CN111750492A - 空气调节系统、服务器系统、网络和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及空气调节系统、服务器系统、网络以及方法。一种用于调节建筑物的空气的空气调节系统，包括：至少一个操作单元，至少一个控制器，用于根据所述操作单元的安装数据来控制所述操作单元，以及通信装置，被配置为连接到网络并在所述控制器和所述网络之间交换数据，以使空气调节系统成为所述网络的一部分，所述空气调节系统的特征在于，所述空气调节系统被配置为向所述网络发送和从所述网络接收与所述至少一个操作单元和/或所述空气调节系统的安装和/或性能参数相关的数据，并由所述控制器根据接收到的数据来控制所述操作单元。

Description

空气调节系统、服务器系统、网络和方法
技术领域
本公开涉及空气调节系统、服务器系统、网络以及用于控制空气调节系统的方法和用于控制网络的方法。
背景技术
特别地，作为要求保护的空气调节系统的示例，本公开涉及对个别操作单元(例如形成空气调节系统或建筑物加热系统的一部分的个别热泵)的控制。
空气调节系统的当前状态就其高效使用而言在很大程度上依赖于由专业安装人员进行的手动调试(commissioning)，这些专业安装人员了解要在安装有空气调节系统的相应建筑物内配置的空气调节系统的适当配置。系统参数的此类设置通常在调试检查清单中提供，该清单由专业人员在安装和调试空气调节系统时填写。
因此，空气调节系统的整体性能严重依赖于调试代理/安装人员的专业知识，这可能是非常不同的。此外，当空气调节系统动力学发生变化时，例如，当发射器尺寸/类型变化、所使用的空间、占用者(occupant)的数量和/或活动性变化等时，这种空气调节系统的手动一次性调试可能会导致随时间推移而劣化。
此外，调试后热泵的实际监测的性能经常与理论性能大不相同。这可能至少部分地是由于包括不合适的系统规模、平衡和控制配置以及一般系统故障在内的各种因素造成的。这导致低效率的系统操作，这种低效率的系统操作可能经常未被检测到和/或导致占用者的热不适感。
发明内容
因此，本公开旨在克服上述问题，并提供一种空气调节系统，该空气调节系统具有更高效的系统操作、较少的占用者热不适感，并且还适应于系统环境的变化。
另外，本公开的目的是提供一种包括这样的空气调节系统的服务器系统、包括这样的空气调节系统的网络以及用于控制具有上述优点的空气调节系统或网络的方法。
该问题通过根据本发明的实施例的空气调节系统、服务器系统、网络、用于控制空气调节系统的方法、以及用于控制网络的方法来解决。这些要求保护主题的进一步有利的改进在根据本公开的相应的实施例中提供。
根据本公开，一种用于对例如建筑物进行空气调节的发明性空气调节系统包括：至少一个操作单元；至少一个控制器，用于根据操作单元的安装数据来控制操作单元；以及通信装置，被配置为连接到网络并在控制器和网络之间交换数据，该通信装置使得空气调节系统能够成为所述网络的一部分。
根据本公开，空气调节系统被配置为向网络发送和从网络接收与至少一个操作单元和/或空气调节系统的安装和/或性能参数相关的数据，并由控制器根据接收到的数据来控制操作单元。
给定关于空气调节系统的系统操作的实时和历史日志数据的当前可用性以及关于这样的系统的网络的信息的可用性(通常在所谓的“云”中)，提出了根据本公开的空气调节系统，该空气调节系统能够随着时间的推移自动地对其系统控制设置进行自调整。因此，本公开的概念之一是使用例如存储在网络中的数据，比如上下文元数据(例如，房屋类型、发射器类型等)中的聚合网络操作数据，以便在发明性空气调节系统的各个安装中推断出最佳配置，并根据这些最佳配置来控制其操作单元。例如，可以通过对网络存储的数据进行统计分析以从类似的空气调节系统安装的数据中导出改进，从而确定最佳配置。它还允许基于检测到的系统操作动力学的变化，比如房间尺寸、建筑物的居民的房间使用或房间出入的变化等，随着时间的推移对空气调节系统进行持续的重新调整。
例如，用于控制空气调节系统的相应方法利用这个和/或其它空气调节系统的历史性能日志结合服务器系统中与类似空气调节系统安装的性能有关的信息(“基于云的信息”)来导出与其特定安装有关的特性(例如，建筑物和散热器的热响应)，以便调整空气调节系统操作设置，例如，流量温度、压缩机的频率等。通过这种控制方法，整体性能(例如性能的系数(COP)或如由预测平均投票(PMV)定义的占用者舒适度)可以随着时间的推移而得到改进，而无需人员/专业人员的进一步安装工作。
为了进一步优化系统设置，控制中可以包含一系列可选参数的预测数据，例如天气预测、对占用者数量的预测、优选温度设置等。可以重复(例如周期性)执行系统设置的重新调整，以进一步改进性能。其它预测数据可能与预测模型相关和/或从预测模型中导出，预测模型诸如占用者行为模型、建筑物能量模拟模型等。
根据本公开的空气调节系统，该空气调节系统包括用于使空气调节系统成为网络的一部分的通信装置。
因此，网络可以是局域网、广域网、互联网或基本上任何种类的云数据库。但是，术语“网络”在这里也用于指示连接到空气调节系统的处理器和任何其它种类的数据存储介质，无论其位于空气调节系统的壳体的内部还是外部。
同样，在不背离本公开的情况下，可以使用本地数据存储、数据获取或数据处理与在如互联网的远程网络上的数据存储、数据获取和数据处理的任何组合，并将该组合指定为“网络”。
一般而言，本公开中的安装参数可以包括将由空气调节系统调节空气的建筑物的建筑物特性(比如住宅类型(独户住房、公寓住房)、建筑物的热质量和/或建筑物的发射器类型)、空气调节系统中任何操作单元的其它控制设置(比如区域温度设定点、回调(setback)时段室内调度)、其它另外使用输入(比如区域温度设定点、舒适度灵活性和/或调度)、包括预测数据的其它数据(比如过去/当前或预测的天气、能源价格、能源消耗高峰事件、可再生能源的可用性或存储可用性)、例如通过传感器获取的关于至少一个操作单元(例如泵、阀门、压缩机等)的操作状态的其它信息、以及其它安装和/或调试数据(比如流体流参数(流量、流速和/或流温度)、流体回流温度、是否发生补偿等)。
前述关于发明性空气调节系统中的至少一个操作单元的操作状态的信息以及前述安装和/或调试数据也可以是作为控制设置的控制的目标。
如前所述，根据本公开的空气调节系统被配置为向网络发送和从网络接收与空气调节系统的至少一个操作单元和/或空气调节系统本身的安装和/或性能参数相关的数据，并根据从网络中接收到的数据来控制其操作单元。
因此，网络也是本公开的目标，其中网络包括至少一个如前所述的发明性空气调节系统。此外，网络包括服务器系统，其中这样的服务器系统也可以是本公开的目标。这样的服务器系统可以包括一个或多个服务器，并且根据本公开被配置为连接到至少两个空气调节系统。这些空气调节系统中的一个是发明性空气调节系统，其能够从服务器系统发送和接收数据以控制其操作单元，而另一个空气调节系统可以像发明性空气调节系统那样配置或以不同的方式配置，例如，可以仅被启用向服务器系统发送数据但不能从服务器系统接收数据。
网络侧的发明性服务器系统可以接收与根据本公开的空气调节系统的至少一个操作单元的安装和/或性能参数相关的数据，并且可能从其它空气调节系统接收，无论这些其它空气调节系统是否是根据本空气调节系统的空气调节系统以及无论这些其它空气调节系统是否能够从服务器系统接收数据。
服务器系统还可以为根据本公开的所述空气调节系统的至少一个其操作单元确定至少一个修改的操作参数，并将修改的操作参数发送到空气调节系统用于控制所述操作单元。取决于改变操作单元的操作的需要，可以定期或不定期地对操作参数进行修改。但是，也可能存在长的时段，其中操作参数没有变化，但是发明性服务器系统仍然保持接收所述数据并确定操作参数用于空气调节系统。
特别地，服务器系统可以基于分析来确定至少一个修改的操作参数，该分析包括以下分析类型中的至少一个。
a)对至少一个空气调节系统的安装数据以及操作和/或性能数据进行比较或统计分析。
b)对至少一个空气调节系统的至少两个不同的操作和/或性能数据进行比较或统计分析，其中差异可能在于获取时间和/或空气调节系统。
c)确定使用参数或对使用参数进行统计分析，使用参数例如是要进行空气调节的建筑物中过去/当前/预期的占用者数量、占用者的优选温度设置等。通过发明性服务器系统，所控制的空气调节系统的性能参数可以随时间的推移以及根据所述空气调节系统的条件和环境的改变而改进和重新调整。
本公开还包括一种网络，该网络包括上述发明性服务器系统以及至少一个发明性空气调节系统。
如上面已经描述的，本公开还包括用于控制根据本公开的空气调节系统的方法和用于控制根据本公开的网络的方法。
附图说明
图1是示出根据本公开的网络A的图，本公开的网络A包括根据本公开的服务器系统E和根据本公开的空气调节系统B、C。
具体实施方式
在下文中，结合附图描述了发明性空气调节系统的示例。
图1描述了根据本公开的网络A，其包括根据本公开的服务器系统E和根据本公开的空气调节系统B、C。
在图1中，所使用的实体使用以下参考符号，如下表所示：
Figure BDA0002422714020000061
Figure BDA0002422714020000071
在图1的左侧，示出了根据本公开的网络A中的空气调节系统，由“本地”指定。网络A包括空气调节系统，该空气调节系统在建筑物G中具有室外单元B和室内单元C，它们经由两条通信线T和H进行连接。空气调节系统B、C包括如在室外单元B以及室内单元C中的泵、阀门和压缩机的操作单元，它们根据调试设置进行操作。
为了在安装时进行调试，专业人员/安装人员5将根据初始时间点T0调整设置，如图1中的数字4和5所示。为了对空气调节系统B、C进行进一步的自调整，确定了多个参数，比如安装元数据1、室内热响应历史3和系统性能日志，其中后三个参数存储在“云”网络E中。使用这些参数，云网络E中的空气调节系统B、C或服务器确定用于空气调节系统B、C的操作单元的操作的优化参数。使用这些优化的参数，空气调节系统B、C被始终地或周期性地或无周期地但随着时间的推移而重新调整，从而改进其操作。
在图1中，网络A还包括多个另外的空气调节系统(被指定为“安装网络”8)。这些安装还向云网络E中的网络服务器提供系统性能日志、室内热响应历史数据和系统响应曲线11。然后，网络服务器除其它之外还考虑天气预测数据13、公用事业费率14(能源成本)、安装元数据10和空气调节系统安装的网络8的参数11，并确定优化的操作参数，该优化的操作参数将经由远程连接6发送给空气调节系统B、C以改变其设置并在改进的状态下操作。
当然，本公开还允许由专业人员7进行干预，该专业人员在初始调试或后来的重新调整的任何时候都可以干预计算发明性空气调节系统B、C的改进的操作参数的优化单元12。
在前面描述了空气调节系统。这样的空气调节系统不仅可以是冷却类型或加热类型或混合的冷却/加热类型的系统。它们可以是或可以作为其操作单元之一包括在特定热泵(空气对空气、空气对水、水对水、地源和任何其它种类的热泵)中。
操作单元可以是泵、阀门、压缩机和空气调节系统的任何其它操作单元。
建筑物特性可以包括类型(例如，独立式房屋、砖构造、屋顶类型、隔离类型和尺寸标注)，并且还可以包括地点/地点类型(例如，南英格兰、北欧、南欧；城市、乡村等)。
控制设置除其它之外可以是制冷剂/加热介质的流温度、压缩机频率等。

Claims (15)

1.一种用于调节建筑物的空气的空气调节系统，包括：
至少一个操作单元，
至少一个控制器，用于根据所述操作单元的安装数据来控制所述操作单元，以及
通信装置，被配置为连接到网络并在所述控制器和所述网络之间交换数据，以使空气调节系统成为所述网络的一部分，
其中，
所述空气调节系统被配置为向所述网络发送和从所述网络接收与所述至少一个操作单元和/或所述空气调节系统的安装参数和/或性能参数相关的数据，并由所述控制器根据接收到的数据来控制所述操作单元。
2.根据权利要求1所述的空气调节系统，其中，所述操作单元是泵、阀门、压缩机等中的一个或多个。
3.根据权利要求1或2所述的空气调节系统，其中，与性能参数相关的所述数据包括性能指标和成本中的至少一个，所述性能指标例如是性能系数(COP)或预测的平均投票/平均舒适度响应(PMV)。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的空气调节系统，其中，与安装参数相关的所述数据包括具有以下的组中的至少一项：
要调节空气的所述建筑物的建筑特性，例如住宅类型、热质量和/或发射器类型，
所述至少一个操作单元的控制设置，例如区域温度设定点、回调时段和/或调度，
用户输入，例如区域温度设定点、舒适度灵活性和/或调度，
预测数据，例如关于过去、当前或预测的天气、能源价格、能源消耗高峰事件、可再生能源的可用性、存储的可用性的数据，
关于所述至少一个操作单元的操作状态的信息，例如传感器数据，以及
安装数据和/或调试数据，例如流体流参数、流体回流温度、天气补偿曲线，所述流体流参数比如是流量、流速和/或流温度。
5.根据权利要求4所述的空气调节系统，其中，所述控制设置包括具有以下的组中的至少一项：流参数、流体回流温度、天气补偿曲线、阀门打开程度、泵功率、压缩机频率，所述流参数特别是流量、流速和/或流温度。
6.根据权利要求4所述的空气调节系统，其中，所述建筑物特性包括具有以下的组中的至少一项：建筑物类型、建筑物位置、建筑物地点、建筑物朝向、建筑物环境类型，所述建筑物类型例如是结构参数、建筑物尺寸。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的空气调节系统，其中，所述网络是包括至少一个或多个其它空气调节系统的局域网，优选地，连接到所述局域网并且包括在所述局域网中的所有空气调节系统是相同类型的或相同的。
8.根据权利要求1至6中的一项所述的空气调节系统，其中，所述网络是包括经由网络服务器或网络服务器的集群(云)连接的至少一个或多个其它空气调节系统的网络，优选地，连接到所述网络并且/或者包括在所述网络中的所有空气调节系统是相同类型的或相同的。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的空气调节系统，其中，所述空气调节系统是加热系统和/或冷却系统和/或通风系统(HVAC)，特别是热泵或冷却装置，特别是安装在建筑物中的系统。
10.一种服务器系统，被配置为连接到至少两个空气调节系统，其中作为第一空气调节系统的空气调节系统中的至少一个是根据权利要求1至9中的一项的空气调节系统，其中，
所述服务器系统被配置为可能地经由所述空气调节系统中的控制器从所连接的空气调节系统中的至少一个空气调节系统接收数据，
接收与至少所述第一空气调节系统的至少一个操作单元以及可能的其它一个或多个空气调节系统的安装参数和/或性能参数相关的数据，
为至少所述第一空气调节系统的操作单元中的所述至少一个操作单元确定至少一个修改的操作参数，以及
将所述修改的操作参数至少发送给所述第一空气调节系统，用于至少控制所述第一空气调节系统的所述操作单元。
11.根据权利要求10所述的服务器系统，其中，基于包括以下的组中的至少一个来确定空气调节系统的操作单元的至少一个修改的操作参数：
a)对至少一个空气调节系统的安装数据以及操作数据和/或性能数据进行比较或统计分析，
b)对至少一个空气调节系统的至少两个不同的操作数据和/或性能数据进行比较或统计分析，差异优选地在于获取时间和/或空气调节系统，
c)确定使用参数或对使用参数进行统计分析，所述使用参数例如是过去和/或当前和/或预期的占用者数量、占用者的优选温度设置等，
d)确定过去和/或当前和/或预测的天气状况或对过去和/或当前和/或预测的天气状况进行统计分析。
12.根据权利要求10或11所述服务器系统，其中，处理确定空气调节系统的操作单元的至少一个修改的操作参数以便优化所述空气调节系统的性能参数。
13.一种网络，包括：
至少一个空气调节系统，其中作为第一空气调节系统的所述空气调节系统中的至少一个空气调节系统是根据权利要求1至9中的一项的空气调节系统，以及
根据权利要求10至12中的一项的服务器系统。
14.一种用于控制根据权利要求1至9中的一项的空气调节系统的方法，包括：
向网络发送与所述至少一个操作单元和/或所述空气调节系统的安装参数和/或性能参数相关的数据，
从所述网络接收与至少所述第一空气调节系统的至少一个操作单元和/或至少所述第一空气调节系统的安装参数和/或性能参数相关的数据，以及
由所述控制器根据接收到的数据控制所述第一空气调节系统、所述第一空气调节系统的至少所述操作单元。
15.一种用于控制根据权利要求13所述的网络的方法，包括：
至少由所述第一空气调节系统向所述服务器系统发送与至少所述第一空气调节系统的至少一个操作单元和/或所述空气调节系统的安装参数和/或性能参数相关的数据，
由所述服务器系统接收与至少所述第一空气调节系统的至少一个操作单元以及可能的一个或多个其它空气调节系统的安装参数和/或性能参数相关的所述数据，
由所述服务器系统至少为所述第一空气调节单元的所述操作单元中的所述至少一个操作单元确定至少一个修改的操作参数，
由所述服务器系统将所述修改的操作参数发送给所述第一空气调节系统，用于至少控制所述第一空气调节系统的所述操作单元，
由所述第一空气调节系统接收由所述服务器系统发送的所述数据，以及
由所述第一空气调节系统的所述控制器根据接收到的数据至少控制所述第一空气调节系统的所述操作单元。
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