智能恒温器控制HVAC系统的灵活功能划分技术方案

本申请案涉及智能恒温器控制环境调节系统，其中与智能恒温器功能相关的计算任务和子组件分配至一个或多个智能恒温器的一个或多个隐蔽部和可见部且在特定实施方式中分配至一个或多个中间盒。所述智能恒温器通过有线和/或无线接口互连至中间盒且智能恒温器通过无线通信彼此互相通信。无线通信包括通过本地路由器和ISP的通信和通过移动服务提供商的3G和4G无线通信。所述智能恒温器控制环境调节系统的组件还可通过无线通信连接至远程计算设施。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】智能恒温器控制HVAC系统的灵活功能划分本申请案于2012年1月3日以美国国营公司NestLabs，Inc.(指定除美国以外的所有国家的申请人)和美国公民AnthonyMichaelFADELL、美国公民MatthewLeeROGERS、美国公民ErikCHARLTON、美国公民ShigefumiHONJO、日本公民YokyMATSUOKA、美国公民DavidSLOO和美国公民IsabelGUENETTE(仅指定美国的申请人)的名义作为PCT国际专利申请案申请。本申请案要求2010年11月19日申请的美国临时申请案第61/415,771号、2010年12月31日申请的美国临时申请案第61/429,093号和2011年10月21日申请的美国临时申请案第61/627,996号的权利，其各以引用的方式并入本文中。
本专利涉及智能恒温器控制HVAC系统和其它智能控制环境调节系统且尤其涉及智能控制环境调节系统，其中智能恒温器子组件和相关功能可在智能恒温器上的隐蔽部和可见部之间不同地分布以产生许多实施方式。
技术介绍
虽然大量努力和关注继续投向开发更新和更可持续的能源供应，但是通过提高能源效率来节省能源对于世界的能源未来仍然十分关键。根据来自美国能源部2010年10月的报告，制热和制冷占典型美国住宅能源利用的56％，使其成为多数住宅最大的能源开销。连同与住宅制热和制冷相关的实体设备的改进(例如，改进的保暖、更高效的暖气机)，能源效率的显著提高可通过住宅制热和制冷设备的更好控制和调节而实现。通过以谨慎选择的时间间隔和仔细选择的运行级别来启动制热、通风和空气调节(HVAC)设备，可在保持居住空间对于其居住者而言适度舒适的同时节省大量能源。但是，历史上，大多数已知的HVAC恒温控制系统可分为两个相对类别之一，认为任一种都不是最实际住宅环境中最佳的。第一种类别中的是许多简单、非可编程住宅恒温器，每种通常包括用于设定期望温度的单个机械或电拨盘和单个制热-风扇-关-AC开关。虽然甚至对最普通的居住者来说使用都是简单的，但是任何节能控制活动，诸如调节夜间温度或在离家前关闭所有供热/制冷，必须由用户手动执行。因而，非多数而是所有警觉的用户通常都会错失大量节能机会。此外，未提供更高级的节能设定，诸如指定触发制热/制冷单元开启所需的定制温度摆幅(即期望设定温度与实际当前温度之间的差异(诸如1度至3度))的能力。另一方面，在第二种类别中的是许多可编程恒温器，其在近些年来因EnergyStar(美国)和TCO(欧洲)标准而变得更普遍并且在可个别操控的HVAC系统的许多不同设定方面进步显著。但是，不幸的是，用户通常被在恒温器表面或恒温器上的面板门后布置为不同配置的令人眼花缭乱的开关和控制器阵列吓到并且很少调整制造商默认值以优化其自身的能源利用。因此，即便许多住宅中安装的可编程恒温器在技术上能够以节能设定档运行HVAC设备，但是许多住宅中仅实施通用制造商默认设定档。实际上，不幸地在许多情况下，住宅用户可能永久以“临时”或“保持”模式运行单元，像单元是简单、非可编程恒温器一样手动操控显示的设定温度。在更一般意义上，由于人不可避免地必须参与，所以存在(i)HVAC控制系统可提供的节能复杂量与(ii)节能复杂性可投入许多住宅的实际日常使用中的程度之间出现的紧张情况。类似问题出现在具有一个或多个HVAC系统的多单元公寓楼、酒店、零售店、办公楼、工业建筑和更一般地任意居住空间或工作空间的背景中。本领域技术人员在阅读本公开内容时可了解出现的其它问题。应了解，如熟练技工参考本公开内容所知，虽然本文在HVAC系统控制的特定背景下提出示例性实施方案，但是存在实施方案易应用的多种其它资源利用背景，包括(但不限于)水利用、空气利用、其它自然资源的利用和其它形式(即，非HVAC相关)的能源的利用。因此，这些其它资源利用背景下的这种实施方案的应用属于本教导范围内。根据一些实施方案提供用于控制HVAC系统的可编程装置，诸如恒温器。可编程装置包括被调适和编程以在处于活动状态中时执行包括与用户介接的多个高功率活动的高功耗电路，高功耗电路在不活动状态或睡眠状态中时使用明显小得多的功率。装置还包括被调适和编程来执行多个低功率活动的低功耗电路，其包括例如导致高功率电路从不活动状态过渡为活动状态；轮询传感器，诸如温度和占用传感器；和开启或关闭HVAC功能。装置还包括被调适来从用于开启和关闭HVAC系统功能的HVAC触发电路采集电力的电力窃取电路；和电力存储介质，诸如可再充电电池，其被调适来存储由电力窃取电路采集来至少供高功耗电路使用的电力使得低功耗电路可在以比电力窃取电路可安全收集的更大的速率使用能源时临时以活动状态运行而不意外地切换HVAC功能。高功率活动的实例包括无线通信；驱动显示电路；向用户显示图形信息；和执行与学习相关的计算。根据一些实施方案，高功耗电路包括微处理器并且位于顶部单元上且低功耗电路包括微控制器并且位于背板上。本申请案涉及智能恒温器控制环境调节系统，其中具有相关智能恒温器功能的计算任务和子组件被分配至一个或多个智能恒温器的一个或多个隐蔽部和可见部且在特定实施方式中分配至一个或多个中间盒中。所述智能恒温器通过有线和/或无线接口互连至中间盒且智能恒温器通过无线通信彼此互相通信。无线通信包括通过本地路由器和ISP的通信和通过移动服务提供商的3G和4G无线通信。所述智能恒温器控制的环境调节系统的组件还可通过无线通信连接至远程计算设施。附图说明图1A图示根据实施方案的通用传感和控制单元(VSCU单元)的透视图；图1B至图1C图示根据实施方案的在被用户的手控制时的VSCU单元；图2A图示安装在具有HVAC系统的房屋中的VSCU单元和从其中延伸的一组控制线；图2B图示图2A的HVAC系统的示例图；图3A至图3K图示根据一实施方案的基于外环的旋转连同随后出现的用户界面显示的用户温度调整；图4图示根据实施方案的由VSCU单元的用户界面提供的数据输入功能；图5A至图5B图示由VSCU单元的用户界面提供的用于在设置问答期间回答不同问题的类似数据输入功能；图6A至图6C图示根据实施方案的由VSCU单元提供的用户界面显示的许多实例的一些；图7图示根据实施方案的VSCU单元和HVAC耦合壁座的分解透视图；图8A至图8B图示根据一些实施方案的HVAC耦合壁座的概念图；图9图示根据实施方案的VSCU单元和HVAC耦合壁座的分解透视图；图10A至图10C图示根据实施方案的代表在住宅或其它空间中安装多个VSCU单元的有利情境的概念图，其中住宅(或其它空间)无无线数据网络；图10D图示根据实施方案的两区住宅供热(或制冷)配置中的两个HVAC系统的循环时间曲线图；图11图示代表有利情境的概念图，其中一个或多个VSCU单元安装在配备WiFi无线连接和因特网访问的住宅中；图12图示由本文所述的VSCU单元和VSCU效率平台启动的更大的总体能量管理网络的概念图；图13A至图13B和图14A至图14B图示根据实施方案的在其数据设备上展示给用户用于管理其一个或多个VSCU单元和/或另外与其VSCU效率平台设备或数据互动的远程图形用户界面显示的实例；图15A至图15D图示根据优选实施方案的对应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.31 US 61/429,093;2011.10.21 US 61/627,9961.一种智能恒温器，其包括：可见部；隐蔽部，通过将所述可见部滑动至所述隐蔽部上而将所述可见部安装至其上；和子组件，每个子组件与一个或多个智能恒温器功能相关联，其各分配至所述智能恒温器的所述可见部和隐蔽部的一个或两个，所述子组件包括：长距离无线通信模块，其将所述智能恒温器与远程计算设施互连，本地无线通信模块，其将所述智能恒温器与环境调节系统组件互连，多个环境传感器，其监测环境，微处理器，其控制交互式用户界面以及附加监测、分析和通信功能，所述交互式用户界面包括机械用户界面和光电用户界面，微控制器，其控制所述环境传感器和唤醒电路，所述机械用户界面，其包括被配置成追踪用户的旋转输入运动的环形用户界面组件，其中所述环形用户界面组件还被配置成能够由所述用户向内按压的，所述光电用户界面，其包括定位在所述环形用户界面组件内的电子显示器，显示器驱动，电子存储器，电池，电力管理电路，电源电路，和唤醒电路，其在用户存在被所述多个环境传感器的一个或多个检测到时给所述交互式用户界面通电，其中所述微处理器、所述光电用户界面和所述机械用户界面被共同配置，使得(i)用户能够通过向内按压所述环形用户界面组件来访问恒温器菜单，以及(ii)用户凭借所述环形用户界面组件的各个旋转输入运动和向内按压能够实现选择所述恒温器菜单内的选项。2.根据权利要求1所述的智能恒温器，其中所述长距离无线通信模块为下列之一：通过本地路由器将所述智能恒温器互连至ISP的模块，所述智能恒温器通过所述ISP对接至所述远程计算设施；和3G或4G无线模块，其通过移动服务提供商将所述智能恒温器互连至所述远程计算设施。3.根据权利要求1所述的智能恒温器，其中所述可见部包括所述多个环境传感器的一个或多个、所述机械用户界面和所述光电用户界面；和其中所述隐蔽部包括所述长距离无线通信模块和所述本地无线通信模块。4.根据权利要求3所述的智能恒温器，其中所述隐蔽部还包括：所述显示器驱动，协议引擎，所述电子存储器，所述电力管理电路，所述电源电路，和所述唤醒电路。5.根据权利要求1所述的智能恒温器，其中所述隐蔽部还包括：所述电力管理电路，所述电源电路，和所述唤醒电路。6.根据权利要求1所述的智能恒温器，其中所述智能恒温器与中间盒通信，其接着对接至HVAC单元。7.根据权利要求6所述的智能恒温器，其中所述智能恒温器通过线接口与所述中间盒通信；和其中所述隐蔽部包括所述电力管理电路、所述电源电路、所述唤醒电路并且还包括电力窃取电路。8.根据权利要求6所述的智能恒温器，其中所述智能恒温器通过本地无线通信与所述中间盒通信。9.根据权利要求8所述的智能恒温器，其中所述隐蔽部包括所述电源电路并且将所述可见部与电力分配介质互连。10.根据权利要求8所述的智能恒温器，其中所述隐蔽部包括所述电源电路和提供电力给所述可见部的电池。11.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修·李·罗杰斯，安东尼·麦可·法戴尔，埃里克·查尔顿，重文·本庶，松冈阳子，大卫·斯路，伊莎贝尔·格尼特，
申请(专利权)人：耐斯特实验公司，
类型：
国别省市：