專(zhuān)利名稱(chēng)：用于高效地協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)中心制冷單元的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及可以用于控制公共空間(例如，如可以存在于包含服務(wù)器計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)中心中)的溫度和濕度的環(huán)境控制系統(tǒng)，諸如制熱通風(fēng)空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明可涉及通過(guò)增大或減小環(huán)境控制系統(tǒng)的各個(gè)單元(模塊)的操作等級(jí)(例如，啟動(dòng)和停止)來(lái)高效地維持特定環(huán)境條件。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心使用HVAC系統(tǒng)來(lái)控制室內(nèi)溫度、濕度和其它變量。通常在數(shù)據(jù)中心布置有多個(gè)HVAC單元。它們通常是座地式單元，但是可以是壁掛式的、機(jī)架安裝式的或頂置式的。HVAC單元通常還向活動(dòng)地板間層(raised-floor plenum)、通風(fēng)道網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)中心的戶(hù)外提供冷風(fēng)。數(shù)據(jù)中心本身或大型數(shù)據(jù)中心的大部分通常具有開(kāi)敞式平面布置構(gòu)造，即，不存在將數(shù)據(jù)中心的一個(gè)部分中的空氣與另一部分中的空氣隔開(kāi)的永久分隔。因此，在許多情況下，這些數(shù)據(jù)中心具有由多個(gè)HVAC單元進(jìn)行溫度控制和濕度控制的公共空間。數(shù)據(jù)中心的HVAC單元通常以分散式獨(dú)立控制來(lái)操作。各個(gè)單元通常操作以試圖控制從數(shù)據(jù)中心進(jìn)入該單元的空氣的溫度和濕度。例如，HVAC單元可包含用于確定進(jìn)入該單元的空氣的溫度和濕度的傳感器?；谠搨鞲衅鞯臏y(cè)量，對(duì)該HVAC的控制將改變單元的操作，以試圖改變進(jìn)入該單元的空氣的溫度和濕度，從而與該單元的設(shè)定點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。為了可靠性，大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)有過(guò)量的HVAC單元。由于開(kāi)敞式平面布置構(gòu)造允許空氣在數(shù)據(jù)中心中自由流動(dòng)，因此一個(gè)單元的操作可以耦合到另一單元的操作。過(guò)多的單元以及這些單元將空氣傳送到基本上重疊的區(qū)域這一事實(shí)提供了冗余，這保證了如果單個(gè)單元發(fā)生故障，則數(shù)據(jù)中心裝備(服務(wù)器、路由器等)將仍具有適當(dāng)?shù)闹评?。如上所述，HVAC單元的標(biāo)準(zhǔn)操作過(guò)程是控制進(jìn)入每個(gè)HVAC單元中的回風(fēng)溫度。這種操作不知道進(jìn)入數(shù)據(jù)中心中的服務(wù)器和其它計(jì)算裝備的空氣的溫度。由于該信息對(duì)于HVAC單元控制或數(shù)據(jù)中心操作者是不可用的，因此額外的HVAC單元通常將一直運(yùn)行，以保證服務(wù)器保持制冷。然而，這種預(yù)防措施浪費(fèi)了能量。盡管可以手動(dòng)關(guān)斷冗余的HVAC單元來(lái)節(jié)能，但是這么做引起了使該裝備過(guò)熱的風(fēng)險(xiǎn)。另外，一些數(shù)據(jù)中心具有可變的負(fù)荷，在該情況下，可能需要在一天中停止和啟動(dòng)數(shù)個(gè)單元。此外，如果應(yīng)該識(shí)別需求，則數(shù)據(jù)中心中復(fù)雜且緊密耦合的氣流模式使得操作者難以知道重啟哪個(gè)HVAC單元是最高效的。因此，期望提供可以自動(dòng)地減小冗余HVAC單元的操作等級(jí)(例如，無(wú)需觸發(fā)提高的溫度)并且可以在需要時(shí)以高效方式自動(dòng)地增大操作等級(jí)的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例可以提供用于使用傳感器控制環(huán)境維持模塊(例如，HVAC單元)的系統(tǒng)和方法。在各個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)可以對(duì)環(huán)境制熱和/或制冷。傳感器可以測(cè)量環(huán)境內(nèi)的各個(gè)位置處的溫度，并且該溫度反饋可以用于改變模塊的操作等級(jí)，以將溫度保持在期望范圍內(nèi)。例如，當(dāng)傳感器溫度過(guò)熱時(shí)，可以將停止的模塊啟動(dòng)(或者使操作等級(jí)增大)以進(jìn)行制冷。在一個(gè)實(shí)施例中，用于啟動(dòng)的模塊是被預(yù)測(cè)為對(duì)熱傳感器的溫度具有最大的或者至少充分大的影響的那個(gè)模塊。作為另一示例，如果傳感器溫度在范圍內(nèi)，則可以將模塊停止(或者使操作等級(jí)減小)，并且操作等級(jí)的減小被預(yù)測(cè)為不會(huì)引起超出范圍的條件。在一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)移矩陣用于執(zhí)行以上預(yù)測(cè)。在一方面，轉(zhuǎn)移矩陣可以提供模塊的操作等級(jí)的改變與所引起的系統(tǒng)中的每個(gè)傳感器的溫度差之間的關(guān)系。根據(jù)實(shí)施例，提供了一種控制環(huán)境維持系統(tǒng)的方法。該系統(tǒng)包括多個(gè)環(huán)境維持模塊和多個(gè)傳感器，其中傳感器測(cè)量環(huán)境的物理?xiàng)l件的值。識(shí)別其傳感器值被測(cè)量為在范圍之外的傳感器Sindx。對(duì)于至少一部分模塊中的每個(gè)模塊，確定預(yù)測(cè)改變值。每個(gè)預(yù)測(cè)改變值預(yù)測(cè)改變各個(gè)模塊的操作等級(jí)對(duì)由所識(shí)別的傳感器Sindx測(cè)量的傳感器值的改變的程度。基于預(yù)測(cè)改變值來(lái)選擇模塊。改變所選擇的模塊的操作等級(jí)，以實(shí)現(xiàn)傳感器Sindx的傳感器值的改變。根據(jù)另一實(shí)施例，提供了一種控制環(huán)境維持系統(tǒng)的方法。該系統(tǒng)包括當(dāng)前運(yùn)行的多個(gè)環(huán)境維持模塊和用于測(cè)量環(huán)境的物理?xiàng)l件的值的多個(gè)傳感器。對(duì)當(dāng)前運(yùn)行的多個(gè)模塊中的至少一個(gè)進(jìn)行分析。系統(tǒng)估計(jì)在模塊的操作等級(jí)減小了至少預(yù)定量的情況下將導(dǎo)致的傳感器的傳感器值。確定不使所估計(jì)的傳感器值中的任何一個(gè)在第一范圍之外的、當(dāng)前運(yùn)行的模塊的第一集合。響應(yīng)于預(yù)測(cè)不會(huì)出現(xiàn)超出范圍的條件(例如，所估計(jì)的傳感器值都不在第一范圍之外)而減小第一集合的至少一個(gè)模塊的操作等級(jí)。根據(jù)另一實(shí)施例，提供了一種初始化環(huán)境維持系統(tǒng)的方法。每個(gè)模塊包括一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器。接收每個(gè)傳感器的第一傳感器值Y1。同時(shí)改變模塊的至少兩個(gè)致動(dòng)器的操作等級(jí)。在操作等級(jí)改變之后，接收每個(gè)傳感器的第二傳感器值Y2。計(jì)算第一傳感器值Yl與第二傳感器值Y2之間的差?；诓畲_定轉(zhuǎn)移矩陣TM的矩陣元素的至少一部分。轉(zhuǎn)移矩陣可以具有致動(dòng)器的數(shù)量乘以傳感器的數(shù)量的維數(shù)。TM的該部分包括與所述至少兩個(gè)致動(dòng)器相關(guān)聯(lián)的矩陣元素。確定傳感器S和致動(dòng)器P的矩陣元素包括確定第一比率，其分子包括傳感器S的差，而分母包括致動(dòng)器P的操作等級(jí)的改變；以及將第一比率與至少一個(gè)其它比率組合。根據(jù)導(dǎo)致傳感器S的傳感器值的先前差的、致動(dòng)器P的操作等級(jí)的先前改變來(lái)確定至少一個(gè)其它比率。 根據(jù)另一實(shí)施例，提供了一種初始化環(huán)境維持系統(tǒng)的方法。至少一個(gè)處理器確定轉(zhuǎn)移矩陣TM。對(duì)于每一個(gè)模塊，接收每個(gè)傳感器的第一傳感器值Yl。每個(gè)第一傳感器值是在各個(gè)模塊具有第一操作等級(jí)時(shí)接收的。停止或啟動(dòng)各個(gè)模塊，然后接收每個(gè)傳感器的第二傳感器值Y2。計(jì)算第一傳感器值Yl與第二傳感器值Y2之間的差。使用該差計(jì)算TM矩陣元素，從而獲得轉(zhuǎn)移矩陣TM，轉(zhuǎn)移矩陣TM提供啟動(dòng)和/或停止模塊與所導(dǎo)致的每個(gè)傳感器的傳感器值的改變之間的關(guān)系。本發(fā)明的其它實(shí)施例涉及與這里所述的方法相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)、裝置以及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。當(dāng)在本文中使用時(shí)，環(huán)境維持模塊可以是HVAC單元、計(jì)算機(jī)房空調(diào)(CRAC)單元或者接收控制信號(hào)并提供輸出的 任何裝置，該輸出被設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)或維持特定區(qū)域中的環(huán)境條件。當(dāng)在本文中使用時(shí)，操作等級(jí)可以是用于測(cè)量模塊花費(fèi)多少努力來(lái)執(zhí)行諸如制熱或制冷的操作的操作參數(shù)(輸入或輸出)的值。例如，模塊的操作等級(jí)可以包括停止、以全功率操作、輸入功率級(jí)的百分比、模塊內(nèi)的特定裝置的與參考等級(jí)相比的操作的百分比或值(例如，風(fēng)扇速度、溫度設(shè)定點(diǎn)、濕度設(shè)定點(diǎn)或閥位置)以及輸出氣流的輸出制熱或制冷功率的百分比或值。參考以下詳細(xì)描述和附圖，可獲得對(duì)本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)的更好理解。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)據(jù)中心的平面圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、由整體屋頂單元調(diào)節(jié)的開(kāi)敞式平面布置建筑物的平面圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、計(jì)算機(jī)房空氣處理單元300的示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、用于提供對(duì)建筑物內(nèi)的環(huán)境條件的維持的控制系統(tǒng)400的框圖。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、用于初始化包括多個(gè)模塊(例如，CRAC單元)和傳感器的環(huán)境維持系統(tǒng)的方法500的流程圖。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、高效地控制環(huán)境維持系統(tǒng)以將傳感器值維持在期望范圍內(nèi)的方法600的流程圖。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、通過(guò)減小致動(dòng)器的操作來(lái)控制環(huán)境維持系統(tǒng)的方法700的流程圖。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、通過(guò)停止模塊來(lái)控制包括多個(gè)模塊和傳感器的環(huán)境維持系統(tǒng)的方法800的流程圖。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、通過(guò)啟動(dòng)和停止包括多個(gè)模塊和傳感器的模塊來(lái)控制環(huán)境維持系統(tǒng)的方法900的流程圖。圖10是示出用于基于預(yù)測(cè)誤差的大小來(lái)更新協(xié)方差矩陣的跡的等式的圖。圖11示出了可與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)和方法一起使用的示例性計(jì)算機(jī)設(shè)備的框圖。
具體實(shí)施例方式為了保證環(huán)境(例如，數(shù)據(jù)中心)足夠冷或足夠溫暖，標(biāo)準(zhǔn)操作過(guò)程是操作超過(guò)臨界所需的額外HVAC單元(或其它環(huán)境維持模塊)。然而，這樣的預(yù)防措施浪費(fèi)了能量。各個(gè)實(shí)施例可以分析環(huán)境中的傳感器(例如，跨越模塊的傳感器或在模塊外的位置處的傳感器)，以確定是否可以安全地減小特定模塊的操作等級(jí)以及是否需要增加操作(例如，由于超出范圍的測(cè)量)，包括確定哪個(gè)模塊最優(yōu)于使傳感器回到范圍中。這樣的實(shí)施例可以提供穩(wěn)定的環(huán)境，同時(shí)減少了能耗。轉(zhuǎn)移矩陣可以用于執(zhí)行以上確定。在一方面，轉(zhuǎn)移矩陣可以提供模塊的操作等級(jí)的改變與所導(dǎo)致的系統(tǒng)中的每個(gè)傳感器的溫度差之間的關(guān)系。運(yùn)行多個(gè)冗余HVAC單元的另一問(wèn)題(特別是當(dāng)這多個(gè)冗余HVAC單元向地下間層遞送空氣時(shí))在于，來(lái)自HVAC單元的排風(fēng)溫度會(huì)比如果使用較少HVAC單元的情況高。排風(fēng)溫度會(huì)更高是由于使用越多的HVAC單元，則溫度會(huì)越高，同時(shí)仍從服務(wù)器提取相同的熱量。換言之，用于從服務(wù)器提取熱的較大氣流(具有較高數(shù)量的HVAC單元)意味著來(lái)自 HVAC單元的排放溫度會(huì)更高。結(jié)果，混凝土板地板或活動(dòng)地板不會(huì)這樣冷，這減弱了災(zāi)害恢復(fù)能力。例如，具有冷的地板增加了可用于從制冷故障(例如，當(dāng)整個(gè)建筑物的電力被切斷時(shí))恢復(fù)的時(shí)間，這是由于板和地板用作蓄冷介質(zhì)(散熱器)。地板的較冷溫度可以在HVAC單元例如由于電力被切斷而沒(méi)有發(fā)出冷空氣時(shí)保持服務(wù)器較冷。I.系統(tǒng)概況圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)據(jù)中心的樓層平面圖。圍墻I可以是數(shù)據(jù)中心的圍墻或諸如零售店的商業(yè)建筑物的圍墻。數(shù)據(jù)中心包括多個(gè)HVAC單元2 (或其它環(huán)境維持模塊)、多個(gè)環(huán)境傳感器3以及多個(gè)服務(wù)器機(jī)架4。如所示出的，HVAC單元是計(jì)算機(jī)房空調(diào)(CRAC)單元。在一個(gè)實(shí)施例中，HVAC單元2是向數(shù)據(jù)中心提供氣流以對(duì)服務(wù)器機(jī)架4中的服務(wù)器的整體裝備進(jìn)行制冷。在一方面，HVAC單元2可以對(duì)通過(guò)其中的空氣進(jìn)行制冷、制熱、力口濕或除濕。環(huán)境傳感器3是測(cè)量諸如溫度或濕度的環(huán)境參數(shù)的裝置。環(huán)境傳感器3可以通過(guò)任何手段(諸如有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)通信手段(例如，Modbus, BACnet, Wi-Fi, WiMAX, ZigBee或者任何其它可應(yīng)用協(xié)議))來(lái)傳送測(cè)量值(也稱(chēng)為讀數(shù))。HVAC單元2 (和這里所述的其它模塊)可以由具有一個(gè)或多個(gè)處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)控制，以在數(shù)據(jù)中心內(nèi)提供指定的條件。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、通過(guò)整體屋頂單元調(diào)節(jié)的開(kāi)敞式平面布置建筑物的平面圖。在該示例中，HVAC單元是屋頂單元(RTU)2。圍墻5是諸如零售店的商業(yè)建筑物或者這樣的建筑物或商店內(nèi)的空間的外墻或內(nèi)墻。如所繪出的，有線(xiàn)通信發(fā)生在RTU 2與該特定RTU附近的傳感器3之間，但是也可使用無(wú)線(xiàn)通信。還示出了貨架6和商店結(jié)賬柜臺(tái)7。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的計(jì)算機(jī)房空氣處理單元300的示意圖。計(jì)算機(jī)房空氣處理單元300是環(huán)境維持模塊的示例。如所示出的，計(jì)算機(jī)房空氣處理單元300具有冷卻旋管310，冷卻旋管310可包含由冷水閥320調(diào)制的冷水。計(jì)算機(jī)房空氣處理單元300還具有再熱器330 (例如，電子線(xiàn)圈)和加濕器340 (例如，紅外加濕器)。在一個(gè)實(shí)施例中，風(fēng)扇350是由A/C感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的離心式風(fēng)扇。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可具有用于改變其速度的可變速度(頻率)致動(dòng)器VSD 355。無(wú)線(xiàn)傳感器360測(cè)量回風(fēng)溫度，無(wú)線(xiàn)傳感器370測(cè)量排風(fēng)溫度，并且無(wú)線(xiàn)控制380控制VSD 355。排風(fēng)溫度傳感器370和回風(fēng)溫度傳感器360可以是系于無(wú)線(xiàn)控制380的探針而非分開(kāi)的無(wú)線(xiàn)傳感器。在操作的一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線(xiàn)傳感器360、370通過(guò)無(wú)線(xiàn)電將讀數(shù)發(fā)送到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)，該無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)將信號(hào)傳遞到控制計(jì)算機(jī)，該控制計(jì)算機(jī)例如包含圖4的監(jiān)督控制器15。監(jiān)督控制器15可以是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身?？刂朴?jì)算機(jī)可以將致動(dòng)命令發(fā)送到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)，該無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)將命令轉(zhuǎn)發(fā)到無(wú)線(xiàn)控制380，無(wú)線(xiàn)控制380改變可變速度致動(dòng)器355的速度。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、用于提供對(duì)建筑物內(nèi)的環(huán)境條件的維持的控制系統(tǒng)400的框圖。在該示例中，控制系統(tǒng)400包括HVAC單元2 (諸如單元300)、多個(gè)環(huán)境傳感器3以及監(jiān)督控制器15，監(jiān)督控制器15包括一個(gè)或多個(gè)用于執(zhí)行計(jì)算的處理器10。HVAC單元2包括可用于維持空間的環(huán)境的、例如用于風(fēng)扇、閥或溫度元件的最終控制元件(也稱(chēng)為致動(dòng)器)。如這里所述，致動(dòng)器的輸入和輸出可對(duì)應(yīng)于模塊的操作等級(jí)。在一方面，監(jiān)督控制器15可以控制最終控制元件以具有操作等級(jí)(包括接通和關(guān)斷以及二者之間的變化)，從而使用減少的或最小量 的能量來(lái)提供穩(wěn)定的環(huán)境條件。模塊(HVAC單元)在一些實(shí)施例中，監(jiān)督控制器15可以通過(guò)計(jì)算對(duì)每個(gè)HVAC單元2的輸入12的命令來(lái)協(xié)調(diào)多個(gè)HVAC單元2的操作。基于來(lái)自傳感器3的環(huán)境傳感器讀數(shù)來(lái)計(jì)算命令。輸入12可對(duì)應(yīng)于多種不同的HVAC單元2和/或HVAC單元2內(nèi)的裝置或電路。在一個(gè)實(shí)施例中，HVAC單元I的輸入I可對(duì)應(yīng)于一個(gè)致動(dòng)器的操作參數(shù)(例如，風(fēng)扇、溫度設(shè)定點(diǎn)、濕度設(shè)定點(diǎn)或閥位置)，并且HVAC單元I的輸入2可對(duì)應(yīng)于同一 HVAC單元I的不同致動(dòng)器。操作參數(shù)可具有不同的操作值(等級(jí))，每個(gè)均導(dǎo)致不同量的能耗。在另一實(shí)施例中，一些HVAC單元2僅具有一個(gè)輸入用于控制操作等級(jí)。在其它實(shí)施例中，HVAC單元2的溫度的設(shè)定點(diǎn)也可以從監(jiān)督控制器15提供。例如，設(shè)定點(diǎn)可以是HVAC單元2排放的空氣的期望溫度，或者是返回到該單元的空氣的期望溫度。其它輸入可以是濕度的設(shè)定點(diǎn)(或加濕器命令)，或者是對(duì)可變頻率致動(dòng)器(VFD)的命令。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)HVAC單兀具有相同數(shù)量的輸入，每個(gè)輸入對(duì)應(yīng)于該HVAC單元的一個(gè)致動(dòng)器。在另一實(shí)施例中，不同的HVAC單元可具有不同數(shù)量的致動(dòng)器。在這樣的實(shí)施例中，傳感器的數(shù)量可以相同而與致動(dòng)器的總數(shù)無(wú)關(guān)。傳感器的數(shù)量可保持相同的原因部分地由于每個(gè)傳感器可影響每個(gè)致動(dòng)器，并且反之亦然。例如，溫度致動(dòng)器(例如，冷卻閥)可以影響濕度，就如當(dāng)在環(huán)境足夠冷的情況下在冷卻旋管上形成冷凝時(shí)可能發(fā)生的那樣。同樣，濕度致動(dòng)器(例如，紅外加濕器和蒸發(fā)冷卻閥(evaporative cooling valve))影響溫度，如當(dāng)紅外加濕器增大濕度或蒸發(fā)冷卻器增大濕度時(shí)可能發(fā)生的那樣。傳感器環(huán)境傳感器3可以測(cè)量環(huán)境的物理?xiàng)l件的值，諸如溫度、濕度以及壓力。環(huán)境傳感器3可以例如通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)體通信手段(諸如Modbus、BACnet、Wi-Fi、WiMAX、ZigBee或任何其它可應(yīng)用協(xié)議)將它們的讀數(shù)發(fā)送回到監(jiān)督控制器15。傳感器的示例包括溫度傳感器、濕度傳感器以及壓力傳感器。單個(gè)傳感器可以能夠測(cè)量多個(gè)環(huán)境條件，例如，全部三個(gè)上述條件。環(huán)境傳感器3可隨機(jī)地放置或根據(jù)規(guī)則圖案來(lái)放置。環(huán)境傳感器3還可經(jīng)由傳感器組來(lái)組織或者單獨(dú)地放置。在一些實(shí)施例中，監(jiān)督控制器15使得溫度傳感器讀數(shù)F在例如由一組相關(guān)聯(lián)的參考值8指定的溫度范圍R內(nèi)。范圍S可以簡(jiǎn)單地小于特定溫度(例如，小于78華氏度)。范圍也可以由兩個(gè)溫度來(lái)指定。這樣的溫度范圍可以如期望地那么小或那么大。這樣的范圍也可以應(yīng)用于制熱。某些實(shí)施例可以試圖在使用最小量的能量的同時(shí)維持每個(gè)溫度的指定溫度范圍(所有這些溫度范圍對(duì)于各個(gè)溫度傳感器可不同或相同)。在一個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)督控制器15將各個(gè)溫度傳感器的一組期望參考值8內(nèi)部地存儲(chǔ)在例如閃存、緩存或其它適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)器中。在其它實(shí)施例中，參考值8可外部地存儲(chǔ)在例如磁盤(pán)致動(dòng)器或光驅(qū)中。在操作中，監(jiān)督控制器15調(diào)整HVAC單元2的操作等級(jí)，以使用最小量的能量(例如，通過(guò)在不超過(guò)溫度范圍的情況下使得最少可能的模塊運(yùn)行)將來(lái)自環(huán)境傳感器3的值保持在所指定的范圍內(nèi)。到HVAC的輸入在一個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)督控制器15計(jì)算被提供到輸入12的并且直接用于HVAC單元2中的最終控制元件(例如，致動(dòng)器)的命令?？衫缤ㄟ^(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)通信手段來(lái)提供發(fā)送到輸入12的這些命令。這些命令可啟動(dòng)、停止或改變HVAC單元2的任何數(shù)量的操作等級(jí)。 在另一實(shí)施例中，監(jiān)督控制器15計(jì)算HVAC單元2中的本地?cái)?shù)字控制器(例如，具有基于微處理器的控制)使用的、到輸入12的命令。在一方面，到單元的本地?cái)?shù)字控制器的每個(gè)輸入對(duì)應(yīng)于該單元的致動(dòng)器。本地?cái)?shù)字控制器然后可以確定發(fā)送到最終控制元件的最終命令。例如，本地?cái)?shù)字控制器可針對(duì)致動(dòng)器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，或者將信號(hào)的協(xié)議轉(zhuǎn)換為致動(dòng)器可使用的。本地?cái)?shù)字控制器還可進(jìn)行操作，以通過(guò)本地控制環(huán)將致動(dòng)器維持在特定的設(shè)置。因此，監(jiān)督控制器15可命令本地?cái)?shù)字控制器中的本地控制環(huán)的設(shè)定點(diǎn)，而不是直接命令最終控制元件。狀態(tài)指示在一個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)督控制器15具有用于從環(huán)境控制器3和/或HVAC單元2接收狀態(tài)指示13的裝置。在一方面，狀態(tài)指示13可以提供關(guān)于HVAC單元2或傳感器3當(dāng)前是否處于操作中的信息。在另一方面，狀態(tài)指示13可以提供HVAC單元的設(shè)置，諸如回風(fēng)溫度、排放溫度、正使用的單元的能力的部分(例如，百分?jǐn)?shù))(該部分是操作等級(jí)的示例)以及冷水閥(例如，320)打開(kāi)的程度。為了說(shuō)明的目的，將狀態(tài)指示13示出為與HVAC單元2和傳感器3分離，而可實(shí)際上從傳感器2或傳感器3本身接收狀態(tài)指示13。在一個(gè)實(shí)施例中，HVAC單元2的狀態(tài)指示13可從HVAC單元2的本地?cái)?shù)字控制器獲得。監(jiān)督控制器15可以查詢(xún)這些本地?cái)?shù)字控制器，以確定本地?cái)?shù)字控制器或HVAC單元2是“接通”還是“關(guān)斷”。如果單元是“關(guān)斷”，則該單元的致動(dòng)器的狀態(tài)指示13可以是特定值(例如，零)。在另一示例中，環(huán)境傳感器3具有一些定義好的且容易檢測(cè)到的故障模式。在一方面，一種故障模式是“不可到達(dá)的”，這意味著網(wǎng)關(guān)(例如，監(jiān)督控制器15的網(wǎng)絡(luò)接口)無(wú)法與傳感器通信。另一故障模式是超出范圍的電壓(O伏或1.5伏)，其中，O伏意味著傳感器探針短路并且I. 5伏表示傳感器探針開(kāi)路或者缺失。這些故障中的任何一個(gè)都會(huì)導(dǎo)致該傳感器為零的狀態(tài)指不。在系統(tǒng)400的操作期間，可能并不是所有HVAC單元2都以試圖保存能量的方式來(lái)運(yùn)行。然而，系統(tǒng)400可檢測(cè)熱點(diǎn)(例如，高于參考溫度的溫度傳感器3)或者期望更多制冷(或者在其它實(shí)施例中為制熱)的其它事件，并且然后確定哪個(gè)模塊應(yīng)該增大其操作等級(jí)(例如，模塊是否應(yīng)該接通)。系統(tǒng)400還可確定何時(shí)可接受減小HVAC單元2的操作等級(jí)(例如，關(guān)斷)以及哪些HVAC單元2可接受減小而不會(huì)引起傳感器讀數(shù)超出范圍。作為這些確定的一部分，可使用轉(zhuǎn)移函數(shù)矩陣(TM)和負(fù)荷矩陣(LOAD)。II.初始化轉(zhuǎn)移函數(shù)矩陣和負(fù)荷矩陣 轉(zhuǎn)移函數(shù)矩陣(TM)是增大(和潛在地相當(dāng)于減小)環(huán)境維持模塊對(duì)環(huán)境傳感器的影響的度量。矩陣可以提供對(duì)系統(tǒng)中的每個(gè)傳感器或者只是對(duì)一部分傳感器的影響。在一方面，TM的行數(shù)J可以等于環(huán)境傳感器(對(duì)于使用CRAC單元的實(shí)施例也稱(chēng)為冷通道傳感器(cold aisle sensor))的數(shù)量，并且列數(shù)可以等于環(huán)境維持模塊的數(shù)量。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)模塊將僅存在一列。在這樣的實(shí)施例中，將僅存在模塊的能耗的一個(gè)測(cè)量，即，確定其操作等級(jí)的一個(gè)參數(shù)。在另一實(shí)施例中，對(duì)于模塊可存在多于一行，并且因此可以存在多于一個(gè)參數(shù)，每個(gè)參數(shù)均提供模塊的操作等級(jí)的測(cè)量。注意，行和列可交換。另外，術(shù)語(yǔ)“矩陣”可以是值的任意可加索引的陣列。如這里所描述的，操作等級(jí)可以是輸入或輸出值。例如，無(wú)功率的輸入命令(例如，電壓或數(shù)字值)可以是為O的操作等級(jí)，并且全功率的輸入可以是100%的操作等級(jí)或某個(gè)最大值。操作等級(jí)也可以是特定致動(dòng)器的輸入值(例如，風(fēng)扇速度、溫度設(shè)定點(diǎn)、濕度設(shè)定點(diǎn)或者閥位置)或者這樣的致動(dòng)器的位置的輸出測(cè)量。在另一實(shí)施例中，操作等級(jí)也可以是輸出等級(jí)(例如，所提供的制冷或制熱的等級(jí))。該輸出等級(jí)可以是實(shí)際流相對(duì)于設(shè)計(jì)值的百分比，可以超過(guò)該設(shè)計(jì)值，從而提供大于100%的百分比。當(dāng)參數(shù)是輸出值時(shí)，可以存在用于改變輸出參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)輸入命令變量。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、用于初始化包括多個(gè)模塊(例如，CRAC單元)和傳感器的環(huán)境維持系統(tǒng)的方法500的流程圖。在描述該方法時(shí)，將參照?qǐng)D4。初始化包括創(chuàng)建轉(zhuǎn)移矩陣TM。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)增大和/或減小模塊的操作等級(jí)(例如，啟動(dòng)和停止)并且取操作等級(jí)改變之前與改變之后的溫度之間的差來(lái)來(lái)初始化TM的列。在一個(gè)實(shí)施例中，順序地(即，一次一個(gè))減小和增大模塊。在其它實(shí)施例中，通過(guò)一次改變多個(gè)模塊的操作等級(jí)來(lái)初始化TM的列。在步驟510中，接收(例如，在控制器15處)每個(gè)傳感器(例如，來(lái)自傳感器3)的第一傳感器值Yi(例如，溫度、濕度或壓力)。第一傳感器值Yi可由計(jì)算機(jī)(例如，控制器15)作為測(cè)量命令的結(jié)果而主動(dòng)測(cè)量，或者可通過(guò)能夠接收所傳送的消息的端口來(lái)被動(dòng)地獲得。特定傳感器J的第一傳感器溫度Yl可被記為Ylj。可一次獲得或可多次獲得第一傳感器值Ylj。例如，可在改變?nèi)我饽K的操作等級(jí)之前獲得第一值Yi，或者可在每次改變特定模塊的操作等級(jí)之前獲得第一值Yi。除了第一傳感器值Yl之外，可記錄其它值，諸如模塊的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)的操作等級(jí)。示例的操作參數(shù)輸入設(shè)置和所測(cè)量的輸出值(諸如返回溫度(例如，來(lái)自圖3中的傳感器360)、排放溫度(例如，來(lái)自傳感器370)以及流速(例如，如果模塊具有VFD，則為設(shè)計(jì)流速乘以VFD百分比命令))可被測(cè)量并存儲(chǔ)在例如與控制器15可通信地耦合的存儲(chǔ)器中。在步驟520中，改變一個(gè)或多個(gè)模塊的一個(gè)或多個(gè)操作等級(jí)。在一個(gè)實(shí)施例中，改變模塊的所有操作等級(jí)，其可以是僅一個(gè)等級(jí)。在另一實(shí)施例中，僅改變模塊的一部分操作等級(jí)。未被改變的操作等級(jí)可在另一時(shí)間改變，或者可不包括在轉(zhuǎn)移矩陣的計(jì)算中。在各個(gè)實(shí)施例中，可同時(shí)改變多個(gè)模塊的操作等級(jí)。操作等級(jí)的改變量可變化或者可以以某種方式為相等的。例如，所改變的每個(gè)操作參數(shù)可以改變相同的百分比(例如，100 %、50 %、25 %等等)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，相對(duì)于參數(shù)的設(shè)計(jì)最大值測(cè)量為100% (例如，所設(shè)計(jì)的最大氣流的100%)。實(shí)現(xiàn)比所設(shè)計(jì)的氣流更大的氣流是可能的，因此百分比可以大于100%。為了確定針對(duì)特定參數(shù)的操作等級(jí)所實(shí)現(xiàn)的確切改變量，可在發(fā)出改變命令之后進(jìn)行參數(shù)的測(cè)量。如果操作參數(shù)是輸出值，則無(wú)法直接從改變命令知道新操作等級(jí)。例如，改變命令可用于增大氣流；并且可存在一些校準(zhǔn)設(shè)置以大致知道什么氣流對(duì)應(yīng)于該命令，但是氣流的實(shí)際值可通過(guò)測(cè)量更準(zhǔn)確地獲得。另外，除了對(duì)輸出值進(jìn)行測(cè)量之外可能根本無(wú)法知道一些參數(shù)。在其它實(shí)施例中，操作等級(jí)的改變可以是自動(dòng)獲知的(例如，如果改變是關(guān)斷，尤其是僅存在接通和關(guān)斷時(shí))。
在步驟530中，接收每一個(gè)傳感器的第二傳感器值Y2。在一個(gè)實(shí)施例中，在改變模塊的操作等級(jí)之后啟動(dòng)定時(shí)器(例如，具有網(wǎng)絡(luò)可配置的時(shí)段)。作為默認(rèn)值，該時(shí)段可以是15分鐘。在一個(gè)實(shí)施例中，在定時(shí)器結(jié)束之后測(cè)量第二值Y2。在另一實(shí)施例中，在給出了改變命令之后連續(xù)地測(cè)量值，并且在所測(cè)量的值達(dá)到準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)條件之后存儲(chǔ)第二傳感器值Y2。例如，在擾動(dòng)之后，傳感器的改變輸出可具有一定的改變率。一旦改變率減小到閾值以下，則可確定準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)條件。傳感器的輸出改變的閾值的絕對(duì)值是另一示例。在步驟540中，計(jì)算(例如，通過(guò)處理器10)每個(gè)相應(yīng)的第一傳感器溫度Y2與第二傳感器值Y2之間的差。因此，如果使用N個(gè)傳感器，則對(duì)于所改變的每個(gè)操作參數(shù)存在Υ2ΓΥ1Τ的N個(gè)相應(yīng)值，其中J從I到N。該差可以是正的或負(fù)的。通常對(duì)于制冷，如果改變是操作等級(jí)增大，則溫度(用于制冷的關(guān)注傳感器值)減小并且每個(gè)負(fù)的。另外，通常對(duì)于制冷，如果改變是操作等級(jí)減小，則溫度增加并且每個(gè)Υ2Τ_Υ1Τ是正的。然而，這些關(guān)系不是總是成立。例如，如果模塊的返回溫度處于或低于期望的排放溫度，則模塊可關(guān)斷其制冷能力。因此，模塊將不提供制冷，而實(shí)際上提供制熱，這是由于空氣將仍由風(fēng)扇吹出，這使得一些熱被施加到空氣。因此，一些轉(zhuǎn)移矩陣元素可以具有其它元素的相反符號(hào)，這是違反直覺(jué)的。在步驟550中，使用相應(yīng)的差計(jì)算每個(gè)傳感器的TM矩陣元素。例如，處理器10可計(jì)算NXK個(gè)矩陣元素，其中N是傳感器的數(shù)量并且K是改變的操作參數(shù)的數(shù)量。在一個(gè)實(shí)施例中，如果一次改變一個(gè)操作參數(shù)，則可以使用對(duì)于每個(gè)矩陣元素的公式一次更新單個(gè)列。在另一實(shí)施例中，如果一次改變多于一個(gè)操作參數(shù)，則一次更新多個(gè)列，其中組合公式(例如，遞歸最小二乘)用于更新矩陣元素。在步驟560中，確定是否還有更多操作參數(shù)尚未改變。如果是，則可重復(fù)方法500。在一個(gè)實(shí)施例中，假設(shè)方法500的第一迭代僅減小一個(gè)操作參數(shù)P”在下一次迭代中，步驟520可以包括增大參數(shù)P1的等級(jí)以具有上次迭代之前的參數(shù)的操作等級(jí)，并且步驟520可以包括減小參數(shù)P2的等級(jí)。因此，在第一迭代改變一個(gè)操作等級(jí)，并且在第二迭代改變兩個(gè)操作等級(jí)。其它實(shí)施例可以具有在每次迭代減小和多次增大的多個(gè)操作等級(jí)。如以下描述的，這樣的實(shí)施例可以使用遞歸最小二乘方法來(lái)確定矩陣元素。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)是否還有更多操作等級(jí)需要改變的這種確定等同于是否還有TM的更多列需要初始化。在針對(duì)模塊存在一個(gè)操作等級(jí)并且操作等級(jí)選項(xiàng)是接通或關(guān)斷的實(shí)施例中，該確定于是為啟動(dòng)還是停止模塊。在這樣的實(shí)施例中，如果存在多個(gè)模塊需要停止，則所停止的模塊然后可被重新啟動(dòng)，并且其它模塊然后可被停止，以確定TM矩陣的其它元素。當(dāng)模塊被重新啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)-停止定時(shí)器可以被重新啟動(dòng)，并且在啟動(dòng)-停止定時(shí)器期滿(mǎn)之后對(duì)下一模塊執(zhí)行該初始化。在步驟570中，在算出TM的所有矩陣元素之后，轉(zhuǎn)移矩陣TM可以存儲(chǔ)在環(huán)境維持系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中。轉(zhuǎn)移矩陣可以被檢索，以確定是否改變致動(dòng)器的操作等級(jí)。這種確定可在例如方法600-900中執(zhí)行?，F(xiàn)在描述用于計(jì)算轉(zhuǎn)移矩陣和LOAD矩陣的矩陣元素的某些實(shí)施例。矩陣元素的計(jì)算在一次改變一個(gè)操作參數(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，在接收到第二傳感器值之后，確定TM的與所改變的操作參數(shù)對(duì)應(yīng)的那個(gè)列的矩陣元素。如果操作參數(shù)是Pindx (在該實(shí)施例中，其與模塊具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系)并且傳感器索引是Sindx，則矩陣元素TM(Sindx，Pindx)可以計(jì)算
為
權(quán)利要求
1.一種控制環(huán)境維持系統(tǒng)的方法，所述環(huán)境維持系統(tǒng)包括多個(gè)環(huán)境維持模塊和用于測(cè)量環(huán)境的物理?xiàng)l件的值的多個(gè)傳感器，所述方法包括 識(shí)別其傳感器值被測(cè)量為在范圍之外的傳感器Sindx ； 針對(duì)所述模塊的至少一部分中的每一個(gè)，確定預(yù)測(cè)改變值，所述預(yù)測(cè)改變值用于預(yù)測(cè)改變相應(yīng)模塊的操作等級(jí)對(duì)由所識(shí)別的傳感器Sindx測(cè)量的傳感器值的改變程度； 基于所述預(yù)測(cè)改變值選擇至少一個(gè)模塊；以及 改變所選擇的模塊的操作等級(jí)，以實(shí)現(xiàn)傳感器Sindx的傳感器值的改變。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述操作等級(jí)的改變是啟動(dòng)或停止模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，針對(duì)第一模塊確定預(yù)測(cè)改變值包括確定與所述第一模塊對(duì)應(yīng)的多個(gè)致動(dòng)器中的每一個(gè)的操作等級(jí)的改變的預(yù)測(cè)改變值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述操作等級(jí)的改變是增大所選擇的模塊的操作等級(jí)，其中，所選擇的模塊先前在所述改變之前正在運(yùn)行，并且其中，當(dāng)所測(cè)量的傳感器值在閾值以上或在閾值以下時(shí)，所測(cè)量的傳感器值在范圍之外。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，具有最大的預(yù)測(cè)改變值的模塊的操作等級(jí)改變。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，選擇模塊包括 識(shí)別大于改變閾值的預(yù)測(cè)改變值；以及 選擇其預(yù)測(cè)改變值大于所述改變閾值的模塊中的一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，如果所述模塊中的至少一個(gè)具有大于所述改變閾值的預(yù)測(cè)改變值并且具有可變風(fēng)扇速度，則選擇具有可變風(fēng)扇速度的模塊，以用于改變所述操作等級(jí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，選擇模塊中的一個(gè)是隨機(jī)執(zhí)行的。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，模塊Sindx的預(yù)測(cè)改變值對(duì)應(yīng)于Yptjst-Ypre，其被確定為Ypost-Ypre = TM(Hindx, Sindx) * Λ Ievelest(Sindx)，其中，Yptjst 是在改變模塊 Sindx 的操作等級(jí)之后的、所識(shí)別的傳感器Hindx的估計(jì)傳感器值，Ypre是在改變模塊Sindx的操作等級(jí)之前的、所識(shí)別的傳感器Hindx的傳感器值，Alevelest(Sindx)是要發(fā)生的、模塊Sindx的操作等級(jí)的改變的估計(jì)量，并且其中，TM是轉(zhuǎn)移矩陣，所述轉(zhuǎn)移矩陣用于提供改變模塊的操作等級(jí)與所導(dǎo)致的傳感器值的改變之間的關(guān)系。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，模塊Sindx的操作等級(jí)的改變是啟動(dòng)，其中，在啟動(dòng)模塊Sindx之前N個(gè)模塊正在運(yùn)行，并且其中，啟動(dòng)之后模塊Sindx的估計(jì)操作等級(jí)是正在操作的模塊的操作等級(jí)的平均值乘以N/(Ν+1)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括通過(guò)以下步驟更新所述轉(zhuǎn)移矩陣TM 在改變所選擇的模塊的操作等級(jí)之前，測(cè)量所述傳感器的第一傳感器值Yl并且確定所選擇的模塊的操作等級(jí)； 在改變所選擇的模塊的操作等級(jí)之后，測(cè)量所述傳感器的第二傳感器值Υ2并且確定所選擇的模塊的操作等級(jí)； 針對(duì)所述傳感器中的每一個(gè)計(jì)算所選擇的模塊Sindx的
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，使用以下等式從TMnew和舊的TM獲得更新的TM TM(i, j)updoted = g*TM(i，j)new+(l_g)*TM(i，j)old，其中，g 在 O 與 I
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括防止改變另一模塊的操作等級(jí)，直到在所選擇的模塊的操作等級(jí)改變之后過(guò)去預(yù)定時(shí)間量為止或者直到在所選擇的模塊的操作等級(jí)改變之后達(dá)到準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)條件為止。
14.一種包括有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)存儲(chǔ)多個(gè)指令，所述指令用于控制處理器執(zhí)行用于控制環(huán)境維持系統(tǒng)的操作，所述環(huán)境維持系統(tǒng)包括多個(gè)環(huán)境維持模塊和用于測(cè)量環(huán)境的物理?xiàng)l件的值的多個(gè)傳感器，所述指令包括根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法。
15.—種環(huán)境維持系統(tǒng),包括 多個(gè)環(huán)境維持模塊； 用于測(cè)量環(huán)境的物理?xiàng)l件的值的多個(gè)傳感器； 根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品；以及 至少一個(gè)處理器。
16.一種控制環(huán)境維持系統(tǒng)的方法，所述環(huán)境維持系統(tǒng)包括當(dāng)前正在運(yùn)行的多個(gè)環(huán)境維持模塊和用于測(cè)量環(huán)境的物理?xiàng)l件的值的多個(gè)傳感器，所述方法包括 針對(duì)當(dāng)前正在運(yùn)行的多個(gè)模塊中的至少一個(gè)模塊 估計(jì)在該模塊的操作等級(jí)減小了至少預(yù)定量的情況下所得到的所述傳感器的傳感器值； 確定當(dāng)前正在運(yùn)行的多個(gè)模塊中的不使所估計(jì)的傳感器值中的任何一個(gè)在第一范圍之外的一個(gè)或多個(gè)模塊的第一集合；以及 響應(yīng)于確定當(dāng)前正在運(yùn)行的多個(gè)模塊中的一個(gè)或多個(gè)模塊不使所估計(jì)的傳感器值中的任何一個(gè)在所述第一范圍之外，減小所述第一集合的至少一個(gè)模塊的操作等級(jí)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，減小所述第一集合的至少一個(gè)模塊的操作等級(jí)包括停止模塊。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，估計(jì)在第一模塊的操作等級(jí)減小了至少預(yù)定量的情況下所得到的所述傳感器的傳感器值包括 針對(duì)與所述第一模塊對(duì)應(yīng)的多個(gè)致動(dòng)器中的每一個(gè)的操作等級(jí)的改變來(lái)估計(jì)所得到的傳感器值，并且其中，減小操作等級(jí)對(duì)應(yīng)于減小不會(huì)使得所估計(jì)的傳感器值在所述第一范圍之外的致動(dòng)器的操作等級(jí)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第一范圍包括作為如下組合的閾值該組合為目標(biāo)閾值減去死區(qū)值。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括 識(shí)別所述第一集合的、其效率小于效率閾值的一個(gè)或多個(gè)模塊；以及 針對(duì)所識(shí)別的、正在運(yùn)行的模塊中的一個(gè)模塊 估計(jì)在所識(shí)別的模塊關(guān)斷的情況下將會(huì)保持接通的每個(gè)模塊的百分比能力，所述百分比能力是所識(shí)別的模塊正操作的設(shè)計(jì)能力的百分比的度量； 根據(jù)所述百分比能力確定負(fù)荷； 確定所述負(fù)荷是否超過(guò)第一閾值； 響應(yīng)于確定所述負(fù)荷不超過(guò)所述第一閾值并且所估計(jì)的傳感器值都不在所述第一范圍之外，減小所識(shí)別的模塊的操作等級(jí)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所識(shí)別的模塊中的所述一個(gè)模塊是所識(shí)別的具有最低效率的模塊。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，根據(jù)每個(gè)模塊的百分比能力和所述模塊的設(shè)計(jì)能力而確定所述負(fù)荷。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，模塊Cindx的估計(jì)百分比能力VoUap是0ZoC ap{Cindx) = 0ZaCap(Cindx) + LOAD(Cmdx, Sindx) * 0ZoCap(Smdx)， 其中，負(fù)荷矩陣提供停止模塊對(duì)保持接通的剩余模塊的使用的能力的影響的度量，其中，負(fù)荷矩陣元素LOAD (Cindx，Sindx)提供停止模塊Sindx對(duì)模塊Cindx的能力的影響的度量。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，模塊Cindx的效率η被計(jì)算為所述百分比能力除以相對(duì)于最大風(fēng)扇速度設(shè)置的風(fēng)扇速度的操作的百分比。
25.—種對(duì)環(huán)境維持系統(tǒng)進(jìn)行初始化的方法，所述環(huán)境維持系統(tǒng)包括多個(gè)環(huán)境維持模塊和用于測(cè)量環(huán)境的物理?xiàng)l件的值的多個(gè)傳感器，每個(gè)模塊包括一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，所述方法包括 接收所述傳感器中的每一個(gè)的第一傳感器值Yl ； 同時(shí)改變所述模塊的至少兩個(gè)致動(dòng)器的操作等級(jí)； 針對(duì)每個(gè)傳感器 在操作等級(jí)的改變之后，接收第二傳感器值Y2 ;以及計(jì)算所述第一傳感器值Yl與所述第二傳感器值Y2之間的差；以及基于所述差確定轉(zhuǎn)移矩陣的矩陣元素的至少一部分，所述轉(zhuǎn)移矩陣具有致動(dòng)器的數(shù)量乘以傳感器的數(shù)量的維數(shù)，其中，所述部分包括與所述至少兩個(gè)致動(dòng)器相關(guān)聯(lián)的矩陣元素，并且其中，確定傳感器S和致動(dòng)器P的矩陣元素包括 確定第一比率，所述第一比率的分子包括傳感器S的差并且所述第一比率的分母包括致動(dòng)器P的操作等級(jí)的改變；以及 將所述第一比率與至少一個(gè)其它比率組合，其中，所述至少一個(gè)其它比率是根據(jù)導(dǎo)致傳感器S的傳感器值的先前差的、致動(dòng)器P的操作等級(jí)的先前改變而確定的。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，組合所述第一比率與至少一個(gè)其它比率包括使用遞歸最小二乘。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，模塊的致動(dòng)器的操作等級(jí)的改變是啟動(dòng)或停止相應(yīng)模塊。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，組合所述第一比率與至少一個(gè)其它比率包括 確定算出的差相對(duì)于由致動(dòng)器P的操作等級(jí)的改變而導(dǎo)致的傳感器S的傳感器值的預(yù)測(cè)改變的誤差；以及 將所述誤差與傳感器S和致動(dòng)器P的矩陣元素的現(xiàn)有值相加，其中所述現(xiàn)有值是根據(jù)所述先前差和致動(dòng)器P的操作等級(jí)的先前改變而確定的。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，還包括 在所述相加之前將所述誤差與學(xué)習(xí)因子相乘，其中，所述學(xué)習(xí)因子是根據(jù)協(xié)方差矩陣確定的。
30.一種對(duì)環(huán)境維持系統(tǒng)進(jìn)行初始化的方法，所述環(huán)境維持系統(tǒng)包括多個(gè)環(huán)境維持模塊和用于測(cè)量環(huán)境的物理?xiàng)l件的值的多個(gè)傳感器，所述方法包括至少一個(gè)處理器通過(guò)以下步驟來(lái)確定轉(zhuǎn)移矩陣TM 針對(duì)所述模塊中的每一個(gè)模塊 接收所述傳感器中的每一個(gè)的第一傳感器值Yl，每個(gè)第一傳感器值是在相應(yīng)模塊具有第一操作等級(jí)時(shí)接收的；停止或啟動(dòng)相應(yīng)模塊；以及在停止或啟動(dòng)相應(yīng)模塊之后，針對(duì)每個(gè)傳感器接收第二傳感器值Y2; 計(jì)算所述第一傳感器值Yl與所述第二傳感器值Y2之間的差；以及 使用所述差計(jì)算TM矩陣元素， 其中，所述轉(zhuǎn)移矩陣TM提供啟動(dòng)和/或停止模塊與所導(dǎo)致的每個(gè)傳感器的傳感器值的改變之間的關(guān)系。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，所述矩陣元素等于(Y2-Y1)除以能力的度量。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，還包括 接收當(dāng)所有模塊都正在運(yùn)行時(shí)每個(gè)模塊S的返回溫度TRs和排放溫度TDs，其中，操作 P' (TR -TD )等級(jí)是通過(guò)％0零=測(cè)量的能力，其中，F(xiàn)p是被停止的模塊在停止前的流速，TRp是相應(yīng)模塊P在停止前的返回溫度，TDp是相應(yīng)模塊P在其操作等級(jí)改變之前的排放溫度，F(xiàn)d是單元的設(shè)計(jì)流速，并且TRd-TDd是相應(yīng)模塊P的設(shè)計(jì)Λ T0
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，還包括通過(guò)以下步驟計(jì)算負(fù)荷矩陣針對(duì)每個(gè)申吳塊Sindx 針對(duì)每個(gè)其它模塊Cindx，計(jì)算由改變相應(yīng)模塊Sindx的操作等級(jí)而得到的能力的百分比改變(Λ % Cap)；以及使用每個(gè)百分比改變來(lái)確定負(fù)荷矩陣元素LOAD (Cindx，Sindx)， 其中，所述負(fù)荷矩陣提供改變模塊的操作等級(jí)對(duì)保持接通的剩余模塊的使用的能力的影響的度量。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法,其中~—其中， %電，Δ % Cap是由停止模塊Sindx而引起的模塊Cindx的百分比能力的改變，并且其中，% Caps是被停止的模塊Sindx在停止前的百分比能力。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中，
全文摘要
提供了用于使用傳感器控制環(huán)境維持系統(tǒng)(例如，HVAC單元)的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。由傳感器測(cè)量的值可以用于確定模塊的操作等級(jí)的改變，以將傳感器值保持在期望范圍內(nèi)。例如，當(dāng)傳感器溫度過(guò)熱時(shí)，停止的模塊可以被增大或啟動(dòng)以得到更多的制冷。可以啟動(dòng)被預(yù)測(cè)為對(duì)熱傳感器的溫度具有最大影響的模塊?？梢允褂棉D(zhuǎn)移矩陣執(zhí)行以上預(yù)測(cè)，該轉(zhuǎn)移矩陣提供操作等級(jí)的改變與所得到的傳感器改變之間的關(guān)系。作為另一示例，如果傳感器溫度在范圍內(nèi)并且操作等級(jí)的減小被預(yù)測(cè)為不會(huì)引起超出范圍的條件，則可以停止模塊(或以其他方式減小操作等級(jí))。
文檔編號(hào)G05D23/19GK102625926SQ201080047608
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者克利福德·C·費(fèi)澤斯皮爾, 庫(kù)爾特·費(fèi)澤斯皮爾, 杰里·金 申請(qǐng)人:維吉萊公司