專利名稱：供暖、通風與空調系統(tǒng)的維修及診斷工具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及供暖、通風與空調(HVAC)系統(tǒng)，具體涉及從多個位置與整個HVAC系統(tǒng)通信的維修和診斷工具。
背景技術：
HVAC系統(tǒng)包括以協(xié)作方式一起運行的多個部件。一般地，HVAC系統(tǒng)包括室內單元(如煤氣暖氣爐或風機盤管)、室外單元(如空調或熱泵)和恒溫器。更復雜的系統(tǒng)可包括具有區(qū)域控制和區(qū)域風門的多區(qū)域控制容量。HVAC系統(tǒng)通常還包括子系統(tǒng)，如過濾器、加濕器和通風機。
在傳統(tǒng)的住宅HVAC系統(tǒng)中，關于HVAC系統(tǒng)的配置、運行狀況或錯誤歷史的最小信息量(如果有的話)被提供給維修技術人員。某些更先進的部件(如變速暖氣爐)將錯誤代碼顯示在單獨部件設備顯示器上。某些最新的HVAC部件還通過直接將診斷工具連接于此來向技術人員提供訪問關于部件狀況的更詳細的信息的能力。當然，這要求技術人員攜帶維修工具到每個工作場所。同樣地，由這種傳統(tǒng)技術提供的信息局限于被連接到診斷單元的單個部件而不是全部系統(tǒng)。
技術人員常常必須在各種模式下運行系統(tǒng)以正確評價系統(tǒng)性能并診斷任何問題。在傳統(tǒng)系統(tǒng)的運行中，通過在恒溫器處設置更高的供暖設定值來開啟暖氣爐，或者通過設置更低的供冷設定值來開啟空調器。傳統(tǒng)技術中不存在直接命令一個專門的供暖或供冷階段的方式，并且在很多情形下，在期望的運行模式起動之前，技術人員必須等待各種保護和分段定時器的到時(time out)。
盡管有效，但是傳統(tǒng)的維修技術使維修技術人員的任務變得困難和費時，這可能會導致不適當?shù)陌惭b或不正確的診斷。當HVAC系統(tǒng)繼續(xù)變得更加復雜時，技術人員還需要接受更高級的培訓和專門知識。
因此，最好能在HVAC系統(tǒng)內設置診斷系統(tǒng)，該診斷系統(tǒng)可從HVAC系統(tǒng)內的多個位置提供系統(tǒng)范圍的診斷和控制。
發(fā)明內容
本發(fā)明的HVAC系統(tǒng)包括通過數(shù)字通信總線與室內HVAC部件和室外HVAC部件通信的便攜式控制器單元。各自與數(shù)據(jù)總線通信的多個基座位于整個系統(tǒng)的多個位置處，以使便攜式控制器單元可有選擇地連接到任何基座并在其間移動。
除傳統(tǒng)恒溫器功能之外，便攜式控制器單元還在菜單驅動界面上設置了多個控制和診斷頁面。通過移動便攜式控制器單元，技術人員可親自出現(xiàn)在HVAC部件前運行部件以直接從HVAC部件獲得附加信息和測量。
盡管在沒有獨立維修工具的情形下可通過選擇性移動便攜式控制器單元來實現(xiàn)全系統(tǒng)功能，但是系統(tǒng)允許將維修工具連接到任何一個可連接便攜式控制器單元的、為增加便利和靈活性而設的塢站。這樣做的另一好處是技術人員不必進入到安裝HVAC系統(tǒng)的構筑物中。
本發(fā)明因此在HVAC系統(tǒng)內設置了診斷系統(tǒng)，該診斷系統(tǒng)可從HVAC系統(tǒng)內的多個位置處提供全系統(tǒng)診斷和控制。
根據(jù)下面對當前優(yōu)選實施例的詳細描述，本發(fā)明的這些特征和優(yōu)點對本領域的技術人員來說將是顯而易見的。下面將簡要說明詳細描述中所參照的附圖圖1是與本發(fā)明一起使用的HVAC系統(tǒng)的總體示意圖；圖2是用于HVAC系統(tǒng)的便攜式控制器單元的框圖；圖3是圖2說明的系統(tǒng)部件的一個實施例的框圖；圖4是在圖3說明的微調增大系統(tǒng)的一個實施例的框圖；以及圖5是由本發(fā)明的微調增大系統(tǒng)所實施的微調變化的示意圖。
具體實施例方式
圖1說明了HVAC系統(tǒng)10的示意圖。系統(tǒng)10通常包括與室內HVAC部件14和室外HVAC部件16通信的便攜式控制器單元12。部件14、16優(yōu)選地通過數(shù)字通信總線20與便攜式控制器單元12通信?？偩€20最好包括傳遞數(shù)據(jù)和功率的四條通信路徑，如四條路徑等。應當理解，其他通信系統(tǒng)將同樣得益于本發(fā)明。
室內部件14包括通過總線20與便攜式控制器單元12通信的室內單元微處理器控制器22。室內部件14通常包括暖氣爐、風機盤管等。室外部件16(如空調單元或熱泵)包括通過總線20與便攜式控制器單元12通信的室外單元微處理器控制器24。也就是，各HVAC系統(tǒng)部件包括通過總線20與便攜式控制器單元12通信的專用微處理器控制器22、24。
應當理解，盡管在所說明的實施例中公開了特定部件布置和通信總線布局，得益于本發(fā)明的還將會有其他布置。
各自與數(shù)據(jù)總線20通信的多個塢站26a、26b位于整個系統(tǒng)10的多個位置處。塢站26a、26b最好分別位于各自的部件14、16處。另一個塢站26c最好位于用戶可接近的塢站位置28，該位置通常為由系統(tǒng)10調節(jié)的結構內容易接近的位置。也就是，在典型的恒溫器位置處，用戶可接近的塢站位置28是很容易接近的，例如墻，同時塢站26a、26b位于部件14、16上或其附近，以使得只是維修技術人員更有可能接近塢站26a、26b。各塢站26a、26b、26c選擇性地接納便攜式控制器單元12以使控制器可從塢站26a、26b、26c的任何一個與整個系統(tǒng)通信。
便攜式控制器單元12包括顯示器30(如LCD或平板顯示器)和輸入裝置32(如多個按鈕、方向鍵區(qū)，但也可代之以或另外包括鼠標、鍵盤、鍵區(qū)、遠程裝置或麥克風)。或者，顯示器30可以是觸摸屏。
便攜式控制器單元12最好作為HVAC系統(tǒng)10的恒溫器和診斷單元進行操作。也就是，便攜式控制器單元12通常作為恒溫器進行操作，但是提供了附加的功能性(通常只有技術人員可訪問)以控制、診斷和使用HVAC系統(tǒng)10。便攜式控制器單元12作為HVAC系統(tǒng)10的診斷單元進行操作以使技術人員從塢站26a、26b、26c的任何一個位置能夠控制各種全系統(tǒng)診斷功能。也就是，可有選擇地將便攜式控制器單元12從一個塢站26a、26b、26c移至另一個塢站。
便攜式控制器單元12包括被連接到顯示器30和輸入裝置32的計算機模塊33。該計算機模塊32通常包括CPU34以及被連接到CPU34的存儲裝置36(圖2)。存儲裝置36可包括硬盤驅動器、CDROM、DVD、RAM、ROM或其他光學可讀存儲器、磁存儲器、或集成電路。還可將控制HVAC系統(tǒng)10的、包括有恒溫器指令以及用于顯示器30和用戶界面的指令的軟件存儲進存儲裝置36或者存儲進ROM、RAM或閃存中。
參見圖3，便攜式控制器單元12最好在菜單驅動界面40上設置了多個控制和診斷頁面。應當理解，除了在所說明的實施例中公開的那些屏幕頁面之外，其他的屏幕頁面同樣可以得益于本發(fā)明。
一種顯示功能是設備概要頁面42，該頁面列示了系統(tǒng)中所有已安裝的HVAC部件和設備連同型號和序列號。在典型的現(xiàn)有技術的系統(tǒng)中，技術人員可通過親自識別各臺設備并讀取其銘牌信息僅獲得這樣的信息。通過菜單驅動界面40選擇方案，技術人員可以很容易地訪問關于系統(tǒng)內任何單元的任何特定部分的信息。對技術人員來說，不必攜帶獨立的維修工具(如膝上型電腦)，所有信息可直接從系統(tǒng)控制器單元12中得到。
便攜式控制器單元12存儲了長期運行歷史，包括各運行模式的循環(huán)數(shù)和累計持續(xù)時間以及帶有型號、序列號和配置信息的所有已安裝設備的列表。
便攜式控制器單元12在作為維修工具時還具有內置的檢查程序。另一個顯示功能是“檢查”頁面44，該頁面使技術人員能夠在各種運行模式下有選擇地使用系統(tǒng)的所有部分。例如，在圖3的左上側所示的初始菜單中包括了“檢查”選擇。這被包括在控制功能中以使技術人員可以直接的方式操作或使用各個部件。這使得技術人員能夠從便攜式控制器單元12的位置立刻檢查各個部件的功能，并且不必如現(xiàn)有技術中會發(fā)生的那樣因為各種定時器、延遲等而等待。在當前的實際應用中，檢查程序被用于單級或多級暖氣爐、單級或多級空調器、熱泵、區(qū)域控制裝置、加濕器和通風機。
“維修”頁面46可導致多個“狀態(tài)”頁面48、50、52，這些頁面提供了單獨的HVAC部件運行時的狀態(tài)信息。在系統(tǒng)運行時顯示狀態(tài)信息(如供暖或供冷級、氣流、風扇電動機速度、管道靜壓、感測的溫度等)，使技術人員能夠正確評價系統(tǒng)性能。如圖3所示的、對技術人員來說有用的維修信息包括，但不限于系統(tǒng)運行狀況、主動供暖和供冷級數(shù)、室內吹風機氣流、室外氣溫、室外盤管溫度、室內送風溫度等。
如果在系統(tǒng)內任何地方有故障發(fā)生，則還將顯示故障消息。技術人員可設置在任何模式下持續(xù)運行的持續(xù)時間。這可允許有充足的時間來穩(wěn)定系統(tǒng)并且還使技術人員連接附加的儀表設備(如制冷壓力計)以進一步檢查系統(tǒng)運行。便攜式控制器單元12提供關于系統(tǒng)中任何地方的現(xiàn)有故障的信息以及帶有日期和時間標記的最新的全系統(tǒng)故障的有序紀錄。另外，所存儲的長期故障歷史頁面54包括按系統(tǒng)內各設備類型的故障計數(shù)。為了進一步理解長期故障歷史以及其中相關聯(lián)的部件的其他方面，可參見序號為No.＿＿＿、標題為“ORDERED RECORD OF SYSTEM-WIDE FAULT IN HVACSYSTEM(60，246-335)”的美國專利申請，該申請被轉讓給本發(fā)明的受讓方，其全部內容通過引用而結合于本文。
參見圖4，技術人員可能希望親自出現(xiàn)在HVAC部件前同時使用部件以直接從HVAC部件獲得附加的信息和測量結果。例如，只有技術人員可能想要在空調器處讀取連接至制冷劑管路的壓力計或者在暖氣爐處觀察點火順序。為方便這種做法，可將便攜式控制器單元12臨時從其正常的墻的位置28上移去并將其直接安裝到與部件14或16相鄰而置的塢站26a或26b。如圖3所示，所描述的所有全系統(tǒng)功能可利用物理上位于系統(tǒng)內任何地方的便攜式控制器單元12來實施。
參見圖5，盡管全系統(tǒng)功能可在沒有獨立的維修工具的情況下通過有選擇地移動便攜式控制器單元12(圖4)來實施，但是系統(tǒng)10允許將維修工具50連接到便攜式控制器單元12所連接的相同的塢站26a或26b、26c，以獲得額外的便利和靈活性。該維修工具56可采用適合維修使用的堅固包裝。
最好，維修工具56只包括供技術人員利用的診斷和使用功能，在總線20上共存并進行通信。維修工具56提取并顯示所有系統(tǒng)信息，且可臨時采取HVAC系統(tǒng)10的控制。也就是，維修工具56不考慮便攜式控制器單元12可能正向系統(tǒng)10發(fā)送的某些或所有命令。
本發(fā)明在這方面的另一些益處在于，技術人員不必將便攜式控制器單元12從其中安裝了HVAC系統(tǒng)10的構筑物內的墻上移去。此外，技術人員可將維修工具50連同用于進一步分析的系統(tǒng)信息返回給經銷商。另一個優(yōu)點是技術人員可將維修工具裝到室外HVAC部件(空調器或熱泵)上，不用進家門就可實施所有功能。
盡管對特定的步驟順序作了說明、描述并提出了權利要求，但是應當理解，除非另有說明，可按任何順序、單獨地或組合地實施這些步驟并且將仍然屬于從本發(fā)明受益的范圍。
前面的描述是示范性的，而不是限制性的。按照上述教導，本發(fā)明的許多修改和變更是可能的。已經公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，然而，本領域普通技術人員將會意識到，它們的某些修改仍將在本發(fā)明的范圍內。因此，應當理解，在所附權利要求的范圍內，可以用特定描述之外的方式來實施本發(fā)明。因此，應研讀下面的權利要求書以確定本發(fā)明的真實范圍與內容。
權利要求
1.一種HVAC系統(tǒng)，包括多個HVAC部件，各所述多個HVAC部件包含部件微處理器；數(shù)字通信系統(tǒng)，它與各所述部件微處理器通信；多個塢站，它與所述數(shù)字通信系統(tǒng)通信；以及便攜式控制器單元，它可有選擇地連接到所述多個塢站中的任何一個。
2.如權利要求1所述的HVAC系統(tǒng)，其中所述多個HVAC部件包括如下部件中的至少一個A/C單元、熱泵、區(qū)域控制裝置、暖氣爐或風機盤管。
3.如權利要求1所述的HVAC系統(tǒng)，其中所述便攜式控制器單元包括恒溫器。
4.如權利要求1所述的HVAC系統(tǒng)，還包括維修工具，它有選擇地通過所述多個塢站中的一個與所述數(shù)字通信系統(tǒng)通信。
5.如權利要求1所述的HVAC系統(tǒng)，還包含維修工具，它有選擇地通過所述多個塢站中的一個與所述數(shù)字通信系統(tǒng)通信，同時所述便攜式控制器單元被連接至所述多個塢站中的另一個。
6.一種HVAC系統(tǒng)，包括室內HVAC部件，它包含室內部件微處理器；室外HVAC部件，它包含室外部件微處理器；數(shù)字通信系統(tǒng)，它與所述室內部件微處理器和所述室外部件微處理器通信；多個塢站，它與所述數(shù)字通信系統(tǒng)通信；以及便攜式控制器單元，它可有選擇地連接到所述多個塢站中的任何一個。
7.如權利要求6所述的HVAC系統(tǒng)，其中所述便攜式控制器單元包括恒溫器。
8.如權利要求6所述的HVAC系統(tǒng)，其中所述多個塢站包括室內塢站和室外塢站。
9.一種與HVAC系統(tǒng)通信的方法，包含下列步驟(1)有選擇地將便攜式控制器單元連接到多個塢站中的一個，所述多個塢站與多個HVAC部件進行數(shù)字通信。
10.如權利要求9所述的方法，還包含下列步驟將所述便攜式控制器單元從所述多個塢站中的一個移到所述多個塢站中的另一個。
11.如權利要求9所述的方法，還包含下列步驟將維修工具連接到所述多個塢站中的第二個，同時將所述便攜式控制器單元連接到所述多個塢站中的一個。
12.如權利要求11所述的方法，還包含下列步驟在所述維修工具連接至所述多個塢站中的第二個時，不考慮由所述便攜式控制器單元發(fā)送的一個指令。
13.如權利要求11所述的方法，還包含下列步驟在所述維修工具連接至所述多個塢站中的一個時，不考慮由所述便攜式控制器單元發(fā)送的所有指令。
全文摘要
HVAC系統(tǒng)包含通過數(shù)字通信總線與室內HVAC部件和室外HVAC部件通信的便攜式控制器單元。各自與數(shù)據(jù)總線通信的多個塢站位于整個系統(tǒng)的多個位置，以使便攜式控制器單元可有選擇地連接到任何塢站并在其間移動。通過移動所述便攜式控制器單元，技術人員在運行系統(tǒng)的同時親自出現(xiàn)在HVAC部件前，以直接從HVAC部件獲得附加信息與測量結果。
文檔編號G05B23/02GK1910432SQ200580002569
公開日2007年2月7日 申請日期2005年1月18日 優(yōu)先權日2004年1月20日
發(fā)明者R·K·夏, C·M·普拉寧 申請人:開利公司