具有節能模式的負載控制系統的製作方法

2023-09-14 07:38:05

專利名稱：具有節能模式的負載控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於建築中的多個電負載的負載控制系統；更具體地，涉及一種負載控制系統，其用於控制照明負載的照明強度、電動窗簾的位置、以及建築的溫度以減少負載控制系統的總功耗。
背景技術：
對許多電力消費者來說，降低電能的總成本是一個重要的目標。公共電力公司的消費者通常要為在收費期內消耗的能量的總量買單。然而，由於公共電力公司必須花錢來確保其設施(例如，變電所)在所有情況(包括峰值需求時期)下都能夠提供能量，故許多公共電力公司以基於收費期內的峰值功耗而非收費期內的平均功耗的價格向其電力消費者收費。因此，如果電力消費者僅在很短的時間段內以極高價格消耗功率，則電力消費者將面臨其總電費的顯著增加。因此，許多電力消費者使用「負載切斷」技術緊密監視並調節(即，降低)當前正由電力系統消耗的功率量。此外，如果總的功耗接近公共電力公司所建立的峰值功率收費閾值，則電力消費者「切斷負載」，即關閉一些電負載。電力消費者的現有技術的電力系統具有內置式功率計，其測量該系統所消耗的瞬時總功率。因此，這種電力系統的建築管理者能夠直觀地監視被消耗的總功率。如果總功耗接近收費閾值，則建築管理者能夠關閉電負載以減少電力系統的總功耗。許多電力公共事業公司提供「需求響應」計劃來幫助它們的消費者降低能量成本。 通過需求響應計劃，電力消費者同意在峰值需求期間切斷負載以換取獎勵，諸如降低的收費價格或其它補償手段。例如，在夏季的下午，當功率需求很大時公共電力公司可以請求需求響應計劃的參與者切斷負載。響應於需求響應命令的照明控制系統的示例在共同轉讓的於 2007 年 10 月 11 日提交的題為 METHOD OF LOAD SHEDDING TO REDUCE THE TOTAL POWER CONSUMPTION OF A LOAD CONTROL SYSTEM(減少負載控制系統的總功耗的負載切斷方法)的第11/870，889號美國專利申請和於2010年6月29日提交的題為METHOD OF COMMUNICATING A COMMAND FOR LOAD SHEDDING OF A LOAD CONTROL SYSTEM (傳輸用於負載控制系統的負載切斷命令的方法)的第7，747，357號美國專利中進行了詳細描述，這兩個專利文件的全部內容通過弓I用併入本文。一些現有技術的照明控制系統提供了負載切斷能力，其中全部照明負載的強度響應於提供給系統的輸入而降低固定百分比，例如25%。該輸入可包括建築管理者對系統鍵盤上的按鈕的促動。這種照明控制系統在共同轉讓的於2001年5月I日提交的題為 FLUORESCENT LAMP DIMMER SYSTEM(螢光燈調光系統)的第6，225，760號美國專利中進行了描述，該專利文件的全部內容通過引用併入本文。一些現有技術的負載控制系統既提供對電力照明負載的控制(以控制空間中人造光的量)又提供電動窗簾的控制(以控制進入空間的日光的量)。這些負載控制系統已經運行以在空間中的工作表面上獲得期望的照明強度，從而使日光對空間中的總體光照的貢獻最大化(即，以提供節能)、和/或使空間中的陽光直射最小化。用於控制電力照明負載和電動窗簾的負載控制系統的示例在共同轉讓的於2006年9月26日提交的題為SYSTEM TO CONTROL DAYLIGHT AND ARTIFICIAL ILLUMINATION AND SUN GLARE INA SPACE (控制空間中的日光和人工照射和陽光直射的系統)的第7，111，952號美國專利中進行了詳細描述，該專利文件的全部內容通過弓I用併入本文。此外，現有技術的暖通空調(HVAC)控制系統用於控制建築內溫度並可運行以使能耗最小化。然而，需要一種單個負載控制系統，其用於控制照明負載的照明強度、電動窗簾的位置、以及建築的溫度來減少負載控制系統的總功耗。

發明內容
根據本發明的一個實施方式，提供了一種用於建築的負載控制系統，其中建築具有加熱與冷卻系統以及位於建築的空間中的窗戶，該負載控制系統可操作為響應於需求響應命令而控制電動窗簾以試圖降低加熱與冷卻系統的功耗。電動窗簾包括用於覆蓋窗戶的窗簾織物。電動窗簾可操作為在窗戶不被覆蓋的全開位置與窗戶被覆蓋的全關位置之間移動。負載控制系統還包括溫度控制裝置，溫度控制裝置可操作為控制加熱與冷卻系統的設定點溫度以控制建築中的當前溫度，並且可操作為確定加熱與冷卻系統是否正在對建築進行加熱或冷卻。當窗戶可接收直射的陽光時，電動窗簾在加熱與冷卻系統正在對建築進行冷卻時響應於需求響應命令而關閉織物，並且在加熱與冷卻系統正在對建築進行加熱時響應於需求響應命令而打開織物。此外,文中還描述了一種控制電動窗簾的方法,該電動窗簾包括用於覆蓋建築的空間中的窗戶的窗簾織物。該方法包括(I)接收需求響應命令；(2)確定窗戶是否可接收直射的陽光；(3)確定加熱與冷卻系統是否正在對建築進行加熱或冷卻；(4)在窗戶可接收直射的陽光且加熱與冷卻系統正在對建築進行冷卻時響應於需求響應命令而關閉織物；以及(5)在窗戶可接收直射的陽光且加熱與冷卻系統正在對建築進行加熱時響應於需求響應命令而打開織物。根據本發明的另一個實施方式，提供了一種用於建築的負載控制系統，其中建築具有加熱與冷卻系統以及位於建築的空間中的窗戶，該負載控制系統可操作為響應佔用傳感器而控制電動窗簾以試圖降低加熱與冷卻系統的功耗。電動窗簾包括用於覆蓋窗戶的窗簾織物並且佔用傳感器檢測空間是否被佔用。電動窗簾可操作為使織物在窗戶不被覆蓋的全開位置與窗戶被覆蓋的全關位置之間移動。負載控制系統還包括溫度控制裝置，溫度控制裝置可操作為控制加熱與冷卻系統的設定點溫度以控制建築中的當前溫度，並且可操作為確定加熱與冷卻系統是否正在對建築進行加熱或冷卻。當空間未被佔用且加熱與冷卻系統正在對建築進行加熱時，如果窗戶可接收直射的陽光，則電動窗簾打開織物，如果窗戶不可接收直射的陽光，則電動窗簾關閉織物。此外，一種對包括用於覆蓋建築的空間中的窗戶的窗簾織物的電動窗簾進行控制的方法包括(I)檢測空間是否被佔用；(2)檢測窗戶是否可接收直射的陽光；(3)檢測加熱與冷卻系統是否正在對建築進行加熱或冷卻；(4)當空間未被佔用、加熱與冷卻系統正在對建築進行加熱且窗戶可接收直射的陽光時打開織物；以及(5)如果空間未被佔用、加熱與冷卻系統正在對建築進行加熱且窗戶可接收直射的陽光，則關閉織物。通過下面參照附圖的描述，本發明的其他特徵和優點將變得顯而易見。


圖I是根據本發明的第一個實施方式的集中式負載控制系統的簡化框圖；圖2是具有被圖I的負載控制系統的電動捲簾中的一個所覆蓋的窗的建築的空間的示例的簡化側視圖；圖3A是示出陽光穿透深度的圖2的窗的側視圖；圖3B是陽光直接入射在窗上的圖2的窗的俯視圖；圖3C是陽光不直接入射在窗上的圖2的窗的俯視圖；圖4是根據本發明的第一個實施方式的由圖I的負載控制系統的控制器周期性地執行的時鐘配置程序的簡化流程圖；圖5是根據本發明的第一個實施方式的由圖I的負載控制系統的控制器周期性地執行的最佳簾位置程序的簡化流程圖；圖6A-6C示出根據本發明的第一個實施方式的建築的不同立面上的圖I的負載控制系統的電動捲簾在一年中的不同日期的最佳簾位置的示例性曲線圖；圖7是根據本發明的第一個實施方式的由圖I的負載控制系統的控制器執行的時鐘事件創建程序的簡化流程圖；圖8A-8C示出根據本發明的第一個實施方式的建築的不同立面上的圖I的負載控制系統的電動捲簾在一年中的不同日期的可控簾位置的示意性曲線圖；圖9是當有日光照明時由圖I的負載控制系統的控制器周期性地執行的日光照明程序的簡化流程圖；圖IOA是根據本發明的第一個實施方式的由圖I的負載控制系統的控制器執行的需求響應消息程序的簡化流程圖；圖IOB是根據本發明的第一個實施方式的由圖I的負載控制系統的控制器周期性地執行的負載控制程序的簡化流程圖；圖11是根據本發明的第一個實施方式的由圖I的負載控制系統的控制器執行的普通控制程序的簡化流程圖；圖12A和12B是根據本發明的第一個實施方式的由圖I的負載控制系統的控制器執行的需求響應控制程序的簡化流程圖；圖13是根據本發明的第一個實施方式的由圖I的負載控制系統的控制器周期性地執行的時鐘執行程序的簡化流程圖；圖14是根據本發明的第一個實施方式的由圖I的負載控制系統的控制器執行的日光照明監視程序的簡化流程圖；圖15A是根據本發明的第一個實施方式的由圖I的負載控制系統的控制器執行的修改時刻表程序的簡化流程圖；圖15B是根據本發明的第一個實施方式的由圖I的負載控制系統的控制器執行的 HVAC監視程序的簡化流程圖；圖16是根據本發明的第二個實施方式的由圖I的負載控制系統的控制器執行的計劃的需求響應程序的簡化流程圖；圖17是根據本發明的第二個實施方式的由圖I的負載控制系統的控制器執行的前提條件時鐘事件程序的簡化流程圖；圖18是根據本發明的第二個實施方式的由圖I的負載控制系統的控制器執行的計劃的需求響應時鐘事件程序的簡化流程圖；圖19A和19B是根據本發明的第三個實施方式的由圖I的負載控制系統的控制器執行的需求響應等級程序的簡化流程圖；圖20是根據本發明的第四個實施方式的分布式負載控制系統的簡化框圖；圖21A是示出蓋板打開的圖20的負載控制系統的溫度控制裝置的正視圖；圖2IB是示出蓋板打開的圖2IA的溫度控制裝置的正視圖；圖22是圖20的負載控制系統的無線溫度傳感器的立體圖；以及圖23是圖21A的溫度控制裝置的簡化框圖。
具體實施例方式前面的發明內容與以下優選實施方式的具體說明在結合附圖閱讀時能夠被更好地理解。為了說明本發明，在附圖中示出了目前優選的實施方式，其中在所有附圖中相似的標號代表相似的部分。然而應該理解，本發明不限於所公開的具體方法和手段。圖I是根據本發明的第一個實施方式的可安裝於建築(諸如商業建築)中的集中式負載控制系統100的簡化框圖。負載控制系統100包括多區域照明控制裝置110，多區域照明控制裝置Iio可操作為控制從交流(AC)電源(未示出)輸送至一個或多個照明負載 112的功率量以調節照明負載的強度。照明負載112可位於建築的空間160(圖2)中，從而控制該空間中的電光(即，人造光)的量。照明負載112可包括，例如，白熾燈、滷素燈、氣體放電燈、螢光燈、緊湊型螢光燈、高強度放電(HID)燈、磁低壓(MLV)照明負載、電子低壓 (ELV)照明負載、發光二極體(LED)光源、包括兩種或更多種燈的混合光源以及提供照射的任何其它電光源、或它們的組合。此外，負載控制系統100可包括附加的多區域照明控制裝置110以及單區域照明控制裝置，諸如，電子調光鎮流器、LED驅動器、以及調光開關。照明控制裝置110可操作為在最小照明強度Lmin到最大照明強度Lmax之間對各照明負載112的當前照明強度Lpkes進行控制。照明控制裝置110可操作以「弱化」當前照明強度Lpkes, 8卩，在一段時間內控制當前照明強度從第一照明強度到第二照明強度。照明控制裝置的弱化速率在共同轉讓的於1993年9月29日提交的題為LIGHTING CONTROL DEVICE (照明控制裝置)的第5，248，919號美國專利中進行了詳細描述，該專利文件的全部公開內容通過引用併入本文。照明控制裝置110包括第一組按鈕114，按鈕114可由用戶促動以允許手動控制照明負載112的強度，即允許住戶將照明負載112的強度控制至期望的強度水平Ldes。按鈕 114的促動可導致照明控制裝置110選擇一個或多個照明預設(即，「情景」)。第一組按鈕 114還可以包括升高和降低按鈕以分別使所有照明負載112(或其子集)的強度一起升高和降低。照明控制裝置110連接至有線通信鏈路116並可操作為經由該通信鏈路發送和接收數字消息。可替換地，通信鏈路可包括無線通信鏈路，諸如，例如，無線電頻率(RF)通信鏈路或紅外(IR)通信鏈路。負載控制系統100還可以包括一個或多個日光控制裝置，例如，電動窗簾，諸如電動捲簾120。負載控制系統100的電動捲簾120可設置在一個或多個窗戶的前面以控制進入建築的日光(即自然光)的量。電動捲簾120均包括由卷管124可旋轉地支撐的柔性簾織物122。各電動捲簾120由可位於卷管124內部的電子驅動單元(EDU) 126控制。電子驅動單元126可由AC電源直接供電或由外部直流(DC)電源(未示出)供電。電子驅動單元126可操作為使相應的卷管124旋轉以使簾織物122的底邊緣移動至全開位置和全關位置、以及全開位置與全關位置之間的任何位置(例如，預設位置)。特別地，電動捲簾120可被打開以允許更多的日光進入建築並可以被關閉以允許更少的日光進入建築。此外，電動捲簾120可被控制以為建築提供額外的隔熱，例如，通過移動至全關位置以使建築在夏季保持涼爽並使建築在冬季保持暖和。用於電動捲簾的電子驅動單元的示例在共同轉讓的於 2002 年 12 月 24 日提交的題為 MOTORIZED WINDOW SHADE WITH ULTRAQUIET MOTOR DRIVE AND ESD PROTECTION(具有超低噪音電機驅動和ESD保護的電動窗簾)的第6，497，267號美國專利和於2006年I月10日提交的題為MOTORIZED SHADE CONTROL SYSTEM(電動簾控制系統)的第6，983，783號美國專利中進行了描述，這兩個專利文件的全部公開內容通過引用併入本文。可替換地，電動捲簾120可包括張緊捲簾系統，以使電動捲簾120能夠以非豎直的方式安裝，例如，水平地安裝在天窗中。能夠安裝在天窗中的張緊捲簾系統的示例在共同轉讓的於 2008年4 月 3 日提交的題為 SELF-CONTAINED TENS IONED ROLLER SHADE SYSTEM (獨立式張緊捲簾系統)的第12/061,802號美國專利申請中進行了描述，該專利文件的全部內容通過引用併入本文。此外，負載控制系統100的日光控制裝置能夠可選地包括可控玻璃窗(例如，電致變色窗)，可控的外部簾、可控的百葉窗、或其它類型的電動窗簾，諸如電動帷幔、羅馬簾、或百葉簾。電動帷幔系統的示例在共同轉讓的於2005年8月30日提交的題為MOTORIZED DRAPERY PULL SYSTEM(電動帷幔牽引系統)的第6，935，403號美國專利中進行了詳細描述，該專利文件的全部公開內容通過引用併入本文。電子驅動單元126中的每一個均聯接至通信鏈路116，以使電子驅動單元可響應於經由通信鏈路接收的數字消息而控制相應簾織物122的位置。照明控制裝置110可包括用於控制電動捲簾120的第二組按鈕118。照明控制裝置110可操作為響應於第二組按鈕 118中的任何一個的促動而向電子驅動單元126發送數字消息。用戶能夠使用第二組按鈕 18來打開或關閉電動捲簾120、調節捲簾的簾織物122的位置、或將捲簾設定在全開位置與全關位置之間的預設簾位置。 負載控制系統100包括一個或多個溫度控制裝置130，溫度控制裝置130也聯接至通信鏈路116並可例如由AC電源、外部DC電源、或內部電池供電。溫度控制裝置130還經由HVAC通信鏈路134聯接至暖通空調(HVAC)控制系統132 (即，「加熱和冷卻」系統)，通信鏈路134可包括，例如，網絡通信鏈路，諸如乙太網鏈路。各溫度可操作為將HVAC系統132 控制在冷卻模式和加熱模式中，其中在冷卻模式中HVAC系統對建築進行冷卻，並且在加熱模式中HVAC系統對建築進行加熱。溫度控制裝置130各自測量建築中的當前溫度Tpkes並將合適的數字消息發送至HVAC系統，從而控制建築中的當前溫度向設定點溫度Tset變化。 各溫度控制裝置130可包括可視顯示器135以顯示建築中的當前溫度Tpkes或設定點溫度 Tseto此外，各溫度控制裝置130可包括升溫或降溫按鈕136、138以分別將設定點溫度Tset 升高和降低至由建築中的住戶指定的期望溫度TDES。各溫度控制裝置130還可操作為響應於經由通信鏈路116接收的數字消息而調節設定點溫度TSET。負載控制系統100還包括一個或多個可控電插座140以控制一個或多個插入式電負載142，諸如，例如，檯燈、落地燈、印表機、傳真機、顯示監視器、電視、咖啡機、以及水冷卻器。各可控電插座140接收來自AC電源的功率並具有電輸出口，插入式電負載142的插頭可插入該電輸出口以使可控電插座140向該插入式負載供電。各可控電插座140可操作為響應於經由通信鏈路接收的數字消息而打開和關閉所連接的插入式電負載142。此外，可控電插座140能夠控制輸送至插入式電負載142的功率量，例如，從而對插入式照明負載進行調光。此外，負載控制系統100可包括一個或多個可控斷路器(未示出)以控制未插入電插座的電負載，諸如水加熱器。負載控制系統100還可以包括控制器150，控制器150可聯接至通信鏈路116以便於控制負載控制系統100的照明控制裝置110、電動捲簾120、溫度控制裝置130、以及可控電插座140。控制器150可操作為控制照明控制裝置110和電動捲簾120以控制空間160 中的總的光級(即，空間中的人造光和自然光總和)。控制器150還可操作為控制負載控制系統100以使其工作在節能模式中。特別地，控制器150可操作為向照明控制裝置110、電動捲簾120、溫度控制裝置130、以及可控電插座140中的每一個發送單獨的數字消息，以分別控制照明負載112的強度、簾織物122的位置、建築的溫度、以及插入式電負載142的狀態，從而減少照明控制系統100的總功耗(下面將更加詳細地描述)。控制器150還可操作為監視負載控制系統100的總功耗。負載控制系統100還可以包括佔用傳感器152，其用於檢測佔用傳感器所安裝的空間中的佔用情況或空缺情況，負載控制系統100還可包括日光傳感器154，其用於測量日光傳感器所安裝的空間中的環境光強度L-。佔用傳感器152和日光傳感器154可聯接至照明控制裝置110 (如圖I所示)。可替換地，佔用傳感器152和日光傳感器154可聯接至通信鏈路116或直接聯接至控制器150。控制器150可操作為響應於由佔用傳感器152所檢測到的佔用情況和空缺情況、 和/或響應於由日光傳感器154所測量到的環境光強度而控制照明控制裝置110、電動捲簾120、溫度控制裝置130、以及可控電插座140。例如，控制器150可操作為響應於檢測到佔用傳感器152附近存在住戶(S卩，佔用情況)而打開照明負載112，並且響應於檢測到不存在住戶(即，空缺情況)而關閉照明負載112。此外，控制器150可操作為在日光傳感器 154所檢測到的環境光強度Lamb小於設定點光強度Lset時增加照明負載112的強度，並且在日光傳感器154所檢測到的環境光強度Lamb大於設定點光強度Lset時減小照明負載112的強度。佔用傳感器的示例在待審的共同轉讓的於2008年9月3日提交的題為BATTERY-POWERED OCCUPANCY SENS 0R(電池供電的佔用傳感器)的第12/203，500號美國專利申請以及於2009年2月13日提交的題為METHOD AND APPARATUS FOR CONFI⑶RING A WIRELESS SENSOR(用於配置無線傳感器的方法和設備)的第12/371，027號美國專利申請中進行了詳細描述，這兩個專利文件的全部內容通過引用併入本文。日光傳感器的示例在共同轉讓的於2010年3月19日提交的題為METHOD OF CALIBRATING A DAYLIGHT SENSOR(校準日光傳感器的方法)的第12/727，923號美國專利申請、以及於2010年3月 19日提交的題為WIRELESS BATTERY-POWERED DAYLIGHT SENSOR(電池供電的無線日光傳感器)的第12/727，956號美國專利申請中進行了詳細描述，這兩個專利申請的全部公開內容通過引用併入本文。控制器150還可連接至網絡通信鏈路156，例如，乙太網鏈路，網絡通信鏈路156可聯接至諸如內聯網的區域網(LAN)、或諸如網際網路的廣域網(WAN)。網絡通信鏈路156還可以包括允許在無線LAN上通信的無線通信鏈路。例如，控制器150可操作為從公共電力公司接收需求響應(DR)命令(例如，「立即」需求響應命令)作為需求響應計劃的一部分。作為對接收到立即需求響應命令的響應，控制器150將立即控制負載控制系統100降低負載控制系統的總功耗。根據本發明的可替換實施方式,需求響應命令還可包括多個需求響應等級中的一個或計劃的需求響應命令，其中計劃的需求響應命令指示即將到來的計劃的需求響應事件 (將在下面更加詳細地介紹)。雖然本發明結合連接至網絡通信鏈路156以接收需求響應命令的的控制器150來進行描述，但是，可替換地，照明控制裝置110中的一個或多個能夠聯接至網絡通信鏈路156以響應於需求響應命令而控制照明負載112、電動捲簾120、溫度控制裝置130、以及可控電插座140。控制器150可包括天文時鐘以確定當前的年份和日期。可替換地，控制器150可經由網絡通信鏈路156從網際網路獲取當前的年份和日期。為了使負載控制系統100的總功耗的降低最大化，控制器150可操作以根據HVAC 系統132當前正在加熱還是冷卻來對負載控制系統100進行不同的控制。例如，控制器150 可在HVAC系統132當前正在冷卻時增加各溫度控制裝置130的設定點溫度Tset並且可在 HVAC系統當前正在加熱時減少設定點溫度Tset，從而達到節能目的。可替換地，控制器150 可根據該年的當前時刻是處於該年的第一部分例如「夏季」(即，該年中的較暖月份)，還是處於該年的第二部分例如「冬季」(即，該年中的較冷月份)來對溫度控制裝置130的設定點溫度Tset進行不同的控制。如上面所使用，「夏季」指較暖的半年，例如，從約5月I日到約10月31日，並且「冬季」指較冷的半年，例如，從約11月I日到約4月30日。此外，控制器150能夠可替換地根據建築外的溫度對溫度控制裝置130的設定點溫度Tset進行不同的控制。控制器150可操作為工作在當首次安裝和供電之後立即工作的「出廠 (out-of-box) 」模式下。特別地，控制器150可操作為響應於經由網絡通信鏈路156接收到需求響應命令而根據預先編程的出廠設置控制照明負載112、電動捲簾120、溫度控制裝置130、以及可控電插座140。例如，作為在出廠模式下接收到需求響應命令的響應，控制器 150可將照明負載112調暗預定百分比ALqqb，例如，當前照明強度Lpkes的約20% (以使照明負載112消耗更少功率)。此外，控制器150可響應於在出廠模式下接收到需求響應命令而關閉所有電動捲簾120以為建築提供附加的隔熱(使得HVAC系統132消耗更少功率)。 此外，控制器150可響應於在出廠模式下接收到需求響應命令而調節溫度控制裝置130的設定點溫度Tset,例如，當HVAC系統132當前正在對建築進行冷卻時使各溫度控制裝置的設定點溫度Tset增加預定增量Λ Toob (例如，約2。F)，並且當HVAC系統132當前正在對建築進行加熱時使各溫度控制裝置的設定點溫度Tset減少預定增量Λ Toob,使得HVAC系統消耗更少功率。為了使負載控制系統100的總功耗的降低最大化，可使用高級編程程序對控制器 150進行配置，以使控制器150工作在編程模式(而非出廠模式)。例如，控制器150可被編程為根據建築的窗戶中的一個或多個是否接收直射的陽光來對負載控制系統100進行不同的控制(將在下面詳細描述)。可使用例如具有圖形用戶界面(GUI)的個人計算機(PC)
(未示出)對負載控制系統100和控制器150進行編程。編程信息可儲存於控制器150的存儲器中。此外，控制器150或負載控制系統100中的其它控制裝置中的一個能夠提供負載控制系統工作在節能模式(即，響應於需求響應命令)的可視指示。例如，照明控制負載 110可包括可視指示器，諸如發光二極體(LED)，當負載控制系統100工作於節能模式時，可視指示器可以被點亮。提供節能模式的可視指示的照明控制裝置的示例在共同轉讓的於 2009 年 5 月 29 日提交的題為 LOAD CONTROL DEVICE HAVING A VISUAL INDICATION OF AN ENERGY SAVINGS MODE (具有節能模式的可視指示的負載控制裝置)的第12/474，950號美國專利申請中進行了描述，該專利申請的全部公開內容通過引用併入本文。可替換地，負載控制系統100可包括可視顯示器，諸如液晶顯示(LCD)屏，用於提供負載控制系統100工作在節能模式下的可視指示，並用於提供與負載控制系統的總功耗和節能量相關的信息。用於提供節能信息的可視顯示器的示例在共同轉讓的於2008年3月
7日提交的題為 SYSTEM AND METHOD FOR GRAPHICALLY DISPLAYING ENERGY CONSUMPTION AND SAVINGS(用於圖形化顯示能量消耗和節能的系統和方法)的第12/044，672號美國專利申請中進行了更加詳細地描述，該專利文件的全部公開內容通過引用併入本文。控制器150可操作為將數字消息發送至電動捲簾120以控制進入建築的空間160 的陽光的量，從而限制空間中的陽光穿透距離dPEN。控制器150包括天文時鐘(timelock) 並能夠確定該年中的具體某天的日出時間tsraKISE和日落時間tsrasET。控制器150響應於簾時鐘時刻表(schedule)而將命令發送至電子驅動單元126以自動地控制電動捲簾120 (下面將更加詳細地描述)。限制空間中的陽光穿透距離dPEN的方法的示例在共同轉讓的於2009 年 9 月 21 日提交的題為 METHOD OF AUTOMATICALLY CONTROLLING A MOTORIZED WINDOW TREATMENT WHILE MINIMIZING OCCUPANT DISTRACTIONS(在自動控制電動窗簾的同時使對佔用者的幹擾最小化的方法)的第12/563，786號美國專利申請中進行了更加詳細地描述， 該專利申請的全部公開內容通過引用併入本文。圖2是示出由電動捲簾120中的一個控制的陽光穿透距離dPEN的空間160的示例的簡化側視圖。如圖2所示，建築包括立面164 (例如，四面矩形建築中的一面)，立面164 具有用於允許陽光進入空間的窗戶166。空間160還包括工作表面，例如，桌子168，其具有高度hw·。電動捲簾120安裝在窗戶166上方，以使簾織物122懸掛在窗戶前面，以控制被允許穿過窗戶的日光(即，自然光)的量。電子驅動單元126使捲簾172旋轉以使簾織物170在全開位置(在該位置處，窗戶166未被覆蓋)與全關位置(在該位置處，窗戶166被完全覆蓋)之間移動。此外，電子驅動單元126可控制簾織物170的位置到達全開位置與全關位置之間的多個預設位置中的一個。陽光穿透距離dPEN是距直射的陽光照進房間的窗戶166和立面164的距離。陽光穿透距離dPEN是窗戶166的高度hwra與立面164相對於正北的角度Φ F、以及限定太陽在空中的位置的太陽高度角Gs和太陽方位角小5的函數。太陽高度角Gs和太陽方位角小5是當前日期和時間、以及空間160所在的建築的位置(即，經度和緯度)的函數。太陽高度角 Θ s實質上是指向太陽的直線和指向建築位置處的地平線的直線之間的夾角。太陽高度角 9S也可以被看作是太陽射線在水平面上的入射角。太陽方位角是由從觀察者到正北的直線和從觀察者到投影在地面上的太陽的直線形成的角度。空間160的桌子168上的直射陽光的陽光穿透距離dPEN(垂直於窗戶166的表面測量)可以通過考慮最深穿透光線的長度I (平行於光線路徑)、窗戶166的高度hWIN與桌子168的高度hTOKK之間的差、以及桌子與立面164的壁之間的距離(即，陽光穿透距離dPEN) 所形成的三角形來確定，如圖3A中的窗戶166的側視圖中所示，即，tan ( Θ s) = (hffIN-hff0EK) /1 (等式 I)其中Θ s是在給定建築位置(經度和緯度)以及給定日期和時間的情況下太陽的太陽高度角。如果太陽正射到窗戶166上，則太陽方位角(^和立面角ΦΡ(即，相對於正北)是相等的，如圖3Β中的窗戶166的俯視圖所示。因此，陽光穿透距離dPEN等於最深穿透光線的長度I。然而，如果立面角不等於太陽方位角，則陽光穿透距離(1_是立面角與太陽方位角之間的差的餘弦函數，即dPEN = I · cos (I φΡ-φ5|) (等式 2)如圖3C中的窗戶166的俯視圖所示。如上所述，太陽高度角es和太陽方位角限定太陽在空中的位置，並且是空間 160所在的建築的位置(S卩，經度和緯度)以及當前日期和時間的函數。需要下面的等式來粗略估計太陽高度角9S和太陽方位角<J)S。時差(equation of time)實質上限定日規所給定的時間與時鐘所給定的時間的差。該差由於地球旋轉軸線的傾斜導致。時差可通過以下等式粗略估算E = 9. 87 · sin (2B) -7. 53 · cos (B) -I. 5 · sin (B)， (等式 3)其中B = [360。· (NDAY-81)]/364，並且Nday是該年的當前天數(例如，對於I月 I日，Nday等於I，對於I月2日，Nday等於2,等等)。太陽赤緯δ是太陽射線在地球赤道平面上的入射角。如果忽略地球軌道繞太陽的偏心度並且假定軌道是圓的，太陽赤緯通過以下等式給出δ = 23.45。· sin[360° /365 · (NDAY+284)] (等式 4)太陽時角H是子午面與地球軸線和太陽的當前位置所形成的平面之間的夾角， 即，H(t) = {1/4 · [t+E_(4 · λ ) + (60 · tTZ) ]}-180。 (等式 5)其中t是該天的當前當地時間，λ是當地經度,並且tTZ是當地時間t與格林威治標準時間(GMT)之間的時區差(以小時為單位)。例如，對於東部標準時間(EST)時區，時區差tTZ為-5。時區差tTZ可以從建築的當地經度λ和緯度Φ確定。對於給定太陽時角 H，當地時間可以通過對等式5求解時間t來確定，即，t = 720+4 · (Η+λ )-(60 · tTZ)_E (等式 6)當太陽時角H等於O時，太陽位於空中的最高點處，這被稱為「太陽正午」時間tSN， 即，tSN = 720+(4 · λ ) - (60 · tTZ)-E (等式 7)負太陽時角H表示太陽位於子午面的東方(即，早上)，而正太陽時角H表示太陽位於子午面的西方(即下午或晚上)。作為當前當地時間t的函數的太陽高度角Θ s可以使用下式計算Θ s ⑴=sirf1 [cos (H(t) )· cos ( δ )· cos (Φ)+sin ( δ )· sin (Φ)] (等式 8)其中Φ是當地緯度。作為當前當地時間t的函數的太陽方位角可以使用下式計算Φ s (t) =180。· C(t) · cos-1 [X (t)/cos ( Θ s ⑴)] (等式 9)其中X(t) = [cos (H(t)) · cos ( δ ) · sin (Φ) -sin ( δ ) · cos (Φ)] (等式 10)如果當前當地時間t小於或等於太陽正午時間tSN，則C⑴等於-1，或者如果當前當地時間t大於太陽正午時間tSN，則C(t)等於I。太陽方位角(^還能夠由獨立於太陽高度角的項表達，即，Φ s (t) = tarf1 [-sin (H(t)) ] · cos ( δ )/Y (t)] (等式 11)其中Y (t) = [sin ( δ ) · cos (Φ) -cos ( δ ) · sin (Φ) · cos (H(t))] (等式 12)因此，太陽高度角es和太陽方位角是當地經度λ和緯度Φ以及當前當地時間t和日期(即，當前天數Nday)的函數。使用等式I和2，陽光穿透距離可以根據窗戶166 的高度hWIN、桌子168的高度、太陽高度角0S、以及太陽方位角Cjis表達。根據本發明的第一個實施方式，電動捲簾120被控制，以使陽光穿透距離dPEN在該天中的任何時間都被限制為小於期望的最大陽光穿透距離dmx。例如，陽光穿透距離(1^可以被限制為不使陽光直接照射在桌子168上以防止陽光直射在桌子上。期望的最大陽光穿透距離dmx可以例如通過使用PC的⑶I軟體輸入，並且可以儲存在控制器150中。此外，用戶還可以使用計算機的⑶I軟體來輸入建築的當地經度λ和緯度Φ、建築的每個立面164 的立面角、以及其他相關編程信息，這些信息也可以儲存在控制器150的存儲器中。為了使對空間160的住戶的幹擾(S卩，由於電動捲簾的移動導致)最小化，控制器150控制電動捲簾120以確保在電動捲簾的任何兩次連續移動之間存在至少最小時間段 Tmino可存在於電動捲簾的任何兩次連續移動之間的最小時間段Tmin可以使用計算機的GUI 軟體輸入並且還可以儲存在控制器150的存儲器中。用戶可以為期望的最大陽光穿透距離 dmx以及為建築中的不同區域和不同組的電動捲簾120的簾移動之間的最小時間段Tmin選擇不同的值。圖4是根據本發明的第一實施方式的由負載控制系統100的控制器150周期性地執行以生成對建築的各立面164的電動捲簾120的期望操作進行限定的簾時鐘時刻表的時鐘配置程序200的簡化流程圖。例如，時鐘配置程序200可以每天在午夜執行一次以生成用於建築中的一個或多個區域的新的簾時鐘時刻表。在當天的開始時間tSTAKT和結束時間 tEND之間執行簾時鐘時刻表。在時鐘配置程序200期間，控制器150首先執行最佳簾位置程序300以在當天的開始時間tSTAKT與結束時間tEND之間的每一分鐘響應於期望的最大陽光穿透距離dMX確定電動捲簾120的最佳簾位置Pot (t)。控制器150隨後執行時鐘事件創建程序400以響應於最佳簾位置Pwt(t)和用戶選擇的簾移動之間的最小時間段Tmin而生成簾時鐘時刻表的事件。簾時鐘時刻表的事件時間是通過多倍用戶指定的簾移動之間的最小時間段Tmin隔開的。由於用戶可為期望的最大陽光穿透距離dmx以及建築中的不同區域和不同組的電動捲簾120的簾移動之間的最小時間段Tmin選擇不同的值，故對於建築(即，建築的不同立面164)中的不同區域和不同組的電動捲簾，可以創建並執行不同的簾時鐘時刻表。簾時鐘時刻表被分割為多個連續的時間間隔，每個時間間隔具有與簾移動之間的最小時間段Tmin相等的長度。控制器150考慮各時間間隔並確定電動捲簾120應被控制到達的位置以防止陽光穿透距離dPEN在對應時間間隔內超過期望的最大陽光穿透距離dMX。控制器150在簾時鐘時刻表中創建事件，各事件的事件時間等於各自時間間隔的起點，各事件的相應位置等於為防止陽光穿透距離(1_超過期望的最大陽光穿透距離dMX的而應控制電動捲簾104到達的位置。然而，當特定時間間隔的確定位置等於先前時間間隔的確定位置時，控制器150將不創建時鐘事件(將在下面更加詳細地描述)。因此，簾時鐘時刻表的事件時間是通過多倍用戶指定的簾移動之間的最小時間段Tmin隔開的。圖5是最佳簾位置程序300的簡化流程圖，最佳簾位置程序300由控制器150執行以為簾時鐘時刻表的開始時間tSTART和結束時間tEND之間的每一分鐘生成最佳簾位置 Popt (t)，以使陽光穿透距離dPEN不會超過期望的最大陽光穿透距離dmx。控制器150首先在步驟310中獲取當天的簾時鐘時刻表的開始時間tSTAKT和結束時間tEND。例如，控制器150 可使用天文時鐘以設開始時間tSTAKT等於當天的日出時間tSUNKISE，並設結束時間tEND等於當天的日落時間tSUNSET。可替換地，可以分別將開始時間tSTAKT和結束時間tEND設為任意時間， 例如，6A.M.和 6P.M.。接下來，控制器150在步驟312中設可變時間tVAK等於開始時間tSTAKT，並且確定可變時間tVAK處的最差情況立面角Φρ-Κ以在計算可變時間tVAK處的最佳簾位置PoPT(t)時使用。特別地，在步驟314中，如果太陽方位角$5位於固定立面角ΦΡ的立面角公差(例如，約3。)內(即，如果ΦΡ_ΦΤΟ 彡Φ5 ^ ΦF+ΦΤΟ )，則在步驟315中控制器150設最差情況立面角等於立面164的太陽方位角Φρ如果在步驟314中太陽方位角不位於固定立面角ΦΡ的立面角公差(例如，約3° )內，則在步驟318中控制器150確定立面角ΦΡ加立面角公差Φτ%是否比立面角ΦF減去立面角公差Φτ%更接近太陽方位角
如果是，則控制器150在步驟320中設最差情況立面角Φρι等於立面角ΦρΜ立面角公差Φ 。如果在步驟318中立面角ΦΡ加立面角公差不比立面角ΦΡ減去立面角公差Φτ%更接近太陽方位角，則控制器150在步驟322中設最差情況立面角等於立面角ΦΡ減立面角公差Φτα。在步驟324中，控制器150使用上面所示的等式1_12以及最差情況立面角來計算最佳簾位置Pot (tVAE)，需要最佳簾位置Pwt (tVAE)以在可變時間tVAK處將陽光穿透距離dPEN限制於期望的最大陽光穿透距離dMX。在步驟326中，控制器150將步驟324中所確定的最佳簾位置Pc^a )儲存在存儲器中。如果在步驟328中可變時間tVAK不等於結束時間tEND，則控制器150在步驟330中使可變時間tVAK增加I分鐘，並且在步驟324中為新的可變時間tVAK確定最差情況立面角和最佳簾位置POT(tVAK)。在步驟328中當可變時間tVAK等於結束時間tEND時，最佳簾位置程序300退出。因此，控制器150使用最佳簾位置程序300在簾時鐘時刻表的開始時間tSTAKT與結束時間tEND之間生成最佳簾位置Pqpt (t)。圖6A示出建築的西立面上的電動捲簾120在I 月I日的最佳簾位置Pqpti (t)的示例曲線，其中該建築位於約75° W的經度λ和40° N的緯度Φ處。圖6Β示出建築的北立面上的電動捲簾120在6月I日的最佳簾位置POT2 (t、) 的示例曲線。圖6C示出建築的南立面上的電動捲簾120在4月I日的最佳簾位置POT3(t) 的示例曲線。圖7是根據本發明的第一個實施方式的由控制器150執行以生成簾時鐘時刻表的事件的時鐘事件創建程序400的簡化流程圖。由於簾時鐘時刻表被分割為多個連續的時間間隔，故時鐘時刻表的時鐘事件在開始時間tSTAKT與結束時間tEND之間被多個用戶所選的簾移動之間的最小時間段Tmin隔開。在時鐘事件創建程序400中，控制器150生成受控簾位置 Pcm(t)，其包括多個離散事件，即電動捲簾的位置在指定的事件時間處的階躍變化。在簾時鐘時刻表的執行期間，控制器iso使用受控簾位置ρ·α)來調節電動捲簾的位置。所產生的時鐘時刻表包括多個事件，其中每個事件都以事件時間和相應的預設簾位置為特點。在時鐘執行程序900的執行期間，控制器150使用受控簾位置Pc^a)調節電動捲簾120的位置，時鐘執行程序900將在下面參照圖13更加詳細地描述。當簾時鐘時刻表被啟用時，控制器150在開始時間tSTAKT與結束時間tEND之間周期性地(例如，每分鐘一次)執行時鐘執行程序900。當空間160未被佔用或當控制器150經由網絡通信鏈路156接收到立即需求命令時，可以禁用簾時鐘時刻表，以使時鐘執行程序900不被周期性地執行。在簾時鐘時刻表結束時(即，在結束時間處)，控制器150控制電動捲簾120的位置到達夜間位置Pnkht (即，全關位置Prc)，下面將參照圖13更加詳細地描述。圖8A示出根據本發明的第一個實施方式的建築的西立面上的電動捲簾120在I 月I日的受控簾位置Pcmtu (t)的示例曲線。圖SB示出根據本發明的第一個實施方式的建築的北立面上的電動捲簾120在6月I日的受控簾位置Pcm2 (t)的示例曲線。圖SC示出根據本發明的第一個實施方式的建築的南立面上的電動捲簾120在4月I日的受控簾位置 隱3⑴的示例曲線。控制器150檢查簾時鐘時刻表的每個時間間隔(即，兩個連續時鐘事件之間的時間段)內的最佳簾位置Pm(t)的值以確定各時間間隔內的最低簾位置POT。在時鐘事件創建程序400中，控制器150使用兩個可變時間tvi、tv2來定義控制器當前正在檢查的時間間隔的端點。控制器150使用可變時間tvi、tv2來連續地逐步通過簾時鐘時刻表的事件，這些事件被根據第一個實施方式的最小時間段Tmin隔開。各時間間隔內的最低簾位置Pot成為時鐘事件的受控簾位置Pa^(t)，時鐘事件的事件時間等於各時間間隔的起點(即，第一可變時間tvl)。參照圖7，在步驟410中，控制器150設第一可變時間tvl等於簾時鐘時刻表的開始時間tSTAKT。在步驟610中，控制器150還將先前簾位置Ppkev初始化為夜間位置PNrcHT。如果在步驟412中在結束時間tEND之前為當前時鐘事件留有足夠的時間(即，如果第一可變時間tvl加最小時間段Tmin不大於結束時間tEND)，則控制150在步驟414中確定簾時鐘時刻表中的當前時鐘事件之後的另一個時鐘事件是否擁有足夠的時間。如果在步驟414中第一可變時間tvl加兩倍最小時間段Tmin不大於結束時間tEND，則在步驟416中控制器150設第二時間tV2等於第一可變時間tvl加最小時間段TMIN，從而控制器150隨後將檢查第一可變時間tvl和第二可變時間tV2之間的時間間隔。如果在步驟414中第一可變時間tvl加兩倍最小時間段Tmin大於結束時間tEND，則在步驟418中控制器150設第二時間tV2等於結束時間tEND，從而控制器150隨後將檢查第一變量時間tvl和結束時間tEND之間的時間間隔。在步驟420中，控制器150確定當前時間間隔內(即，第一可變時間tvl與步驟416 和418中確定的第二可變時間tV2之間)的最佳簾位置Popt(t)的最低簾位置PloW。如果在步驟422中先前簾位置Ppkev不等於當前時間間隔內的最低簾位置Pot(如步驟420中所確定)，則在步驟424中控制器150設第一可變時間tvl處的受控簾位置Pem(tvl)等於當前時間間隔內的最佳簾位置Pot (t)的最低簾位置POT。控制器150隨後在步驟426中將具有事件時間tvl和相應的受控位置Pam(tvl)的時鐘事件儲存在存儲器中，並且在步驟428中設先前簾位置Ppkev等於新的受控位置Pcm (tvl)。如果在步驟422中先前簾位置Ppkev等於當前時間間隔內的最低簾位置Pot，則控制器150在第一可變時間tvl處不創造時鐘事件。控制器150隨後在步驟430中通過設第一可變時間tvl等於第二可變時間tV2以開始檢查下一個時間間隔。時鐘事件創建程序400循環，以使控制器150在步驟412中確定在結束時間tEND 之前是否為當前時鐘事件留有足夠的時間。如果在步驟412中第一可變時間tvl加最小時間段Tmin大於結束時間tEND，則控制器在步驟432中啟用簾時鐘時刻表並且時鐘事件創建程序400退出。圖9是當日光照明在步驟510中被啟用(即，響應於日光傳感器154所測量的環境光強度Lamb而控制照明負載112)時由控制器150周期性地執行(例如，每秒一次)的日光照明程序500的簡化流程圖。當日光照明在步驟510中未被啟用時，日光照明程序500 簡單地退出。當日光照明在步驟510中被啟用時，控制器150在步驟512中使日光傳感器 154測量環境光強度1^ 。如果在步驟514中，測量到的環境光強度Lamb小於設定點(SP， 目標)強度Lset，則控制器150在步驟516中控制照明控制裝置110以使各照明負載112的當前照明強度Lpkes增加預定值ALset(例如，約1% )並且日光照明程序500退出。如果在步驟518中，測量到的環境光強度Lamb大於設定點強度Lset，則控制器150在步驟520中使各照明負載112的當前照明強度Lpkes減少預定值ALset(例如，約1%)並且日光照明程序 500退出。如果在步驟514中，測量到的環境光強度Lamb不小於設定點強度Lset且在步驟 518中，測量到的環境光強度Lamb不大於設定點強度LSET( S卩，環境光強度Lamb等於設定點強度Lset)，則日光照明程序500在不對各照明負載112的當前照明強度Lpkes進行調節的情況下簡單地退出。圖IOA是由控制器150響應於在步驟610中經由網絡通信鏈路156接收到立即需求響應命令而執行的需求響應消息程序600的簡化流程圖。無論何時在步驟610中接收到立即需求響應命令，控制器150都在步驟612中簡單地啟用需求響應(DR)模式，隨後需求響應消息程序600退出。圖IOB是由控制器150周期性地(例如，每分鐘)執行的負載控制程序650的簡化流程圖。如果需求響應模式在步驟652中未被啟用，則控制器150執行普通控制程序700 以在普通操作模式下控制照明控制裝置110、電動捲簾120、溫度控制裝置130、以及可控電插座140，例如，以使建築的空間160的住戶的舒適度最大化。另一方面，如果需求響應模式在步驟652中被啟用(即，響應於在需求響應消息程序600中接收到立即需求響應命令)， 則控制器150執行需求響應控制程序800以控制照明控制裝置110、電動捲簾120、溫度控制裝置130、以及可控電插座140來降低負載控制系統100的能耗，同時將建築的空間160 的住戶的舒適度維持在可接受的水平。在普通控制程序700和需求響應命令程序800期間， 控制器150 —個區域接一個區域地控制建築的不同空間160(或區域)中的照明控制裝置 110、電動捲簾120、溫度控制裝置130、以及可控電插座140。例如，控制器150可根據區域是否被佔用而對特定區域中的照明控制裝置110、電動捲簾120、溫度控制裝置130、以及可控電插座HO進行不同的控制。圖11是當控制器工作在普通操作模式下時由控制器150周期性地(即，每分鐘) 執行的普通控制程序700的簡化流程圖。如果在步驟710中區域被佔用，則在步驟712中控制器150向照明控制裝置110發送一個或多個數字消息，以將照明負載112的強度調節至用戶指定的期望照明強度水平Ldes(例如，如響應於對照明控制裝置110的第一組按鈕114 的促動所確定)。在步驟714中，控制器150將數字消息發送至可控電插座140以向區域中的所有插入式電負載142供電。接下來，控制器150在步驟715中向溫度控制裝置130發送數字消息以控制設定點溫度Tset到達用戶指定的期望溫度Tdes (例如，如響應於對溫度控制裝置130的升溫和降溫按鈕136、138的促動所確定)。最後，在步驟716中控制器150啟用簾時鐘時刻表(如在時鐘事件創建程序400期間所創建)，並且普通控制程序700退出。 因此，在普通控制程序700退出之後不久，時鐘執行程序900將被執行以將電動捲簾120的位置調節至時鐘事件創建程序400中所確定的受控位置Pem(t)。此外，時鐘執行程序900 將周期性地執行直至簾時鐘時刻表被禁用。如果在步驟710中該區域未被佔用，則控制器150在步驟718中關閉照明負載112 並在步驟720中關閉指定的(即，一些)插入式電負載142。例如，在步驟720中關閉的指定的插入式電負載142可包括檯燈、落地燈、印表機、傳真機、水加熱器、水冷卻器、以及咖啡機。然而，在步驟720中不關閉其它未被指定的插入式電負載142，諸如個人計算機，即使該區域未被佔用，這些插入式電負載142也保持通電。如果在步驟722中，HVAC系統132 當前正在對建築進行冷卻，則控制器150在步驟724中使溫度控制裝置130的設定點溫度 Tset增加預定增量Λ Tnem cool (例如，約2。F)，從而控制設定點溫度Tset到達新的設定點溫度Tnewj即，Tnew = Tset+ Δ Tnem cool (等式 13)因此，當該區域未被佔用並且設定點溫度Tset增加至新的設定點溫度Tnew時，HVAC 系統132消耗更少功率。控制器150隨後在步驟726中向電動捲簾120的電子驅動單元126發送數字消息以使全部的簾織物122移動至全關位置。控制器150還在步驟726中禁用簾時鐘時刻表， 隨後普通控制程序700退出。由於簾織物122將完全覆蓋窗戶，故簾織物將阻擋日光進入建築從而簾織物防止日光對建築進行加熱。因此，當電動捲簾120關閉時，HVAC系統132將消耗更少功率。如果在步驟722中HVAC系統132當前正在對建築進行加熱，則控制器150在步驟 728中使溫度控制裝置130的設定點溫度Tset減少預定增量Λ ΤΝΕΜ—■(例如，約2。F)，從而控制設定點溫度Tset到達新的設定點溫度TNEW，即，Tnew — Tset- Δ Tnem cool (等式 14)因此，當該區域未被佔用並且設定點溫度Tset減少至新的設定點溫度Tnew時，HVAC 系統132消耗更少功率。在調節電動捲簾120的位置之前，控制器150首先在步驟730中例如使用上面所示的等式1-12，確定區域中的窗戶的立面164是否可接收直射的陽光。如果在步驟730中， 該區域的立面164不接收直射的陽光，則控制器150在步驟732中使電動捲簾120的電子驅動單元126將全部的簾織物122移動至全關位置並禁用簾時鐘時刻表，從而簾織物為建築提供額外的隔熱。因此，簾織物122將防止離開建築的一些熱損失並且HVAC系統132可消耗更少功率。然而，如果在步驟730中，該區域的立面164可接收直射的陽光，則控制器 150在步驟734中控制電動捲簾120到達全開位置並禁用簾時鐘時刻表，以通過窗戶利用由直射的陽光導致的潛在熱增量。除了使用上面所示的等式1-12來計算窗戶是否可接收直射的陽光，可替換地，負載控制系統100可包括鄰近於空間的窗戶安裝的一個或多個光敏傳感器以確定窗戶是否接收直射的陽光。圖12A和12B是當控制器工作在需求響應操作模式時由控制器150周期性地(SP， 在接收到需求響應命令之後每分鐘一次)執行的需求響應控制程序800的簡化流程圖。如果在步驟810中區域未被佔用，則控制器150在步驟812中關閉區域中的照明負載112並在步驟814中關閉指定的插入式電負載142。如果在步驟816中HVAC系統132當前正在對建築進行冷卻，則控制器150在步驟818中使各溫度控制裝置130的設定點溫度Tset增加預定增量Λ Tde cooli (例如，約3° F)。控制器150隨後在步驟820中控制電動捲簾120到達全關位置並禁用簾時鐘時刻表，從而HVAC系統132將消耗更少功率。如果在步驟816中HVAC系統132當前正在對建築進行加熱，則控制器150在步驟 822中使各溫度控制裝置130的設定點溫度Tset減少預定增量Λ Tdeheati (例如，約3° F)。 如果在步驟824中該區域的立面164不接收直射的陽光，則控制器150在步驟826中使所有電動捲簾120都移動至全關位置以為建築提供額外的隔熱並禁用簾時鐘時刻表，從而HVAC 系統132將消耗更少功率。如果在步驟824中該區域的立面164可接收直射的陽光，則控制器150在步驟828中控制電動捲簾120到達全開位置，以通過窗戶利用由直射的陽光導致的潛在熱增量。控制器150還在步驟828中禁用簾時鐘時刻表，隨後需求響應控制程序 800退出。參照圖12Β，如果在步驟810中區域被佔用，則控制器150在步驟830中向照明控制裝置Iio發送一個或多個數字消息以使各照明負載112的當前照明強度Lpkes降低預定百分比ALdk(例如，約20%當前照明強度Lpkes)。照明控制裝置110使各照明負載112的當前照明強度Lpkes在第一變弱時間段內(例如約30秒)變弱至新的照明強度Lnew，即，Lnew — Δ Lde · Lpees (等式 15)因此，當工作在新的降低的照明強度Lnew時，照明負載112消耗更少功率。可替換地，在步驟830中，控制器150可使空間160的設定點照明強度Lset減少預定百分比 A Lset_dro接下來，控制器150在步驟832中關閉指定的插入式電負載142。如果在步驟834 中HVAC系統132當前正在對建築進行冷卻，則控制器150在步驟836中使各溫度控制裝置130的設定點溫度Tset增加預定增量Λ Tde cool2 (例如，約2° F)。如果在步驟838中該區域的立面164可接收直射的陽光，則控制器150在步驟840中控制電動捲簾120到達全關位置，以減少該區域中的熱上升。如果在步驟838中該區域的立面164不接收直射的陽光，則控制器150在步驟842中啟用簾時鐘時刻表，從而時鐘執行程序900將在需求響應控制程序800退出之後周期性地執行以將電動捲簾120的位置調節至受控位置Pcm(t)。如果在步驟834中HVAC系統132當前正在對建築進行加熱，則控制器150在步驟 844中使各溫度控制裝置130的設定點溫度Tset減少預定增量Λ Tdeheat2 (例如，約2° F)。 如果在步驟846中該區域的立面164不接收直射的陽光，則控制器150在步驟848中啟用簾時鐘時刻表,從而時鐘執行程序900將在需求響應控制程序800退出之後周期性地執行以將電動捲簾120的位置調節至受控位置Pcm (t)。控制器150然後在步驟850中通過初始化日光照明監視(DM)定時器(例如，初始化為約I分鐘)並啟動定時器(值相對於時間減小)來啟用日光照明監視(DM)。當日光照明監視定時器終止時，如果日光照明程序500(如圖9所示)正致使負載控制系統100節能，則控制器150將執行日光照明監視(DM)程序 1000。特別地，控制器150確定通過控制電動捲簾120到達時鐘時刻表的受控位置Pem(t) 而在該區域中提供日光是否已經導致由照明負載112所消耗的能量的量的節省(相比於在電動捲簾全關時由照明負載所消耗的能量)。日光照明監視定時器被初始化為適於允許照明控制裝置110響應於由日光傳感器154所測量的環境光強度Lamb而調節照明負載112的強度的時間量。日光照明監視程序1000將在下面參照圖14更加詳細地描述。如果在步驟846中該區域的立面164可接收直射的陽光，則控制器150執行修改的時刻表程序1100(將在下面參照圖15A更加詳細地描述)以使期望的最大陽光穿透距離 d祖臨時地增加預定量AdMX(例如，約50% )並在修改的最大陽光穿透距離dMX處生成修改的時鐘時刻表。控制器150隨後在步驟852中啟用簾時鐘時刻表，從而當時鐘執行程序 900在需求響應控制程序800退出之後被執行時，控制器將電動捲簾120的位置調節到在修改的時刻表程序1100期間所確定的修改的受控位置Pam(t)。由於期望的最大日光穿透距離dmx已經增加，陽光將通過使用在修改的時刻表程序1100期間所確定的修改的受控位置 Pcntl (t)更深地穿透到空間160中。再次參照圖12B，在執行修改的時刻表程序1100之後，控制器150在步驟854中通過初始化HVAC監視定時器(例如，初始化為約I小時)並啟動其值相對於時間減小的定時器來啟用HVAC監視。當HVAC監視定時器終止時，控制器150將執行HVAC監視程序1150 來確定電動捲簾120的修改的受控位置Pem (t)是否已經導致HVAC系統132所消耗的能量的量的節省。HVAC監視程序1150將在下面參照圖15B更加詳細地描述。在步驟854中啟用HVAC監視之後，需求響應控制程序800退出。如前所述，負載控制程序650由控制器150周期性地執行。在負載控制系統100的狀態改變(例如，響應於對需求響應命令的接收、對佔用或空缺條件的檢測、或對立面164 之一可否接收直射的陽光的檢測)之後的負載控制程序650的首次執行期間，控制器150 可操作為使照明負載112的照明強度降低預定百分比Λ Ldk(例如，在步驟830中)或將溫度控制裝置130的設定點溫度Tset調節預定量(例如，在步驟724、728、818、822、836、844 中)。然而，在負載控制程序650的後續執行期間，控制器150不繼續使照明負載112的照明強度降低預定百分比Λ Ldk(例如，在步驟830中)或將溫度控制裝置130的設定點溫度Tset調節預定量(例如，在步驟724、728、818、822、836、844中)。此外，控制器150僅在負載控制系統100的狀態改變之後首次執行負載控制程序650時執行修改的時刻表程序1100 並啟用日光照明監視(在步驟850中)或HVAC監視(在步驟854中)。圖13是由控制器150周期性地(即，在簾時鐘時刻表的開始時間tSTAKT與結束時間tEND之間的每分鐘)執行的時鐘執行程序900的簡化流程圖。由於對於電動捲簾120可能存在多個時鐘時刻表，故控制器150可執行時鐘執行程序900多次,例如,每個簾時鐘時刻表一次。在時鐘執行程序900期間，控制器150將電動捲簾120的位置調節至時鐘事件創建程序400中所確定的受控位置Pem(t)(或可替換地，修改的時刻表程序1100中所確定的修改的受控位置Pem (t))。在某些情況下，當控制器150控制電動捲簾120到達全開位置Pfq時(即，當不存在任何直射的陽光入射至立面164上時)，對於空間的用戶來說，進入空間160的日光(例如，由於來自從雲或其它物體反射的光的天空亮度導致)的量可能是不可接受的。因此，控制器150可操作以為建築的空間160或立面164中的一個或多個啟用遮光板位置PVISK。遮光板位置Pvistffi限定電動捲簾120將在簾時鐘時刻表期間被控制到達的最高位置。遮光板位置Pvisrai通常低於全開位置P ，但可以等於全開位置。遮光板位置Pvistffi的位置可以使用 PC的⑶I軟體輸入。此外，可以使用PC的⑶I軟體為建築的各空間160或立面164啟用和禁用遮光板位置Ρνι·。參照圖13，如果在步驟910中時鐘時刻表被啟用，則控制器在步驟912中從簾時鐘時刻表確定下一個時鐘事件的時間tNEXT。如果在步驟914中當前時間tPKES (例如,從天文時鐘確定)等於下一個事件時間tNEXT並且在步驟916中下一個事件時間tNEXT處的受控位置 Pcntl (tNEXT)大於或等於遮光板位置Pvisrai,則控制器150在步驟918中設新的簾位置Pnew等於遮光板位置PVIS0R。如果在步驟916中下一個事件時間tNEXT處的受控位置Pem(tNEXT)小於遮光板位置Pvism,則控制器150在步驟920中設新的簾位置Pnew等於下一個事件時間tNEXT處的受控位置Pcm(tNEXT)。如果在步驟914中當前時間不等於下一個事件時間tNEXT，則控制器 150在步驟922中從簾時鐘時刻表確定先前時鐘事件的時間tPKEV並在步驟924中設新的簾位置Pnew等於先前事件時間tPKEV處的受控位置Pc；m(tPKEV)。當在步驟918、920、924中設定新的簾位置Pnew之後，控制器150在步驟926中確定當前時間是否等於簾時鐘時刻表的結束時間tEND。如果在步驟926中當前時間tPKE等於結束時間tEND，則控制器150在步驟928中設新的簾位置Pnew等於夜間位置Pnkht並在步驟 930中禁用時鐘時刻表。如果在步驟932中新的簾位置Pnew等於電動捲簾120的當前簾位置Ppkes,則時鐘執行程序900在不調節電動捲簾120的位置的情況下簡單地退出。然而，如果在步驟932中新的簾位置Pnew不等於電動捲簾120的當前簾位置Ppkes，則控制器150在步驟934中將電動捲簾120的位置調節至新的簾位置PNEW，並且時鐘執行程序900退出。圖14是當在步驟1010中日光照明監視定時器終止時由控制器150執行的日光照明監視程序1000的簡化流程圖。如前所述，日光照明監視定時器被初始化為適於允許照明控制裝置110響應於由日光傳感器154所確定的環境光強度Lamb而調節照明負載112強度的時間量。在日光照明監視程序1000期間，控制器150首先在步驟1012中確定區域中的照明負載110的當前強度，其代表當前正由照明負載消耗的功率量。控制器150將這些照明強度與電動捲簾120處於全關位置時照明負載112所需的照明強度相比較以確定與電動捲簾120全關相比照明控制系統100當前是否正在節能。如果在步驟1014中負載控制系統100當前正在節能，則控制器150維持電動捲簾120的當前位置並且日光照明監視程序1000簡單地退出。然而，如果在步驟1014中負載控制系統100當前沒有節能，則控制器 150在步驟1016中關閉該區域中的所有電動捲簾120以降低熱損失，隨後日光照明監視程序1000退出。圖15A是在需求響應控制程序800期間當該區域被佔用時、HVAC系統132當前正在對建築進行加熱、以及有直射的陽光照射在立面164上時由控制器150執行的修改的時刻表程序1100的簡化流程圖。首先，控制器150在步驟1110中使期望的最大陽光穿透距離dMX臨時地增加預定百分比Admx(例如，約50% )，例如，(Imax — (I + Δ (Imax) · dMX (等式 16)接下來，控制器150執行最佳簾位置程序300 (如圖5中所示)以響應於修改後的期望的最大陽光穿透距離dMX而確定電動捲簾120的最佳簾位置Pot(t)。控制器150隨後執行時鐘事件創建程序400以響應於從修改後的期望的最大陽光穿透距離dmx確定的最佳簾位置POT(t)而生成修改的受控位置Pem(t)。最後，修改的時刻表程序1100退出。圖15B是當HVAC監視定時器在步驟1160中終止時由控制器150執行的HVAC監視程序1150的簡化流程圖。控制器150首先從HVAC系統132確定能量使用信息。例如， 控制器150可致使溫度控制裝置130經由HVAC通信鏈路134發送對來自HVAC系統132的能量使用信息的請求。可替換地，溫度控制裝置130可儲存代表HVAC系統132的能量使用信息的數據。例如，溫度控制裝置130可監視HVAC系統132何時被激活或被暫停，同時操作為當HVAC監視被啟用時加熱建築並且確定代表HVAC系統132的能量使用信息的加熱工作周期。可替換地，溫度控制裝置130可在HVAC系統未積極地加熱空間時監視空間160中的溫度降低的速率。再次參照圖15B，控制器150在步驟1164中確定HVAC系統132在HVAC監視期間是否正在節能。例如，控制器150可將HVAC監視期間的加熱工作周期與HVAC監視之前的加熱工作周期進行比較以確定HVAC系統132是否正在節能。如果HVAC監視期間的加熱工作周期小於HVAC監視之前的加熱工作周期，則HVAC系統正在節能。可替換地，控制器150 可將在HVAC監視期間當HVAC系統132未積極地加熱空間時空間160的當前溫度Tpkes降低的速率與HVAC監視之前的速率進行比較，以確定HVAC系統是否正在節能。如果當HVAC系統132未積極地加熱空間160時空間160的當前溫度Tpkes降低的速率小於HVAC監視之前的速率，則HVAC系統正在節能。如果控制器150在步驟1164中確定HVAC系統132正在節能，則控制器150維持電動捲簾120的當前位置並且HVAC監視程序1150簡單地退出。然而，如果在步驟1164中HVAC系統132當前沒有節能，則控制器150在步驟1166中關閉區域中的所有電動捲簾120以降低熱損失，隨後HVAC監視程序1150退出。可替換地，HVAC監視程序1150可由溫度控制裝置130執行。圖16是根據本發明的第二個實施方式的由負載控制系統100的控制器執行的計劃的需求響應程序1200的簡化流程圖。響應於對計劃的需求響應命令的接收，控制器150 控制負載控制系統100以降低將來的預定開始時間tSTAKT(例如，在計劃的需求響應命令被接收之後的那天中午)處的總功耗。控制器150可操作為在計劃的需求響應命令的開始時間tSTAKT之前對建築進行「預調節」(即，預冷卻或預加熱)，從而HVAC系統132將能夠在計劃的需求響應事件期間(即，在開始時間之後)消耗更少功率。為了在計劃的需求響應事件之前對建築進行預調節，控制器150可操作為當HVAC系統132處於冷卻模式時預冷卻建築並將在當天冷卻建築(例如，在夏季)，並且可操作為當HVAC系統132處於加熱模式時預加熱建築並將在當天加熱建築(例如，在冬季)。參照圖16，在步驟1210中，當計劃的需求響應命令經由網絡通信鏈路156被接收時，控制器150執行計劃的需求響應程序1200。控制器150首先在步驟1212中確定該天的當前時間是否在預定的預調節時間tPKE(例如，約6A.M.)之前。如果是，則控制器150在步驟1214中啟用預調節時鐘事件。控制器150隨後將執行(在將來的預調節時間t-處)預調節時鐘事件程序1300，該程序將在下面參照圖17更加詳細地描述。如果在步驟1212中該天的當前時間在預定的預調節時間tPKE之後，並且在步驟1216中HVAC系統132當前正在對建築進行冷卻，則控制器150在步驟1218中使建築中的各溫度控制裝置130的設定點溫度Tset減少預冷卻溫度增量Λ TPEE_C00L (例如，約4° F)以在計劃的需求響應事件之前對建築進行預調節。特別地，建築的設定點溫度Tset從初始溫度Tinit下降至新的溫度Tnew以預冷卻建築，從而為計劃的需求響應事件做準備，在該事件期間設定點溫度將被增加至上述初始溫度Tinit之上(下面將參照圖18更加詳細地描述)。再次參照圖16，在步驟1216中，如果HVAC系統132當前正在對建築進行加熱，則控制器150在步驟1220中使建築中的各溫度控制裝置130的設定點溫度Tset增加預加熱溫度增量Λ ΤΡΚΕ_ΗΕΑΤ (例如，約4° F)。在步驟1214中啟用預調節時鐘事件或者在步驟1218 或步驟1220中對建築進行預調節之後，控制器150在步驟1222中啟用計劃的需求響應時鐘事件，隨後計劃的需求響應程序1200退出。計劃的需求響應時鐘事件程序1400將在計劃的需求響應開始時間tSTAKT處由控制器150執行。計劃的需求響應時鐘事件程序1400將在下面參照圖18更加詳細地描述。圖17是在步驟1310中(即，在預調節時間tPKE處)由控制器150執行的預調節時鐘事件程序1300的簡化流程圖。在如果步驟1312中預調節時鐘事件不被啟用，則預調節時鐘事件程序1300簡單地退出。然而，如果在步驟1312中預調節時鐘事件被啟用並且在步驟1314中HVAC系統132當前正在對建築進行冷卻，則控制器150在步驟1316中使各溫度控制裝置130將設定點溫度Tset減少預冷卻溫度增量Λ TPEE_C00L(例如，約4° F)以在計劃的需求響應事件之前對建築進行預冷卻，並且預調節時鐘事件程序1300退出。如果在步驟1314中HVAC系統132當前正在對建築進行加熱，則在步驟1318中控制器150使各溫度控制裝置130的設定點溫度Tset增加預加熱溫度增量Λ Tpkmeat (例如，約4° F)以在計劃的需求響應事件之前對建築進行預加熱，並且預調節時鐘事件程序1300退出。圖18是在步驟1410中(即，在開始時間tSTAKT處)由控制器150執行的計劃的需求響應時鐘事件程序1400的簡化流程圖。如果在步驟1412中計劃的需求響應時鐘事件不被啟用，則計劃的需求響應時鐘事件程序1400簡單地退出。然而，如果在步驟1412中計劃的需求響應時鐘事件被啟用並且在步驟1414中HVAC系統132當前正在對建築進行冷卻，則在步驟1416中控制器150使各溫度控制裝置130將設定點溫度Tset增加溫度增量 Δ Tplani (例如，約8° F)，以使新溫度Tnew大於預冷卻之前建築的初始溫度ΤΙΝΠ，即，Tnew — Tinit+ ( Δ Tplani- Δ T
PEE-COOL )(等式17)在步驟1418中，控制器150使照明控制裝置110將各照明負載112的當前照明強度Lpkes降低預定百分比Λ Lplani (例如，當前強度的約20% )，以使照明負載消耗更少功率。 在步驟1420中，控制器150使各電動捲簾120將各簾織物122移動至全關位置，隨後計劃的需求響應時鐘事件程序1400退出。如果在步驟1414中HVAC系統132當前正在對建築進行加熱，則在步驟1422中控制器150使各溫度控制裝置130的設定點溫度Tset減少溫度增量Λ Tplan2 (例如，約8。F)， 以使新溫度Tnew小於預加熱之前建築的初始溫度ΤΙΝΠ，即， T腦一Tinit- ( Δ Tplan2- Δ T
PEE-HEAT )(等式18)在步驟1424中，控制器150使連接至照明控制裝置110的各照明負載112的當前照明強度Lpkes降低預定百分比ALPUN2(例如，當前強度的約20% )。在步驟1426中，控制器150使各電動捲簾120的對應簾織物122移動至全關位置，隨後計劃的需求響應時鐘事件程序1400退出。雖然圖I的負載控制系統100的控制器150經由網絡通信鏈路156從公共電力公司接收需求響應命令，但可替換地，負載控制系統可通過其它手段接收需求響應命令。常常，公共電力公司不經由網際網路(即，經由網絡通信鏈路156)連接至負載控制系統100。在這種情況下，公共電力公司的代表可通過電話與安裝有負載控制系統100的建築的建築管理者聯繫以傳達特定需求響應命令。例如，建築管理者可促動照明控制裝置110上的按鈕 114之一以向負載控制系統100輸入立即需求響應命令。照明控制裝置110隨後可向控制器150發送合適的數字消息。可替換地，負載控制系統100還可包括可操作為與控制器150 進行通信的個人計算機或筆記本電腦。建築管理者可使用個人電腦向控制器150傳輸立即或計劃的需求響應命令。此外，控制器150可包括天線，以使建築管理者可使用無線電話或無線個人數字助理(PDA)向控制器發送立即或計劃的需求響應命令(例如，經由RF信號)。根據本發明的第三個實施方式，控制器150可操作為根據多個需求響應(DR)等級控制照明控制裝置110、電動捲簾120、溫度控制裝置130、以及可控電插座140。需求響應等級被定義為負載控制系統100的一個或多個負載的預定參數(例如，照明強度、簾位置、 溫度等)的組合。需求響應等級提供多個預定等級的可由負載控制系統100響應於需求響應命令而提供的節能。例如，在特定的需求響應等級中，一定數量的照明負載可以被調暗預定量，一定數量電動捲簾可以被關閉，一定數量的插入式電負載142可以被關閉，並且設定點溫度可以被調節一定量。控制器150控制負載控制系統100的需求響應等級可包含於經由網絡通信鏈路156從公共電力公司接收的需求響應命令中。可替換地，從公共電力公司接收的需求響應命令可以不包括特定的需求響應等級。相反，控制器150可操作為響應於公共電力公司所發送的需求響應命令而選擇合適的需求響應等級。當負載控制系統100被編程為提供多個需求響應等級時，各連續的需求響應等級進一步降低負載控制系統100的總功耗。例如，公共電力公司可首先發送具有需求響應等級I的需求響應命令以提供第I等級的節能，隨後可發送具有需求響應等級2、3或4的需求響應命令以進一步連續地降低負載控制系統100的總功耗。在下面的表格中提供了 4個示例性需求響應等級，雖然也可以提供更多需求響應等級。如表I中所示，與第一需求響應等級相比，第二需求響應等級使負載控制系統100消耗更少的功率，以此類推。
權利要求
1.一種用於建築的負載控制系統，所述建築具有加熱與冷卻系統、以及位於所述建築的空間中的窗戶，所述負載控制系統對需求響應命令作出響應，所述負載控制系統包括電動窗簾，包括用於覆蓋所述窗戶的窗簾織物，所述電動窗簾可操作為使所述織物在所述窗戶不被覆蓋的全開位置與所述窗戶被覆蓋的全關位置之間移動；以及溫度控制裝置，用於控制所述加熱與冷卻系統的設定點溫度以控制所述建築中的當前溫度，所述溫度控制裝置可操作為確定所述加熱與冷卻系統是否正在對所述建築進行加熱或冷卻；其中當所述窗戶可能接收直射的陽光時，所述電動窗簾在所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行冷卻時響應於所述需求響應命令而關閉所述織物，並且在所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行加熱時響應於所述需求響應命令而打開所述織物。
2.如權利要求I所述的負載控制系統，還包括控制器，所述控制器可操作為確定所述窗戶是否可能接收直射的陽光並向所述電動窗簾發送數字消息，以在所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行冷卻且所述窗戶可能接收直射的陽光時關閉所述電動窗簾的織物，並且在所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行加熱且所述窗戶可能接收直射的陽光時打開所述電動窗簾的織物。
3.如權利要求2所述的負載控制系統，還包括佔用傳感器，用於檢測所述空間是否被佔用，所述控制器可操作為響應於所述佔用傳感器而控制所述電動窗簾。
4.如權利要求3所述的負載控制系統，其中當所述空間被佔用時，所述電動窗簾可操作為響應於對所述需求響應命令的接收而使所述織物根據預定時鐘時刻表移動，以將所述空間中的陽光穿透深度限制在最大穿透深度。
5.如權利要求4所述的負載控制系統，其中當所述空間被佔用時，所述電動窗簾可操作為在所述窗戶可能不接收直射的陽光時響應於對所述需求響應命令的接收而使所述織物根據所述時鐘時刻表移動。
6.如權利要求4所述的負載控制系統，其中當所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行加熱、所述窗戶可能接收直射的陽光且所述空間被佔用時，所述電動窗簾可操作為響應於對所述需求響應命令的接收而使所述織物根據修改的時鐘時刻表移動以將所述空間中的陽光穿透深度限制在增加的最大穿透深度。
7.如權利要求4所述的負載控制系統，其中當所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行冷卻、所述窗戶可能接收直射的陽光且所述空間被佔用時，所述電動窗簾可操作為響應於對所述需求響應命令的接收而使所述織物移動至所述全關位置。
8.如權利要求3所述的負載控制系統，其中當所述空間未被佔用、所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行加熱時，所述電動窗簾在所述窗戶可能接收直射的陽光時響應於所述需求響應命令而使所述織物移動至所述全開位置，並且在所述窗戶可能不接收直射的陽光時響應於所述需求響應命令而使所述織物移動至所述全關位置。
9.如權利要求3所述的負載控制系統，其中當所述空間未被佔用時，所述電動窗簾可操作為在所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行冷卻時響應於所述需求響應命令而使所述織物移動至全關位置。
10.如權利要求2所述的負載控制系統，其中所述控制器可操作為響應於該天的當前時間而確定所述窗戶是否可能接收直射的陽光。
11.如權利要求10所述的負載控制系統，其中所述控制器可操作為使用所述建築的位置的經度和緯度以及所述窗戶所處的立面相對於正北的角度來確定所述窗戶是否可能接收直射的陽光。
12.如權利要求2所述的負載控制系統，其中所述溫度控制裝置響應於所述需求響應命令而自動地在所述加熱與冷卻系統當前正在對建築進行冷卻時增加所述加熱與冷卻系統的設定點溫度以減少所述加熱與冷卻系統的功耗，並且在所述加熱與冷卻系統當前正在對建築進行加熱時減少所述加熱與冷卻系統的設定點溫度以減少所述加熱與冷卻系統的功耗。
13.如權利要求2所述的負載控制系統，其中所述控制器可操作為接收所述需求響應命令並且響應於對所述需求響應命令的接收而向所述電動窗簾發送數字消息，以在所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行冷卻且所述窗戶可能接收直射的陽光時關閉所述電動窗簾的織物，並且在所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行加熱且所述窗戶可能接收直射的陽光時打開所述電動窗簾的織物。
14.如權利要求I所述的負載控制系統，還包括照明控制裝置，用於控制輸送至所述照明負載的功率的量，所述照明控制裝置可操作為響應於所述需求響應命令而減少輸送至所述照明負載的功率的量以減少所述照明負載的功耗。
15.—種控制電動窗簾的方法,所述電動窗簾包括用於覆蓋所述建築的空間中的窗戶的窗簾織物，所述建築具有加熱與冷卻系統，所述方法包括接收需求響應命令；確定所述窗戶是否可能接收直射的陽光；確定所述加熱與冷卻系統是否正在對所述建築進行加熱或冷卻；在所述窗戶可能接收直射的陽光且所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行冷卻時響應於所述需求響應命令而關閉所述織物；以及在所述窗戶可能接收直射的陽光且所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行加熱時響應於所述需求響應命令而打開所述織物。
16.如權利要求15所述的方法,還包括檢測所述空間是否被佔用；當所述窗戶可能接收直射的陽光、所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行加熱且所述空間未被佔用時響應於所述需求響應命令而使所述織物移動至全開位置；以及當所述窗戶可能不接收直射的陽光、所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行加熱且所述空間未被佔用時響應於所述需求響應命令而使所述織物移動至全關位置。
17.如權利要求15所述的方法，還包括檢測所述空間是否被佔用；當所述空間被佔用、所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行加熱且所述窗戶可能接收直射的陽光時響應於所述需求響應命令而打開所述織物；以及如果所述加熱與冷卻系統在響應於所述需求響應命令打開所述織物的步驟之後消耗更多能量則使所述織物移動至全關位置。
18.—種用於建築的負載控制系統,所述建築具有加熱與冷卻系統以及位於所述建築的空間中的窗戶，所述負載控制系統包括電動窗簾，包括用於覆蓋所述窗戶的窗簾織物，所述電動窗簾可操作為使所述織物在所述窗戶不被覆蓋的全開位置與所述窗戶被覆蓋的全關位置之間移動；溫度控制裝置，用於控制所述加熱與冷卻系統的設定點溫度以控制所述建築中的當前溫度，所述溫度控制裝置可操作為確定所述加熱與冷卻系統是否正在對所述建築進行加熱或冷卻；以及佔用傳感器，用於檢測所述空間是否被佔用；其中當所述空間未被佔用且所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行加熱時，如果所述窗戶可能接收直射的陽光則所述電動窗簾打開所述織物，如果所述窗戶可能不接收直射的陽光則所述電動窗簾關閉所述織物。
19.如權利要求18所述的負載控制系統，還包括控制器，可操作為確定所述窗口是否可能接收直射的陽光並向所述電動窗簾發送數字消息，以在所述空間未被佔用、所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行加熱且所述窗戶可能接收直射的陽光時打開所述電動窗簾的織物，並且在所述空間未被佔用、所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行加熱且所述窗戶可能不接收直射的陽光時關閉所述電動窗簾的織物。
20.如權利要求19所述的負載控制系統，其中所述負載控制系統對需求響應命令作出響應。
21.如權利要求20所述的負載控制系統，其中所述控制器可操作為接收所述需求響應命令並且響應於對所述需求響應命令的接收而向所述電動窗簾發送數字消息，以在所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行冷卻且所述窗戶可能接收直射的陽光時關閉所述電動窗簾的織物，並且在所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行加熱且所述窗戶可能接收直射的陽光時打開所述電動窗簾的織物。
22.如權利要求20所述的負載控制系統，其中所述溫度控制裝置響應於所述需求響應命令而自動地在所述加熱與冷卻系統當前正在對建築進行冷卻時增加所述加熱與冷卻系統的設定點溫度以減少所述加熱與冷卻系統的功耗，並且在所述加熱與冷卻系統當前正在對建築進行加熱時減少所述加熱與冷卻系統的設定點溫度以減少所述加熱與冷卻系統的功耗。
23.如權利要求20所述的負載控制系統，還包括照明控制裝置，用於控制輸送至所述照明負載的功率的量，所述照明控制裝置可操作為響應於所述需求響應命令而減少輸送至所述照明負載的功率的量以減少所述照明負載的功耗。
24.如權利要求19所述的負載控制系統，其中所述控制器可操作為響應於該天的當前時間而確定所述窗戶是否可能接收直射的陽光。
25.如權利要求24所述的負載控制系統，其中所述控制器可操作為使用所述建築的位置的經度和緯度以及所述窗戶所處的立面相對於正北的角度來確定所述窗戶是否可能接收直射的陽光。
26.如權利要求18所述的負載控制系統，其中當所述空間未被佔用且所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行加熱時，如果所述窗戶可能接收直射的陽光，則所述電動窗簾將所述織物打開至所述全開位置，如果如果所述窗戶可能不接收直射的陽光，則所述電動窗簾將所述織物關閉至所述全關位置，
27.如權利要求26所述的負載控制系統，其中當所述空間未被佔用且所述加熱與冷卻系統正在對所述建築進行冷卻時，所述電動窗簾將所述織物關閉至所述全關位置。
28.—種控制電動窗簾的方法,所述電動窗簾包括用於覆蓋所述建築的空間中的窗戶的窗簾織物，所述建築具有加熱與冷卻系統，所述方法包括檢測所述空間是否被佔用；檢測所述窗戶是否可能接收直射的陽光；檢測所述加熱與冷卻系統是否正在對所述建築進行加熱或冷卻；當所述空間未被佔用、所述加熱與冷卻系統正在對建築進行加熱且所述窗戶可能接收直射的陽光時打開所述織物；以及如果所述空間未被佔用、所述加熱與冷卻系統正在對建築進行加熱且所述窗戶可能接收直射的陽光，則關閉所述織物。
29.如權利要求28所述的方法，還包括接收需求響應命令；其中響應於對所述需求響應命令的接收而執行打開和關閉所述織物的步驟。
30.如權利要求29所述的方法，還包括當所述空間被佔用、所述加熱與冷卻系統正在對建築進行加熱且所述窗戶可能接收直射的陽光時響應於所述需求響應命令而打開所述織物；以及如果所述加熱與冷卻系統在響應於所述需求響應命令打開所述織物的步驟之後消耗更多能量，則使所述織物移動至所述全關位置。
31.如權利要求28所述的方法，其中打開所述織物的步驟還包括如果所述空間未被佔用且所述窗戶可能接收直射的陽光，則使所述織物移動至全開位置，並且關閉所述織物的步驟還包括如果所述空間未被佔用且所述窗戶可能接收直射的陽光，則使所述織物移動至全關位置。
全文摘要
本申請提供了一種用於建築的負載控制系統，其中建築具有加熱與冷卻系統以及位於建築的空間中的窗戶，該負載控制系統可操作為響應於需求響應命令而控制電動窗簾以試圖降低加熱與冷卻系統的功耗。當窗戶可接收直射的陽光時，電動窗簾在加熱與冷卻系統正在對建築進行冷卻時關閉覆蓋窗戶的織物，並在加熱與冷卻系統正在對建築進行加熱時打開織物。此外，當所述空間未被佔用且加熱與冷卻系統正在對建築進行加熱時，如果窗戶可接收直射的陽光，則電動窗簾可打開織物，並且如果窗戶不可接收直射陽光，則可關閉織物。
文檔編號G05D23/19GK102597407SQ201080044139
公開日2012年7月18日 申請日期2010年7月29日 優先權日2009年7月30日
發明者喬爾·S·斯皮拉, 埃利奧特·G·雅各比, 威廉·布萊斯·福瑞克, 格雷戈裡·阿爾頓恩, 沃爾特·S·扎哈楚克, 麥可·W·派西納 申請人:路創電子公司