專利名稱：加熱、通風(fēng)和空調(diào)分配系統(tǒng)中分支流量的自動(dòng)校準(zhǔn)的制作方法
一般說來，本發(fā)明涉及控制系統(tǒng)，更具體地說，涉及在加熱、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)流體分配系統(tǒng)中分支流量的校準(zhǔn)。
在技術(shù)中已經(jīng)熟知流體分配系統(tǒng)。流體分配系統(tǒng)的一個(gè)例子是與加熱，通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)流體分配系統(tǒng)有關(guān)的系統(tǒng)。HVAC分配系統(tǒng)在商業(yè)用途即居民住宅、單元樓房、辦公大樓等中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，HVAC分配系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室類型的設(shè)施中也得到了廣泛的應(yīng)用。在這種設(shè)施中，HVAC系統(tǒng)主要是排放潛在有害的煙霧等。
在大多數(shù)HVAC分配系統(tǒng)設(shè)施中，主要目的是產(chǎn)生和分配熱能，以便滿足一個(gè)具體的設(shè)施的冷卻和加熱的需要。為了分析的目的，可以把分配系統(tǒng)分為兩個(gè)子系統(tǒng)全局子系統(tǒng)和局部子系統(tǒng)。全局子系統(tǒng)由一個(gè)主要的推動(dòng)裝置(即一個(gè)源)構(gòu)成，它在一個(gè)空氣分配系統(tǒng)中可以是一個(gè)風(fēng)扇，或在一個(gè)水分配系統(tǒng)中可以是一臺(tái)泵。在全局子系統(tǒng)中也包括把全局子系統(tǒng)連接到局部子系統(tǒng)上所需要的管路。在空氣或水的分配系統(tǒng)中，局部子系統(tǒng)分別主要由風(fēng)擋或閥門構(gòu)成。
一個(gè)典型的HVAC空氣分配系統(tǒng)包括一個(gè)風(fēng)扇、管路和局部的終端單元，以便滿足空間的冷卻/加熱的需要。風(fēng)扇把電能傳遞給空氣，以使空氣通過管路運(yùn)動(dòng)，管路作為一種媒介傳送空氣，而局部終端單元?jiǎng)t依照所述空間的熱需求進(jìn)行流量控制。
局部終端單元包括控制器、風(fēng)擋、驅(qū)動(dòng)器和流量傳感器?？刂破鹘邮軄碜粤髁總鞲衅鞯男盘?hào)并確定出所測(cè)得的流量。隨后，控制器把實(shí)際流量與所要求的流量或流量設(shè)定值作比較，然后調(diào)節(jié)風(fēng)擋的驅(qū)動(dòng)器，以確保實(shí)際流量等于流量設(shè)定值。
上面所描述的分配系統(tǒng)在體積可變(VAV)和體積不變(CAV)的HVAC系統(tǒng)中都是常見的。在一個(gè)體積可變系統(tǒng)中，改變所要求的通過終端單元的流量來滿足變化著的空間熱需求。其結(jié)果是，控制器調(diào)節(jié)風(fēng)擋/驅(qū)動(dòng)器來滿足對(duì)流量的動(dòng)態(tài)要求。在體積不變的系統(tǒng)中，對(duì)流量的要求保持不變。然而，實(shí)際的流量可能由于管道中靜壓的變化而改變。因此，控制器仍然必須調(diào)節(jié)風(fēng)擋/驅(qū)動(dòng)器的位置，以便保持所測(cè)量的流量不變并等于所要求的流量設(shè)定值。


圖1大致示出了一種先有技術(shù)的HVAC分配系統(tǒng)，該系統(tǒng)有一個(gè)風(fēng)扇控制器10，此控制器通過控制風(fēng)扇12的速度來控制可變的空氣體積，從而保持在管道的任意的一個(gè)位置(例如，位置14)處的靜壓不變。一個(gè)本地控制器18控制著一個(gè)風(fēng)擋16。一個(gè)靜壓傳感器20在位置14測(cè)得的靜壓隨著對(duì)風(fēng)擋16的流量要求的改變而起伏。然而，風(fēng)扇控制器10忽略了在整個(gè)系統(tǒng)中對(duì)靜壓的要求，從而可以滿足對(duì)風(fēng)擋16的流量的要求。在這種情況下，風(fēng)扇控制器10試圖維持一個(gè)任選的壓力設(shè)定值，該設(shè)定值常常是以最大的設(shè)計(jì)操作條件為基礎(chǔ)設(shè)定的。
不僅管理系統(tǒng)運(yùn)行的HVAC的承包人、而且控制系統(tǒng)的供應(yīng)商均關(guān)心運(yùn)行的成本。當(dāng)前運(yùn)行一個(gè)HVAC系統(tǒng)的過程是冗長的并且花費(fèi)大量勞動(dòng)，結(jié)果對(duì)于建筑物的所有者導(dǎo)致成本十分可觀，并使承包人和/或控制系統(tǒng)供應(yīng)商浪費(fèi)大量時(shí)間。
由單一的風(fēng)扇提供服務(wù)的每一結(jié)構(gòu)段被稱為一個(gè)分支。例如，一個(gè)分支可以是在一座樓房的天花板中的管路。在大多數(shù)裝置中，單一的風(fēng)扇為多個(gè)分支提供服務(wù)。當(dāng)前運(yùn)行一個(gè)HVAC系統(tǒng)的過程要求對(duì)每個(gè)分支加以單獨(dú)地校準(zhǔn)，以便整個(gè)系統(tǒng)可以逐漸地被＂平衡＂。
系統(tǒng)中的分支需要校準(zhǔn)是由于局部控制器發(fā)出的控制風(fēng)擋的控制信號(hào)不一定與經(jīng)過該風(fēng)擋的預(yù)期流量相對(duì)應(yīng)。出現(xiàn)這種情況是因?yàn)樵谡麄€(gè)系統(tǒng)中出現(xiàn)的流量取決于安裝和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)本身。結(jié)果，為了精確地把所要求的流量提供給由特定的分支提供服務(wù)的特定區(qū)域，必須對(duì)每個(gè)分支單獨(dú)地進(jìn)行校準(zhǔn)。
對(duì)系統(tǒng)的每一分支進(jìn)行校準(zhǔn)的過程工作量很大，并且花費(fèi)許多時(shí)間。首先，裝置的承包人不得不進(jìn)入該分支到達(dá)或基本上接近流量要被校準(zhǔn)的那個(gè)風(fēng)擋處。比如，如果該風(fēng)擋位于一個(gè)擁擠的角落或其它受限制的區(qū)域，這就可能造成問題。隨后，承包人用一個(gè)外部的流量測(cè)量裝置測(cè)量通過該分支的流量以改變的風(fēng)擋位置?？梢岳镁植靠刂破?如果是可以使用的話)來改變?cè)擄L(fēng)擋的位置。
當(dāng)承包人完成手工測(cè)量之后，就可確定出一個(gè)流量系數(shù)。該流量系數(shù)把手工測(cè)量的流量與被風(fēng)擋附近的一個(gè)流量傳感器所測(cè)得的流量相關(guān)起來。隨后，手工地把該流量系數(shù)送進(jìn)局部控制器，從而該局部控制器可以對(duì)上述分支所服務(wù)的區(qū)域提供出適當(dāng)?shù)牧髁?。然后，?duì)于系統(tǒng)中的每一分支和所有分支重復(fù)這一過程。
在安裝過程中和在安裝之后，現(xiàn)有的方法都有更大的問題。例如，此過程必須重復(fù)地進(jìn)行，以便判斷所述系統(tǒng)是否在第一個(gè)狀態(tài)下正常地運(yùn)行。另外，由于如建筑物所有者要求的那樣增加或除去一些分支，系統(tǒng)可能會(huì)被改變。隨著系統(tǒng)的改變，對(duì)于一個(gè)特定的流量傳感器和一個(gè)特定分支的流量系數(shù)也可能改變，這就會(huì)顯著地影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。只有在該HVAC系統(tǒng)重新交付使用之后，才能檢測(cè)到這些變化。因?yàn)槭挂粋€(gè)HVAC系統(tǒng)開始運(yùn)行非常麻煩，所以整個(gè)系統(tǒng)的變化可能在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)不到。
因此，需要有這樣一種HVAC系統(tǒng)，這種系統(tǒng)不需要裝置的承包人的任何介入就能使該系統(tǒng)平衡，并且因此能夠進(jìn)行自啟動(dòng)過程，從而可以省去啟動(dòng)一個(gè)HVAC系統(tǒng)的非常麻煩的工作。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)了的系統(tǒng)，它用來使一個(gè)HVAC分配系統(tǒng)運(yùn)行。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)了的系統(tǒng)，它使得在一個(gè)局部控制器與一個(gè)源控制器之間能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，以便實(shí)現(xiàn)HVAC系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行。
本發(fā)明的一個(gè)相關(guān)的目的是提供一種改進(jìn)了的系統(tǒng)，它使得一個(gè)源控制器能管理分支流量的校準(zhǔn)，而不需要手工測(cè)量和人工確定校準(zhǔn)信息。
通過閱讀下面的對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，同時(shí)參考附圖，將會(huì)清楚這些和其它目的。
圖1以方框圖的形式一般性地示出了在一個(gè)HVAC系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的先有技術(shù)的控制系統(tǒng)；圖2以方框圖的形式示出了本發(fā)明用來自動(dòng)地平衡系統(tǒng)流量的一個(gè)HVAC系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例；圖3以方框圖的形式示出了本發(fā)明用來自動(dòng)地平衡系統(tǒng)流量的一個(gè)多區(qū)域HVAC系統(tǒng)；以及圖4以方框圖的形式示出了本發(fā)明用來自動(dòng)地平衡系統(tǒng)流量的一個(gè)HVAC系統(tǒng)的另一實(shí)施例。
在先有技術(shù)的分配系統(tǒng)中一般存在有一個(gè)流量傳感器，此傳感器包括一個(gè)壓差測(cè)量裝置和一個(gè)把壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變換器。隨后，控制器把電信號(hào)轉(zhuǎn)換回壓差值，并采用下面的公式確定出在上述流量傳感器的位置處測(cè)得的速度Pv＝C*(V/4005)2.0其中，Pv是所測(cè)得的速度壓力，V是速度，4005是對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)空氣的一個(gè)常數(shù)，C是一個(gè)流量系數(shù)。
在Pv完全相應(yīng)于速度的理想情況下，C為1。然而，實(shí)際上，C隨著傳感器的類型、它的安裝和位置以及其它因素而改變。這些流量傳感器的廠家常常采用一個(gè)較大的C來放大壓力信號(hào)。
在HVAC工業(yè)中的現(xiàn)實(shí)實(shí)際是用一個(gè)獨(dú)立的流量傳感裝置由終端單元測(cè)出總流量。一旦該流量被獨(dú)立地測(cè)出，就可以通過把該流量代入式l并用相應(yīng)的Pv值算出C。所采用的裝置作為一種流體裝置(flowhood)已經(jīng)為人所知，并且，測(cè)量獨(dú)立流量然后算出流量系數(shù)的過程是使HVAC系統(tǒng)平衡的過程的一個(gè)組成部分，這一過程通常由平衡承包人進(jìn)行。
雖然這似乎是一種簡(jiǎn)單的方法，但是，采用上述流體裝置測(cè)量流量和人工計(jì)算出流量系數(shù)值是一個(gè)工作量很大、要花費(fèi)大量勞動(dòng)的過程，對(duì)于建筑物所有者來說是昂貴的。還有，對(duì)于一個(gè)HVAC控制裝置公司來說，以及時(shí)的方式與平衡承包人的協(xié)調(diào)會(huì)成為后勤保障的問題，這常常使啟動(dòng)過程變得復(fù)雜，并對(duì)于控制裝置承包人來說常常是花費(fèi)很大的。在確定由不適當(dāng)?shù)钠胶饣蛴煽刂葡到y(tǒng)所引起的的運(yùn)行問題的責(zé)任方面出現(xiàn)問題并不是少見的。另外，由于系統(tǒng)隨時(shí)間變化，控制流量傳感器的校準(zhǔn)系數(shù)可能改變，這將影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。這一點(diǎn)可由于管路的改變、終端單元的重新安置以及類似原因而發(fā)生。這些變化可能直到重新確定流量系數(shù)時(shí)才會(huì)被發(fā)現(xiàn)。
本發(fā)明的系統(tǒng)有兩個(gè)實(shí)施例，它們中的任何一個(gè)都不要求平衡承包人的任何介入。如果一個(gè)操作者要求系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，那么，就在網(wǎng)絡(luò)上遠(yuǎn)距離地收集校準(zhǔn)流量傳感器的數(shù)據(jù)，算出校準(zhǔn)系數(shù)并將把校準(zhǔn)系數(shù)送給局部控制器，所有這些都是自動(dòng)進(jìn)行的。可以在啟動(dòng)過程中和其后如果是必要的任何時(shí)侯采用本發(fā)明。把在線流量校驗(yàn)的能力作為已有的控制系統(tǒng)的一部分也將對(duì)使用者有利。上述系統(tǒng)也可以被用于通風(fēng)量校驗(yàn)和故障診斷并能確保所述控制系統(tǒng)可以適當(dāng)?shù)剡\(yùn)行。本發(fā)明消除了對(duì)平衡承包人在平衡過程中所采用的流體裝置的需要。
兩個(gè)實(shí)施例均能確定出所述系統(tǒng)的流量系數(shù)。對(duì)于在商業(yè)建筑物中的大多數(shù)普通應(yīng)用來說，第一實(shí)施例是優(yōu)選的。第二實(shí)施例適用于要求更多的應(yīng)用，在這些應(yīng)用中需要定期地進(jìn)行校準(zhǔn)，比如在實(shí)驗(yàn)室，清潔室，操作間，包括保健，藥學(xué)，科學(xué)和研究設(shè)施。
按照本發(fā)明的第一實(shí)施例并參見圖2，通過應(yīng)用下述過程將風(fēng)扇出口處的流量傳感器20用作測(cè)量每個(gè)終端單元1，2，3，4處的流量的一個(gè)單獨(dú)的源。
終端單元通常具有由工廠提供給這些單元的流量系數(shù)缺省值。雖然這些缺省值也許不正確，但這些值可以用來在開始時(shí)保持通過每個(gè)終端單元的恒定流量，這是靠固定一個(gè)流量設(shè)定值并采用比例-積分-微分(PID)控制實(shí)現(xiàn)的，如果通過每個(gè)終端單元的流量保持不變，則在風(fēng)扇出口所測(cè)得的總系統(tǒng)流量Qtot也將不變。每次測(cè)量Qtot時(shí)，應(yīng)該容許有足夠的時(shí)間使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定。開始，可以人為地把終端單元的流量設(shè)定值選定為相應(yīng)終端單元的最小值與最大值之間的中點(diǎn)值。
這時(shí)，可以指令終端單元1關(guān)閉，以便確保Q1為零?？梢钥繌囊粋€(gè)遠(yuǎn)距離控制器26中通過網(wǎng)絡(luò)28提供一個(gè)對(duì)應(yīng)于關(guān)閉風(fēng)擋位置的控制信號(hào)來作到這一點(diǎn)。這時(shí)，應(yīng)該測(cè)出Qtot。隨后，指令終端單元1打開到50％或100％。在穩(wěn)定狀態(tài)下，應(yīng)該再次測(cè)量Qtot，也應(yīng)該記錄下用于終端單元1的Pv傳感器36信號(hào)。應(yīng)該理解到，分別存在有用于房間2，3和4的其它終端單元2，3和4，并且，分別設(shè)有用于房間1-4的速度壓力傳感器36，38，40和42。如圖所示，在管道中還設(shè)有壓力傳感器44和46。上次值與當(dāng)前值之間的流量Qtot的差應(yīng)該等于流量Q1。這是真實(shí)的，因?yàn)橥ㄟ^上述其它終端單元的流量沒有變化，保持為它們的先前值不變。因此，利用公式1，用風(fēng)扇的Pf和用于終端單元1的相應(yīng)P1可以校準(zhǔn)終端單元1的風(fēng)擋的流量傳感器36。
上述步驟可以相繼用于計(jì)算出每個(gè)其它的終端單元2，3和4的流量傳感器的系數(shù)。一旦遠(yuǎn)距離控制器26的使用者啟動(dòng)這一過程，整個(gè)過程可以自動(dòng)地進(jìn)行。裝在風(fēng)扇出口處的流量傳感器20必需是相當(dāng)精確的，是預(yù)先校準(zhǔn)的，并且局部終端單元在額定工作壓力下應(yīng)該有低的泄漏速率。
對(duì)于一個(gè)小系統(tǒng)來說，上述步驟可以工作得很好，在所說的小系統(tǒng)中，由于關(guān)閉一個(gè)個(gè)別的終端單元使流量發(fā)生的變化是可以檢測(cè)得到的，并可以被總流量傳感器測(cè)出。一種經(jīng)驗(yàn)法則是終端單元的總數(shù)應(yīng)該大約為10或更少。
上述實(shí)施例也可以通過把所述分配系統(tǒng)分成幾個(gè)區(qū)域而用于一個(gè)大系統(tǒng)。在這種情況下并參見圖3，每一個(gè)區(qū)域都安裝一個(gè)流量傳感器20′，從而，能借助于區(qū)域流量傳感器20′算出用于一個(gè)特定區(qū)域中的終端單元的流量系數(shù)。為了降低成本，對(duì)于每個(gè)區(qū)域均不設(shè)置一個(gè)固定的區(qū)域流量傳感器，而應(yīng)只有一個(gè)永久的流量傳感器殼體，它帶有一個(gè)進(jìn)入門。當(dāng)需要使用它們時(shí)，可以把區(qū)域流量傳感器一次插入到一個(gè)區(qū)域中，以便完成對(duì)于每個(gè)區(qū)域終端單元的流量系數(shù)的計(jì)算。
當(dāng)在啟動(dòng)過程中每個(gè)終端單元的入口處都有靜壓傳感器可供使用時(shí)，就可以采用第二實(shí)施例。該實(shí)施例被示于圖4中，圖4與圖2類似并有用于相同的部件的相同參考標(biāo)號(hào)，且如圖所示還帶有靜壓傳感器50，52，54和56。
在一根管道中的任意兩點(diǎn)之間壓力降的基本規(guī)律有兩個(gè)分量摩擦損失和由于管道裝配的局部損失。摩擦損失可以被表示為ΔPF＝f(12L/Dh)(V/4005)2.0(1)其中，f為摩擦因子，L為管道的長度(以英尺為單位)，Dh為管道的水力學(xué)直徑(以英寸為單位)。
水力學(xué)直徑Dh被定義為流動(dòng)面積與周長之比。對(duì)于圓形的管道來說，Dh為管道的直徑d，對(duì)于長方形的管道，Dh為(W1*W2/(2*(W1+W2)))，其中W1和W2為長方形的兩個(gè)側(cè)邊。
摩擦因子f是管道速度V，L，Dh和管道粗糙度E的函數(shù)。管道粗糙度的數(shù)值的范圍很小，從管道的一個(gè)截面到另一截面很少改變。已知管道參數(shù)可按下述速度的函數(shù)直接地算出摩擦因子f1′=0.11(EDh+68Re)0.25(2)]]>其中雷諾數(shù)Re被表示為Re=DhV720Nu(3)]]>其中Nu為空氣的動(dòng)力學(xué)粘性。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的空氣來說，Re＝8.56*V*Dh。如果f′≥.018，則f＝f′。否則，f＝0.85f′+.0028。
管道壓力損失的第二個(gè)分量起因于管道的裝配，已經(jīng)知道這是局部損失，被表示為ΔP1＝K*(V)2.0(4)因此，在管道系統(tǒng)中的任何兩點(diǎn)之間壓力降可以表示為ΔPT＝ΔPF+ΔP1. (5)對(duì)于一個(gè)給定的管道截面，水力學(xué)直徑Dh、長度L和粗糙度因子保持不變。因此，ΔPt可以表示為ΔPi=[(Kf1+Kf2V)0.25+K1]V2.0---(6)]]>其中Kf1，Kf2為摩擦常數(shù)，K為局部損失系數(shù)。然而，對(duì)于一定范圍的管道速度V來說，摩擦項(xiàng)(Kf1+Kf2/V)0.25的數(shù)值變化非常小。所以，對(duì)于所有的實(shí)際目的來說，可以把它假設(shè)為一個(gè)常數(shù)。因此，ΔPt＝Keq(V)2.0(7)因?yàn)閂＝Q/A，式(7)變成ΔPt＝K(Q)2.0(8)對(duì)于每個(gè)管道段來說均有兩種途徑得到K的值。當(dāng)對(duì)于一個(gè)管道系統(tǒng)來說可以獲得設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和計(jì)算值(即管道長度，直徑，粗糙度因子，局部損失系數(shù))時(shí)，可以估計(jì)出Kf1，Kf2和K1，并且這些數(shù)值可以在式(6)中使用。對(duì)于新的結(jié)構(gòu)，可以由咨詢工程師那里知道設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和計(jì)算值。在沒有設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)于每個(gè)管道段來說所有的系數(shù)均合并到一個(gè)參數(shù)K中。實(shí)際測(cè)量的壓力值將被用來計(jì)算出K。測(cè)量值也可以用來修正或確認(rèn)從設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中所得到的系數(shù)。
關(guān)于對(duì)于主管道中的不同段的管道壓力損失系數(shù)的計(jì)算過程以及隨后確定流量系數(shù)的步驟，將與圖4聯(lián)系起來加以說明。在點(diǎn)f(風(fēng)扇出口，在此處測(cè)量壓力)與在該處用傳感器50測(cè)量靜壓P1的終端單元1的入口之間的管道壓力損失可以被寫成Pf-P1＝Kfc(Vfc)2+KC1(VC1)2(9)在上式中，Vfc為所測(cè)得的風(fēng)扇總流量，VC1為通過該終端單元的未知的流量。如在第一實(shí)施例中所解釋的那樣，靠采用缺省的流量系數(shù)和利用終端單元的控制循環(huán)，可以保持通過終端單元1的未知的流量不變。
在保持終端單元1的流量不變的同時(shí)，指令另外的終端單元打開或關(guān)閉，可以改變風(fēng)扇的流量。因此，可以得到兩組Pf，P1的測(cè)量值，并可以得到Vfc，它們表示如下(Pf-P1)|1＝Kfc(Vfc|1)2+KC1(VC1|1)2(10)和(Pf-P1)|2＝Kfc(Vfc|2)2+KC1(VC1|2)2(11)取式10和11的差，并注意經(jīng)過該終端單元的速度VC1保持不變，可以算出在標(biāo)號(hào)58處的主管道段的系數(shù)為KfC=(Pf-P1)|1-(Pf-P1)|2(VfC|1)2-(VfC|2)2]]>可以采用類似的過程計(jì)算諸如段60之類的其它主管道段的系數(shù)。一旦主管道段被校準(zhǔn)之后，下一步將如下地計(jì)算出每個(gè)終端流量1.例如，對(duì)于終端單元1來說，指令終端單元2，3和4完全關(guān)閉。在這種情況下，PC＝P2和Pd＝P3＝P4。
2.使終端單元1處于任何打開的狀態(tài)(最好打開50％)。
3.算出通過第一主管道段的速度VfC=(Pf-PCKfC)0.5---(13)]]>因此，可知通過第一管道段58的流量為Qfc＝Vfc*Afc(14)類似地，通過第二主管道段60的速度為Vcd=(PC-PdKcd)0.5---(15)]]>并且，通過該管道段60的流量為Qcd＝Vcd*Acd(16)兩個(gè)數(shù)值的差必然等于通過終端單元1的流量。因此，靠簡(jiǎn)單的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)就可以精細(xì)地調(diào)節(jié)流量系數(shù)?？梢圆捎孟嗤倪^程順序地確定其它部分的流量系數(shù)。
盡管已經(jīng)示出了和描述了本發(fā)明的幾種實(shí)施例，應(yīng)該理解到，可以采用多種改型，替代形式或等價(jià)形式，本發(fā)明應(yīng)該只被權(quán)利要求和權(quán)利要求的等價(jià)內(nèi)容所限定。
在以下的權(quán)利要求中陳述了本發(fā)明的各種特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種用來自動(dòng)校準(zhǔn)流體分配系統(tǒng)的至少一個(gè)分支中的流量的設(shè)備，所述流體分配系統(tǒng)在該至少一個(gè)分支中裝有一個(gè)局部控制部件，該流體分配系統(tǒng)有一個(gè)源部件，它用來把流體分配給前述至少一個(gè)分支，所述設(shè)備包括用來有選擇性地對(duì)上述局部控制部件發(fā)出指令使它處于至少第一和第二位置的裝置；用來測(cè)量上述源部件的出口處的第一和第二流量的第一裝置，所述源部件出口處的第一和第二流量對(duì)應(yīng)于所述局部控制部件的第一和第二位置；用來測(cè)量上述局部控制部件的入口處的第一和第二流量的第二裝置，所述局部控制部件入口處的第一和第二流量對(duì)應(yīng)于所述局部控制部件的第一和第二位置；以及用來根據(jù)在上述源部件出口處所測(cè)量出的第一和第二流量和在局部控制部件入口處所測(cè)量出的第一和第二流量校準(zhǔn)該流體分配系統(tǒng)的至少一個(gè)分支中的流量的裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述對(duì)局部控制部件發(fā)出指令的裝置還包括一個(gè)源控制器，它連接到前述用于測(cè)量的第一裝置。
3.按照權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述源控制器通過一個(gè)局部控制器對(duì)局部控制部件發(fā)出指令。
4. 按照權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，它還包括用來把在局部控制部件入口處測(cè)得的第一和第二流量傳輸給所述源控制器的裝置。
5.按照權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述用來校準(zhǔn)流體分配系統(tǒng)的裝置還包括所述源控制器。
6.一種用來自動(dòng)校準(zhǔn)加熱、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)分配系統(tǒng)的至少一個(gè)分支中的空氣流量的設(shè)備，所述HVAC分配系統(tǒng)在該HVAC分配系統(tǒng)的至少一個(gè)分支中裝有一個(gè)風(fēng)擋件，該風(fēng)擋件可以調(diào)整到多個(gè)位置，該HVAC分配系統(tǒng)帶有一個(gè)風(fēng)扇，它用來把空氣分配給前述至少一個(gè)分支，上述設(shè)備包括用來有選擇地控制風(fēng)擋件使它處于第一和第二位置的裝置；用來測(cè)量上述風(fēng)扇出口處的第一和第二空氣流量的第一流量傳感器，該風(fēng)扇出口處的第一和第二空氣流量對(duì)應(yīng)于風(fēng)擋件的第一和第二位置；用來測(cè)量上述風(fēng)擋件入口處的第一和第二空氣流量的第二流量傳感器，該風(fēng)擋件入口處的第一和第二空氣流量對(duì)應(yīng)于所述風(fēng)擋件的第一和第二位置；以及用來根據(jù)在上述風(fēng)扇出口處所測(cè)量出的第一和第二空氣流量和在風(fēng)擋件入口處所測(cè)量出的第一和第二空氣流量校準(zhǔn)前述HVAC分配系統(tǒng)的至少一個(gè)分支中的空氣流量的裝置。
7.按照權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述用來校準(zhǔn)的裝置還包括一個(gè)局部控制器或一個(gè)源控制器。
8.一種自動(dòng)校準(zhǔn)流體分配系統(tǒng)的至少一個(gè)分支中的流量的方法，所述流體分配系統(tǒng)在該流體分配系統(tǒng)的至少一個(gè)分支中裝有一個(gè)局部控制部件，該局部控制部件可以調(diào)整到多個(gè)位置，所述流體分配系統(tǒng)帶有一個(gè)源部件，它用來把流體分配給前述至少一個(gè)分支，上述方法包括如下步驟(a)對(duì)所述局部控制部件發(fā)出指令使它處于第一和第二位置；(b)測(cè)量出前述源部件出口處的第一和第二穩(wěn)態(tài)流量，所述源部件出口處的第一和第二穩(wěn)態(tài)流量對(duì)應(yīng)于所述局部控制部件的第一和第二位置；(c)測(cè)量出前述局部控制部件入口處的第一和第二穩(wěn)態(tài)流量，所述局部控制部件入口處的第一和第二穩(wěn)態(tài)流量對(duì)應(yīng)于所述局部控制部件的第一和第二位置；以及(d)根據(jù)在上述源部件出口處所測(cè)量出的第一和第二穩(wěn)態(tài)流量和在局部控制部件入口處所測(cè)量出的第一和第二穩(wěn)態(tài)流量，校準(zhǔn)前述流體分配系統(tǒng)的至少一個(gè)分支中的流量。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，對(duì)所述流體分配系統(tǒng)的每個(gè)分支來說均重復(fù)步驟(a)到(d)。
10.一種自動(dòng)校準(zhǔn)流體分配系統(tǒng)的至少第一分支中的流量的方法，上述類型的流體分配系統(tǒng)在用來在所述系統(tǒng)中供應(yīng)流體的一個(gè)源部件與所述第一分支之間有第一主管道段，以及在所述第一主管道段和所述第一分支的下游有第二主管道段，并且在所述第一主管道段下游有另外的分支，所述系統(tǒng)在該流體分配系統(tǒng)的每個(gè)分支內(nèi)都有一個(gè)局部控制部件，每個(gè)局部控制部件可以調(diào)整到多個(gè)位置，上述方法包括如下步驟確定出用于所述第一主管道段的流量系數(shù)，這是通過在兩種不同的運(yùn)行條件下測(cè)量出所述主管道段和所述第一分支處的靜壓并計(jì)算出所述第一主管道段的流量系數(shù)而實(shí)現(xiàn)的，所說的兩種不同運(yùn)行條件包括所述第一主管道段中的不同的流量、同時(shí)保持通過所述第一分支的流量不變；確定出用于所述第二主管道段的流量系數(shù)，這是通過在上述兩種不同運(yùn)行條件下測(cè)出所述源部件處的靜壓和所述第一分支處的靜壓而實(shí)現(xiàn)的把所述第一分支局部控制部件設(shè)定在第一預(yù)定的打開位置，同時(shí)關(guān)閉所有其它的分支局部控制部件，并計(jì)算出通過第一主管道段的速度；計(jì)算出通過所述第一主管道段的流量；計(jì)算出通過第二主管道段的速度；計(jì)算出通過所述第二主管道段的流量；從所述第一主管道段的流量減去所述第二主管道段的流量，以確定出通過所述第一分支的流量。
11.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算通過上述第一主管道段的速度的步驟采用公式VfC=(Pf-PCKfC)0.5]]>
12.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算通過所述第一主管道段的流量的步驟采用公式Qfc＝Vfc*Afc
13.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算通過所述第二主管道段的速度的步驟采用公式Vcd=(PC-PdKcd)0.5]]>
14.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算通過所述第二主管道段的流量的步驟采用公式Qcd＝Vcd*Acd
15.一種自動(dòng)校準(zhǔn)流體分配系統(tǒng)的至少第一分支中的流量的方法，上述類型的流體分配系統(tǒng)在用來在所述系統(tǒng)中供應(yīng)流體的一個(gè)源部件與所述第一分支之間有第一主管道段，以及在所述第一主管道段和所述第一分支的下游有第二主管道段，并且在所述第一主管道段下游有另外的分支，所述系統(tǒng)在該流體分配系統(tǒng)的每個(gè)分支內(nèi)都有一個(gè)局部控制部件，每個(gè)局部控制部件可以調(diào)整到多個(gè)位置，上述方法包括如下步驟確定出用于所述第一主管道段的流量系數(shù)，這是通過在兩種不同的運(yùn)行條件下測(cè)量出所述主管道段和所述第一分支處的靜壓并采用以下公式計(jì)算出所述第一主管道段的流量系數(shù)而實(shí)現(xiàn)的，所說的兩種不同運(yùn)行條件包括所述第一主管道段中的不同的流量、同時(shí)保持通過所述第一分支的流量不變，所說的公式是KfC=(Pf-P1)|1-(Pf-P1)|2(VfC|1)2-(VfC|2)2]]>確定出用于所述第二主管道段的流量系數(shù)，這是通過在所述兩種不同的運(yùn)行條件下測(cè)量出所述源部件和所述第一分支的靜壓，并采用以下公式計(jì)算出所述第二主管道段的流量系數(shù)而實(shí)現(xiàn)的，所說的兩種不同運(yùn)行條件包括所述第二主管道段中的不同的流量、同時(shí)保持通過所述第一分支的流量不變，所說的公式是Kcd=(Pf-P1)|1-(Pf-P1)|2(Vcd|1)2-(Vcd|2)2]]>把所述第一分支局部控制部件設(shè)定在第一預(yù)定的打開位置，同時(shí)關(guān)閉所有其它的分支局部控制部件，并采用下式計(jì)算出通過第一主管道段的速度VfC=(Pf-PCKfC)0.5]]>采用下式計(jì)算出通過所述第一主管道段的流量Qfc＝Vfc*Afc采用下式計(jì)算出通過第二主管道段的速度Vcd=(PC-PdKcd)0.5]]>采用下式計(jì)算出通過所述第二主管道段的流量Qcd＝Vcd*Acd從所述第一主管道段的流量中減去所述第二主管道段的流量，以確定出通過所述第一分支的流量。
全文摘要
一種HVAC系統(tǒng)能自動(dòng)進(jìn)行校準(zhǔn)該系統(tǒng)的各分支流量的過程。對(duì)于該系統(tǒng)的每個(gè)分支,關(guān)閉一個(gè)風(fēng)擋并測(cè)量主推動(dòng)裝置的出口和該風(fēng)擋的入口處的流量值。隨后把風(fēng)擋打開50%并再次測(cè)量主推動(dòng)裝置的出口和在風(fēng)擋入口處的流量值。然后確定出流量系數(shù),該系數(shù)把在主推動(dòng)裝置的出口處測(cè)得的流量差與在風(fēng)擋的入口處測(cè)得的流量差聯(lián)系起來。用這種方式對(duì)通過每個(gè)分支的每個(gè)風(fēng)擋的流量進(jìn)行校準(zhǔn)從而形成HVAC系統(tǒng)的整體平衡。
文檔編號(hào)F24F11/00GK1174965SQ9711457
公開日1998年3月4日 申請(qǐng)日期1997年7月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月17日
發(fā)明者O·艾哈邁德 申請(qǐng)人:蘭迪斯及斯特法有限公司