專利名稱：用于多區(qū)域系統(tǒng)的超前起動控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用水作為熱交換介質(zhì)從而將熱量傳送到待加熱的一建筑物的各部分的系統(tǒng)，或涉及利用水作為熱交換介質(zhì)從待冷卻的一建筑物帶走熱量的系統(tǒng)。
希望用于加熱一建筑物各部分的一系統(tǒng)能在白天或夜晚的任何時候響應(yīng)整個建筑物的不同的加熱需求。而且希望這種系統(tǒng)能響應(yīng)在早晨或夜晚建筑物的各部分可能沒有人時對加熱的較低需求。還希望該建筑物的這些部分在有人期間加熱到舒適的溫度水平。
希望用于冷卻一建筑物各部分的一系統(tǒng)能在白開或夜晚的任何時候響應(yīng)對冷卻整個建筑物的不同要求。而且希望這一系統(tǒng)能夠響應(yīng)在早晨或夜晚建筑物的各部分可能沒有人時對冷卻的較低要求。還希望在建筑物內(nèi)有人時將建筑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(zhì)時，需要藉助一加熱系統(tǒng)或一冷卻系統(tǒng)滿足建筑物內(nèi)有人期間的舒適狀態(tài)會帶來許多具體問題。在這方面，在這一系統(tǒng)中的水通常需要首先由適當?shù)脑O(shè)備對其自身進行調(diào)節(jié)，然后在有人之前事先循環(huán)，以便在有人時滿足所需的舒適水平。
本發(fā)明的一個目的是為使用水作為熱交換介質(zhì)的系統(tǒng)提供一種控制，在建筑物內(nèi)有人之前或者白天或夜晚的任何其它時候，它將準確地預(yù)計建筑物的各部分的需要。
本發(fā)明包括一種用于一系統(tǒng)的控制器，該系統(tǒng)將經(jīng)調(diào)節(jié)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(lián)的局部專用控制器收集信息。收集的信息包括關(guān)于每一個這樣的熱交換器對經(jīng)調(diào)節(jié)的水的當前需求的信息以及關(guān)于經(jīng)調(diào)節(jié)的水的進一步需求的信息。
該控制器最好按區(qū)域產(chǎn)生這樣接受到的信息的一陣列。而且，控制器利用由區(qū)域組織的所接收到的信息來計算用于各具體區(qū)域的若干附加條信息，它們最好是儲存于該陣列內(nèi)的附加場中。這些附加的信息條可以包括將經(jīng)調(diào)節(jié)的水提供給一具體區(qū)域的一起動時間。
該控制器最好首先計算當前需求經(jīng)調(diào)節(jié)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于經(jīng)調(diào)節(jié)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于相應(yīng)的經(jīng)調(diào)節(jié)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?qū)Q定是否在將來有可以與目前要求相結(jié)合的預(yù)期需求，以產(chǎn)生大于對經(jīng)調(diào)節(jié)的水的相應(yīng)最小要求的對經(jīng)調(diào)節(jié)水的一將來要求。當與當前要求相結(jié)合的預(yù)期將來要求產(chǎn)生一大于對經(jīng)調(diào)節(jié)的水的最小要求的對經(jīng)調(diào)節(jié)的水的將來要求時，該控制器將繼續(xù)決定最早起動時間，該最早起動時間產(chǎn)生一個剛超過對經(jīng)調(diào)節(jié)的水的相應(yīng)最小要求的對經(jīng)調(diào)節(jié)的水的要求。
在決定了最早起動時間之后，如果被控制的系統(tǒng)是一加熱系統(tǒng)，則系統(tǒng)控制器將設(shè)定一等于加熱的系統(tǒng)需求。如果被控制的系統(tǒng)是一冷卻系統(tǒng)，則系統(tǒng)控制器將設(shè)定等于冷卻的系統(tǒng)需求。
接下來，在驅(qū)動被控制的加熱系統(tǒng)或冷卻系統(tǒng)之前，系統(tǒng)將檢查目前的操作方式是什么。如果當前的操作方式是“無”，那么系統(tǒng)控制器將開始實際允許被控制的具體系統(tǒng)的起動。
為了便于更充分地理解本發(fā)明，以下將結(jié)合附圖詳細敘述本發(fā)明，附圖中

圖1是用于將熱水傳送到具有與其相聯(lián)的區(qū)域控制器的一系列熱交換器的一系統(tǒng)的示意圖；圖2A-2B是與圖1中的區(qū)域控制器相聯(lián)絡(luò)的一系統(tǒng)控制器所使用的方法的流程圖，用以控制圖1的系統(tǒng)中的一鍋爐的驅(qū)動或停止；圖3是在以圖2A-2B的流程圖執(zhí)行邏輯過程中所形成的一信息陣列；圖4是用于產(chǎn)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是用于將冷水輸送到具有與其相聯(lián)的區(qū)域控制器的一系列熱交換器的一系統(tǒng)的示意圖；圖7A-7C是與圖1中的區(qū)域控制器相聯(lián)絡(luò)的一系統(tǒng)控制器所使用的方法的流程圖，用以控制圖6的系統(tǒng)內(nèi)的一冷卻器的驅(qū)動或停止；
圖8是在以圖7A-7B的流程圖執(zhí)行邏輯過程中所形成的一信息陣列；圖9是用于產(chǎn)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(tǒng)包括一鍋爐12。熱水從鍋爐12流到熱交換器18、20和22。應(yīng)予理解，每個熱交換器可以利用所輸送的水來調(diào)節(jié)一需要加熱的空間內(nèi)的空氣。這通常稱之為“加熱區(qū)”。如果一區(qū)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(qū)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(zhuǎn)向繞過熱交換器18。應(yīng)予理解，熱交換器20響應(yīng)在一區(qū)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(yīng)予理解，系統(tǒng)中的最后的熱交換器22也將由一在區(qū)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(yīng)區(qū)域內(nèi)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?？刂崎y位置由區(qū)域控制器決定，并是該區(qū)域的加熱需求和所使用的閥類型的一個函數(shù)。各區(qū)域控制器24、30和34還連接于一相應(yīng)的溫度傳感器，諸如38、40和42，這些傳感器感應(yīng)由熱交換器所服務(wù)的各自區(qū)域中的溫度，并對各區(qū)域控制器提供這樣的溫度信息。每個區(qū)域控制器還將有用于特定區(qū)域的一儲存的設(shè)定值。這可以是一個人通過一可編程的溫度自動調(diào)節(jié)器或適合輸入設(shè)定值信息的其它設(shè)備任意確定的一溫度。每個區(qū)域控制器既可有加熱的需求，也可沒有絕熱需求，這取決于在該區(qū)域感應(yīng)到的溫度相對于該區(qū)域當前有效的設(shè)定值的大小。每個區(qū)域控制器較佳地也將包括關(guān)于將來諸設(shè)定值的信息。該信息將包括系統(tǒng)所使用的任何溫度系統(tǒng)中的設(shè)定值和這些設(shè)定值起作用的時間。
通過一總線46將關(guān)于每一單個區(qū)域控制器的信息提供給一系統(tǒng)控制器44。系統(tǒng)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(tǒng)控制器44內(nèi)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(shè)定以下變量的初始值“超前起動”、“熱運行定時器”、“系統(tǒng)需求”和“系統(tǒng)模式”。系統(tǒng)控制器44內(nèi)的該微處理器將前進到步驟102，詢問各區(qū)域控制器有關(guān)它們各自的當前加熱需求、當前區(qū)域溫度、下一將來設(shè)定值和下一將來設(shè)定值的相關(guān)的起動時間。應(yīng)予理解，這最好是通過經(jīng)總線46訪問各區(qū)域控制器24、30和34并從區(qū)域控制器獲得特定的信息來完成。區(qū)域信息最好是儲存在與系統(tǒng)控制器內(nèi)的微處理器關(guān)聯(lián)的一存儲器中。
微處理器前進到步驟104并產(chǎn)生一個區(qū)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(yīng)予注意，該信息陣列包括各自當前對加熱的需求、當前區(qū)域溫度、下一將來設(shè)定值和下一將來設(shè)定值的相關(guān)聯(lián)的起動時間。該信息陣列還包括各區(qū)域的附加信息，該附加信息并不是在步驟102因詢問區(qū)域控制器而收集到的。這包括一區(qū)域加熱系數(shù)H1。各區(qū)域的區(qū)域加熱系數(shù)最好已存儲在存儲器內(nèi)。或者，這些系數(shù)可直接從區(qū)域控制器本身讀取。區(qū)域加熱系數(shù)最好是常數(shù)，它限定相對于用來確定溫度信息的溫度系統(tǒng)而將該區(qū)域內(nèi)的溫度升高一度所需要的時間量。
除了上面提到的區(qū)域加熱系數(shù)，該陣列還包括對于兩個對于每個使用區(qū)域加熱系數(shù)的區(qū)域而計算的參數(shù)。這些參數(shù)是達到熱設(shè)定值所要求的時間Δthi和熱起動時間thi。
包含計算參數(shù)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。該陣列程序開始于步驟200，其中區(qū)域標數(shù)“i”設(shè)定等于1。微處理器前進到步驟202，將對于在步驟102中第一個訪問的區(qū)域控制器的區(qū)域加熱需求設(shè)定等于H_D1。應(yīng)予注意，如果沒有區(qū)域加熱需求，那么區(qū)域加熱需求值將為零，因而H_D1將為零。如果有一區(qū)域加熱需求，那么H_Di將被設(shè)定為“真”。第一個訪問的區(qū)域控制器的當前區(qū)域溫度在圖3的陣列中將作為T1儲存，而第一個訪問的區(qū)域的下一將來設(shè)定值將作為S1儲存。第一個訪問的區(qū)域控制器的下一將來設(shè)定值的計劃的起動時間在圖3的陣列內(nèi)將以t1儲存。如果沒有將來設(shè)定值和相關(guān)聯(lián)的起動時間，那么當前設(shè)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，并詢問區(qū)域加熱需求H_Di是否等于“真”。假定第一個訪問的區(qū)域控制器沒有當前區(qū)域加熱需求，那么微處理器將沿著“無”路線從步驟204前進到步驟206，并計算完成第一特定區(qū)域的熱設(shè)定值所要求的時間。參閱步驟206，完成熱設(shè)定值所要求的時間等于將來設(shè)定值Si和當前區(qū)域溫度Ti之間的差值乘以該特定區(qū)域的加熱系數(shù)Hi。微處理器前進到步驟208，并詢問在步驟206中計算出的達到熱設(shè)定值所要求的時間是否大于零。如果Δthi值大于零，那么微處理器將前進到步驟210，并計算該特定區(qū)域的加熱起動時間。參閱步驟210，加熱起動時間thi等于下一將來設(shè)定起動時間t1減去對于該特定區(qū)域計算出的實現(xiàn)熱設(shè)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(lián)的儲存器中的一預(yù)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(tǒng)所需的溫度。對于各加熱系統(tǒng)，該值最好是根據(jù)在鍋爐被停止運行若干小時之后溫度可能為多大而確定。該值可保守地根據(jù)在區(qū)域控制器開始要求加熱之前，水處于或接近在水回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，并將區(qū)域標數(shù)“i”增加1。接下來，微處理器將在步驟214詢問增加的區(qū)域標數(shù)“i”是否等于“n”?！皀”值是圖1的系統(tǒng)中的區(qū)域控制器的總數(shù)。假定區(qū)域標數(shù)“i”不等于“n”，那么處理器將回到步驟202，并訪問在步驟102中所選擇的用于第二個被讀取的區(qū)域控制器的信息。微處理器將前進到步驟204，并詢問從第二個訪問的區(qū)域控制器讀取的區(qū)域加熱需求是否等于“真”。假定對于第二個被讀取的區(qū)域控制器沒有當前加熱需求，那么處理器將繼續(xù)在步驟206中計算達到熱設(shè)定值S2所要求的時間Δth2。假定第二個被讀取的區(qū)域控制器的將來設(shè)定值小于當前區(qū)域溫度T2，則Δth2的值將小于零。這將促使處理器沿“否”路線走出步驟208而到達步驟216，并將Δth2的值設(shè)定等于零和將加熱起動時間值Δth2等于無。
處理器將從步驟216前進到步驟212，并將區(qū)域標數(shù)“i”增加1。接下來處理器將在步驟214詢問增加的區(qū)域標數(shù)“i”是否等于“n”。再次假定區(qū)域標數(shù)“i”還沒有增加到最后區(qū)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(shè)定等于先前已經(jīng)讀取的下一區(qū)域的各讀取值。微處理器將從步驟202前進到204，并詢問對于該特定區(qū)域的區(qū)域加熱需求是否等于“真”。假定該具體訪問的區(qū)域控制器有一加熱需求，那么處理器將沿“是”路線前進到步驟218，并將該特定區(qū)域的加熱起動時間設(shè)定為無。換句話說，如果該特定區(qū)域確定有一當前加熱需求，那么對于該區(qū)域?qū)]有一加熱起動時間。微處理器將前進到步驟212，將區(qū)域標數(shù)“i”再增加1。應(yīng)予理解，在某時刻區(qū)域標數(shù)將增加到“n”的值。在此刻，在圖3的陣列中將適當?shù)赜涗浐陀嬎阌兴袇^(qū)域的數(shù)值。處理器將從步驟214前進到步驟220，并返回到步驟106。
參閱圖2A，微處理器繼續(xù)在步驟106中計算加熱需求H_DI=真的區(qū)域控制器的百分比。這最好是通過先將圖3陣列中等于“真”的加熱需求的數(shù)目總和起來，再將該數(shù)值除以圖1系統(tǒng)中的區(qū)域控制器的總數(shù)“n”來實現(xiàn)。其結(jié)果作為“加熱需求百分比”儲存。
微處理器前進到步驟108，并詢問在步驟106中計算的加熱需求百分比是否大于零。如果加熱需求百分比大于零，系統(tǒng)控制器44內(nèi)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于“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(lián)的儲存器內(nèi)的一百分比值。該百分比值應(yīng)稍小于為了系統(tǒng)供應(yīng)加熱水在圖1的系統(tǒng)中必須要求加熱的區(qū)域控制器的百分比。當超過該百分比時，系統(tǒng)控制器中的微處理器將前進到步驟112，將“超前起動”設(shè)定為等于零，然后在步驟114中將“系統(tǒng)需求”設(shè)定為等于加熱。
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于最小加熱需求，那么處理器將沿著“否”路線前進到步驟116，并起動超前起動程序。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等于“真”的區(qū)域數(shù)目加上加熱起動時間不等于無的區(qū)域數(shù)目。應(yīng)予理解，該計算最好是通過掃描圖3中產(chǎn)生的陣列關(guān)于當前加熱需求H_Di等于“真”的數(shù)目以及加熱起動時間不等于無的數(shù)目。微處理器前進到步驟232，計算有當前或?qū)砑訜嵝枨蟮膮^(qū)域控制器的百分比。這最好是在步驟230中計算的有當前或?qū)砑訜嵝枨蟮膮^(qū)域控制器的數(shù)量除以圖1系統(tǒng)中的區(qū)域控制器的數(shù)量“n”。在步驟232中，該計算出的分數(shù)以百分比表示，并被設(shè)定等于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于圖1系統(tǒng)中的最小加熱需求。如果計算出的將來加熱需求百分比大于最小要求，根據(jù)所需的附加區(qū)域的數(shù)量，處理器將檢查圖3的陣列該數(shù)量的次數(shù)，選擇首先發(fā)生的加熱起動時間，然后，如果需要的話，選擇下一個發(fā)生的加熱起動時間，直至收集的區(qū)域加熱起動時間的數(shù)量滿足超過最小加熱需求所必需的最小區(qū)域數(shù)。當這發(fā)生時，這樣決定的使最小區(qū)域數(shù)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(shè)定為等于“th”。微處理器前進到步驟240，并從控制器的系統(tǒng)時鐘讀取當前時間。最好以這樣一種方式定義當前時間，使其包含多于一天的時間，以便從而考慮從一天到下一天的過渡。這可以通過在系統(tǒng)時鐘內(nèi)包含一周的天數(shù)或通過對于一整周保持以分鐘跟蹤時間來實現(xiàn)。無論使用什么，將類似地保持起動時間thi。處理器繼續(xù)在步驟242中詢問系統(tǒng)時鐘的當前時間是否大于如步驟238中所確定的加熱起動時間th。如果讀取的當前系統(tǒng)時鐘不大于或等于加熱起動時間，那么微處理器將沿“否”路線前進到步驟244，將“超前起動”設(shè)定為等于零，然后前進到出口步驟246。這將促使微處理器返回到圖2A中的邏輯的步驟116，并前進到跟隨步驟116的任何一個步驟。
再參閱步驟242，如果系統(tǒng)時鐘的當前時間大于或等于加熱起動時間th，那么處理器將前進到步驟248，并將“系統(tǒng)需求”設(shè)定等于加熱。這實質(zhì)上意味著，需要將圖1的系統(tǒng)處理為有一足夠數(shù)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于超前起動程序產(chǎn)生的。這是通過在步驟250中將“超前起動”設(shè)定等于1而實現(xiàn)的。處理器將前進到出口步驟246，并返回到步驟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于零，微處理器將沿“否”路線前進到步驟118，將系統(tǒng)需求設(shè)定為無，然后在步驟120中執(zhí)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等于“真”的區(qū)域數(shù)加上加熱起動時間不等于無的區(qū)域數(shù)，然后前進到步驟232并計算具有當前或?qū)砑訜嵝枨蟮膮^(qū)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于圖1系統(tǒng)的最小加熱需求。假定計算出的將來加熱需求的百分比小于最小需求，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(shè)定為零，然后前進到出口步驟，在那里處理器返回到步驟120并前進到下一步驟。
參閱圖2B中的步驟122，應(yīng)予理解，處理器將從步驟114、步驟116或步驟120通過系統(tǒng)需求的一特定設(shè)定而前進到該步驟。例如，如果“系統(tǒng)需求”因在步驟100中的初始設(shè)定而為“無”，則在出口步驟116或步驟120之后它可以繼續(xù)如此。另一方面，如果在先前的邏輯執(zhí)行中已經(jīng)將“系統(tǒng)需求”設(shè)定為加熱，那么在邏輯執(zhí)行步驟118而將系統(tǒng)需求恢復(fù)等于無之前將保留該系統(tǒng)需求。
可以注意到，在步驟122中處理器詢問系統(tǒng)需求是否等于無。假定系統(tǒng)需求因步驟114、步驟116或步驟120而設(shè)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，并詢問系統(tǒng)需求的值是否等于“系統(tǒng)模式”的值。
如果處理器在初始化后立即工作，即使系統(tǒng)需求等于加熱，系統(tǒng)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(qū)動泵48，然后前進到步驟128，在那里驅(qū)動鍋爐12。處理器在步驟130中將“系統(tǒng)模式”設(shè)定等于加熱。處理器將從步驟130前進到步驟132，并將設(shè)定為“加熱”的系統(tǒng)模式送到區(qū)域控制器24、30和34。處理器還將在步驟134中將“超前起動”設(shè)定送到每個區(qū)域控制器。各區(qū)域控制器將利用所傳遞的系統(tǒng)模式和超前起動的設(shè)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，那么區(qū)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，那么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(shè)定，那么它將詢問下一個將來設(shè)定值是否大于當前區(qū)域溫度。如果回答為是，那么局部區(qū)域控制器將把它的控制閥定位成仿佛當前正要求加熱。應(yīng)予理解，以上假定局部區(qū)域控制器不能獨立地確定被傳送的水是否是熱的。如果區(qū)域控制器具有獨立確定被傳送的水的溫度的能力，那么它們將執(zhí)行它們各自的控制器的定位而不需要從系統(tǒng)控制器44接收系統(tǒng)模式設(shè)定。
處理器將從步驟134前進到步驟136，在那里將執(zhí)行一預(yù)先確定的時間延遲，然后回到步驟102。應(yīng)予理解，該時間延遲量對于某一給定系統(tǒng)將是一任意定時的量，用以延遲系統(tǒng)控制器，然后它再在步驟102中查詢區(qū)域控制。
再參閱步驟102-104，系統(tǒng)控制器內(nèi)的處理器將查詢區(qū)域控制器，此后產(chǎn)生圖3的陣列，然后計算具有加熱需求的區(qū)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于零。假定區(qū)域控制器繼續(xù)具有基本相同的當前加熱需求，則加熱要求百分比將繼續(xù)超過零。這將促使處理器在步驟110中再次詢問是否已經(jīng)超過最小加熱需求。處理器將在步驟114中將系統(tǒng)需求設(shè)定等于加熱，或者，它將在步驟116中執(zhí)行超前起動程序。如果將來加熱需求要求這樣并且系統(tǒng)時鐘時間大于預(yù)定起動時間，則該程序?qū)严到y(tǒng)需求設(shè)定等于加熱，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(tǒng)需求是否等于無。由于系統(tǒng)需求將等于加熱，因而處理器將前進到步驟124，并詢問系統(tǒng)需求是否等于系統(tǒng)模式。由于此時系統(tǒng)模式將等于加熱，因而處理器將沿著“是”路線前進到步驟138，并增加“加熱運行定時器”。由于加熱運行定時器最初被設(shè)定等于零，因而首先將增加加熱運行定時器。應(yīng)予理解，加熱定時器將增加的量最好等于在連續(xù)執(zhí)行控制邏輯中間在步驟136中設(shè)定的延遲量。處理器將從步驟138前進到步驟136，在那里再次執(zhí)行延遲，然后回到步驟102。應(yīng)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(tǒng)需求設(shè)定等于加熱時，處理器將如前所述繼續(xù)執(zhí)行邏輯?？梢杂浧?，在當前和將來加熱需求超過最小加熱需求和系統(tǒng)時鐘時間超過所確定的加熱起動時間時，超前起動程序?qū)严到y(tǒng)需求設(shè)定等于加熱。
假定在設(shè)定值處滿足了所有加熱需求，那么在步驟108中加熱要求百分比將不再超過零。當這發(fā)生時，在步驟118中系統(tǒng)需求將被設(shè)定為等于無。如果在步驟120中執(zhí)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，那么系統(tǒng)需求將保持設(shè)定等于無。
由于此時系統(tǒng)需求將等于無，處理器將沿“是”路線走出步驟122而到達步驟140，并詢問加熱運行定時器是否大于最小加熱運行?？梢杂浧?，每次系統(tǒng)控制器內(nèi)的處理器執(zhí)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(xù)地被增加。假定圖1系統(tǒng)已處于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于圖1系統(tǒng)的一加熱運行所建立的任何最小時間量。應(yīng)予理解，最短加熱運行時間將儲存在存儲器中供系統(tǒng)控制器內(nèi)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，那么處理器將前進到步驟142，停止鍋爐的工作。應(yīng)予理解，這可以是從系統(tǒng)控制器到鍋爐12內(nèi)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(tǒng)模式設(shè)定等于無和將加熱運行定時器設(shè)定等于零。然后，處理器將從步驟144前進到步驟136，并再次執(zhí)行所述的延遲量，然后再執(zhí)行后面的控制邏輯。
應(yīng)予理解，處理器將繼續(xù)查詢區(qū)域控制器，并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(chǔ)上采取任何需要的適當動作。在某些時刻，被提供加熱的各個區(qū)域可以變得沒有人，可以將當前設(shè)定溫度設(shè)定得相對較低以節(jié)約能量。如果這種情況發(fā)生，那么區(qū)域控制器可以不對系統(tǒng)控制器產(chǎn)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(tǒng)需求設(shè)定等于無，然后在步驟120中執(zhí)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于真的區(qū)域的數(shù)目加上加熱起動時間不等于無的區(qū)域的數(shù)目。由于區(qū)域?qū)]有當前加熱需求，那么圖3的信息陣列實質(zhì)上應(yīng)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(chǔ)之上的一將來加熱需求百分比。如果建筑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，并確定將產(chǎn)生大于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。由于將沒有任何當前加熱需求，處理器將決定有多少區(qū)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，并決定將產(chǎn)生大于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，那么處理器將在步驟244中將超前起動設(shè)定等于零，然后返回到步驟120。因此，系統(tǒng)需求將保持等于零。
由于系統(tǒng)需求等于無，處理器將通過步驟122沿著“是”路線前進到步驟140、142、144并因此到步驟136，在那里將執(zhí)行延遲，然后返回到步驟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(zhí)行步驟230到242。參閱步驟242，在某些時刻，系統(tǒng)時鐘的當前時間將大于或等于所確定的加熱起動時間th。當這發(fā)生時，處理器將前進到步驟248并將“系統(tǒng)需求”設(shè)定等于加熱。處理器將在步驟250中將“超前起動”設(shè)定等于1，然后前進到出口步驟246并返回步驟120。
處理器將從步驟120前進到步驟122，并詢問系統(tǒng)需求是否等于無。由于步驟120以外的超前起動程序的系統(tǒng)需求將等于加熱，處理器將沿著“否”路線前進到步驟124，并詢問系統(tǒng)需求是否等于系統(tǒng)模式。由于這時系統(tǒng)模式通常將等于無，處理器將沿著“否”路線前進到步驟126并驅(qū)動泵48，然后在步驟128發(fā)出一起動鍋爐的指令。處理器將在步驟130將系統(tǒng)模式設(shè)定等于加熱，然后如前面討論的那樣將系統(tǒng)模式設(shè)定傳送到控制器。
超前起動信號也將被傳送到區(qū)域控制器。因此，每個區(qū)域控制器將接受值為1的超前起動設(shè)定。這將促使各局部控制器詢問下一個將來設(shè)定值是否大于區(qū)域溫度。如果回答為是，那么局部區(qū)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，在那里將執(zhí)行一預(yù)定的時間延遲，然后返回到步驟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(zhí)行圖2A和2B的邏輯，由于在起動時間th開始從鍋爐提供熱水，因而在有人之前，命令諸區(qū)域的繼續(xù)加熱。只要具有將來起動時間的區(qū)域的數(shù)量繼續(xù)產(chǎn)生超過最小加熱需求的將來加熱需求百分比，則將繼續(xù)提供熱水。應(yīng)予理解，在執(zhí)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(fā)生，則將在該程序的步驟252中將超前起動設(shè)定等于零。由于在步驟108中處理器已經(jīng)在執(zhí)行超前起動程序之前將系統(tǒng)需求設(shè)定等于無，因而它將前進到步驟122并因此前進到步驟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(yīng)予理解，如果任何區(qū)域在某個時候產(chǎn)生一當前加熱需求，那么在步驟120以外將不再執(zhí)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(zhí)行。換句話說，在步驟120以外可能已經(jīng)開始了超前起動，但是在步驟116之外繼續(xù)進行。
最后，應(yīng)予理解，在某些時候圖2A和2B的邏輯主要依賴于當建筑物內(nèi)變得有人時的當前加熱需求。當這情況發(fā)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(yīng)予理解，圖2A和2B的控制邏輯允許系統(tǒng)控制器44響應(yīng)區(qū)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(fā)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(fā)生在系統(tǒng)控制器將允許泵48的啟動和鍋爐12起動。
應(yīng)予理解，上述用于控制一加熱系統(tǒng)的邏輯同樣地可應(yīng)用于控制一諸如圖6所示的冷卻系統(tǒng)，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(shù)字表示，以表示與圖1中具有類似標號的構(gòu)件的相對應(yīng)。該系統(tǒng)控制器執(zhí)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(qū)域控制器24、30和34，并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?qū)⒃谠撽嚵兄挟a(chǎn)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，并如在前面針對加熱所討論的那樣，可以在建筑物內(nèi)有人之前適當?shù)貑佑糜诶鋮s的系統(tǒng)需求。
應(yīng)予理解，以上揭示了本發(fā)明的一較佳實施例。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)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(jīng)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(tǒng)模式被設(shè)定為無的時期，然后僅在超過最短時期之后才使鍋爐工作。也應(yīng)予理解，在從每個區(qū)域控制器接收關(guān)于當前溫度和設(shè)定值的信息的基礎(chǔ)上，可以在系統(tǒng)控制器內(nèi)計算加熱需求H_Di。
本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以對上述發(fā)明做出進一步的變化。因此，以上描述僅僅是示例，本發(fā)明應(yīng)僅由以下權(quán)利要求書及等同物來限定。
權(quán)利要求
1．一種用于控制將調(diào)節(jié)水輸送到多個熱交換器的源的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括多個區(qū)域控制器，每個區(qū)域控制器連接于一各自的熱交換器以便控制經(jīng)調(diào)節(jié)水從水調(diào)節(jié)源的向各自熱交換器的輸送，每個區(qū)域控制器可工作而產(chǎn)生關(guān)于經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求的信息以及關(guān)于經(jīng)調(diào)節(jié)水的任何下一個發(fā)生的將來需求的信息；一與各所述區(qū)域控制器相連的系統(tǒng)控制器，所述系統(tǒng)控制器可工作而周期性地接收關(guān)于每個區(qū)域控制器的經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求的信息以及關(guān)于每個區(qū)域控制器的下一個發(fā)生的將來對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求的信息，所述系統(tǒng)控制器還可工作而周期性地確定是否從所述區(qū)域控制器接收到充分程度的當前對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求，以便正常地驅(qū)動調(diào)節(jié)水源，所述系統(tǒng)控制器還可工作而確定是否有充分程度的對經(jīng)調(diào)節(jié)水的當前和將來的需求，以便在沒有從所述區(qū)域控制器收到充分程度的對經(jīng)調(diào)節(jié)水的當前需求的情況下驅(qū)動調(diào)節(jié)水源。
2．如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)控制器還可工作而儲存周期性收到的關(guān)于每個區(qū)域控制器的對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求的信息和關(guān)于每個區(qū)域控制器的下一個發(fā)生的將來對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求的信息。
3．如權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)控制器還可工作而通過區(qū)域控制器產(chǎn)生和儲存關(guān)于將來對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求的某些參數(shù)，所述參數(shù)包括關(guān)于沒有當前對經(jīng)調(diào)節(jié)水需求的任何區(qū)域控制器的起動時間。
4．如權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所儲存的關(guān)于每個區(qū)域控制器的下一個發(fā)生的將來對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求的信息包括對于區(qū)域控制器的下一個將來設(shè)定值和對于下一個將來設(shè)定值的相關(guān)的起動時間，以及與區(qū)域控制器相關(guān)的區(qū)域的當前檢測溫度；并且由所述系統(tǒng)控制器計算的任何起動時間是作為對于區(qū)域控制器的下一個將來設(shè)定值和對于區(qū)域控制器的當前檢測溫度之間差值的函數(shù)而計算，所述差值乘以該區(qū)域控制器的一系數(shù)，該系數(shù)限定將與區(qū)域控制器相關(guān)的各區(qū)域中的檢測溫度調(diào)節(jié)一度所需要的時間量。
5．如權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)控制器可工作而通過將由區(qū)域控制器所產(chǎn)生的對經(jīng)調(diào)節(jié)水的當前需求的數(shù)量加到計算出的起動時間的數(shù)量而確定對經(jīng)調(diào)節(jié)水的當前和將來需求的數(shù)量。
6．如權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)控制器可工作而通過將對經(jīng)調(diào)節(jié)水的當前需求的數(shù)量和將來需求的數(shù)量與對經(jīng)調(diào)節(jié)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(jīng)調(diào)節(jié)水的當前和將來需求。
7．如權(quán)利要求6所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)控制器還可工作而計算當有足夠程度的對經(jīng)調(diào)節(jié)水的當前和將來需求時用于將經(jīng)調(diào)節(jié)水提供給與具有對經(jīng)調(diào)節(jié)水有當前或計算的將來需求的一區(qū)域控制器相聯(lián)的任何熱交換器的一起動時間。
8．如權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)控制器可工作而通過確定在儲存信息中的對經(jīng)調(diào)節(jié)水的當前需求數(shù)量，確定需要計數(shù)并與儲存信息中的對經(jīng)調(diào)節(jié)水的當前需求數(shù)量相結(jié)合的起動時間數(shù)，以超過成為需求的當前或?qū)淼慕?jīng)調(diào)節(jié)水所必需的區(qū)域控制器的最小數(shù)量，并連續(xù)選擇下一個發(fā)生的計算出的起動時間，直至計數(shù)到所確定的起動時間數(shù)，以及選擇最后計數(shù)的下一個發(fā)生的計算出的起動時間作為提供經(jīng)調(diào)節(jié)水的起動時間，從而確定提供經(jīng)調(diào)節(jié)水的起動時間。
9．如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，調(diào)節(jié)水的源是一使水加熱的源，并且當前和將來對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求是加熱需求。
10．如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，調(diào)節(jié)水的源是一使水冷卻的源，并且當前和將來對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求是冷卻需求。
11．一種用于在區(qū)域控制器的控制下控制將經(jīng)調(diào)節(jié)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于熱交換器的區(qū)域控制器以通過區(qū)域控制器獲得關(guān)于當前和將來對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求的信息；確定是否有來自所述區(qū)域控制器的足夠程度的當前對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求；當沒有足夠程度的當前對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求時，確定是否有來自所述區(qū)域控制器的足夠程度的當前和將來對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求；以及響應(yīng)于有足夠程度的當前對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求的確定，或者如果有來自所述區(qū)域控制器的足夠顯著的當前和將來對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求，將經(jīng)調(diào)節(jié)的水提供給熱交換器。
12．如權(quán)利要求11所述的過程，其特征在于，還包括下列步驟將從區(qū)域控制器獲得的信息儲存在一系統(tǒng)控制器內(nèi)；以及在系統(tǒng)控制器內(nèi)為當前沒有對經(jīng)調(diào)節(jié)水需求的任何區(qū)域控制器計算將來對調(diào)節(jié)水的需求。
13．如權(quán)利要求12所述的過程，其特征在于，所述計算將來對經(jīng)調(diào)節(jié)水需求的步驟包括下列步驟計算將經(jīng)調(diào)節(jié)水提供給當前沒有對經(jīng)調(diào)節(jié)水需求的任何區(qū)域控制器的起動時間。
14．如權(quán)利要求13所述的過程，其特征在于，從每個區(qū)域控制器獲得的信息包括下一個將來設(shè)定值和對于區(qū)域控制器的下一個將來設(shè)定值的相關(guān)的起動時間、對于與區(qū)域控制器相關(guān)聯(lián)的區(qū)域的一當前檢測溫度以及用于各區(qū)域控制器的、限定將各區(qū)域內(nèi)被檢測的溫度調(diào)節(jié)一度所需要的時間量的一系數(shù)；并且將對于一區(qū)域控制的任何起動時間計算為對于區(qū)域控制器的下一個將來設(shè)定值和對于區(qū)域控制器的當前溫度之間的差值的一函數(shù)，該差值乘以區(qū)域控制器的該系數(shù)。
15．如權(quán)利要求13所述的過程，其特征在于，所述確定是否有來自所述區(qū)域控制器的足夠程度的當前和將來對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求的步驟包括下列步驟將信息陣列中當前對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求數(shù)加上該陣列中的起動時間數(shù)；以及將當前對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求和將來起動時間相加的數(shù)與對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求的最小程度相比較。
16．如權(quán)利要求15所述的過程，其特征在于，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(jīng)調(diào)節(jié)的水提供給與當前或?qū)韺?jīng)調(diào)節(jié)水有需求的一區(qū)域控制器相關(guān)聯(lián)的任何熱交換器的起動時間。
17．如權(quán)利要求16所述的過程，其特征在于，所述確定將經(jīng)調(diào)節(jié)的水提供給與當前或?qū)韺?jīng)調(diào)節(jié)水有需求的一區(qū)域控制器相關(guān)聯(lián)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(jīng)調(diào)節(jié)水的需求的數(shù)量；確定需要計數(shù)并與儲存信息中的對經(jīng)調(diào)節(jié)水的當前需求數(shù)量相結(jié)合的計算出的起動時間數(shù)，以超過提供經(jīng)調(diào)節(jié)水所必需的區(qū)域控制器的最小數(shù)量；連續(xù)地選擇下一個發(fā)生的起動時間，直至計數(shù)到需要計數(shù)的起動時間數(shù)為止；以及選擇最后的連續(xù)選擇的下一個發(fā)生的起動時間作為提供經(jīng)調(diào)節(jié)水的起動時間。
18．如權(quán)利要求11所述的過程，其特征在于，經(jīng)調(diào)節(jié)水是經(jīng)加熱的水，并且當前和將來對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求是加熱需求。
19．如權(quán)利要求11所述的過程，其特征在于，經(jīng)調(diào)節(jié)水是經(jīng)冷卻的水，并且當前和將來對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求是冷卻需求。
全文摘要
一種用于將經(jīng)調(diào)節(jié)水提供給多個熱交換器的系統(tǒng),包括一系統(tǒng)控制器,它通過與多個熱交換器相關(guān)的多個區(qū)域控制器收集關(guān)于當前和將來對經(jīng)調(diào)節(jié)水需求的信息。即使當前對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求可能不足以要求將經(jīng)調(diào)節(jié)水提供給熱交換器,系統(tǒng)控制器也可工作而將經(jīng)調(diào)節(jié)水提供給熱交換器。通過分析當前對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求結(jié)合將來對經(jīng)調(diào)節(jié)水的需求,確定組合的需求是否超過準許將經(jīng)調(diào)節(jié)水提供給熱交換器所需的需求的最小程度或數(shù)量,系統(tǒng)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(yōu)先權(quán)日2000年5月17日
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