主動(dòng)能量預(yù)算控制管理的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]加熱、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)(HVAC系統(tǒng))可被用于將舒適區(qū)域加熱和/或冷卻到舒適的溫度。舒適區(qū)域常常是住宅和/或商業(yè)區(qū)域的使用部分并可設(shè)置不同的區(qū)域狀況，例如溫度和濕度。為了進(jìn)行熱交換，HVAC系統(tǒng)的一部分可被安裝在室外或遠(yuǎn)離舒適區(qū)域的其它場(chǎng)所。這種場(chǎng)所可作為周?chē)h(huán)境區(qū)域并且也可具有可變的溫度和濕度狀況。
[0002]一些HVAC系統(tǒng)是熱泵系統(tǒng)。熱泵系統(tǒng)通常能在冷卻模式下運(yùn)行，其中舒適區(qū)域通過(guò)采用制冷循環(huán)(例如Rankine循環(huán))從舒適區(qū)域傳熱給周?chē)h(huán)境區(qū)域而被冷卻。熱泵系統(tǒng)通常也能在加熱模式下運(yùn)行，其中制冷劑流過(guò)HVAC系統(tǒng)的部件的方向倒轉(zhuǎn)使得熱量從周?chē)h(huán)境區(qū)域傳給舒適區(qū)域，從而加熱舒適區(qū)域。熱泵系統(tǒng)通常采用換向閥以改變壓縮機(jī)和與舒適區(qū)域和周?chē)h(huán)境區(qū)域相關(guān)的熱交換器之間的制冷劑流體的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種運(yùn)行加熱、通風(fēng)和/或空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)的方法。該方法包括:接收指定時(shí)間周期內(nèi)用于HVAC系統(tǒng)的能量預(yù)算輸入；決定用于HVAC系統(tǒng)的設(shè)定值，該設(shè)定值將使指定時(shí)間周期內(nèi)運(yùn)行HVAC系統(tǒng)所使用的能量的量滿(mǎn)足能量預(yù)算；并且在設(shè)定值下運(yùn)行HVAC系統(tǒng)。
[0004]在另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種用于加熱、通風(fēng)和/或空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)的系統(tǒng)控制器。系統(tǒng)控制器包括處理器，配置成使得系統(tǒng)控制器:接收指定時(shí)間周期內(nèi)用于HVAC系統(tǒng)的能量預(yù)算輸入；決定用于HVAC系統(tǒng)的設(shè)定值，該設(shè)定值將使指定時(shí)間周期內(nèi)運(yùn)行HVAC系統(tǒng)所使用的能量的量滿(mǎn)足能量預(yù)算；并且在設(shè)定值下運(yùn)行HVAC系統(tǒng)。
[0005]在另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種加熱、通風(fēng)和/或空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)。HVAC系統(tǒng)包括系統(tǒng)控制器，配置用于在設(shè)定值處運(yùn)行HVAC系統(tǒng)，設(shè)定值由系統(tǒng)控制器基于輸入到系統(tǒng)控制器中的能量預(yù)算的系統(tǒng)控制器決定的。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的HVAC系統(tǒng)的示意圖；
[0007]圖2是圖1的HVAC系統(tǒng)的空氣循環(huán)路徑的示意圖；
[0008]圖3是輸入到HVAC系統(tǒng)控制器中的各種輸入的示意圖；
[0009]圖4是運(yùn)行HVAC系統(tǒng)的方法流程圖；
[0010]圖5是適用于實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)的實(shí)施例的通用處理器(例如，電子控制器或計(jì)算機(jī))系統(tǒng)的不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]圖1是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的HVAC系統(tǒng)100的示意圖。HVAC系統(tǒng)100包括室內(nèi)單元102、室外單元104和系統(tǒng)控制器106。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)控制器106可以運(yùn)行以控制室內(nèi)單元102和/或室外單元104的運(yùn)行。如示出的，HVAC系統(tǒng)100是所謂的熱泵系統(tǒng)，其可被選擇性地運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)基本閉合的熱力學(xué)制冷循環(huán)以提供冷卻功能和/或加熱功能。在另一些實(shí)施例中，HVAC系統(tǒng)100可以是某種其它類(lèi)型的加熱、通風(fēng)和/或空調(diào)系統(tǒng)。
[0012]室內(nèi)單元102包括室內(nèi)熱交換器108、室內(nèi)風(fēng)扇110和室內(nèi)計(jì)量裝置112。室內(nèi)熱交換器108可以是板散熱片式熱交換器，其配置用于允許室內(nèi)熱交換器108的內(nèi)管中攜帶的制冷劑與接觸室內(nèi)熱交換器108但是與制冷劑隔離的流體之間的熱交換。在另一些實(shí)施例中，室內(nèi)熱交換器108可以包括脊散熱片式熱交換器、微通道熱交換器或任何其它合適類(lèi)型的熱交換器。
[0013]室內(nèi)風(fēng)扇110可以是離心式鼓風(fēng)機(jī)，其包括鼓風(fēng)機(jī)外殼、至少部分設(shè)置在鼓風(fēng)機(jī)外殼內(nèi)的鼓風(fēng)機(jī)葉輪以及配置用于選擇性地旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)葉輪的鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)。在另一些實(shí)施例中，室內(nèi)風(fēng)扇110可以包括混流式風(fēng)扇和/或任何其它合適類(lèi)型的風(fēng)扇。室內(nèi)風(fēng)扇110可被配置為能在一種或多種速度范圍下的多個(gè)速度下運(yùn)行的調(diào)制和/或可變速風(fēng)扇。在另一些實(shí)施例中，室內(nèi)風(fēng)扇I1可被配置為多速風(fēng)扇，其能通過(guò)選擇性地給室內(nèi)風(fēng)扇110的電機(jī)的不同多級(jí)電磁鐵繞組供電而在多個(gè)運(yùn)行速度下運(yùn)行。在其它一些實(shí)施例中，室內(nèi)風(fēng)扇110可以是單速風(fēng)扇。
[0014]室內(nèi)計(jì)量裝置112可以是電子控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)式電子膨脹閥(EEV)。在一些可選的實(shí)施例中，室內(nèi)計(jì)量裝置112可以包括恒溫膨脹閥、毛細(xì)管組件和/或任何其它合適的計(jì)量裝置。室內(nèi)計(jì)量裝置112可以包括制冷劑止回閥和/或與制冷劑止回閥關(guān)聯(lián)，并且/或者當(dāng)制冷劑流過(guò)室內(nèi)計(jì)量裝置112時(shí)使用制冷劑旁路使得室內(nèi)計(jì)量裝置112不會(huì)測(cè)量通過(guò)室內(nèi)計(jì)量裝置112的制冷劑流量或者相反地基本限制通過(guò)室內(nèi)計(jì)量裝置112的制冷劑流量。
[0015]室外單元104包括室外熱交換器114、壓縮機(jī)116、室外風(fēng)扇118、室外計(jì)量裝置120和換向閥122。室外熱交換器114可以是脊散熱片式熱交換器，其配置用于允許室外熱交換器114的內(nèi)部通道中攜帶的制冷劑與接觸室外熱交換器114但是與制冷劑隔離的流體之間的熱交換。在另一些實(shí)施例中，室外熱交換器114可以包括板散熱片式熱交換器、微通道熱交換器或任何其它合適類(lèi)型的熱交換器。
[0016]壓縮機(jī)116可以是多速渦旋式壓縮機(jī)，其配置用于選擇性地在多個(gè)質(zhì)量流率下泵送制冷劑。在一些可選的實(shí)施例中，壓縮機(jī)116可以是能在一種或多種速度范圍下運(yùn)行的調(diào)制壓縮機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)、單速壓縮機(jī)和/或任何其它合適的制冷壓縮機(jī)和/或制冷劑栗O
[0017]室外風(fēng)扇118可以是包括風(fēng)機(jī)葉片組件的軸流式風(fēng)扇和配置用于選擇性地旋轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)葉片組件的風(fēng)扇電機(jī)。在另一些實(shí)施例中，室外風(fēng)扇118可以包括混流式風(fēng)扇、離心式鼓風(fēng)機(jī)和/或任何其它合適類(lèi)型的風(fēng)扇和/或鼓風(fēng)機(jī)。室外風(fēng)扇118可配置為能在一種或多種速度范圍下的多個(gè)速度下運(yùn)行的調(diào)制和/或可變速風(fēng)扇。在另一些實(shí)施例中，室外風(fēng)扇118可配置為為多速風(fēng)扇，其能通過(guò)選擇性地給室外風(fēng)扇118的電機(jī)的不同多級(jí)電磁鐵繞組供電而在多個(gè)運(yùn)行速度下運(yùn)行。在其它一些實(shí)施例中，室外風(fēng)扇118可以是單速風(fēng)扇。
[0018]室外計(jì)量裝置120可以是恒溫膨脹閥。在一些可選的實(shí)施例中，室外計(jì)量裝置120可以包括電子控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)式EEV、毛細(xì)管組件和/或任何其它合適的計(jì)量裝置。室外計(jì)量裝置120可以包括制冷劑止回閥和/或與制冷劑止回閥關(guān)聯(lián)，并且/或者當(dāng)制冷劑流過(guò)室外計(jì)量裝置120時(shí)使用制冷劑旁路使得室外計(jì)量裝置120不會(huì)測(cè)量通過(guò)室外計(jì)量裝置120的制冷劑流量或者相反地基本限制通過(guò)室外計(jì)量裝置120的制冷劑流量。
[0019]換向閥122可以是所謂的四通換向閥。換向閥122可選擇性地被控制以改變?cè)贖VAC系統(tǒng)100中的制冷劑流動(dòng)路徑，在下面更加詳細(xì)地描述。換向閥122可以包括電磁閥或配置用于在運(yùn)行位置之間選擇性地移動(dòng)換向閥122的部件的其它裝置。
[0020]系統(tǒng)控制器106可以包括觸屏界面用于顯示信息并且用于接收用戶(hù)輸入信息。系統(tǒng)控制器106可以顯示與HVAC系統(tǒng)100的運(yùn)行有關(guān)的信息并且可以接收與HVAC系統(tǒng)100的運(yùn)行有關(guān)的用戶(hù)輸入信息。系統(tǒng)控制器106可被進(jìn)一步操作以顯示信息或接收用于輸入信息，該信息無(wú)關(guān)地關(guān)聯(lián)和/或不關(guān)聯(lián)HVAC系統(tǒng)100的運(yùn)行。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)控制器106可以包括溫度傳感器并且可以進(jìn)一步配置用于控制與HVAC系統(tǒng)100關(guān)聯(lián)區(qū)域的加熱和/或冷卻。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)控制器106可被配置為恒溫器，用于控制向HVAC系統(tǒng)100所關(guān)聯(lián)的區(qū)域的調(diào)節(jié)空氣的供給。
[0021]在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)控制器106可選擇性地關(guān)聯(lián)室內(nèi)單元102的室內(nèi)控制器124、室外單元104的室外控制器126和/或HVAC系統(tǒng)100的其它部件。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)控制器106可被配置用于與通信總線(xiàn)128雙向選擇通訊。在一些實(shí)施例中，通信總線(xiàn)128的一部分可以包括三線(xiàn)連接，其適用于系統(tǒng)控制器106和配置用于連接通信總線(xiàn)128的一個(gè)或多個(gè)HVAC系統(tǒng)部件之間的通信信息。
[0022]更進(jìn)一步，系統(tǒng)控制器106可配置用于通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)132選擇性地關(guān)聯(lián)HVAC系統(tǒng)部件和/或另一裝置130。在一些實(shí)施例中，通訊網(wǎng)絡(luò)132可以包括手機(jī)網(wǎng)絡(luò)和包括手機(jī)的其他裝置130。在一些實(shí)施例中，通訊網(wǎng)絡(luò)132可以包括因特網(wǎng)和可包括所謂的智能手機(jī)的其它裝置130和/或其它因特網(wǎng)-能進(jìn)行移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通訊的裝置。
[0023]室內(nèi)控制器124可搭載于室內(nèi)單元102，并且可配置用于接收信息輸入、傳輸信息輸出，以及經(jīng)由通信總線(xiàn)128和/或任何其它合適的通信媒介與系統(tǒng)控制器106、室外控制器126，和/或其它任何裝置進(jìn)行通信。在一些實(shí)施例中，室內(nèi)控制器124可配置用于關(guān)聯(lián)室內(nèi)個(gè)性模塊134，接收與室內(nèi)風(fēng)扇110的速度有關(guān)的信息，傳輸控制輸出信號(hào)給電熱繼電器，傳輸關(guān)于室內(nèi)風(fēng)扇體積流率的信息，關(guān)聯(lián)和/或另外影響控制空氣凈化器136，并且關(guān)聯(lián)室內(nèi)EEV控制器138。在一些實(shí)施例中，室內(nèi)控制器124可配置用于關(guān)聯(lián)室內(nèi)風(fēng)扇控制器142和/或另外影響控制室內(nèi)風(fēng)扇110的運(yùn)行。在一些實(shí)施例中，室內(nèi)個(gè)性模塊134可包括關(guān)于室內(nèi)單元102的識(shí)別和/或運(yùn)行信息和/或關(guān)于室外計(jì)量裝置120的位置信息。
[0024]在一些實(shí)施例中，室內(nèi)EEV控制器138可被配置用于接收關(guān)于室內(nèi)單元102中制冷劑的溫度和壓力的信息。更特別地，室內(nèi)EEV控制器138可被配置用于接收關(guān)于制冷劑進(jìn)出和/或室內(nèi)熱交換器108內(nèi)部的溫度和壓力的信息。進(jìn)一步，室內(nèi)EEV控制器138可被配置用于關(guān)聯(lián)室內(nèi)計(jì)量裝置112和/或另外影響控制室內(nèi)計(jì)量裝置112。
[0025]室外控制器126可搭載于室外單元104，并且可配置用于接收信息輸入、傳輸信息輸出，另外以及經(jīng)由通信總線(xiàn)128和/或任何其它合適的通信媒介與系統(tǒng)控制器106、室內(nèi)控制器124，和/或其它任何裝置進(jìn)行通信。。在一些實(shí)施例中，室外控制器126可配置用于關(guān)聯(lián)室外個(gè)性模塊140，其可以包括關(guān)于室外單元104的識(shí)別和/或運(yùn)行的信息。在一些實(shí)施例中，室外控制器126可配置用于接收關(guān)于與室外單元104關(guān)聯(lián)的環(huán)境溫度的信息、關(guān)于室外熱交換器114的溫度信息，和/或關(guān)于室外熱交換器114和/或壓縮機(jī)116中制冷劑進(jìn)出的制冷劑溫度和/或壓力信息。在一些實(shí)施例中，室外控制器126可配置用于傳輸關(guān)于監(jiān)控、聯(lián)系和/或另外影響控制室外風(fēng)扇118、壓縮機(jī)油槽加熱器、電磁換向閥122、與