负荷管理温度调节器的制作方法

专利名称：负荷管理温度调节器的制作方法
技术领域：
本公开内容涉及用于控制一个或多个系统的操作水平使其与分时电价对应的温 度调节器，还涉及能够给电业运营商提供需求侧管理控制的温度调节器。
背景技术：
随着现如今对电能的需求增加，由于二次“高峰”电厂被启用以补充非高峰发电 厂，因此电业运营商经历了发电成本的增加。在高峰需求开始超过电业公司非高峰和高峰 电厂的发电容量时，电业公司可能会执行需求侧管理，这可能会削减或减少消费者对电能 的使用，以使需求不超出容量。执行需求侧管理的电业公司向多个电能用户发送信号，以通 过关闭诸如空调之类的电力负荷而减少这些用户在需求高峰期间所使用的电量。在由传统 的温度调节器控制的空调的示例中，电业运营商可以要求通过改变温度调节器的设定点温 度来减少空调操作。先前已经进行了一些尝试，来提供能够在需求高峰期间使温度设定点 偏移以降低电量的甩负荷温度调节器。这使得电业公司能够降低能耗以使高峰需求不超出 他们的容量，并且用户也能够节省其电费。然而，由于用户会通过搁置电业公司对设定点温 度设定的改变对所显示的设定点温度的改变作出响应，因此不能总是依赖于这种使温度调 节器的温度设定偏移预定量的方法来降低空调的操作水平。

发明内容
本公开内容涉及提供负荷减小特征以降低高峰能耗期间的能量需求的温度调节 器。提供了能够可靠地减少空调和其它系统的操作，以给消费者提供能量成本节省并给电 业运营商提供负荷减小的温度调节器的各种实施例。各种温度调节器实施例包括被配置 为传送表示空间内的温度的信息的至少一个传感器；以及用于存储与用于减少致热或致冷 操作的请求相关的至少一个温度偏移值的存储器。各种温度调节器实施例进一步包括与所 述至少一个传感器通信的控制器，该控制器被配置为周期性地确定空间温度值，并控制该 空间的致热或致冷，直到所确定的温度值基本上达到设定点温度。周期性确定的温度值部 分地基于从所述至少一个传感器接收的信息，并且在所述温度调节器接收到用于减少操作 的请求时可以包括至少一个温度偏移值。进一步的应用领域将从这里所提供的说明中显而易见。应当理解，说明书和具体 示例仅在于图示说明的目的，并不意图限定本公开内容的范围。


这里所描述的附图仅为了图示说明，并不意在以任何方式限定本公开内容的范围。图1示出给定时段内的空间温度，在该给定时段内，温度调节器和方法的一个实 施例响应于用于减少操作的第一请求使用偏移来控制空调操作；图2示出给定时段内的空间温度，在该给定时段中，响应于用于减少操作的第二请求使用第二偏移来控制空调操作；图3示出根据本公开内容的原理的温度调节器和方法的第二实施例的流程图；图4示出根据本发明的原理的温度调节器和方法的另一实施例所提供的温度曲线的图示；图5是示出使用包括偏移的所确定的温度值的空调系统的减少的操作的图；图6示出具有显示装置的温度调节器的实施例，其中显示装置被配置为显示表示 该温度调节器已经被选择性地设置为减少操作模式的图标；以及图7示出具有显示装置的温度调节器的实施例，其中显示装置被配置为显示表示 该温度调节器处于减少操作模式的图标。
具体实施例方式以下描述本质上仅仅是示例性的，并不意图限定本公开内容、应用或使用。应当理 解，在所有附图中，相应的附图标记表示相同的或相应的部件和特征。根据本公开内容的各个方面，提供温度调节器的多个示例性实施例，该温度调节 器包括能够产生用于减少致冷或致热操作的请求的特征。在多个实施例中，所提供的温度 调节器被配置为维持(hold)或保持(maintain)所选择的设定点温度设置。所公开的多个 温度调节器实施例至少可配置为以“维持”温度模式操作，该模式对空间的致冷或致热进行 控制，以维持或保持用户所选择的设定点温度。在某些实施例中，温度调节器可以被配置为 提供与诸如白天时段或夜晚时段之类的具体操作时段相对应的至少两个或多个被编程的 设定点温度设置。在“维持”模式中，温度调节器对致热或致冷系统的操作进行控制，以连续 调节该空间，从而将空间温度维持在用户所选择的设定点温度，如果该空间对于用户来说 不舒适，则多个温度调节器实施例允许用户通过按温度上升或下降按钮来调节“维持”温度 设置，以请求短时段内较高或较低的设置。例如，用户可以按向下的箭头以将72华氏度的 “维持”温度设定点降低到70华氏度，温度调节器软件程序内的标准子例程会响应于此而控 制致冷，以暂时将该空间维持70度达两小时时段，在此之后，温度调节器会返回正常的“维 持”模式以维持72度的设定点温度。温度调节器的多个实施例进一步包括至少一个温度响应器件，温度响应器件至少 周期性地输出表示空间中的温度的变量或值。传感器可以是多种传感器类型中的任意类 型，并且可以包括具有响应性地随温度而改变的频率的晶体、振荡器或其它电子元件。可替 代地，传感器可以包括具有响应于温度改变而改变的电阻值的温度计。传感器还可以是能 够传送与所检测的空间温度有关的或者表示所检测的空间温度的电压值的器件。传感器可 以包括允许传感器传送达十分之一华氏度的温度绝对值的电路。同样，传感器还可以包括 能够使温度信息的传送以周期为基础或者基于在温度调节器的微处理器提示时的请求的 电路。因此，多个实施例中的至少一个传感器被配置为检测并传送表示空间中的温度的信息ο温度调节器的多个实施例进一步包括与至少一个传感器通信的控制器。由于检测 的温度随时间而变化，因此控制器被配置为周期性地确定空间的温度值，并将其作为空间 的当前温度值存储下来。每次温度调节器控制器确定或更新空间温度值，控制器都会使用 从至少一个传感器传送来的信息来确定随后被存储在存储器中的空间温度值。所存储的值可以例如代替先前存储的空间温度值，或者可以存储为按照时间的历史温度值的数据库的 一部分。因为空间温度值随时间而改变因此必须由控制器重复确定，所以控制器可以简单 地在将空间温度值存储于存储器之前使所确定的温度值产生偏移。例如，与温度调节器的 控制器相关的软件可以在确定空间温度值的过程中，在特定条件为真时(例如接收到用于 在预定时段内降低致热或致冷操作的请求)包括偏移值。这种软件的提供使得能够在不需 要允许电业运营商改变设定点温度以减少操作所需的软件复杂性或子例程的情况下，改变 空间温度值以实现操作的减少。应当注意，使空间温度发生偏移不同于改变温度调节器的设定点温度设置。如果 温度调节器的控制器被配置为允许电业运营商暂时改变温度调节器的致冷设定点温度，则 温度调节器很可能需要“甩负荷”子例程以从正常操作偏离，并且将致冷操作控制到电业运 营商改变后的设定点温度达暂时的持续时间。控制器还可能需要被配置为允许用户搁置电 业运营商的设定点，并且接下来再次改变设定点温度，这很可能需要另外的子例程以偏离 于先前的“甩负荷”子例程。因此改变设定点温度会导致更多的软件和控制器成本。为了节 省成本，温度调节器被设计为使用最小的程序，并使用具有有限存储能力的简单微处理器。 允许电业运营商改变设定点温度的软件配置可能需要用于从正常操作偏离的子例程，以使 得能够使用电业运营商改变后的设定点温度(该改变也会在温度调节器的显示器上显示) 暂时性地控制临时时段的子例程。这种类型的附加例程会增加软件程序的复杂性和大小， 并且可能必需较高成本并且较复杂的微处理器以适应软件的大小，从而增加了温度调节器 的成本。此外，由于用户很容易在温度调节器的显示器上看到电业运营 商对设定点温度的 改变，并且会更倾向于搁置电业运营商改变后的设定点，因此允许电业运营商改变设定点 温度在减少操作以减少能量需求上效率不高。因此，设定点温度改变方案相应地需要包括 子例程，这些子例程会增加温度调节器的软件复杂度和控制器的存储器需求，而且还不能 足够地保证通过减少致热或致冷操作而削减能耗。温度调节器的多个实施例不会一接收到用于减少致热或致冷操作的请求就改变 温度调节器的设定点温度。相反，多个实施例提供显示空间的当前温度值(例如73° F) 和设定点温度(例如72° F)的温度调节器。在以上的温度情况下，温度调节器会建立致 冷操作，以将73° F的温度降低。在温度调节器接收到电业运营商的用于减少致冷操作的 请求的情况下，控制器接下来会确定包括至少一个偏移或者降低至少一个偏移的空间温度 值(例如偏移到70° F)，相对于未改变的设定温度来说，这人工降低了空间温度值。应当 注意温度偏移值优选在1至8华氏度的范围内。因而这种对空间温度的偏移会满足设定点 温度并且结束致冷操作，从而减少能量需求。因此，所显示的由用户选择的设定点温度保持 不变，而所显示的空间温度明显降低。这样，用户会认为空间会被致冷到用户所选择的设定 点温度。由于用户仅看到用户所选择的设定点温度的显示和所确定的空间温度的显示，因 此这种配置简化了针对用户的甩负荷温度调节器的使用。由于这种类型的用于减少操作 的请求对用户透明(用户的设定点温度设置保持不变)，因此用户不大可能脱离或者搁置 电业运营商的用于减少致冷操作的请求。相应地，多个实施例包括控制器，该控制器被配置 为周期性地确定包括至少一个偏移的空间温度值，以允许在已经接收到用于减少操作的请 求(例如由电业运营商提出的)时有效地减少致热或致冷操作。用于减少操作的请求优选是由电业运营商发送的、通过无线传输方式或者通过电线传输方式由温度调节器接收的信 号。应当注意，用于减少操作的请求也可以是节能模式，在节能模式下，用户可以从正常禁 用缺省设置改变到使能设置，从而使温度调节器应用户请求在能量需求“高峰”期间启动减 少操作。这种温度调节器实施例不需要任何用于从正常操作偏离的软件子例程。以下给出 一个实施例的描述作为解释该有利特征的示例。在一个实施例中，甩负荷温度调节器被提供用于控制对空间进行调节的至少一个 致冷系统的操作。该温度调节器包括被配置为传送表示空间内的温度的信息的至少一个传 感器。在第一实施例中，传感器产生频率随温度增加而增加的信号，或者产生电阻随温度增 加而增加的信号。传感器信号传送表示所检测的空间温度的信息或值，该值由温度调节器 的控制器接收，并且被转换为温度值。温度调节器的第一实施例进一步包括用于存储与用于减少致冷操作的至少一个 请求相关的至少一个温度偏移值的存储器。该至少一个偏移值可以是随操作时间成增量式 改变的值，或者可以是与特定的削减程度相关的预定值。在已经接收到用于减少致冷(与 减少致热相对)的请求的情况下，第一实施例中的该至少一个温度偏移包括_3华氏度的偏 移值。该至少一个温度偏移可以进一步包括_3华氏度的第二偏移，该第二偏移可以与例如 分层能量使用率或者用于附加减少致冷操作的第二请求相关。因此，温度偏移值可以包括 多个增量偏移值，其中多个增量偏移值以增量式使空间温度偏移，以便响应于用于减少操 作的接连的请求而提供减少的致冷。偏移值被存储在存储器中，其中存储器优选是非易失 性电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。该存储器可以是独立的存储元件，但优选包括在 温度调节器的微处理器控制器中。温度调节器的第一实施例进一步包括与至少一个传感器通信的控制器，该控制器 优选是包括用于对至少一个致冷系统的操作进行控制的软件程序的微处理器。微处理器控 制器被配置为周期性地确定空间温度值，并且控制空间的致冷，直到所确定的空间温度值 已基本达到设定点温度。应当注意，控制器可以在空间温度值位于设定点温度之上或之下 零点几度内，而不是正好达到设定点温度的时刻时，停止致冷操作。微处理器控制器基于从至少一个传感器接收的信息来确定空间的温度值，并且在 预定时间段内已接收到用于减少操作的请求的情况下，在确定空间的温度值时，可以包括 至少一个温度偏移值。与温度调节器的控制器相关的软件被配置为在确定空间温度值时包 括特定条件为真时的偏移值，该特定条件例如是在预定时段内温度调节器已接收到用于减 少致冷操作的请求。然而，应当注意也可以使用适于给所确定的值提供条件偏移的、软件中 所采用的类似编程方式。温度调节器进一步包括向用户显示设定点温度以及所确定的空间 温度值的显示装置，而没有关于空间温度值是否包括温度偏移值的任何指示。在预定时段内已接收到用于减少操作的请求的情况下，控制器在确定空间温度值 时包括至少一个温度偏移值。预定时段可以例如包括三个小时的阶段，这允许电业运营商 传送信号以请求减少的致冷操作会保持三个小时有效。在该预定时段内，温度调节器的微 处理器控制器还持续使所确定的空间温度值偏移。该偏移会人工减小空间温度值，从而满 足设定点温度或更快地达到设定点温度，以减少对致冷操作的需要。例如，在温度调节器具有72华氏度的用户所选择设定点温度的情况下，在73华氏度的空间中，温度调节器会对致冷系统的操作进行控制以将空间温度降低到72度。在(从电业运营商或者从温度调节器的用户)接收到用于减少操作的请求之后，温度调节器的控 制器会使空间温度值偏移_3度，达到70华氏度。由于70度的空间温度值低于72度的设 定点温度值，因此温度调节器控制器会停止致冷操作。致冷系统会保持关闭达足够的时段， 直到70度空间温度值慢慢升到70度设定点温度之上。这会具有减少致冷系统的操作的效 果，从而减少对电业运营商的能量需求。在预定时段期间，控制器可以被配置(例如由电业运营商)为在空间温度值基本 达到设定点温度之后停止致冷操作至少最小的关闭时段，从而在初始偏移之后提供致冷系 统操作的进一步减少。在预定时段过去之后，控制器被配置为接下来确定不包括任何温度 偏移值的空间温度值，原因在于温度调节器接收到的用于减少操作的请求不再处于预定时 段之内。因此，在紧随接收请求的预定时段过去之后，用于减少操作的请求被停止。在这样 的点处，温度调节器返回到维持72度设定点温度的正常操作。在温度调节器的第一实施例中，所显示的由用户选择的72度设定点温度保持不 变，而所显示的空间温度明显被降低到70度。这样，用户会认为该空间将会被致冷到用户 的72度设定点温度。由于这种类型的用于减少操作的请求对于用户来说是透明的，因此用 户不大可能通过调节温度而搁置电业运营商的用于减少致冷操作的请求。相应地，温度调 节器的第一实施例在已经从电业运营商或可替换地从温度调节器的用户接收到用于减少 操作的请求时，用于有效地减少致冷操作。然而，如果空间的居住者感觉到不舒服，则居住 者可能通过按温度上升或下降按钮来调节“维持”设定点温度，以请求在短时段内较高或较 低的设置。例如，居住者可以按向下箭头以将72华氏度的“维持”温度设定点降低到70华 氏度，温度调节器软件程序内的标准子例程会响应于此而控制致冷，以将该空间维持在70 度达到暂时的两小时时段。因此不需要附加的软件子例程来搁置电业运营商对“甩负荷”或 减少操作的请求。这样，温度调节器具有不需要软件复杂或较高成本的复杂微处理器控制 的甩负荷和搁置能力。仅为了图示说明的目的，空调的操作可以如以下示例性场景中所述的由根据第一 实施例的温度调节器和方法来控制。参见图1，提供示出给定时段内的空间温度的图，在该 给定时段内温度调节器接连地启动空调的操作。为了图示说明的目的，该场景假设在白天 外面的环境温度达到峰值时，被调节的空间经历每小时2华氏度的增加。参见图1，在100处，温度调节器确定所计算的空间温度值至少比74度的设定点 温度高0. 5华氏度，则启动空调的操作。空调运行大约20分钟，之后温度调节器确定的空 间温度值为74度，则在110处空调被关闭。在下一个15分钟期间，空间内的温度以每小时 2华氏度的速度逐渐上升，并且在120处达到74. 5华氏度。温度调节器以轮转方式响应性 地启动空调的操作，直到点130。然后在130处，温度调节器从例如居住者或电业运营商接 收用于减少操作的请求。然后，温度调节器计算确定的空间温度值以及与用于减少操作的 请求相关的至少一个温度偏移值，其中所确定的空间温度值基于从至少一个传感器接收的 信息确定。在该图示性的例子中，温度偏移为_3华氏度。所确定的空间温度值则比74度 低3度，即71度。相应地，温度调节器将所确定的71华氏度的空间温度相对于74度的设 定点温度进行比较。在实际温度逐渐上升到77. 5华氏度的实际温度或77. 4度的确定温度 值的过程中，温度调节器相应地将空调维持在关闭状态，之后温度调节器会以轮转方式再 次启动空调的操作。这会在峰值温度或高峰能量需求阶段期间导致总共1小时45分钟的“关闭”时间，在该时间内能量会得到节省。应当注意，在多个公开的实施例中，温度调节器 可以替换地被配置为以摄氏度确定温度值，并且可以包括以摄氏度表示的偏移值。在另一图示说明中，在图2所示的下述示例性场景中进一步描述用于削减空调操 作的第二请求，其示出图示在给定时段内空间温度的图。被调节的空间经历类似于上述的 每小时2华氏度的增加，并且已接收到导致_3度温度偏移的用于减少操作的前一请求。参见图2，在150处，温度调节器在从以上场景结束离开后继续操作。温度调节器 将所确定的空间温度值计算为77. 5华氏度，减去3度偏移，达到74. 5华氏度。该确定的空 间温度比74度的设定点温度至少高0. 5华氏度，使得温度调节器启动空调的操作。空调运 行大约20分钟，之后温度调节器所确定的空间温度值为74度，然后在160处空调被关闭。 在下一 15分钟期间，空间温度以每小时2华氏度的速度逐渐增加，并且达到77. 5华氏度的 实际温度，或所确定的77. 4华氏度的空间温度。在170处，温度调节器以轮转方式响应性 地启动空调的操作，直到点180。然后在180处，温度调节器例如在临界高峰需求阶段期间 接收用于进一步减少操作的后续请求。然后，温度调节器计算确定的空间温度值以及与用 于减少操作的第二请求相关的温度偏移值，其中所确定的空间温度值基于从至少一个传感 器接收的信息确定。在该图示性的例子中，温度偏移为_5华氏度。然后所确定的空间温度 值比77度低5度，即72度。相应地，温度调节器将所确定的72华氏度的空间温度值相对 于74度的设定点温度进行比较。在实际温度逐渐增加到79. 5华氏度的实际温度的过程中， 温度调节器会相应地将空调维持在关闭状态，之后温度调节器会以轮转方式再次启动空调 的操作。这会导致在这一天的峰值温度或高峰能量需求阶段期间在第1小时45分钟阶段 之外附加1小时15分钟的“关闭”时间，在该时段内能量得到了节省。上述对空间温度的增量偏移不仅通过人工方式允许温度调节器满足设定点温度， 并且结束了致冷操作，从而减少了能量需求。所显示的74度的设定点温度保持不变，而所 显示的空间温度明显被降低。这样，用户会认为该空间会被致冷到期望的设定点温度，并且 用于减少操作的请求对用户来说是透明的(这是由于用户的设定点温度设置保持不变)。 因此，用户不大可能会搁置用于减少致冷操作的请求，并且相对于外部的峰值环境温度仍 然具有足够的空间致冷温度。在本公开内容的另一方面中，提供一种用于控制温度调节器的操作的方法，该温 度调节器能够例如在高峰能量需求阶段期间接收用于减少空间的致热或致冷系统的操作 的请求。在一个实施例中，该方法包括在存储器中存储与用于减少致冷操作的请求相关的 至少一个温度偏移值。该方法进一步包括从至少一个传感器接收表示空间内的温度的信息 传送，并且周期性地确定空间温度值的步骤。当在预定时段内已接收到用于减少操作的请 求时，温度值的周期性确定基于从至少一个传感器接收的信息以及至少一个温度偏移值被 确定。然后，该方法对空间的致热或致冷系统的操作进行控制，直到所确定的温度值基本上 达到设定点温度。优选地，该方法在接收到用于减少致热或致冷操作的请求之后在针对预 定时段确定空间温度值时包括至少一个温度偏移值。应当注意，可以采用包括多个偏移值的系统和方法的其它实施例，例如偏移值随 操作时间而变化或以增量方式改变。参见图3，示出用于控制温度调节器的节能方法的第二 实施例的示例。在该方法中，偏移值基于空调的操作时间而被增加。第二方法的实施例中，在存储器中存储与用于减少致冷操作的请求相关的至少一个温度偏移缺省值的初始步骤在图3中未示出。该方法还周期性地从至少一个传感器接收 表示所检测的空间温度的信息传送。该方法还在预定时段内接收到用于减少操作的请求 时，基于从至少一个传感器接收的信息以及至少一个温度偏移值确定空间温度值。参见图3，在步骤200处，用于控制温度调节器的方法的第二实施例确定该系统是 否处于致冷模式，在该模式下，空调系统会被操作为对空间温度进行控制。然后，该方法在 步骤204处确定该系统是否处于对空间温度进行控制的正常操作模式，或是否处于减少操 作的节能模式(例如致冷节省模式)。如果温度调节器处于减少操作模式，则温度调节器前 进到步骤208，以比较所确定的空间温度值是否大于所确定的设定点温度，以确定是否有致 冷操作的要求。如果有致冷的要求或需要，则启动空调的操作。该实施例的方法使用压缩 机运行时间计数器来跟踪压缩机运行的时间量，并且在步骤212处确定压缩机是否运行超 出预定时间，例如20分钟。对于超出二十分钟操作时间外的给定分钟数，该软件在步骤220 处增加计数值(直到步骤216处用户所指定的最大设置)，该计数值可以在所确定的空间温 度的计算中用于确定偏移值。偏移值可以增加预定的温度值，该预定的温度值对应于超出 最小阈值操作时段外的增量操作时段。例如，该偏移可以针对超出至少15分钟的最小阈值 操作阶段的每两分钟操作时间增量而增加至少1/16华氏度。该偏移值最初可以是0度的 缺省值，并且可以在压缩机在给定的致冷周期中运行超过20分钟的每两分钟增加1/16度。 因此，如果压缩机在达到设定点温度之前总共运行24分钟，则偏移将是2度加2/16度，即 2-1/8华氏度。这样，在致冷操作周期期间，压缩机运行越长，在计算确定的空间温度值时从 所检测的温度中减去的偏移量就越大。因此，所确定的空间温度在较长的压缩机运行时间 内会被减小，使得很快就达到设定点温度，并且缩短压缩机操作。在白天温度达到峰值的正 午期间，空调的有效性降低，从而运行较长的时间以使空间致冷，就是在这种时段期间会发 生空调压缩机的运行时间较长。本方法通过使空间温度值偏移以帮助很快达到设定点温度 并减少空调操作来削减这种阶段期间空调的操作。相应的，该方法有助于减少高峰能量需 求阶段期间的致冷操作。参见图4，示出可以由上述方法提供的温度图的图示。使用以上方法的温度调节器 被设置为用于调节空间的致冷模式，该空间最初是77华氏度，如200处所示。在该图示中， 户外环境温度假设为高，使得该空间经历每小时2度的增加，或在15分钟内增加0. 5华氏 度，达到74. 5华氏度。在208处，温度调节器的控制方法通过检查温度传感器信息并计算 所确定的77. 5度的空间温度值来确定是否有致冷操作的要求。由于77. 5度的确定温度值 比77度的设定点温度高至少0. 5度，因此温度调节器启动空调的操作。由于外围环境条件 高，空调在该空间被致冷到所确定的空间温度为77度的设定点温度的水平之前运行多达 30分钟，然后空调的操作停止或关闭。由于空调操作多于20分钟，因此该方法在20分钟 之后的操作期间增加计数值，该值可以用于确定偏移值。例如，该偏移值最初可以是0度的 缺省值，并且可以在压缩机以给定的致冷周期运行超过20分钟外的每两分钟增加1/16度。 这样，超过20分钟阶段外的10分钟操作会导致5/16华氏度的偏移。在致冷周期结束时， 温度调节器可以在220处计算包括该5/16度偏移的确定的空间温度值，以达到76-11/16 华氏度的新确定的温度值。从点220开始，所确定的空间温度值在下一 15分钟中会从76-11/16度再次上升 0. 5度达到77-3/16度。15分钟之后，由于偏移值，所确定的温度还没有达到77. 5度的触发点。这样，在240处，空调会在所确定的温度值从77-3/16度增加到77-1/2度触发点之 前保持关闭另一个9分钟。因此，偏移会使空调关闭时间从15分钟增加到24分钟。一旦 所确定的温度值达到77. 5度，温度调节器就会再次启动空调的操作，空调会再次运行30分 钟以使空间致冷，直到所确定的空间温度值被降低到77度。该方法会针对超出致冷周期中 的20分钟外的每两分钟操作增加偏移值1/16度，产生10/16华氏度的总偏移值。这种使所 检测的空间温度偏移的方法重复五个30分钟的致冷周期，之后达到预定的最大温度偏移， 其在该实施例中为1-1/2度。在空调被操作五个30分钟周期的280分钟时段中，在每个周 期后空调会保持关闭达24分钟而不是仅15分钟的阶段。这导致45分钟的附加关闭时间， 换来所检测的空间温度仅增加1. 5度。参见图5，用于基于包括偏移的确定的温度值来控制操作的上述方法，在基于不包 括任何偏移的确定的温度时具有正常的六个30分钟周期的时段内，提供五个30分钟周期。 因此，在正午高峰能量需求的情形下，当升高的外部环境温度导致空调运行较长的周期时 段时，上述方法导致操作减少17%。以这种方法，可以仅仅通过电业运营商发信号使温度调 节器进入增量偏移操作模式，或者通过用户将温度调节器设置为增量操作模式，来实现用 于减少操作的请求。这样，用户可能能够独立于来自电业运营商的任何信号而启动用于减 少操作模式的请求。此外，温度调节器仅在升高的温度导致空调运行较长周期的白天时段 期间提供这种减少的操作，因此可以在不需要使用任何外部环境温度传感器的情况下，基 于影响高峰能量需求时段的外部的环境温度而选择性地减少操作。在本公开内容的另一方面中，温度调节器进一步具有如图6中所示的显示装置 300，该显示装置被配置为显示图标310，图标310表示温度调节器处于减少操作模式。例 如，显示器可以示出文字“致冷节省”来表示减少操作模式已被选择或使能。参见图7，温度 调节器显示装置300已进一步被配置为显示图标320来表示温度调节器何时接收到用于减 少操作的请求。例如，显示装置可以示出文字“节省”来表示温度调节器正在使用所确定的 空间温度值来控制操作以减少空调操作。以此方式，由于所显示的设定点温度设置和所显 示的“确定的温度值”看起来仍然相同，因此减少操作模式是透明的。“节省”图标以不会警 示空间的任何居住者的方式，提供空调操作已被削减的不引人注意的指示，以避免诱使这 些居住者搁置温度设置。以上所述实施例的关于使能温度调节器的甩负荷能力的优点和改进对于本领域 技术人员来说是显而易见的。也可以在不超出本发明的精神和范围的情况下合并附加的设 计考虑。本公开内容中的描述本质上仅仅是示例性的，因此变体不应当被认为超出本公开 内容的精神和范围。相应地，本公开内容的目的不在于以特定实施例或以上所述的形式来 限定本发明，本发明的范围由所附的权利要求限定。
权利要求
一种温度调节器，用于控制空间的致热和/或致冷设备以维持设定点温度，所述温度调节器包括至少一个传感器，被配置为传送表示空间内的温度的信息；存储器，用于存储与用于减少致热或减少致冷操作的请求相关的至少一个温度偏移值；以及控制器，与所述至少一个传感器通信，该控制器被配置为周期性地确定空间的温度值，并控制空间的致热或致冷，直到所确定的温度值已基本达到所述设定点温度，其中周期性地确定的温度值基于从所述至少一个传感器接收的信息，并且在已接收到用于减少操作的请求时包括至少一个温度偏移值。
2.如权利要求1所述的温度调节器，其中所述控制器被配置为，在接收到用于减少致 热或致冷操作的请求时，针对接收到用于减少致热或致冷操作的请求之后的预定时段确定 空间的温度值时，包括至少一个温度偏移值。
3.如权利要求2所述的温度调节器，其中所述控制器被配置为，在所述预定时段内未 接收到用于减少操作的请求的情况下，周期性地确定不包括任何温度偏移值的空间的温度 值，使得减少的操作在从接收到所述请求开始的预定时段结束之后被停止。
4.如权利要求1所述的温度调节器，进一步包括显示装置，用于向用户显示所述设定 点温度以及周期性地确定的空间的温度值，而没有包括温度偏移值的空间的温度值的任何 指示。
5.如权利要求1所述的温度调节器，其中所述设定点温度是由用户选择的温度设置， 以使所述温度调节器控制操作以维持空间中的温度。
6.如权利要求1所述的温度调节器，其中所述温度调节器可编程为包括与具体的操作 时段相关的至少两个编程的设定点温度设置。
7.如权利要求2所述的温度调节器，其中所述偏移值在1至8度的范围内。
8.如权利要求1所述的温度调节器，其中所述至少一个温度偏移值包括多个以增量方 式变化的偏移值。
9.如权利要求1所述的温度调节器，其中所述控制器被进一步配置为，在预定时段期 间，在所确定的温度值已基本达到所述设定点温度之后，停止致热或致冷操作达至少最小 的关闭时段。
10.一种温度调节器，用于控制调节空间的至少致冷系统，所述温度调节器包括至少一个传感器，被配置为传送表示空间内的温度的信息；存储器，用于存储与用于减少致冷操作的请求相关的至少一个温度偏移值；以及控制器，与所述至少一个传感器通信，该控制器被配置为周期性地确定空间的温度值， 并控制空间的致冷，直到所确定的温度值已基本达到设定点温度，其中所述温度值基于从 所述至少一个传感器接收的信息来确定，并且在预定时间段内已接收到用于减少操作的请 求时，还基于至少一个温度偏移值来确定。
11.如权利要求10所述的温度调节器，其中所述控制器被配置为，在接收到用于减少 致热或致冷操作的请求时，针对接收到用于减少致热或致冷操作的请求之后的预定时段确 定空间的温度值时，包括至少一个温度偏移值。
12.如权利要求11所述的温度调节器，其中所述控制器被配置为，在所述预定时段内未接收到用于减少操作的请求的情况下，周期性地确定不包括任何温度偏移值的空间的温 度值，使得减少的操作在从接收到所述请求开始的预定时段结束之后被停止。
13.如权利要求10所述的温度调节器，进一步包括显示装置，用于向用户显示所述设 定点温度以及周期性地确定的空间的温度值，而没有包括温度偏移值的周期性地确定的空 间的温度值的任何指示。
14.如权利要求10所述的温度调节器，其中所述偏移值在1至8度的范围内。
15.如权利要求10所述的温度调节器，其中所述偏移被增加预定的温度值，该预定的 温度值对应于超出最小阈值操作时段外的增量操作时段。
16.如权利要求15所述的温度调节器，其中所述偏移针对超出至少15分钟的最小阈值 操作阶段外的每个独立的时间增量而被增加至少1/16华氏度。
17.如权利要求10所述的温度调节器，其中所述温度调节器可编程为包括与具体的操 作时段相关的至少两个编程的设定点温度设置。
18.如权利要求11所述的温度调节器，其中所述控制器进一步被配置为，在所述预定 时段期间，在所确定的温度值已基本达到所述设定点温度之后，停止致热或致冷操作达至 少最小的关闭时段。
19.一种用于控制温度调节器的操作的方法，所述温度调节器能够接收用于减少空间 的致热或致冷系统的操作的请求，该方法包括在存储器中存储与用于减少致冷操作的请求相关的至少一个温度偏移值；从至少一个传感器接收表示空间内温度的信息传送；以及周期性地确定空间的温度值，其中，所述温度值基于从所述至少一个传感器接收的信 息来确定，并且当在预定时段内已接收到用于减少操作的请求时，还基于至少一个温度偏 移值来确定；以及控制空间的致热或致冷系统的操作，直到所确定的温度值已基本达到设定点温度。
20.如权利要求19所述的方法，其中针对已接收到用于减少致热或致冷操作的请求后 的预定时段确定空间的温度值时的所述至少一个温度偏移值。
全文摘要
提供了能够可靠地减少空调和其它系统的操作以给消费者提供能量成本节省并给电业运营商提供负荷减小的温度调节器。所述温度调节器包括传感器，被配置为传送表示空间内的温度的信息；和存储器，用于存储与用于减少致热或减少致冷操作的请求相关的温度偏移值。所述温度调节器进一步包括与所述传感器通信的控制器，该控制器被配置为周期性地确定空间的温度值，并控制该空间的致热或致冷操作，直到所确定的温度值已基本达到设定点温度。周期性地确定的温度值部分地基于从所述传感器接收的信息，并且在所述温度调节器已接收到用于减少操作的请求时还可以包括所述温度偏移值。
文档编号G05D23/00GK101809521SQ200880023968
公开日2010年8月18日 申请日期2008年5月9日 优先权日2007年5月11日
发明者卡尔·J·穆勒, 约翰·M·萨廷, 詹姆斯·P·加罗佐 申请人:艾默生电气公司