CN112082290A - 流量控制模块和用于控制循环系统中的流量的方法 - Google Patents

流量控制模块和用于控制循环系统中的流量的方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及控制循环系统中的一个或多个泵的流量控制模块。循环系统包括：初级侧，具有与源元件的输出端流体连接的第一端口、与源元件的输入端流体连接的第二端口和提供初级侧流量的可控初级侧流量致动器；次级侧，具有与负载元件的输入端流体连接的第三端口、与负载元件的输出端流体连接的第四端口和提供次级侧流量的可控次级侧流量致动器；和初级侧与次级侧之间与第一端口至第四端口流体连接的中间传递元件。流量控制模块在第一种情形下，当初级侧流量超过次级侧流量时校准第一端口处温度与第三端口处温度之间的第一温度差的测量值；在第二种情形下，当次级侧流量超过初级侧流量时校准第四端口处温度与第二端口处温度之间的第二温度差的测量值。

Description

流量控制模块和用于控制循环系统中的流量的方法
技术领域
本公开涉及一种流量控制模块和一种用于控制循环系统(hydronic system)中的流量的方法，特别是用于建筑物的加热、通风和空调(HVAC)系统中。
背景技术
通常，循环系统被设计成在设计温度差值(design temperature differential)(ΔT)下于初级环路(loop)与次级环路之间运行，初级环路包括热功率源，例如加热器、制冷器、热交换器和/或公共管线联接装置(coupling)，次级环路包括热功率消耗负载，例如散热器和/或空气处理单元(air handling unit，AHU)。众所周知，循环系统可能会遭受被称为“低ΔT综合征”的不期望的影响。由于多种原因，例如制冷器盘管脏污，或不是为相同的温度差值设计的系统部件，实际温度差值可能会降到低于设计温度差值，这会导致循环系统的能源效率较低的操作。
US8774978B2描述了一种具有初级环路、次级环路以及连接初级环路和次级环路的中间分离器(decoupler，解耦器)或旁路的水冷却系统。其中，通过需求流量设备执行新温度差值供应设定点的基于事件触发的再调节(re-adjustment，重新调节)来解决低ΔT综合征的问题。
发明内容
根据本公开的流量控制模块为低ΔT综合征提供了更有效且稳定的解决方案。例如，替换或补充循环系统的其他部件的新的接入(switched-in)部件可能导致未知或难以确定或估计的新的设计温度差值。本文公开的流量控制模块允许循环系统的有效且稳定的运行，其具有未知、非限定的或变化的设计温度差值。本文所公开的流量控制模块能够在不控制温度差值供应设定点的情况下使当前热功率供应连续的或规律的适于(adapt to，适配于)当前热功率需求，反之亦然。
根据本公开的第一方面，提供了一种用于控制循环系统中的流量的流量控制模块，其中，循环系统包括：
-初级侧，具有第一端口、第二端口和至少一个可控初级侧流量致动器，第一端口与至少一个源元件的输出端(output，输出)流体连接，第二端口与至少一个源元件的输入端(input，输入)流体连接，至少一个可控初级侧流量致动器用于提供初级侧流量，
-次级侧，具有第三端口、第四端口和至少一个可控次级侧流量致动器，第三端口与至少一个负载元件的输入端流体连接，第四端口与至少一个负载元件的输出端流体连接，至少一个可控次级侧流量致动器用于提供次级侧流量，以及
-在初级侧和次级侧之间的中间(intermediary，中介)传递元件，其中，中间传递元件与第一端口、第二端口、第三端口和第四端口流体连接。
所述流量控制模块被配置为，在第一种情形下，当初级侧流量超过次级侧流量时，校准在第一端口处的温度与在第三端口处的温度之间的第一温度差值的测量值(measurement，测量)，以及流量控制模块被配置为，在第二种情形下，当次级侧流量超过初级侧流量时，校准在第四端口处的温度与在第二端口处的温度之间的第二温度差值的测量值。
因此，当出现第一种和/或第二种情形时，温度测量值将自动“在线”校准。本文中的术语“校准(calibrate)”在本文中意味着，将基于在第一种和/或第二种情形下的测量值的非零值用作偏移值，以纠正其他的(further，进一步的)测量值。在第一种和/或第二种情形下，非零值实际上必须为零，从而可以假定在第一种和/或第二种情形下的任何非零值都完全基于传感器偏差(inaccuracies，不准确性)。因此，通过减去作为用于其他测量值的偏移值的非零值，可以将非零值“设定”为零。优选地，每当第一种和/或第二种情形出现时，自动重复该校准。替代地，当第一种和/或第二种情况出现时，可以手动地或自动地周期性地重复该校准，例如，每天或每周一次。
可选地，流量控制模块可以配置为，出于校准目的，通过控制初级侧流量致动器和/或次级侧流量致动器，迫使循环系统进入第一种和/或第二种情形。例如，初级侧泵可以斜升(ramp up)，而次级侧泵可以斜降(ramp down)，以便在初级侧中的流量相较于次级侧之间形成显著的不平衡。替代地，或另外，可以关闭次级侧中的次级侧阀。
可选地，流量控制模块可以配置为，通过将第一温度差值与第二温度差值进行比较来识别第一种情形和/或第二种情形。
可选地，流量控制模块可以配置为，当超过关于第一温度差值与第二温度差值之间的带符号的(signed)偏离值的绝对值的某个预定(pre-defined)阈值时，识别第一种情形和/或第二种情形。
可选地，流量控制模块可以配置为，基于使与中间传递元件的热功率传递相关的带符号的偏离值最小化，通过以连续的或规律的闭环方式而借助于至少一个可控初级侧流量致动器来控制初级侧流量、和/或借助于至少一个可控次级侧流量致动器来控制次级侧流量，从而适配(adapt)中间传递元件的热功率传递。
在本文中术语“热功率”Q可以限定为Q＝ρ·c·q·T，其中ρ是流体密度，c是流体的热容，q是流量，T是流体的温度。在本文中通过从端口A流向端口B的流体的术语“热功率传递”可以在此限定为范围为从0到1的无量纲(dimensionless)变量QB/QA，其中QA是端口A处的热功率，而QB是端口B处的热功率。
可选地，通过这种连续的或规律的一个或多个流量的闭环控制，可以使从第一端口到第二端口的中间传递元件的热功率传递和/或从第四端口到第三端口的中间传递元件的热功率传递最小化。可选地，通过这种连续的或规律的一个或多个流量的闭环控制，可以使从第一端口到第三端口的热功率传递和/或从第四端口到第二端口的热功率传递最大化。可控初级/次级侧流量致动器可以例如是速度可控的泵或定速泵与可控阀的组合。因此，控制初级/次级侧流量可包括控制初级/次级侧泵的速度和/或初级/次级侧阀的打开程度。作为控制泵速的替代方案，可以控制泵的电动机的功率消耗、定子磁通和/或定子电流，以控制一个或多个流量。应当理解，循环系统可以包括两个或更多个中间传递元件的组。
循环系统可以是加热和/或冷却系统。源元件可以是消耗化学能、热能、机械能或电能以将热功率提供给循环系统的初级侧的加热器、制冷器、热交换器和/或公共管线联接装置。负载元件可以是在循环系统的次级侧处消耗热功率以将其提供给需要热功率(即，加热或冷却)的地方或物体的风扇盘管单元(FCU)、空气处理单元(AHU)、防冷凝挡板(ACB)、天花板冷却、散热器、地板加热等。
中间传递元件可以是公共管线，也称为“分离器”，其从次级侧中的流量分离出(decouple)初级侧中的流量。例如，当由于热功率的低需求而关闭次级侧中的负载阀(例如，散热器恒温器)时，初级侧中的流量可以继续通过公共管线。公共管线也可以表示为“旁路(bypass)”或“分流(shunt)”，因为初级侧的流量能够经由公共管线绕过(bypass)次级侧的负载元件。公共管线的另一个名称是“闭合T(close Tees)”，因为公共管线的示意图可能类似于腿部相连的两个字母“T”。公共管线的一端可以是连接第一端口和第三端口的第一T形连接，而公共管线的另一端可以是连接第四端口和第二端口的第二T形连接。可选地，中间传递元件可以是热交换器，该热交换器热联接以并流(parallel flow，平行流)或逆流(counter flow)配置的初级侧和次级侧。可选地，中间传递元件可以是液压分离部(separator)或储罐(tank)。液压分离部或储罐可被视为具有热交换器功能的宽的公共管线。在公共管线、液压分离部或储罐的情况下，可以借助于压力阀将初级侧的压力与次级侧的压力分离。在热交换器的情况下，初级侧和次级侧可以在压力方面完全分离，而无需将压力阀分离。由于初级侧中的流体没有在热交换器中与次级侧的流体混合，因此在初级侧中和在次级侧中可以使用不同的流体。然而，最优选地，在初级侧和次级侧中都将用水作为该流体。
术语“闭环控制”应意味着，将带符号的偏离值用作通过适配一个或多个流量而最小化的反馈值。带符号的偏离值与中间传递元件的热功率传递相关，并且受一个或多个流量影响。流量控制模块因此可以被表示为反馈控制器。基于一个或多个测得的变量，可以通过流量控制模块接收和/或确定带符号的偏离值。闭环控制不是事件触发的，而是基本上连续的或规律的，这意味着，在循环系统的“稳定”运行期间，流量控制模块也基本上连续或规则地接收和/或确定带符号的偏离值，并且相应地基本上连续地或规律地适配一个或多个流量。当带符号的偏离值接近或处于最小(值)时，一个或多个流量可以稳定。
因此，基于作为反馈的带符号的偏离值，一个或多个流量的闭环控制非常有效地减小或防止了低ΔT综合征的负面影响。无需对新的设计温度差值进行基于事件的再校准。由于带符号的偏离值与中间传递元件的热功率传递相关，因此闭环控制可快速适配一个或多个流量，使得一开始(in the first place)就不会形成低ΔT综合征。本文公开的流量控制模块允许循环系统的设计温度差值是未知的或未被限定。例如，可以在循环系统中安装配置为未知或不同于循环系统的其他设计温度差值的新部件，而不会导致低ΔT综合征。通过更换或添加部件，这为维护和/或扩展循环系统提供了更多的灵活性。此外，在不控制温度差值供应设定点的情况下，当前热功率供应适于当前热功率需求，反之亦然。
可选地，带符号的偏离值可以是第一差值与第二差值之间的差，其中，第一差值是四个变量的组中的任意两个测得的变量之间的差值，第二差值是所述四个变量的组中的另外两个测得的变量之间的差值，其中，这四个变量的组包括流过第一端口的流体的第一变量、流过第二端口的流体的第二变量、流过第三端口的流体的第三变量、以及流过第四端口的流体的第四变量。可选地，第一变量可以是流过第一端口的流体的温度T1和/或压力p1，第二变量可以是流过第二端口的流体的温度T2和/或压力p2，第三变量可以是流过第三端口的流体的温度T3和/或压力p3，并且第四变量可以是流过第四端口的流体的温度T4和/或压力p4。
第一差值例如可以是ΔT1＝T1-T4或ΔT1＝T1-T3或ΔT1＝T3-T4，而第二差值例如可以是ΔT2＝T3-T2或ΔT2＝T2-T4或ΔT2＝T1-T2。类似地，在公共管线作为中间传递元件的情况下，第一差值例如可以是Δp1＝p1-p4或Δp1＝p1-p3或Δp1＝p3-p4，而第二差值例如可以是Δp2＝p3-p2或Δp2＝p2-p4或Δp2＝p1-p2。在热交换器作为中间传递元件的情况下，初级侧压力与次级侧压力完全分离，其中，第一差值例如可以是Δp1＝p1-p2，而第二差值例如可以是Δp2＝p3-p4。带符号的偏离值可以是ΔΔT＝ΔT2-ΔT1或ΔΔp＝Δp2-Δp1。
在第一端口与第三端口之间的热传递和/或在第四端口与第二端口之间的热传递可以表示为“跨过(across)”中间传递元件的热传递，而在第一端口与第二/第四端口之间的热传递和/或第四端口与第一/第三端口之间的热传递可以表示为“沿着”中间传递元件的热传递。通过适配一个或多个流量，可以使跨过中间传递元件的热传递最大化，而使沿着中间传递元件的热传递最小化。带符号的偏离值ΔΔT和/或ΔΔp可以与沿着中间传递元件的热传递相关。
在公共管线作为中间传递元件的情况下，负偏离值ΔΔT和/或ΔΔp可以代表沿着公共管线从第四端口到第三端口的流量。这样的“负”流量是不期望的，因为第一端口与第三端口之间的“温度升高(lift)”将被减小，从而导致低ΔT综合征的恶化。类似地，正偏离值ΔΔT和/或ΔΔp可以代表沿着公共管线从第一端口到第二端口的流量。这样的“正”流量也是不期望的，因为初级侧的热容没有被充分使用。
在非常有效的热交换器作为中间传递元件的情况下，负偏离值ΔΔT和/或ΔΔp可以代表跨过热交换器从第一端口到第三端口的热传递的不足。这是不期望的，因为第一端口与第三端口之间的“温度升高”将被减小，从而导致低ΔT综合征的恶化。类似地，正偏离值ΔΔT和/或ΔΔp可以代表沿着热交换器从第一端口到第二端口的热传递的充裕(abundance)。这样的热传递也是不期望的，因为初级侧的热容没有被充分使用。
可选地，带符号的偏离值可以是在作为中间传递元件的公共管线中的测得的或确定的流量q与预先确定的(predetermined)公共管线参考流量(优选为零公共管线流量)之间的差。例如，公共管线中的流量计可以提供测得的流量变量q。替代地或另外，公共管线中的流量可以由沿着公共管线的压力差值确定。例如，第一压力传感器可以放置在第一端口与第三端口之间，第二压力传感器可以放置在第二端口与第四端口之间。在两个压力传感器之间的压力差值针对零流量进行校准之后，可以将压力差值用作带符号的偏离值。初级/次级流量可适于将公共管线中的流量保持为最小。不需要止回阀来防止从第四端口到第三端口的负流量q。
可选地，带符号的偏离值可以是作为中间传递元件的热交换器中的流量差值与预先确定的参考热交换器差值流量(优选为零热交换器差值流量)之间的差。例如，在初级侧a中的第一流量计可以提供测得的第一流量变量q1，在次级侧a中的第二流量计可以提供测得的第二流量变量q2，其中，带符号的偏离值可以是流量差值Δq＝q1-q2。初级/次级流量可以适于将流量差值Δq保持在最小。
可选地，如果带符号的偏离值在负参考值与正参考值之间，优选地基本上为0，则流量控制模块可以配置为维持当前的初级侧流量。负参考值和正参考值可以是预先确定的低值，在这些低值之间，沿着中间传递元件的热功率传递足够小，即，跨过中间传递元件的热功率传递足够大。这种情形可以被认为是以当前的初级侧流量的稳定运行。也可以维持当前的次级侧流量。然而，其他控制方案，诸如建筑物管理系统、散热器恒温器或手动AHU开关，可以打开/关闭一个或多个负载阀，表示在负载元件处对热功率的较高/较低的需求。这样的其他控制方案可以命令较高/较低的次级侧流量。例如，次级侧泵的内部自动泵控制器可以通过增加/降低次级侧泵的速度来建立对应的目标压力/流量。尽管有高的热功率需求，但是本文公开的控制模块可以推翻(overrule，否定)这样的基础(underlying)控制方案，以针对带符号的偏离值降低次级侧流量。然而，只要带符号的偏离值高于负参考值，流量控制模块就可以允许次级侧泵的内部自动泵控制器增加次级侧泵的速度，以便建立次级侧中的目标压力和流量，以满足负载元件的热功率需求。
可选地，流量控制模块可以配置为，如果带符号的偏离值低于负参考值，则增加初级侧流量。在公共管线的情况下，经由第一端口向中间传递元件供应较高的热功率，可以解决这种破坏跨过公共管线的温度升高的不期望的“负”流量。然而，这种热功率供应的增加可能会限制最大初级侧泵速、最大初级侧阀打开(量)和/或一个或多个源元件的最大容量。因此，流量控制模块可以配置为，如果带符号的偏离值低于负参考值并且初级侧流量高于预先确定的最大阈值，则维持初级侧流量。预先确定的最大阈值可以由最大初级侧泵速、最大初级侧阀打开(量)或一个或多个源元件的最大容量来限定。
在本文公开的流量控制模块的一个实施例中，仅初级侧流量由流量控制模块控制。只要带符号的偏离值高于正参考值，流量控制模块就会降低初级侧流量，直到达到最小初级侧流量。最小初级侧流量例如可以是由一个或多个源元件限定的预先确定的值，该源元件可能需要最小的初级流量。
可选地，流量控制模块可以配置为，如果带符号的偏离值高于正参考值并且初级侧中的流量低于预先确定的最小阈值，则维持当前的初级侧流量。这样的情形可以被表示为稳定的“低需求运行”，其中，在第一端口与第二端口之间沿着中间传递元件的热传递被最小化。
在本文公开的流量控制模块的另一个实施例中，仅次级侧流量由流量控制模块控制。在本文公开的流量控制模块的又一个实施例中，初级侧流量和次级侧流量都由流量控制模块控制。如果次级侧流量可以通过流量控制模块控制，则流量控制模块可配置为如果带符号的偏离值低于负参考值且初级侧流量不能增加，则降低次级侧流量。初级侧流量的增加可以通过已经以最大速度运转的初级侧泵、已经完全打开的初级侧阀或一个或多个源元件的最大容量来限制。另一个原因可能是，一开始初级侧流量不能通过流量控制模块来控制。次级侧流量的这样的减小可能与针对目标压力和流量的次级侧泵的基础内部自动泵控制器相冲突，因为当一个或多个源元件的热功率供应无法满足一个或多个负载元件的热功率需求时，次级侧流量会减小。然而，在这种情况下，减小次级侧流量会增加跨过中间传递元件从第一端口到第三端口的热功率传递。因此，通过减小的次级侧流量，为一个或多个负载元件提供最大的可用热功率。尽管在次级侧中有较高的热功率需求，但是流量控制模块推翻任何基础控制方案，以便针对带符号的偏离值的最小值而减小次级侧流量。然而，只要带符号的偏离值高于负参考值，流量控制模块就可以允许次级侧泵的内部自动泵控制器增加次级侧泵的速度，以便建立次级侧中的目标压力和流量，以满足负载元件的热功率需求。
可选地，流量控制模块可以被集成在至少一个可控初级侧流量致动器中的一个和/或至少一个可控次级侧流量致动器中的一个之中。替代地，或另外，流量控制模块可以被集成在基于云的计算机系统和/或建筑物管理系统(BMS)中。
根据本公开的第二方面，提供了一种循环系统，该循环系统包括：
-初级侧，其包括至少一个源元件、第一端口、第二端口以及至少一个可控初级侧流量致动器，第一端口与至少一个源元件的输出端流体连接，第二端口与至少一个源元件的输入端流体连接，至少一个可控初级侧流量致动器用于提供初级侧流量，
-次级侧，其包括至少一个负载元件、第三端口、第四端口以及至少一个可控次级侧流量致动器，第三端口与至少一个负载元件的输入端流体连接，第四端口与至少一个负载元件的输出端流体连接，至少一个可控次级侧流量致动器用于提供次级侧流量，
-在初级侧与次级侧之间的中间传递元件，其中，中间传递元件与第一端口、第二端口、第三端口和第四端口流体连接，以及
-如本文公开的流量控制模块。
可选地，循环系统还可以包括四个传感器的组，其中第一传感器被布置和配置为确定流过第一端口的流体的第一变量，第二传感器被布置和配置为确定流过第二端口的流体的第二变量，第三传感器被布置和配置为确定流过第三端口的流体的第三变量，第四传感器被布置和配置为确定流过第四端口的流体的第四变量。例如，传感器的组可以是四个温度传感器或四个压力传感器，其优选地安装在四个端口处。
可选地，中间传递元件是公共管线或热交换器。在公共管线是中间传递元件的情况下，循环系统还可以包括公共管线中的流量计。在热交换器是中间传递元件的情况下，循环系统还可以包括在初级侧中的第一流量计和在次级侧中的第二流量计。
替代地，或另外，至少一个可控初级侧流量致动器和/或至少一个可控次级侧流量致动器可以是至少一个借助于流量控制模块而速度可控的初级/次级侧泵。替代地，至少一个可控初级侧流量致动器和/或至少一个可控次级侧流量致动器可以是定速泵和初级/次级侧阀的至少一种组合，其中，初级/次级侧阀的打开程度可以借助于流量控制模块进行控制。
根据本公开的第三方面，提供了一种用于控制循环系统中的流量的方法，其中，循环系统包括：
-初级侧，其具有第一端口、第二端口以及至少一个可控初级侧流量致动器，第一端口与至少一个源元件的输出端流体连接，第二端口与至少一个源元件的输入端流体连接，至少一个可控初级侧流量致动器用于提供初级侧流量，
-次级侧，其具有第三端口、第四端口以及至少一个可控次级侧流量致动器，第三端口与至少一个负载元件的输入(输出)端流体连接，第四端口与至少一个负载元件的输出端流体连接，至少一个可控次级侧流量致动器用于提供一个次级侧流量，以及
-用于在初级侧与次级侧之间传递热量的中间传递元件，其中，该中间传递元件与第一端口、第二端口、第三端口和第四端口流体连接，
该方法包括：
在第一种情形下，当初级侧流量超过次级侧流量时，校准在第一端口处的温度与在第三端口处的温度之间的第一温度差值的测量值，以及
在第二种情形下，当次级侧流量超过初级侧流量时，校准在第四端口处的温度与在第二端口处的温度之间的第二温度差值的测量值。
可选地，该方法还可以包括：在校准步骤之前通过控制初级侧流量致动器和/或次级侧流量致动器而迫使循环系统进入第一种情形和/或第二种情形的步骤。
可选地，该方法还可以包括：通过将第一温度差值与第二温度差值进行比较来识别第一种情形和/或第二种情形的步骤。
可选地，当超过关于第一温度差值与第二温度差值之间的带符号的偏离值的绝对值的某个预定阈值时，可以识别第一种情形和/或第二种情形。
可选地，该方法还可以包括以下步骤：基于使与中间传递元件的热功率传递相关的带符号的偏离值最小化，通过以连续的或规律的闭环方式而借助于至少一个可控初级侧流量致动器来控制初级侧流量、和/或借助于至少一个可控次级侧流量致动器单元来控制次级侧流量，从而适配中间传递元件的热功率传递。
可选地，带符号的偏离值可以是第一差值与第二差值之间的差，其中，第一差值是四个变量的组中的任意两个测得的变量之间的差值，而第二差值是所述四个变量的组中的另外两个测得的变量之间的差值，其中，四个变量的组包括流过第一端口的流体的第一变量、流过第二端口的流体的第二变量、流过第三端口的流体的第三变量、以及流过第四端口的流体的第四变量。
可选地，第一变量可以是流过第一端口的流体的温度和/或压力，第二变量是流过第二端口的流体的温度和/或压力，第三变量是流过第三端口的流体的温度和/或压力，第四变量是流过第四端口的流体的温度和/或压力。
可选地，带符号的偏离值可以是作为中间传递元件的公共管线中所测得的流量与预先确定的公共管线参考流量(优选地为零公共管线流量)之间的差。替代地，公共管线中的流量可以由沿着中间传递元件在第一压力传感器与第二压力传感器之间的压力差值来确定，第一压力传感器放置在第一端口与第三端口之间，第二压力传感器放置在第二端口与第四端口之间。这样的压力差值可以关于零流量进行校准，然后用作带符号的偏离值。
可选地，带符号的偏离值可以是作为中间传递元件的热交换器中的流量差值与预先确定的参考热交换器差值流量(优选为零热交换器差值流量)之间的差。被用作带符号的偏离值的流量差值可以是初级侧流量与次级侧流量之间的差。
可选地，如果带符号的偏离值在负参考值与正参考值之间，优选地基本上为零，则可以维持当前的初级侧流量。
可选地，如果带符号的偏离值低于负参考值，则可以增加初级侧流量。
可选地，如果带符号的偏离值低于负参考值并且初级侧流量高于预先确定的最大阈值，则可以维持初级侧流量。
可选地，如果带符号的偏离值低于负参考值并且初级侧流量不能增加，则次级侧流量可以降低。
可选地，如果带符号的偏离值高于正参考值，则可以降低初级侧流量。
可选地，如果带符号的偏离值高于正参考值并且初级侧中的流量低于预先确定的最小阈值，则可以维持当前的初级侧流量。
本文公开的方法可以以具有用于执行该方法的指令的已编译或未编译的软件代码的形式实现，该软件代码存储在计算机可读介质上。替代地，或另外，该方法可以由基于云的系统和/或建筑物管理系统(BMS)中，例如，在本文公开的流量控制模块中的软件来执行。
附图说明
现在将参考以下附图通过示例的方式描述本公开的实施例：
图1示出根据本公开的循环系统的实施例的示例的示意图，
图2示出根据本公开的循环系统的另一实施例的示例的示意图，
图3示出根据本公开的循环系统的又一实施例的示例的示意图，
图4示出根据本公开的循环系统的又一实施例的示例的示意图，
图5示出根据本公开的循环系统的又一实施例的示例的示意图，
图6示出根据本公开的循环系统的又一实施例的示例的示意图，
图7示出根据本公开的循环系统的又一实施例的示例的示意图，
图8示出根据本公开的循环系统的又一实施例的示例的示意图，
图9示出根据本公开的循环系统的又一实施例的示例的示意图，
图10示出根据本公开的中间传递元件循环系统的实施例的示例的示意图，
图11示出根据本公开的循环系统的又一实施例的示例的示意图，以及
图12示出根据本公开的用于控制循环系统中的流量的方法的示例的示意图。
具体实施方式
图1示出具有初级侧3和次级侧5的循环系统1。循环系统1可以是加热或冷却系统。初级侧3包括源元件7，该源元件可以例如是加热器、制冷器、热交换器或公共管线联接装置。源元件7通过加热或制冷在初级侧3中循环的流体来提供热功率。流体可以是水或具有高热容的冷却剂。流体由可控初级侧流量致动器9驱动通过初级侧3，以提供初级侧流量q1。次级侧5包括负载元件11，该负载元件可以例如是散热器或空气处理单元(AHU)。负载元件11消耗由在次级侧5中循环的流体提供的热功率，并将其提供给需要热功率的地方或物体。流体由可控次级侧流量致动器13驱动通过次级侧5，以提供次级侧流量q2。次级侧5包括负载阀15，该负载阀可以是电动阀、平衡阀、止回阀、恒温器或另一种阀，以限制次级侧5中的流量。图1a示出一实施例，其中，可控初级侧流量致动器9和/或可控次级侧流量致动器13是速度可控的一个或多个泵。图1b示出替代实施例，其中，可控初级侧流量致动器9和/或可控次级侧流量致动器13是与一个或多个可控阀组合的一个或多个定速泵。
循环系统1还包括在初级侧3与次级侧5之间的公共管线(或液压分离部或储罐)形式的中间传递元件17。中间传递元件17的第一T形端19连接到初级侧3的第一端口21，第一端口21与源元件7的输出端23流体连接。中间传递元件17的第二T形端25连接到初级侧3的第二端口27，第二端口27与源元件7的输入端29流体连接。中间传递元件17的第一T形端19将初级侧3的第一端口21与次级侧5的第三端口31连接，第三端口31与负载元件11的输入端33流体连接。中间传递元件17的第二T形端25将初级侧3的第二端口27与次级侧5的第四端口35连接，第四端口35与负载元件11的输出端37流体连接。
原则上，以公共管线形式的中间传递元件17允许流体流量从初级侧3的第一端口21流向初级侧3的第二端口27(图1、图4和图5中向下流动)。当负载元件11的热功率需求低并且负载阀15关闭时，可能需要例如沿着公共管线向下的这样的“正”初级侧流量。同样地，中间传递元件17也允许流体流量从次级侧5的第四端口35流向次级侧5的第三端口31(图1、图4和图5中向上流动)。当在负载阀15完全打开的情况下，负载元件11的高热功率需求超出由初级侧3供应的热功率时，可能需要例如沿着公共管线向上的这样的“负”次级侧流量。然而，尽管原则上有可能(出现)通过公共管线的正和负流量，但通过公共管线的流量是不期望的，因为负流量会加剧低ΔT综合征，而正流量不会有效地使用源元件7的热功率容量。
因此，为了使公共管线中的流量最小化，循环系统1包括用于控制初级侧流量q1和/或次级侧流量q2的流量控制模块39。流量控制模块39可以被集成在可控初级侧流量致动器9和/或可控次级侧流量致动器13中。替代地，或者另外，流量控制模块39可以被集成在基于云的计算机系统和/或建筑物管理系统(BMS)中。流量控制模块39可以借助于控制速度可控的初级/次级侧泵的速度(见图1a)和/或通过控制与定速初级/次级侧泵组合的可控初级/次级侧阀的打开程度(见图1b)，来控制初级/次级侧流量q1,2。
流量控制模块39可以具有与可控初级侧流量致动器9的有线或无线第一信号连接41和/或与可控次级侧流量致动器13的有线或无线第二信号连接43。如果次级侧流量q2不能通过流量控制模块39控制，则不需要第二信号连接43(在图1至图6中)。同样地，如果初级侧流量q1不能通过流量控制模块39控制，则不需要第一信号连接41(在图1至图6中)。例如，可控初级侧流量致动器9或可控次级侧流量致动器13可以包括不带有可控初级/次级侧阀的定速泵。然而，在图1至图6所示的示例中，借助于流量控制模块39可以控制初级侧流量q1和次级侧流量q2。
如图1所示的循环系统1还包括四个传感器45a至45d的组，其中，第一温度或压力传感器45a被布置和配置为确定流过第一端口21的流体的温度T1或压力p1，第二温度或压力传感器45b被布置和配置为确定流过第二端口27的流体的温度T2或压力p2，第三温度或压力传感器45c被布置和配置为确定流过第三端口31的流体的温度T3或压力p3，第四温度或压力传感器45d被布置和配置为确定流过第四端口35的流体的温度T4或压力p4。每个传感器45a至45d具有与流量控制模块39的有线或无线信号连接47a至47d。流量控制模块39经由信号连接47a至47d接收相应的所测得的温度或压力。传感器45a至45d可以替代地经由数据总线与流量控制模块39信号连接。
流量控制模块39被配置为连续地或规律地监控所测得的温度T1-4或压力p1-4，以便基于使与中间传递元件17的热功率传递相关的带符号的偏离值ΔΔT或ΔΔP最小化而以连续的或规律的闭环方式控制一个或多个流量q1、q2。带符号的偏离值ΔΔT或ΔΔP可以通过流量控制模块39来确定，并且可以是第一差值ΔT1或Δp1与第二差值ΔT2或Δp2之间的差。在传感器45a至45d是温度传感器的情况下，第一差值例如可以是ΔT1＝T1-T4或ΔT1＝T1-T3或ΔT1＝T3-T4，而第二差值例如可以是ΔT2＝T3-T2或ΔT2＝T2-T4或ΔT2＝T1-T2。类似地，在公共管线是中间传递元件17(见图1、图4和图5)并且传感器45a至45d是压力传感器的情况下，第一差值例如可以是Δp1＝p1-p4或Δp1＝p1-p3或Δp1＝p3-p4，而第二差值例如可以是Δp2＝p3-p2或Δp2＝p2-p4或Δp2＝p1-p2。在热交换器是中间传递元件17(见图2、图3和图6)并且传感器45a至45d是压力传感器的情况下，初级侧压力与次级侧压力完全分离，其中，第一差值例如可以是Δp1＝p1-p2，而第二差值例如可以是Δp2＝p3-p4。带符号的偏离值可以是ΔΔT＝ΔT2-ΔT1或ΔΔp＝Δp2-Δp1。
如果带符号的偏离值ΔΔT或ΔΔP在负参考值与正参考值之间，优选地基本上为零，则通过流量控制模块39维持当前的初级侧流量q1。负参考值和正参考值可以在零(值)周围限定一个范围(band，带)，在该范围中通过公共管线的流体流量q足够低。换句话说，沿着中间传递元件17的热功率传递(在第四端口35与第三端口31之间向上、或在第一端口21与第二端口27之间向下)是最小的，而跨过中间传递元件17的热功率传递(从第一端口21到第三端口31、以及从第四端口35到第二端口27)是最大的。这是循环系统1的稳定且期望的运行。
然而，一旦带符号的偏离值ΔΔT或ΔΔP降到低于负参考值，则表示沿着公共管线向上的负流量q。如果流量控制模块39能够控制初级侧流量q1，流量控制模块39则通过增加初级侧流量q1而以闭环的方式立即对这样的反馈做出反应。结果，负偏离值ΔΔT或ΔΔP应上升到高于负参考值，即，沿着公共管线向上的负流量q应减小或停止。因此，可以建立在较高的初级侧流量q1下的稳定且期望的运行。
如果负偏离值ΔΔT或ΔΔP没有上升到高于负参考值，则初级侧流量q1增加，直到不能再增加为止，例如，当达到最大初级侧泵速或最大初级侧阀打开(量)时，或者直到初级侧流量q1已达到预先确定的最大阈值qmax为止。在这种情形下，并且在一开始初级侧流量q1不能通过流量控制模块39控制的情况下，次级侧流量q2降低。应当注意的是，这样的降低似乎是违反直觉的(counter-intuitive)，因为负载元件11需求的热功率要多于通过完全打开的负载阀15所得到的热功率。通常，内部自动次级侧泵控制器会随着速度的增加而作出反应来打开负载阀15，以便建立次级侧5中的目标压力和流量。然而，流量控制模块39可以推翻这样的内部自动次级侧泵控制器，并且在负公共管线流量q的情况下可以命令降低次级侧流量q2，以便使跨过中间传递元件17的可用热功率传递最大化。在这种情形下，通过初级侧3的热功率的供应处于其最大(值)，或者不能通过流量控制模块39控制。只要带符号的偏离值ΔΔT或ΔΔP高于负参考值，流量控制模块39就可以允许内部自动次级侧泵控制器增加次级侧流量q2，以便建立次级侧5中的目标压力和流量，以满足负载元件11(由打开的负载阀15表示)的热功率需求。
在负载元件11具有低热功率需求并且负载阀15至少部分关闭的情况下，例如，可能发生如下情形，即带符号的偏离值ΔΔT或ΔΔP上升到高于正参考值，该正参考值表示沿着公共管线向下的正流量q。如果流量控制模块39能够控制初级侧流量q1，则流量控制模块39会通过降低初级侧流量q1来以闭环的方式立即对这样的反馈做出反应。结果，正偏离值ΔΔT或ΔΔP应降到低于正参考值，即，沿着公共管线向下的正流量q应减小或停止。因此，可以建立在较低的初级侧流量q1下的稳定且期望的运行。
如果正偏离值ΔΔT或ΔΔP没有降到低于正参考值，则初级侧流量q1降低，直到它不再降低为止，例如，当达到最小初级侧泵速或最小初级侧阀打开(量)时，或直到初级侧流量q1已达到预先确定的最小阈值qmin。一旦达到最小初级侧流量q1＝qmin，就维持初级侧流量q1并且建立稳定的低需求运行，其具有沿着公共管线向下的最小的可接受的正流量q。
图2示出中间传递元件17是逆流热交换器的实施例。初级侧3和次级侧5在压力方面是完全分离的。甚至可能有不同的流体流过初级侧3和次级侧5，因为初级侧3与次级侧5之间没有混合。一个或多个流量致动器9、13的控制与图1相同(identical)。流量控制模块39甚至可能不能区分中间传递元件17是公共管线还是非常有效的热交换器。
图3示出中间传递元件17是并流(parallel-flow)热交换器的实施例。唯一的差别是次级侧流量q2的方向，所以第三端口31和第三传感器45c的位置与第四端口35和第四传感器45d的位置调换。一个或多个流量致动器9、13的控制与图1和图2相同。
图4示出中间传递元件17还是公共管线或液压分离部或储罐的实施例。然而，代替四个温度或压力传感器45a至45d的组，在公共管线中仅安装一个双向流量计49以测量沿着公共管线的流量q。流量控制模块39经由有线或无线信号连接51信号连接到流量计49，以用于接收所测得的公共管线流量。然后，将公共管线流量q用作要最小化的带符号的偏离值。在测得的公共管线流量q为带符号的偏离值的情况下，一个或多个流量q1、q2的控制与图1至图3相同。
图5示出相似于图4的实施例，其中，公共管线流量q不是由流量计测量的，而是由沿着公共管线的压力差值确定的。因此，第一压力传感器50a位于初级侧3的第一端口21与次级侧5的第三端口31之间、在中间传递元件17的第一T形端19处。流量控制模块39经由有线或无线信号连接52a信号连接到第一压力传感器50a，以用于接收第一压力值p1。第二压力传感器50b位于初级侧3的第二端口27与次级侧5的第四端口35之间、在中间传递元件17的第二T形端25处。流量控制模块39经由有线或无线信号连接52b信号连接到第二压力传感器50b，以用于接收第二压力值p2。一旦通过流量控制模块39确定压力差值Δp＝p1-p2并且针对零流量q对压力差值进行校准，就可以将其用作带符号的偏离值。在压力差值Δp为带符号的偏离值的情况下，一个或多个流量q1、q2的控制与图1至图4相同。
图6示出中间传递元件17还是逆流热交换器的实施例。然而，代替四个温度或压力传感器45a至45d的组，在初级侧3中安装第一流量计53a以用于测量初级侧流量q1，并且在次级侧5中安装第二流量计53b以用于测量次级侧流量q2。流量控制模块39经由有线或无线信号连接55a、55b分别信号连接到流量计53a、53b，以用于接收所测得的流量q1、q2。流量控制模块39确定流量差值Δq＝q1-q2，并且使用流量差值Δq作为要最小化的带符号的偏离值。在流量差值Δq为带符号的偏离值的情况下，一个或多个流量q1、q2的控制与图1至图5相同。
在图7至图9中，为了简化，未示出控制模块39，信号连接45a至45d、51、52a、52b、55a、55b和传感器45a至45d、49、50a、50b、53a、53b，并且中间传递元件17仅示出为公共管线。应该理解的是，图1至图6中所示的任一实施例都可以应用于图7至图9所示的任一循环系统拓扑结构(topology)中。图7所示的循环系统1的拓扑结构示出在次级侧5中平行的多个(组)两个负载元件11a、11b。这里，仅一个可控次级侧流量致动器13驱动次级侧流量通过两个负载元件11。至少一个阀15a、15b与每个负载元件11a、11b相关联，以约束次级侧流量通过各自的负载元件11a、11b。
图8中所示的系统拓扑结构包括多个(组)两个平行的可控次级侧流量致动器13a、13b，每个可控次级侧流量致动器均与负载元件11a、11b相关联。有几种选择来控制通过负载元件11a、11b的各自的次级侧流量。第一种选择是仅如上针对图1至图6所描述的那样控制初级侧流量q1。如果初级侧流量q1不能通过流量控制模块39控制，或者如果它已达到最大，则可以降低通过负载元件11a、11b的次级侧流量，以避免负的向上的公共管线流量。通过各自的负载元件11a、11b的次级侧流量的适配(adaptation)可以以不同的方式实施。一种选择是相对于当前的次级侧流量同时降低相同的绝对量或相同的相对量。另一种选择是仅减小次级侧流量中的最高的(流量)，例如仅将速度可控的次级侧泵减小为最快运转的一半。
图9中所示的系统拓扑结构包括多个(组)两个平行的可控初级侧流量致动器9a、9b，每个可控初级侧流量致动器均与源元件7a、7b相关联。又存在几种控制初级侧流量的选择。第一种选择是仅如以上针对图1至图6所描述的那样控制次级侧流量q2。如果次级侧流量q2不能通过流量控制模块39控制，或者如果它已达到最小，或者如果带符号的偏离值高于表示正的向下的公共管线流量的正参考值，则初级侧流量可以降低，以将正的向下的公共管线流量减小到最小。在带符号的偏离值低于表示负的向上的公共管线流量的负参考值的情况下，可以增加初级侧流量，以避免或减小负的向上的公共管线流量。通过源元件7a、7b的各自的初级侧流量的适配可以以不同的方式实施。一种选择是相对于当前的初级侧流量以相同的绝对量或相同的相对量同时适配。另一种选择是在相关联的源元件7a、7b的能量消耗方面最小的情况下，运行尽可能多的可控初级侧流量致动器9a、9b，并且仅适配由可控初级侧流量致动器9a、9b提供的尽可能少的初级侧流量。
图10示意性地解释四个端口21、27、31、35处的温度之间与中间传递元件17的关系。中间传递元件17可以是公共管线、液压分离部、储罐或逆流热交换器。循环系统1在这里是加热系统。在到中间传递元件17中的热供给(hot feed)输入的意义上，将第一端口21处的温度T1表示为Th，I。在从中间传递元件17的冷返回输出的意义上，将第二端口27处的温度T2表示为Tc，o。作为中间传递元件17的热供给输出，将第三端口31处的温度T3表示为Th，o。在到中间传递元件17的冷返回输入的意义上，将第四端口35处的温度T4表示为Tc，i。以下关系可以应用：
ΔTh＝Th，i-Th，o
ΔTc＝Tc，o-Tc，i
ΔTi＝Th，i-Tc，i
ΔTo＝Th，o-Tc，o
ΔTa＝Th，i-Tc，o
ΔTb＝Th，o-Tc，i
ΔTa-ΔTi+ΔTb-ΔTo＝0
ΔTa-ΔTh-ΔTb+ΔTc＝0
ΔΔT＝ΔTo-ΔTi＝ΔTc-ΔTh＝ΔTa-ΔTTb
其中，ΔΔT＝ΔT2-ΔT1可以是将要最小化的带符号的偏离值。示出了第一温度差值ΔT1可以是ΔTi、ΔTh或ΔTb，第二温度差值可以是ΔTo、ΔTc或ΔTa。
在图11中，在特定的流量情形下校准温度传感器45a至45d(图11中未示出)的测量值，以实现更精确且更可靠的流量控制。此处，源元件7是从初级侧3带走热量-P的制冷器或散热器，而负载元件11通过向次级侧5添加热量P来消耗冷却功率。相应地，在到中间传递元件17中的冷却供给输入的意义上，第一端口21处的温度T1表示为ΔTc,I。在图11中，在到中间传递元件17中的冷却供给输入的意义上，第一端口21处的温度T1表示为ΔTc,I。在中间传递元件17的热返回输出的意义上，第二端口27处的温度T2表示为Th,o。作为中间传递元件17的冷供给输出，第三端口31处的温度T3表示为Tc,o。在到中间传递元件17的热返回输入的意义上，第四端口35处的温度T4表示为Th,i。在如图1至图11中所示的循环系统中，使沿着中间传递设备17在向上或向下方向上的热传递流量最小化在能量上是有效的。然而，沿着中间传递设备17没有向上或向下的热传递流量的期望情形具有这样的效果，特别是在冷却系统的情况下，即十分低的温度差值ΔTc＝Tc,i-Tc,o和ΔTh＝Th,i-Th,o较普遍。
低的温度差值ΔTc和ΔTh对控制过程提出了挑战，因为不精确的温度测量值可能会占测得的温度差值的很大一部分。所以，控制动作可能主要是由测量误差而不是实际温度差值触发的。如果控制是基于所测得的不精确的温度差值来尝试使沿着中间传递设备17的向上或向下的热传递流量最小化，则实际上该流量没有被最小化。
因此，优选的是精确地测量温度差值。当然，这可以通过使用非常精确且经过预校准的传感器来实现。然而，这种方法昂贵，取决于传感器的质量，并且传感器的质量随着时间而可能下降，因此不能保证良好的性能。作为对此的解决方案，温度传感器45a至45d的测量在这里于特定情形下的使用期间被重复地“在线”校准。
主要构思是迫使(发生)或识别第一种情形或第二种情形，在这样的情形下，一侧肯定比另一侧流量更多。例如，在第一情形下，初级侧3可具有比次级侧5更高的流量q1，或者，在第二情况下反之亦然。在第一种情形下，如果初级流量q1高于次级流量q2，则来自初级侧3的流量会在第一端口21处分流到次级侧5和中间传递元件17中。这意味着从初级侧3在第三端口31处进入到次级侧5的流量没有与另一温度的水混合。因此，假设与周围环境的热量损失可忽略不计，则其必须具有与在第一端口21处离开初级侧3的水的温度相同的温度。在该第一种情形下，任何测得的温度差值ΔTc都可以假设为完全是由于传感器的不准确而造成的，并以偏移量的形式存储为系统误差。
然后，可以简单地从所有随后的ΔTc的测量值中减去这样的偏移量，这意味着，处于流量控制的目的，对通过温度传感器45a和45c(测得)的测量值进行校准。在第二种情形下，当次级侧5具有比初级侧3更多的流量时，即q2>q1时，考虑到第四端口35与第二端口27之间的温度差值ΔTh，也会出现相似的情形。其应该为零，但是温度传感器45b和45d可以基于传感器精度表示出温度差值ΔTh。在第二种情形下，任何测得的温度差值ΔTh都可以假设为是完全由于传感器的不准确而造成的，并以偏移量的形式存储为系统误差。然后，可以简单地从所有随后的ΔTh的测量值中减去这样的偏移量，这意味着出于流量控制的目的，对温度传感器45b和45d的测量值进行校准。
在大多数循环系统中，在白天的冷却循环正常运行期间，自然会出现这些第一种情形或第二种情形，其中q2>q1或q2<q1。因此，可能不需要迫使循环系统进入这样的情形，而仅是识别它们。可以通过将温度差值ΔTc和ΔTh相互比较来识别这些情形。如果一个温度差值远高于另一个，则即使由于传感器的不准确而显示出非零值，也可以假设较低的温度差值实际上为零。然后，可以校准由对应的传感器对(测得)的测量值。例如，如果超过关于带符号的偏离值ΔΔT＝|ΔTc-ΔTh|的某个预定阈值，则表示校准情形。
然而，在一些循环系统中，流量不平衡几乎总是在相同侧，因此，由于来自来自中间元件17的混合，其中一个温度差值总是相对较高。然后，第一种情形或第二种情形不会自然出现，其中，通过对应的温度传感器(测得)的测量值可以被校准。如果一对温度传感器的测量值在某个时间内没有被校准的机会，则优选地迫使循环系统进入允许所需的校准的第一种情形和第二种情形之一。这可以通过控制初级侧流量致动器9和/或次级侧流量致动器13来实现。例如，为了校准的目的，可以调节作为初级/次级侧流量致动器9、11的泵的速度，以使初级/次级流量不平衡。
图12示出用于控制循环系统1中的流量的方法的示例的示意图，其中，可控初级侧流量致动器9和可控次级侧流量致动器13均可通过流量控制模块39控制。循环系统1可以借助于变速驱动器(variable speed drive，VSD)或电动阀、通过斜升(步骤1101)初级侧流量q1和次级侧流量q2到初始流量来启动。一旦循环系统1启动，则通过流量控制模块39连续地或规律地确定并监控带符号的偏离值ΔΔv，以检查(步骤1103)其是否近似为零，即是否在负参考值与正参考值之间的小范围中。如前所述，带符号的偏离值ΔΔv可以是温度差值ΔΔT、压力差值ΔΔp、流量差值Δq、压力差值Δp或测得的公共管线流量q。
如果带符号的偏离值ΔΔv近似为零，则流量控制模块39维持(步骤1105)初级侧流量q1和次级侧流量q2。应当注意的是，初级侧流量q1和/或次级侧流量q2可能由于其他控制方案而改变。例如，次级侧5中的负载阀15的打开(量)表示次级侧5中的一个或多个负载元件11的更高热功率需求，可以触发自动内部次级侧泵控制器以增加泵速。然而，连续地或规则地被确定和被监控的带符号的偏离值ΔΔv可能因此受到影响，由此可以使流量控制模块39相应地适配初级侧流量q1和/或次级侧流量q2。
如果带符号的偏离值ΔΔv不近似为零(步骤1103)，则检查(步骤1107)其是否为负值，即，是否低于负参考值。如果是这种情况，则检查(步骤1109)初级侧流量q1是否低于预先确定的最大阈值qmax。最大阈值qmax例如可以由控制速度的初级侧泵的最大速度、初级侧阀的最大打开(量)或源元件7的最大流量需求来确定。初级侧流量q1可以由流量计53a测量、或从初级侧泵的当前速度或当前功率消耗推导得出。如果可以且允许初级侧流量q1进一步增加，则初级侧流量q1增加(步骤1111)。通过流量控制模块39再次连续地或规律地确定和监控这种适配对于带符号的偏离值ΔΔv的影响(effect，效果)(步骤1103)。如果不能或不允许初级侧流量q1进一步增加，则降低次级侧流量q2(步骤1113)。再者，通过流量控制模块39连续地或规律地确定和监控这种适配对于带符号的偏离值ΔΔv的影响(步骤1103)。
如果带符号的偏离值ΔΔv不是近似为零(步骤1103)并且是正(值)的，即高于正参考值(步骤1107)，则检查(步骤1115)初级侧流量q1是否高于预先确定的最小阈值qmin。最小阈值qmin例如可以通过初级侧泵的最小速度、初级侧阀的最小打开(量)或源元件7的最小流量需求来确定。如果可能并且允许进一步降低初级侧流量q1，则降低初级侧流量q1(步骤1117)。通过流量控制模块39再次连续地或规律地确定和监控这种适配对于带符号的偏离值ΔΔv的影响(步骤1103)。
在前面的描述中，当提及具有已知、明显或可预见的等同形式的整体或元件时，则将这些等同形式并入本文，如同单独阐述一样。应该参考权利要求书来确定本公开的真实范围，应该将其解释为囊括任何这样的等同形式。读者还将理解的是，被描述为可选的、优选的、有利的、方便的等的本公开的整体或特征是可选的，并且不限制独立权利要求的范围。
以上实施例应被理解为本公开的说明性示例。应当理解，关于任何一个实施例描述的任何特征可以单独使用，或者与所描述的其他特征组合使用，并且还可以与任何其他实施例的一个或多个特征组合使用，或任何其他实施例的组合。尽管已经示出和描述了至少一个示例性实施例，但是应当理解，其他修改、替换和替代对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的，并且如本文所述可以在不背离本主题的范围的情况下进行改变，本申请旨在覆盖本文所讨论的具体实施例的任何改编或变型。
另外，“包括”不排除其他元件或步骤，并且“一”或“一个”不排除多个。此外，已经参考上述示例性实施例之一描述的特征或步骤也可以与上述其他示例性实施例的其他特征或步骤组合使用。方法步骤可以以任何顺序或平行应用，或者可以构成另一方法步骤的一部分或更详细的版本。应该理解的是，将所有这样的修改合理地和适当地包括在对本领域的贡献的范围内应该在本专利的保护范围内有所体现。可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行这样的修改、替换和替代，其应由所附权利要求及其合法等同物来确定。

Claims (24)

1.一种用于控制循环系统(1)中的流量的流量控制模块(39)，其中，所述循环系统(1)包括：
-初级侧(3)，具有第一端口(21)、第二端口(27)和至少一个可控初级侧流量致动器(9)，所述第一端口与至少一个源元件(7)的输出端(23)流体连接，所述第二端口与所述至少一个源元件(7)的输入端(29)流体连接，所述至少一个可控初级侧流量致动器用于提供初级侧流量(q1)，
-次级侧(5)，具有第三端口(31)、第四端口(35)和至少一个可控次级侧流量致动器(13)，所述第三端口与至少一个负载元件(11)的输入端(33)流体连接，所述第四端口与所述至少一个负载元件(11)的输出端(37)流体连接，所述至少一个可控次级侧流量致动器用于提供次级侧流量(q2)，以及
-在所述初级侧(3)与所述次级侧(5)之间的中间传递元件(17)，其中，所述中间传递元件(17)与所述第一端口(21)、所述第二端口(27)、所述第三端口(31)和所述第四端口(35)流体连接，
其特征在于，
所述流量控制模块(39)配置为，在第一种情形下，当所述初级侧流量(q1)超过所述次级侧流量(q2)时，校准在所述第一端口(21)处的温度与在所述第三端口(31)处的温度之间的第一温度差值(ΔTc)的测量值，以及所述流量控制模块(39)配置为，在第二种情形下，当所述次级侧流量(q2)超过所述初级侧流量(q1)时，校准在所述第四端口(21)处的温度与在所述第二端口(31)处的温度之间的第二温度差值(ΔTh)的测量值。
2.根据权利要求1所述的流量控制模块(39)，其中，所述流量控制模块(39)配置为，出于校准目的，通过控制所述初级侧流量致动器(9)和/或所述次级侧流量致动器(13)，迫使所述循环系统(1)进入所述第一种情形和/或第二种情形。
3.根据前述权利要求中任一项所述的流量控制模块(39)，其中，所述流量控制模块(39)配置为通过将所述第一温度差值(ΔTc)与所述第二温度差值(ΔTh)进行比较来识别所述第一种情形和/或所述第二种情形。
4.根据前述权利要求中任一项所述的流量控制模块(39)，其中，所述流量控制模块(39)配置为，当超过关于所述第一温度差值(ΔTc)与所述第二温度差值(ΔTh)之间的带符号的偏离值(ΔΔT)的绝对值的某个预定阈值时，识别所述第一种情形和/或所述第二种情形。
5.根据前述权利要求中任一项所述的流量控制模块(39)，其中，所述流量控制模块(39)配置为，基于使与所述中间传递元件(17)的热功率传递相关的带符号的偏离值(ΔΔT)最小化，通过以连续的或规律的闭环方式而借助于所述至少一个可控初级侧流量致动器(9)控制所述初级侧流量(q1)和/或借助于所述至少一个可控次级侧流量致动器(13)控制所述次级侧流量(q2)来适配所述中间传递元件(17)的热功率传递。
6.根据权利要求5所述的流量控制模块(39)，其中，所述流量控制模块(39)配置为，如果所述带符号的偏离值(ΔΔT)在负参考值与正参考值之间，优选地基本上为零，则维持当前的初级侧流量(q1)。
7.根据权利要求5或6所述的流量控制模块(39)，其中，所述流量控制模块(39)配置为，如果所述带符号的偏离值(ΔΔT)低于负参考值，则增加所述初级侧流量(q1)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的流量控制模块(39)，其中，所述流量控制模块(39)配置为，如果所述带符号的偏离值(ΔΔT)低于负参考值并且所述初级侧流量(q1)处于或高于预先确定的最大阈值(qmax)，则维持所述初级侧流量(q1)。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的流量控制模块(39)，其中，所述流量控制模块(39)配置为，如果所述带符号的偏离值(ΔΔT)低于负参考值并且所述初级侧流量(q1)不能增加，则降低所述次级侧流量(q2)。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的流量控制模块(39)，其中，所述流量控制模块(39)配置为，如果所述带符号的偏离值(ΔΔT)高于正参考值，则降低所述初级侧流量(q1)。
11.根据权利要求5至10中任一项所述的流量控制模块(39)，其中，所述流量控制模块(39)配置为，如果所述带符号的偏离值(ΔΔT)高于正参考值并且所述初级侧流量(q1)处于或低于预先确定的最小阈值(qmin)，则维持当前的初级侧流量(q1)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的流量控制模块(39)，其中，所述流量控制模块(39)被集成在所述至少一个可控初级侧流量致动器(9)其中之一和/或所述至少一个可控次级侧流量致动器(13)其中之一中。
13.根据前述权利要求中任一项所述的流量控制模块(39)，其中，所述流量控制模块(39)被集成在基于云的计算机系统和/或建筑物管理系统(BMS)中。
14.一种用于控制循环系统(1)中的流量的方法，其中，所述循环系统(1)包括：
-初级侧(3)，具有第一端口(21)、第二端口(27)和至少一个可控初级侧流量致动器(9)，所述第一端口与至少一个源元件(7)的输出端(23)流体连接，所述第二端口与所述至少一个源元件(7)的输入端(29)流体连接，所述至少一个可控初级侧流量致动器用于提供初级侧流量(q1)，
-次级侧(5)，具有第三端口(31)、第四端口(35)和至少一个可控次级侧流量致动器(13)，所述第三端口与至少一个负载元件(11)的输入端(33)流体连接，所述第四端口与所述至少一个负载元件(11)的输出端(37)流体连接，所述至少一个可控次级侧流量致动器用于提供次级侧流量(q2)，以及
-在所述初级侧(3)与所述次级侧(5)之间的中间传递元件(17)，其中，所述中间传递元件(17)与所述第一端口(21)、所述第二端口(27)、所述第三端口(31)和所述第四端口(35)流体连接，
所述方法包括：
在第一种情形下，当所述初级侧流量(q1)超过所述次级侧流量(q2)时，校准在所述第一端口(21)处的温度与在所述第三端口(31)处的温度之间的第一温度差值(ΔTc)的测量值，以及
在第二种情形下，当所述次级侧流量(q2)超过所述初级侧流量(q1)时，校准在所述第四端口(21)处的温度与在所述第二端口(31)处的温度之间的第二温度差值(ΔTh)的测量值。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括步骤：在校准步骤之前，通过控制所述初级侧流量致动器(9)和/或所述次级侧流量致动器(13)，迫使所述循环系统(1)进入所述第一种情形和/或所述第二种情形。
16.根据权利要求14或15所述的方法，还包括步骤：通过将所述第一温度差值(ΔTc)与所述第二温度差值(ΔTh)进行比较来识别所述第一种情形和/或所述第二种情形。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，当超过关于所述第一温度差值(ΔTc)与所述第二温度差值(ΔTh)之间的带符号的偏离值(ΔΔT)的绝对值的某个预定阈值时，识别所述第一种情形和/或所述第二种情形。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，还包括步骤：基于使与所述中间传递元件(17)的热功率传递相关的带符号的偏离值(ΔΔT)最小化，通过以连续的或规律的闭环方式而借助于所述至少一个可控初级侧流量致动器(9)控制所述初级侧流量(q1)和/或借助于所述至少一个可控次级侧流量致动器(13)单元控制所述次级侧流量(q2)来适配所述中间传递元件(17)的热功率传递。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，如果所述带符号的偏离值(ΔΔT)在负参考值与正参考值之间，优选地基本上为零，则维持当前的初级侧流量(q1)。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其中，如果所述带符号的偏离值(ΔΔT)低于负参考值，则增加所述初级侧流量(q1)。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的方法，其中，如果所述带符号的偏离值(ΔΔT)低于负参考值并且所述初级侧流量(q1)处于或高于预先确定的最大阈值(qmax)，则维持所述初级侧流量(q1)。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的方法，其中，如果所述带符号的偏离值(ΔΔT)低于负参考值并且所述初级侧流量(q1)不能增加，则降低所述次级侧流量(q2)。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的方法，其中，如果所述带符号的偏离值(ΔΔT)高于正参考值，则降低所述初级侧流量(q1)。
24.根据权利要求18至23中任一项所述的方法，其中，如果所述带符号的偏离值(ΔΔT)高于正参考值并且所述初级侧流量(q1)处于或低于预先确定的最小阈值(qmin)，则维持当前的初级侧流量(q1)。
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