热泵和空气调节分级系统及方法技术方案

预期模块根据预定时段期间建筑物的室内温度和室外温度确定预定时段的热泵的预期平均功耗。差分模块确定预定时段期间热泵的平均功耗与预期时段的热泵的预期平均功耗之间的功率差。等级确定模块基于预定时段的功率差来确定预定时段的热泵的等级。报告模块生成包括预定时段的热泵的等级的可显示报告。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2015年5月6日提交的第14/705,340号美国实用性申请的优先权并且还要求于2014年5月7日提交的第61/989,758号美国临时申请的权益。以上所引用的这些申请的全部公开内容通过引用并入本文中。
本公开涉及环境舒适系统并且更具体地涉及对住宅和轻商业环境舒适系统的远程监测和诊断。
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本文中所提供的
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的描述是出于大体介绍本公开的背景的目的。目前署名的专利技术人在该
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部分中描述的所做的工作以及本说明书的在提交时不以另外方式限定作为现有技术的方面既没有明确地也没有隐含地被承认为本公开的现有技术。住宅或轻商业HVAC(加热、通风或空气调节)系统控制建筑物的环境参数，例如温度和湿度。用于环境参数的目标值(例如，温度设定点)可以由建筑物的用户或者拥有者(例如，在建筑物中工作的雇员或者房主)指定。在图1中，示出了示例性HVAC系统的框图。在这个特定的示例中，示出了具有燃气炉的强制空气系统。回流空气通过循环风机108经由过滤器104从建筑物吸入。也被称为风扇的循环风机108受控制模块112的控制。控制模块112接收来自恒温器116的信号。仅作为示例，恒温器116可以计入由用户指定的一个或更多个温度设定点。恒温器116可以指示循环风机108一直接通或者仅存在加热请求或制冷/冷却请求时接通(自动风扇模式)。在各种实现方式中，循环风机108可以以多个速度工作或者可以在预定范围内以任意速度工作。可以使用一个或更多个开关继电器(未示出)来控制循环风机108和/或选择循环风机108的速度。恒温器116向控制模块112提供加热请求和/或制冷请求。当做出加热请求时，控制模块112使燃烧器120点火。在热交换器124中，来自燃烧的热引入到通过循环风机108提供的回流空气中。加热的空气被提供到建筑物并且被称为供应空气。燃烧器120可以包括引火火种，其是用于在燃烧器120中点燃主火焰的小的恒定火焰。可替代地，可以使用在点燃燃烧器120中在主火焰之前首先点燃小的火焰的间歇性引火。电火花器可以用于间歇引火的实现或者用于直接燃烧器点燃。另一点火选择包括热表面点火器，其将表面加热至足够高的温度，当引入燃气时，加热的表面引发燃气的燃烧。用于燃烧的燃料(例如，天然气)可以通过气阀128提供。燃烧的产物排放到建筑物外，并且可以在点燃燃烧器120之前接通导流风机132。在高效炉中，燃烧产物可能不足够热以具有足够的浮力经由传导排放。因此，导流风机132产生牵引力以排放燃烧产物。导流风机132可以在燃烧器120工作时保持运行。另外，导流风机132可以在燃烧器120断开之后继续运行设定的时间段。将被称为空气处理器单元136的单个外壳可以包括过滤器104、循环风机108、控制模块112、燃烧器120、热交换器124、导流风机132、膨胀阀140、蒸发器144和冷凝盘146。在各种实现方式中，空气处理器单元136代替或者附加于燃烧器120包括电加热装置(未示出)。当与燃烧器120一起使用时，该电加热装置可以提供备用或辅助热。在图1中，HVAC系统包括分体式空调系统。制冷剂通过压缩机148、冷凝器152、膨胀阀140和蒸发器144循环。蒸发器144与供应空气相连地布置，使得当需要制冷时，蒸发器144从供应空气中去除热，从而使供应空气冷却。在制冷期间，蒸发器144是冷的，这使得水蒸气冷凝。水蒸气收集在冷凝盘146中，其被泻放出或泵出。控制模块156接收来自控制模块112的制冷请求并且因此控制压缩机148。控制模块156还控制冷凝器风扇160，其增加冷凝器152与外部空气之间的热交换。在这样的分体系统中，压缩机148、冷凝器152、控制模块156和冷凝器风扇160通常位于建筑物的外部、经常位于单个冷凝单元164中。在各种实现方式中，控制模块156可以简单地包括运行电容器、起动电容器和接触器或继电器。事实上，在某些实现方式中，例如当使用涡旋压缩机代替往复压缩机时，可以省略起动电容器。压缩机148可以是可变容量压缩机并且可以响应于多级别的制冷请求。例如，制冷请求可以表示中等容量的制冷要求或者高容量的制冷要求。提供至冷凝单元164的电线可以包括240伏主电源线(未示出)和24伏开关控制线。24伏控制线可以对应于在图1中示出的制冷请求。24伏控制线控制接触器的操作。当控制线表示应该接通压缩机时，接触器触头闭合，将240伏电源连接至压缩机148。此外，接触器可以将240伏电源连接至冷凝器风扇160。在各种实现方式中，例如当冷凝单元164位于地面作为地热系统的一部分时，可以省略冷凝器风扇160。当240伏主电源线以两个支路送达时，如在美国常见的那样，接触器可以具有两组触头，并且可以被称为双刀单掷开关。对在冷凝单元164和空气处理器单元136中的部件操作的监测已经通常由测量分别关于各个部件的电流的多个离散传感器的昂贵阵列执行。例如，第一传感器可以感测通过电动机汲取的电流，另一传感器测量点火器的电阻或电流，以及又一传感器监测气阀的状态。然而，这些传感器的成本以及安装所需要的时间以及从传感器获取读数所需要的时间，使得传感器监测成本过高。
技术实现思路
在一个特征方面，公开了一种分级系统。预期模块根据预定时段期间建筑物的室内温度和室外温度确定所述预定时段的所述建筑物的热泵的预期平均功耗。差分模块确定所述预定时段期间所述热泵的平均功耗与所述预定时段的所述热泵的预期功耗之间的功率差。等级确定模块基于所述预定时段的所述功率差来确定所述预定时段的所述热泵的等级。报告模块生成包括所述预定时段的所述热泵的所述等级的可显示报告。在一个特征方面，所述预期模块使用将室内温度和室外温度与所述热泵的预期平均功耗相关联的映射来确定所述预定时段的所述热泵的所述预期平均功耗。在一个特征方面，所述预期模块根据(i)所述预定时段期间测量的多个室内空气温度的平均以及(ii)所述预定时段期间测量的多个室外空气温度的平均确定所述预定时段的所述热泵的所述预期平均功耗。在一个特征方面，所述等级确定模块基于100减去所述预定时段的所述功率差的绝对值来设定所述预定时段的所述热泵的所述等级。在一个特征方面，调整模块基于所述预定时段的所述功率差来确定所述预定时段的经调整的功率差，并且所述等级确定模块基于所述预定时段的所述经调整的功率差来确定所述预定时段的所述热泵的所述等级。在一个特征方面：当所述预定时段期间所述热泵的所述平均功耗大于所述预定时段的所述热泵的所述预期平均功耗时，所述调整模块基于第一预定增益与所述预定时段的所述功率差的乘积来确定所述经调整的功率差；以及，当所述预定时段期间所述热泵的所述平均功耗小于所述预定时段的所述热泵的所述预期平均功耗时，所述调整模块基于第二预定增益与所述预定时段的所述功率差的乘积来确定所述经调整的功率差。在一个特征方面，所述第一预定增益为大于所述第二预定增益和小于所述第二预定增益之一。在一个特征方面，所述等级确定模块进一步基于所述预定时段的温度范围和所述预定时段的回流空气温度与所述预定时段的供应空气温度之间的温差的比较来确定所述预定时段的所述热泵的所述等级。在一个特征方面，范围模块基于所述预定时段期间所述建筑物的所述室外温度来设定所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分级系统，包括：预期模块，所述预期模块根据预定时段期间建筑物的室内温度和室外温度确定所述预定时段的所述建筑物的热泵的预期平均功耗；差分模块，所述差分模块确定所述预定时段期间所述热泵的平均功耗与所述预定时段的所述热泵的所述预期平均功耗之间的功率差；等级确定模块，所述等级确定模块基于所述预定时段的所述功率差来确定所述预定时段的所述热泵的等级；以及报告模块，所述报告模块生成包括所述预定时段的所述热泵的所述等级的可显示报告。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.07 US 61/989,7581.一种分级系统，包括：预期模块，所述预期模块根据预定时段期间建筑物的室内温度和室外温度确定所述预定时段的所述建筑物的热泵的预期平均功耗；差分模块，所述差分模块确定所述预定时段期间所述热泵的平均功耗与所述预定时段的所述热泵的所述预期平均功耗之间的功率差；等级确定模块，所述等级确定模块基于所述预定时段的所述功率差来确定所述预定时段的所述热泵的等级；以及报告模块，所述报告模块生成包括所述预定时段的所述热泵的所述等级的可显示报告。2.根据权利要求1所述的分级系统，其中，所述预期模块使用将室内温度和室外温度与所述热泵的预期平均功耗相关联的映射来确定所述预定时段的所述热泵的所述预期平均功耗。3.根据权利要求1所述的分级系统，其中，所述预期模块根据(i)所述预定时段期间测量的多个室内空气温度的平均以及(ii)所述预定时段期间测量的多个室外空气温度的平均确定所述预定时段的所述热泵的所述预期平均功耗。4.根据权利要求1所述的分级系统，其中，所述等级确定模块基于100减去所述预定时段的所述功率差的绝对值来设定所述预定时段的所述热泵的所述等级。5.根据权利要求1所述的分级系统，还包括调整模块，所述调整模块基于所述预定时段的所述功率差来确定所述预定时段的经调整的功率差，其中，所述等级确定模块基于所述预定时段的所述经调整的功率差来确定所述预定时段的所述热泵的所述等级。6.根据权利要求5所述的分级系统，其中：当所述预定时段期间所述热泵的所述平均功耗大于所述预定时段的所述热泵的所述预期平均功耗时，所述调整模块基于第一预定增益与所述预定时段的所述功率差的乘积来确定所述经调整的功率差；以及当所述预定时段期间所述热泵的所述平均功耗小于所述预定时段的所述热泵的所述预期平均功耗时，所述调整模块基于第二预定增益与所述预定时段的所述功率差的乘积来确定所述经调整的功率差。7.根据权利要求6所述的分级系统，其中，所述第一预定增益为大于所述第二预定增益和小于所述第二预定增益之一。8.根据权利要求1所述的分级系统，其中，所述等级确定模块进一步基于所述预定时段的温度范围和所述预定时段的回流空气温度与所述预定时段的供应空气温度之间的温差的比较来确定所述预定时段的所述热泵的所述等级。9.根据权利要求8所述的分级系统，还包括范围模块，所述范围模块基于所述预定时段期间所述建筑物的所述室外温度来设定所述预定时段的所述温度范围。10.根据权利要求8所述的分级系统，其中：当所述温差大于所述温度范围的上界限时，所述等级确定模块降低所述预定时段的所述热泵的所述等级；以及当所述温差小于所述温度范围的下界限时，所述等级确定模块降低所述预定时段的所述热泵的所述等级。11.一种分级方法，包括：根据预定时段期间建筑物的室内温度和室外温度确定所述预定时段的所述建筑物的热泵的预期平均功耗；确定所述预定时段期间所述热泵的平均功耗与所述预定时段的所述热泵的所述预期平均功耗之间的功率差；基于所述预定时段的所述功率差来确定所述预定时段的所述热泵的等级；以及生成用于显示在显示器上的报告，所述报告包括所述预定时段的所述热泵的所述等级。12.根据权利要求11所述的分级方法，还包括：使用将室内温度和室外温度与所述热泵的预期平均功耗相关联的映射来确定所述预定时段的所述热泵的所述预期平均功耗。13.根据权利要求11所述的分级方法，还包括：根据(i)所述预定时段期间测量的多个室内空气温度的平均以及(ii)所述预定时段期间测量的多个室外空气温度的平均确定所述预定时段的所述热泵的所述预期平均功耗。14.根据权利要求11所述的分级方法，还包括：基于100减去所述预定时段的所述功率差的绝对值来设定所述预定时段的所述热泵的所述等级。15.根据权利要求11所述的分级方法，还包括：基于所述预定时段的所述功率差来确定所述预定时段的经调整的功率差；以及基于所述预定时段的所述经调整的功率差来确定所述预定时段的所述热泵的所述等级。16.根据权利要求15所述的分级方法，还包括：当所述预定时段期间所述热泵的所述平均功耗大于所述预定时段的所述热泵的所述预期平均功耗时，基于第一预定增益和所述预定时段的所述功率差的乘积来确定所述经调整的功率差；以及当所述预定时段期间所述热泵的所述平均功耗小于所述预定时段的所述热泵的所述预期平均功耗时，基于第二预定增益和所述预定时段的所述功率差的乘积来确定所述经调整的功率差。17.根据权利要求16所述的分级方法，其中，所述第一预定增益为大于所述第二预定增益和小于所述第二预定增益之一。18.根据权利要求11所述的分级方法，还包括：进一步基于所述预定时段的温度范围和所述预定时段的回流空气温度与所述预定时段的供应空气温度之间的温差的比较来确定所述预定时段的所述热泵的所述等级。19.根据权利要求18所述的分级方法，还包括：基于所述预定时段期间所述建筑物的所述室外温度来设定所述预定时段的所述温度范围。20.根据权利要求18所述的分级方法，还包括：当所述温差大于所述温度范围的上边界时，降低所述预定时段的所述热泵的所述等级；以及当所述温差小于所述温度范围的下边界时，降低所述预定时段的所述热泵的所述等级。21.一种分级系统，包括：差分模块，所述差分模块确定预定时段期间建筑物的热泵的实际平均功耗与所述预定时段的所述热泵的预期平均功耗之间的功率差；等级确定模块，所述等级确定模块基于所述功率差、所述预定时段期间所述热泵的差异温度、所述预定时段期间所述热泵的液体温度、所述预定时段期间所述热泵的回流空气温度、以及所述预定时段期间所述热泵的排出温度来确定所述预定时段的所述热泵的等级；以及报告模块，所述报告模块生成包括所述预定时段的所述热泵的所述等级的可显示报告。22.根据权利要求21所述的分级系统，还包括：容量模块，所述容量模块基于所述功率差、所述预定时段期间所述热泵的所述差异温度、所述预定时段期间所述热泵的所述液体温度、所述预定时段期间所述热泵的所述回流空气温度、以及所述预定时段期间所述热泵的所述排出温度来确定所述预定时段期间所述热泵的容量分数；以及气流模块，所述气流模块基于所述功率差、所述预定时段期间所述差异温度、所述预定时段期间所述液体温度、所述预定时段期间所述回流空气温度、以及所述预定时段期间所述排出温度来确定所述预定时段期间所述热泵的气流分数，其中，所述分级模块根据所述功率差、所述容量分数、以及所述气流分数确定所述预定时段的所述热泵的所述等级。23.根据权利要求22所述的分级系统，还包括：参考模块，所述参考模块基于所述预定时段期间的室外环境温度来确定所述预定时段期间所述热泵的至少一个参考温度，其中，所述容量模块进一步基于所述预定时段期间所述热泵的所述至少一个参考温度来确定所述容量分数。24.根据权利要求23所述的分级系统，其中，所述容量模块基于下述项来确定所述预定时段期间所述热泵的所述容量分数：所述液体温度与所述回流空气温度之间的第一差；以及所述排出温度与所述回流空气温度之间的第二差。25.根据权利要求24所述的分级系统，其中：所述参考模块基于所述预定时段期间所述室外环境温度来确定所述预定时段期间所述热泵的第一参考温度、第二参考温度、以及第三参考温度，其中，所述容量模块根据(a)所述差异温度与(b)所述第一参考温度之间的第三差、(a)所述第一差与(b)所述第二参考温度之间的第四差、以及(a)所述第二差与(b)所述第三参考温度之间的第五差确定所述预定时段期间所述热泵的所述容量分数。26.根据权利要求22所述的分级系统，还包括：参考模块，所述参考模块基于所述预定时段期间的室外环境温度来确定所述预定时段期间所述热泵的至少一个参考温度，其中，所述气流模块进一步基于所述预定时段期间所述热泵的所述至少一个参考温度来确定所述气流分数。27.根据权利要求26所述的分级系统，其中，所述气流模块基于下述项来确定所述预定时段期间所述热泵的所述气流分数：所述液体温度与所述回流空气温度之间的第一差；以及所述排出温度与所述回流空气温度之间的第二差。28.根据权利要求27所述的分级系统，其中：所述参考模块基于所述预定时段期间所述室外环境温度来确定所述预定时段期间所述热泵的第一参考温度、第二参考温度、以及第三参考温度；以及所述气流模块根据(a)所述差异温度与(b)所述第一参考温度之间的第三差、(a)所述第一差与(b)所述第二参考温度之间的第四差、以及(a)所述第二差与(b)所述第三参考温度之间的第五差确定所述预定时段期间所述热泵的所述气流分数。29.根据权利要求22所述的分级系统，其中，所述分级模块基于100减去所述功率差减去所述容量分数减去所述气流分数来设定所述预定时段的所述热泵的所述等级。30.根据权利要求21所述的分级系统，还包括预期模块，所述预期模块根据所述预定时段期间所述建筑物的室外温度确定所述预定时段的所述建筑物的所述热泵的所述预期平均功耗。31.一种分级方法，包括：确定预定时段期间建筑物的热泵的实际平均功耗与所述预定时段的所述热泵的预期平均功耗之间的功率差；基于所述功率差、所述预定时段期间所述热泵的差异温度、所述预定时段期间所述热泵的液体温度、所述预定时段期间所述热泵的回流空气温度、以及所述预定时段期间所述热泵的排出温度来确定所述预定时段的所述热泵的等级；以及生成包括所述预定时段的所述热泵的所述等级的可显示报告。32.根据权利要求31所述的分级方法，还包括：基于所述功率差、所述预定时段期间所述热泵的所述差异温度、所述预定时段期间所述热泵的所述液体温度、所述预定时段期间所述热泵的所述回流空气温度、以及所述预定时段期间所述热泵的所述排出温度来确定所述预定时段期间所述热泵的容量分数；以及基于所述功率差、所述预定时段期间所述差异温度、所述预定时段期间所述液体温度、所述预定时段期间所述回流空气温度、以及所述预定时段期间所述排出温度来确定所述预定时段期间所述热泵的气流分数，其中，确定所述预定时段的所述热泵的所述等级包括：根据所述功率差、所述容量分数、以及所述气流分数确定所述预定时段的所述热泵的所述等级。33.根据权利要求32所述的分级方法，还包括：基于所述预定时段期间的室外环境温度来确定所述预...

【专利技术属性】
技术研发人员：法迪·穆罕默德·阿尔萨利姆，
申请(专利权)人：艾默生环境优化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US