CN113439186B - 用于控制hvac系统中的阀的孔口的设备和方法 - Google Patents

用于控制hvac系统中的阀的孔口的设备和方法 Download PDF

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Abstract

为了响应于需求值（d）而控制HVAC系统（100）中的阀（10）的孔口以调节通过HVAC系统（100）的热能交换器（2）的流体流（
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAA
）并调整热能交换器（2）的能量传送速率（I），在第一操作模式下控制阀（10）的孔口，在所述第一操作模式下，相对于效率阈值在针对能量传送速率（I）的效率约束内调节通过热能交换器（2）的流体流（
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAAA
）。在接收到超控信号（OS）时，在第二操作模式下控制阀（10）的孔口，在所述第二操作模式下，不相对于第一效率阈值调节通过热能交换器（2）的流体流（
Figure DEST_PATH_IMAGE002_5A
）。

Description

用于控制HVAC系统中的阀的孔口的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制加热、通风和空调（HVAC）系统中的阀的孔口的方法和设备。具体地，本发明涉及一种用于响应于需求值而控制HVAC系统中的阀的孔口以调节通过HVAC系统的热能交换器的流体流并调整热能交换器的能量传送速率的方法、控制系统和计算机程序产品。
背景技术
通过调节通过HVAC系统的热能交换器的流体流，调整热能交换器交换的能量的量、例如调整热能交换器的能量传送速率以加热或冷却建筑中的房间是可能的。当通过HVAC系统的流体回路的流体运输由一个或多个泵驱动时，通常通过例如手动地或通过致动器的方式变化阀的孔口（开口）或位置来调节流。已知的是，热能交换器的效率在高流速率下降低，其中流体以增加的速率冲过热能交换器，而不导致能量交换的显著增加。
US 6,352,106描述了一种具有温度传感器的自平衡阀，所述温度传感器用于测量穿过该阀的流体的温度。根据US 6,352,106，阀的范围以及因此最大开口取决于测量的温度而动态调整。基于存储的温度阈值、当前流体温度和来自负载控制器的位置命令信号来调制阀的开口。具体地，阀的开口范围由位置控制器基于存储在位置控制器处的温度阈值、当前流体温度以及先前测量的流体温度与当前流体温度之间的差来周期性地设置。US 6,352,106进一步描述了具有两个温度传感器的替代实施例，所述两个温度传感器一个放置在供应线上并且另一个放置在回流线上，用于测量负载（即，热能交换器）上的实际差别温度。根据US 6,352,106，在该替代实施例中，阈值温度是由负载的系统要求确定的跨负载的阈值差别温度。因此，US 6,352,106描述了基于流体温度的改变或负载上差别温度的改变来控制流。因此，流相应地基于确定的温度改变与固定的阈值温度的比较或者阈值差别温度来控制，该阈值差别温度必须预定义并存储在阀的位置控制器处。因此，为了避免阀设置不正确和效率低下，必须确保在系统初始安装时以及每当用新型号替换热能交换器时，存储的阈值温度或阈值差别温度相应地与HVAC系统中使用的热能交换器的类型和设计参数相匹配。
文献DE 10 2009 004319公开了一种用于操作加热或冷却系统的方法，由此控制供应温度和回流温度之间的温度差或者仅控制回流温度，使得取决于温度值实现加热或冷却系统的每个热交换器的液压平衡。每次改变操作条件时，对平衡进行新调整和优化。尽管供应温度和回流温度之间的温度差被用于控制，但是既没有公开流量计，也没有测量通过热交换器的能量流，也没有从加热或冷却介质的质量流来确定能量流的功能依赖性。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于控制HVAC系统中的阀的孔口的方法、控制系统和计算机程序产品，该方法、控制系统和计算机程序产品不具有现有技术的至少一些缺点。特别地，本发明的目的是提供一种用于响应于需求值而控制HVAC系统中的阀的孔口以调节通过HVAC系统的热能交换器的流体流并调整热能交换器的能量传送速率的方法、控制系统和计算机程序产品。
根据本发明，这些目的通过独立权利要求的特征来实现。此外，由从属权利要求和描述得出进一步的有利实施例。
根据本发明，上面提及的目的特别地因为以下而实现：用于响应于需求值而控制HVAC系统中的阀的孔口（或位置或开口）以调节通过HVAC系统的热能交换器的流体流并调整热能交换器的能量传送速率，阀的孔口在第一操作模式下被控制，在所述第一操作模式下，相对于第一效率阈值在针对能量传送速率的效率约束内调节通过热能交换器的流体流，效率约束通过将进入热能交换器的流体的供应温度
Figure DEST_PATH_IMAGE002
和离开热能交换器的流体的回流温度
Figure DEST_PATH_IMAGE004
之间的温度差
Figure DEST_PATH_IMAGE006
与第一效率阈值进行比较来确定；以及，在接收到超控信号时，在第二操作模式下控制阀的孔口，在所述第二操作模式下，不相对于第一效率阈值调节通过热能交换器的流体流。
本领域技术人员将理解，取决于用于定义和/或确定“效率”的准则或（一个或多个）参数，相应的“效率阈值”可以定义对于低于或高于所述“效率阈值”的相应参数值高效的状态或过程。
在实施例中，在第二操作模式下控制阀的孔口包括相对于第二效率阈值在针对能量传送速率的效率约束内调节通过热能交换器的流体流，第二效率阈值低于第一效率阈值。
在实施例中，该方法进一步包括使用以下各项来调整针对效率约束的效率阈值：在热能交换器的初级侧流动的流体流速率、在热能交换器的初级侧的流体流速度、在热能交换器的次级侧流动的流体流速率、在热能交换器的次级侧的流体流速度，在热能交换器的次级侧的流体的温度、在热能交换器的次级侧的流体的湿度和/或在热能交换器的次级侧的流体的熵。
在实施例中，如果在第一操作模式下控制阀的孔口在确定的第一持续时间内没有达到需求值，则生成超控信号。
在实施例中，如果在第二操作模式下控制阀的孔口已经在确定的第二持续时间内达到需求值，则取消超控信号。
在实施例中，超控信号由恒温器单元的电子回路将当前温度与由需求值定义的目标温度进行比较来生成。
在实施例中，在针对能量传送速率的效率约束内调节通过热能交换器的流体流包括：如果温度差
Figure DEST_PATH_IMAGE007
处于或高于效率阈值，则调整阀的孔口以便达到需求值；以及如果温度差
Figure 419338DEST_PATH_IMAGE007
低于效率阈值，则调整阀的孔口以便保持通过热能交换器的当前流体流。
在实施例中，超控信号指示通过热能交换器的当前流体流低于最小流速率阈值，所述最小流速率阈值取决于流体的温度；并且在第二操作模式下控制阀的孔口包括调整阀的孔口以增加通过热能交换器的流体流。
在实施例中，需求值包括目标温度、阀的目标孔口、阀的控制值、目标流速率、目标能量传送速率和/或致动阀的致动器的控制值。
除了控制HVAC系统中的阀的孔口的方法之外，本发明还涉及一种用于响应于需求值而控制HVAC系统中的阀的孔口以调节通过HVAC系统的热能交换器的流体流并调整热能交换器的能量传送速率的控制系统。所述控制系统包括电子回路，所述电子回路被配置为：在第一操作模式下控制阀的孔口，在所述第一操作模式下，相对于第一效率阈值在针对能量传送速率的效率约束内调节通过热能交换器的流体流，所述效率约束通过将进入热能交换器（2）的流体的供应温度
Figure DEST_PATH_IMAGE009
和离开热能交换器（2）的流体的回流温度
Figure DEST_PATH_IMAGE011
之间的温度差
Figure DEST_PATH_IMAGE012
与第一效率阈值进行比较来确定；并且在接收到超控信号时，在第二操作模式下控制阀的孔口，在所述第二操作模式下，不相对于第一效率阈值调节通过热能交换器的流体流。。
在实施例中，电子回路被配置为在第二操作模式下通过相对于第二效率阈值在针对能量传送速率的效率约束内调节通过热能交换器的流体流来控制阀的孔口，第二效率阈值低于第一效率阈值。
在实施例中，电子回路被配置为使用以下各项来调整针对效率约束的效率阈值：在热能交换器的初级侧流动的流体流速率、在热能交换器的初级侧的流体流速度、在热能交换器的次级侧流动的流体流速率、在热能交换器的次级侧的流体流速度，在热能交换器的次级侧的流体的温度、在热能交换器的次级侧的流体的湿度和/或在热能交换器的次级侧的流体的熵。
在实施例中，电子回路被配置为如果在第一操作模式下控制阀的孔口在确定的第一持续时间内没有达到需求值，则生成超控信号。
在实施例中，电子回路被配置为如果在第二操作模式下控制阀的孔口已经在确定的第二持续时间内达到需求值，则取消超控信号。
在实施例中，电子回路在恒温器单元中实现，并被配置为通过将当前温度与由需求值定义的目标温度进行比较来生成超控信号。
在实施例中，电子回路被配置为通过以下方式在针对能量传送速率的效率约束内调节通过热能交换器的流体流：如果温度差
Figure 710380DEST_PATH_IMAGE007
处于或高于效率阈值，则调整阀的孔口以便达到需求值；以及如果温度差
Figure 490117DEST_PATH_IMAGE007
低于在效率阈值，则调整阀的孔口以便保持通过热能交换器的当前流体流。
在实施例中，电子回路被配置为如果通过热能交换器的当前流体流低于最小流速率阈值，则生成超控信号，所述最小流速率阈值取决于流体的温度；以及通过调整阀的孔口以增加通过热能交换器的流体流来在第二操作模式下控制阀的孔口。
在实施例中，电子回路被配置为处理需求值，所述需求值包括目标温度、阀的目标孔口、阀的控制值、目标流速率、目标能量传送速率和/或致动阀的致动器的控制值。
另外，本发明还涉及一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括具有计算机程序代码存储在其上的非瞬态计算机可读介质，所述计算机程序代码被配置为控制控制系统的处理器，用于响应于需求值而控制HVAC系统中的阀的孔口以调节通过HVAC系统的热能交换器的流体流并调整热能交换器的能量传送速率，使得处理器执行以下步骤：在第一操作模式下控制阀的孔口，在所述第一操作模式下，相对于第一效率阈值在针对能量传送速率的效率约束内调节通过热能交换器的流体流，所述效率约束通过将进入热能交换器的流体的供应温度
Figure DEST_PATH_IMAGE009A
和离开热能交换器的流体的回流温度
Figure DEST_PATH_IMAGE011A
之间的温度差
Figure 760693DEST_PATH_IMAGE007
与第一效率阈值进行比较来确定；以及，在接收到超控信号时，在第二操作模式下控制阀的孔口，在所述第二操作模式下，不相对于第一效率阈值调节通过热能交换器的流体流。
附图说明
将参考附图通过示例的方式更详细地解释本发明，在所述附图中：
图1示出了示意性地图示具有流体回路的HVAC系统的框图，所述流体回路包括流体驱动器、阀和热能交换器、以及用于控制阀的孔口（开口）以调节通过热能交换器的流体流并调整热能交换器的能量传送速率的控制系统。
图2示出了图示用于控制阀的孔口以调节通过热能交换器的流体流并调整热能交换器的能量传送速率的两种操作模式的状态图。
图3示出了图示用于在第一操作模式下调整阀的孔口以用于调节通过热能交换器的流体流的示例性步骤序列的流程图。
图4示出了图示用于在第二操作模式下调整阀的孔口以用于调节通过热能交换器的流体流的示例性步骤序列的流程图。
图5示出了图示用于响应于需求值而控制阀的孔口（开口）以调节通过热能交换器的流体流并调整热能交换器的能量传送速率的示例性步骤序列的流程图。
图6示出了图示用于响应于需求值并取决于流体的温度而控制阀的孔口（开口）以用于调节通过热能交换器的流体流的示例性步骤序列的流程图。
图7示出了图示具有不同效率阈值的每流温度差曲线的示例的曲线图，所述不同效率阈值用于控制阀的孔口（开口或位置）以调节通过热能交换器的流体流并调整热能交换器的能量传送速率。
图8示出了图示用于以下操作的示例性步骤序列的流程图：确定热能交换器的初级侧和/或次级侧的流体和/或流特性，以及调整用于控制阀的孔口（开口）以调节通过热能交换器的流体流并调整热能交换器的能量传送速率的效率阈值。
具体实施方式
在图1中，参考标记100指的是具有流体回路101的HVAC系统，所述流体回路101包括流体驱动器3（例如泵）、阀10、热能交换器2（例如用于加热或冷却房间的热交换器），它们通过管道的方式互连。取决于实施例，阀是旋转阀（例如球阀）或线性阀（例如活塞或杆阀）。阀10设有致动器11（例如电动机），用于打开和关闭阀10，以及因此使用阀10的不同位置（或孔口的大小）来控制阀10的孔口和通过流体回路101的流。另外，流体驱动器3可以进一步变化通过流体回路101的流。如示意性图示的，HVAC系统100进一步包括可选的建筑控制系统4和/或具有电子回路（处理器）51的恒温器5单元。本领域技术人员将理解，HVAC系统100的描述非常简化，并且HVAC系统100可以包括多个流体回路101（区域），在每种情况下均具有一个或多个阀10、致动器11和热能交换器2。例如，流体是液体热运输介质（诸如水），并且HVAC系统100进一步包括用于加热液体的加热器或用于冷却液体的冷却器。
如图1中示意性图示的，热能交换器2设有两个温度传感器21、22，其布置在热能交换器2的入口处用于测量进入热能交换器2的流体的供应温度
Figure DEST_PATH_IMAGE014
，并且布置在热能交换器2的出口处用于测量离开热能交换器2的流体的回流温度
Figure DEST_PATH_IMAGE016
。本领域技术人员将理解，温度传感器21、22可以布置在不同的位置中，例如，用于测量供应温度
Figure DEST_PATH_IMAGE014A
的温度传感器21可以布置在阀10处或加热器的出口处。
流体回路101进一步包括用于测量流
Figure DEST_PATH_IMAGE018
（即相应地通过阀10或流体回路101的流体流速率）的流传感器12。取决于实施例，流传感器12布置在阀10中或阀10处，或者布置在连接到阀10的管道区段中或管道区段处。例如，流传感器12是超声传感器或热运输传感器。
在图1中，参考标记1指的是控制系统，用于相应地控制阀10或致动器11，以调整阀10的孔口（开口或位置）。因此，控制系统1调节流
Figure DEST_PATH_IMAGE018A
，即通过阀10以及因此通过热能交换器2的流体流速率。因此，控制系统1调节热能交换器2与其环境交换的热能的量，以及因此调节热能交换器2的能量传送速率
Figure DEST_PATH_IMAGE020
。取决于实施例，控制系统1例如作为阀10的集成部分布置在阀10处，或者附接到阀10，或者控制系统1布置在连接到阀10的管道区段12处。本领域技术人员将理解，控制系统1也可以远离阀10和致动器11布置，通过有线或无线通信链路的方式、例如通过有线通信总线、局域网（LAN）或无线局域网(WLAN)通信地耦合。
控制系统1包括电子回路14，例如具有程序和数据存储器或专用集成回路（ASIC）的操作处理器（微处理器）。控制系统1包括计算机程序代码，其被配置为引导控制系统1的处理器14或另一个电子回路施行如将在稍后更详细地解释的各种功能。计算机程序代码存储在以固定或可移除的方式连接到控制系统1的非瞬态计算机可读介质上。然而，本领域技术人员将理解，在替代实施例中，被配置为施行所述功能的功能模块可以部分或全部通过硬件组件的方式来实现。此外，在替代实施例中，处理器14被布置在HVAC系统100的不同组件中，例如在致动器11、流传感器12、恒温器5或建筑控制系统4中。
如图1中所图示的，流传感器12连接到控制系统1，用于向控制系统1提供流（速率）
Figure DEST_PATH_IMAGE018AA
的及时或当前时间测量值。另外，控制系统1连接到致动器11，用于向致动器11供应控制信号z，以用于控制致动器11打开和/或关闭阀10，即以控制致动器11的电动机来致动阀10的调节构件，从而调整阀10的孔口（开口或位置）。
此外，热能交换器2的温度传感器21、22连接到控制系统1，用于相应地向控制系统1提供进入或离开热能交换器2的流体的供应温度
Figure DEST_PATH_IMAGE022
和回流温度
Figure DEST_PATH_IMAGE024
的及时或当前时间测量值。
取决于实施例，控制系统1进一步连接到建筑控制系统4和/或恒温器5单元，用于从建筑控制系统4或恒温器5接收控制信号和/或需求值，例如针对目标温度、阀的目标孔口、阀的控制值、目标流速率、目标能量传送速率和/或致动阀的致动器或其电动机的控制值的用户或系统设置。
在实施例中，HVAC系统100进一步包括布置在其中热能交换器2所位于的空间中、热能交换器2的初级流体回路101（初级侧）中和/或热能交换器2的次级回路23（次级侧）中的传感器，例如用于测量热能交换器2的初级侧101的流体流速度的传感器、用于测量热能交换器2的次级侧23的流体流速度的传感器、用于测量在热能交换器2的次级侧流动的流体流速率的流传感器（例如用于测量跨热能交换器2的空气流的空气流传感器）、用于测量热能交换器2的次级侧23的流体的温度的温度传感器（例如用于测量热交换器2周围的空间中空气温度的温度传感器）、用于测量热能交换器2的次级侧23的流体的湿度的传感器（例如用于测量其中布置热能交换器2的房间中空气的湿度的湿度传感器）和/或用于测量热能交换器2的次级侧23的流体的熵的传感器。
在以下段落中，参考图2-8描述的是由控制系统1的电子回路14（处理器）施行的可能步骤序列，所述可能步骤序列用于控制阀10的孔口（开口或位置）以调节通过热能交换器2的流
Figure DEST_PATH_IMAGE026
。
如图2的状态图中所图示的，控制系统1或其电子回路14（处理器）相应地具有两种操作模式M1、M2，用于控制阀10的孔口以调节通过热能交换器2的流体流
Figure DEST_PATH_IMAGE026A
并由此调整热能交换器2的能量传送速率
Figure DEST_PATH_IMAGE028
。当电子回路14在步骤S100中接收或生成超控信号OS时，它从第一操作模式M1切换到第二操作模式M2。当超控信号OS在步骤S200中被取消时，电子回路14从第二操作模式M2切换到第一操作模式M1。本领域技术人员将理解，取决于实施例，超控信号OS被实现为例如通过有线或无线连接传输的实际控制信号或实现为存储器中的控制值。
在第一操作模式M1下，电子回路14相对于第一效率阈值FT 1（见图8）在针对能量传送速率
Figure DEST_PATH_IMAGE028A
的效率约束内调节通过热能交换器2的流体流
Figure DEST_PATH_IMAGE026AA
。
因此，如图3中所图示的，在步骤S1中，电子回路14相应地在第一操作模式M1下调整阀10的孔口。
在步骤S11中，电子回路14确定如由温度传感器21测量的进入热能交换器2的流体的供应温度
Figure DEST_PATH_IMAGE014AA
和如由温度传感器22测量的离开热能交换器2的流体的回流温度
Figure DEST_PATH_IMAGE016A
之间的温度差
Figure DEST_PATH_IMAGE029
。
在步骤S21中，电子回路14将温度差
Figure DEST_PATH_IMAGE031
与第一效率阈值FT 1进行比较。
在步骤S13中，如果温度差
Figure DEST_PATH_IMAGE031A
大于或等于第一效率阈值FT 1，则电子回路14相应地引导致动器11或其电动机调整阀10的孔口以满足需求值d。
在步骤S14中，如果温度差
Figure DEST_PATH_IMAGE031AA
低于第一效率阈值FT 1，则电子回路14相应地引导致动器11或其电动机调整阀10的孔口以保持如由流传感器12测量的当前流体流
Figure DEST_PATH_IMAGE033
。
在第二操作模式M2下，电子回路14不相对于第一效率阈值FT 1调节通过热能交换器2的流体流
Figure DEST_PATH_IMAGE033A
。下面将相应地参考图4和6描述在第二操作模式M2下调节通过热能交换器2的流体流
Figure DEST_PATH_IMAGE033AA
的两个替代或组合实施例。
在图4中所图示的第二操作模式M2的第一版本中，电子回路14相对于第二效率阈值FT 2（见图8）在针对能量传送速率
Figure DEST_PATH_IMAGE028AA
的效率约束内调节通过热能交换器2的流体流
Figure DEST_PATH_IMAGE033AAA
。第二效率阈值FT 2的零值对应于针对能量传送速率
Figure DEST_PATH_IMAGE028AAA
没有效率约束。
因此，在步骤S2中，电子回路14相应地在第二操作模式M2下调整阀10的孔口。
在步骤S21中，电子回路14确定如由温度传感器21测量的进入热能交换器2的流体的供应温度
Figure DEST_PATH_IMAGE014AAA
和如由温度传感器22测量的离开热能交换器2的流体的回流温度
Figure DEST_PATH_IMAGE016AA
之间的温度差
Figure DEST_PATH_IMAGE035
。
在步骤S22中，电子回路14将温度差
Figure DEST_PATH_IMAGE031AAA
与第二效率阈值FT 2进行比较。
在步骤S23中，如果温度差
Figure DEST_PATH_IMAGE031AAAA
大于或等于第二效率阈值FT 2，则电子回路14相应地引导致动器11或其电动机调整阀10的孔口以满足需求值d。
在步骤S24中，如果温度差
Figure DEST_PATH_IMAGE031_5A
低于第二效率阈值FT 2，则电子回路14相应地引导致动器11或其电动机调整阀10的孔口以保持如由流传感器12测量的当前流体流
Figure DEST_PATH_IMAGE033AAAA
。
在图6中所图示的第二操作模式M2的替代或附加（组合）第二版本中，在步骤S2*中，电子回路14相应地调整阀10或其孔口以增加通过热能交换器2的流体流
Figure DEST_PATH_IMAGE033_5A
。第二操作模式M2的该第二版本将由通过不同条件触发的超控信号OS发起，如将在稍后参考图6更详细地描述的。
图5图示了用于响应于需求值d而控制阀10的孔口（开口）以调节通过热能交换器2的流体流
Figure DEST_PATH_IMAGE033_6A
以用于调整热能交换器2的能量传送速率
Figure DEST_PATH_IMAGE028AAAA
的示例性步骤序列。
在步骤S0中，电子回路14例如从建筑控制系统4或恒温器5或另一个外部单元接收需求值d。
如果电子回路14在第一操作模式M1下（如由步骤S10示意性指示的），则电子回路14在第一操作模式M1下在步骤S1中调整阀10的孔口，如上面参考图3所描述的。
在步骤S15中，检查在定义的持续时间内是否满足需求值d，取决于需求值d，这可以是几分钟（例如十到十五分钟）的持续时间，或者多于十五分钟（例如二十到三十分钟）的更长持续时间。如果在预期时间内满足需求值d，则需求值d被保持，并且处理在步骤S0中继续。
如果在预期时间内没有满足需求值d，则在步骤S100中生成超控信号OS。生成超控信号OS可以进一步以超控模式的设置为条件，例如依据配置或用户激活（例如通过恒温器5单元的用户接口）。因此，控制系统1的电子回路14通过在第二操作模式M2下在步骤S2中调整阀10的孔口来在第二操作模式M2下继续处理，如上面参考图4所描述的。
取决于实施例和/或配置，步骤S15的检查和/或步骤S100中超控信号OS的生成由控制系统1的电子回路14或由恒温器5的电子回路51（处理器）或发起相应需求的另一个外部单元来执行。例如，恒温器5的电子回路51将当前温度（例如当前室温或供应空气的当前温度）与由需求值d定义的目标温度进行比较，用于决定是否生成超控信号OS。
如果电子回路14在第二操作模式M2下（如由步骤S20示意性指示的），则在接收到需求值d时，电子回路14在第二操作模式M2下在步骤S2中调整阀10的孔口，如上面参考图4所描述的。
在步骤S25中，电子回路14检查在定义的持续时间期间是否满足需求值d，取决于需求值d，这可以是一个或多个小时（例如一到两个小时）的持续时间，或者多于两个小时（例如三到四个小时）的更长持续时间。如果在定义的持续时间内没有满足需求值d，则电子回路14在步骤S2中继续处理。
如果在定义的持续时间内满足需求值d或者超过了定义的最大超控时间，则电子回路14在步骤S200中取消超控信号OS。因此，控制系统1的电子回路14通过在第一操作模式M1下在步骤S1中调整阀10的孔口来在第一操作模式M1下继续处理，如上面参考图3所描述的。
图6图示了用于响应于需求值d并取决于流体的温度而控制阀10的孔口（开口）以调节通过热能交换器2的流体流
Figure DEST_PATH_IMAGE037
的示例性步骤序列，所述流体的温度如由布置在初级流体回路101中的温度传感器21、22测量。
在步骤S0中，电子回路14例如从建筑控制系统4或恒温器5或另一个外部单元接收需求值d。
在步骤S3中，电子回路14确定初级流体回路101中的流体的温度。
在步骤S4中，电子回路14取决于初级流体回路101中的流体的温度而设置最小流阈值。取决于流体的类型而设置最小流阈值，使得流体不在初级流体回路101中的流体的当前温度下冻结。
在步骤S5中，电子回路14检查如由流传感器12测量的流体的当前流速率
Figure DEST_PATH_IMAGE037A
是否低于最小流阈值。如果当前流速率
Figure DEST_PATH_IMAGE037AA
不低于最小流阈值，则电子回路14通过在第一操作模式M1下在步骤S1中调整阀10的孔口来在第一操作模式M1下继续处理，如上面参考图3所描述的。
否则，如果当前流速率
Figure DEST_PATH_IMAGE037AAA
低于最小流阈值，则电子回路14在步骤S100中生成超控信号OS，用于触发第二操作模式M2的第二版本。
因此，在步骤S2*中，在第二操作模式M2的第二版本中，电子回路14相应地调整阀10或其孔口以增加通过热能交换器2的流体流
Figure DEST_PATH_IMAGE037AAAA
，以便防止流体在初级流体回路101中的流体的当前温度下冻结。
图7示出了每流温度差曲线
Figure DEST_PATH_IMAGE039
的示例，其指示了取决于通过热能交换器2的流体流速率
Figure DEST_PATH_IMAGE041
实现的能量
Figure DEST_PATH_IMAGE043
传送（和对应的能量传送速率
Figure DEST_PATH_IMAGE028_5A
），具体地，
Figure DEST_PATH_IMAGE045
，具有流速率
Figure DEST_PATH_IMAGE047
和对应于第一效率阈值FT 1的所得温度差
Figure DEST_PATH_IMAGE049
，以及
Figure DEST_PATH_IMAGE051
，具有流速率
Figure DEST_PATH_IMAGE053
和对应于第二效率阈值FT 2的所得温度差
Figure DEST_PATH_IMAGE049A
。如图7中所示出的，第一效率阈值FT 1的值高于第二效率阈值FT 2的值，使得相对于第一效率阈值FT 1的效率约束需求比相对于第二效率阈值FT 2的效率约束更高的能量传送速率
Figure DEST_PATH_IMAGE028_6A
。
图8示出了用于取决于热能交换器2的初级侧和/或次级侧23、101的一个或多个流体和/或流特性来调整效率阈值FT 1、FT 2的示例性步骤序列。效率阈值FT 1、FT 2在周期性的基础上被调整和/或依据来自建筑控制系统4或用户的请求（例如经由恒温器5的用户接口）被调整。
在步骤S6中，电子回路14确定热能交换器2的次级侧23的一个或多个流体和/或流特性，包括在次级侧23流动的流体流速率（例如跨热能交换器2的空气流）、次级侧23的流体的温度（例如热交换器2周围的空间中的空气温度）、次级侧23的流体的湿度（例如其中布置热能交换器2的房间中的空气的湿度）和/或次级侧23的流体的熵。
在（可选的）步骤S7中，电子回路14确定热能交换器2的初级侧101的一个或多个流体和/或流特性，包括初级流体回路101中的流体流速度，和/或在初级流体回路101中流动的流体流速率。
在步骤S8中，电子回路14取决于热能交换器2的次级侧23和/或热能交换器2的初级侧101的一个或多个流体和/或流特性来调整第二效率阈值FT 2。
在（可选的）步骤S9中，电子回路14取决于热能交换器2的次级侧23和/或热能交换器2的初级侧101的一个或多个流体和/或流特性来调整第一效率阈值FT 1。
应当注意，在描述中，已经以特定次序呈现步骤序列，然而，本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，计算机程序代码可以被不同地构造，并且至少一些步骤的次序可以被更改。

Claims (15)

1.一种响应于需求值（d）而控制HVAC系统（100）中的阀（10）的孔口以调节通过HVAC系统（100）的热能交换器（2）的流体流（
Figure 252026DEST_PATH_IMAGE001
）并调整热能交换器（2）的能量传送速率（
Figure 434745DEST_PATH_IMAGE002
）的方法，所述方法包括：
在第一操作模式（M1）下控制阀（10）的孔口，在所述第一操作模式（M1）下，相对于第一效率阈值（FT 1）在针对能量传送速率（
Figure 683324DEST_PATH_IMAGE002
）的效率约束内调节通过热能交换器（2）的流体流（
Figure 157162DEST_PATH_IMAGE001
），所述效率约束通过将进入热能交换器（2）的流体的供应温度
Figure 237113DEST_PATH_IMAGE003
和离开热能交换器（2）的流体的回流温度
Figure 262838DEST_PATH_IMAGE004
之间的温度差
Figure 795451DEST_PATH_IMAGE005
与第一效率阈值（FT 1）进行比较来确定，如果温度差
Figure 322247DEST_PATH_IMAGE006
处于或高于第一效率阈值（FT 1），则调整阀（10）的孔口以便达到需求值（d），以及如果温度差
Figure 256705DEST_PATH_IMAGE006
低于第一效率阈值，则调整阀（10）的孔口以便保持通过热能交换器（2）的当前流体流（
Figure 453331DEST_PATH_IMAGE001
）；以及
在接收到超控信号（OS）时，在第二操作模式（M2）下控制阀（10）的孔口，在所述第二操作模式（M2）下，相对于第二效率阈值（FT 2）在针对能量传送速率（
Figure 473240DEST_PATH_IMAGE002
）的效率约束内调节通过热能交换器（2）的流体流（
Figure 787415DEST_PATH_IMAGE001
），所述第二效率阈值（FT 2）低于第一效率阈值（FT 1），如果温度差
Figure 576380DEST_PATH_IMAGE006
处于或高于第二效率阈值（FT 2），则调整阀（10）的孔口以便达到需求值（d），以及如果温度差
Figure 475066DEST_PATH_IMAGE006
低于第二效率阈值（FT 2），则调整阀（10）的孔口以便保持通过热能交换器（2）的当前流体流（
Figure 716691DEST_PATH_IMAGE001
）。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括使用以下各项中的至少一项来调整针对效率约束的效率阈值（FT 1、FT 2）：在热能交换器（2）的初级侧（101）流动的流体流速率（
Figure 319711DEST_PATH_IMAGE001
）、在热能交换器（2）的初级侧（101）的流体流速度、在热能交换器（2）的次级侧（23）流动的流体流速率、在热能交换器（2）的次级侧（23）的流体流速度、在热能交换器（2）的次级侧（23）的流体的温度、在热能交换器（2）的次级侧（23）的流体的湿度以及在热能交换器（2）的次级侧（23）的流体的熵。
3.根据权利要求1或2中的一项所述的方法，其中所述方法包括：如果在第一操作模式（M1）下控制阀（10）的孔口在确定的第一持续时间内没有达到需求值（d），则生成（S100）超控信号（OS）。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其中所述方法包括：如果在第二操作模式（M2）下控制阀（10）的孔口已经在确定的第二持续时间内达到需求值（d），则取消（S200）超控信号（OS）。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其中所述超控信号（OS）由恒温器（5）单元的电子电路（14）将当前温度与由需求值（d）定义的目标温度进行比较来生成。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述超控信号（OS）指示通过热能交换器（2）的当前流体流（
Figure 432023DEST_PATH_IMAGE001
）低于最小流速率阈值，所述最小流速率阈值取决于流体的温度；并且在第二操作模式（M2）下控制阀（10）的孔口包括调整阀（10）的孔口以增加通过热能交换器（2）的流体流（
Figure 32769DEST_PATH_IMAGE007
）。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的方法，其中所述需求值（d）包括以下各项中的至少一项：目标温度、阀（10）的目标孔口、阀（10）的控制值、目标流速率（
Figure 840319DEST_PATH_IMAGE001
）、目标能量传送速率（
Figure 184713DEST_PATH_IMAGE002
）、以及致动阀（10）的致动器（11）的控制值。
8.一种用于响应于需求值（d）而控制HVAC系统（100）中的阀（10）的孔口以调节通过HVAC系统（100）的热能交换器（2）的流体流（
Figure 885952DEST_PATH_IMAGE001
）并调整热能交换器（2）的能量传送速率（
Figure 923179DEST_PATH_IMAGE002
）的控制系统（1），所述控制系统（1）包括电子电路（14），所述电子电路（14）被配置为：
在第一操作模式（M1）下控制阀（10）的孔口，在所述第一操作模式（M1）下，相对于第一效率阈值（FT 1）在针对能量传送速率（
Figure 201713DEST_PATH_IMAGE002
）的效率约束内调节通过热能交换器（2）的流体流（
Figure 349798DEST_PATH_IMAGE001
），所述效率约束通过将进入热能交换器（2）的流体的供应温度
Figure 905544DEST_PATH_IMAGE008
和离开热能交换器（2）的流体的回流温度
Figure 113671DEST_PATH_IMAGE009
之间的温度差
Figure 394349DEST_PATH_IMAGE010
与第一效率阈值（FT 1）进行比较来确定，如果温度差
Figure 18228DEST_PATH_IMAGE006
处于或高于第一效率阈值（FT 1），则调整阀（10）的孔口以便达到需求值（d），以及如果温度差
Figure 756377DEST_PATH_IMAGE006
低于第一效率阈值（FT 1），则调整阀（10）的孔口以便保持通过热能交换器（2）的当前流体流（
Figure 869827DEST_PATH_IMAGE001
）；以及
在接收到超控信号（OS）时，在第二操作模式（M2）下控制阀（10）的孔口，在所述第二操作模式（M2）下，相对于第二效率阈值（FT 2）在针对能量传送速率（
Figure 122953DEST_PATH_IMAGE002
）的效率约束内调节通过热能交换器（2）的流体流（
Figure 816103DEST_PATH_IMAGE001
），所述第二效率阈值（FT 2）低于第一效率阈值（FT 1），如果温度差
Figure 143179DEST_PATH_IMAGE006
处于或高于第二效率阈值（FT 2），则调整阀（10）的孔口以便达到需求值（d），以及如果温度差
Figure 506158DEST_PATH_IMAGE006
低于第二效率阈值（FT 2），则调整阀（10）的孔口以便保持通过热能交换器（2）的当前流体流（
Figure 184264DEST_PATH_IMAGE001
）。
9.根据权利要求8所述的控制系统（1），其中所述电子电路（14）被配置为使用以下各项中的至少一项来调整针对效率约束的效率阈值（FT 1、FT 2）：在热能交换器（2）的初级侧（101）流动的流体流速率（
Figure 415526DEST_PATH_IMAGE001
）、在热能交换器（2）的初级侧（101）的流体流速度、在热能交换器（2）的次级侧（23）流动的流体流速率、在热能交换器（2）的次级侧（23）的流体流速度、在热能交换器（2）的次级侧（23）的流体的温度、在热能交换器（2）的次级侧（23）的流体的湿度以及在热能交换器（2）的次级侧（23）的流体的熵。
10.根据权利要求8或9中的一项所述的控制系统（1），其中所述电子电路（14）被配置为：如果在第一操作模式（M1）下控制阀（10）的孔口在确定的第一持续时间内没有达到需求值（d），则生成超控信号（OS）。
11.根据权利要求8至10中的一项所述的控制系统（1），其中所述电子电路（14）被配置为：如果在第二操作模式（M2）下控制阀（10）的孔口已经在确定的第二持续时间内达到需求值（d），则取消超控信号（OS）。
12.根据权利要求8至11中的一项所述的控制系统（1），其中所述电子电路（14）在恒温器单元中实现，并且被配置为通过将当前温度与由需求值（d）定义的目标温度进行比较来生成超控信号（OS）。
13.根据权利要求8所述的控制系统（1），其中所述电子电路（14）被配置为：如果通过热能交换器（2）的当前流体流（
Figure 862688DEST_PATH_IMAGE001
）低于最小流速率阈值，则生成超控信号（OS），所述最小流速率阈值取决于流体的温度；并且通过调整阀（10）的孔口以增加通过热能交换器（2）的流体流（
Figure 380257DEST_PATH_IMAGE001
）来在第二操作模式（M2）下控制阀（10）的孔口。
14.根据权利要求8至13中的一项所述的控制系统（1），其中所述电子电路（14）被配置为处理需求值（d），所述需求值（d）包括以下各项中的至少一项：目标温度、阀（10）的目标孔口、阀（10）的控制值、目标流速率（
Figure 545659DEST_PATH_IMAGE001
）、目标能量传送速率（
Figure 315032DEST_PATH_IMAGE002
）、以及致动阀（10）的致动器（11）的控制值。
15.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括具有计算机程序代码存储在其上的非瞬态计算机可读介质，所述计算机程序代码被配置为控制控制系统（1）的处理器（14），用于响应于需求值（d）而控制HVAC系统（100）中的阀（10）的孔口以调节通过HVAC系统（100）的热能交换器（2）的流体流（
Figure 882279DEST_PATH_IMAGE001
）并调整热能交换器（2）的能量传送速率（
Figure 820017DEST_PATH_IMAGE002
），使得处理器（14）执行以下步骤：
在第一操作模式（M1）下控制阀（10）的孔口，在所述第一操作模式（M1）下，相对于第一效率阈值（FT 1）在针对能量传送速率（
Figure 472715DEST_PATH_IMAGE002
）的效率约束内调节通过热能交换器（2）的流体流（
Figure 45779DEST_PATH_IMAGE001
），所述效率约束通过将进入热能交换器（2）的流体的供应温度
Figure 201954DEST_PATH_IMAGE003
和离开热能交换器（2）的流体的回流温度
Figure 592484DEST_PATH_IMAGE004
之间的温度差
Figure 404582DEST_PATH_IMAGE005
与第一效率阈值（FT 1）进行比较来确定，如果温度差
Figure 843654DEST_PATH_IMAGE006
处于或高于第一效率阈值（FT 1），则调整阀（10）的孔口以便达到需求值（d），以及如果温度差
Figure 932964DEST_PATH_IMAGE006
低于第一效率阈值，则调整阀（10）的孔口以便保持通过热能交换器（2）的当前流体流（
Figure 369761DEST_PATH_IMAGE001
）；以及
在接收到超控信号（OS）时，在第二操作模式（M2）下控制阀（10）的孔口，在所述第二操作模式（M2）下，相对于第二效率阈值（FT 2）在针对能量传送速率（
Figure 731472DEST_PATH_IMAGE002
）的效率约束内调节通过热能交换器（2）的流体流（
Figure 770972DEST_PATH_IMAGE001
），所述第二效率阈值（FT 2）低于第一效率阈值（FT 1），如果温度差
Figure 901740DEST_PATH_IMAGE006
处于或高于第二效率阈值（FT 2），则调整阀（10）的孔口以便达到需求值（d），以及如果温度差
Figure 243859DEST_PATH_IMAGE006
低于第二效率阈值（FT 2），则调整阀（10）的孔口以便保持通过热能交换器（2）的当前流体流（
Figure 92866DEST_PATH_IMAGE001
）。
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