用于冷卻系統(tǒng)的部件的能量分析與預(yù)測建模的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于對具有多個(gè)冷水（CW）部件的CW系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析的方法。該方法可以考慮用于每個(gè)CW部件的允許工作點(diǎn)、允許工作范圍或允許工作條件中至少一個(gè)的集合。可以考慮在設(shè)置有所述CW部件中的至少子多個(gè)CW部件的環(huán)境下用戶設(shè)置的周圍濕球（WB）溫度或系統(tǒng)測量的周圍WB溫度。可以計(jì)算對于覆蓋由CW系統(tǒng)熱管理的負(fù)載的每個(gè)CW部件的等效循環(huán)條件。針對所計(jì)算的等效循環(huán)條件中的每一個(gè)，處理器可以生成用于平衡CW部件以滿足負(fù)載要求的信息，然后分析并且選擇產(chǎn)生用戶優(yōu)選優(yōu)化的平衡條件。
【專利說明】用于冷卻系統(tǒng)的部件的能量分析與預(yù)測建模的系統(tǒng)及方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年3月15日提交的美國臨時(shí)專利申請N0.61/793，872的優(yōu)先權(quán),其全部公開內(nèi)容通過引用合并到本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開內(nèi)容涉及一種用于分析冷卻系統(tǒng)的性能的系統(tǒng)，并且更具體地涉及一種用于對冷卻系統(tǒng)的多個(gè)不同部件進(jìn)行分析與建模以響應(yīng)于多個(gè)設(shè)備工作參數(shù)和用戶限定輸入來確定和/或預(yù)測該系統(tǒng)的冷卻能力的綜合的系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0004]本部分中的描述僅提供與本公開內(nèi)容有關(guān)的背景信息并且可能未構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
[0005]隨著對于各種設(shè)施的冷卻需求的量(尤其是在數(shù)據(jù)中心)持續(xù)增長，改善冷卻系統(tǒng)的性能以及控制這樣的冷卻系統(tǒng)迅速引起人們的關(guān)注。具體地，在冷水(CW)冷卻系統(tǒng)的情況下，多個(gè)部件工作以將熱從負(fù)載移除，其中負(fù)載可以由各種不同類型的設(shè)備創(chuàng)建。在一個(gè)示例中，負(fù)載可能是由幾打、幾百或幾千個(gè)服務(wù)器和其他IT和/或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在數(shù)據(jù)中心內(nèi)生成的熱。在一個(gè)示例中，基本的CW冷卻系統(tǒng)可以被理解成包括一個(gè)或更多個(gè)冷卻器、一個(gè)或更多個(gè)CW泵、旁路、一個(gè)或更多個(gè)冷卻塔泵、一個(gè)或更多個(gè)冷卻塔、補(bǔ)充水過濾控制、受控的一個(gè)或更多個(gè)變頻驅(qū)動(dòng)器(VFD)以及連接上述部件的關(guān)聯(lián)管道。與這些設(shè)備中的任意一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)聯(lián)的性能和/或設(shè)備設(shè)置點(diǎn)在過渡和平衡期間對各個(gè)部件的性能輸出具有影響以及分別對整個(gè)CW系統(tǒng)的性能輸出具有影響。當(dāng)前，沒有一種已知的系統(tǒng)能夠使用CW系統(tǒng)的部件中的各種部件的已知信息、運(yùn)行能力或性能曲線來對CW系統(tǒng)的各種重要的性能參數(shù)(例如每分鐘的總加侖(GPM)、溫度差(Λ T)和SCWT (供應(yīng)冷卻水溫度)等)在變化的設(shè)備設(shè)置點(diǎn)被應(yīng)用于CW系統(tǒng)的一個(gè)或更多個(gè)部件的情況下受到影響的可能性有多大進(jìn)行建模。此外，沒有一種方式能夠預(yù)測一個(gè)特定部件的性能變化(或用戶/系統(tǒng)變化設(shè)置點(diǎn))如何影響系統(tǒng)的、可能正在從特定部件接收直接或間接輸出的一個(gè)或更多個(gè)其他部件的工作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個(gè)方面中，本公開內(nèi)容涉及一種用于對具有多個(gè)冷水(CW)部件的CW系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析的方法。所述方法包括:考慮用于所述CW系統(tǒng)的所述多個(gè)CW部件中的每一個(gè)的允許工作點(diǎn)、允許工作范圍或允許工作條件中至少一個(gè)的集合。所述方法還可以包括考慮設(shè)置有所述CW部件中的至少子多個(gè)(Subplurality)CW部件的環(huán)境下的用戶設(shè)置的周圍濕球(WB)溫度或系統(tǒng)測量的周圍WB溫度?？梢杂?jì)算對于一起覆蓋由CW系統(tǒng)熱管理的負(fù)載的每個(gè)CW部件的等效循環(huán)條件。所述等效循環(huán)條件可以以管理對負(fù)載的冷卻的方式與覆蓋負(fù)載的CW部件中的一個(gè)或更多個(gè)的性能參數(shù)相關(guān)。對于所計(jì)算出的等效循環(huán)條件中的每一個(gè)，可以使用處理器在給定用戶設(shè)置的WB溫度或系統(tǒng)測量的WB溫度的情況下生成用于通過選擇CW系統(tǒng)的具體工作點(diǎn)來平衡CW部件的信息，以滿足由所述負(fù)載所施加的負(fù)載要求。
[0007]在另一個(gè)方面中，本公開內(nèi)容涉及一種用于對具有多個(gè)冷水(Cff)部件的CW系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析和優(yōu)化的方法。所述方法可以包括獲取CW系統(tǒng)的每個(gè)CW部件的性能數(shù)據(jù)表。性能數(shù)據(jù)表可以基于與每個(gè)CW部件相關(guān)聯(lián)的輸入或輸出中至少一個(gè)來限定用于每個(gè)Cff部件的工作點(diǎn)或工作范圍中的至少一個(gè)?？梢垣@取在設(shè)置有所述CW部件中的至少子多個(gè)CW部件的環(huán)境下的用戶設(shè)置的周圍濕球(WB)溫度或系統(tǒng)測量的周圍WB溫度?？梢曰谟捎脩籼峁┑男畔⒒虮硎疽阎ぷ鲄?shù)限制的信息來獲取對于CW系統(tǒng)的所述子多個(gè)部件中的每一個(gè)的允許工作點(diǎn)、工作范圍或允許工作條件中的至少一個(gè)的集合。可以計(jì)算對于覆蓋由CW系統(tǒng)熱管理的負(fù)載的每個(gè)CW部件的等效循環(huán)條件。等效循環(huán)條件可以以管理對負(fù)載的冷卻的方式與用于覆蓋所述負(fù)載的CW部件中的一個(gè)或更多個(gè)的每分鐘加侖(GPM)、溫度的變化和供應(yīng)冷水溫度(SCWT)中至少一個(gè)相關(guān)。針對所計(jì)算出的等效循環(huán)條件中的每一個(gè)，可以使用處理器在給定用戶設(shè)置的WB溫度或系統(tǒng)測量的WB溫度的情況下平衡CW系統(tǒng)的CW部件以滿足負(fù)載要求從而生成多個(gè)計(jì)算結(jié)果，其可以包括或可以不包括用于每個(gè)可控CW部件的在所述WB溫度和負(fù)載處產(chǎn)生系統(tǒng)平衡的一個(gè)或更多個(gè)設(shè)置點(diǎn)。所述多個(gè)結(jié)果可以用于通過選擇用于CW部件的、導(dǎo)致優(yōu)化所述CW系統(tǒng)的選擇工作參數(shù)的具體設(shè)置點(diǎn)來對CW部件的工作進(jìn)行優(yōu)化。
[0008]在又一個(gè)方面中，本公開內(nèi)容涉及一種用于對具有多個(gè)冷水(CW)部件的CW系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括具有非瞬態(tài)、機(jī)器可執(zhí)行代碼的至少一個(gè)處理器，所述至少一個(gè)處理器被配置成利用用于CW系統(tǒng)的每個(gè)CW部件的性能數(shù)據(jù)表。所述性能數(shù)據(jù)表可以基于與每個(gè)CW部件相關(guān)聯(lián)的輸入或輸出中的至少一個(gè)來限定用于每個(gè)CW部件的工作點(diǎn)或工作范圍中的至少一個(gè)。所述至少一個(gè)處理還可以利用在設(shè)置有所述CW部件中的至少子多個(gè)CW部件的環(huán)境下用戶設(shè)置的周圍濕球(WB)溫度或系統(tǒng)測量的周圍WB溫度。此夕卜，所述處理器可以使用對于CW系統(tǒng)的所述子多個(gè)部件中的每一個(gè)的允許工作點(diǎn)、工作范圍或允許工作條件中的至少一個(gè)的集合。所述處理器可以計(jì)算對于覆蓋由CW系統(tǒng)熱管理的負(fù)載的每個(gè)CW部件的等效循環(huán)條件。等效循環(huán)條件可以以管理對負(fù)載的冷卻的方式與覆蓋所述負(fù)載的的CW部件中的一個(gè)或更多個(gè)的性能參數(shù)相關(guān)。針對所計(jì)算出的等效循環(huán)條件中的每一個(gè)，處理器可以在給定用戶設(shè)置的WB溫度或系統(tǒng)測量的WB溫度的情況下生成用于平衡CW系統(tǒng)的CW部件的信息以滿足所述負(fù)載所施加的負(fù)載要求。
[0009]從本文所提供的描述，另外的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)變得很明顯。應(yīng)當(dāng)理解，描述和具體示例僅意在于說明目的并且并非意在限制本公開內(nèi)容的范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]本文所描述的附圖僅出于說明目的而非意在以任何方式限制本公開內(nèi)容的范圍。
[0011]圖1是可以用于在考慮到用于CW系統(tǒng)的每個(gè)CW設(shè)備的許可工作設(shè)置/范圍的情況下計(jì)算室內(nèi)工作條件和CW系統(tǒng)部件兩者的性能特征的系統(tǒng)的各個(gè)子部分的框圖。
[0012]圖2是可以由本公開內(nèi)容的系統(tǒng)的一種實(shí)施方式使用以確定CW系統(tǒng)的每個(gè)部件的性能值的各種計(jì)算單的高級(jí)框圖，其中，所述確定考慮到來自第一 CW部件的、饋送至第二 CW部件的輸出可能影響第二 CW部件的輸出；以及
[0013]圖3是提出了在CW系統(tǒng)的用于滿足負(fù)載和/或客戶所特定的需求的優(yōu)化操作中可以由本公開內(nèi)容的系統(tǒng)所進(jìn)行的主要操作的高級(jí)流程圖；
[0014]圖4是示出了在給定負(fù)載和濕球(WB)溫度情況下取決于供應(yīng)冷水溫度(SCWT)和供應(yīng)/移除空氣溫度(SAT)在效率上能夠?qū)崿F(xiàn)多么明顯的差異的圖表；
[0015]圖5是示出了如何可以使用系統(tǒng)來針對給定的負(fù)載和WB溫度來預(yù)測可以取決于用戶所設(shè)置的變量而可以獲得何種節(jié)能類型的圖；
[0016]圖6是可以呈現(xiàn)給用戶的圖，其基于某種預(yù)選形式的歷史工作數(shù)據(jù)(例如，時(shí)間或外部信息源)向用戶表明系統(tǒng)預(yù)測負(fù)載和WB溫度要經(jīng)歷的方向；以及
[0017]圖7是示出了系統(tǒng)10如何將用于組成CW系統(tǒng)的各個(gè)部件和負(fù)載的變量考慮在內(nèi)來確定CW系統(tǒng)的每種可能許可設(shè)備配置的平衡點(diǎn)的圖500。

【具體實(shí)施方式】
[0018]以下描述本身僅為示例性并且并非意在限定本公開內(nèi)容、應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)理解，貫穿附圖，相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相似或相應(yīng)的部分和特征。
[0019]參考圖1，示出了形成能量分析系統(tǒng)10 (下文中簡單地稱為“系統(tǒng)10”)的多個(gè)模塊，系統(tǒng)10用于對符合用戶或系統(tǒng)濕球(WB)設(shè)置點(diǎn)和負(fù)載要求的冷水(CW)系統(tǒng)的各個(gè)室內(nèi)和其他部件的性能進(jìn)行預(yù)測和優(yōu)化。一般地，應(yīng)當(dāng)理解，CW系統(tǒng)的每件設(shè)備相應(yīng)地做出反應(yīng)以實(shí)現(xiàn)所期望的輸出條件。最終的平衡設(shè)備狀態(tài)由施加在各件設(shè)備上的設(shè)置點(diǎn)來指定。最終平衡狀態(tài)會(huì)指定所述CW系統(tǒng)內(nèi)每件設(shè)備的能量和/或水消耗。
[0020]由于能夠不僅快速地計(jì)算各件設(shè)備的性能而且快速地計(jì)算用于改變設(shè)備互連的總的系統(tǒng)平衡，所以系統(tǒng)10可以對任何CW系統(tǒng)配置相對于任何負(fù)載輸入進(jìn)行建模，以確定所有設(shè)備件相對于給定環(huán)境條件的最經(jīng)濟(jì)的設(shè)置點(diǎn)。所計(jì)算的可能設(shè)備可以包括但不限于計(jì)算機(jī)/IT服務(wù)器、CW單元、水冷冷卻器、冷卻塔、風(fēng)冷冷卻器和泵。針對給定的固定條件集對用于各個(gè)CW部件的所有可能允許的設(shè)置點(diǎn)進(jìn)行建模，使得不僅能夠針對系統(tǒng)10的當(dāng)前工作條件而且還可以針對系統(tǒng)10的預(yù)期未來工作狀態(tài)來對總成本進(jìn)行全局優(yōu)化。這可以對設(shè)置點(diǎn)和設(shè)備分級(jí)(Staging)進(jìn)行預(yù)測。還可以表明非局部工作點(diǎn)是否可能。通過“非局部”工作點(diǎn)，意味著推斷未通過對設(shè)備設(shè)置點(diǎn)或工作條件的小增量變化來實(shí)現(xiàn)的情形可以被計(jì)算并且檢查以確保更加有效的CW系統(tǒng)工作狀態(tài)沒有被忽視。例如，在特定CW循環(huán)設(shè)備上將設(shè)置點(diǎn)增加I度或減小I度可以產(chǎn)生較高的總CW系統(tǒng)能耗。在該情形中，控制系統(tǒng)會(huì)將設(shè)置點(diǎn)保持原樣。但是，實(shí)踐中，將相同的設(shè)置點(diǎn)改變3到4度實(shí)際上會(huì)觸發(fā)可以利用先前已經(jīng)被忽視的某種形式的精減的不同CW系統(tǒng)工作模式。實(shí)際的設(shè)備性能還可以反饋至系統(tǒng)10中以調(diào)節(jié)性能表以使得理論的設(shè)備計(jì)算隨著時(shí)間的推移甚至更加精確?，F(xiàn)有的設(shè)備數(shù)據(jù)表然后可以被提取用于新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，從而提供了相比當(dāng)前可能的CW系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言更加有效的CW系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
[0021]系統(tǒng)10還可以評(píng)估設(shè)備分級(jí)以優(yōu)化總體系統(tǒng)性能。由于效率不是成比例的，所以設(shè)備分級(jí)的示例會(huì)是系統(tǒng)10確定何時(shí)以1/3能力操作3個(gè)冷卻器相對于以1/2能力操作2個(gè)冷卻器的會(huì)更加有效的情況。使用系統(tǒng)10來控制泵分級(jí)是另一個(gè)示例。
[0022]還參考圖1，系統(tǒng)10可以包括用于計(jì)算CW系統(tǒng)的每個(gè)部件的性能的多個(gè)子系統(tǒng)(軟件和硬件)模塊。例如，“室內(nèi)單元計(jì)算器”模塊12可以用于針對CW系統(tǒng)的每個(gè)室內(nèi)單元(即，部件)的每個(gè)允許工作點(diǎn)來計(jì)算用于CW系統(tǒng)的每個(gè)室內(nèi)單元的性能?！爸鰿W泵”計(jì)算器模塊14可以用于對主CW泵在每個(gè)允許工作點(diǎn)處的性能進(jìn)行建模?！肮?jié)約器(economizer)計(jì)算器”模塊16可以用于對熱交換節(jié)約器在每個(gè)許可工作點(diǎn)處的性能進(jìn)行建模?！袄鋮s塔泵計(jì)算器”模塊18可以用于計(jì)算冷卻塔泵的每個(gè)允許工作點(diǎn)處的冷卻塔泵性能。“冷卻塔”計(jì)算器20可用于計(jì)算每個(gè)可能工作條件(即，考慮進(jìn)入冷卻塔的水的溫度和流速)處CW系統(tǒng)的冷卻塔的性能?！袄鋮s器”計(jì)算器22可用于計(jì)算在每個(gè)許可工作點(diǎn)處CW系統(tǒng)的冷卻器單元的性能。處理系統(tǒng)24可以與部件12至部件22中的每個(gè)部件通信并且用于執(zhí)行優(yōu)化和預(yù)測計(jì)算從而滿足在規(guī)定的WB處的客戶和/或系統(tǒng)需求。WB設(shè)置點(diǎn)和任何其他相關(guān)客戶或系統(tǒng)信息26以及關(guān)于負(fù)載28的信息可以提供給處理系統(tǒng)24。應(yīng)當(dāng)理解，通過“許可”或“可能”工作點(diǎn)或條件，意味著部件可以在其處(或內(nèi))工作的工作點(diǎn)的具體范圍或工作條件的范圍，并且意味著該范圍可能部分地受限于CW系統(tǒng)的一個(gè)部件的作為對于CW系統(tǒng)的另一個(gè)部件的輸入提供的輸出。
[0023]參考圖2，可以看出，系統(tǒng)10為其優(yōu)化和預(yù)測能力而使用多個(gè)信息源。應(yīng)當(dāng)理解，通過系統(tǒng)10能夠?qū)嵤┑念A(yù)測和優(yōu)化特征可以使得用戶能夠在幾乎不減小或不減小系統(tǒng)10所管理的設(shè)備的能力的情況下實(shí)現(xiàn)明顯的節(jié)能(并且因此節(jié)省成本)。系統(tǒng)10還使得在對作為給定環(huán)境中的熱管理數(shù)據(jù)中心部件的不同CW部件進(jìn)行控制時(shí)將預(yù)期加載時(shí)間表和/或預(yù)期未來環(huán)境條件考慮在內(nèi)。
[0024]具體地，室內(nèi)單元計(jì)算器模塊12可以生成室內(nèi)單元計(jì)算器數(shù)據(jù)單12a，主CW泵計(jì)算器模塊14可以生成主CW泵計(jì)算器數(shù)據(jù)單14a，節(jié)約器計(jì)算器模塊16可以計(jì)算節(jié)約器計(jì)算器數(shù)據(jù)單16a，冷卻塔泵計(jì)算器模塊18可以生成冷卻塔泵數(shù)據(jù)單18a，冷卻塔計(jì)算器模塊20可以計(jì)算冷卻塔數(shù)據(jù)單20a并且冷卻器計(jì)算器模塊22可以生成冷卻器數(shù)據(jù)單22a。數(shù)據(jù)單12a至數(shù)據(jù)單22a中的每個(gè)表示關(guān)于在每個(gè)許可工作點(diǎn)處它們的關(guān)聯(lián)部件中的每一個(gè)部件的性能的數(shù)據(jù)或信息。但是，如果該信息可從給定部件的制造商獲得，則系統(tǒng)10可以使用從部件的制造商提供的信息。從數(shù)據(jù)計(jì)算單12a至數(shù)據(jù)計(jì)算單22a提供的信息可以由系統(tǒng)10用于進(jìn)行其優(yōu)化和/或預(yù)測計(jì)算，并且最終“推開”或替換(override) CW系統(tǒng)的各個(gè)部件的先前所確定的設(shè)置點(diǎn)以滿足和/或維持WB設(shè)置點(diǎn)并且滿足負(fù)載要求。
[0025]現(xiàn)參考圖3，高級(jí)流程圖100示出了圖1的系統(tǒng)10在其優(yōu)化/控制和/或預(yù)測操作中可以進(jìn)行的各個(gè)操作。在操作102處,系統(tǒng)10可以獲取或創(chuàng)建CW系統(tǒng)的至少一個(gè)部件的性能數(shù)據(jù)表(即，數(shù)據(jù)單)。實(shí)踐中，CW系統(tǒng)的大多數(shù)或所有部件會(huì)具有為其生成的數(shù)據(jù)表，如結(jié)合圖2所描述的。如果其正在接收來自CW部件中的不同部件或組合的輸出作為輸入，則這些數(shù)據(jù)表提供用于該部件的所有可能的工作點(diǎn)的性能信息并且優(yōu)先地將可以施加給每個(gè)部件的限制考慮在內(nèi)。
[0026]在操作104處，Cff系統(tǒng)的每個(gè)部件的允許或適用的工作點(diǎn)被限定。關(guān)于這一點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)理解，取決于通過CW部件中的其他部件施加在給定部件上的限制或其他因素，給定部件的工作點(diǎn)的限定范圍實(shí)際上比部件實(shí)際上能夠工作的工作點(diǎn)的范圍窄。在操作106處，系統(tǒng)10生成用于CW系統(tǒng)的每個(gè)單獨(dú)室內(nèi)單元的、落入關(guān)于設(shè)置點(diǎn)或關(guān)于每個(gè)CW系統(tǒng)部件的允許工作條件的用戶、客戶和/或系統(tǒng)允許工作范圍內(nèi)的可獲得的性能點(diǎn)的列表。在操作108處，系統(tǒng)10確定/計(jì)算用于覆蓋負(fù)載的CW系統(tǒng)部件的等效循環(huán)特征，如每分鐘的總加侖(GPM)水流量、溫度差和SCWT (供應(yīng)冷水溫度)。
[0027]在操作110處，針對每個(gè)等效循環(huán)工作條件，系統(tǒng)10在給定周圍環(huán)境濕球(WB)輸入的一些或全部可能工作條件下對CW系統(tǒng)部件進(jìn)行平衡，以滿足包括負(fù)載在內(nèi)的CW部件的負(fù)載要求。這相當(dāng)于生成用于CW系統(tǒng)的、滿足用戶、客戶和/或系統(tǒng)需求的每個(gè)可用平衡點(diǎn)的列表。
[0028]在操作112處，在操作110處生成的列表可以用于優(yōu)化分析。這可能涉及進(jìn)行各種分析，包括但不限于用于操作CW系統(tǒng)的能量分析、水分析、潮濕(或除濕)分析、設(shè)備分級(jí)分析、節(jié)約分析、維護(hù)分析和總成本分析。
[0029]在操作114中，系統(tǒng)10可以可選地用于根據(jù)需要“推開”或替換對適當(dāng)?shù)腃W部件的先前實(shí)施的設(shè)置點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)所需的客戶、用戶或系統(tǒng)期望優(yōu)化。在操作116處，系統(tǒng)10可以可選地使用在操作112處進(jìn)行的上述分析以及負(fù)載分布和大小的趨勢數(shù)據(jù)以及用于給定環(huán)境的濕球歷史數(shù)據(jù)，來構(gòu)造用于CW系統(tǒng)部件的預(yù)測優(yōu)化表和/或設(shè)置點(diǎn)圖以積極地優(yōu)化系統(tǒng)來滿足變換的負(fù)載和/或環(huán)境要求。
[0030]圖4示出了用于說明如何能夠取決于供應(yīng)冷卻水溫度(SCWT)和供應(yīng)去除風(fēng)溫度(SAT)的相對地小的變化而同時(shí)當(dāng)前負(fù)載和濕球(WB)保持恒定來實(shí)現(xiàn)效率上的明顯差異的圖200。出于本公開內(nèi)容的目的，詞語“SAT”應(yīng)當(dāng)被理解為包括供應(yīng)和/或移除風(fēng)溫度。
[0031]圖表200示出了表示相對于當(dāng)前負(fù)載和WB處的最壞可能工作條件能量節(jié)省的百分比(與成本有關(guān))的條202至條210，其可以通過SCWT和SAT的輕微變化來實(shí)現(xiàn)。例如，塊210表示當(dāng)SCWT被設(shè)置成58° F并且SAT被設(shè)置成67° F時(shí)可以實(shí)現(xiàn)大約34%的能量節(jié)省。在圖表200的相對端，塊202表示當(dāng)SCWT被設(shè)置成45° F并且SAT被設(shè)置成64° F時(shí)可實(shí)現(xiàn)的能量節(jié)省將僅為11%。圖表200由此向用戶表明相對于當(dāng)前工作條件(即，在WB為62° F以及負(fù)載為1200kW的示例中)、利用對SCWT和SAT兩者的不同變化可以實(shí)現(xiàn)何種類型的能量節(jié)省。應(yīng)當(dāng)理解，系統(tǒng)10提供了強(qiáng)大的工具以幫助用戶確定SCWT和SAT的小的改變相對于條件的基線集合(例如，相對于當(dāng)前負(fù)載和WB溫度)是否/如何預(yù)期影響總體能量節(jié)省。
[0032]圖5示出了表示系統(tǒng)10可以構(gòu)造的具體屬性等高線圖，其有助于直觀地傳達(dá)(SP，預(yù)測)用戶選擇的變量將關(guān)于WB和/或負(fù)載變化如何進(jìn)行變化。在描述圖5的過程中，應(yīng)當(dāng)理解，用戶會(huì)針對系統(tǒng)10正在監(jiān)視和/或控制的每個(gè)CW部件而將許可設(shè)置點(diǎn)的范圍(或可能僅一個(gè)設(shè)置點(diǎn))輸入至系統(tǒng)10中。用戶可選范圍不會(huì)超過設(shè)備制造商的具體設(shè)備限制。用戶還指定了用于由302表示的變量的具體設(shè)置點(diǎn)或設(shè)置點(diǎn)的范圍。這些選擇的設(shè)置點(diǎn)可能包括許可的SCWT溫度的范圍、用戶設(shè)置為許可的SAT的范圍等。
[0033]圖5的圖300可以使得系統(tǒng)能夠直觀地表示用戶選擇的感興趣的變量的變化。該變量可以是但不限于總CW系統(tǒng)能量消耗、相比基線的能量節(jié)省類型、SCffT, SAT設(shè)置點(diǎn)、工作的冷卻器數(shù)量、工作的室內(nèi)單元數(shù)量等。圖5中的每個(gè)框可以由用戶選擇(如通過使用鼠標(biāo)點(diǎn)擊或使用手指進(jìn)行觸摸)來拉起另外的圖或圖表(如圖4所示)，以使得用戶可以比較不同的工作設(shè)備情形以確認(rèn)它們所施加的設(shè)備工作范圍限制的影響。例如，如果用戶選擇圖5中的框304，則可以提供如圖4所示的圖表，其將多個(gè)情形的總能耗與工作在用戶已經(jīng)選擇的具體負(fù)載/WB溫度處的每個(gè)情形的能耗進(jìn)行比較。所示出的情形可以傳達(dá)當(dāng)要實(shí)施用戶已經(jīng)選擇的不同的具體設(shè)備設(shè)置點(diǎn)和具體變量302時(shí)對總CW系統(tǒng)能耗的影響。圖6示出了可以呈現(xiàn)給用戶的圖表400，其向用戶表明系統(tǒng)10基于歷史工作數(shù)據(jù)預(yù)測的負(fù)載和WB溫度的方向。例如，系統(tǒng)10可以使用歷史數(shù)據(jù)(如在每天的具體時(shí)間期間所經(jīng)歷的負(fù)載以及在每天的各個(gè)時(shí)間處經(jīng)歷的WB溫度)來預(yù)測負(fù)載和WB溫度的趨勢。在圖6的示例中，箭頭402 (為所示出的6個(gè)箭頭當(dāng)中最大的箭頭)表示在當(dāng)前時(shí)間(由框404表示)處趨勢被系統(tǒng)10預(yù)測為朝向增加WB溫度和減小負(fù)載。框或箭頭的顏色直觀地傳達(dá)用戶指定的系統(tǒng)屬性。在僅本示例中，綠色的箭頭可以表示系統(tǒng)會(huì)移動(dòng)至更大的能量效率或工作的設(shè)備友好模式。當(dāng)理解可能的工作條件計(jì)算中的優(yōu)先時(shí)，理解系統(tǒng)條件的改變至預(yù)定值的可能性非常重要。
[0034]圖7示出了圖500，其示出了系統(tǒng)10如何將用于組成CW系統(tǒng)的負(fù)載和各個(gè)部件的變量考慮在內(nèi)用于確定CW系統(tǒng)的每個(gè)可能許可設(shè)備配置的平衡點(diǎn)。圖7還通過線502示出了如何以閉環(huán)方式使用實(shí)際的部件性能以基于實(shí)際的測量數(shù)據(jù)點(diǎn)來更新各個(gè)性能數(shù)據(jù)表。計(jì)算理論系統(tǒng)以在允許用戶/設(shè)備限定邊界內(nèi)進(jìn)行平衡。使用用戶輸入以確定期望的優(yōu)化，具體的CW系統(tǒng)平衡結(jié)果被檢查并且適當(dāng)?shù)脑O(shè)備設(shè)置點(diǎn)然后被傳達(dá)給各件設(shè)備以使得各件設(shè)備能夠以與理論模型(期望平衡)類似的方式做出反應(yīng)。實(shí)際的各件設(shè)備的性能與理論性能之間的不一致性通過對設(shè)備數(shù)據(jù)表的調(diào)節(jié)來解決。系統(tǒng)會(huì)監(jiān)視報(bào)警條件并且通過禁止關(guān)注設(shè)置點(diǎn)傳達(dá)來保護(hù)設(shè)備。通過調(diào)節(jié)理論數(shù)據(jù)表，理論平衡的系統(tǒng)準(zhǔn)確性會(huì)隨著時(shí)間變得更加準(zhǔn)確。
[0035]盡管描述了各種實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在不偏離本公開內(nèi)容的情況下可以做出修改與變化。這些示例說明了各種實(shí)施方式并且并非意在限制本公開內(nèi)容。因此，描述和權(quán)利要求應(yīng)不受限地進(jìn)行解釋，而僅具有從相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)來看為必需的這樣的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于對具有多個(gè)冷水(CW)部件的CW系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析的方法，所述方法包括: 考慮所述CW系統(tǒng)的所述多個(gè)CW部件中的每一個(gè)的允許工作點(diǎn)、允許工作范圍或允許工作條件中的至少一個(gè)的集合； 考慮在設(shè)置有所述CW部件中的至少子多個(gè)CW部件的環(huán)境下用戶設(shè)置的周圍濕球(WB)溫度或系統(tǒng)測量的周圍WB溫度中的至少一個(gè)； 計(jì)算對于覆蓋由所述CW系統(tǒng)熱管理的負(fù)載的每個(gè)所述CW部件的等效循環(huán)條件，所述等效循環(huán)條件以管理對所述負(fù)載的冷卻的方式來與覆蓋所述負(fù)載的所述CW部件中的一個(gè)或更多個(gè)的性能參數(shù)相關(guān)；以及 針對計(jì)算出的等效循環(huán)條件中的每一個(gè)，在給定所述用戶設(shè)置的周圍WB溫度或所述系統(tǒng)測量的周圍WB溫度的情況下，使用處理器生成用于通過選擇所述CW系統(tǒng)的具體工作點(diǎn)來平衡所述CW部件的信息，以滿足由所述負(fù)載施加的負(fù)載要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括使用所述信息以通過選擇用于所述CW部件的、導(dǎo)致優(yōu)化所述CW系統(tǒng)的選擇工作參數(shù)的具體設(shè)置點(diǎn)來優(yōu)化所述CW部件的工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括初始地獲取所述CW系統(tǒng)的每個(gè)所述CW部件的性能數(shù)據(jù)表，所述性能數(shù)據(jù)表基于與每個(gè)所述CW部件相關(guān)聯(lián)的輸入或輸出中的至少一個(gè)來限定每個(gè)所述CW部件的工作點(diǎn)或工作范圍中的至少一個(gè)，并且從所述性能數(shù)據(jù)表獲取所述允許工作點(diǎn)、允 許工作范圍或允許工作條件中的至少一個(gè)的所述集合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述獲取集合的操作包括基于以下信息中的至少一個(gè)來獲取對于所述CW系統(tǒng)的所述子多個(gè)部件中的每一個(gè)的允許工作點(diǎn)、允許工作范圍或允許工作條件中的至少一個(gè)的集合: 由所述用戶提供的信息；或 表示已知工作參數(shù)限制的信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述使用處理器生成用于平衡所述CW部件的信息的操作包括:在給定所述用戶設(shè)置的WB溫度或系統(tǒng)測量的WB溫度的情況下生成多個(gè)列表，所述多個(gè)列表包括每個(gè)所述CW部件的、使得所述CW系統(tǒng)滿足所述負(fù)載要求的設(shè)置點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述性能參數(shù)包括由所述CW系統(tǒng)提供的水的每分鐘加侖(GPM)流量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述性能參數(shù)包括能夠通過所述CW系統(tǒng)影響的所述水的溫度的變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述性能參數(shù)包括由所述CW系統(tǒng)的所述CW部件之一輸出的水的供應(yīng)冷水溫度(SWCT)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述每個(gè)CW部件的設(shè)置點(diǎn)還與由所述負(fù)載施加的負(fù)載要求相關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述選擇工作參數(shù)與以下中的至少一個(gè)相關(guān): 由所述CW系統(tǒng)所消耗的電力； 需要補(bǔ)充的由所述CW系統(tǒng)使用的水； 除濕分析； 設(shè)備分級(jí)分析；對所述CW部件中的一個(gè)或更多個(gè)的維護(hù)；以及 所述CW系統(tǒng)的總工作成本。
11.一種用于對具有多個(gè)冷水(CW)部件的CW系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析并且優(yōu)化的方法，所述方法包括: 獲取所述CW系統(tǒng)的每個(gè)所述CW部件的性能數(shù)據(jù)表，所述性能數(shù)據(jù)表基于與每個(gè)所述Cff部件相關(guān)聯(lián)的輸入或輸出中的至少一個(gè)來限定每個(gè)所述CW部件的工作點(diǎn)或工作范圍中的至少一個(gè)； 獲取在設(shè)置有所述CW部件中的至少子多個(gè)CW部件的環(huán)境下用戶設(shè)置的周圍濕球(WB)溫度或系統(tǒng)測量的周圍WB溫度； 基于以下信息來獲取對于所述CW系統(tǒng)的所述子多個(gè)CW部件中的每一個(gè)的允許工作點(diǎn)、允許工作范圍或允許工作條件中的至少一個(gè)的集合: 由所述用戶所提供的信息；或 表示已知工作參數(shù)限制的信息； 計(jì)算對于覆蓋由所述CW系統(tǒng)熱管理的負(fù)載的每個(gè)所述CW部件的等效循環(huán)條件，所述等效循環(huán)條件以管理對所述負(fù)載的冷卻的方式與覆蓋所述負(fù)載的所述CW部件中的一個(gè)或更多個(gè)的每分鐘加侖(GPM)、溫度的變化和供應(yīng)冷水溫度(SWCT)中的至少一個(gè)相關(guān)； 針對計(jì)算出的等效循環(huán)條件中的每一個(gè)，在給定所述用戶設(shè)置的WB溫度或所述系統(tǒng)測量的WB溫度的情況下，使用處理器來平衡所述CW系統(tǒng)的所述CW部件以滿足由所述負(fù)載施加的負(fù)載要求，從而生 成包括每個(gè)所述CW部件的、滿足所述WB溫度和負(fù)載的設(shè)置點(diǎn)的多個(gè)列表；以及 使用所述多個(gè)列表來通過選擇用于所述CW部件的、導(dǎo)致優(yōu)化所述CW系統(tǒng)的選擇工作參數(shù)的具體設(shè)置點(diǎn)來優(yōu)化所述CW部件的工作。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括使用影響對所述CW部件的工作有影響的負(fù)載的負(fù)載分布的趨勢數(shù)據(jù)來構(gòu)造用于CW系統(tǒng)部件的預(yù)測優(yōu)化表或預(yù)測設(shè)置點(diǎn)圖中的至少一個(gè)，來積極地優(yōu)化所述CW系統(tǒng)以滿足影響所述CW系統(tǒng)的變化的負(fù)載條件。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括使用與所述負(fù)載的分布和大小相關(guān)聯(lián)的趨勢數(shù)據(jù)來構(gòu)造用于所述CW系統(tǒng)的部件的預(yù)測優(yōu)化表或預(yù)測設(shè)置點(diǎn)圖中的至少一個(gè)，以滿足變化的負(fù)載條件或周圍溫度要求中的至少一個(gè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括使用歷史WB溫度數(shù)據(jù)來構(gòu)造所述預(yù)測優(yōu)化表或設(shè)置點(diǎn)圖中的至少一個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述選擇工作參數(shù)與以下中的至少一個(gè)相關(guān): 由所述CW系統(tǒng)所消耗的電力； 需要補(bǔ)充的由所述CW系統(tǒng)使用的水； 除濕分析； 設(shè)備分級(jí)分析； 對所述CW部件中的一個(gè)或更多個(gè)的維護(hù)；以及 所述CW系統(tǒng)的總工作成本。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括替換對于所述CW部件之一所選擇的設(shè)置點(diǎn)中的先前選擇的一個(gè)設(shè)置點(diǎn)，以使所述CW系統(tǒng)維持對所述選擇工作參數(shù)的優(yōu)化。
17.一種用于對具有多個(gè)冷水(CW)部件的CW系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 具有非瞬態(tài)機(jī)器可執(zhí)行代碼的至少一個(gè)處理器，所述至少一個(gè)處理器被配置成:利用用于所述CW系統(tǒng)的每個(gè)所述CW部件的性能數(shù)據(jù)表，所述性能數(shù)據(jù)表基于與每個(gè)所述CW部件相關(guān)聯(lián)的輸入或輸出中的至少一個(gè)來限定用于每個(gè)所述CW部件的工作點(diǎn)或工作范圍中的至少一個(gè)； 利用在設(shè)置有所述CW部件中的至少子多個(gè)CW部件的環(huán)境下用戶設(shè)置的周圍濕球(WB)溫度或系統(tǒng)測量的周圍WB溫度中的至少一個(gè)； 利用所述CW系統(tǒng)的所述子多個(gè)部件中的每一個(gè)的允許工作點(diǎn)、允許工作范圍或允許工作條件中的至少一個(gè)的集合； 計(jì)算用于覆蓋由所述CW系統(tǒng)熱管理的負(fù)載的每個(gè)所述CW部件的等效循環(huán)條件，所述等效循環(huán)條件以管理對所述負(fù)載的冷卻的方式與覆蓋所述負(fù)載的所述CW部件中的一個(gè)或更多個(gè)的性能參數(shù)相關(guān)；以及 針對計(jì)算出的等效循環(huán)條件中的每一個(gè)，在給定所述用戶設(shè)置的WB溫度或系統(tǒng)測量的WB溫度中至少一個(gè)的情況下，生成用于平衡所述CW系統(tǒng)的所述CW部件的信息，以滿足由所述負(fù)載施加的負(fù)載要求。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器還被配置成:使用所述信息以通過選擇用于所述CW部件的、導(dǎo)致優(yōu)化所述CW系統(tǒng)的選擇工作參數(shù)的具體設(shè)置點(diǎn)來優(yōu)化所述CW部件的工作。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述使用集合包括:基于以下信息中的至少一個(gè)來使用對于所述CW系統(tǒng)的所述子多個(gè)部件中的每一個(gè)的允許工作點(diǎn)、允許工作范圍或允許工作條件中的至少一個(gè)的集合: 由所述用戶所提供的信息；或 表示已知工作參數(shù)限制的信息。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK104049626SQ201410098126
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】泰勒·福格特 申請人:力博特公司