負荷管理溫度調節器的製作方法

2023-06-01 09:32:41

專利名稱：負荷管理溫度調節器的製作方法
技術領域：
本公開內容涉及用於控制一個或多個系統的操作水平使其與分時電價對應的溫度調節器，還涉及能夠給電業運營商提供需求側管理控制的溫度調節器。
背景技術：
隨著現如今對電能的需求增加，由於二次「高峰」電廠被啟用以補充非高峰發電廠，因此電業運營商經歷了發電成本的增加。在高峰需求開始超過電業公司非高峰和高峰電廠的發電容量時，電業公司可能會執行需求側管理，這可能會削減或減少消費者對電能的使用，以使需求不超出容量。執行需求側管理的電業公司向多個電能用戶發送信號，以通 過關閉諸如空調之類的電力負荷而減少這些用戶在需求高峰期間所使用的電量。在由傳統的溫度調節器控制的空調的示例中，電業運營商可以要求通過改變溫度調節器的設定點溫度來減少空調操作。先前已經進行了一些嘗試，來提供能夠在需求高峰期間使溫度設定點偏移以降低電量的甩負荷溫度調節器。這使得電業公司能夠降低能耗以使高峰需求不超出他們的容量，並且用戶也能夠節省其電費。然而，由於用戶會通過擱置電業公司對設定點溫度設定的改變對所顯示的設定點溫度的改變作出響應，因此不能總是依賴於這種使溫度調節器的溫度設定偏移預定量的方法來降低空調的操作水平。

發明內容
本公開內容涉及提供負荷減小特徵以降低高峰能耗期間的能量需求的溫度調節器。提供了能夠可靠地減少空調和其它系統的操作，以給消費者提供能量成本節省並給電業運營商提供負荷減小的溫度調節器的各種實施例。各種溫度調節器實施例包括被配置為傳送表示空間內的溫度的信息的至少一個傳感器；以及用於存儲與用於減少致熱或致冷操作的請求相關的至少一個溫度偏移值的存儲器。各種溫度調節器實施例進一步包括與所述至少一個傳感器通信的控制器，該控制器被配置為周期性地確定空間溫度值，並控制該空間的致熱或致冷，直到所確定的溫度值基本上達到設定點溫度。周期性確定的溫度值部分地基於從所述至少一個傳感器接收的信息，並且在所述溫度調節器接收到用於減少操作的請求時可以包括至少一個溫度偏移值。進一步的應用領域將從這裡所提供的說明中顯而易見。應當理解，說明書和具體示例僅在於圖示說明的目的，並不意圖限定本公開內容的範圍。


這裡所描述的附圖僅為了圖示說明，並不意在以任何方式限定本公開內容的範圍。
圖I示出給定時段內的空間溫度，在該給定時段內，溫度調節器和方法的一個實施例響應於用於減少操作的第一請求使用偏移來控制空調操作；圖2示出給定時段內的空間溫度，在該給定時段中，響應於用於減少操作的第二請求使用第二偏移來控制空調操作；圖3示出根據本公開內容的原理的溫度調節器和方法的第二實施例的流程圖；圖4示出根據本發明的原理的溫度調節器和方法的另一實施例所提供的溫度曲線的圖示；圖5是示出使用包括偏移的所確定的溫度值的空調系統的減少的操作的圖；圖6示出具有顯示裝置的溫度調節器的實施例，其中顯示裝置被配置為顯示表示該溫度調節器已經被選擇性地設置為減少操作模式的圖標；以及
圖7示出具有顯示裝置的溫度調節器的實施例，其中顯示裝置被配置為顯示表示該溫度調節器處於減少操作模式的圖標。
具體實施例方式以下描述本質上僅僅是示例性的，並不意圖限定本公開內容、應用或使用。應當理解，在所有附圖中，相應的附圖標記表示相同的或相應的部件和特徵。根據本公開內容的各個方面，提供溫度調節器的多個示例性實施例，該溫度調節器包括能夠產生用於減少致冷或致熱操作的請求的特徵。在多個實施例中，所提供的溫度調節器被配置為維持(hold)或保持(maintain)所選擇的設定點溫度設置。所公開的多個溫度調節器實施例至少可配置為以「維持」溫度模式操作，該模式對空間的致冷或致熱進行控制，以維持或保持用戶所選擇的設定點溫度。在某些實施例中，溫度調節器可以被配置為提供與諸如白天時段或夜晚時段之類的具體操作時段相對應的至少兩個或多個被編程的設定點溫度設置。在「維持」模式中，溫度調節器對致熱或致冷系統的操作進行控制，以連續調節該空間，從而將空間溫度維持在用戶所選擇的設定點溫度，如果該空間對於用戶來說不舒適，則多個溫度調節器實施例允許用戶通過按溫度上升或下降按鈕來調節「維持」溫度設置，以請求短時段內較高或較低的設置。例如，用戶可以按向下的箭頭以將72華氏度的「維持」溫度設定點降低到70華氏度，溫度調節器軟體程序內的標準子例程會響應於此而控制致冷，以暫時將該空間維持70度達兩小時時段，在此之後，溫度調節器會返回正常的「維持」模式以維持72度的設定點溫度。溫度調節器的多個實施例進一步包括至少一個溫度響應器件，溫度響應器件至少周期性地輸出表示空間中的溫度的變量或值。傳感器可以是多種傳感器類型中的任意類型，並且可以包括具有響應性地隨溫度而改變的頻率的晶體、振蕩器或其它電子元件。可替代地，傳感器可以包括具有響應於溫度改變而改變的電阻值的溫度計。傳感器還可以是能夠傳送與所檢測的空間溫度有關的或者表示所檢測的空間溫度的電壓值的器件。傳感器可以包括允許傳感器傳送達十分之一華氏度的溫度絕對值的電路。同樣，傳感器還可以包括能夠使溫度信息的傳送以周期為基礎或者基於在溫度調節器的微處理器提示時的請求的電路。因此，多個實施例中的至少一個傳感器被配置為檢測並傳送表示空間中的溫度的信肩、O溫度調節器的多個實施例進一步包括與至少一個傳感器通信的控制器。由於檢測的溫度隨時間而變化，因此控制器被配置為周期性地確定空間的溫度值，並將其作為空間的當前溫度值存儲下來。每次溫度調節器控制器確定或更新空間溫度值，控制器都會使用從至少一個傳感器傳送來的信息來確定隨後被存儲在存儲器中的空間溫度值。所存儲的值可以例如代替先前存儲的空間溫度值，或者可以存儲為按照時間的歷史溫度值的資料庫的一部分。因為空間溫度值隨時間而改變因此必須由控制器重複確定，所以控制器可以簡單地在將空間溫度值存儲於存儲器之前使所確定的溫度值產生偏移。例如，與溫度調節器的控制器相關的軟體可以在確定空間溫度值的過程中，在特定條件為真時(例如接收到用於在預定時段內降低致熱或致冷操作的請求)包括偏移值。這種軟體的提供使得能夠在不需要允許電業運營商改變設定點溫度以減少操作所需的軟體複雜性或子例程的情況下，改變空間溫度值以實現操作的減少。應當注意，使空間溫度發生偏移不同於改變溫度調節器的設定點溫度設置。如果溫度調節器的控制器被配置為允許電業運營商暫時改變溫度調節器的致冷設定點溫度，則溫度調節器很可能需要「甩負荷」子例程以從正常操作偏離，並且將致冷操作控制到電業運營商改變後的設定點溫度達暫時的持續時間。控制器還可能需要被配置為允許用戶擱置電業運營商的設定點，並且接下來再次改變設定點溫度，這很可能需要另外的子例程以偏離 於先前的「甩負荷」子例程。因此改變設定點溫度會導致更多的軟體和控制器成本。為了節省成本，溫度調節器被設計為使用最小的程序，並使用具有有限存儲能力的簡單微處理器。允許電業運營商改變設定點溫度的軟體配置可能需要用於從正常操作偏離的子例程，以使得能夠使用電業運營商改變後的設定點溫度(該改變也會在溫度調節器的顯示器上顯示)暫時性地控制臨時時段的子例程。這種類型的附加例程會增加軟體程序的複雜性和大小，並且可能必需較高成本並且較複雜的微處理器以適應軟體的大小，從而增加了溫度調節器的成本。此外，由於用戶很容易在溫度調節器的顯示器上看到電業運營商對設定點溫度的改變，並且會更傾向於擱置電業運營商改變後的設定點，因此允許電業運營商改變設定點溫度在減少操作以減少能量需求上效率不高。因此，設定點溫度改變方案相應地需要包括子例程，這些子例程會增加溫度調節器的軟體複雜度和控制器的存儲器需求，而且還不能足夠地保證通過減少致熱或致冷操作而削減能耗。溫度調節器的多個實施例不會一接收到用於減少致熱或致冷操作的請求就改變溫度調節器的設定點溫度。相反，多個實施例提供顯示空間的當前溫度值(例如73° F)和設定點溫度(例如72° F)的溫度調節器。在以上的溫度情況下，溫度調節器會建立致冷操作，以將73° F的溫度降低。在溫度調節器接收到電業運營商的用於減少致冷操作的請求的情況下，控制器接下來會確定包括至少一個偏移或者降低至少一個偏移的空間溫度值(例如偏移到70° F)，相對於未改變的設定溫度來說，這人工降低了空間溫度值。應當注意溫度偏移值優選在I至8華氏度的範圍內。因而這種對空間溫度的偏移會滿足設定點溫度並且結束致冷操作，從而減少能量需求。因此，所顯示的由用戶選擇的設定點溫度保持不變，而所顯示的空間溫度明顯降低。這樣，用戶會認為空間會被致冷到用戶所選擇的設定點溫度。由於用戶僅看到用戶所選擇的設定點溫度的顯示和所確定的空間溫度的顯示，因此這種配置簡化了針對用戶的甩負荷溫度調節器的使用。由於這種類型的用於減少操作的請求對用戶透明(用戶的設定點溫度設置保持不變)，因此用戶不大可能脫離或者擱置電業運營商的用於減少致冷操作的請求。相應地，多個實施例包括控制器，該控制器被配置為周期性地確定包括至少一個偏移的空間溫度值，以允許在已經接收到用於減少操作的請求(例如由電業運營商提出的)時有效地減少致熱或致冷操作。用於減少操作的請求優選是由電業運營商發送的、通過無線傳輸方式或者通過電線傳輸方式由溫度調節器接收的信號。應當注意，用於減少操作的請求也可以是節能模式，在節能模式下，用戶可以從正常禁用預設設置改變到使能設置，從而使溫度調節器應用戶請求在能量需求「高峰」期間啟動減少操作。這種溫度調節器實施例不需要任何用於從正常操作偏離的軟體子例程。以下給出一個實施例的描述作為解釋該有利特徵的示例。在一個實施例中，甩負荷溫度調節器被提供用於控制對空間進行調節的至少一個致冷系統的操作。該溫度調節器包括被配置為傳送表示空間內的溫度的信息的至少一個傳感器。在第一實施例中，傳感器產生頻率隨溫度增加而增加的信號，或者產生電阻隨溫度增加而增加的信號。傳感器信號傳送表示所檢測的空間溫度的信息或值，該值由溫度調節器的控制器接收，並且被轉換為溫度值。溫度調節器的第一實施例進一步包括用於存儲與用於減少致冷操作的至少一個 請求相關的至少一個溫度偏移值的存儲器。該至少一個偏移值可以是隨操作時間成增量式改變的值，或者可以是與特定的削減程度相關的預定值。在已經接收到用於減少致冷(與減少致熱相對)的請求的情況下，第一實施例中的該至少一個溫度偏移包括-3華氏度的偏移值。該至少一個溫度偏移可以進一步包括-3華氏度的第二偏移，該第二偏移可以與例如分層能量使用率或者用於附加減少致冷操作的第二請求相關。因此，溫度偏移值可以包括多個增量偏移值，其中多個增量偏移值以增量式使空間溫度偏移，以便響應於用於減少操作的接連的請求而提供減少的致冷。偏移值被存儲在存儲器中，其中存儲器優選是非易失性電可擦除可編程只讀存儲器(EEPR0M)。該存儲器可以是獨立的存儲元件，但優選包括在溫度調節器的微處理器控制器中。溫度調節器的第一實施例進一步包括與至少一個傳感器通信的控制器，該控制器優選是包括用於對至少一個致冷系統的操作進行控制的軟體程序的微處理器。微處理器控制器被配置為周期性地確定空間溫度值，並且控制空間的致冷，直到所確定的空間溫度值已基本達到設定點溫度。應當注意，控制器可以在空間溫度值位於設定點溫度之上或之下零點幾度內，而不是正好達到設定點溫度的時刻時，停止致冷操作。微處理器控制器基於從至少一個傳感器接收的信息來確定空間的溫度值，並且在預定時間段內已接收到用於減少操作的請求的情況下，在確定空間的溫度值時，可以包括至少一個溫度偏移值。與溫度調節器的控制器相關的軟體被配置為在確定空間溫度值時包括特定條件為真時的偏移值，該特定條件例如是在預定時段內溫度調節器已接收到用於減少致冷操作的請求。然而，應當注意也可以使用適於給所確定的值提供條件偏移的、軟體中所採用的類似編程方式。溫度調節器進一步包括向用戶顯示設定點溫度以及所確定的空間溫度值的顯示裝置，而沒有關於空間溫度值是否包括溫度偏移值的任何指示。在預定時段內已接收到用於減少操作的請求的情況下，控制器在確定空間溫度值時包括至少一個溫度偏移值。預定時段可以例如包括三個小時的階段，這允許電業運營商傳送信號以請求減少的致冷操作會保持三個小時有效。在該預定時段內，溫度調節器的微處理器控制器還持續使所確定的空間溫度值偏移。該偏移會人工減小空間溫度值，從而滿足設定點溫度或更快地達到設定點溫度，以減少對致冷操作的需要。例如，在溫度調節器具有72華氏度的用戶所選擇設定點溫度的情況下，在73華氏度的空間中，溫度調節器會對致冷系統的操作進行控制以將空間溫度降低到72度。在(從電業運營商或者從溫度調節器的用戶)接收到用於減少操作的請求之後，溫度調節器的控制器會使空間溫度值偏移-3度，達到70華氏度。由於70度的空間溫度值低於72度的設定點溫度值，因此溫度調節器控制器會停止致冷操作。致冷系統會保持關閉達足夠的時段，直到70度空間溫度值慢慢升到70度設定點溫度之上。這會具有減少致冷系統的操作的效果，從而減少對電業運營商的能量需求。在預定時段期間，控制器可以被配置(例如由電業運營商)為在空間溫度值基本達到設定點溫度之後停止致冷操作至少最小的關閉時段，從而在初始偏移之後提供致冷系統操作的進一步減少。在預定時段過去之後，控制器被配置為接下來確定不包括任何溫度偏移值的空間溫度值，原因在於溫度調節器接收到的用於減少操作的請求不再處於預定時段 之內。因此，在緊隨接收請求的預定時段過去之後，用於減少操作的請求被停止。在這樣的點處，溫度調節器返回到維持72度設定點溫度的正常操作。在溫度調節器的第一實施例中，所顯示的由用戶選擇的72度設定點溫度保持不變，而所顯示的空間溫度明顯被降低到70度。這樣，用戶會認為該空間將會被致冷到用戶的72度設定點溫度。由於這種類型的用於減少操作的請求對於用戶來說是透明的，因此用戶不大可能通過調節溫度而擱置電業運營商的用於減少致冷操作的請求。相應地，溫度調節器的第一實施例在已經從電業運營商或可替換地從溫度調節器的用戶接收到用於減少操作的請求時，用於有效地減少致冷操作。然而，如果空間的居住者感覺到不舒服，則居住者可能通過按溫度上升或下降按鈕來調節「維持」設定點溫度，以請求在短時段內較高或較低的設置。例如，居住者可以按向下箭頭以將72華氏度的「維持」溫度設定點降低到70華氏度，溫度調節器軟體程序內的標準子例程會響應於此而控制致冷，以將該空間維持在70度達到暫時的兩小時時段。因此不需要附加的軟體子例程來擱置電業運營商對「甩負荷」或減少操作的請求。這樣，溫度調節器具有不需要軟體複雜或較高成本的複雜微處理器控制的甩負荷和擱置能力。僅為了圖示說明的目的，空調的操作可以如以下示例性場景中所述的由根據第一實施例的溫度調節器和方法來控制。參見圖1，提供示出給定時段內的空間溫度的圖，在該給定時段內溫度調節器接連地啟動空調的操作。為了圖示說明的目的，該場景假設在白天外面的環境溫度達到峰值時，被調節的空間經歷每小時2華氏度的增加。參見圖1，在100處，溫度調節器確定所計算的空間溫度值至少比74度的設定點溫度高O. 5華氏度，則啟動空調的操作。空調運行大約20分鐘，之後溫度調節器確定的空間溫度值為74度，則在110處空調被關閉。在下一個15分鐘期間，空間內的溫度以每小時2華氏度的速度逐漸上升，並且在120處達到74. 5華氏度。溫度調節器以輪轉方式響應性地啟動空調的操作，直到點130。然後在130處，溫度調節器從例如居住者或電業運營商接收用於減少操作的請求。然後，溫度調節器計算確定的空間溫度值以及與用於減少操作的請求相關的至少一個溫度偏移值，其中所確定的空間溫度值基於從至少一個傳感器接收的信息確定。在該圖示性的例子中，溫度偏移為-3華氏度。所確定的空間溫度值則比74度低3度，即71度。相應地，溫度調節器將所確定的71華氏度的空間溫度相對於74度的設定點溫度進行比較。在實際溫度逐漸上升到77. 5華氏度的實際溫度或77. 4度的確定溫度值的過程中，溫度調節器相應地將空調維持在關閉狀態，之後溫度調節器會以輪轉方式再次啟動空調的操作。這會在峰值溫度或高峰能量需求階段期間導致總共I小時45分鐘的「關閉」時間，在該時間內能量會得到節省。應當注意，在多個公開的實施例中，溫度調節器可以替換地被配置為以攝氏度確定溫度值，並且可以包括以攝氏度表示的偏移值。在另一圖示說明中，在圖2所示的下述示例性場景中進一步描述用於削減空調操作的第二請求，其示出圖示在給定時段內空間溫度的圖。被調節的空間經歷類似於上述的每小時2華氏度的增加，並且已接收到導致-3度溫度偏移的用於減少操作的前一請求。參見圖2，在150處，溫度調節器在從以上場景結束離開後繼續操作。溫度調節器將所確定的空間溫度值計算為77. 5華氏度，減去3度偏移，達到74. 5華氏度。該確定的空間溫度比74度的設定點溫度至少高O. 5華氏度，使得溫度調節器啟動空調的操作。空調運行大約20分鐘，之後溫度調節器所確定的空間溫度值為74度，然後在160處空調被關閉。在下一 15分鐘期間，空間溫度以每小時2華氏度的速度逐漸增加，並且達到77. 5華氏度的·實際溫度，或所確定的77. 4華氏度的空間溫度。在170處，溫度調節器以輪轉方式響應性地啟動空調的操作，直到點180。然後在180處，溫度調節器例如在臨界高峰需求階段期間接收用於進一步減少操作的後續請求。然後，溫度調節器計算確定的空間溫度值以及與用於減少操作的第二請求相關的溫度偏移值，其中所確定的空間溫度值基於從至少一個傳感器接收的信息確定。在該圖示性的例子中，溫度偏移為-5華氏度。然後所確定的空間溫度值比77度低5度，即72度。相應地，溫度調節器將所確定的72華氏度的空間溫度值相對於74度的設定點溫度進行比較。在實際溫度逐漸增加到79. 5華氏度的實際溫度的過程中，溫度調節器會相應地將空調維持在關閉狀態，之後溫度調節器會以輪轉方式再次啟動空調的操作。這會導致在這一天的峰值溫度或高峰能量需求階段期間在第I小時45分鐘階段之外附加I小時15分鐘的「關閉」時間，在該時段內能量得到了節省。上述對空間溫度的增量偏移不僅通過人工方式允許溫度調節器滿足設定點溫度，並且結束了致冷操作，從而減少了能量需求。所顯示的74度的設定點溫度保持不變，而所顯示的空間溫度明顯被降低。這樣，用戶會認為該空間會被致冷到期望的設定點溫度，並且用於減少操作的請求對用戶來說是透明的(這是由於用戶的設定點溫度設置保持不變)。因此，用戶不大可能會擱置用於減少致冷操作的請求，並且相對於外部的峰值環境溫度仍然具有足夠的空間致冷溫度。在本公開內容的另一方面中，提供一種用於控制溫度調節器的操作的方法，該溫度調節器能夠例如在高峰能量需求階段期間接收用於減少空間的致熱或致冷系統的操作的請求。在一個實施例中，該方法包括在存儲器中存儲與用於減少致冷操作的請求相關的至少一個溫度偏移值。該方法進一步包括從至少一個傳感器接收表示空間內的溫度的信息傳送，並且周期性地確定空間溫度值的步驟。當在預定時段內已接收到用於減少操作的請求時，溫度值的周期性確定基於從至少一個傳感器接收的信息以及至少一個溫度偏移值被確定。然後，該方法對空間的致熱或致冷系統的操作進行控制，直到所確定的溫度值基本上達到設定點溫度。優選地，該方法在接收到用於減少致熱或致冷操作的請求之後在針對預定時段確定空間溫度值時包括至少一個溫度偏移值。應當注意,可以採用包括多個偏移值的系統和方法的其它實施例,例如偏移值隨操作時間而變化或以增量方式改變。參見圖3，示出用於控制溫度調節器的節能方法的第二實施例的示例。在該方法中，偏移值基於空調的操作時間而被增加。第二方法的實施例中，在存儲器中存儲與用於減少致冷操作的請求相關的至少一個溫度偏移預設值的初始步驟在圖3中未示出。該方法還周期性地從至少一個傳感器接收表示所檢測的空間溫度的信息傳送。該方法還在預定時段內接收到用於減少操作的請求時，基於從至少一個傳感器接收的信息以及至少一個溫度偏移值確定空間溫度值。參見圖3，在步驟200處，用於控制溫度調節器的方法的第二實施例確定該系統是否處於致冷模式，在該模式下，空調系統會被操作為對空間溫度進行控制。然後，該方法在步驟204處確定該系統是否處於對空間溫度進行控制的正常操作模式，或是否處於減少操作的節能模式(例如致冷節省模式)。如果溫度調節器處於減少操作模式，則溫度調節器前進到步驟208，以比較所確定的空間溫度值是否大於所確定的設定點溫度，以確定是否有致冷操作的要求。如果有致冷的要求或需要，則啟動空調的操作。該實施例的方法使用壓縮機運行時間計數器來跟蹤壓縮機運行的時間量，並且在步驟212處確定壓縮機是否運行超出預定時間，例如20分鐘。對於超出二十分鐘操作時間外的給定分鐘數，該軟體在步驟220 處增加計數值(直到步驟216處用戶所指定的最大設置)，該計數值可以在所確定的空間溫度的計算中用於確定偏移值。偏移值可以增加預定的溫度值，該預定的溫度值對應於超出最小閾值操作時段外的增量操作時段。例如，該偏移可以針對超出至少15分鐘的最小閾值操作階段的每兩分鐘操作時間增量而增加至少1/16華氏度。該偏移值最初可以是O度的預設值，並且可以在壓縮機在給定的致冷周期中運行超過20分鐘的每兩分鐘增加1/16度。因此，如果壓縮機在達到設定點溫度之前總共運行24分鐘，則偏移將是2度加2/16度，即2-1/8華氏度。這樣，在致冷操作周期期間，壓縮機運行越長，在計算確定的空間溫度值時從所檢測的溫度中減去的偏移量就越大。因此，所確定的空間溫度在較長的壓縮機運行時間內會被減小，使得很快就達到設定點溫度，並且縮短壓縮機操作。在白天溫度達到峰值的正午期間，空調的有效性降低，從而運行較長的時間以使空間致冷，就是在這種時段期間會發生空調壓縮機的運行時間較長。本方法通過使空間溫度值偏移以幫助很快達到設定點溫度並減少空調操作來削減這種階段期間空調的操作。相應的，該方法有助於減少高峰能量需求階段期間的致冷操作。參見圖4，示出可以由上述方法提供的溫度圖的圖示。使用以上方法的溫度調節器被設置為用於調節空間的致冷模式，該空間最初是77華氏度，如200處所示。在該圖示中，戶外環境溫度假設為高，使得該空間經歷每小時2度的增加，或在15分鐘內增加O. 5華氏度，達到74. 5華氏度。在208處，溫度調節器的控制方法通過檢查溫度傳感器信息並計算所確定的77. 5度的空間溫度值來確定是否有致冷操作的要求。由於77. 5度的確定溫度值比77度的設定點溫度高至少O. 5度，因此溫度調節器啟動空調的操作。由於外圍環境條件高，空調在該空間被致冷到所確定的空間溫度為77度的設定點溫度的水平之前運行多達30分鐘，然後空調的操作停止或關閉。由於空調操作多於20分鐘，因此該方法在20分鐘之後的操作期間增加計數值，該值可以用於確定偏移值。例如，該偏移值最初可以是O度的預設值，並且可以在壓縮機以給定的致冷周期運行超過20分鐘外的每兩分鐘增加1/16度。這樣，超過20分鐘階段外的10分鐘操作會導致5/16華氏度的偏移。在致冷周期結束時，溫度調節器可以在220處計算包括該5/16度偏移的確定的空間溫度值，以達到76-11/16華氏度的新確定的溫度值。從點220開始，所確定的空間溫度值在下一 15分鐘中會從76-11/16度再次上升
O.5度達到77-3/16度。15分鐘之後，由於偏移值，所確定的溫度還沒有達到77. 5度的觸發點。這樣，在240處，空調會在所確定的溫度值從77-3/16度增加到77-1/2度觸發點之前保持關閉另一個9分鐘。因此，偏移會使空調關閉時間從15分鐘增加到24分鐘。一旦所確定的溫度值達到77. 5度，溫度調節器就會再次啟動空調的操作，空調會再次運行30分鐘以使空間致冷，直到所確定的空間溫度值被降低到77度。該方法會針對超出致冷周期中的20分鐘外的每兩分鐘操作增加偏移值1/16度，產生10/16華氏度的總偏移值。這種使所檢測的空間溫度偏移的方法重複五個30分鐘的致冷周期，之後達到預定的最大溫度偏移，其在該實施例中為1-1/2度。在空調被操作五個30分鐘周期的280分鐘時段中，在每個周期後空調會保持關閉達24分鐘而不是僅15分鐘的階段。這導致45分鐘的附加關閉時間，換來所檢測的空間溫度僅增加I. 5度。參見圖5，用於基於包括偏移的確定的溫度值來控制操作的上述方法，在基於不包 括任何偏移的確定的溫度時具有正常的六個30分鐘周期的時段內，提供五個30分鐘周期。因此，在正午高峰能量需求的情形下，當升高的外部環境溫度導致空調運行較長的周期時段時，上述方法導致操作減少17%。以這種方法，可以僅僅通過電業運營商發信號使溫度調節器進入增量偏移操作模式，或者通過用戶將溫度調節器設置為增量操作模式，來實現用於減少操作的請求。這樣，用戶可能能夠獨立於來自電業運營商的任何信號而啟動用於減少操作模式的請求。此外，溫度調節器僅在升高的溫度導致空調運行較長周期的白天時段期間提供這種減少的操作，因此可以在不需要使用任何外部環境溫度傳感器的情況下，基於影響高峰能量需求時段的外部的環境溫度而選擇性地減少操作。在本公開內容的另一方面中，溫度調節器進一步具有如圖6中所示的顯示裝置300，該顯示裝置被配置為顯示圖標310，圖標310表示溫度調節器處於減少操作模式。例如，顯示器可以示出文字「致冷節省」來表示減少操作模式已被選擇或使能。參見圖7，溫度調節器顯示裝置300已進一步被配置為顯示圖標320來表示溫度調節器何時接收到用於減少操作的請求。例如，顯示裝置可以示出文字「節省」來表示溫度調節器正在使用所確定的空間溫度值來控制操作以減少空調操作。以此方式，由於所顯示的設定點溫度設置和所顯示的「確定的溫度值」看起來仍然相同，因此減少操作模式是透明的。「節省」圖標以不會警示空間的任何居住者的方式，提供空調操作已被削減的不引人注意的指示，以避免誘使這些居住者擱置溫度設置。以上所述實施例的關於使能溫度調節器的甩負荷能力的優點和改進對於本領域技術人員來說是顯而易見的。也可以在不超出本發明的精神和範圍的情況下合併附加的設計考慮。本公開內容中的描述本質上僅僅是示例性的，因此變體不應當被認為超出本公開內容的精神和範圍。相應地，本公開內容的目的不在於以特定實施例或以上所述的形式來限定本發明，本發明的範圍由所附的權利要求限定。
權利要求
1.一種溫度調節器，用於控制空間的致熱和/或致冷設備以維持設定點溫度，所述溫度調節器包括 至少一個傳感器，被配置為傳送表示空間內的溫度的信息； 存儲器，用於存儲與用於減少致熱或減少致冷操作的、與通過所述溫度調節器的用戶使能的節能模式相關的請求相關的至少一個溫度偏移值；以及 控制器，與所述存儲器和所述至少一個傳感器通信，該控制器被配置為響應於從所述溫度調節器的用戶接收到用於減少操作的請求將節能模式設置到使能設置，並周期性地從所述至少一個傳感器接收檢測到的溫度值，其中在已從用戶接收到用於減少操作的請求時，所述控制器使所述檢測到的溫度值偏移與所述節能模式相關的所述至少一個溫度偏移值，從而確定空間的人工溫度值，所述控制器被配置為控制空間的致熱或致冷，直到所確定的人工溫度值基本達到所述設定點溫度；以及 顯示裝置，與所述控制器通信，該顯示裝置顯示確定的空間的人工溫度值，而不是空間的實際檢測到的溫度，並且還顯示未改變的用戶所選擇的設定點溫度。
2.如權利要求I所述的溫度調節器，其中所述控制器被配置為，在針對接收到用於減少操作的請求之後的預定時段確定空間的人工溫度值時，包括至少一個溫度偏移值。
3.如權利要求2所述的溫度調節器，其中所述控制器被配置為，在所述控制器在所述預定時段內未接收到用於減少操作的請求的情況下，周期性地確定不包括任何溫度偏移值的空間的人工溫度值，使得減少的操作在預定時段結束之後被停止。
4.如權利要求I所述的溫度調節器，其中 所述控制器被進一步配置為，在預定時段期間，在所確定的人工溫度值已基本達到所述設定點溫度之後，停止致熱或致冷操作達至少最小的關閉時段；並且/或者 所述控制器被配置為在所確定的人工溫度值位於設定點溫度之上或之下零點幾度內的情況下停止空間的致冷操作。
5.如權利要求I所述的溫度調節器，其中 所述顯示裝置向用戶顯示所述設定點溫度以及所確定的空間的人工溫度值，而沒有空間的溫度值是否包括溫度偏移值的任何指示；並且/或者 所述設定點溫度是由用戶選擇的溫度設置，以使所述溫度調節器使用並控制致熱或致冷操作以維持空間中的溫度；並且/或者 所述溫度調節器可編程為包括與具體的操作時段相關的至少兩個編程的設定點溫度設置；並且/或者 所述至少一個溫度偏移值在I至8度的範圍內；並且/或者 所述至少一個溫度偏移值包括多個以增量方式變化的偏移值。
6.一種溫度調節器，用於控制調節空間的至少致冷系統，所述溫度調節器包括 至少一個傳感器，被配置為傳送表示空間內的溫度的信息； 存儲器，用於存儲與用於減少致冷操作的、與通過所述溫度調節器的用戶使能的節能模式相關的請求相關的至少一個溫度偏移值；以及 控制器，與所述存儲器和所述至少一個傳感器通信，該控制器被配置為響應於從所述溫度調節器的用戶接收到用於減少操作的請求將節能模式設置到使能設置，該控制器被配置為周期性地從所述至少一個傳感器接收檢測到的溫度值，其中在已從用戶接收到用於減少操作的請求時，所述控制器使所述檢測到的溫度值偏移與所述節能模式相關的至少一個溫度偏移值，從而確定空間的人工溫度值，所述控制器被配置為在所確定的人工溫度值低於設定點溫度的情況下停止空間的致冷操作；以及 顯示裝置，與所述控制器通信，該顯示裝置顯示確定的空間的人工溫度值，而不是空間的實際檢測到的溫度，並且還顯示未改變的用戶所選擇的設定點溫度。
7.如權利要求6所述的溫度調節器，其中所述控制器被配置為，在針對接收到用於減少致冷操作的請求之後的預定時段確定空間的人工溫度值時，包括至少一個溫度偏移值。
8.如權利要求7所述的溫度調節器，其中所述控制器被配置為，在所述控制器在所述預定時段內未接收到用於減少操作的請求的情況下，周期性地確定不包括任何溫度偏移值的空間的人工溫度值，使得減少的操作在預定時段結束之後被停止。
9.如權利要求6所述的溫度調節器，其中 所述控制器進一步被配置為，在所述預定時段期間，在所確定的人工溫度值已基本達到所述設定點溫度之後，停止致冷操作達至少最小的關閉時段；並且/或者 所述控制器被配置為在所確定的人工溫度值已達到或位於設定點溫度之上零點幾度內的情況下停止空間的致冷操作。
10.如權利要求6所述的溫度調節器，其中 所述顯示裝置向用戶顯示所述設定點溫度以及所確定的空間的人工溫度值，而沒有空間的溫度值是否包括溫度偏移值的任何指示；並且/或者 所述至少一個溫度偏移值在I至8度的範圍內；並且/或者 所述溫度調節器可編程為包括與具體的操作時段相關的至少兩個編程的設定點溫度設置；並且/或者 所述至少一個溫度偏移值被增加預定的溫度值，該預定的溫度值對應於超出最小閾值操作時段外的增量操作時段；並且/或者 所述至少一個溫度偏移值針對超出至少15分鐘的最小閾值操作階段外的每個獨立的時間增量而被增加至少1/16華氏度。
11.一種用於控制溫度調節器的操作的方法，所述溫度調節器能夠接收用於減少空間的致熱或致冷系統的操作的請求，該方法包括 在存儲器中存儲與通過所述溫度調節器的用戶使能的節能模式的相關的至少一個溫度偏移值； 響應於從所述溫度調節器的用戶接收到用於減少操作的請求，將節能模式設置到使能設置； 從至少一個傳感器接收表示空間內檢測到的溫度的信息傳送；以及周期性地確定空間的人工溫度值，其中，所述人工溫度值基於從所述至少一個傳感器接收的檢測到的溫度值信息來確定，所述檢測到的溫度值信息在預定時段內已從用戶接收到用於減少操作的請求時被偏移與所述節能模式相關的至少一個溫度偏移值；以及 控制空間的致熱或致冷系統的操作，以控制空間的致熱或致冷，直到所確定的人工溫度值基本達到設定點溫度；以及 在顯示裝置上顯示確定的空間的人工溫度值，而不是空間的實際檢測到的溫度，並且還顯示未經任何改變的用戶所選擇的設定點溫度。
12.如權利要求11所述的方法，其中 針對已接收到用於減少致熱或致冷操作的請求後的預定時段確定空間的人工溫度值時，所述至少一個溫度偏移值被加到所述檢測到的溫度值；並且/或者 所述控制器被配置成在所確定的人工溫度值位於設定點溫度之上或之下零點幾度內的情況下停止空間的致冷操作。
13.一種溫度調節器，包括控制器，該控制器被配置為響應於從所述溫度調節器的用戶接收到用於減少操作的請求並且/或從電業運營商接收到包括用於減少操作的請求的信號將節能模式設置到使能設置，該控制器被配置為周期性地從所述至少一個傳感器接收檢測到的表示空間內的溫度的溫度值，其中在已接收到用於減少操作的請求時，所述控制器使所述檢測到的溫度值偏移至少一個溫度偏移值，從而確定空間的人工溫度值，所述控制器被配置為控制空間的致熱或致冷，直到所確定的人工溫度值基本達到所述設定點溫度。
14.如權利要求13所述的溫度調節器，其中該控制器被配置為響應於從所述溫度調節器的用戶接收到用於減少操作的請求將節能模式設置到使能設置，使得在已從用戶接收到用於減少操作的請求時，所述控制器使所述檢測到的溫度值偏移與所述節能模式相關的所檢測到的至少一個溫度偏移值，從而確定空間的人工溫度值。
15.如權利要求13所述的溫度調節器，其中該控制器被配置為從電業運營商接收包括用於減少操作的請求的信號，使得所述控制器使所述檢測到的溫度值偏移與已從電業運營商接收到的用於減少操作的請求相關的所檢測到的至少一個溫度偏移值，從而確定空間的人工溫度值。
16.如權利要求13所述的溫度調節器，其中該控制器被配置為從電業運營商接收用於減少操作的請求以及從所述溫度調節器的用戶接收用於減少操作的請求，由此所述用戶可獨立於來自所述電業運營商的用於減少的操作的任何請求而發起用於減少操作的請求。
17.如權利要求13所述的溫度調節器，其中該溫度調節器包括 所述至少一個傳感器，被配置為傳送表示空間內的溫度的信息；以及/或者 存儲器，用於存儲與用於減少操作的請求相關的所述至少一個溫度偏移值，由此所述控制器使所述檢測到的溫度值偏移與存在所述存儲器中的與已接收到用於減少操作的請求相關的所檢測到的至少一個溫度偏移值，從而確定空間的人工溫度值；以及/或者 顯示裝置，與所述控制器通信，其中該顯示裝置可操作地用於顯示確定的空間的人工溫度值，而不是空間的實際檢測到的溫度，並且還顯示未改變的用戶所選擇的設定點溫度。
18.一種用於控制溫度調節器的操作的方法，所述溫度調節器能夠接收用於減少空間的致熱和/或致冷系統的操作的請求，該方法包括 從至少一個傳感器接收表示空間內檢測到的溫度的信息； 確定空間的人工溫度值，其中所述人工溫度值基於從所述至少一個傳感器接收的檢測到的溫度值信息來確定，所述檢測到的溫度值在預定時段內已從所述溫度調節器的用戶或電業運營商接收到用於減少操作的請求時被偏移至少一個所檢測到的溫度偏移值；以及 控制空間的致熱或致冷系統的操作，以控制空間的致熱或致冷，直到所確定的人工溫度值基本達到設定點溫度。
全文摘要
本申請提供了一種負荷管理溫度調節器，其能夠可靠地減少空調和其它系統的操作以給消費者提供能量成本節省並給電業運營商提供負荷減小的。所述溫度調節器包括傳感器，被配置為傳送表示空間內的溫度的信息；和存儲器，用於存儲與用於減少致熱或減少致冷操作的請求相關的溫度偏移值。所述溫度調節器進一步包括與所述傳感器通信的控制器，該控制器被配置為周期性地確定空間的溫度值，並控制該空間的致熱或致冷操作，直到所確定的溫度值已基本達到設定點溫度。周期性地確定的溫度值部分地基於從所述傳感器接收的信息，並且在所述溫度調節器已接收到用於減少操作的請求時還可以包括所述溫度偏移值。
文檔編號G05D23/19GK102915050SQ20121036403
公開日2013年2月6日 申請日期2008年5月9日 優先權日2007年5月11日
發明者詹姆斯·P·加羅佐, 卡爾·J·穆勒, 約翰·M·薩廷 申請人:艾默生電氣公司