用於多區域系統的超前起動控制的製作方法
2023-05-22 10:29:46 3
專利名稱：用於多區域系統的超前起動控制的製作方法
技術領域：
本發明涉及利用水作為熱交換介質從而將熱量傳送到待加熱的一建築物的各部分的系統，或涉及利用水作為熱交換介質從待冷卻的一建築物帶走熱量的系統。
希望用於加熱一建築物各部分的一系統能在白天或夜晚的任何時候響應整個建築物的不同的加熱需求。而且希望這種系統能響應在早晨或夜晚建築物的各部分可能沒有人時對加熱的較低需求。還希望該建築物的這些部分在有人期間加熱到舒適的溫度水平。
希望用於冷卻一建築物各部分的一系統能在白開或夜晚的任何時候響應對冷卻整個建築物的不同要求。而且希望這一系統能夠響應在早晨或夜晚建築物的各部分可能沒有人時對冷卻的較低要求。還希望在建築物內有人時將建築物的這些部分冷卻到舒適的溫度水平。
在用水作為較佳熱交換介質時，需要藉助一加熱系統或一冷卻系統滿足建築物內有人期間的舒適狀態會帶來許多具體問題。在這方面，在這一系統中的水通常需要首先由適當的設備對其自身進行調節，然後在有人之前事先循環，以便在有人時滿足所需的舒適水平。
本發明的一個目的是為使用水作為熱交換介質的系統提供一種控制，在建築物內有人之前或者白天或夜晚的任何其它時候，它將準確地預計建築物的各部分的需要。
本發明包括一種用於一系統的控制器，該系統將經調節的水提供給最好是許多單個熱交換。該控制器從與各熱交換器相聯的局部專用控制器收集信息。收集的信息包括關於每一個這樣的熱交換器對經調節的水的當前需求的信息以及關於經調節的水的進一步需求的信息。
該控制器最好按區域產生這樣接受到的信息的一陣列。而且，控制器利用由區域組織的所接收到的信息來計算用於各具體區域的若干附加條信息，它們最好是儲存於該陣列內的附加場中。這些附加的信息條可以包括將經調節的水提供給一具體區域的一起動時間。
該控制器最好首先計算當前需求經調節的水的專用局部控制器的百分比。該控制器詢問具體計算出的專用局部控制器的百分比是否大於經調節的水的最小需求要求。
如果具體計算出的專用控制器的百分比不大於相應的經調節的水的最小需求要求，則處理器將前進到一超前起動程序。該超前起動程序將決定是否在將來有可以與目前要求相結合的預期需求，以產生大於對經調節的水的相應最小要求的對經調節水的一將來要求。當與當前要求相結合的預期將來要求產生一大於對經調節的水的最小要求的對經調節的水的將來要求時，該控制器將繼續決定最早起動時間，該最早起動時間產生一個剛超過對經調節的水的相應最小要求的對經調節的水的要求。
在決定了最早起動時間之後，如果被控制的系統是一加熱系統，則系統控制器將設定一等於加熱的系統需求。如果被控制的系統是一冷卻系統，則系統控制器將設定等於冷卻的系統需求。
接下來，在驅動被控制的加熱系統或冷卻系統之前，系統將檢查目前的操作方式是什麼。如果當前的操作方式是「無」，那麼系統控制器將開始實際允許被控制的具體系統的起動。
為了便於更充分地理解本發明，以下將結合附圖詳細敘述本發明，附圖中
圖1是用於將熱水傳送到具有與其相聯的區域控制器的一系列熱交換器的一系統的示意圖；圖2A-2B是與圖1中的區域控制器相聯絡的一系統控制器所使用的方法的流程圖，用以控制圖1的系統中的一鍋爐的驅動或停止；圖3是在以圖2A-2B的流程圖執行邏輯過程中所形成的一信息陣列；圖4是用於產生圖3的信息陣列的一程序的流程圖；圖5A-5B是以圖2A-2B的流程圖使用一超前起動程序的流程圖；圖6是用於將冷水輸送到具有與其相聯的區域控制器的一系列熱交換器的一系統的示意圖；圖7A-7C是與圖1中的區域控制器相聯絡的一系統控制器所使用的方法的流程圖，用以控制圖6的系統內的一冷卻器的驅動或停止；
圖8是在以圖7A-7B的流程圖執行邏輯過程中所形成的一信息陣列；圖9是用於產生圖8的信息陣列的一程序的流程圖；圖10A-10B是以圖7A-7B的流程圖使用一超前起動程序的流程圖。
較佳實施例的敘述參閱圖1，所見到的一加熱系統包括一鍋爐12。熱水從鍋爐12流到熱交換器18、20和22。應予理解，每個熱交換器可以利用所輸送的水來調節一需要加熱的空間內的空氣。這通常稱之為「加熱區」。如果一區域控制器24通過一控制閥26的定位允許了這一流動，水就從鍋爐12流過熱交換器18。區域控制器24也可以通過控制閥26的進一步定位使任何水流轉向繞過熱交換器18。應予理解，熱交換器20響應在一區域控制器30的控制下的一控制閥28的定位以一類似的方式工作。還應予理解，系統中的最後的熱交換器22也將由一在區域控制器34的控制下的一控制閥32的定位來控制。在每一相應區域內的流動到每一熱交換器的水可以完全繞過熱交換器、完全流過熱交換器或部分地流過和繞過熱交換器。控制閥位置由區域控制器決定，並是該區域的加熱需求和所使用的閥類型的一個函數。各區域控制器24、30和34還連接於一相應的溫度傳感器，諸如38、40和42，這些傳感器感應由熱交換器所服務的各自區域中的溫度，並對各區域控制器提供這樣的溫度信息。每個區域控制器還將有用於特定區域的一儲存的設定值。這可以是一個人通過一可編程的溫度自動調節器或適合輸入設定值信息的其它設備任意確定的一溫度。每個區域控制器既可有加熱的需求，也可沒有絕熱需求，這取決於在該區域感應到的溫度相對於該區域當前有效的設定值的大小。每個區域控制器較佳地也將包括關於將來諸設定值的信息。該信息將包括系統所使用的任何溫度系統中的設定值和這些設定值起作用的時間。
通過一總線46將關於每一單個區域控制器的信息提供給一系統控制器44。系統控制器44控制一泵48，從而將水從熱交換器18、20和22泵送返回進入鍋爐12。
下面參閱圖2A和2B，圖中示出了由系統控制器44內的一可編程微處理器所使用的一程序。該程序從一起始步驟100開始，它設定以下變量的初始值「超前起動」、「熱運行定時器」、「系統需求」和「系統模式」。系統控制器44內的該微處理器將前進到步驟102，詢問各區域控制器有關它們各自的當前加熱需求、當前區域溫度、下一將來設定值和下一將來設定值的相關的起動時間。應予理解，這最好是通過經總線46訪問各區域控制器24、30和34並從區域控制器獲得特定的信息來完成。區域信息最好是儲存在與系統控制器內的微處理器關聯的一存儲器中。
微處理器前進到步驟104並產生一個區域所接收信息的陣列。該信息陣列最好包括如圖3所示而組織的步驟102所接收的信息。參閱圖3，應予注意，該信息陣列包括各自當前對加熱的需求、當前區域溫度、下一將來設定值和下一將來設定值的相關聯的起動時間。該信息陣列還包括各區域的附加信息，該附加信息並不是在步驟102因詢問區域控制器而收集到的。這包括一區域加熱係數H1。各區域的區域加熱係數最好已存儲在存儲器內。或者，這些係數可直接從區域控制器本身讀取。區域加熱係數最好是常數，它限定相對於用來確定溫度信息的溫度系統而將該區域內的溫度升高一度所需要的時間量。
除了上面提到的區域加熱係數，該陣列還包括對於兩個對於每個使用區域加熱係數的區域而計算的參數。這些參數是達到熱設定值所要求的時間Δthi和熱起動時間thi。
包含計算參數的圖3的陣列可以用例如在圖4中所揭示的一陣列程序形成。該陣列程序開始於步驟200，其中區域標數「i」設定等於1。微處理器前進到步驟202，將對於在步驟102中第一個訪問的區域控制器的區域加熱需求設定等於H_D1。應予注意，如果沒有區域加熱需求，那麼區域加熱需求值將為零，因而H_D1將為零。如果有一區域加熱需求，那麼H_Di將被設定為「真」。第一個訪問的區域控制器的當前區域溫度在圖3的陣列中將作為T1儲存，而第一個訪問的區域的下一將來設定值將作為S1儲存。第一個訪問的區域控制器的下一將來設定值的計劃的起動時間在圖3的陣列內將以t1儲存。如果沒有將來設定值和相關聯的起動時間，那麼當前設定值和當前時間分別作為S1和t1儲存。
微處理器將從步驟202前進到步驟204，並詢問區域加熱需求H_Di是否等於「真」。假定第一個訪問的區域控制器沒有當前區域加熱需求，那麼微處理器將沿著「無」路線從步驟204前進到步驟206，並計算完成第一特定區域的熱設定值所要求的時間。參閱步驟206，完成熱設定值所要求的時間等於將來設定值Si和當前區域溫度Ti之間的差值乘以該特定區域的加熱係數Hi。微處理器前進到步驟208，並詢問在步驟206中計算出的達到熱設定值所要求的時間是否大於零。如果Δthi值大於零，那麼微處理器將前進到步驟210，並計算該特定區域的加熱起動時間。參閱步驟210，加熱起動時間thi等於下一將來設定起動時間t1減去對於該特定區域計算出的實現熱設定值所要求的時間Δthi再減去另一差異時間Δtheat。Δtheat的值是儲存在與微處理器相聯的儲存器中的一預先確定的值，通常需要它來將水加熱到一個以加熱模式操作圖1系統所需的溫度。對於各加熱系統，該值最好是根據在鍋爐被停止運行若干小時之後溫度可能為多大而確定。該值可保守地根據在區域控制器開始要求加熱之前，水處於或接近在水迴路中可能存在的最差溫度而確定。
微處理器從步驟210前進到步驟212，並將區域標數「i」增加1。接下來，微處理器將在步驟214詢問增加的區域標數「i」是否等於「n」。「n」值是圖1的系統中的區域控制器的總數。假定區域標數「i」不等於「n」，那麼處理器將回到步驟202，並訪問在步驟102中所選擇的用於第二個被讀取的區域控制器的信息。微處理器將前進到步驟204，並詢問從第二個訪問的區域控制器讀取的區域加熱需求是否等於「真」。假定對於第二個被讀取的區域控制器沒有當前加熱需求，那麼處理器將繼續在步驟206中計算達到熱設定值S2所要求的時間Δth2。假定第二個被讀取的區域控制器的將來設定值小於當前區域溫度T2，則Δth2的值將小於零。這將促使處理器沿「否」路線走出步驟208而到達步驟216，並將Δth2的值設定等於零和將加熱起動時間值Δth2等於無。
處理器將從步驟216前進到步驟212，並將區域標數「i」增加1。接下來處理器將在步驟214詢問增加的區域標數「i」是否等於「n」。再次假定區域標數「i」還沒有增加到最後區域，處理器將從步驟214沿「否」路線回到步驟202，將步驟202中的變量設定等於先前已經讀取的下一區域的各讀取值。微處理器將從步驟202前進到204，並詢問對於該特定區域的區域加熱需求是否等於「真」。假定該具體訪問的區域控制器有一加熱需求，那麼處理器將沿「是」路線前進到步驟218，並將該特定區域的加熱起動時間設定為無。換句話說，如果該特定區域確定有一當前加熱需求，那麼對於該區域將沒有一加熱起動時間。微處理器將前進到步驟212，將區域標數「i」再增加1。應予理解，在某時刻區域標數將增加到「n」的值。在此刻，在圖3的陣列中將適當地記錄和計算有所有區域的數值。處理器將從步驟214前進到步驟220，並返回到步驟106。
參閱圖2A，微處理器繼續在步驟106中計算加熱需求H_DI=真的區域控制器的百分比。這最好是通過先將圖3陣列中等於「真」的加熱需求的數目總和起來，再將該數值除以圖1系統中的區域控制器的總數「n」來實現。其結果作為「加熱需求百分比」儲存。
微處理器前進到步驟108，並詢問在步驟106中計算的加熱需求百分比是否大於零。如果加熱需求百分比大於零，系統控制器44內的微處理器將前進到步驟110。參閱步驟110，處理器將詢問在步驟106中計算的加熱需求百分比是否大於「最小加熱需求」。最小加熱需求最好是儲存在與該微處理器相聯的儲存器內的一百分比值。該百分比值應稍小於為了系統供應加熱水在圖1的系統中必須要求加熱的區域控制器的百分比。當超過該百分比時，系統控制器中的微處理器將前進到步驟112，將「超前起動」設定為等於零，然後在步驟114中將「系統需求」設定為等於加熱。
再參閱步驟110，如果在步驟106中計算的加熱需求百分比不大於最小加熱需求，那麼處理器將沿著「否」路線前進到步驟116，並起動超前起動程序。參閱圖5A，超前起動程序從步驟230開始。參見步驟230，計算當前加熱需求H_Di等於「真」的區域數目加上加熱起動時間不等於無的區域數目。應予理解，該計算最好是通過掃描圖3中產生的陣列關於當前加熱需求H_Di等於「真」的數目以及加熱起動時間不等於無的數目。微處理器前進到步驟232，計算有當前或將來加熱需求的區域控制器的百分比。這最好是在步驟230中計算的有當前或將來加熱需求的區域控制器的數量除以圖1系統中的區域控制器的數量「n」。在步驟232中，該計算出的分數以百分比表示，並被設定等於將來加熱需求百分比。微處理器前進到步驟234而詢問在步驟232中計算的將來加熱需求百分比是否大於圖1系統中的最小加熱需求。如果計算出的將來加熱需求百分比大於最小要求，根據所需的附加區域的數量，處理器將檢查圖3的陣列該數量的次數，選擇首先發生的加熱起動時間，然後，如果需要的話，選擇下一個發生的加熱起動時間，直至收集的區域加熱起動時間的數量滿足超過最小加熱需求所必需的最小區域數。當這發生時，這樣決定的使最小區域數超過最小加熱需求所必需的最早加熱時間在步驟238中被設定為等於「th」。微處理器前進到步驟240，並從控制器的系統時鐘讀取當前時間。最好以這樣一種方式定義當前時間，使其包含多於一天的時間，以便從而考慮從一天到下一天的過渡。這可以通過在系統時鐘內包含一周的天數或通過對於一整周保持以分鐘跟蹤時間來實現。無論使用什麼，將類似地保持起動時間thi。處理器繼續在步驟242中詢問系統時鐘的當前時間是否大於如步驟238中所確定的加熱起動時間th。如果讀取的當前系統時鐘不大於或等於加熱起動時間，那麼微處理器將沿「否」路線前進到步驟244，將「超前起動」設定為等於零，然後前進到出口步驟246。這將促使微處理器返回到圖2A中的邏輯的步驟116，並前進到跟隨步驟116的任何一個步驟。
再參閱步驟242，如果系統時鐘的當前時間大於或等於加熱起動時間th，那麼處理器將前進到步驟248，並將「系統需求」設定等於加熱。這實質上意味著，需要將圖1的系統處理為有一足夠數量的加熱需求進入加熱，如下面所討論的。但是，處理器將注意到任何這樣的變換都是由於超前起動程序產生的。這是通過在步驟250中將「超前起動」設定等於1而實現的。處理器將前進到出口步驟246，並返回到步驟116，在此它將走出步驟116而前進到下一步驟。
再參閱步驟108，如果加熱需求百分比不大於零，微處理器將沿「否」路線前進到步驟118，將系統需求設定為無，然後在步驟120中執行超前起動程序。再參閱圖5A-5B的超前起動程序，微處理器在步驟230計算當前加熱需求H_Di等於「真」的區域數加上加熱起動時間不等於無的區域數，然後前進到步驟232並計算具有當前或將來加熱需求的區域控制器的百分比。處理器前進到步驟234而詢問在步驟232中計算的將來加熱需求的百分比是否大於圖1系統的最小加熱需求。假定計算出的將來加熱需求的百分比小於最小需求，微處理器沿「否」路線前進到步驟252。處理器將在步驟252將超前起動設定為零，然後前進到出口步驟，在那裡處理器返回到步驟120並前進到下一步驟。
參閱圖2B中的步驟122，應予理解，處理器將從步驟114、步驟116或步驟120通過系統需求的一特定設定而前進到該步驟。例如，如果「系統需求」因在步驟100中的初始設定而為「無」，則在出口步驟116或步驟120之後它可以繼續如此。另一方面，如果在先前的邏輯執行中已經將「系統需求」設定為加熱，那麼在邏輯執行步驟118而將系統需求恢復等於無之前將保留該系統需求。
可以注意到，在步驟122中處理器詢問系統需求是否等於無。假定系統需求因步驟114、步驟116或步驟120而設定為加熱，則處理器將沿著否路線走出步驟122而前進到步驟124，並詢問系統需求的值是否等於「系統模式」的值。
如果處理器在初始化後立即工作，即使系統需求等於加熱，系統模式值也將為無。這將促使處理器沿否路線前進到步驟126。參閱步驟126，處理器將驅動泵48，然後前進到步驟128，在那裡驅動鍋爐12。處理器在步驟130中將「系統模式」設定等於加熱。處理器將從步驟130前進到步驟132，並將設定為「加熱」的系統模式送到區域控制器24、30和34。處理器還將在步驟134中將「超前起動」設定送到每個區域控制器。各區域控制器將利用所傳遞的系統模式和超前起動的設定值來決定如何定位其控制閥。在這方面，如果局部需求是要加熱，那麼區域控制器將把控制閥定位成使熱水從鍋爐傳送到熱交換器。如果局部需求不要求加熱，那麼來自鍋爐的熱水將繞過熱交換器。如果局部控制器收到值為1的超前起動設定，那麼它將詢問下一個將來設定值是否大於當前區域溫度。如果回答為是，那麼局部區域控制器將把它的控制閥定位成仿佛當前正要求加熱。應予理解，以上假定局部區域控制器不能獨立地確定被傳送的水是否是熱的。如果區域控制器具有獨立確定被傳送的水的溫度的能力，那麼它們將執行它們各自的控制器的定位而不需要從系統控制器44接收系統模式設定。
處理器將從步驟134前進到步驟136，在那裡將執行一預先確定的時間延遲，然後回到步驟102。應予理解，該時間延遲量對於某一給定系統將是一任意定時的量，用以延遲系統控制器，然後它再在步驟102中查詢區域控制。
再參閱步驟102-104，系統控制器內的處理器將查詢區域控制器，此後產生圖3的陣列，然後計算具有加熱需求的區域控制器的百分比。處理器在步驟108中將再次確定加熱需求百分比是否大於零。假定區域控制器繼續具有基本相同的當前加熱需求，則加熱要求百分比將繼續超過零。這將促使處理器在步驟110中再次詢問是否已經超過最小加熱需求。處理器將在步驟114中將系統需求設定等於加熱，或者，它將在步驟116中執行超前起動程序。如果將來加熱需求要求這樣並且系統時鐘時間大於預定起動時間，則該程序將把系統需求設定等於加熱，以便滿足將來加熱需求。處理器將前進到步驟122，再次詢問系統需求是否等於無。由於系統需求將等於加熱，因而處理器將前進到步驟124，並詢問系統需求是否等於系統模式。由於此時系統模式將等於加熱，因而處理器將沿著「是」路線前進到步驟138，並增加「加熱運行定時器」。由於加熱運行定時器最初被設定等於零，因而首先將增加加熱運行定時器。應予理解，加熱定時器將增加的量最好等於在連續執行控制邏輯中間在步驟136中設定的延遲量。處理器將從步驟138前進到步驟136，在那裡再次執行延遲，然後回到步驟102。應予理解，在當前加熱需求超過最小加熱需求或者在超前起動程序要求將系統需求設定等於加熱時，處理器將如前所述繼續執行邏輯。可以記起，在當前和將來加熱需求超過最小加熱需求和系統時鐘時間超過所確定的加熱起動時間時，超前起動程序將把系統需求設定等於加熱。
假定在設定值處滿足了所有加熱需求，那麼在步驟108中加熱要求百分比將不再超過零。當這發生時，在步驟118中系統需求將被設定為等於無。如果在步驟120中執行的超前起動程序的步驟234中，將來加熱需求不超過最小加熱需求，那麼系統需求將保持設定等於無。
由於此時系統需求將等於無，處理器將沿「是」路線走出步驟122而到達步驟140，並詢問加熱運行定時器是否大於最小加熱運行。可以記起，每次系統控制器內的處理器執行圖2A和2B的控制邏輯，加熱運行定時器將在步驟138中連續地被增加。假定圖1系統已處於工作的加熱模式中有一相當長的時間，加熱運行定時器通常將超過對於圖1系統的一加熱運行所建立的任何最小時間量。應予理解，最短加熱運行時間將儲存在存儲器中供系統控制器內的處理器使用。假定加熱運行定時器超過了這個最短加熱運行時間，那麼處理器將前進到步驟142，停止鍋爐的工作。應予理解，這可以是從系統控制器到鍋爐12內的燃燒器控制器的一個信號。處理器將從步驟142前進到步驟144，將系統模式設定等於無和將加熱運行定時器設定等於零。然後，處理器將從步驟144前進到步驟136，並再次執行所述的延遲量，然後再執行後面的控制邏輯。
應予理解，處理器將繼續查詢區域控制器，並如上面所討論的那樣在當前加熱需求或者當前和將來加熱需求的基礎上採取任何需要的適當動作。在某些時刻，被提供加熱的各個區域可以變得沒有人，可以將當前設定溫度設定得相對較低以節約能量。如果這種情況發生，那麼區域控制器可以不對系統控制器產生任何當前加熱需求。在這種情況下，處理器將注意到在步驟108中加熱需求百分比為零。處理器將在步驟118中將系統需求設定等於無，然後在步驟120中執行超前起動程序。參閱超前起動程序的步驟230，處理器將計算當前加熱需求等於真的區域的數目加上加熱起動時間不等於無的區域的數目。由於區域將沒有當前加熱需求，那麼圖3的信息陣列實質上應具有將來加熱起動時間thi。這將促使處理器計算在將來加熱起動時間基礎之上的一將來加熱需求百分比。如果建築物在某些時候變得有人，在步驟234中將來加熱需求百分比通常將超過最小加熱需求。處理器將沿著「是」路線前進到步驟236，並確定將產生大於最小加熱需求的第一將來加熱需求百分比的最早加熱起動時間thi。由於將沒有任何當前加熱需求，處理器將決定有多少區域需要有加熱起動時間以超過最小需求。處理器沿著「是」路線前進到步驟236，並決定將產生大於最小加熱需求的第一將來加熱需求百分比的最早加熱起動時間thi。假定當前時間沒有超過步驟238的所確定的加熱起動時間，那麼處理器將在步驟244中將超前起動設定等於零，然後返回到步驟120。因此，系統需求將保持等於零。
由於系統需求等於無，處理器將通過步驟122沿著「是」路線前進到步驟140、142、144並因此到步驟136，在那裡將執行延遲，然後返回到步驟102。假定當前加熱需求保持為零，處理器將返回到步驟120的超前起動程序。如前所述，將再次執行步驟230到242。參閱步驟242，在某些時刻，系統時鐘的當前時間將大於或等於所確定的加熱起動時間th。當這發生時，處理器將前進到步驟248並將「系統需求」設定等於加熱。處理器將在步驟250中將「超前起動」設定等於1，然後前進到出口步驟246並返回步驟120。
處理器將從步驟120前進到步驟122，並詢問系統需求是否等於無。由於步驟120以外的超前起動程序的系統需求將等於加熱，處理器將沿著「否」路線前進到步驟124，並詢問系統需求是否等於系統模式。由於這時系統模式通常將等於無，處理器將沿著「否」路線前進到步驟126並驅動泵48，然後在步驟128發出一起動鍋爐的指令。處理器將在步驟130將系統模式設定等於加熱，然後如前面討論的那樣將系統模式設定傳送到控制器。
超前起動信號也將被傳送到區域控制器。因此，每個區域控制器將接受值為1的超前起動設定。這將促使各局部控制器詢問下一個將來設定值是否大於區域溫度。如果回答為是，那麼局部區域控制器將把它的控制閥定位成仿佛當前正要求加熱。
處理器將從步驟134前進到136，在那裡將執行一預定的時間延遲，然後返回到步驟102。如前面所討論的那樣，將再次用圖5A和5B的超前起動程序執行圖2A和2B的邏輯，由於在起動時間th開始從鍋爐提供熱水，因而在有人之前，命令諸區域的繼續加熱。只要具有將來起動時間的區域的數量繼續產生超過最小加熱需求的將來加熱需求百分比，則將繼續提供熱水。應予理解，在執行步驟120以外的超前起動程序期間，在某時刻，將來加熱需求百分比可以不再超過最小加熱需求。如果這種情況發生，則將在該程序的步驟252中將超前起動設定等於零。由於在步驟108中處理器已經在執行超前起動程序之前將系統需求設定等於無，因而它將前進到步驟122並因此前進到步驟140。如果在步驟140中已超過最小運行時間，這將促使在步驟142中使鍋爐12停止運行。
也應予理解，如果任何區域在某個時候產生一當前加熱需求，那麼在步驟120以外將不再執行超前起動程序。只要在步驟108中當前加熱需求不超過最小加熱需求，將替代地通過步驟116來執行。換句話說，在步驟120以外可能已經開始了超前起動，但是在步驟116之外繼續進行。
最後，應予理解，在某些時候圖2A和2B的邏輯主要依賴於當建築物內變得有人時的當前加熱需求。當這情況發生時，在當前加熱需求沒有超過最小加熱需求時，將僅僅遇到步驟116的超前起動程序。前面已討論過了在這些情況下的超前起動程序的工作。
應予理解，圖2A和2B的控制邏輯允許系統控制器44響應區域控制器24、30和34的查詢而潛在地啟動加熱或停止加熱。這實際上僅僅是在滿足某些要求時才發生。具體說，在處理器將使鍋爐停止工作之前，鍋爐必須已運行了最短時間。其次，加熱要求百分比必須超過最小加熱要求。這僅僅是發生在系統控制器將允許泵48的啟動和鍋爐12起動。
應予理解，上述用於控制一加熱系統的邏輯同樣地可應用於控制一諸如圖6所示的冷卻系統，在圖6中冷卻器14代替了鍋爐12。圖6的所有其它部分都用帶撇號的數字表示，以表示與圖1中具有類似標號的構件的相對應。該系統控制器執行的邏輯類似地在圖7中用撇號來標號。該邏輯將為了冷卻需求而查詢區域控制器24、30和34，並計算冷卻要求百分比，而不是加熱要求百分比。圖8的陣列將反映冷卻信息，圖9的陣列程序將在該陣列中產生Δtci和tci。圖10A和10B的超前起動程序包括帶有撇號的標號的邏輯，表示與圖5A和5B的邏輯類似的步驟。該邏輯將處理圖8的陣列中的冷卻信息，並如在前面針對加熱所討論的那樣，可以在建築物內有人之前適當地啟動用於冷卻的系統需求。
應予理解，以上揭示了本發明的一較佳實施例。對於本領域內的普通技術人員來說，可以進行變化或修改。例如，可以改變控制邏輯以便在鍋爐可被重新起動之前只要求經過最短的時間。在這種情況下，利用一停止定時器(off timer)來了解系統模式被設定為無的時期，然後僅在超過最短時期之後才使鍋爐工作。也應予理解，在從每個區域控制器接收關於當前溫度和設定值的信息的基礎上，可以在系統控制器內計算加熱需求H_Di。
本技術領域的技術人員可以理解，在不脫離本發明的範圍的情況下可以對上述發明做出進一步的變化。因此，以上描述僅僅是示例，本發明應僅由以下權利要求書及等同物來限定。
權利要求
1．一種用於控制將調節水輸送到多個熱交換器的源的控制系統，所述控制系統包括多個區域控制器，每個區域控制器連接於一各自的熱交換器以便控制經調節水從水調節源的向各自熱交換器的輸送，每個區域控制器可工作而產生關於經調節水的需求的信息以及關於經調節水的任何下一個發生的將來需求的信息；一與各所述區域控制器相連的系統控制器，所述系統控制器可工作而周期性地接收關於每個區域控制器的經調節水的需求的信息以及關於每個區域控制器的下一個發生的將來對經調節水的需求的信息，所述系統控制器還可工作而周期性地確定是否從所述區域控制器接收到充分程度的當前對經調節水的需求，以便正常地驅動調節水源，所述系統控制器還可工作而確定是否有充分程度的對經調節水的當前和將來的需求，以便在沒有從所述區域控制器收到充分程度的對經調節水的當前需求的情況下驅動調節水源。
2．如權利要求1所述的控制系統，其特徵在於，所述系統控制器還可工作而儲存周期性收到的關於每個區域控制器的對經調節水的需求的信息和關於每個區域控制器的下一個發生的將來對經調節水的需求的信息。
3．如權利要求2所述的控制系統，其特徵在於，所述系統控制器還可工作而通過區域控制器產生和儲存關於將來對經調節水的需求的某些參數，所述參數包括關於沒有當前對經調節水需求的任何區域控制器的起動時間。
4．如權利要求3所述的控制系統，其特徵在於，所儲存的關於每個區域控制器的下一個發生的將來對經調節水的需求的信息包括對於區域控制器的下一個將來設定值和對於下一個將來設定值的相關的起動時間，以及與區域控制器相關的區域的當前檢測溫度；並且由所述系統控制器計算的任何起動時間是作為對於區域控制器的下一個將來設定值和對於區域控制器的當前檢測溫度之間差值的函數而計算，所述差值乘以該區域控制器的一係數，該係數限定將與區域控制器相關的各區域中的檢測溫度調節一度所需要的時間量。
5．如權利要求3所述的控制系統，其特徵在於，所述系統控制器可工作而通過將由區域控制器所產生的對經調節水的當前需求的數量加到計算出的起動時間的數量而確定對經調節水的當前和將來需求的數量。
6．如權利要求5所述的控制系統，其特徵在於，所述系統控制器可工作而通過將對經調節水的當前需求的數量和將來需求的數量與對經調節水的需求的最小可接收程度相比較而確定是否有足夠程度的對經調節水的當前和將來需求。
7．如權利要求6所述的控制系統，其特徵在於，所述系統控制器還可工作而計算當有足夠程度的對經調節水的當前和將來需求時用於將經調節水提供給與具有對經調節水有當前或計算的將來需求的一區域控制器相聯的任何熱交換器的一起動時間。
8．如權利要求7所述的控制系統，其特徵在於，所述系統控制器可工作而通過確定在儲存信息中的對經調節水的當前需求數量，確定需要計數並與儲存信息中的對經調節水的當前需求數量相結合的起動時間數，以超過成為需求的當前或將來的經調節水所必需的區域控制器的最小數量，並連續選擇下一個發生的計算出的起動時間，直至計數到所確定的起動時間數，以及選擇最後計數的下一個發生的計算出的起動時間作為提供經調節水的起動時間，從而確定提供經調節水的起動時間。
9．如權利要求1所述的控制系統，其特徵在於，調節水的源是一使水加熱的源，並且當前和將來對經調節水的需求是加熱需求。
10．如權利要求1所述的控制系統，其特徵在於，調節水的源是一使水冷卻的源，並且當前和將來對經調節水的需求是冷卻需求。
11．一種用於在區域控制器的控制下控制將經調節水提供給多個熱交換器的過程，所述過程包括下列步驟周期性地查詢用於熱交換器的區域控制器以通過區域控制器獲得關於當前和將來對經調節水的需求的信息；確定是否有來自所述區域控制器的足夠程度的當前對經調節水的需求；當沒有足夠程度的當前對經調節水的需求時，確定是否有來自所述區域控制器的足夠程度的當前和將來對經調節水的需求；以及響應於有足夠程度的當前對經調節水的需求的確定，或者如果有來自所述區域控制器的足夠顯著的當前和將來對經調節水的需求，將經調節的水提供給熱交換器。
12．如權利要求11所述的過程，其特徵在於，還包括下列步驟將從區域控制器獲得的信息儲存在一系統控制器內；以及在系統控制器內為當前沒有對經調節水需求的任何區域控制器計算將來對調節水的需求。
13．如權利要求12所述的過程，其特徵在於，所述計算將來對經調節水需求的步驟包括下列步驟計算將經調節水提供給當前沒有對經調節水需求的任何區域控制器的起動時間。
14．如權利要求13所述的過程，其特徵在於，從每個區域控制器獲得的信息包括下一個將來設定值和對於區域控制器的下一個將來設定值的相關的起動時間、對於與區域控制器相關聯的區域的一當前檢測溫度以及用於各區域控制器的、限定將各區域內被檢測的溫度調節一度所需要的時間量的一係數；並且將對於一區域控制的任何起動時間計算為對於區域控制器的下一個將來設定值和對於區域控制器的當前溫度之間的差值的一函數，該差值乘以區域控制器的該係數。
15．如權利要求13所述的過程，其特徵在於，所述確定是否有來自所述區域控制器的足夠程度的當前和將來對經調節水的需求的步驟包括下列步驟將信息陣列中當前對經調節水的需求數加上該陣列中的起動時間數；以及將當前對經調節水的需求和將來起動時間相加的數與對經調節水的需求的最小程度相比較。
16．如權利要求15所述的過程，其特徵在於，還包括下列步驟在有足夠顯著的當前和將來需求時，確定將經調節的水提供給與當前或將來對經調節水有需求的一區域控制器相關聯的任何熱交換器的起動時間。
17．如權利要求16所述的過程，其特徵在於，所述確定將經調節的水提供給與當前或將來對經調節水有需求的一區域控制器相關聯的任何熱交換器的起動時間的步驟包括下列步驟確定在儲存的信息中的當前對經調節水的需求的數量；確定需要計數並與儲存信息中的對經調節水的當前需求數量相結合的計算出的起動時間數，以超過提供經調節水所必需的區域控制器的最小數量；連續地選擇下一個發生的起動時間，直至計數到需要計數的起動時間數為止；以及選擇最後的連續選擇的下一個發生的起動時間作為提供經調節水的起動時間。
18．如權利要求11所述的過程，其特徵在於，經調節水是經加熱的水，並且當前和將來對經調節水的需求是加熱需求。
19．如權利要求11所述的過程，其特徵在於，經調節水是經冷卻的水，並且當前和將來對經調節水的需求是冷卻需求。
全文摘要
一種用於將經調節水提供給多個熱交換器的系統,包括一系統控制器,它通過與多個熱交換器相關的多個區域控制器收集關於當前和將來對經調節水需求的信息。即使當前對經調節水的需求可能不足以要求將經調節水提供給熱交換器,系統控制器也可工作而將經調節水提供給熱交換器。通過分析當前對經調節水的需求結合將來對經調節水的需求,確定組合的需求是否超過準許將經調節水提供給熱交換器所需的需求的最小程度或數量,系統控制器進行這項工作。
文檔編號F24F11/00GK1323967SQ0111894
公開日2001年11月28日 申請日期2001年5月17日 優先權日2000年5月17日
發明者小沃爾特·E·布亞克 申請人:開利公司