CN103228996B - 用于控制加热通风和空调系统中的阀的开度的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
为了控制HVAC系统(100)中的阀(10)的开度，以调节通过HVAC系统(100)的热能交换器(2)的流体流量<i>φ</i><i>，</i>并且调整由热能交换器(2)交换的能量的量E，而确定能量每单位流量梯度(A)，并且根据能量每单位流量梯度(A)来控制阀(10)的开度。如下来确定能量每单位流量梯度(A)：在连续时间点测量通过阀(10)的流量<i>φ1</i>、<i>φ2</i>，确定在这些时间点由热能交换器(2)交换的能量的量<i>E1</i>、<i>E2</i>，并且根据流量<i>φ1</i>、<i>φ2</i>和所交换的能量<i>E1</i>、<i>E2</i>来计算能量每单位流量梯度(B)。能量每单位流量梯度(A)可以动态地确定，并且用作设定热能交换器(2)的斜率阈值的基础，使得无需存储固定的阈值。
Description
技术领域
本发明涉及用于控制加热通风和空调(HVAC)系统中的阀的开度的装置和方法。具体而言，本发明涉及用于控制HVAC系统中的阀的开度以调节通过HVAC系统的热能交换器的流体流量并且由此调整由热能交换器交换的能量的量的方法和控制装置。
背景技术
通过调节通过HVAC系统的热能交换器的流体流量，能够调整由热能交换器交换的能量的量，例如，能够调整由热交换器传送以加热或冷却建筑物中的房间的能量的量、或者调整由冷却器抽吸用于冷却目的的能量的量。当通过HVAC系统的流体回路的流体输送由一个或多个泵来驱动时，通常通过例如手动地或者利用致动器改变阀的开度或位置来调节流量。已知热能交换器的效率在高流速时降低，在高流速时流体以增大的速率冲过热能交换器，而不会引起热交换的对应增加。
US6,352,106描述了一种自平衡阀，其具有用于测量经过阀的流体的温度的温度传感器。根据US6,352,106，根据测量到的温度来动态地调整阀的开度范围，并且因此调整最大开度。基于所存储的温度阈值、当前流体温度和来自负载控制器的位置指令信号，来调节阀的开度。具体而言，利用位置控制器，基于在位置控制器处所存储的温度阈值、当前流体温度和在先前测量的流体温度与当前流体温度之间的差异，来周期性地设定阀的开度范围。US6,352,106还描述了具有两个温度传感器的替代实施例，一个温度传感器放置在供应管线上并且另一个温度传感器放置在返回管线上，用于测量负载即热能交换器上的实际差温。根据US6,352,106，在该替代实施例中，阈值温度为根据负载的系统要求所确定的跨过负载的阈值差温。因此，US6,352,106描述了基于流体温度的变化或者负载上的差温的变化来控制流量。因此，分别基于所确定的温度变化与固定的阈值温度或阈值差温(其必须是预先限定的并且存储在阀的位置控制器中)的比较来控制流量。因此，为了避免阀的不正确和效率低的设定，在系统的初始安装时间和每当用新的模型替换热能交换器时，必须确保所存储的阈值温度或阈值差温分别匹配在HVAC系统中使用的热能交换器的类型和设计参数。
文献DE102009004319A1公开了一种用于操作加热或冷却系统的方法，其中，控制供应温度与返回温度之间的温差或者仅控制返回温度，从而实现加热或冷却系统的每个热交换器的基于温度的液压平衡，并且在每次改变操作条件时，重新调整和优化所述平衡。尽管使用供应温度与返回温度之间的温差来进行控制，但是并未公开流量计，也未公开通过热交换器的能量流量的测量，也未确定能量流量与加热或冷却介质的质量流量的函数相关性，也未使用这样的能量流量/质量流量函数的梯度作为控制参数。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于控制HVAC系统中的阀的开度的方法和控制装置，该方法和控制装置不具有现有技术的缺点中的至少一些缺点。特别地，本发明的目的在于提供一种用于控制HVAC系统中的阀的开度的方法和控制装置，而不要求必须分别存储固定的阈值温度或阈值差温。
根据本发明，这些目的通过独立权利要求的特征来实现。此外，从从属权利要求和说明书中得出另外的有利实施例。
根据本发明，特别实现了上文所提到的目的，因为为了控制HVAC系统中的阀的开度(或位置)，以调节通过HVAC系统的热能交换器的流体流量φ并且由此调整由热能交换器交换的能量的量E，而确定能量每单位流量梯度，并且根据能量每单位流量梯度来控制阀的开度(或位置)。因此，根据能量每单位流量曲线的斜率，即，根据作为通过热能交换器的流体流量的函数的由热能交换器交换的能量的量E，来控制阀的开度。虽然该能量每单位流量梯度(斜率)可能在某种程度上取决于热能交换器的类型，但是对于特定类型的热能交换器而言，其特征能够动态地并且相当高效地确定。具体而言，对于特定类型的热能交换器而言，能够在能量每单位流量曲线的基本上线性范围中，容易地并且高效地确定其特征性能量每单位流量梯度(斜率)，在该范围中热能交换器高效地交换能量。因此，对于特定热能交换器而言，可以基于对于热能交换器确定的能量每单位流量梯度(斜率)，来动态地计算斜率阈值。因此无需存储固定的阈值。
在优选实施例中，如下来确定能量每单位流量梯度：在第一时间点测量通过阀的流量φ 1， 并且确定在该第一时间点由热能交换器交换的能量的量E 1 ；在随后的第二时间点，测量通过阀的流量φ 2 ，并且确定在该第二时间点由热能交换器交换的能量的量E 2 ；并且根据对第一时间点和第二时间点确定的流量φ 1 、φ 2 和交换能量E 1 、E 1 ，计算能量每单位流量梯度。
在一实施例中，如下确定由热能交换器交换的能量的量：测量通过阀的流量φ，确定进入热能交换器的流体的输入温度T in 与离开热能交换器的流体的输出温度T out 之间的温差，并且基于通过阀的流量φ和温差来计算由热能交换器交换的能量的量。
在另一实施例中，如下考虑输送效率：测量用于输送流体通过HVAC系统的输送能量E T ；确定由热能交换器交换的能量的量E；基于输送能量E T 和由热能交换器交换的能量的量E来确定能量差值，将能量差值E B 与效率阈值进行比较；以及根据所述比较来控制阀的开度。
在HVAC系统的热能交换器为用于加热或冷却房间的热交换器的情况下，控制阀的开度以调节通过HVAC系统的热交换器的流体流量φ，在于在增大阀的开度时，确定能量每单位流量梯度；以及通过将能量每单位流量梯度与斜率阈值比较并且当能量每单位流量梯度低于斜率阈值时停止开度的增大，来控制阀的开度。
在HVAC系统的热能交换器为冷却器的情况下，控制阀的开度以调节通过HVAC系统的冷却器的流体流量φ，在于在增大或减小阀的开度时，确定能量每单位流量梯度；并且通过将能量每单位流量梯度与下斜率阈值和上斜率阈值比较，并且当能量每单位流量梯度低于下斜率阈值或者高于上斜率阈值时分别停止开度的减小或增大，来控制阀的开度。
在一实施例中，如下确定斜率阈值：当阀从关闭位置打开时，确定初始时间点的能量每单位流量梯度，并且基于在初始时间点确定的能量每单位流量梯度来设定斜率阈值。例如，斜率阈值被定义为对于初始时间点所确定的能量每单位流量梯度的限定百分比。因此，下斜率阈值和/或上斜率阈值被定义为对于初始时间点所确定的能量每单位流量梯度的限定百分比。在初始时间点所确定的能量每单位流量梯度表示在由热能交换器高效地交换能量的能量每单位流量曲线的基本上线性范围中的热能交换器的特征性能量每单位流量梯度。
在另一实施例中，如下校准控制信号水平，所述控制信号水平用于控制打开阀的阀的致动器：将控制信号设定为用于将阀放置到最大开度位置的限定最大值，在确定能量每单位流量梯度时，减小控制信号的值以减小阀的开度，和将控制信号的最大值分配给能量每单位流量梯度变得等于或大于斜率阈值的阀的开度设定。
除了控制HVAC系统中的阀的开度的方法之外，本发明还涉及用于控制阀的开度的控制装置，其中控制装置包括：梯度生成器，构造为确定能量每单位流量梯度；以及控制模块，构造为根据能量每单位流量梯度来控制阀的开度。
而且，本发明还涉及包括用于对控制装置的一个或多个处理器进行控制的计算机程序代码的计算机程序产品，其中控制装置用于控制阀的开度，计算机程序产品优选的是包括上面存储有该计算机程序代码的有形计算机可读介质的计算机程序产品。具体而言，计算机程序代码构造为控制该控制装置，使得控制装置确定能量每单位流量梯度，并且根据能量每单位流量梯度来控制阀的开度。
附图说明
将参考附图以举例的方式更详细地说明本发明，在附图中：
图1表示示意性地示出了HVAC系统的框图，HVAC系统具有流体回路和控制装置，流体回路包括泵、阀和热能交换器，控制装置用于控制阀的开度以调节由热能交换器交换的能量的量。
图2表示示出了用于控制阀的开度的示例性的一系列步骤的流程图。
图3表示示出了用于确定热能交换器的能量每单位流量梯度的示例性的一系列步骤的流程图。
图4表示示出了用于确定在给定时间点由热能交换器交换的能量的示例性的一系列步骤的流程图。
图5表示示出了用于控制阀的开度的示例性的一系列步骤的流程图，包括检查流体回路中的能量输送的效率。
图6表示示出了用于检查流体回路中的能量输送的效率的示例性的一系列步骤的流程图。
图7表示示出了用于确定用于控制阀的开度的阈值和/或校准用于控制阀的开度的控制信号的示例性的一系列步骤的流程图。
图8表示示出了用于确定用于控制阀的开度的阈值的示例性的一系列步骤的流程图。
图9表示示出了校准用于控制阀的致动器的控制信号的示例性的一系列步骤的流程图。
图10表示示出了用于控制具有热交换器的流体回路中的阀的开度的示例性的一系列步骤的流程图。
图11表示示出了用于控制具有冷却器的流体回路中的阀的开度的示例性的一系列步骤的流程图。
图12表示示出了具有不同时间点的能量每单位流量曲线的示例的曲线图，用于确定针对不同流量水平和由热能交换器交换的对应的能量的量的能量每单位流量梯度。
图13表示示出了具有不同时间点的能量每单位流量曲线的示例的曲线图，用于确定在校准用来控制阀的致动器的控制信号的过程中的不同的能量每单位流量梯度。
具体实施方式
在图1中，附图标记100指代具有流体回路101的HVAC系统，流体回路101包括通过管互相连接的泵3、阀10、热能交换器2（例如用于加热或冷却房间的热交换器）、以及可选地呈冷却器5形式的另一个热能交换器。阀10设置有致动器1，例如电动马达，用于打开和关闭阀10，并且因此使用阀10的不同位置来控制通过流体回路101的流量。另外，(多个)泵3本身可以改变通过流体回路101的流量。如示意性地示出，HVAC系统100还包括分别连接到阀10或致动器11的建筑物控制系统4。本领域技术人员将理解HVAC系统100的描绘是非常简化的，并且HVAC系统100可以包括多个流体回路101，在每种情况下具有一个或多个泵3、阀19、热能交换器2和可选的冷却器5。
如图1示意性地示出，热能交换器2设置有两个温度传感器21、22，布置在热能交换器2的入口处，用于测量进入热能交换器2的流体的输入温度T in ，并布置在热能交换器2的出口处，用于测量离开热能交换器2的流体的输出温度T out 。例如，流体为例如水等液体传热介质。
流体回路101还包括分别用于测量通过阀10或流体回路101的流量φ，即流体流率的流量传感器13。根据实施例，流量传感器13布置在阀10中或阀10处，或者布置在连接到阀10的管部12中或管部12处。例如，流量传感器13为超声传感器或传热传感器。
在图1中，附图标记1指代分别用于控制阀10或致动器11以调整阀10的开度(或位置)的控制装置。因此，控制装置1调节通过阀10和因此通过热能交换器2的流量φ，即流体流速。因此，控制装置1调节由热能交换器2与其环境交换的热能的量。根据实施例，控制装置1布置在阀10处，例如作为阀10的一体部分或者附接到阀10，或者控制装置1布置在连接到阀10的管部12。
控制装置1包括具有程序和数据存储器的微处理器或其它可编程单元。控制装置1包括各种功能模块，包括梯度生成器14、控制模块15和校准模块16。优选地，功能模块实施为被编程软件模块。被编程软件模块包括用于对控制装置1的一个或多个处理器或其它可编程单元进行控制的计算机代码，这将在下文中更详细地说明。计算机代码存储在计算机可读介质上，计算机可读介质以固定或可移除的方式连接到控制装置1。但本领域技术人员将理解在替代实施例中，功能模块可以部分地或完全地通过硬件部件来实施。
如图1所示，流量传感器13连接到控制装置1，用于对控制装置1提供流量φ的及时的或当时的测量值。而且，控制装置1连接到致动器11，用于对致动器11供应控制信号Z，以控制致动器11来打开和/或关闭阀10，即调整阀10的开度(或位置)。
而且，热能交换器2的温度传感器21、22连接到控制装置1，用于对控制装置1分别提供进入或离开热能交换器2的流体的输入温度T in 和输出温度T out 的及时的或当时的测量值。
优选地，控制装置1还连接到建筑物控制系统4，用于从建筑物控制系统4接收控制参数，例如，对于期望房间温度的使用者设定和/或测量值，例如负载需求(自零BTU到最大BTU)或当前由泵3使用来输送流体通过流体回路101的输送能量E T ，如由能量测量单元31所测量。基于由多个泵3使用并且在建筑物控制系统4从多个流体回路101(通过以推模式发送或者以拉模式接收)接收的输送能量ET，建筑物控制系统4构造为例如通过基于由HVAC系统100的所有泵3使用的输送能量ET的总值来设定通过一个或多个流体回路101的阀10的流量φ，从而优化HVAC系统100的总效率。在替代或附加的实施例中，布置在泵3处的能量传感器直接连接到控制装置1，用于向控制装置1提供输送能量E T 的当前测量值。
在参考图2至图11描述的下面的段落中，为由控制装置1的功能模块执行的的可能的一系列步骤，用于控制阀10的开度(或位置)，从而调节通过热能交换器2的流量φ。
如图2所示，在步骤S3中，控制装置1控制阀10的开度。具体而言，在步骤S31中，梯度生成器14确定能量每单位流量梯度。在步骤S32中，控制模块15根据能量每单位流量梯度控制阀10的开度。
如图3和图12所示，为了确定能量每单位流量梯度，在步骤S311中，梯度生成器14确定在限定时间t n-1 通过阀10的流量φ n-1 。根据实施例，梯度生成器14通过在限定时间t n-1 对流量传感器13进行取样、轮询或读取，或者通过读取包含在限定时间t n-1 由流量传感器13测量到的流量φ n-1 的数据存储器，来确定流量φ n-1 。
在步骤312中，梯度生成器14确定在限定时间t n-1 由热能交换器2交换的能量的量E n-1 。
在步骤313中，梯度生成器14根据流量传感器13确定在限定的随后时间tn通过阀10的流量φ n 。
在步骤314中，梯度生成器14确定在限定的随后时间t n 由热能交换器2交换的能量的量En。
在步骤315中，基于对限定时间t n-1 、t n 所确定的流量φ n-1 、φ n 和所交换的能量E n-1 、E n ，梯度生成器14对于限定时间t n 计算能量每单位流量梯度。
随后，梯度生成器14通过确定对于限定时间t n+1 的流量φ n+1 和所交换的能量E n+1 来继续进行步骤S313和S314，并且在步骤315中计算对于限定时间tn+1的能量每单位流量梯度。因此，如图12所示，对于连续的测量时间间隔或，分别反复地并且持续地确定能量每单位流量梯度，其中测量时间间隔的长度，即测量时间t n-1 、t n 、t n+1 之间的持续时间例如在1秒至30秒的范围内，例如12秒。
如图4所示，为了确定在限定时间t n 由热能交换器交换的能量的量E n ，在步骤S3141和S3142中，梯度生成器14确定在限定时间tn分别在热能交换器2的入口或出口处测量的输入温度T in 和输出温度T out 。根据实施例，梯度生成器14通过在限定时间t n 对温度传感器21、22进行取样、轮询或读取，或者通过读取包含在限定时间t n 由温度传感器21、22测量到的输入温度T in 和输出温度T out 的数据存储器，来确定输入温度T in 和输出温度T out。
在步骤S3143中，梯度生成器14计算输入温度T in 和输出温度T out 之间的温差。
在步骤S3144中，梯度生成器14根据对于限定时间t n 所确定的流量φ n 和温差，来计算由热能交换器2交换的能量的量。
在根据图5的实施例中，在步骤S31中确定能量每单位流量梯度之前，控制模块15在步骤S30中检查能量输送效率，并且随后根据能量输送效率来控制阀的开度。如果能量输送效率是足够的，则处理在步骤S31中继续；否则停止阀10的进一步打开和/或减小阀10的开度，例如，通过以限定的减量来减小控制信号Z。
如图6所示，为了检查能量输送效率，在步骤S301中，控制模块15测量由泵3使用来输送流体通过流体回路101到达热能交换器2的输送能量ET。根据实施例，控制模块15通过对限定时间t n 的能量测量单元31进行轮询或读取，或者通过读取包含在限定时间t n 由能量测量单元31测量到的输送能量ET的数据存储器，来确定输送能量ET。
在步骤S302中，控制模块15或梯度生成器14分别确定在限定时间tn由热能交换器2交换的能量的量E n 。
在步骤S303中，控制模块15根据所确定的输送能量E T 和所交换的能量的量E n 来计算能量差值E B =E n -E T 。
在步骤305中，控制模块15通过将所计算的能量差值E B 与效率阈值KE比较，来检查能量输送效率。例如，如果能量差值E B 超过效率阈值，例如，则认为能量效率为正的。根据实施例，效率阈值KE为存储在控制装置1中或者从外部源输入的固定值。
在根据图7的实施例中，在用于控制阀的开度的步骤S3之前，进行可选的步骤S1和/或S2，用于确定一个或多个斜率阈值和/或校准控制信号Z值，以控制致动器11来打开和/或关闭阀10。优选地，为了持续优化地系统精度，包括步骤S1和/或S2的校准序列不仅在启动时首先执行，而且在发生限定的事件时自动地再次开始，特别是在限定系统变量变化时，例如由温度传感器21感测到的输入温度T in 的变化；来自建筑物控制系统4的各种输入的快速和/或显著的变化，例如返回空气温度、外部空气温度、跨过热交换器2的空气侧的温度下降；或者表示负载条件变化的任何信号。
如图8所示，为了确定用于控制阀的开度的(多个)斜率阈值，在步骤S10中，控制模块15将阀从初始关闭位置打开。具体而言，在该初始阶段中，阀10打开到限定开度水平和/或以控制信号Z的值的限定增量打开。
在步骤S11中，在该初始状态期间，梯度生成器14确定初始时间点t0(参见图12)的能量每单位流量梯度，如上面参考图3所描述的那样。
在步骤S12中，控制模块15基于对初始时间点t 0 确定的能量每单位流量梯度来设定(多个)斜率阈值。例如，对于热交换器，将斜率阈值K0设定为能量每单位流量梯度的限定百分比，例如C=10%。相对应地，对于冷却器5，在每种情况下将下斜率阈值KL和上斜率阈值KH设定为能量每单位流量梯度的限定百分比C、D，，例如D=1%，并且，例如。如图12所示，斜率阈值K0限定点PK，在点PK处，对于流量φK和由热能交换器2交换的能量的量EK，能量每单位流量梯度等于斜率阈值K0。
在替代的较不优选的实施例中，斜率阈值K 0 、K L 、K H 为特别分配给热能交换器2的限定(恒定)值，例如，输入和/或存储在控制装置1或热能交换器2的数据存储器中的类型特定常数。
如图9和图13所示，为了校准控制信号Z的值，在步骤S21中，校准模块16将控制信号Z设定为限定的最大控制信号值Zmax，例如10V。因此，在校准阶段中，致动器11将阀10驱动至最大开度位置，例如驱动至具有与最大BTU(英国热量单位)相对应的最大流量φmax的完全打开位置。
在步骤S22中，如上文参考图3所述，梯度生成器14确定对于当前阀开度的能量每单位流量梯度。
在步骤S23中，校准模块16检查所确定的能量每单位流量梯度是否大于限定的斜率阈值K0。如果，则处理在步骤S25中继续；否则，如果，则处理在步骤S24中继续。
在步骤S24中，校准模块16减小阀的开度，例如通过以限定的减量例如以0.1V将控制信号Z减小至更低的控制信号水平Zn+1、Zn，并且通过对具有减少流量φn+1、φn的阀10的减小开度确定能量每单位流量梯度而继续。
在步骤S25中，当例如对于具有流量φ n 的控制信号Zn，将阀10设定为能量每单位流量梯度超过限定的斜率阈值K 0 的开度时，校准模块16通过向阀10的当前开度水平分配用于控制信号的最大值Zmax来校准控制信号Z。例如，如果以具有流量φn的的阀10的80%的开度水平通过8V的控制信号Zn实现，则将用于控制信号Z的例如10V的最大值Zmax分配给80%的开度水平。当随后例如根据来自建筑物控制系统4的负载需求的要求而将控制信号Z设定为其最大水平Zmax时，将阀10设定至具有流量φn的开度水平，这产生等于或大于限定斜率阈值K0的能量每单位流量梯度。
图10示出了用于控制呈热交换器形式的热能转换器2的阀的开度的示例性的一系列步骤S3H。
在步骤S30H中，控制模块15将阀10从初始关闭位置打开。具体而言，在该初始阶段中，阀10打开到限定开度水平和/或以控制信号Z的值的限定增量打开。
在步骤S31H中，如上文参考图3所述，梯度生成器14确定对于当前阀开度的能量每单位流量梯度。
在步骤S32H中，控制模块15检查所确定的能量每单位流量梯度是否小于限定斜率阈值K0。
如果能量每单位流量梯度大于或等于限定斜率阈值K0，则处理通过继续增大控制信号Z以进一步打开阀10而在步骤S30H中继续。否则，如果能量每单位流量梯度低于限定斜率阈值K0，则处理通过停止阀10的进一步打开和/或减小阀10的开度而在步骤S33H中继续，例如通过以限定减量减小控制信号Z。
图11示出了用于控制呈冷却器5形式的热能转换器的阀的开度的示例性的一系列步骤S3C。
在步骤S30C中，控制模块15将阀10从初始关闭位置打开，或者从初始打开位置减小开度。具体而言，在该初始阶段中，分别打开阀10或者减小其开度到限定开度水平，和/或以控制信号Z的值的限定增量(或减量)打开或减小。
在步骤S31C中，如上文参考图3所述，梯度生成器14确定对于当前阀开度的能量每单位流量梯度。
在步骤S32C中，控制模块15检查所确定的能量每单位流量梯度是否小于限定下斜率阈值KL或大于限定上斜率阈值KH。
如果能量每单位流量梯度大于或等于限定下斜率阈值KL并且小于或等于上斜率阈值KH，则处理通过分别继续增大控制信号Z以进一步打开阀10或者继续减小控制信号Z以进一步关闭阀10，而在步骤S30C中继续。否则，如果能量每单位流量梯度小于线性下斜率阈值KL或者大于限定上斜率阈值KH，则处理通过分别停止进一步打开或关闭阀10，而在步骤S33C中继续，因为冷却器5不再在高效范围内工作。
应当指出的是，在说明书中，计算机程序代码与特定功能模块相关联，并且一系列步骤以特定顺序给出，但是本领域技术人员将理解计算机程序代码可以不同地构成，并且在不脱离本发明的范围的情况下，可以改变至少一些步骤的顺序。
Claims (15)
1.一种控制加热通风和空调系统(100)中的阀(10)的开度(S3)以调节通过加热通风和空调系统(100)的热能交换器(2)的流体流量φ并且调整由所述热能交换器(2)交换的能量的量E的方法，所述方法包括：
确定(S31)能量每单位流量梯度；以及
根据所述能量每单位流量梯度来控制所述阀(10)的开度(S32)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中确定(S31)所述能量每单位流量梯度包括在第一时间点测量(S311)通过所述阀(10)的流量φ 1， 并且确定(S312)在该第一时间点由所述热能交换器(2)交换的能量的量E 1 ；在随后的第二时间点，测量(S313)通过所述阀(10)的流量φ 2 ，并且确定(S314)在该第二时间点由所述热能交换器(2)交换的能量的量E 2 ；并且根据对第一时间点和第二时间点确定的流量φ 1 、φ 2 和交换能量E 1 、E 1 ，计算(S315)能量每单位流量梯度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中确定(S314)由所述热能交换器(2)交换的能量的量包括测量通过所述阀(10)的流量φ(S313)，确定(S3143)进入所述热能交换器(2)的流体的输入温度T in 与离开所述热能交换器(2)的流体的输出温度T out 之间的温差，并且基于通过所述阀(10)的流量φ和温差来计算(S3144)由所述热能交换器交换的能量的量。
4.根据权利要求1或2所述的方法，还包括测量(S301)用于输送流体通过所述加热通风和空调系统(100)的输送能量E T ；确定(S302)由所述热能交换器(2)交换的能量的量E；基于所述输送能量E T 和由所述热能交换器(2)交换的能量的量E来确定(S303)能量差值，将能量差值E B 与效率阈值进行比较(S304)；以及根据所述比较来控制所述阀(10)的开度。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中控制阀(10)的开度(S3H)，以调节通过所述加热通风和空调系统(100)的热交换器的流体流量φ，在增大所述阀(10)的开度时，确定(S31H)所述能量每单位流量梯度；以及通过将所述能量每单位流量梯度与斜率阈值比较(S32H)并且当所述能量每单位流量梯度低于所述斜率阈值时停止(S33H)所述开度的增大，来控制所述阀(10)的开度。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中控制(S3C)所述阀(10)以调节通过所述加热通风和空调系统(100)的冷却器(5)的流体流量φ；在增大或减小所述阀(10)的开度时，确定(S31C)所述能量每单位流量梯度；并且通过将所述能量每单位流量梯度与下斜率阈值和上斜率阈值比较(S32C)，并且当所述能量每单位流量梯度低于所述下斜率阈值或者高于所述上斜率阈值时分别停止(S33C)所述开度的减小或增大，来控制所述阀(10)的开度。
7.根据权利要求5所述的方法，还包括如下确定(S1)所述斜率阈值：当所述阀(10)从关闭位置打开时，确定(S11)初始时间点的能量每单位流量梯度，并且基于在所述初始时间点确定的能量每单位流量梯度来设定(S12)所述斜率阈值。
8.根据权利要求1或2所述的方法，还包括如下校准(S2)控制信号(Z)水平，所述控制信号(Z)水平用于控制打开所述阀(10)的所述阀(10)的致动器(11)，将所述控制信号(Z)设定(S21)为用于将所述阀(10)放置到最大开度位置的限定最大值，在确定所述能量每单位流量梯度时，减小(S24)所述控制信号(Z)的值以减小所述阀(10)的开度，和将所述控制信号的最大值分配(S25)给所述能量每单位流量梯度变得等于或大于斜率阈值的所述阀(10)的开度设定。
9.一种用于控制加热通风和空调系统(100)中的阀(10)的开度以调节通过所述加热通风和空调系统(100)的热能交换器(2)的流体流量φ并且调整由所述热能交换器(2)交换的能量的量E的控制装置(1)，所述控制装置(1)包括：
梯度生成器(14)，构造为确定能量每单位流量梯度；以及
控制模块(15)，构造为根据所述能量每单位流量梯度来控制所述阀(10)的开度。
10.根据权利要求9所述的控制装置(1)，其中，所述梯度生成器(14)构造为根据在第一时间点确定的通过所述阀(10)的流量φ 1 、在所述第一时间点确定的由所述热能交换器(2)交换的能量的量E 1 、在随后的第二时间点确定的通过所述阀(10)的流量φ 2 、以及在该第二时间点由所述热能交换器(2)交换的能量的量E 2 ，来计算能量每单位流量梯度。
11.根据权利要求9或10所述的控制装置(1)，其中所述梯度生成器(14)构造为根据通过所述阀(10)的流量φ和温差的测量，来计算由所述热能交换器(2)交换的能量的量，所述温差是在进入所述热能交换器(2)的流体的输入温度T in 与离开所述热能交换器(2)的输出温度T out 之间确定的。
12.根据权利要求9或10所述的控制装置(1)，其中，为了调节通过所述加热通风和空调系统(100)的热交换器的流体流量φ，所述控制模块(15)构造为如下控制所述阀(10)的开度：在增大所述阀(10)的开度时，使所述梯度生成器(14)确定所述能量每单位流量梯度，将所述能量每单位流量梯度与斜率阈值进行比较，并且当所述能量每单位流量梯度低于所述斜率阈值时停止所述开度的增大。
13.根据权利要求9或10所述的控制装置(1)，其中，为了调节通过所述加热通风和空调系统(100)的冷却器(5)的流体流量φ，所述控制模块(15)构造为如下控制所述阀(10)的开度：在增大或减小所述阀(10)的开度时，使所述梯度生成器(14)确定所述能量每单位流量梯度；并且通过将所述能量每单位流量梯度与下斜率阈值和上斜率阈值比较，并且当所述能量每单位流量梯度低于所述下斜率阈值或者高于所述上斜率阈值时分别停止所述开度的减小或增大。
14.根据权利要求12所述的控制装置(1)，其中所述控制模块(15)还构造为如下确定所述斜率阈值：当所述阀(10)从关闭位置打开时，使所述梯度生成器(14)确定初始时间点的能量每单位流量梯度，并且基于在所述初始时间点确定的能量每单位流量梯度来设定所述斜率阈值。
15.根据权利要求9或10所述的控制装置(1)，还包括构造为校准控制信号水平(Z)的校准模块(16)，所述控制信号水平用于控制打开所述阀(10)的所述阀(10)的致动器(11)，通过将所述控制信号(Z)设定为用于将所述阀(10)放置到最大开度位置的限定最大值，在使所述梯度生成器(14)确定所述能量每单位流量梯度时，减小所述控制信号(Z)的值以减小所述阀(10)的开度，并且将所述控制信号(Z)的最大值分配给所述能量每单位流量梯度变得等于或大于斜率阈值的所述阀(10)的开度设定。
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