專利名稱：供暖、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)中的單一綜合濕度/通風(fēng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及室內(nèi)集中供暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)(HVAC)系統(tǒng)，其中室內(nèi)溫度、室內(nèi)相對(duì)濕度和室內(nèi)新鮮空氣級(jí)的控制被組合進(jìn)單一綜合集中控制裝置中，在供暖季節(jié)和供冷季節(jié)期間，該裝置可用來管理室內(nèi)環(huán)境。
背景技術(shù)：
HVAC系統(tǒng)被用來控制樓宇結(jié)構(gòu)的室內(nèi)環(huán)境特性以使居住者感覺舒適。典型的HVAC系統(tǒng)包括溫度控制裝置或恒溫器以及一個(gè)或多個(gè)被稱為恒濕器的濕度控制裝置。
恒溫器被用作控制裝置以調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。恒溫器感測(cè)實(shí)際的室內(nèi)溫度并允許用戶輸入所期望的室內(nèi)溫度。在室內(nèi)溫度偏離期望級(jí)時(shí)，恒溫器操作選擇使供暖單元和/或空調(diào)機(jī)及其關(guān)聯(lián)的送風(fēng)機(jī)起動(dòng)或不工作來達(dá)到用戶期望的設(shè)置。
除了溫度控制外，為了提供舒適的室內(nèi)環(huán)境，還常常設(shè)置了樓宇的室內(nèi)相對(duì)濕度的調(diào)節(jié)。相對(duì)濕度被定義為給定氣溫下空氣中實(shí)際的水汽量與最大水汽容量的比率。已知隨著溫度的增高，容納水蒸氣形式的水汽的空氣容量也增加。相反地，隨著溫度的降低，容納水汽的空氣容量減少，并且任何過量的水汽在與空氣接觸的表面上凝結(jié)成水。
因此，在冬季月份里，寒冷的室外空氣具有相對(duì)較低的水汽含量，然而，樓宇結(jié)構(gòu)內(nèi)部的空氣通常被供暖。取決于特定樓宇的建造質(zhì)量，某些干冷的外部空氣滲透進(jìn)溫暖的室內(nèi)空間并且隨后被供暖到室內(nèi)溫度。這種現(xiàn)象有效地減小了室內(nèi)相對(duì)濕度并使室內(nèi)空氣變得干燥。
為了解決這種冬季干燥或較低的室內(nèi)相對(duì)濕度，常常將加濕器用作集中供暖系統(tǒng)的一部分。加濕器將水汽帶進(jìn)供暖的空氣中，增大了室內(nèi)相對(duì)濕度并且通常由被稱為恒濕器的第二控制裝置來控制。恒濕器感測(cè)實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度并允許用戶設(shè)置所期望的室內(nèi)相對(duì)濕度級(jí)。在室內(nèi)相對(duì)濕度低于期望的級(jí)時(shí)，恒濕器啟動(dòng)加濕器以將水汽添加到空氣中。一旦達(dá)到所期望的室內(nèi)相對(duì)濕度，恒濕器便使加濕器停止工作。
相反地，為了解決較高的室內(nèi)相對(duì)濕度問題，常常使用被稱為通風(fēng)機(jī)的裝置。一旦室內(nèi)相對(duì)濕度超過了期望的級(jí)，啟動(dòng)通風(fēng)機(jī)以將受控的外部干燥空氣量帶進(jìn)樓宇外殼內(nèi)從而使室內(nèi)相對(duì)濕度降低。另外，還用通風(fēng)機(jī)帶進(jìn)受控的外部新鮮空氣量來改善室內(nèi)的空氣質(zhì)量。通風(fēng)機(jī)通常由恒濕器控制。然而，控制通風(fēng)機(jī)的恒濕器一般與此外還控制加濕器的恒濕器分開。
雖然已知將溫度控制和加濕器控制組合進(jìn)單一控制器(如濕熱調(diào)節(jié)器)，通風(fēng)機(jī)的結(jié)合通常要求增加第二獨(dú)立恒濕器控制。同樣地，提供對(duì)樓宇結(jié)構(gòu)的所有室內(nèi)環(huán)境特性的全年控制要求用戶至少與兩個(gè)控制裝置接口來控制相同HVAC系統(tǒng)的不同功能。這可能會(huì)使用戶感到迷惑。此外，需要用多個(gè)控制裝置來控制相同HVAC系統(tǒng)的功能有時(shí)可能產(chǎn)生沖突的結(jié)果，因此導(dǎo)致系統(tǒng)在低于最佳性能級(jí)下運(yùn)行。
總而言之，迄今為止，控制室內(nèi)環(huán)境特性(如室內(nèi)溫度、室內(nèi)相對(duì)濕度和室內(nèi)新鮮空氣級(jí))要求使用多個(gè)控制裝置，這是不理想的。因此，期望擁有將溫度、濕度和通風(fēng)集成到單一綜合集中控制裝置的HVAC系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了單一綜合集中控制裝置。該單一綜合集中控制裝置可以獲得各種實(shí)際的環(huán)境特性，如室內(nèi)溫度、室內(nèi)相對(duì)濕度和室外溫度，這些特征通過各種傳感器被傳遞給單一綜合集中控制裝置。
在一個(gè)公開實(shí)施例中，單一綜合集中控制裝置具有輸入結(jié)構(gòu)，供用戶輸入所期望的室內(nèi)環(huán)境特性，如供暖時(shí)用戶所期望的室內(nèi)溫度、供冷時(shí)用戶所期望的室內(nèi)溫度、供暖時(shí)用戶所期望的室內(nèi)相對(duì)濕度、供冷時(shí)用戶所期望的室內(nèi)相對(duì)濕度、和/或所期望的室內(nèi)新鮮空氣級(jí)?；诟鞣N實(shí)際的環(huán)境輸入和用戶所期望的輸入，單一綜合集中控制裝置提供供暖和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(包括關(guān)聯(lián)的送風(fēng)機(jī)、加濕器、通風(fēng)機(jī))的綜合集中控制，以達(dá)到用戶所期望的室內(nèi)環(huán)境特性。
在供暖季節(jié)，也就是，在室外溫度降到用戶所期望的室內(nèi)溫度以下時(shí)，樓宇結(jié)構(gòu)內(nèi)的空氣具有變干燥的趨勢(shì)，即室內(nèi)相對(duì)濕度較低。在這種環(huán)境下，除了控制實(shí)際的室內(nèi)溫度達(dá)到用戶所期望的室內(nèi)供暖溫度外，單一綜合集中控制裝置用來主動(dòng)地使室內(nèi)空氣增濕。主動(dòng)增濕包括平衡加濕器和/或通風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)和停止。在實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度低于用戶所期望的室內(nèi)相對(duì)供暖濕度時(shí)(這種情形通常出現(xiàn)在供暖季節(jié))，啟動(dòng)加濕器以將水汽添加到空氣中，主動(dòng)增大實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度。相反地，在實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度超過用戶所期望的室內(nèi)相對(duì)供暖濕度時(shí)，啟動(dòng)通風(fēng)機(jī)以將涼爽、干燥、新鮮的室外空氣帶進(jìn)樓宇結(jié)構(gòu)內(nèi)部，有效地降低實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度。
在供冷季節(jié)，也就是，在室外溫度超過用戶所期望的室內(nèi)溫度時(shí)，樓宇結(jié)構(gòu)內(nèi)的空氣具有變潮濕或濕潤的趨勢(shì)，即室內(nèi)相對(duì)濕度較高。在這種環(huán)境下，除了控制實(shí)際的室內(nèi)溫度外，單一綜合集中控制裝置用來主動(dòng)地使室內(nèi)空氣除濕。主動(dòng)除濕包括調(diào)節(jié)由空調(diào)機(jī)生成的輸出空氣的溫度以及由與空調(diào)機(jī)相關(guān)聯(lián)的送風(fēng)機(jī)生成的氣流量。在實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度超過用戶所期望的室內(nèi)相對(duì)供冷濕度時(shí)(這種情形通常出現(xiàn)在供冷季節(jié))，單一綜合集中控制裝置調(diào)節(jié)空調(diào)機(jī)的溫度達(dá)到低于用戶所期望的室內(nèi)供冷溫度設(shè)置的程度并減小由與空調(diào)機(jī)相關(guān)聯(lián)的送風(fēng)機(jī)生成的氣流。這有效地維持了實(shí)際的室內(nèi)溫度接近于用戶所期望的室內(nèi)供冷溫度同時(shí)減小了實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度。相反地，在實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度低于用戶所期望的室內(nèi)相對(duì)供冷濕度時(shí)，啟動(dòng)通風(fēng)機(jī)以將溫暖、潮濕、新鮮的室外空氣帶進(jìn)樓宇結(jié)構(gòu)內(nèi)部，有效地增大實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度。
另外，在供冷季節(jié)內(nèi)，單一綜合集中控制裝置通過選擇性地調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)、有效地控制室內(nèi)感熱比率(sensible ratio)(即平衡供冷或感熱需求(sensible demand)和除濕或潛熱需求(latent demand))來調(diào)節(jié)室內(nèi)氣流。通過調(diào)節(jié)室內(nèi)氣流，空調(diào)機(jī)可將不同比例的感熱和潛熱容量傳遞至室內(nèi)空間。因此，如果存在有較高的感熱需求(室內(nèi)溫度難以維持)但是不存在潛熱需求(濕度低于所期望的濕度級(jí))，增加室內(nèi)氣流以增加所傳遞的空調(diào)容量的感熱比率。相反地，在幾乎不存在供冷要求但是濕度高于所期望的濕度級(jí)時(shí)，減少室內(nèi)氣流以降低感熱比率。
在另一個(gè)公開實(shí)施例中，正如在2004年12月17日提出的、序號(hào)為No.11/016,373、標(biāo)題為“Determination of Maximum AllowableHumidity in Indoor Space to Avoid Condensation Inside BuildingEnvelope”的、一般轉(zhuǎn)讓的、同時(shí)待審的美國專利申請(qǐng)中所公開的，單一綜合集中控制裝置包括用于避免樓宇內(nèi)部表面水汽凝結(jié)的防護(hù)部件(由用戶任選)，其公開內(nèi)容通過引用而全部結(jié)合于本文。這個(gè)選件基于實(shí)際的室內(nèi)和室外特征提供了所期望的室內(nèi)相對(duì)濕度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，以避免樓宇內(nèi)部表面上的凝結(jié)。
在這個(gè)實(shí)施例中，用戶輸入是由樓宇業(yè)主或?qū)嶋H居住者輸入的用戶可選擇的供暖濕度級(jí)。居住者從1-9的預(yù)定范圍中選擇供暖濕度級(jí)，該范圍的默認(rèn)值在中間附近，比如說為5。所選擇的供暖濕度級(jí)隨后用來確定單調(diào)節(jié)系數(shù)(A*)。在這個(gè)實(shí)施例中，集中控制裝置使用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的轉(zhuǎn)換表將用戶選擇的供暖濕度級(jí)轉(zhuǎn)換為單調(diào)節(jié)系數(shù)(A*)。單調(diào)節(jié)系數(shù)(A*)接著用來基于用戶選擇的供暖濕度級(jí)計(jì)算最大容許室內(nèi)相對(duì)濕度。
居住者通常將供暖濕度級(jí)設(shè)置到剛好低于容許凝結(jié)發(fā)生的程度。這一點(diǎn)通過迭代過程來完成。居住者選擇性地增加供暖濕度級(jí)直到凝結(jié)在樓宇外殼內(nèi)發(fā)生為止。居住者接著選擇性地將供暖濕度級(jí)減小到剛好低于凝結(jié)發(fā)生時(shí)的程度。一旦居住者已經(jīng)選擇了防止凝結(jié)所要求的室內(nèi)相對(duì)濕度，集中控制裝置可用來基于用戶選擇的室內(nèi)相對(duì)濕度級(jí)來維持實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度，連續(xù)調(diào)節(jié)實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度以提供變化的環(huán)境狀況同時(shí)防止凝結(jié)。
在本發(fā)明的又一個(gè)公開實(shí)施例中，HVAC系統(tǒng)的安裝者在安裝后就輸進(jìn)用戶輸入。用戶輸入代表了樓宇結(jié)構(gòu)特征并且通常表示樓宇外殼的隔熱程度。可基于安裝者的關(guān)于以前類似質(zhì)地住宅的經(jīng)驗(yàn)來設(shè)置用戶輸入。在這個(gè)實(shí)施例中，集中控制使用轉(zhuǎn)換表隨后將結(jié)構(gòu)特征轉(zhuǎn)換為前述的單調(diào)節(jié)系數(shù)(A*)。單調(diào)節(jié)系數(shù)(A*)接著被用來基于樓宇的隔熱程度來計(jì)算最大容許室內(nèi)相對(duì)濕度。一旦被安裝者設(shè)置，HVAC系統(tǒng)就可用來維持實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度級(jí)，不斷地調(diào)節(jié)以提供變化的環(huán)境狀況從而防止凝結(jié)。
根據(jù)下面的說明和附圖可以更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征，下面是對(duì)附圖的簡(jiǎn)要說明。


圖1是樓宇HVAC系統(tǒng)的示意圖。
圖2是包括用于控制暖氣爐、空調(diào)機(jī)、加濕器和通風(fēng)機(jī)以及送風(fēng)機(jī)的綜合集中控制裝置的樓宇HVAC系統(tǒng)的詳細(xì)示意圖。
圖3是室內(nèi)相對(duì)濕度輸入示例的詳圖。
圖4是說明綜合集中控制裝置的供暖模式中的主動(dòng)增濕的曲線圖。
圖5是說明綜合集中控制裝置的供冷模式中的主動(dòng)除濕的曲線圖。
圖6是轉(zhuǎn)換表的示例。
圖7是容許濕度表的示例。
圖8是說明綜合集中控制裝置的新鮮空氣控制的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
圖1說明的是樓宇HVAC系統(tǒng)10的示意圖。單一綜合集中控制裝置12可基于由至少一個(gè)環(huán)境傳感器14感測(cè)的實(shí)際環(huán)境特性E和由用戶輸入到用戶界面16的用戶輸入U(xiǎn)來控制多個(gè)室內(nèi)環(huán)境特性。單一綜合集中控制裝置12通過選擇性地使至少一個(gè)裝置18啟動(dòng)和/或停止來控制室內(nèi)環(huán)境特性。
圖2說明的是包括有單一綜合集中控制裝置12的樓宇HVAC系統(tǒng)10的詳細(xì)示意圖。單一綜合集中控制裝置12接收來自多個(gè)傳感器的實(shí)際環(huán)境輸入。室內(nèi)溫度傳感器20、室內(nèi)相對(duì)濕度傳感器22以及室外溫度傳感器24可用來將實(shí)際的室內(nèi)溫度輸入(TI)、室內(nèi)相對(duì)濕度輸入(HI)和實(shí)際的室外溫度(TO)傳輸至單一綜合集中控制裝置12。用戶界面16可用來接收用戶輸入。用戶輸入其所期望的室內(nèi)溫度級(jí)26和其所期望的室內(nèi)相對(duì)濕度級(jí)28以及其所期望的新鮮空氣級(jí)30，所述用戶所期望的室內(nèi)溫度級(jí)26包括用戶所期望的室內(nèi)供暖溫度級(jí)和用戶所期望的室內(nèi)供冷溫度級(jí)，所述用戶所期望的室內(nèi)相對(duì)濕度級(jí)28包括用戶所期望的供暖濕度級(jí)28A(圖3)和用戶所期望的供冷濕度級(jí)28B(圖3)。
用戶界面16將用戶期望的設(shè)置傳輸至單一綜合集中控制裝置12?；谑兆杂脩艚缑?6的用戶期望的設(shè)置與收自多個(gè)傳感器的實(shí)際環(huán)境輸入的比較，單一綜合集中控制裝置12可用來選擇性地使至少一個(gè)裝置18啟動(dòng)和/或停止以控制實(shí)際的室內(nèi)溫度級(jí)、實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度級(jí)和實(shí)際的室內(nèi)新鮮空氣級(jí)，從而達(dá)到用戶期望的設(shè)置。在所說明的實(shí)施例中，至少一個(gè)裝置18包括暖氣爐18A、空調(diào)機(jī)18B、加濕器18C、通風(fēng)機(jī)18D以及與暖氣爐18A和空調(diào)機(jī)18B相關(guān)聯(lián)的送風(fēng)機(jī)32，所有這些由單一綜合集中控制裝置12控制。
基于由室內(nèi)溫度傳感器20感測(cè)的實(shí)際室內(nèi)溫度(TI)和由室外溫度傳感器24感測(cè)的實(shí)際室外溫度(TO)的比較，單一綜合集中控制裝置12在供暖模式或供冷模式下工作。用戶輸進(jìn)用戶期望的室內(nèi)溫度級(jí)26、用戶期望的室內(nèi)相對(duì)供暖濕度級(jí)28A和用戶期望的室內(nèi)相對(duì)供冷濕度級(jí)28B。在實(shí)際室內(nèi)溫度(TI)小于實(shí)際室外溫度(TO)時(shí)，單一綜合集中控制裝置12將在供暖模式下工作。相反地，在實(shí)際室內(nèi)溫度(TI)大于實(shí)際室外溫度(TO)時(shí)，單一綜合集中控制裝置12將在供冷模式下工作。
在供暖模式(也稱為主動(dòng)增濕模式)下，在需要達(dá)到用戶期望的室內(nèi)供暖溫度級(jí)時(shí)，單一綜合集中控制裝置12可用來調(diào)節(jié)包括關(guān)聯(lián)的送風(fēng)機(jī)32的暖氣爐18A。在需要達(dá)到用戶期望的供暖室內(nèi)相對(duì)濕度級(jí)28B和用戶期望的室內(nèi)新鮮空氣級(jí)30時(shí)，還調(diào)節(jié)加濕器18C和通風(fēng)機(jī)18D。
單一綜合集中控制裝置12接收來自實(shí)際的室內(nèi)溫度傳感器20、實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度傳感器22以及用戶的輸入。用戶輸入包括用戶期望的室內(nèi)供暖溫度級(jí)、用戶期望的室內(nèi)供暖相對(duì)濕度級(jí)28A和用戶期望的室內(nèi)新鮮空氣級(jí)30。單一綜合集中控制裝置12比較實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度(HI)和用戶期望的室內(nèi)供暖濕度級(jí)28A。如果實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度(HI)低于用戶期望的室內(nèi)相對(duì)供暖濕度級(jí)28A(這種情形通常出現(xiàn)在供暖季節(jié))，單一綜合集中控制裝置12選擇性地啟動(dòng)加濕器18C以將實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度(HI)增大到接近用戶期望的室內(nèi)相對(duì)供暖濕度級(jí)28A的值。如果實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度(HI)超過用戶期望的室內(nèi)相對(duì)供暖濕度級(jí)28A，單一綜合集中控制裝置12選擇性地啟動(dòng)通風(fēng)機(jī)18D以將涼爽、干燥、新鮮的室外空氣帶進(jìn)樓宇結(jié)構(gòu)，有效地將實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度(HI)減至接近用戶期望的室內(nèi)相對(duì)供暖濕度級(jí)28A的值。
圖4示出的是供暖模式的主動(dòng)增濕的曲線圖。
在供冷模式(也稱為主動(dòng)除濕模式)下，在需要達(dá)到用戶期望的室內(nèi)供冷溫度級(jí)和用戶期望的室內(nèi)供冷濕度級(jí)28B以及用戶期望的室內(nèi)新鮮空氣級(jí)30時(shí)，單一綜合集中控制裝置12可用來調(diào)節(jié)包括關(guān)聯(lián)的送風(fēng)機(jī)32的空調(diào)機(jī)18B、加濕器18C和通風(fēng)機(jī)18C。
單一綜合集中控制裝置12接收來自實(shí)際的室內(nèi)溫度傳感器20、實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度傳感器22以及用戶的輸入。用戶輸入包括用戶期望的室內(nèi)供冷溫度、用戶期望的室內(nèi)供冷濕度級(jí)28B和用戶期望的室內(nèi)新鮮空氣級(jí)。單一綜合集中控制裝置12比較實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度(HI)和用戶期望的室內(nèi)供冷濕度級(jí)28B。實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度(HI)可超過用戶期望的室內(nèi)相對(duì)供冷濕度級(jí)28B；這種情形通常出現(xiàn)在供冷季節(jié)。單一綜合集中控制裝置12接著選擇性地將由空調(diào)機(jī)18B產(chǎn)生的輸出空氣的溫度調(diào)節(jié)至低于用戶期望的室內(nèi)供冷溫度并減少由關(guān)聯(lián)的送風(fēng)機(jī)生成的氣流。這將減小實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度(HI)至接近用戶期望的室內(nèi)相對(duì)供冷濕度級(jí)28B的值。如果實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度(HI)低于用戶期望的室內(nèi)相對(duì)供冷濕度級(jí)28B，則單一綜合集中控制裝置12選擇性地啟動(dòng)通風(fēng)機(jī)18D以將溫暖、潮濕、新鮮的室外空氣帶進(jìn)樓宇結(jié)構(gòu)。這有效地將實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度(HI)增大至接近用戶期望的室內(nèi)相對(duì)供冷濕度級(jí)28B的值。
另外，在供冷模式下工作時(shí)，單一綜合集中控制裝置12可用來調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)32的氣流以平衡供冷(感熱)需求和除濕(潛熱)需求。在有較高的感熱需求(用戶期望的室內(nèi)溫度難以維持)但是不存在潛熱需求(實(shí)際室內(nèi)相對(duì)濕度低于用戶期望的室內(nèi)相對(duì)濕度)時(shí)，單一綜合集中控制裝置12調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)32以增加所傳遞的空調(diào)容量的感熱比率。相反地，在幾乎不存在供冷要求(實(shí)際的室內(nèi)溫度處于或稍微低于用戶期望的室內(nèi)溫度)但是實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度高于用戶期望的室內(nèi)相對(duì)濕度時(shí)，調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)以減小感熱比率。
圖5示出的是供冷模式的主動(dòng)除濕的曲線圖。
因此，在單一綜合集中控制裝置12工作于供暖模式時(shí)，基于用戶期望的室內(nèi)供暖溫度和用戶期望的室內(nèi)相對(duì)供暖濕度級(jí)28A來計(jì)算所有的環(huán)境控制。相反地，在單一綜合集中控制裝置12工作于供冷模式時(shí)，基于用戶期望的室內(nèi)供冷溫度和用戶期望的室內(nèi)相對(duì)供冷濕度級(jí)28B來計(jì)算所有環(huán)境控制。同樣地，單一綜合集中控制裝置12可用來控制在供暖季節(jié)和供冷季節(jié)期間達(dá)到用戶期望的室內(nèi)環(huán)境狀況所需要的全部裝置18。
圖3說明一個(gè)用戶界面16的示例屏幕，其中用戶輸進(jìn)用戶期望的相對(duì)濕度輸入28。用戶將所期望的供暖室內(nèi)相對(duì)濕度級(jí)28A和所期望的供冷室內(nèi)相對(duì)濕度級(jí)28B輸進(jìn)用戶界面16(圖2)。用戶界面16接著將用戶輸入傳輸至單一綜合集中控制裝置12。當(dāng)然，這只是用戶界面16的一例屏幕。不同的屏幕可供用戶輸入其他類型的輸入，例如用戶期望的室內(nèi)供暖溫度級(jí)、用戶期望的室內(nèi)供冷溫度和用戶期望的新鮮空氣級(jí)。
還包括用于避免樓宇內(nèi)部表面上凝結(jié)的防護(hù)部件(用戶選件)。這個(gè)特征在2004年12月17日提出的、序號(hào)為No.11/016,373、標(biāo)題為“Determination of Maximum Allowable Humidity in Indoor Space toAvoid Condensation Inside Building Envelope”的、一般轉(zhuǎn)讓的、同時(shí)待審的美國專利申請(qǐng)中被公開，其公開內(nèi)容通過引用而全部結(jié)合于本文。在這個(gè)選件中，單一綜合集中控制裝置12基于室內(nèi)和室外特征計(jì)算最大容許室內(nèi)相對(duì)濕度來防止凝結(jié)，并調(diào)節(jié)實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度從而防止凝結(jié)。
在這個(gè)實(shí)施例中，單一綜合集中控制裝置12使用如圖6說明的轉(zhuǎn)換表(CT)將由業(yè)主或系統(tǒng)安裝者輸入用戶界面16的信息轉(zhuǎn)換為調(diào)節(jié)系數(shù)A*。在轉(zhuǎn)換后，單一綜合集中控制裝置12接著基于下面的公式計(jì)算有效的ΔTΔT＝A*(t2-t1)在計(jì)算了有效的ΔT之后，單一綜合集中控制裝置12使用如圖7說明的容許濕度表(AHT)來確定最大容許室內(nèi)相對(duì)濕度。當(dāng)然，比較這種表來確定參考值的其他方法屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。利用用戶輸入和環(huán)境輸入來確定與表對(duì)比的參考值的任何方法屬于本發(fā)明的范圍。
在確定最大容許室內(nèi)相對(duì)濕度之后，單一綜合集中控制裝置12可用來選擇性地使室內(nèi)裝置啟動(dòng)/停止以調(diào)節(jié)實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度至小于所計(jì)算的最大容許室內(nèi)相對(duì)濕度的值，從而防止凝結(jié)。
在該選件被啟動(dòng)時(shí)，在更冷的室外溫度下，在需要達(dá)到所期望的最大容許室內(nèi)相對(duì)濕度級(jí)時(shí)，單一綜合集中控制裝置12增大對(duì)來自通風(fēng)機(jī)的新鮮空氣的吸入以減小實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度。單一綜合集中控制裝置12可用來帶入新鮮空氣以達(dá)到用戶期望的新鮮空氣級(jí)，但是限制或停止極端的(非常熱或非常冷)室外環(huán)境狀況下的空氣吸入，使得對(duì)室內(nèi)環(huán)境狀況的影響最小。圖8示出的是利用加濕器18C和通風(fēng)機(jī)18D的單一綜合集中控制裝置12的新鮮空氣控制部分的曲線圖。
盡管已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)工人將會(huì)認(rèn)識(shí)到，它們的某些修改將落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。出于這個(gè)原因，下面的權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)加以研讀以確定本發(fā)明的真正范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種用于HVAC系統(tǒng)的單一綜合控制裝置，包括集中控制裝置，其中所述集中控制裝置可用來控制供暖季節(jié)和供冷季節(jié)期間實(shí)際的室內(nèi)溫度、實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度和實(shí)際的室內(nèi)新鮮空氣級(jí)。
2.如權(quán)利要求1所述的單一綜合控制裝置，還包括室內(nèi)溫度傳感器、室內(nèi)相對(duì)濕度傳感器和室外溫度傳感器，其中所述集中控制裝置可用來接收來自所述室內(nèi)溫度傳感器、所述室內(nèi)相對(duì)濕度傳感器和所述室外溫度傳感器的輸入。
3.如權(quán)利要求2所述的單一綜合控制裝置，還包括用戶可操作的用戶界面，用來輸入至少一個(gè)用戶期望的室內(nèi)溫度、至少一個(gè)用戶期望的室內(nèi)相對(duì)濕度和用戶期望的室內(nèi)新鮮空氣級(jí)，其中所述集中控制裝置基于所述輸入而生成信號(hào)以控制所述實(shí)際的室內(nèi)溫度、所述實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度和所述實(shí)際的室內(nèi)新鮮空氣級(jí)，從而達(dá)到所述至少一個(gè)用戶期望的室內(nèi)溫度、所述至少一個(gè)用戶期望的室內(nèi)相對(duì)濕度和所述用戶期望的室內(nèi)新鮮空氣級(jí)。
4.如權(quán)利要求3所述的單一綜合控制裝置，其中所述集中控制裝置在供暖模式和供冷模式下工作。
5.如權(quán)利要求4所述的單一綜合控制裝置，其中在所述集中控制裝置在所述供暖模式下工作時(shí)，所述至少一個(gè)用戶期望的室內(nèi)溫度包括用戶期望的室內(nèi)供暖溫度，且所述至少一個(gè)用戶期望的室內(nèi)相對(duì)濕度包括用戶期望的室內(nèi)相對(duì)供暖濕度。
6.如權(quán)利要求5所述的單一綜合控制裝置，其中在所述實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度高于所述用戶期望的室內(nèi)相對(duì)供暖濕度時(shí)，所述實(shí)際的室內(nèi)新鮮空氣級(jí)被增加。
7.如權(quán)利要求5所述的單一綜合控制裝置，其中在所述實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度低于所述用戶期望的室內(nèi)相對(duì)供暖濕度時(shí)，所述實(shí)際的室內(nèi)新鮮空氣級(jí)被降低。
8.如權(quán)利要求4所述的單一綜合控制裝置，其中在所述集中控制裝置在所述供冷模式下工作，所述至少一個(gè)用戶期望的室內(nèi)溫度包括用戶期望的室內(nèi)供冷溫度，且所述至少一個(gè)用戶期望的室內(nèi)相對(duì)濕度包括用戶期望的室內(nèi)相對(duì)供冷濕度。
9.如權(quán)利要求8所述的單一綜合控制裝置，其中在所述實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度低于所述用戶期望的室內(nèi)相對(duì)供冷濕度時(shí)，所述實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度被增加。
10.如權(quán)利要求8所述的單一綜合控制裝置，其中在所述實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度高于所述供冷室內(nèi)相對(duì)濕度時(shí)，所述實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度被降低。
11.如權(quán)利要求3所述的單一綜合控制裝置，其中所述集中控制裝置通過選擇性地啟動(dòng)和停止HVAC系統(tǒng)的至少一個(gè)裝置來控制所述實(shí)際的室內(nèi)溫度、所述實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度和所述實(shí)際的室內(nèi)新鮮空氣級(jí)。
12.如權(quán)利要求2所述的單一綜合控制裝置，還包括用于輸入用戶輸入的用戶界面并且其中所述集中控制裝置接收來自傳感器的至少一個(gè)環(huán)境輸入，基于所述用戶輸入和所述至少一個(gè)環(huán)境輸入來計(jì)算有效Δ值，基于所述有效Δ值來確定最大容許室內(nèi)相對(duì)濕度，以及調(diào)節(jié)所述實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度至小于所述最大容許室內(nèi)相對(duì)濕度的值。
13.如權(quán)利要求12所述的單一綜合控制裝置，其中所述用戶輸入代表樓宇結(jié)構(gòu)特征。
14.如權(quán)利要求12所述的單一綜合控制裝置，其中所述用戶輸入是用戶可選擇的濕度。
15.一種HVAC系統(tǒng)，包括單一綜合集中控制裝置；溫度控制裝置；濕度控制裝置；通風(fēng)機(jī)裝置；以及送風(fēng)機(jī)裝置，其中所述單一綜合集中控制裝置可用來控制所述溫度控制裝置、所述濕度控制裝置、所述通風(fēng)機(jī)裝置和所述送風(fēng)機(jī)裝置以在供暖季節(jié)和供冷季節(jié)達(dá)到用戶期望的設(shè)置值。
16.如權(quán)利要求15所述的HVAC系統(tǒng)，其中所述送風(fēng)機(jī)被選擇性地啟動(dòng)和停止以控制感熱比率。
17.一種控制HVAC系統(tǒng)的方法，包括將至少一個(gè)用戶期望的室內(nèi)環(huán)境特征輸進(jìn)單一綜合集中控制裝置；測(cè)量至少一個(gè)實(shí)際環(huán)境特征；將所述至少一個(gè)實(shí)際環(huán)境特征傳輸至所述單一綜合集中控制裝置；以及基于所述至少一個(gè)用戶期望的環(huán)境特征和所述至少一個(gè)實(shí)際環(huán)境特征、在供暖季節(jié)和供冷季節(jié)期間集中控制至少一個(gè)實(shí)際室內(nèi)環(huán)境特征。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括如下步驟在實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度高于所期望的室內(nèi)相對(duì)濕度且室外溫度低于預(yù)定溫度的場(chǎng)合，增加實(shí)際的室內(nèi)新鮮空氣級(jí)。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括如下步驟在實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度低于所期望的室內(nèi)相對(duì)濕度且室外溫度低于預(yù)定溫度的場(chǎng)合，降低實(shí)際的室內(nèi)新鮮空氣級(jí)。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括下列步驟在實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度低于所期望的室內(nèi)相對(duì)濕度且室外溫度超過預(yù)定溫度的場(chǎng)合，增加實(shí)際的室內(nèi)新鮮空氣級(jí)。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括下列步驟在實(shí)際的室內(nèi)相對(duì)濕度高于所期望的室內(nèi)相對(duì)濕度且室外溫度超過預(yù)定溫度的場(chǎng)合，降低實(shí)際的室內(nèi)新鮮空氣級(jí)。
全文摘要
HVAC系統(tǒng)用來控制樓宇結(jié)構(gòu)的室內(nèi)環(huán)境特性以使居住者感覺舒適。HVAC系統(tǒng)包括一個(gè)單一綜合集中控制裝置，用來在供暖季節(jié)和供冷季節(jié)期間調(diào)節(jié)樓宇結(jié)構(gòu)的室內(nèi)溫度、室內(nèi)相對(duì)濕度和室內(nèi)新鮮空氣級(jí)。另外，所述單一綜合集中控制裝置可用來選擇性地使室內(nèi)送風(fēng)機(jī)啟動(dòng)/停止以控制樓宇結(jié)構(gòu)內(nèi)的感熱比率。另外，避免樓宇結(jié)構(gòu)的內(nèi)部表面上凝結(jié)的防護(hù)部件作為用戶可選件被包括在裝置內(nèi)。
文檔編號(hào)G05D21/00GK101072629SQ200580002574
公開日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2005年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月20日
發(fā)明者R·K·夏 申請(qǐng)人:開利公司