确定液体循环阀开启点的制作方法

本公开的方面涉及校准控制器组合件以控制通过加热/冷却系统的散热器、地板下加热回路、冷梁或风机盘管的水流。

背景技术：

具有液体循环发射器(包含散热器、地板下加热/冷却回路、风机盘管、冷梁)的加热/冷却系统是基于从一个或多个液体循环发射器传递的功率以影响一个或多个环境实体(例如办公室、公寓、会议室等)。然而，传统的方法无法充分地考虑加热/冷却系统的组件的变化，因此无法以高效方式运行。

技术实现要素：

一个方面支持控制器组合件，所述控制器组合件使用装配有安装在相关联阀体上的入口温度传感器和/或声音传感器的高精度运动致动器提供温度室控制。在校准阶段之后，控制器组合件能够基于由例如散热器、地板下加热回路、冷梁或风机盘管等液体循环发射器提供的功率输出而在从最小流量到最大流量的整个流速范围内控制阀门。因此，可以在操作阶段期间通过运动致动器调整(改变)阀门，以在整个范围内获得调整后水流，从而从液体循环发射器产生所需功率输出。

在另一方面，控制器组合件发现在校准阶段期间阀门开始打开以允许水流动的致动器位置。在如传统方法中那样没有此发现的开始点的情况下，控制器组合件可能无法在处于操作阶段时在整个流速范围内控制水流。各种方法可以用于找到这个点。在一些实施例的情况下，阀门以很小的运动逐渐打开。在每次增量移动之后，控制器组合件检测流管中是否发生温度变化。通过这种方法，温度传感器安装在可以快速发现热量检测的位置中。此方法依赖于管道中流动的水处于与静态管道温度不同的温度。

另一方面，当在校准阶段期间打开阀门时，控制器组合件检测通过管道/阀门的声音变化。此方法不依赖于温度感测。

另一方面，加热/冷却系统包括控制系统的控制器组合件。组合件进一步包含运动致动器，所述运动致动器被配置成连接到阀门，以便控制通过液体循环发射器的水流以及支持校准阶段和操作阶段的计算装置。在校准阶段期间，计算装置执行使控制器组合件执行以下操作的计算机可读指令：通过传感器接口从至少一个传感器获得传感器信息；基于传感器信息控制运动致动器以调整阀门，从而产生通过液体循环发射器的基本上最小水流；以及将运动致动器的出现基本上最小水流的致动器位置存储在存储器位置处。在操作阶段期间，计算装置执行使控制器组合件执行以下操作的计算机可读指令：在整个流速范围内控制通过液体循环发射器的可调整水流，其中整个范围从最小水流跨越到最大水流，并且其中运动致动器的第一致动器位置对应于最小水流。

另一方面，加热/冷却系统执行两次或更多次校准，每当获得运动致动器的位置时，在所述位置处检测到通过阀门的基本上最小水流。在操作阶段期间使用的所存储致动器位置可以基于在校准阶段期间获得的多个位置值。例如，所存储致动器位置可以是多个位置值的平均值或可以是多个位置值的最小值。

附图说明

当结合附图阅读时，将更好地理解前述发明内容，以及本发明的示例性实施例的以下详细描述，例如但不限于关于所要求的发明包含所述附图。

图1示出根据实施例的散热器。

图2示出根据实施例的控制通过液体循环发射器的水流的控制器组合件。

图3示出根据实施例的用于由图2中所示的控制器组合件控制通过液体循环发射器的水流的流程图。

图4示出根据实施例的用于图2中所示的控制器组合件的校准阶段的流程图。

图5示出根据实施例的用于确定何时进入图4中所示的校准阶段的流程图。

图6示出根据实施例的用于在图4中所示的校准阶段期间检测热量的流程图。

图7示出根据实施例的用于图2中所示的控制器组合件的校准阶段的流程图。

图8示出根据实施例的声音传感器。

图9示出根据实施例的用于图2中所示的控制器组合件的校准阶段的流程图。

图10示出根据实施例的用于图2中所示的控制器组合件的操作阶段的流程图。

具体实施方式

根据实施例的方面，加热/冷却系统的控制器组合件支持校准阶段，所述校准阶段发现特定阀门开始允许水流(对应于基本上最小水流)通过液体循环发射器的点。对于甚至具有相同制造商和批次的不同阀门，水开始流动的点通常变化。一个原因是当阀门密封件(例如，橡胶密封件)开始升起时水流开始，其中这种事件的发生在不同的给定阀门之间有所不同。然而，对于当阀门完全打开时出现的最大水流，不同阀门之间的可变性通常不那么明显。上述观察结果强调需要校准过程(阶段)以在水开始流动时发现实际阀门在加热/冷却系统中的定位。

根据以上观察结果，通常无法使用用于控制水流的阀门/致动器的固定位置。在固定位置的情况下，一些阀门/致动器将关闭而没有水流动，并且一些阀门/致动器将完全打开且无法精确地控制水流速率。根据实施例的方面，校准阶段解决了传统方法的缺陷。

在完成校准阶段后，控制器组合件使用发现的阀门位置，以允许在通过液体循环水的整个水流范围内的调整后水流(加热或冷却)在操作阶段期间加热/冷却环境实体(例如房间)。全范围从最小水流(如在校准阶段期间发现)跨越到最大水流。调整后水流可以是从恒温器信号线性或非线性相关的一个或多个参数，例如，测量到的室温减去设定点。

根据实施例的另一方面，在校准阶段期间，控制器组合件从靠近液体循环发射器的入口安装的温度传感器接收信号。当阀门从完全关闭位置以增量运动前进时，通过分别检测由温度报告的温度何时开始增加或减少对应的加热或冷却模式，控制器组合件确定水开始流过液体循环发射器的阀门位置。

根据实施例的另一方面，在校准阶段期间，控制器组合件从安装在阀体上的声音传感器接收信号。当阀门从完全关闭位置以增量运动前进时，通过检测何时出现指示通过阀门的最小水流的冲水声，控制器组合件确定水开始流过液体循环发射器的阀门位置。

图1示出根据实施例的散热器。如将进一步论述，控制器组合件106经由未明确示出的阀门控制通过液体循环发射器(散热器)101的水流，以在处于操作阶段时允许入口102与出口103之间的流速在最小水流与最大水流之间。

控制器组合件106可以支持加热和/或冷却环境系统。当支持加热模式时，水流管107通过入口102将热水传递到液体循环发射器101。当支持冷却模式时，水流107传递冷却水。回水管108通过出口103从液体循环发射器101返回消耗的水。

在校准阶段期间，控制器组合件106通过运动致动器202(图2中示出)调整阀门(未明确示出)，通过温度传感器104测量入口温度以及确定通过阀门的冲水声是否由声音传感器105检测到。

当控制器组合件106使阀门从关闭位置前进时，组合件106可以在阀门开始打开时从入口温度及/或冲水声中检测到温度变化。如将进行论述，在控制器组合件106在操作阶段操作时，在所识别事件处的运动致动器的位置对应于最小水流，并且可以存储在存储器装置中以进行后续访问。

当在加热模式下操作的操作阶段中，控制器组合件106从相关联的恒温器(未明确示出)接收指示相关联的环境实体(例如，房间)的测得温度是否低于目标温度(例如，设定点温度加上偏移)的恒温器信号时，控制器组合件106指示运动致动器将阀门定位到最小流量(对应于如在校准阶段期间确定的存储位置)之间的调整位置，使得调整后的热水流流过阀门且因此流过液体循环发射器101。当达到目标温度时，阀门关闭以阻止水流通过液体循环发射器101。

调整后流量可以在操作阶段期间变化，使得由液体循环发射器101提供的功率输出可以随着由恒温器151指示的测得温度接近目标温度而减小。

当在操作阶段中时，控制器组合件106可以支持冷却模式，其中当冷却相关联的环境实体时冷却水流过液体循环发射器101。如果是这样，则当控制器组合件106从相关联的恒温器接收指示相关联的环境实体的测得温度高于目标温度的恒温器信号时，控制器组合件106指示运动致动器将阀门定位到在校准阶段期间确定的存储位置，使得最小的冷却水流流过阀门且因此流过液体循环发射器101。

控制器组合件106可以通过多种方法连接到温度传感器104和声音传感器105。例如，温度传感器104可以是周期性地或通过有线通信向控制器组合件106报告测得温度的单独的射频模块传感器。

图2示出根据实施例的控制通过液体循环发射器101的水流的控制器组合件106。

如先前所论述，控制器组合件106在进入操作阶段之前在校准阶段期间执行其校准。

相对于传统的方法，在操作阶段之前执行校准阶段是有利的。例如，由于制造公差/变化，通常无法使用用于控制水流的阀门/致动器的固定位置。在固定位置的情况下，一些阀门/致动器将关闭而没有水流动，并且一些阀门/致动器将完全打开且无法精确地控制水流速率。通过本发明的方面，校准具有相关联的阀门/致动器的特定控制器组合件，以确定针对特定控制器组合件出现最小水流的阀门位置。当替换控制器组合件时或当丢失或损坏配置设置时，可以重复校准。

在校准阶段期间，处理器201使阀门210通过运动致动器202从其完全关闭位置(对应于最低致动器位置)前进，直到通过液体循环发射器101检测到基本上最小水流为止。检测基于通过声音传感器接口205来自声音传感器105的声音传感器信号252和/或通过温度传感器接口203来自温度传感器104的温度传感器信号253。

通过一些实施例，运动致动器202可以包括精密电机驱动器，所述精密电机驱动器如通过处理器201所指示驱动阀门210的阀杆。

当处理器201通过逐渐地提高致动器位置来使阀门210前进时，处理器201处理信号252和/或信号253。因此，当识别到冲水声和/或入口水温随着水开始流过液体循环发射器101改变时，处理器201检测何时出现基本上最小水流。当水开始流过阀门210时，冲水声是其特征。

当处理器201检测到基本上最小水流时，处理器201将检测到的事件处的致动器位置存储在第二存储器装置207。当控制器106随后在操作阶段中操作时，可以访问所存储位置。

在操作阶段期间，控制器组合件106经由恒温器接口204获得恒温器信号251，所述恒温器信号可以指示温度设定点和当前室温。控制器组合件106可以使用不同通信协议通过包含无线或有线信道的各种通信媒体接收信号251。

当在操作阶段期间控制器组合件106基于恒温器信号251确定应出现通过液体循环发射器101的水流时，处理器201指示运动致动器202将阀门210定位到可调整位置，以获得在最小流量与最大流量之间的调整后流量，使得发射器提供所需功率输出。

处理器201根据从存储器装置206获得的计算机可读指令在校准阶段期间处理信号252和/或253以及在操作阶段期间处理信号251。例如，计算机可读指令可以在校准阶段期间分别反映图4、5、6、7和9中所示的流程图400、401、402、700和900，并且在操作阶段期间反映图10中所示的流程图1000。基于从信号252和/或253获得的信息，处理器201确定阀门210的定位以在校准阶段期间允许最小水流。基于从信号251获得的信息，处理器201确定在操作阶段期间何时允许调整后水流通过液体循环发射器101。

参考图2，计算系统环境可以包含其中可以实施本文所论述的过程(例如，图3中所示的过程300)的计算装置。计算装置可以包含用于控制计算装置以及其相关联组件的整体操作的处理器201，所述相关联组件包含ram、rom、通信模块和第一存储器装置206。计算装置通常包含各种计算机可读媒体。计算机可读媒体可以是可以由计算机访问的任何可用媒体，并且包含易失性和非易失性媒体、可移动和不可移动媒体两者。借助于实例而非限制，计算机可读媒体可以包括计算机存储媒体与通信媒体的组合。

计算机存储媒体可以包含在任何方法或技术中实施以存储例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的信息的易失性和非易失性媒体、可移动和不可移动媒体。计算机存储媒体包含但不限于随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、闪存存储器或其它存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其它光盘存储装置、盒式磁带、磁带、磁盘存储装置或其它磁性存储装置、或可用于存储所需信息并且可由计算装置访问的任何其它媒体。

通信媒体通常体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或例如载波或其它输送机构的调制后数据信号中的其它数据，且包含任何信息传送媒体。调制后数据信号是具有其特征组中的一个或多个或以此方式改变以对信号中的信息进行编码的信号。借助于实例而非限制，通信媒体包含有线媒体，例如有线网络或直接有线连接；以及无线媒体，例如声学、rf、红外线和其它无线媒体。

通过一些实施例，存储器装置206和207可以在单个存储器装置内以物理方式实施。

图3示出根据实施例的用于由图2中所示的控制器组合件控制通过液体循环发射器的水流的流程图300。过程300支持校准阶段和操作阶段两者。

在框301处，过程300确定是否起始校准阶段。例如，当安装控制器组合件106时和/或当用户通过经由恒温器接口204的相关联恒温器经由命令起始校准时，可以起始校准阶段。如果起始校准阶段，则过程300前进到框304且继续执行框304，直到框302确定是否已完成校准。如所论述，在图4、7和9中示出用于校准的不同实施例。当已完成校准后，已确定对应于最小水流的致动器位置并将所述致动器位置存储在存储器中以供稍后访问。

当如在框302处确定已完成校准时，控制器组合件106在框305处进入操作阶段。图10中示出用于操作阶段的实施例。

如果在框301处不起始校准(例如，先前已完成校准)，则在框305处，过程300直接前进到操作阶段。

图4示出根据实施例的用于图2中所示的控制器组合件106的校准阶段的流程图400。过程400通过感测确定对应于最小水流的致动器位置，然后随着阀门从完全关闭位置前进，温度开始改变。

在框401处，过程400确定何时进入校准阶段。参考图5，为了这样做，阀门在框501处完全关闭，这对应于具有最低位置的运动致动器202。在框502处，控制器组合件106随后等待持续时间(例如，预定持续时间)，以使入口102处的温度稳定。在框503处，随后控制器组合件106进入校准阶段。

返回参考图4，在框402处，随着阀门前进，当处于加热模式时，控制器组合件106确定是否由温度传感器104检测到热量。当首先检测到热量时，热水开始流动(对应于最小水流)。

一些实施例支持冷却模式，其中冷却水而不是热水流过发射器101。当这样时，控制器组合件106确定是否由传感器104检测到降低的温度。当由温度传感器104测量到的温度开始降低时，冷却水开始流动。

图6示出用于在框402处检测热量的流程图。在框601处，控制器组合件106获得通过温度传感器104测量到的当前入口温度。在由框602确定的采样持续时间之后，在框602处用当前温度替换先前温度。随后在框603处更新当前温度。

在框605处，如果当前温度超过先前温度△(可以是预定温度增量)，则控制器组合件106在框606检测热量。否则，通过返回到框602重复所述过程。

返回参考图4，在框402处，如果检测到热量，则在框404处存储致动器位置以用于后续访问并且在框405处进入操作阶段。如果在框402处未检测到热量，则运动致动器在框403处前进增量并且随后重复框402。

图7示出用于控制器组合件106的校准阶段的流程图700。过程700检测冲水声，而不是检测热量以随后确定阀门210开始打开。

框701根据图5中所示的过程确定何时进入校准过程。例如，运动致动器202定位到完全关闭位置中，其中致动器处于最低位置。随后，可以逐渐地提高致动器位置，直到水开始流过阀门为止。

框702接收是否由声音传感器104检测到冲水声的指示。如果是，则在框704处存储致动器位置以用于后续访问，并且在框705处进入操作阶段。否则，逐渐地提高运动致动器202的位置并且重复框702，直到由声音检测器104检测到冲洗声为止。

通过一些实施例中，每当获得运动致动器的检测到通过阀门的基本上最小水流的位置时，可以多次重复框702-703操作阶段使用的所存储致动器位置可以基于在校准阶段期间获得的多个位置值。例如，所存储致动器位置可以是多个位置值的平均值或可以是多个位置值的最小值。作为另一实例，当重复的致动器位置之间的差超过预定限值时，控制器组合件106可以生成错误信号。

通过一些实施例，可以周期性地重复校准(例如，如在图4和7中所示)，因为阀门210的特征可以随时间变化。控制器组合件106可以例如每月自动地起始校准，因为阀门210的特征(例如，橡胶密封件的硬化)可以随时间变化。而且，当替换或维护阀门210时，可以经由命令，例如经由恒温器接口204调用校准。

图8示出声音传感器104的实施例800。

如下文所论述，声音传感器800处理在可听范围20hz至20khz内的声学信号853。随着阀门从关闭位置打开，当识别到声音变化(对应于“打开”声音)时，声音传感器800检测到冲水声。可以通过随后关闭阀门以确定先前识别的声音变化(例如，“打开”声音)不再由声音传感器800检测到来验证识别的声音变化。

声音传感器800可以安装在阀门210主体上或附近，使得声音传感器可以接收由流过阀门210的水在声换能器801处生成的声学信号853。换能器801将声学信号853转换成电信号(换能器信号854)。电气滤波器802根据滤波器配置参数851处理(整形)电信号。例如，滤波器802可以对换能器信号854进行整形，所述换能器信号通过与冲水声相关联的特定频带，同时阻挡其它频带。

随后通过比较器803将滤波后信号855(整形信号)与阈值参数852相比较。比较器803生成阈值指示符856以指示是否超过阈值。如果是，则声音检测器804检测到冲水声并且生成指示声音检测的声音传感器信号252。

图9示出用于控制器组合件106的校准阶段的流程图900。过程900利用来自温度传感器104和声音传感器105两者的信号。

分别如同图4和7中所示的流程图400和700一样，过程900在框901处确定是否进入校准。如果是，则框902确定是否检测到热量。如果是，则在框905处存储当前致动器位置并且在框906处进入操作阶段。

另一方面，如果在框902处未检测到热量，则过程900在框903处确定是否检测到冲水声。如果是，则在框905处存储当前致动器位置并且在框906处进入操作阶段。

仅当未检测到热量和声音两者时，在框904处致动器位置前进。换句话说，仅一个信号(声音传感器信号252或温度传感器信号253)需要指示最小水流以检测最小水流。因为热量和声音检测都与此方法结合，所以当确定何时出现最小水流时，过程900可以比过程400(其仅使用热量检测)或过程700(其仅使用声音检测)提供更大稳定性。

尽管未明确示出，但是一些实施例可能需要声音传感器信号252和温度信号253来指示最小水流以检测最小水流。此方法可以减小错误地检测最小水流的概率。

图10示出用于控制器组合件106的操作阶段的流程图1000。如图3中所示，在完成校准阶段之后，控制器组合件106进入操作阶段。

在框1001处，控制器组合件106从存储器装置207(如图2中所示)访问与基本上最小水流相对应的所存储致动器位置。

在框1002处，控制器组合件106确定测得温度是否在由恒温器信号251指示的所需边界内。例如，当处于加热模式时，控制器组合件106可以确定环境实体(例如，房间)的测得温度是否高于温度设定点加上偏移。(所述偏移可以是提供滞后以防止加热系统频繁地循环的预定值。)如果是，则控制器组合件106在框1003处关闭阀门/将阀门保持在关闭位置(例如，其中致动器位置处于最小距离处)。如果不是，则在框1004处，控制器组合件106指示运动致动器202将阀门210定位到可调整位置，以获得在最小流量与最大流量之间的调整后流量，使得液体循环发射器101提供所需功率输出。

随后控制器组合件106等待，直到在框1005处采样时序持续时间到期为止，随后在框1002处重复过程以从恒温器信号251获得后续测得温度。

当处于冷却模式时，控制器组合件106可以确定测得温度是否低于温度设定点减去偏移。

控制器组合件106在框1002、1004和1005处调整水流，直到测得温度在边界内为止。

本领域技术人员可以理解，可以利用计算机系统实施本文所公开的示例性实施例，所述计算机系统具有含有用于控制计算机系统的指令的相关计算机可读媒体。所述计算机系统可以包含至少一个计算机，例如微处理器、数字信号处理器以及相关的外围电子电路。