差校正模块。功耗模块被配置成基于压缩机的电流强度、压缩机的额定电压和压缩机的额定功率因数来估计压缩机机架中的每个压缩机的功耗。误差校正模块被配置成确定误差校正因数，该误差校正因数要应用于每个压缩机的估计功耗，以使得每个压缩机和制冷系统或HVAC系统的其他负载的功耗值的和等于所测量的压缩机机架的总功耗。
提供了另一种系统，该系统包括用于制冷系统或HVAC系统的控制器，该制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架，压缩机机架具有至少一个压缩机。控制器与被配置成跟踪压缩机机架中的压缩机的性能的性能跟踪模块进行通信。响应于针对压缩机的额定性能数据不可用，性能跟踪模块被配置成生成针对压缩机的基线数据，并且通过将压缩机的操作数据与针对压缩机的基线数据进行比较来评估压缩机的性能。响应于针对压缩机的额定性能数据可用，性能跟踪模块被配置成通过将压缩机的操作数据与针对压缩机的额定性能数据进行比较来评估压缩机的性能。
在其他特征中，控制器包括性能跟踪模块。
在其他特征中，远程控制器包括性能跟踪模块。
在其他特征中，性能跟踪模块包括基线数据模块和监测模块。基线数据模块被配置成基于紧接安装压缩机之后从压缩机接收到的数据来生成针对压缩机的基线数据。监测模块被配置成通过将基线数据与在产生基线数据之后获得的压缩机的操作数据进行比较来评估压缩机的性能。
在其他特征中，性能跟踪模块包括基于回归的监测模块(regression-basedmonitoring module)，该基于回归的监测模块被配置成对额定性能数据和在操作期间从压缩机获得的数据执行回归分析，并且基于回归分析来评估压缩机的性能。
在其他特征中，基于回归的监测模块包括基准生成模块和分析模块。基准生成模块被配置成生成基准多项式和基准包络(benchmark hull)。分析模块被配置成使用基准多项式和基准包络来分析在操作期间从压缩机获得的数据，并且基于该分析来评估压缩机的性能。
在其他特征中，系统还包括优化模块，该优化模块被配置成仅选择影响所选择的一种额定性能数据的在统计上重要的变量并且排除在统计上不重要的变量，以及使用所选择的变量来优化基准多项式。
在其他特征中，系统还包括异常值检测模块，该异常值检测模块被配置成检测在操作期间从压缩机获得的数据中的异常值并且去除具有最大偏差的异常值。
在其他特征中，系统还包括比较模块，该比较模块被配置成将基准多项式和基准包络与历史基准多项式和包络数据进行比较，并且基于比较来评估压缩机的性能。
提供了另一种方法，该方法包括：利用控制器来控制制冷系统或HVAC系统，该制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架，压缩机机架具有至少一个压缩机。该方法还包括：利用监测模块、基于从与压缩机相关联的功率计接收到的数据、针对压缩机的供给电压或者压缩机的电流强度来监测压缩机机架中的压缩机的功耗。该方法还包括：利用跟踪模块、基于压缩机的功耗来跟踪压缩机的性能。
在其他特征中，监测压缩机机架中的压缩机的功耗还包括以下：利用电压确定模块、基于供给至压缩机机架的电力和压缩机机架中的压缩机的数量来确定针对压缩机的供给电压；利用功率因数模块、基于压缩机的额定电压和供给电压来调整针对压缩机的功率因数；利用功耗模块、基于经调整的功率因数、针对压缩机的供给电压和压缩机的电流强度来确定压缩机的功耗。
在其他特征中，该方法还包括：利用功耗模块、基于压缩机的电流强度、压缩机的额定电压和压缩机的额定功率因数来估计压缩机机架中的每个压缩机的功耗。该方法还包括：利用误差校正模块来确定误差校正因数，该误差校正因数要应用于每个压缩机的估计功耗，以使得每个压缩机和制冷系统或HVAC系统中的其他负载的功耗值的和等于所测量的压缩机机架的总功耗。
提供了另一种方法，该方法包括：利用控制器来控制制冷系统或HVAC系统，该制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架，压缩机机架具有至少一个压缩机。该方法还包括：与被配置成跟踪压缩机机架中的压缩机的性能的性能跟踪模块进行通信。该方法还包括：响应于针对压缩机的额定性能数据不可用，利用性能跟踪模块来生成针对压缩机的基线数据，并且通过将压缩机的操作数据与针对压缩机的基线数据进行比较来评估压缩机的性能。该方法还包括：响应于针对压缩机的额定性能数据可用，利用性能跟踪模块、通过将压缩机的操作数据与针对压缩机的额定性能数据进行比较来评估压缩机的性能。
在其他特征中，方法还包括：利用基线数据模块、基于紧接安装压缩机之后从压缩机接收到的数据来生成针对压缩机的基线数据；以及利用监测模块、通过将基线数据与在产生基线数据之后获得的压缩机的操作数据进行比较来评估压缩机的性能。
在其他特征中，方法还包括：利用基于回归的监测模块、对额定性能数据和在操作期间从压缩机获得的数据执行回归分析；以及利用基于回归的监测模块、基于回归分析来评估压缩机的性能。
在其他特征中，方法还包括：利用基准生成模块来生成基准多项式和基准包络；以及利用分析模块、使用基准多项式和基准包络来分析在操作期间从压缩机获得的数据，并且基于该分析来评估压缩机的性能。
在其他特征中，方法还包括：利用优化模块来仅选择影响所选择的一种额定性能数据的在统计上重要的变量，并且排除在统计上不重要的变量；以及利用优化模块、使用所选择的变量来优化基准多项式。
在其他特征中，方法还包括：利用异常值检测模块来检测在操作期间从压缩机获得的数据中的异常值，并且去除具有最大偏差的异常值。
在其他特征中，方法还包括：利用比较模块将基准多项式和基准包络与历史基准多项式和包络数据进行比较，并且基于该比较来评估压缩机的性能。
根据本文提供的描述，另外的适用性领域将是明显的。该概述中的描述和特定示例意在仅用于说明的目的，而非意在限制本公开内容的范围。
附图说明
本文描述的附图仅用于所选择的实施方式而不是所有可能的实现方式的说明目的，并且不意在限制本公开内容的范围。
图1是示例性制冷系统的框图；
图2是将实际功耗与预测功耗或基准功耗进行比较的示例性操作的流程图；
图3是计算预测功耗的示例性操作的流程图；
图4是计算基准功耗的示例性操作的流程图；
图5是使系统的功耗最小化的示例性操作的流程图；
图6是确定启动顺序以限制峰值功率需求的示例性操作的流程图；
图7是在满足所需的需求减载的同时使容量最大化的示例性操作的流程图；
图8是基于预报数据预测能量消耗的示例性操作的流程图；
图9A和图9B是用于监测图1的制冷系统的压缩机的功耗的示例性系统的框图；
图10是监测图1的制冷系统的压缩机的功耗的示例性操作的流程图；
图11是用于跟踪图1的制冷系统的压缩机的性能的示例性系统的框图；
图12是跟踪图1的制冷系统的压缩机的性能的示例性操作的流程图；
图13是用于跟踪图1的制冷系统的压缩机的性能的示例性的基于回归的系统的框图；以及
图14是对图1的制冷系统的压缩机进行基于回归的性能跟踪的示例性操作的流程图。
在附图中，附图标记可以重复使用以标识相似和/或相同的元素。
具体实施方式
现在将参照附图更充分地描述示例性实施方式。
参照图1，示出了示例性制冷系统10，该示例性制冷系统10包括通过公共吸入歧管16和排出集管(discharge header)18一起管接(pipe)在压缩机机架14中的多个压缩机12。尽管图1示出了示例性制冷系统10，但是本公开内容的教导也适用于例如HVAC系统。
每个压缩机12具有监测和控制压缩机12的操作的相关联的压缩机控制器20。例如，压缩机控制器20可以利用电力传感器、电压传感器和/或电流传感器监测输送至压缩机12的电力、电压和/或电流。此外，压缩机控制器20还可以利用吸入温度传感器、排出温度传感器、吸入压力传感器、或排出压力传感器来监测压缩机12的吸入或排出温度或压力。例如，每个压缩机12的排出出口可以包括相应的排出温度传感器22。除了排出温度传感器22以外或者代替排出温度传感器22，可以使用排出压力传感器。吸入歧管16的输入端可以包括吸入压力传感器24和吸入温度传感器26两者。此外，排出集管18的排出出口可以包括相关联的排出压力传感器28。除了排出压力传感器28以外或者代替排出压力传感器28，可以使用排出温度传感器。如下面进一步详细描述的，可以实现各种传感器，以用于管理和监测在压缩机机架14中的压缩机12的能量消耗。
机架控制器30可以经由与每个压缩机控制器20进行通信来监测和控制压缩机机架14的操作。例如，机架控制器30可以通过与压缩机控制器20进行通信来指示各个压缩机12接通或关断。此外，机架控制器30可以通过与压缩机控制器20进行通信来指示可变容量压缩机增加或减少容量。此外，机架控制器30可以从压缩机控制器20接收指示输送至每个压缩机12的电力、电压和/或电流的数据。此外，机架控制器30还可以从压缩机控制器20接收指示每个压缩机12的吸入或排出温度或压力的数据。此外或者可替选地，机架控制器30可以直接与吸入温度传感器、排出温度传感器、吸入压力传感器、或排出压力传感器进行通信以接收这样的数据。此外，机架控制器30可以与包括例如排出压力传感器28、吸入压力传感器24和吸入温度传感器26的其他吸入温度传感器、排出温度传感器、吸入压力传感器和排出压力传感器进行通信。
电力可以从电源32输送至压缩机机架14，以用于分配至各个压缩机12。机架电力传感器34可以感测输送至压缩机机架14的电力量。除了电力传感器34以外或者代替电力传感器34，可以使用电流传感器或电压传感器。机架控制器30可以与机架电力传感器34进行通信，并且监测输送至压缩机机架14的电力量。可替选地，机架电力传感器34可以被省略，并且可以基于如由压缩机控制器20确定的输送至各个压缩机12中的每个的电力的电力数据来确定输送至压缩机机架14的总电力。
压缩机机架14对输送至具有冷凝器38的冷凝单元36的制冷剂蒸气进行压缩，在冷凝器38中，制冷剂蒸气在高压下被液化。冷凝器风扇40可以实现从冷凝器38的改进的热传递。冷凝单元36可以包括相关联的环境温度传感器42、冷凝器温度传感器44和/或冷凝器排出压力传感器46。每个冷凝器风扇40可以包括感测输送至每个冷凝器风扇40的电力量的冷凝器风扇电力传感器47。除了冷凝器风扇电力传感器47以外或者代替冷凝器风扇电力传感器47，可以使用电流传感器或者电压传感器。
冷凝单元控制器48可以监测和控制冷凝器风扇40的操作。例如，冷凝单元控制器48可以接通或关断各个冷凝器风扇40以及/或者提高或降低任何可变速度冷凝器风扇40的能力。此外，冷凝单元控制器48可以通过与冷凝器风扇电力传感器47进行通信来接收指示输送至每个冷凝器风扇40的电力的数据。此外，冷凝单元控制器48可以与其他冷凝单元传感器进行通信，其他冷凝单元传感器包括例如环境温度传感器42、冷凝器温度传感器44和冷凝器排出压力传感器46。
电力可以从电源32输送至冷凝单元36，以用于分配至各个冷凝风扇40。冷凝单元电力传感器50可以感测输送至冷凝单元36的电力量。除了冷凝单元电力传感器50以外或者代替冷凝单元电力传感器50，可以使用电流传感器或电压传感器。冷凝单元控制器48可以与冷凝单元电力传感器50进行通信，并且监测输送至冷凝单元36的电力量。
来自冷凝单元36的高压液体制冷剂可以被输送至制冷箱52。例如，制冷箱52可以包括制冷箱52的组54。例如，制冷箱52可以是在杂货店的冷藏或冷冻食品箱。每个制冷箱52可以包括用于控制制冷剂的过热的蒸发器56和膨胀阀58以及蒸发器温度传感器60。制冷剂传递通过膨胀阀58，在膨胀阀58处，压降引起高压液体制冷剂，实现液体和蒸气的较低压组合。随着来自制冷箱52的热空气移动通过蒸发器56，低压液体变成气体。然后低压气体被输送回到压缩机机架14，在压缩机机架14处再次启动制冷循环。
箱控制器62可以监测和控制蒸发器56和/或膨胀阀58的操作。例如，箱控制器62可以接通或关断蒸发器54的蒸发器风扇以及/或者提高或降低任何可变速度蒸发器风扇的能力。箱控制器62可以与蒸发器温度传感器60进行通信并且接收蒸发器温度数据。
电力可以从电源32输送至制冷箱52的组54，以用于分配至各个冷凝器风扇40。制冷箱电力传感器60可以感测输送至制冷箱52的组54的电力量。除了制冷箱电力传感器60以外或者代替制冷箱电力传感器60，可以使用电流传感器或电压传感器。箱控制器62可以与制冷箱电力传感器60进行通信，并且监测输送至制冷箱52的组54的电力量。
如上所述，尽管图1示出了示例性制冷系统10，但是本公开内容的教导也适用于例如包括例如空气调节和热泵系统的HVAC系统。在HVAC系统的示例中，蒸发器56可以被安装在空气处理器单元中而不是安装在制冷箱52中。
系统控制器70通过与机架控制器30、冷凝单元控制器48和箱控制器62中的每个进行通信来监测和控制整个制冷系统10的操作。可替选地，机架控制器30、冷凝单元控制器48和/或箱控制器62可以被省略，并且系统控制器70可以直接控制压缩机机架14、冷凝单元36和/或制冷箱52的组54。系统控制器70可以通过与机架控制器30、冷凝单元控制器48和/或箱控制器62进行通信来接收如由各种传感器感测到的制冷系统10的操作数据。例如，系统控制器可以接收关于系统的各种温度和压力的数据以及关于输送至各种系统部件的电力、电流和/或电压的数据。可替选地，各种传感器中的一些传感器或全部传感器可以被配置成直接与系统控制器进行通信。例如，环境温度传感器42可以直接与系统控制器70进行通信并且提供环境温度数据。
系统控制器70可以例如通过增加或减少各种系统部件的容量来协调制冷系统的操作。例如，系统控制器70可以通过启动或停用压缩机12或者通过增加或减少可变容量压缩机12的容量来指示机架控制器30增加或减少容量。系统控制器70可以通过启动或停用冷凝器风扇40或者通过提高或降低可变速度冷凝器风扇40的速度来指示冷凝单元控制器48增加或减少冷凝单元容量。系统控制器70可以通过启动或停用蒸发器56的蒸发器风扇或者通过提高或降低可变速度蒸发器风扇的速度来指示箱控制器62增加或减少蒸发器容量。系统控制器70可以包括例如易失性存储器或非易失性存储器的计算机可读介质，以存储可由处理器执行以实现在本文描述的功能以监测和控制制冷系统10的操作的指令。
系统控制器70可以例如是可以从佐治亚州肯尼索的艾默生环境优化技术零售解决方案公司(Emerson Climate Technologies Retail Solutions,Inc.of Kennesaw,Georgia)获得的E2RX制冷控制器。如果系统是HVAC系统而不是制冷系统，则系统控制器70可以例如是也可以从佐治亚州肯尼索的艾默生环境优化技术零售解决方案公司获得的E2BX HVAC和照明控制器。此外，还可以使用可以被编程有在本公开内容中描述的功能的任何其他类型的可编程控制器。
系统控制器70可以与通信设备72进行通信。通信设备72可以例如是台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、智能电话或具有通信/联网能力的其他计算设备。通信设备72可以在制冷系统10的设施位置处经由局域网与系统控制器70进行通信。通信设备72还可以经由例如互联网的广域网与系统控制器70进行通信。
通信设备72可以与系统控制器70进行通信以接收和查看制冷系统10的操作数据，包括例如针对制冷系统10的能量或性能数据。
系统控制器70还可以例如经由诸如互联网的广域网或者经由电话线、蜂窝通信和/或卫星通信与远程监测器74进行通信。远程监测器74可以与和多个制冷系统或HVAC系统相关联的多个系统控制器70进行通信。远程监测器74还可以被通信设备76访问，通信设备76例如是台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、智能电话或具有通信/联网能力的其他计算设备。通信设备76可以与远程监测器74进行通信以接收和查看针对一个或更多个制冷系统或HVAC系统的操作数据，包括例如针对制冷系统或HVAC系统的能量或性能数据。
系统控制器70可以监测包括压缩机机架14、冷凝单元36和制冷箱52的制冷系统10的实际功耗，并且将制冷系统10的实际功耗与针对制冷系统10的预测功耗或基准功耗进行比较。
参照图2，示出了用于将实际功耗与预测功耗或基准功耗进行比较的控制算法200。控制算法200例如可以由系统控制器70执行并且在202处开始。在204处，系统控制器70接收针对制冷系统10的实际功耗数据。例如，如上所述，系统控制器70可以从机架控制器30、冷凝单元控制器48和箱控制器62接收关于压缩机机架14、冷凝单元36和制冷箱52的组54的功耗数据。在206处，系统控制器70基于针对制冷系统10的操作数据来确定针对系统的预测功耗或基准功耗。下面将参照图3和图4讨论用于确定针对系统的预测功耗或基准功耗的进一步的细节。
在208处，系统控制器70将针对系统的预测功耗或基准功耗与实际功耗进行比较。在210处，系统控制器70确定实际功耗与预测功耗或基准功耗之间的差异是否大于预定阈值。在210处，当差异大于预定阈值时，系统控制器70可以生成警报。例如，系统控制器70可以将警报传送至通信设备72或者传送至远程监测器74以用于随后传送至通信设备76。在210处，当差异不大于预定阈值时，控制算法200进行至214。在214处，控制算法200结束。
除了基于实际功耗与基准功耗或预测功耗之间的差异来生成警报之外，系统控制器70还可以确定随着时间的推移的趋势，并且经由通信设备72向用户提供关于趋势的信息。例如，当差异将大于预定阈值时，系统控制器70可以基于当前趋势来预测未来时期。实际功耗与基准功耗或预测功耗之间的差异还可以用于计算系统或部件健康分数(healthscore)。此外，尽管参考针对整个制冷系统10的功耗描述了控制算法200，但是此外或者可替选地，系统控制器70可以针对制冷系统10的一个或更多个部件来执行控制算法200，部件包括压缩机机架14、冷凝单元36和/或制冷箱52中的一个或更多个。
参照图3，示出用于基于针对系统部件的性能系数和针对系统的操作数据来确定预测功耗的控制算法300。图3的功能例如被包括在图2的206处。控制算法300可以由系统控制器70执行并且在302处开始。在304处，系统控制器70接收针对制冷系统10的系统部件的性能系数数据。性能系数由系统部件制造商公布，并且可以用于确定给定的系统部件在给定的特定操作条件下的预期操作特性，包括预测功耗。例如，压缩机制造商可以公布针对特定型号的压缩机的性能系数。系统控制器70例如可以在系统部件制造商的网站访问性能系数的公开数据库，并且确定针对包括在制冷系统中的系统部件的特定性能系数。性能系数可以与系统部件的特定型号对应。可替选地，可以在制造时基于每个部件来确定性能系数。在这样的情况下，性能系数可以与针对系统部件的特定型号和序列号对应。例如，系统控制器70可以通过针对特定部件的特定型号和序列号来查询制造商的数据库以检索性能系数。此外，性能系数可以存储在系统部件本身上的非易失性存储器中或者与系统部件本身一起存储。可替选地，可以经由通信设备72从用户或者从远程监测器74或通信设备76接收性能系数。在304处接收性能系数之后，系统控制器70进行至306。
在306处，系统控制器70接收针对制冷系统的操作数据。例如，操作数据可以包括：针对压缩机机架14的排出温度和/或压力；针对压缩机机架14的吸入温度和/或压力；冷凝温度；冷凝单元排出温度和/或压力；蒸发器温度和/或压力；以及/或者外界环境温度等。操作数据可以指示制冷系统10上的负载，并且可以与性能系数一起用于确定制冷系统10在特定负载下的预测功耗。
在308处，系统控制器70基于针对系统部件的性能系数和针对制冷系统10的操作数据来计算预测功耗。在310处，控制算法300结束。
参照图4，示出用于基于在例如初始化时段的预定时间段期间的系统性能而确定基准功耗的控制算法400。图4的功能例如被包括在图2的206处。控制算法400可以由系统控制器70执行并且在402处开始。在404处，系统控制器70接收系统在预定初始化时段期间的操作数据。例如，预定初始化时段可以是紧接首次安装或首次维修制冷系统10之后或者对制冷系统10进行维护之后的时间段，例如一周或更多周或者一个月或更多个月。操作数据可以包括：针对压缩机机架14的排出温度和/或压力；针对压缩机机架14的吸入温度和/或压力；冷凝温度；冷凝单元排出温度和/或压力；蒸发器温度和/或压力；以及/或者室外环境温度等，以及针对例如压缩机机架14、冷凝单元36和制冷箱52的制冷系统部件的功耗数据。
在406处，系统控制器70基于系统在预定初始化时段的操作数据来计算基准功耗数据。以这种方式，基准功耗可以与例如在安装、维护或修理之后系统所消耗的功率相关联。如上所述，然后可以将实际功耗与基准功耗进行比较，以确定制冷系统性能是否已经下降以及制冷系统10正在由于劣化而消耗额外的功率的程度。控制算法400在408处结束。
在美国专利第8,065,886中描述了用于基于环境温度数据计算针对制冷系统的部件的预计能量消耗数据以用于与实际能量消耗数据进行比较的系统和方法，该美国专利的全部内容通过引用合并至本文中。
此外，所监测到的操作数据可以用于计算制冷系统10的总体性能系数。例如，系统控制器70可以监测吸入压力、排出压力、吸入温度、排出温度、液体温度以及功耗数据，并且使用存储在系统控制器70中的热物理学方程式和制冷剂类型来确定制冷系统10的性能系数和其他性能特征。例如，系统控制器70可以确定容量(kW)、功率输入(kW)、等熵效率百分比、以摄氏度为单位的吸入过热温度、以度为单位的排出过热温度、过热度(K)、过冷度(K)、以度为单位的排出温度以及/或者以kg/s为单位的质量流率。
参照图5，示出用于优化总制冷系统能量消耗的控制算法500。例如，系统控制器70可以修改各个系统部件的操作，并且监测该修改如何影响制冷系统10的总功耗。虽然对特定部件的操作的特定修改可能引起该部件的功耗增加，但是也可能引起另一部件的功耗极大地降低，使得整个制冷系统10的功耗降低。例如，冷凝器风扇操作的容量的增加可能引起冷凝单元36的功耗增加，但是也可能引起制冷箱52和/或压缩机机架14的功耗降低。
控制算法500可以由系统控制器70执行并且在502处开始。在504处，系统控制器接收针对压缩机机架14、冷凝单元36和制冷箱52的功耗数据。在506处，系统控制器70修改压缩机机架、冷凝单元和/或制冷箱中至少之一的操作以使系统的总功耗最小化。例如，系统控制器70可以修改各种系统部件的设定点或容量，并且监测对制冷系统10的总功耗产生的影响。当修改引起总功耗降低时，系统控制器70可以做出类似的修改以确定类似的修改是否同样会降低总功耗。当修改没有引起总功耗降低时，系统控制器70可以做出相反的修改并且监测对总功耗的影响。控制算法500在508处结束。
在美国专利8,051,668中描述了用于调制冷凝器设定点以使能量消耗最小化的系统和方法，该美国专利的全部内容通过引用合并入本文中。
参照图6，示出了用于限制启动操作期间的峰值功率需求的控制算法600。控制算法600可以由系统控制器70执行并且在602处开始。在604处，系统控制器70确定针对制冷系统10中的每个压缩机12和冷凝器风扇40的启动功率需求。在启动时，每个部件可以接收在启动时的涌流，引起在启动期间的功率需求激增。一旦部件正常运行，部件消耗的功率可以趋于稳定。在604处，系统控制器70可以基于部件的已知特性来计算针对每个压缩机12和冷凝器风扇40的启动功率需求，已知特性例如是制造商的铭牌上的额定值、马力、容量等。可替选地或者此外，系统控制器70可以监测部件在启动操作期间的功耗并且记录峰值功率需求。
在606处，系统控制器70可以确定用于启动包括压缩机12和冷凝器风扇40的系统部件的顺序和时刻，以限制在启动操作期间的总峰值功率需求。例如，系统控制器70可以随着时间错开部件的启动操作的开始。此外，系统控制器70可以选择与具有低峰值功率需求的部件同时地启动具有高峰值功率需求的部件。系统控制器70和/或远程监测器74可以计算和报告由限制峰值启动功率需求所产生的能量节省以及/或者将结果绑定至公共设施数据模型。控制算法在608处结束。
参照图7，示出了用于提供需求减载功能的控制算法700。控制算法700可以由系统控制器70执行并且在702处开始。在704处，系统控制器70可以从公共设施公司接收需求减载信号。例如，在某些时候，公共设施公司可能要求公共设施用户减小他们的总功耗以限制向公共设施公司要求的总功率。
在706处，系统控制器70可以确定如下一组部件：其将在当前操作条件下，在满足需求减载要求的同时使制冷容量最大化。例如，基于已经监测到的针对系统的每个部件的功耗和容量数据连同指示系统负载的操作数据，系统控制器70可以确定压缩机和冷凝器风扇的哪些子集可以在总功耗比功率需求减载要求小的情况下一起操作。根据压缩机和冷凝器风扇组合的那些可能的子集，系统控制器70可以确定在当前操作条件下将使总制冷容量最大化的特定组合。
此外，如果例如太阳能发电或风能发电的现场发电可用，则系统控制器70可以从例如光伏阵列的现场发电设备接收能量限制信号。系统控制器70可以协调对用于操作的部件的选择，以将当前电力需求限制在由现场发电设备生成的电力以下或者要由现场发电设备生成的预测电力以下。
此外，在706处，系统控制器70还可以基于现场发电能力和/或需求减载信号来修改现有的除霜安排和/或其他操作，例如安排的预冷却操作。
参照图8，示出了用于预测未来时间段所需的能量并且修改系统操作的控制算法800。控制算法800可以由系统控制器70执行并且在802处开始。在804处，系统控制器70接收未来时间段的天气或温度预报数据。系统控制器70可以访问天气数据库或天气服务网站以及/或者从远程监测器74、通信设备或通信设备76接收天气预报和温度数据。在806处，系统控制器70基于指示的天气或温度预报数据来估计针对系统的预测能量消耗。例如，系统控制器70可以基于预报预测制冷系统10上的预期负载以及针对制冷系统的预期功耗。
在808处，系统控制器70确定预测能量消耗是否大于预定阈值。在808处，当预测能量消耗大于预定阈值时，系统控制器70进行到810，并且可以经由通信设备72、远程监测器74和/或通信设备76向制冷系统10的用户或操作者发送警报。此外，系统控制器70可以修改系统部件的操作和安排。例如，系统控制器70可以重新安排先前所安排的除霜操作。此外，系统控制器70可以在未来时间段之前实施预冷却。例如，系统控制器70可以在未来时间段之前增加制冷系统10的容量，以在未来时间段之前降低特定制冷箱52中的温度。以这种方式，在未来时间段期间制冷系统10上的负载与正常运行相比可以降低。
此外，系统控制器70可以接收实时定价信息和/或智能电网计划以确定未来时间段的预测能量成本。类似地，系统控制器70可以基于预测能量成本和/或智能电网计划来修改系统部件的操作和安排。
在808处，当预测能量消耗不大于预定阈值时，系统控制器70进行至812。在812处，控制算法800结束。
现在在下面进一步详细描述上面描述的本公开内容的各个方面。以下公开内容组织如下。图9A、图9B和图10示出了对在图1中示出的压缩机机架14中的各个压缩机12的功率监测。图11和图12示出了用于跟踪各个压缩机12的性能的系统和方法。图13和图14示出了用于对压缩机性能进行基于回归的监测的系统和方法。
参照图9A和图9B，示出了用于监测图1的压缩机机架14中的各个压缩机12的功耗的系统900的示例。在图9A中，在图1中示出的系统控制器70中实现系统900。系统控制器70包括功率监测模块902和性能跟踪性能904。功率监测模块902监测压缩机机架14中的各个压缩机12的功耗。性能跟踪模块904基于由功率监测模块902监测到的功耗来跟踪各个压缩机12的性能。性能跟踪模块904还基于由功率监测模块902监测到的功耗和由性能跟踪模块904跟踪的性能来诊断各个压缩机12的健康。因此，功率监测和性能跟踪可以用于制冷系统10的能量管理以及维护和诊断。
在图9B中，示出了功率监测模块902的示例。功率监测模块902包括功耗模块906、电压确定模块908、功率因数模块910以及误差校正模块912。功耗模块906根据可用的数据类型以不同方式确定每个压缩机12的功耗。例如，如果每个压缩机12具有与其相关联的功率计，则功耗模块906直接根据从与相应的压缩机12相关联的功率计接收到的功耗数据来确定每个压缩机12的功耗。然而，如果功率计不是对每个压缩机12均可用，则功耗模块906以两种方式之一确定每个压缩机12的功耗。
在第一种方式中，电压确定模块908基于由电源32(如图1所示)供给至压缩机机架14的电力和压缩机机架14中的压缩机12的数量确定对于每个压缩机12可用的供给电压。功率因数模块910基于由电压确定模块908确定的针对特定压缩机12的供给电压来调整针对特定压缩机12的功率因数。针对特定压缩机12的功率因数由于特定压缩机12的操作条件(例如负载)的改变以及针对特定压缩机12的供给电压的改变而改变。功率因数模块910调整针对特定压缩机12的功率因数，以补偿针对特定压缩机12的实际供给电压(例如240V或220V)与特定压缩机12的额定电压(例如230V)之间的差异。
功率因数模块910使用公式(或者适用于压缩机的其他PF校正公式)PF＝Voltsrating＊PFrating＊(Ampsnominal-rating/Ampsactual)/Voltsactual调整针对特定压缩机12的功率因数，其中，Voltsrating表示特定压缩机12的额定电压，PFrating表示特定压缩机12的额定功率因数，Ampsnominal-rating表示特定压缩机12的电流强度或额定电流，Ampsactual表示特定压缩机12的实际电流消耗，并且Voltsactual表示由电压确定模块908确定的针对特定压缩机12的实际供给电压。
功耗模块906基于由功率因数模块910确定的经调整或校正的功率因数来确定特定压缩机12的功耗。功耗模块906使用公式：功率＝Volts*PF*amps*3^.5，来确定特定(例如)3相压缩机12的功耗，其中，Volts表示由电压确定模块908确定的针对特定压缩机12的实际供给电压，PF表示由功率因数模块910确定的经调整或校正的功率因数，并且amps表示特定压缩机12的实际电流强度。
在第二种方式中，误差校正模块912确定在针对特定压缩机12的供给电压未知但是压缩机机架14的总功耗已知(例如根据在图1中示出的机架电力传感器34)的情况下的误差校正因数。基于每个压缩机12的实际电流强度、额定电压和额定功率因数来计算每个单独的压缩机12的功耗。校正因数被应用于每个压缩机12的相应功耗值，使得各个压缩机(加上风扇和其他负载)的功耗值的和等于所测量的压缩机机架14的总功耗。
参照图10，示出了用于监测压缩机机架14中的各个压缩机12的功耗的控制算法1000的示例。例如，控制算法1000可以由图1中示出的系统控制器70执行。控制算法1000在1002处开始。在1004处，系统控制器70确定是否可以从与特定压缩机12相关联的功率计获得针对特定压缩机12的功耗数据。如果可以从功率计获得功耗数据，则在1006处，系统控制器70使用来自功率计的功耗数据来确定特定压缩机12的功耗。
然而，如果不可以从功率计获得功耗数据，则在1008处，系统控制器70确定针对特定压缩机12的供给电压是否可用。例如，系统控制器70可以基于由电源32供给至压缩机机架14的电力和压缩机机架14中的压缩机12的数量(参见图1)来确定针对特定压缩机12的供给电压。
如果系统控制器70可以确定针对特定压缩机12的供给电压，则在1010处，系统控制器70基于供给电压来调整或校正针对特定压缩机12的功率因数，以补偿针对特定压缩机12的实际供给电压与特定压缩机12的额定电压之间的差异。例如，系统控制器70使用上面参照图9A和图9B对功率因数模块910的描述中公开的公式来调整或校正针对特定压缩机12的功率因数。在1012处，系统控制器70基于经调整或校正的功率因数以及特定压缩机12的实际供给电压和电流强度来确定特定压缩机12的功耗。例如，系统控制器70使用上面参照图9A和图9B对功耗模块906的描述中公开的公式来确定特定压缩机12的功耗。
如果针对特定压缩机12的供给电压不可用，则在1014处，系统控制器70使用特定压缩机12的电流强度以及特定压缩机12的额定电压和额定功率因数来估计特定压缩机12的功耗。如果功率计(例如，图1中示出的机架电力传感器34)测量压缩机机架14的总功耗，则应用误差校正因数，使得各个压缩机(加上风扇和其他负载)的功耗的和等于总功耗。
在1016处，系统控制器70使用如上所述地那样确定的功耗来跟踪特定压缩机12的性能并且诊断特定压缩机12的健康。如上所述，系统控制器70确定每个压缩机12的功耗，并且跟踪每个压缩机12的性能并诊断每个压缩机12的健康。控制算法1000在1018处结束。
参照图11，示出了用于跟踪图1的压缩机机架14中的压缩机12的性能的系统1100的示例。系统1100一般地可以在图1中示出的系统控制器70中实现，并且具体地可以在图9A和图9B中示出的性能跟踪模块904中。性能跟踪模块904确定压缩机12的性能是否符合制造商的额定性能。性能跟踪模块904包括基线数据模块1102、性能监测模块1104以及基于回归的监测模块(回归模块)1108。下面参照图12简要地说明这些模块的操作。
简而言之，如果针对压缩机12的额定性能数据不可用，则性能跟踪模块904生成针对压缩机12的基线数据，并且通过将压缩机12的操作数据与针对压缩机12的基线数据进行比较来评估压缩机12的性能并诊断压缩机12的健康。然而，如果针对压缩机12的额定性能数据可用，则性能跟踪模块904通过将压缩机12的操作数据与针对压缩机12的额定性能数据进行比较，来评估压缩机12的性能并且诊断压缩机12的健康。
基线数据模块1102基于紧接安装压缩机12之后从压缩机12接收到的数据来生成针对压缩机12的基线数据。性能监测模块1104通过将基线数据与在产生针对压缩机12的基线数据之后获得的压缩机12的操作数据进行比较，来评估压缩机12的性能并且诊断压缩机12的健康。
基于回归的监测模块1108对额定性能数据和在操作期间从压缩机12获得的数据执行回归分析，并且基于回归分析来评估压缩机12的性能并且诊断压缩机12的健康。
参照图12，示出了用于跟踪图1的压缩机12和压缩机机架14的性能的控制算法1200的示例。例如，控制算法1200一般地可以由在图1中示出的系统控制器70执行，并且具体地可以由在图11中示出的性能跟踪模块904执行。下面将简要地说明控制算法1200。之后对图11的模块和控制算法1200进行详细描述。
控制算法1200在1202处开始。在1204处，性能跟踪模块904确定针对压缩机12的额定性能数据是否可用。如果针对压缩机12的额定性能数据不可用，则在1206处，基线数据模块1102在安装之后启动时生成针对每个压缩机12的基线数据。在1208处，性能监测模块1104使用由基线数据模块1102生成的基线数据作为参考，并且将在操作期间获得的数据与基线数据进行比较来监测和评估压缩机12的性能并诊断压缩机12的健康。
然而，如果针对压缩机12的额定性能数据可用，则在1210处，性能跟踪模块904确定是否使用包括但不限于基于回归的分析的其他方法来监测和评估压缩机12的性能并且诊断压缩机12的健康。如果使用基于回归的分析，则在1216处，回归模块1108使用基于统计的过程将额定值和基线数据与所监测到的数据进行比较，以便评估压缩机和系统的行为和健康。控制算法1200在1218处结束。
参照图13，更详细地示出基于回归的监测模块1108的示例。基于回归的监测模块1108可以监测压缩机、冷凝器、蒸发器或性能数据可用的任何其他系统部件的性能。因此，尽管下面例如仅参照压缩机12描述了基于回归的监测模块1108的操作，但是本公开内容的教导还可以适用于监测其他系统部件的性能以及诊断其他系统部件的健康。
基于回归的监测模块1108包括基准生成模块1900、分析模块1902、优化模块1904、异常值检测模块1906以及比较模块1908。以下将参照图14详细描述这些模块的操作。
简而言之，基于回归的监测模块1108对额定性能数据和在操作期间从压缩机12获得的数据执行回归分析，并且基于如下的回归分析来评估压缩机12的性能和诊断压缩机12的健康。基准生成模块1900生成基准多项式和基准包络。分析模块1902使用基准多项式和基准包络来分析在操作期间从压缩机12获得的数据，并且基于该分析来评估压缩机12的性能和诊断压缩机12的健康。
优化模块1904仅选择影响所选择的一种额定性能数据(例如压缩机12的功耗)的在统计上重要的变量，并且排除不会显著影响所选择的一种额定性能数据(例如压缩机12的功耗)的在统计上不重要的变量。优化模块1904使用所选择的变量来优化基准多项式。
异常值检测模块1906检测在操作期间从压缩机12获得的数据中的异常值，并且去除具有最大偏差的异常值。比较模块1908将基准多项式和基准包络与历史基准多项式和包络数据进行比较，并且基于该比较来评估压缩机12的性能和诊断压缩机12的健康。
通常，基于回归的监测模块1108执行以下功能：每隔一定时间(例如一天多次)收集和评估数据，定期地(例如每周或每月)对包络之外的数据进行基准化和评估(下面会说明)以及长期评估(例如每季度、每半年或每年)。基准化功能还包括创建模型、检查模型的有效性、去除异常值、通过排除无关变量来简化模型以及计算包络。下面将详细说明这些功能。
参照图14，示出了用于对压缩机机架14中的各个压缩机12进行基于回归的性能监测的控制算法2000的示例。例如，控制算法2000一般地可以由图1中示出的系统控制器70执行，具体地可以由图11中示出的性能跟踪模块904执行，并且更具体地可以由图13中示出的基于回归的监测模块1108执行。控制算法2000在2002处开始。
在2004处，基于回归的监测模块1108一天多次(例如，每秒、每分钟、每小时)收集系统或压缩机传感器数据。例如，数据可以是针对功耗、质量流率或者与确定系统性能和诊断系统健康趋势相关的任何系统部件的任何其他参数的。
在2006处，基准生成模块1900对具有额定曲线并且在额定曲线的可接受的容限内的数据进行处理。如果数据不在额定曲线的可接受的容限内，则生成错误或警告。对在可接受的容限内的数据进行存储和处理，以用于生成基准多项式和基准包络。包络是数据点的如下区域，在该区域内可以使用例如多项式的回归公式进行预测。基准生成模块1900使用统计方法生成模型并且检查该模型的有效性。
在2008处，优化模块1904仅选择影响所选择的性能参数(例如压缩机12的功耗)的在统计上重要的变量，并且排除在统计上不重要的变量以简化正在生成的基准多项式。此外，异常值检测模块1906检测数据中的任何异常值，确定异常值是否是噪声，并且去除具有最大偏差的异常值，以进一步简化正在生成的基准多项式。去除异常值还提高了模型的准确性。将异常值存储在数据库中，并且长期对其进行评估以确定异常值实际上是否是由系统问题引起的。优化模块1904基于所选择的变量和去除的异常值来优化基准多项式。优化模块1904还计算用于数据评估的基准包络连同基准多项式。
在2010处，分析模块1902使用基准多项式、基准包络和额定曲线分析每隔一定时间收集的系统数据，并且基于该分析来检测错误。例如，分析模块1902将数据与基准多项式进行比较，并且确定数据是否在基准多项式的一个或更多个(例如±2)标准偏差内。分析模块1902还确定数据是否在基准包络之外。此外，分析模块1902确定数据是否在针对数据的额定曲线的可接受的容限内。如果数据在针对数据的额定曲线的可接受的容限内，则数据被存储并且用于生成未来基准多项式和基准包络。如果数据不在针对数据的额定曲线的可接受的容限内，则发出关于压缩机性能和健康的错误或警告。
在2012处，比较模块1908定期地(例如，每季度、每半年或者每年)对基准进行比较以检测长期趋势，确定长期趋势是否显示设备的任何劣化，并且如果长期趋势显示设备的任何劣化，则发出错误或警告。
总而言之，上述系统和方法可以执行针对制冷系统的能量管理功能。具体地，系统和方法可以通过将实际参数与预测参数(例如功耗)进行比较来跟踪各个压缩机的性能。例如，系统和方法可以通过协调压缩机机架14和例如冷凝器38的制冷系统10的其他部件的功耗来优化制冷系统10的功耗。系统和方法可以通过使用智能启动算法来限制峰值功率。系统和方法可以提供需求减载能力。系统和方法可以在考虑未来操作条件的情况下预测所需的能量。
前面的描述本质上仅仅是说明性的，决不旨在限制本公开内容、其应用或者使用。本公开内容的广泛教导可以各种形式来实现。因此，虽然本公开内容包括特定示例，但是本公开内容的真实范围不应该被如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求时，其他修改将变得明显。应当理解的是，方法内的一个或更多个步骤可以以不同的顺序(或同时)执行，而不改变本公开内容的原理。此外，尽管上面将每个实施方式描述为具有某些特征，但是关于本公开内容的任何实施方式描述的那些特征中的任一个或更多个可以在任何其他实施方式中实现以及/或者与任何其他实施方式的特征组合，即使该组合没有明确描述。换句话说，所描述的实施方式不是相互排斥的，并且一个或更多个实施方式彼此之间的置换仍然在本公开内容的范围内。
使用包括“连接”、“接合”、“耦接”、“邻接”、“相邻”、“在…顶部上”、“上方”、“下方”以及“设置”的各种术语来描述元件之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系。除非明确描述为“直接”，否则当在上述公开内容中描述第一元件和第二元件之间的关系时，该关系可以是在第一元件与第二元件之间不存在其他介入元件的直接关系，也可以是在第一元件与第二元件之间存在(空间上或功能上)一个或更多个介入元件的间接关系。如本文所使用的，短语“A、B和C中至少之一”应当被解释为意指使用非排他性逻辑“或(OR)”的逻辑(A或B或C)，并且不应当被解释为意指“A中至少之一、B中至少之一、以及C中至少之一”。
在这些图中，如箭头所指示的箭头的方向通常表明说明所关注的信息(例如数据或指令)的流动。例如，当元件A和元件B交换多种信息，但是从元件A发送至元件B的信息与说明相关时，箭头可以从元件A指向元件B。这个单向箭头并不暗示没有其他信息从元件B发送至元件A。此外，对于从元件A发送至元件B的信息，元件B可以向元件A发送对信息的请求或对信息的接收确认。
在本申请中，包括下面的定义，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”来代替。术语“模块”可以指代以下内容、作为以下内容的一部分或者包括以下内容：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享、专用或组)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享、专用或组)；提供所描述的功能的其他合适的硬件部件；或者上述中的一些或全部的组合，例如在芯片上系统中。
该模块可以包括一个或更多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括连接至局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本公开内容的任何给定模块的功能可以分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可以允许负载平衡。在另外的示例中，服务器(也称为远程或云)模块可以代表客户端模块实现一些功能。
如上所使用的术语“代码”可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指代程序、例程、功能、类、数据结构和/或对象。术语“共享处理器电路”包括执行来自多个模块的一些或全部代码的单个处理器电路。术语“组处理器电路”包括与另外的处理器电路组合来执行来自一个或更多个模块的一些或全部代码的处理器电路。对多个处理器电路的提及包括离散片上的多个处理器电路、单个片上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个核、单个处理器电路的多个线程，或者上述的组合。术语“共享存储器电路”包括存储来自多个模块的一些或全部代码的单个存储器电路。术语“组存储器电路”包括与另外的存储器组合来存储来自一个或更多个模块的一些或全部代码的存储器电路。
术语“存储器电路”是术语“计算机可读介质”的子集。如本文使用的术语“计算机可读介质”不包括通过介质(例如在载波上)传播的暂态电信号或电磁信号；术语“计算机可读介质”因此可以被认为是有形的且非暂态的。非暂态有形的计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路(例如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或者掩模只读存储器电路)、易失性存储器电路(例如静态随机存取存储器电路或者动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(例如模拟或数字磁带或者硬盘驱动器)以及光存储介质(例如CD、DVD或蓝光光盘)。
本申请中所描述的设备和方法可以部分地或全部地通过经由对通用计算机进行配置以执行在计算机程序中实现的一个或更多个特定功能而创建的专用计算机来实现。以上描述的功能块、流程图部件和其他元件用作软件规范，其可以通过本领域的技术人员或程序员的日常工作而转换成计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非暂态有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或者依赖于存储的数据。计算机程序可以包括与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定设备交互的设备驱动器、一个或更多个操作系统、用户应用、后台服务、背景应用等。
计算机程序可以包括：(i)要被解析的描述性文本，诸如HTML(超文本标记语言)或者XML(可扩展标记语言)、(ii)汇编代码、(iii)通过编译器由源代码生成的目标代码、(iv)通过解释器执行的源代码、(v)由即时编译器编译和执行的源代码等。仅作为示例，可以使用包括以下语言的语法来编写源代码：C、C++、C#、Objective C、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、HTML5、Ada、ASP(活动服务器页面)、PHP、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、VisualLua和
权利要求中叙述的元件均不旨在作为在35U.S.C.§112(f)的含义内的装置加功能元件(means-plus function element)，除非使用短语“用于…的装置”或者在使用短语“用于...的操作”或“用于…的步骤”的方法权利要求的情况下明确地叙述元件。

Claims (52)

1.一种系统，包括：
系统控制器，所述系统控制器用于制冷系统或HVAC系统，所述制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，所述压缩机机架具有至少一个压缩机，所述冷凝单元具有至少一个冷凝器风扇，所述系统控制器监测和控制所述制冷系统或HVAC系统的操作；
机架控制器，所述机架控制器与所述系统控制器进行通信，所述机架控制器监测和控制所述压缩机机架的操作并且确定压缩机机架功耗数据；以及
冷凝单元控制器，所述冷凝单元控制器与所述系统控制器进行通信，所述冷凝单元控制器监测和控制所述冷凝单元的操作并且确定冷凝单元功耗数据；
其中，所述系统控制器从所述制冷系统或HVAC系统的部件接收功耗数据，所述功耗数据包括至少所述压缩机机架功耗数据和所述冷凝单元功耗数据；基于所述压缩机机架功耗数据和所述冷凝单元功耗数据来确定所述制冷系统或HVAC系统的总功耗；确定针对所述制冷系统或HVAC系统的预测功耗和基准功耗中至少之一；将所述总功耗与所述预测功耗和所述基准功耗中至少之一进行比较；以及基于所述比较来生成警报。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统控制器接收针对所述制冷系统或HVAC系统的性能系数，并且基于针对所述制冷系统或HVAC系统的操作数据和所述性能系数来确定所述预测功耗。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统控制器监测所述制冷系统或HVAC系统在初始化时段的功耗数据，并且基于所监测到的所述初始化时段的功耗数据和操作条件来确定所述基准功耗。
4.一种方法，包括：
利用系统控制器来监测和控制制冷系统或HVAC系统的操作，所述制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，所述压缩机机架具有至少一个压缩机，所述冷凝单元具有至少一个冷凝器风扇；
利用与所述系统控制器进行通信的机架控制器来监测和控制所述压缩机的操作；
利用所述机架控制器来确定针对所述压缩机机架的压缩机机架功耗数据；
利用与所述系统控制器进行通信的冷凝单元控制器来监测和控制所述冷凝单元的操作；
利用所述冷凝单元控制器来确定针对所述冷凝单元的功耗数据；
利用所述系统控制器从所述制冷系统或HVAC系统的部件接收功耗数据，所述功耗数据包括至少所述压缩机机架功耗数据和所述冷凝单元功耗数据；
利用所述系统控制器、基于所述压缩机机架功耗数据和所述冷凝单元功耗数据来确定所述制冷系统或HVAC系统的总功耗；
利用所述系统控制器来确定针对所述制冷系统或HVAC系统的预测功耗和基准功耗中至少之一；
利用所述系统控制器将所述总功耗与所述预测功耗和所述基准功耗中至少之一进行比较；以及
利用所述系统控制器、基于所述比较来生成警报。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
利用所述系统控制器来接收针对所述制冷系统或HVAC系统的性能系数；以及
利用所述系统控制器、基于针对所述制冷系统或HVAC系统的操作数据和所述性能系数来确定所述预测功耗。
6.根据权利要求4所述的方法，还包括：
利用所述系统控制器来监测所述制冷系统或HVAC系统在初始化时段的功耗数据；以及
利用所述系统控制器、基于所监测到的所述初始化时段的功耗数据来确定所述基准功耗。
7.一种系统，包括：
系统控制器，所述系统控制器用于制冷系统或HVAC系统，所述制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，所述压缩机机架具有至少一个压缩机，所述冷凝单元具有至少一个冷凝器风扇，所述系统控制器监测和控制所述制冷系统或HVAC系统的操作；
机架控制器，所述机架控制器与所述系统控制器进行通信，所述机架控制器监测和控制所述压缩机机架的操作，并且确定压缩机机架功耗数据；以及
冷凝单元控制器，所述冷凝单元控制器与所述系统控制器进行通信，所述冷凝单元控制器监测和控制所述冷凝单元的操作并且确定冷凝单元功耗数据；
其中，所述系统控制器接收所述压缩机机架功耗数据和所述冷凝单元功耗数据，基于所述压缩机机架功耗数据和所述冷凝单元功耗数据来确定所述制冷系统或HVAC系统的总功耗，并且修改所述压缩机机架和所述冷凝单元中至少之一的操作以使所述制冷系统或HVAC系统的总功耗最小化。
8.一种方法，包括：
利用系统控制器来监测和控制制冷系统或HVAC系统，所述制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，所述压缩机机架具有至少一个压缩机，所述冷凝单元具有至少一个冷凝器风扇；
利用与所述系统控制器进行通信的机架控制器来监测和控制所述压缩机机架的操作；
利用所述机架控制器来确定压缩机机架功耗数据；
利用与所述系统控制器进行通信的冷凝单元控制器来监测和控制所述冷凝单元的操作；
利用所述冷凝单元控制器来确定冷凝单元功耗数据；
利用所述系统控制器来接收所述压缩机机架功耗数据和所述冷凝单元功耗数据；
利用所述系统控制器、基于所述压缩机机架功耗数据和所述冷凝单元功耗数据来确定所述制冷系统或HVAC系统的总功耗；以及
利用所述系统控制器来修改所述压缩机机架和所述冷凝单元中至少之一的操作以使所述制冷系统或HVAC系统的总功耗最小化。
9.一种系统，包括：
系统控制器，所述系统控制器用于制冷系统或HVAC系统，所述制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，所述压缩机机架具有多个压缩机，所述冷凝单元具有多个冷凝器风扇，所述系统控制器监测和控制所述制冷系统或HVAC系统的操作；
机架控制器，所述机架控制器与所述系统控制器进行通信，所述机架控制器监测和控制所述压缩机机架的操作；以及
冷凝单元控制器，所述冷凝单元控制器与所述系统控制器进行通信，所述冷凝单元控制器监测和控制所述冷凝单元的操作；
其中，所述系统控制器确定针对所述多个压缩机中的每个压缩机和所述多个冷凝器风扇中的每个冷凝器风扇的启动功率需求，并且确定启动顺序以将启动操作期间的峰值功率需求限制在预定功率阈值以下。
10.一种方法，包括：
利用系统控制器来监测和控制制冷系统或HVAC系统，所述制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，所述压缩机机架具有多个压缩机，所述冷凝单元具有多个冷凝器风扇；
利用与所述系统控制器进行通信的机架控制器来监测和控制所述压缩机机架的操作；
利用与所述系统控制器进行通信的冷凝单元控制器来监测和控制所述冷凝单元的操作；
利用所述系统控制器来确定针对所述多个压缩机中的每个压缩机和所述多个冷凝器风扇中的每个冷凝器风扇的启动功率需求；以及
利用所述系统控制器来确定启动顺序以将启动操作期间的峰值功率需求限制在预定功率阈值以下。
11.一种系统，包括：
系统控制器，所述系统控制器用于制冷系统或HVAC系统，所述制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，所述压缩机机架具有多个压缩机，所述冷凝单元具有多个冷凝器风扇，所述系统控制器监测和控制所述制冷系统或HVAC系统的操作；
机架控制器，所述机架控制器与所述系统控制器进行通信，所述机架控制器监测和控制所述压缩机机架的操作；以及
冷凝单元控制器，所述冷凝单元控制器与所述系统控制器进行通信，所述冷凝单元控制器监测和控制所述冷凝单元的操作；
其中，所述系统控制器确定针对所述多个压缩机中的每个压缩机和所述多个冷凝器风扇中的每个冷凝器风扇的启动功率需求，监测所述压缩机机架和所述冷凝单元的总功率需求，以及通过控制所述多个压缩机和所述多个冷凝器风扇的启动和停用来限制所述HVAC系统在操作期间的峰值功率需求，使得所述总功率需求在预定功率阈值以下。
12.一种方法，包括：
利用系统控制器来监测和控制制冷系统或HVAC系统，所述制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，所述压缩机机架具有多个压缩机，所述冷凝单元具有多个冷凝器风扇；
利用与所述系统控制器进行通信的机架控制器来监测和控制所述压缩机机架的操作；
利用与所述系统控制器进行通信的冷凝单元控制器来监测和控制所述冷凝单元的操作；
利用所述系统控制器来确定针对所述多个压缩机中的每个压缩机和所述多个冷凝器风扇中的每个冷凝器风扇的启动功率需求；以及
利用所述系统控制器来监测所述压缩机机架和所述冷凝单元的总功率需求；以及
利用所述系统控制器、通过控制所述多个压缩机和所述多个冷凝器风扇的启动和停用来限制所述HVAC系统在操作期间的峰值功率需求，使得所述总功率需求在预定功率阈值以下。
13.一种系统，包括：
系统控制器，所述系统控制器用于制冷系统或HVAC系统，所述制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，所述压缩机机架具有多个压缩机，所述冷凝单元具有多个冷凝器风扇，所述系统控制器监测和控制所述制冷系统或HVAC系统的操作；
机架控制器，所述机架控制器与所述系统控制器进行通信，所述机架控制器监测和控制所述压缩机机架的操作；以及
冷凝单元控制器，所述冷凝单元控制器与所述系统控制器进行通信，所述冷凝单元控制器监测和控制所述冷凝单元的操作；
其中，所述系统控制器接收与限制功耗对应的信号，并且从所述多个压缩机中选择至少一个压缩机并从所述多个冷凝器风扇中选择至少一个冷凝器风扇来进行操作，以在保持总功耗在与所述信号相关联的功率阈值以下的同时提供所需的制冷容量。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，从公共设施接收所述信号作为需求减载信号，以及其中，所述功率阈值与所述需求减载信号相关联。
15.根据权利要求13所述的系统，其中，从现场发电设备接收所述信号，以及其中，所述功率阈值与由所述现场发电设备生成的电力量对应。
16.根据权利要求13所述的系统，其中，从现场发电设备接收所述信号，以及其中，所述功率阈值与要由所述现场发电设备生成的预测电力量对应。
17.一种方法，包括：
利用系统控制器监测和控制制冷系统或HVAC系统，所述制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，所述压缩机机架具有多个压缩机，所述冷凝单元具有多个冷凝器风扇；
利用与所述系统控制器进行通信的机架控制器来监测和控制所述压缩机机架的操作；
利用与所述系统控制器进行通信的冷凝单元控制器来监测和控制所述冷凝单元的操作；
利用所述系统控制器来接收与限制功耗对应的信号；以及
利用所述系统控制器从所述多个压缩机中选择至少一个压缩机并且从所述多个冷凝器风扇中选择至少一个冷凝器风扇来进行操作，以在保持总功耗在与所述信号相关联的功率阈值以下的同时使制冷容量最大化。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，从公共设施接收所述信号作为需求减载信号，以及其中，所述功率阈值与所述需求减载信号相关联。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，从现场发电设备接收所述信号，以及其中，所述功率阈值与由所述现场发电设备生成的电力量对应。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，从现场发电设备接收所述信号，以及其中，所述功率阈值与要由所述现场发电设备生成的预测电力量对应。
21.一种系统，包括：
系统控制器，所述系统控制器用于制冷系统或HVAC系统，所述制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，所述压缩机机架具有至少一个压缩机，所述冷凝单元具有至少一个冷凝器风扇，所述系统控制器监测和控制所述制冷系统或HVAC系统的操作；
机架控制器，所述机架控制器与所述系统控制器进行通信，所述机架控制器监测和控制所述压缩机机架的操作并且确定压缩机机架功耗数据；以及
冷凝单元控制器，所述冷凝单元控制器与所述系统控制器进行通信，所述冷凝单元控制器监测和控制所述冷凝单元的操作并且确定冷凝单元功耗数据；
其中，所述系统控制器接收所述压缩机机架功耗数据和所述冷凝单元功耗数据，接收未来时间段的预报天气数据，基于所述预报天气数据来确定所述制冷系统或HVAC系统的预测总功耗，将所述制冷系统或HVAC系统的预测总功耗与预定功率阈值进行比较，以及当所述预测总功耗大于所述预定功率阈值时，执行生成警报和修改所述制冷系统或HVAC系统的操作中至少之一。
22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述系统控制器在所述未来时间段之前修改所述制冷系统或HVAC系统的操作，以减小所述制冷系统或HVAC系统在所述未来时间段期间的功耗。
23.根据权利要求21所述的系统，其中，所述系统控制器执行对制冷箱进行预冷却和将电力存储在能量存储设备中至少之一。
24.一种方法，包括：
利用系统控制器来监测和控制制冷系统或HVAC系统的操作，所述制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，所述压缩机机架具有至少一个压缩机，所述冷凝单元具有至少一个冷凝器风扇；
利用与所述系统控制器进行通信的机架控制器来监测和控制所述压缩机机架的操作；
利用所述机架控制器来确定针对所述压缩机机架的压缩机机架功耗数据；
利用与所述系统控制器进行通信的冷凝单元控制器来监测和控制所述冷凝单元的操作；
利用所述冷凝单元控制器来确定针对所述冷凝单元的功耗数据；
利用所述系统控制器来接收所述压缩机机架功耗数据和所述冷凝单元功耗数据；
利用所述系统控制器接收未来时间段的预报天气数据；
利用所述系统控制器、基于所述预报天气数据来确定所述制冷系统或HVAC系统的预测总功耗；
利用所述系统控制器将所述制冷系统或HVAC系统的所述预测总功耗与预定功率阈值进行比较；以及
当所述预测总功耗大于所述预定功率阈值时，利用所述系统控制器执行生成警报和修改所述制冷系统或HVAC系统的操作中至少之一，以及修改所述制冷系统或HVAC系统的操作。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，利用所述系统控制器修改所述制冷系统或HVAC系统的操作包括：在所述未来时间段之前修改所述制冷系统或HVAC系统的操作，以减小所述制冷系统或HVAC系统在所述未来时间段期间的功耗。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述系统控制器对一个或更多个制冷箱进行预冷却。
27.根据权利要求25所述的方法，其中，所述系统控制器将电力存储在能量存储设备中。
28.根据权利要求25所述的方法，其中，所述系统控制器修改制冷箱的除霜安排。
29.一种系统，包括：
监测设备，所述监测设备用于制冷系统或HVAC系统，所述制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，所述压缩机机架具有至少一个压缩机，所述冷凝单元具有至少一个冷凝器风扇，所述监测设备监测所述制冷系统或HVAC系统的操作；
机架控制器，所述机架控制器与所述监测设备进行通信，所述机架控制器监测和控制所述压缩机机架的操作；以及
冷凝单元控制器，所述冷凝单元控制器与所述监测设备进行通信，所述冷凝单元控制器监测和控制所述冷凝单元的操作；
其中，所述监测设备监测针对所述HVAC系统的操作数据，所述操作数据包括吸入压力、排出压力、吸入温度、排出温度、液体温度和功耗数据中至少之一，以及所述监测设备基于所监测到的操作数据来确定性能系数、容量、功率输入、等熵效率百分比和质量流率中至少之一。
30.一种方法，包括：
利用监测设备来监测制冷系统或HVAC系统的操作，所述制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架和冷凝单元，所述压缩机机架具有至少一个压缩机，所述冷凝单元具有至少一个冷凝器风扇；
利用与所述监测设备进行通信的机架控制器来监测和控制所述压缩机机架的操作；
利用与所述监测设备进行通信的冷凝单元控制器来监测和控制所述冷凝单元的操作；
利用所述监测设备监测针对所述HVAC系统的操作数据，所述操作数据包括吸入压力、排出压力、吸入温度、排出温度、液体温度和功耗数据中至少之一；以及
利用所述监测设备、基于所监测到的操作数据来确定性能系数、容量、功率输入、等熵效率百分比和质量流率中至少之一。
31.一种系统，包括：
控制器，所述控制器用于制冷系统或HVAC系统，所述制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架，所述压缩机机架具有至少一个压缩机，
其中，所述控制器包括：
监测模块，所述监测模块被配置成基于从与所述压缩机机架中的压缩机相关联的功率计接收到的数据、针对所述压缩机的供给电压或者所述压缩机的电流强度来监测所述压缩机的功耗；以及
跟踪模块，所述跟踪模块被配置成基于所述压缩机的功耗来跟踪所述压缩机的性能。
32.根据权利要求31所述的系统，其中，所述监测模块还包括：
电压确定模块，所述电压确定模块被配置成基于供给至所述压缩机机架的电力和所述压缩机机架中的压缩机的数量来确定针对所述压缩机的供给电压；
功率因数模块，所述功率因数模块被配置成基于所述压缩机的额定电压和供给电压来调整针对所述压缩机的功率因数；以及
功耗模块，所述功耗模块被配置成基于经调整的功率因数、针对所述压缩机的供给电压以及所述压缩机的电流强度来确定所述压缩机的功耗。
33.根据权利要求31所述的系统，其中，所述监测模块还包括：
功耗模块，所述功耗模块被配置成基于压缩机的电流强度、压缩机的额定电压和压缩机的额定功率因数来估计所述压缩机机架中的每个压缩机的功耗；以及
误差校正模块，所述误差校正模块被配置成确定误差校正因数，所述误差校正因数要应用于每个压缩机的估计功耗，以使得每个压缩机和所述制冷系统或HVAC系统的其他负载的功耗值的和等于所测量的所述压缩机机架的总功耗。
34.一种系统，包括：
控制器，所述控制器用于制冷系统或HVAC系统，所述制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架，所述压缩机机架具有至少一个压缩机，
其中，所述控制器与被配置成跟踪所述压缩机机架中的压缩机的性能的性能跟踪模块进行通信，
其中，响应于针对所述压缩机的额定性能数据不可用，所述性能跟踪模块被配置成生成针对所述压缩机的基线数据，并且通过将所述压缩机的操作数据与针对所述压缩机的基线数据进行比较来评估所述压缩机的性能；以及
其中，响应于针对所述压缩机的额定性能数据可用，所述性能跟踪模块被配置成通过将所述压缩机的操作数据与针对所述压缩机的额定性能数据进行比较来评估所述压缩机的性能。
35.根据权利要求34所述的系统，其中，所述控制器包括所述性能跟踪模块。
36.根据权利要求34所述的系统，其中，远程控制器包括所述性能跟踪模块。
37.根据权利要求34所述的系统，其中，所述性能跟踪模块包括：
基线数据模块，所述基线数据模块被配置成基于紧接安装压缩机之后从所述压缩机接收到的数据来生成针对所述压缩机的基线数据；以及
监测模块，所述监测模块被配置成通过将所述基线数据与在产生所述基线数据之后获得的所述压缩机的操作数据进行比较来评估所述压缩机的性能。
38.根据权利要求37所述的系统，其中，所述性能跟踪模块包括基于回归的监测模块，所述基于回归的监测模块被配置成：
对所述额定性能数据和在操作期间从所述压缩机获得的数据执行回归分析；以及
基于所述回归分析评估所述压缩机的性能。
39.根据权利要求38所述的系统，其中，所述基于回归的监测模块包括：
基准生成模块，所述基准生成模块被配置成生成基准多项式和基准包络；以及
分析模块，所述分析模块被配置成使用所述基准多项式和所述基准包络分析在操作期间从所述压缩机获得的数据，并且基于所述分析评估所述压缩机的性能。
40.根据权利要求39所述的系统，还包括优化模块，所述优化模块被配置成：
仅选择影响所选择的一种额定性能数据的在统计上重要的变量，并且排除在统计上不重要的变量；以及
使用所选择的变量来优化所述基准多项式。
41.根据权利要求39所述的系统，还包括异常值检测模块，所述异常值检测模块被配置成检测在操作期间从所述压缩机获得的数据中的异常值，并且去除具有最大偏差的异常值。
42.根据权利要求39所述的系统，还包括比较模块，所述比较模块被配置成将所述基准多项式和所述基准包络与历史基准多项式和包络数据进行比较，并且基于所述比较来评估所述压缩机的性能。
43.一种方法，包括：
利用控制器来控制制冷系统或HVAC系统，所述制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架，所述压缩机机架具有至少一个压缩机；
利用监测模块、基于从与所述压缩机机架中的压缩机相关联的功率计接收到的数据、针对所述压缩机的供给电压或者所述压缩机的电流强度来监测所述压缩机的功耗；以及
利用跟踪模块、基于所述压缩机的功耗来跟踪所述压缩机的性能。
44.根据权利要求43所述的方法，其中，监测所述压缩机机架中的压缩机的功耗还包括：
利用电压确定模块、基于供给至所述压缩机机架的电力和所述压缩机机架中的压缩机的数量来确定针对所述压缩机的供给电压；
利用功率因数模块、基于所述压缩机的额定电压和供给电压来调整针对所述压缩机的功率因数；以及
利用功耗模块、基于经调整的功率因数、针对所述压缩机的供给电压和所述压缩机的电流强度来确定所述压缩机的功耗。
45.根据权利要求43所述的方法，还包括：
利用功耗模块、基于压缩机的电流强度、压缩机的额定电压和压缩机的额定功率因数来估计所述压缩机机架中的每个压缩机的功耗；以及
利用误差校正模块来确定误差校正因数，所述误差校正因数要应用于每个压缩机的估计功耗，以使得每个压缩机和所述制冷系统或HVAC系统中的其他负载的功耗值的和等于所测量的所述压缩机机架的总功耗。
46.一种方法，包括：
利用控制器来控制制冷系统或HVAC系统，所述制冷系统或HVAC系统具有压缩机机架，所述压缩机机架具有至少一个压缩机；
与被配置成跟踪所述压缩机机架中的压缩机的性能的性能跟踪模块进行通信；
响应于针对所述压缩机的额定性能数据不可用，利用所述性能跟踪模块来生成针对所述压缩机的基线数据，并且通过将所述压缩机的操作数据与针对所述压缩机的基线数据进行比较来评估所述压缩机的性能；以及
响应于针对所述压缩机的额定性能数据可用，利用所述性能跟踪模块、通过将所述压缩机的操作数据与针对所述压缩机的额定性能数据进行比较来评估所述压缩机的性能。
47.根据权利要求46所述的方法，还包括：
利用基线数据模块、基于紧接安装压缩机之后从所述压缩机接收到的数据来生成针对所述压缩机的基线数据；以及
利用监测模块、通过将所述基线数据与在产生所述基线数据之后获得的所述压缩机的操作数据进行比较来评估所述压缩机的性能。
48.根据权利要求46所述的方法，还包括：
利用基于回归的监测模块、对所述额定性能数据和在操作期间从所述压缩机获得的数据进行回归分析；以及
利用所述基于回归的监测模块、基于所述回归分析来评估所述压缩机的性能。
49.根据权利要求48所述的方法，还包括：
利用基准生成模块来生成基准多项式和基准包络；以及
利用分析模块、使用所述基准多项式和所述基准包络来分析在操作期间从所述压缩机获得的数据，并且基于所述分析来评估所述压缩机的性能。
50.根据权利要求49所述的方法，还包括：
利用优化模块来仅选择影响所选择的一种额定性能数据的在统计上重要的变量，并且排除在统计上不重要的变量；以及
利用所述优化模块、使用所选择的变量来优化所述基准多项式。
51.根据权利要求49所述的方法，还包括：利用异常值检测模块来检测在操作期间从所述压缩机获得的数据中的异常值，并且去除具有最大偏差的异常值。
52.根据权利要求49所述的方法，还包括：利用比较模块将所述基准多项式和所述基准包络与历史基准多项式和包络数据进行比较，并且基于所述比较来评估所述压缩机的性能。
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