专利名称：用于分区供暖和冷却的系统和方法
技术领域：
0001本发明涉及一种用于将供暖和冷却空气从空气处理机引导至住宅或商业建筑中各个分区的系统和方法。
背景技术：
0002最传统的住宅供暖和冷却系统具有一个位于中央的控制整个房屋温度的温度调节器或恒温器(thermostat)。温度调节器为整个房屋开启或关闭供暖、通风和空调(HVAC)系统。居住者能够控制送至每个房间的HVAC空气量的唯一方法是手动地打开和关闭房屋各处的通风调节器通风口。
0003分区式HVAC系统普遍存在于商业建筑中，并且分区式系统已进入家庭市场。在分区式系统中，每个房间或房间组或分区组中的传感器，监控温度。传感器可探测何时何地需要供暖或冷却空气。传感器发送信息至中央控制器，所述中央控制器启动分区式系统，调整管道系统中的机动风门并将调节的空气只发送至需要它的分区。分区式系统适于在一个区域中改变条件而不会影响其它区域。例如，许多两层房屋用楼层分区。因为热会上升，第二层与第一层相比，通常在夏季需要更多冷却而在冬天需要较少供暖。非分区式系统不能完全适应该季节性变化。而分区，可通过仅向需要供暖或冷却的空间提供供暖或冷却，从而减少楼层之间的较宽的温度变化。
0004分区式系统允许对室内环境更多的控制，这是因为居住者可以决定何时供暖或冷却哪些区域。使用分区式系统，居住者可按照需要，将每个具体分区编程为活动的或不活动的。例如，居住者可在白天将卧室设置为不活动的，而厨房和生活区是活动的。
0005真正的分区式系统可达到的效率比非分区式系统高30％。分区式系统只将暖空气或冷空气供给那些需要它的区域。因此，只有较少的能量被浪费在对未被使用的空间供暖和冷却上。
0006另外，分区式系统有时可允许安装较小负载量的设备而不会损失舒适度。这通过减少浪费的负载量减少了能量消耗。
0007令人遗憾地，当前用在分区式系统中的设备相对比较昂贵。此外，安装分区式HVAC系统，或翻新现有的系统，远远超过大多数房主的承受能力。除非房主具有专业训练，雇请专业训练的专业HVAC技师来配置和安装该系统是必须的。这使得分区式HVAC系统的购买和安装非常昂贵。安装成本如此之高，以致即使分区式系统更有效，在这样的系统上的投资回收期也要很多年。这样的开支严重地限制了分区式HVAC系统在一般家庭市场的发展。
发明内容
0008在此公开的系统和方法通过提供可由房主或普通杂务工很容易地安装的电子控制的通风调节器通风口(ECRV)，解决了这些及其它问题。ECRV可用于将非分区式HVAC系统转换成分区式系统。ECRV还可与传统的分区式HVAC系统结合使用以提供传统的分区式HVAC系统不提供的额外控制和额外分区。在一个实施例中，ECRV被配置具有一个符合标准手动控制通风调节器通风口(register vent)的尺寸和形状因子。ECRV可被安装代替传统的手动控制的通风调节器通风口--通常不用使用工具。
0009在一个实施例中，ECRV是自包含或自持的分区式系统单元，其包括通风调节器通风口、电源、温度调节器和电动机以打开和关闭通风调节器通风口。为制造分区式HVAC系统，房主可简单地拆除一个或多个房间中的现有通风调节器通风口并替换上具有ECRV的通风调节器通风口。居住者可设置EVCR上的温度调节器以控制包含ECRV的区域或房间的温度。在一个实施例中，ECRV包括显示程序化设定点温度的显示器。在一个实施例中，ECRV包括显示当前设定点温度的显示器。在一个实施例中，ECRV包括遥控器接口以允许居住者通过使用遥控器来控制ECRV。在一个实施例中，遥控器包括显示程序安排温度和当前温度的显示器。在一个实施例中，遥控器显示ECRV的电池状态。
0010在一个实施例中，EVCR包括压力传感器以测量向EVCR供给空气的通风管道中的空气压力。在一个实施例中，如果管道中的空气压力超过指定值，EVCR就打开通风调节器通风口。在一个实施例中，压力传感器被配置为测量管道中和房间中的压力差的差压传感器。
0011在一个实施例中，ECRV由内部电池供电。ECRV上的低电能指示器通知房主何时需要更换电池。在一个实施例中，一个或多个太阳能电池被提供以当日光可用时对电池再充电。在一个实施例中，通风调节器通风口包括风扇，以将额外空气从供给管道抽出，从而补偿尺寸过小的通风口或需要额外供暖或冷却空气的分区。
0012在一个实施例中，分区中的一个或多个ECRV与分区温度调节器进行通信。分区温度调节器为所有控制分区的ECRV测量分区温度。在一个实施例中，ECRV和分区温度调节器通过无线通信的方法进行通信，例如，举例而言，红外通信、射频通信、超声波通信等等。在一个实施例中，ECRV和分区温度调节器通过直接线连接进行通信。在一个实施例中，ECRV和分区温度调节器使用电力线通信进行通信。
0013在一个实施例中，一个或多个分区温度调节器与一中央控制器进行通信。
0014在一个实施例中，EVCR和/或分区温度调节器包括居住者传感器，例如，举例而言，红外传感器，运动传感器，超声波传感器等等。居住者可对EVCR或分区温度调节器进行编程，从而当分区被占用时和当分区为空时，使分区达到不同温度。在一个实施例中，居住者可对EVCR或分区温度调节器进行编程，从而依赖一天中的时间，一年中的时间，房间类型(例如卧室、厨房等)和/或房间是否被占用或为空，来使分区达到不同温度。在一个实施例中，设计成一合成区(例如，一组分区比如整个房屋，整个楼层，整个边房等等)的各个EVCR和/或分区温度调节器互相通信并根据该合成区是否为空或被占用而改变温度设定点。
0015在一个实施例中，住宅居民可基于分区是否被占用，一天的时间，一年的时间等为分区提供优先级调度表。因此，例如，如果分区与卧室对应，而分区与起居室对应，那么可在白天给予分区相对较低的优先级而在夜间给予其相对较高的优先级。如第二个例子，如果分区与一楼对应，分区与二楼对应，那么可在夏季给予分区较高优先级(因为上面的楼层趋向于较难冷却)并在冬季给予其较低优先级(因为下面的楼层趋向于较难供暖)。在一个实施例中，居民可在各种分区之间指定加权的优先级。
0016图1显示了使用分区式供暖和冷却的住宅。
0017图2显示了传统的手动控制的通风调节器通风口的例子。
0018图3A是电子控制的通风调节器通风口的一个实施例的前视图。
0019图3B是图3A中所示的电子控制的通风调节器通风口的后视图。
0020图4是自包含ECRV的方框图。
0021图5是具有遥控器的自包含ECRV的方框图。
0022图6是局部控制的分区式供暖和冷却系统的方框图，在所述系统中，分区温度调节器控制一个或多个ECRV。
0023图7A是中央控制的分区式供暖和冷却系统的方框图，在所述系统中，中央控制系统与一个或多个分区温度调节器和一个或多个ECRV进行通信而独立于HVAC系统。
0024图7B是中央控制的分区式供暖和冷却系统的方框图，在所述系统中，中央控制系统与一个或多个分区温度调节器进行通信，并且分区温度调节器与一个或多个ECRV进行通信。
0025图8是中央控制的分区式供暖和冷却系统的方框图，在所述系统中，中央控制系统与一个或多个分区温度调节器和一个或多个ECRV进行通信，并控制HVAC系统。
0026图9是效率监控中央控制的分区式供暖和冷却系统的方框图，在所述系统中，中央控制系统与一个或多个分区温度调节器和一个或多个ECRV进行通信，并控制及监控HVAC系统。
0027图10是与图6-9中所示系统结合使用的ECRV的方框图。
0028图11是与图6-9中所示系统结合使用的基本的分区温度调节器的方框图。
0029图12是与图6-9中所示系统结合使用的具有遥控器的分区温度调节器的方框图。
0030图13显示了中央监控系统的一个实施例。
0031图14是显示用于ECRV或分区温度调节器的指令循环的一个实施例的流程图。
0032图15是显示用于ECRV或分区温度调节器的指令和传感器数据循环的一个实施例的流程图。
0033图16是显示ECRV或分区温度调节器的指令和传感器数据报告循环的一个实施例的流程图。
0034图17显示了一种ECRV，其被配置成与存在于许多商业建筑中的传统丁字架吊顶系统结合使用。
0035图18显示了一种ECRV，其被配置使用卷轴幕帘作为图2和3中所示的叶片的替代，从而控制气流。
0036图19是用于控制通风调节器通风口的控制算法的方框图。
具体实施例方式
0037图1显示了使用分区式供暖和冷却的住宅100。在住宅100中，HVAC系统向管道系统提供供暖和冷却空气。传感器101-105监控房屋的各个区域(分区)中的温度。分区可以是房间、楼层、一组房间等等。传感器101-105探测何时何地需要供暖或冷却空气。来自传感器101-105的信息用于控制致动器，所述致动器调整送至各个分区的空气流量。分区式系统适于在一个区域中改变条件而不会影响其它区域。例如，许多两层房屋用楼层分区。因为热会上升，二楼与一楼相比，通常在夏季需要更多冷却而在冬天需要较少供暖。非分区式系统不能完全适应该季节性变化。而分区，可通过仅向需要供暖或冷却的空间提供供暖或冷却，从而减少楼层之间的较宽的温度变化。
0038图2显示了一个传统的手动控制通风调节器通风口200的例子。通风调节器200包括一个或多个叶片201，所述一个或多个叶片201可被打开或关闭以调整流过通风调节器200的空气量。换向器202将空气导向一所需方向(或多个方向)。叶片201典型地提供一种机械结构，以使居住者能够操作叶片201以控制流出通风调节器200的空气量。在一些通风调节器中，换向器202是固定的。在一些通风调节器中，换向器202是可动的，从而允许居住者对流出通风口的气流方向做一些控制。诸如通风调节器200的通风调节器遍布于具有提供供暖和冷却空气的中央HVAC系统的住宅。典型地，相对小的房间，例如卧室和浴室将具有一个或两个这样的变化尺寸的通风调节器通风口。较大的房间，例如起居室、娱乐室等等可具有两个以上这样的通风调节器。住宅的居住者通过手动调整叶片201，可控制通过每个通风口的空气流量。当通风调节器通风口位于地板上，或墙壁上的较低处，这样的调整通常不会特别困难(除非控制叶片201的机械结构弯曲或生锈)。然而，当通风调节器通风口200位于墙壁上的较高处以致不能很容易地够到时，叶片201的调整可能会非常困难。
0039图3显示了电子控制的通风调节器通风口(ECRV)300的一个实施例。ECRV300可用于实现分区式供暖和冷却系统。ECRV300还可以用作遥控位于墙壁较高处以致不能被很容易够到的通风调节器通风口。ECRV300被配置为通风口200的替代。通过将一个或多个通风调节器通风口200替换为ECRV300，这极大地简化了翻新住宅的任务。在一个实施例中、如图3所示，ECRV300被配置成近似符合与传统的通风调节器通风口200相同尺寸的管道开口。在一个实施例中、ECRV300被配置成套在传统的通风调节器通风口200所使用的管道开口上。在一个实施例中，ECRV300被配置成套在传统的通风调节器200上，从而允许通风调节器200留在原处。控制面板301提供一个或多个视频显示器以及，选择性地，一个或多个用户控制。外壳302被提供以安放致动器，从而控制叶片201。在一个实施例中，外壳302还可以用于安放电子设备、电池等。
0040图4是自包含ECRV400的方框图，所述自包含ECRV400是图3A和3B中所示的ECRV300和图18中所示的ECRV的一个实施例。在ECRV400中，温度传感器406和温度传感器416被提供给控制器401。控制器401控制致动器系统409。在一个实施例中，致动器409向控制器401提供位置反馈。在一个实施例中，控制器401将致动器位置报告给中央控制系统和/或分区温度调节器。致动器系统409提供机械运动以控制通过通风口的气流。在一个实施例中，致动器系统409包括被提供给叶片201或其它气流装置的致动器，以控制流过ECRV400的空气量(例如，从管道流入房间的空气量)。在一个实施例中，致动器系统包括被提供给一个或多个换向器202的致动器，以控制气流方向。控制器401还控制视频显示器403和可选的风扇402。用户输入装置408被提供以允许用户设置所需的室温。可选的传感器407被提供给控制器401。在一个实施例中，传感器407包括气压和/或气流传感器。在一个实施例中，传感器407包括湿度传感器。电源404按照需要，向控制器401、风扇402、显示器403、温度传感器406、416、传感器407和用户输入装置408供电。在一个实施例中，控制器401控制提供给风扇402、显示器403、温度传感器406、416、传感器407和用户输入装置408的电量。在一个实施例中，还提供了可选的辅助电源405以进行额外供电。辅助电源是补充电源，例如，举例而言，电池、太阳能电池、气流(例如，风力的)发电机，充当发电机的风扇402、核发电机、燃料电池、热电偶等等。
0041在一个实施例中，电源404是基于不可再充电的电池，而辅助电源405包括太阳能电池和可再充电的电池。当可能时，控制器401从辅助电源汲取电能，以节约电源404中的电能。当辅助电源405不能供应充分的电能时，那么控制器401还从电源404汲取电能。
0042在替代性实施例中，电源404被配置为可再充电的电池，而辅助电源405被配置为可对电源404再充电的太阳能电池。
0043在一个实施例中，当电源404和/或405的可用电能降至一阈值级以下时，显示器403包括闪光指示器(例如，闪光LED(发光二极管)或LCD(液晶显示器))。
0044住宅居住者使用用户输入装置408来为ECRV400的附近设置一所需的温度。显示器403显示设定点温度。在一个实施例中，显示器403还显示当前室温。温度传感器406测量房间中的空气温度，而温度传感器416测量管道中的空气温度。如果室温高于设定点温度，并且管道空气温度低于室温，那么控制器401就使致动器409打开通风口。如果室温低于设定点温度，并且管道空气温度高于室温，那么控制器401就使致动器409打开通风口。否则，控制器401就使致动器409关闭通风口。换言之，如果室温高于或低于设定点温度，并且管道中的空气温度将趋向于将室温朝向设定点温度驱使，那么控制器401打开通风口以使空气进入房间。相反，如果室温高于或低于设定点温度，并且管道中的空气温度将不趋向于将室温朝向设定点温度驱使，那么控制器401就关闭通风口。
0045在一个实施例中，控制器401被配置成提供设定点温度周围的一些滞后度(经常称为温度调节器死区(deadband))，从而避免由通风口的过度打开和关闭造成的电能浪费。
0046在一个实施例中，控制器401开启风扇402以从管道抽出额外空气。在一个实施例中，当室温与设定点温度相对较远时，风扇402被用于加快室温朝向设定点温度的移动。在一个实施例中，当室温响应打开的通风口，变化相对较慢时，使用风扇402。在一个实施例中，当室温远离设定点并且通风口被完全打开时，使用风扇402。控制器401不会开启或开动风扇402，除非电源404、405的可用功率是充足的。在一个实施例中，控制器401在开启风扇402之前测量电源404、405的功率级，并当风扇开动时周期地(或连续地)测量所述电平。
0047在一个实施例中，控制器401也不会开启风扇402，除非其检测到管道中存在气流(表示HVAC空气处理机风扇正将空气吹入管道)。在一个实施例中，传感器407包括气流传感器。在一个实施例中，控制器401通过测量(或读出)由风扇402响应从管道流经风扇的空气而旋转产生的电压，并使风扇充当发电机，从而将风扇用作气流传感器。在一个实施例中，控制器401周期地停止风扇并检查来自管道的气流。
0048在一个实施例中，传感器406包括压力传感器，所述压力传感器被配置成测量管道中的气压。在一个实施例中，传感器406包括差压传感器，所述差压传感器被配置成测量管道中的空气和ECRV外的空气(例如，房间中的空气)之间的压差。管道中过大的气压指示，可能关闭了太多通风口(从而在管道中产生过多的后压力并减少通过HVAC系统的气流)。在一个实施例中，当检测到过大压力时，控制器401打开通风口。
0049控制器401通过关闭ECRV400中正闲置的元件，以节约电能。控制器401监控电源404、405的可用电能。当可用电能下降低于一低电能阈值时，控制器将致动器409调整到开启位置，使用显示器403激活可视指示器，并进入低电能模式。在低电能模式中，控制器401监控电源404、405，但是控制器并不提供分区控制功能(例如，控制器不会关闭致动器409)。当控制器检测到已充足电(例如，通过对电源404、405的一个或多个进行再充电)时，控制器401然后重新开始正常操作。
0050图5是具有遥控器接口501的自包含ECRV500的方框图。ECRV500包括电源404、405、控制器401、风扇402、显示器403、温度传感器406、416、传感器407和用户输入装置408。遥控器接口501被提供给控制器401，从而允许控制器401与遥控器502进行通信。控制器502使用无线通信(例如，红外通信、超声波通信和/或射频通信)将无线信号发送至遥控器接口501。
0051在一个实施例中，通信是单向的，从遥控器502到控制器401。遥控器502可用于设置温度设定点，以指示控制器401打开或关闭通风口(部分地或完全地)，和/或开启风扇。在一个实施例中，遥控器502和控制器401之间的通信是双向通信。双向通信允许控制器401发送显示在遥控器502上的信息，例如，举例而言，当前室温、电源404、405的电能状态、特征信息等等。
0052结合图4所描述的ECRV400，和结合图5所描述的ECRV500被配置成与自包含装置一样在相对独立的模式下操作。如果两个ECRV400、500被放置于相同的房间或分区，ECRV400、500将没必要一致地操作。图6是局部控制的分区式供暖和冷却系统600的方框图，在此分区温度调节器601监控分区608的温度。ECRV602、603被配置成与分区温度调节器601进行通信。例如，结合图10显示ECRV620-603的一个实施例。在一个实施例中，分区温度调节器601发送控制命令至ECRV602-603，以使ECRV602-603打开或关闭。在一个实施例中，分区温度调节器601发送温度信息至ECRV602-603，并且ECRV602-603基于来源于分区温度调节器601的温度信息确定是否打开或关闭。在一个实施例中，分区温度调节器601发送有关当前分区温度和设定点温度的信息至ECRV602-603。
0053在一个实施例中，ECRV602与ECRV603进行通信，以便提高系统600中通信的健壮性。因此，例如，如果ECRV602不能与分区温度调节器601进行通信而能与ECRV603进行通信，那么ECRV603可以充当ECRV602和分区温度调节器601之间的路由器。在一个实施例中，ECRV602和ECRV603通信以仲裁打开和关闭它们各自的通风口。
0054图6中所示的系统600提供了分区608的局部控制。通过复制系统600可控制许多独立的分区。图7A是中央控制的分区式供暖和冷却系统的方框图，在此，中央控制系统710与一个或多个分区温度调节器707 708和一个或多个ECRV702-705进行通信。在系统700中，分区温度调节器707测量分区711的温度，并且ECRV702、703调节送至分区711的空气。分区温度调节器708测量分区712的温度，并且ECRV704、705调节送至分区711的空气。中央温度调节器720控制HVAC系统720。
0055图7B是中央控制的分区式供暖和冷却系统750的方框图，所述系统类似于图7A中所示的系统700。在图7B中，中央系统710与分区温度调节器707、708进行通信，分区温度调节器707与ECRV702、703进行通信，分区温度调节器708与ECRV704、705进行通信，并且中央系统710与ECRV706、707进行通信。在系统750中，ECRV702-705位于与各个分区温度调节器707、708相关联的分区中，所述分区温度调节器707、708控制各个ECRV702-705。ECRV706、707不与任何特定分区温度调节器关联，并由中央系统710直接控制。本领域普通技术人员中的一个将会认可，图7B中所示的通信拓朴还可与图8和9中所示的系统结合使用。
0056中央系统710控制并协调分区711和712的操作，但是系统710并不控制HVAC系统721。在一个实施例中，中央系统710操作独立于温度调节器720。在一个实施例中，温度调节器720被提供给中央系统710，以便中央系统710知道何时温度调节器要求供暖、冷却或风扇。
0057中央系统710协调并优先考虑ECRV702-705的操作。在一个实施例中，住宅居住者基于分区是否被占用，一天中的时间，一年中的时间等，来为分区711、712提供了优先级调度表。因此，例如，如果分区711与卧室对应，而分区712与起居室对应，那么可在白天给予分区711相对较低的优先级而在夜间给予其相对较高的优先级。如第二个例子，如果分区711与一楼对应，分区712与二楼对应，那么可在夏季给予分区712较高优先级(因为上面的楼层趋向于较难冷却)并在冬季给予其较低优先级(因为下面的楼层趋向于较难供暖)。在一个实施例中，居住者可在各种分区之间指定加权的优先级。
0058当中央HVAC系统减少通过由HVAC系统的气流时，一次关闭太多通风口对其来说常常是个问题，并因此降低效率。中央系统710可以协调多少个通风口被关闭(或部分地关闭)并因此，确保打开足够的通风口以维持通过系统的适当的气流。中央系统710还可以管理通过住宅的气流以使上面的楼层收到相对更多的冷却空气并且下面的楼层收到相对更多的供暖空气。
0059图8是中央控制的分区式供暖和冷却系统800的方框图。系统800类似于系统700，并包括分区温度调节器707、708以分别监控分区711、712以及ECRV702-705。分区温度调节器707、708和/或ECRV702-705与中央控制器810进行通信。在系统800中，温度调节器720被提供给中央系统810，并且中央系统810直接控制HVAC系统721。
0060控制器810提供与控制器710类似的功能。然而，因为控制器810还控制HVAC系统721的操作，所以控制器810能够更好地按照需要要求供暖和冷却，从而将分区711、712维持在所需温度。如果住宅的全部的，或基本上全部由分区温度调节器和ECRV服务，那么中央温度调节器720可被除去。
0061在一些情况下，依赖房屋中的回流空气通道，控制器810可开启HVAC风扇(不用供暖或冷却)以将来自太热的分区的空气运送至太冷的分区(反之亦然)而不用要求供暖或冷却。控制器810还可以通过按照需要要求供暖和冷却，以及将适当量的供暖和冷却供给适当的分区，以提供HVAC系统的有效利用。如果HVAC系统721提供多种操作模式(例如，高速、低速等)，那么控制器810可按提供所需的供暖或冷却量的最有效的模式来操作HVAC系统721。
0062图9是效率监控中央控制的分区式供暖和冷却系统900的方框图。系统900类似于系统800。在系统900中，控制器810由效率监控控制器910取代，所述效率监控控制器910被配置成从HVAC系统721接收传感器数据(例如，系统操作温度等)，从而监控HVAC系统721的效率。
0063图10是与图6-9中所示系统结合使用的ECRV1000的方框图。ECRV1000包括电源404、405、控制器401、风扇402、显示器403以及，可选的温度传感器416和传感器407，以及用户输入装置408。通信系统1081被提供给控制器401。遥控器接口501被提供给控制器401，以允许控制器401与遥控器502进行通信。控制器502使用无线通信(例如，举例而言，红外通信、超声波通信和/或射频通信)来发送无线信号至遥控器接口501。
0064通信系统1081被配置成与分区温度计进行通信，并选择性地与中央控制器710、810、910进行通信。在一个实施例中，通信系统1081被配置成使用无线通信(例如，举例而言，红外通信、射频通信或超声波通信)进行通信。
0065图11是与图6-9中所示系统结合使用的基本的分区温度调节器1100的方框图。在分区温度调节器1100中，温度传感器1102被提供给控制器1101。用户输入控制1103还被提供给控制器1101以允许用户指定设定点温度。视频显示器1110被提供给控制器1101。控制器1101使用视频显示器1110来显示当前温度、设定点温度、电能状态等。通信系统1181还被提供给控制器1101。电源404以及，可选的405被提供以向控制器1100、控制器1101、传感器1103、通信系统1181和视频显示器1110供电。
0066在使用中央控制器710、810、910的系统中，分区温度调节器1100与ECRV1000进行通信所用的通信方法不需要和分区温度调节器1100与中央控制器710、810、910进行通信所用的方法相同。因此，在一个实施例中，通信系统1181被配置成提供一种与中央控制器进行通信的通信类型(例如，红外线、射频、超声波)，以及另一种与ECRV1000进行通信的不同通信类型。
0067在一个实施例中，分区温度调节器是由电池供电的。在一个实施例中，分区温度调节器被配置成标准照明开关并接收来自照明开关电路的电能。
0068图12是与图6-9中所示系统结合使用的具有遥控器的分区温度调节器1200的方框图。温度调节器1200类似于温度调节器1100并包括，温度传感器1102、输入控制器1103、视频显示器1110、通信系统1181和电源404、405。在分区温度调节器1200中，遥控器接口501被提供给控制器1101。
0069在一个实施例中，居住者传感器1201被提供给控制器1101。居住者传感器1201，例如，举例而言，红外传感器、运动传感器、超声波传感器等检测何时分区被占用。居住者可对分区温度调节器1201进行编程，从而当分区被占用时和当分区为空时，使分区达到不同温度。在一个实施例中，居住者可对分区温度调节器1201进行编程，从而依赖一天中的时间，一年中的时间，房间类型(例如卧室、厨房等)和/或房间是否被占用或为空，来使分区达到不同温度。在一个实施例中，一组分区被合并成一合成区(例如，一组分区比如整个房屋、整个楼层、整个边房等)，并且中央系统710、810、910根据合成区是否是为空或被占用来改变各个分区的温度设定点。
0070图13显示中央监控站控制台1300的一个实施例，所述中央监控站控制台1300用于访问分别由位于图7、8、9中的块710、810、910代表的功能。站1300包括显示器1301和小键盘1302。居住者可以使用中央系统1300和/或分区温度调节器来指定分区温度设置、优先级和温度调节器死区。在一个实施例中，控制台1300被实现为硬件装置。在一个实施例中，控制台1300以软件形式实现为例如个人计算机上的计算机显示器。在一个实施例中，块710、810、910的分区控制功能由在控制系统处理器上运行的计算机程序提供，并且控制系统处理器与个人计算机接口以在个人计算机上提供控制台1300。在一个实施例中，块710、810、910的分区控制功能由运行在提供给硬件控制台1300的控制系统处理器上的计算机程序提供。在一个实施例中，居住者可使用Ihternet(国际互联网络)、电话、蜂窝式电话、寻呼机等等以远程访问中央系统，从而控制一个或多个分区的温度、优先级等。
0071图14是显示用于ECRV或分区温度调节器的指令循环过程1400的一个实施例的流程图。过程1400从上电块1401开始。在上电之后，该过程进行到初始化块1402。在初始化之后，该过程前进到“监听”块1403，在此ECRV或分区温度调节器监听一个或多个指令。如果判定块1404确定已接收到一指令，那么该过程前进到“执行指令”块1405，否则该过程返回到监听块1403。
0072对于ECRV，指令可包括打开通风口、关闭通风口，将通风口打开至指定的部分地-打开位置，报告传感器数据(例如，气流、温度等)，报告状态(例如，电池状态，通风口位置等)，等等。对于分区温度调节器，指令可包括报告温度传感器数据，报告温度变化梯度，报告设定点，报告状态等。在中央系统与ECRV通过分区温度调节器进行通信的系统中，指令还可以包括报告ECRV的数目，报告ECRV数据(例如，温度、气流等等)，报告ECRV通风口位置，改变ECRV通风口位置等。
0073在一个实施例中，监听块1403消耗相对较少的电能，从而允许ECRV或分区温度调节器停留在与监听块1403和用于延长的时间段的条件分支1404对应的循环中。
0074虽然可执行监听块1403以使用相对较少的电能，但可执行休眠块以使用更少的电能。图15是显示用于ECRV或分区温度调节器的指令和传感器数据循环过程1500的一个实施例的流程图。过程1500从上电块1501开始。在上电之后，该过程进行到初始化块1502。在初始化之后，该过程前进到“休眠”块1503，在此ECRV或分区温度调节器休眠一指定时间段。当休眠时间段终止时，该过程前进到唤醒块1504并然后前进至判定块1505。在判定块1505中，如果探测到故障，那么就执行发送故障块1506。该过程然后前进到传感器块1507，在此获取传感器读数。在获取传感器读数之后，该过程前进到监听指令块1508。如果已接收到一指令，那么该过程前进到“执行指令”块1510；否则，该过程返回到休眠块1503。
0075图16是显示用于ECRV或分区温度调节器的指令和传感器数据报告循环过程1600的一个实施例的流程图。过程1600从上电块1601开始。在上电之后，该过程进行到初始化块1602。在初始化之后，该过程前进到检查故障块1603。如果探测到故障，那么判定块1604就将该过程推进到发送故障块1605；否则，该过程前进到传感器块1606，在此获取传感器读数。来自一个或多个传感器的数据值被评估，并且如果传感器数据超出一特定范围，或如果超时时间段发生，那么该过程前进到发送数据块1608；否则，该过程前进到休眠块1609。在发送故障块1605或发送传感器数据块1608中发送之后，该过程前进到监听块1610，在此ECRV或分区温度调节器监听指令。如果接收到一指令，那么判定块就将该过程推进到执行指令块1612；否则，该过程前进到休眠块1609。在执行执行指令块1612之后，该过程发送“指令完成消息”并返回到监听块1610。
0076图14-16中所示的过程流显示了装置之间不同程度的相互作用和ECRV和/或分区温度调节器中不同程度的电能保存。本领域的一个普通技术人员将会认可，ECRV和分区温度调节器被配置成接收传感器数据和用户输入，将传感器数据和用户输入报告给分区控制系统中的其它装置，并响应来自分区控制系统中其它装置的指令。因此图14-16中所示的过程流是出于说明的目的，而非为了限制。使用在此所公开的，其它数据报告和指令过程循环对本领域普通技术人员来说将会是显而易见的。
0077在一个实施例中，ECRV和/或分区温度调节器在传感器读数之间“休眠”。在一个实施例中，中央系统710发送“唤醒”信号。当ECRV或分区温度调节器收到唤醒信号时，它获取一个或多个传感器读数，将其编码为数字信号，并将传感器数据和标识码一起发送。
0078在一个实施例中，ECRV是双向的并被配置成接收来自中央系统的指令。因此，例如，中央系统可以指示ECRV执行附加测量；转到备用模式；唤醒；报告电池状态；改变唤醒间隔；运行自诊断和报告结果；等等。
0079在一个实施例中，ECRV提供两种唤醒模式，用于获取测量结果(如果认为需要，并报告这样的测量结果)的第一唤醒模式，以及用于监听来自中央系统的命令的第二唤醒模式。两种唤醒模式，或它们的组合，可发生在不同的间隔。
0080在一个实施例中，ECRV使用扩展频谱技术来与分区温度调节器和/或中央系统进行通信。在一个实施例中，ECRV使用跳频扩展频谱。在一个实施例中，ECRV具有标识码(ID)，并且ECRV将其ID附在输出通信分组上。在一个实施例中，当接收无线数据时，每一ECRV均忽略发给其它ECRV的数据。
0081在一个实施例中，ECRV提供双向通信，并且其被配置成接收来自中央系统的数据和/或指令。因此，例如，中央系统可以指示ECRV去执行附加测量，转到备用模式，唤醒，报告电池状态，改变唤醒间隔，运行自诊断以及报告结果等。在一个实施例中，ECRV定期地报告其总体健康情况和状态(例如，自诊断的结果、电池健康情况等)。
0082在一个实施例中，ECRV使用扩展频谱技术来与中央系统进行通信。在一个实施例中，ECRV使用跳频扩展频谱。在一个实施例中，ECRV具有地址或标识(ID)码，所述地址或标识码可将一ECRV与其它ECRV区别出来。ECRV将它的ID附在输出通信分组上以使从该ECRV的传输可被中央系统识别。中央系统将ECRV的ID附在被传输到该ECRV的数据和/或指令上。在一个实施例中，ECRV忽略发给其它ECRV的数据和/或指令。
0083在一个实施例中，ECRV、分区温度调节器、中央系统等在900MHz(兆赫兹)频带上进行通信。该频带提供通过通常存在于建筑结构中或周围的墙壁和其它障碍物的相对良好的传输。在一个实施例中，ECRV和分区温度调节器在900MHz频带之上和/或之下的频带上与中央系统进行通信。在一个实施例中，ECRV和分区温度调节器在一射频信道上进行传输之前或在开始传输之前，监听该射频信道。如果该信道正在被使用，(例如，被另一个装置比如另一个中央系统、无绳电话等等使用)，那么ECRV和/或分区温度调节器改为不同的信道。在一个实施例中，传感器、中央系统通过监听干扰的射频信道并使用一种算法来协调跳频，从而选择可避免干扰的下一个传输信道。在一个实施例中，ECRV和/或分区温度调节器发送数据直到它收到来自中央系统的消息已被接收的应答。
0084跳频无线系统提供避免其它干扰信号以及避免冲突的优势。而且，对于不在一个频率上连续地进行发送的系统具有可调整的优势。信道跳跃发射机在连续传输一段时间之后，或当遇到干扰时改变频率。这些系统可具有较高的发射功率，而且对带内尖峰(spurs)限制宽松。
0085在一个实施例中，控制器401在有规律的周期间隔上读取传感器406、407、416的读数。在一个实施例中，控制器401在随机间隔上读取传感器406、407、416的读数。在一个实施例中，控制器401响应来自中央系统的唤醒信号而读取传感器406、407、416的读数。在一个实施例中，控制器401在传感器读数之间休眠。
0086在一个实施例中，ECRV发送传感器数据直到收到信号交换类型的应答。因此，如果在传输之后(例如，在指令块1510、1405、1612和/或发送块1605、1608之后)没有接收到指令或应答，那么ECRV不会休眠而是重发它的数据并等待应答。ECRV持续发送数据并等待应答直到收到应答。在一个实施例中，ECRV接受来自分区温度计的应答，并且然后变成由分区温度计负责保证数据发送至中央系统。ECRV和分区温度计的双向通信能力提供给中央系统，控制ECRV和/或分区温度计的操作的能力，并提供ECRV、分区温度计和中央系统之间的健壮的信号交换类型的通信的能力。
0087在图6中所示的系统600的一个实施例中，ECRV602、603发送管道温度数据至分区温度调节器601。分区温度调节器601将管道温度与室温和设定点温度进行比较，并确定ECRV602、603是否应该被打开或关闭。分区温度调节器601然后发送命令至ECRV602、603以打开或关闭通风口。在一个实施例中，分区温度调节器601在视频显示器1110上显示通风口位置。
0088在图6中所示的系统600的一个实施例中，分区温度调节器601发送设定点信息和当前室温信息至ECRV602、603。ECRV602、603将管道温度与室温和设定点温度进行比较，并确定是否打开或关闭该通风口。在一个实施例中，ECRV602、603发送有关通风口相对位置(例如，打开、关闭、部分地打开等)的信息至分区温度调节器601。
0089在系统700、750、800、900(集中式系统)中，分区温度调节器707、708发送室温和设定点温度信息至中央系统。在一个实施例中，分区温度调节器707、708还发送温度梯度(例如，温度上升率或下降率)信息至中央系统。在温度调节器720被提供给中央系统，或在中央系统控制HVAC系统的系统中，中央系统知道HVAC系统是否正在提供供暖或冷却；否则，中央系统使用由ECRV702-705提供的管道温度信息以确定HVAC系统是否正在供暖或冷却。在一个实施例中，ECRV发送管道温度信息至中央系统。在一个实施例中，中央系统通过发送指令至ECRV702-705的一个或多个来查询ECRV，所述ECRV702-705的一个或多个指示ECRV发送它的管道温度。
0090中央系统根据HVAC系统的可达到的供暖和冷却能力，以及根据分区的优先级和每个分区所需温度和实际温度之间的差异，来确定打开或关闭多少个ECRV702-705。在一个实施例中，居住者使用分区温度调节器707设置分区711的设定点和优先级，使用分区温度调节器708设置分区712的设定点和优先级，等等。在一个实施例中，居住者使用中央系统控制台1300设置每个分区的设定点和优先级，并使用分区温度调节器覆盖(在永久的或暂时的基础上)中央设置。在一个实施例中，中央控制台1300显示每个分区的当前温度、设定点温度、温度梯度和优先级。
0091在一个实施例中，中央系统根据分区的优先级和相对于分区设定点温度的分区温度，来将HVAC空气分配至每个分区。因此，例如，在一个实施例中，与处于或相对接近设定点温度的较低优先级的分区(一个或多个)相比，中央系统向并不处于温度设定点的相对较高优先级的分区提供相对更多的HVAC空气。在一个实施例中，中央系统避免关闭或部分地关闭太多通风口，以避免将管道中的气流减少到所要求的最小值以下。
0092在一个实施例中，中央系统监控每个分区中的温度上升率(或下降率)并发送命令以调整每个ECRV702-705被打开的量以使较高优先级分区达到所需温度而不会使较低优先级分区离它们各自的设定点温度太远。
0093在一个实施例中，中央系统使用预测模型来计算ECRV702-705中每个的通风口开口的量，以减少通风口被打开和关闭的次数并从而减少致动器409所用电能。在一个实施例中，中央系统使用神经网络来计算ECRV702-705中的每个所需的通风口开口。在一个实施例中，各种操作参数比如中央HVAC系统的负载量、房屋的体积，等等，被编程输入中央系统以用于计算通风口开口和关闭。在一个实施例中，中央系统是自适应的并被配置成学习HVAC系统的操作特性和HVAC系统的能力，从而当ECRV702-705被打开和关闭时控制各个分区的温度。在自适应学习系统中，当中央系统控制ECRV已在一段时间内达到所需温度时，中央系统学习哪个ECRV需要被打开，以及打开到什么程度，以达到每个分区所需的供暖和冷却级别。使用这样一个自适应的中央系统是很方便的，因为安装程序未被要求将HVAC操作参数编程输入中央系统。在一个实施例中，当HVAC系统操作异常时，中央系统发出警告，例如，举例而言，当一个或多个分区的温度未如所希望的那样改变(例如，因为HVAC系统未正确地操作，窗户或门被打开，等等)。
0094在一个实施例中，中央系统的适应和学习能力使用不同的适应结果(例如，不同的因子)，所述适应结果基于HVAC系统是否正在供暖或冷却，室外温度，分区的设定点温度或优先级中的改变，等等。因此，在一个实施例中，中央系统在HVAC系统冷却时使用第一组自适应因子，并在HVAC系统供暖时使用第二组自适应因子。在一个实施例中，该适应基于预测模型。在一个实施例中，该适应基于神经网络。
0095图17显示了ECRV1700，其被配置成与存在于许多商业建筑中的传统的丁字架吊顶系统结合使用。在ECRV1700中，致动器1701(作为致动器409的一个实施例)被提供给风门1702。风门1702被提供给扩散器1703，所述扩散器1703被配置成装在传统的丁字架吊顶系统上。ECRV1700可通过无线或有线通信被连接到分区温度调节器或中央系统。
0096在一个实施例中，ECRV中的传感器407包括气流和/或空气速度传感器。传感器407的数据被ECRV发送至中央系统。中央系统使用气流和/或空气速度测量结果来确定通过每个ECRV的相对空气量。因此，例如，通过使用气流/速度测量结果，与位于更靠近吹风机的ECRV(更靠近的ECRV趋向于接收更多气流)相比，中央系统可适应于较小的ECRV和位于远离HVAC吹风机的管道上的ECRV的相对较低的气流。
0097在一个实施例中，传感器407包括湿度传感器。在一个实施例中，分区温度调节器1100包括提供给控制器1101的分区湿度传感器。分区控制系统(例如，中央系统，分区温度调节器和/或ECRV)使用来自湿度传感器的湿度信息来计算分区舒适值并根据舒适值调整温度设定点。因此，例如，在一个实施例中在夏季冷却季节期间，分区控制系统在相对较高湿度的时间段期间降低分区温度设定点，并在相对较低湿度的时间段期间升高分区设定点。在一个实施例中，分区温度调节器允许居住者基于温度和湿度指定一舒适设置。在一个实施例中，分区控制系统控制HVAC系统以将湿气添加到供暖/冷却空气中或从其中移除。
0098图18显示了通风调节器通风口1800，其被配置成使用卷轴幕帘1801作为图2和3中所示的叶片的替代，从而控制气流。致动器1802(致动器409的一个实施例)被提供给幕帘1801以将幕帘1801移动穿过通风调节器，从而控制通风调节器气流打开的大小。在一个实施例中，幕帘1801由轨道1803导向并保持就位。
0099在一个实施例中，致动器1802是旋转的致动器，并且卷轴幕帘1801被环绕致动器1802卷起，并且当致动器1802旋转以展开幕帘1801时，通风调节器通风口1800是打开的并且足够坚硬以被致动器1802推入通风口开口。
0100在一个实施例中，致动器1802是旋转的致动器，并且卷轴幕帘1801被环绕致动器1802卷起，而且当致动器1802旋转以展开幕帘1801时，通风调节器通风口1800是打开的并且足够坚硬以被致动器1802推入通风口开口。在一个实施例中，致动器1802被配置成0101图19是用于控制通风调节器通风口的控制算法1900的方框图。出于解释的目的，而不是为了限制，算法1900在此被描述为运行在中央系统上。然而，一个本领域普通技术人员将会认可，算法1900可被中央系统，被分区温度调节器，被ECRV运行，或者算法1900可在中央系统、分区温度调节器和ECRV之中分配。在算法1900中，在算法1900的块1901中，一个或多个分区温度调节器的设定点温度被提供给计算块1902。计算块1902根据如上所述分区温度，分区优先级，可用的供暖和冷却空气，上述的通风调节器通风口设置等等，来计算通风调节器通风口设置(例如，将每个通风调节器通风口打开或关闭到什么程度)。在一个实施例中，块1902使用如上所述的预测模型。在一个实施例中，块1902独立地为每个分区计算通风调节器通风口设置(例如，不考虑分区之间的相互作用)。在一个实施例中，块1902以耦联分区的方式为每个分区计算通风调节器通风口设置，所述方式包括分区之间的相互作用。在一个实施例中，计算块1902通过考虑当前通风口开口来计算新的通风口开口，并以一种方式配置以最小化打开和关闭通风调节器通风口所消耗的电能。
0102块1902的通风调节器通风口设置被提供给块1903中的每个通风调节器通风口致动器，在此通风调节器通风口被移到所需要的新的开口位置(并且选择性地，风扇402中一个或多个被开启以从所需的管道抽出额外空气)。在块1903中设置新的通风口开口之后，该过程前进到块1904，在此从分区温度调节器获得新的分区温度(新的分区温度对在块1903中完成的新的通风调节器通风口设置起反应)。新的分区温度被提供给块1902的适应输入，以用于适应块1902使用的预测模型。新的分区温度还提供给块1902的温度输入以用于计算新的通风调节器通风口设置。
0103如上所述，在一个实施例中，计算块1902中所用的算法被配置成基于当前温度、可用的供暖和冷却、通过每个ECRV的可用的空气量等预测使每个分区达到所需温度所需的ECRV开口。计算块使用预测模型以试图计算相对较长时间段所需的ECRV开口，以便降低由打开和关闭通风调节器通风口造成的不必要的电能消耗。在一个实施例中，ECRV由电池供电，因此减少通风调节器通风口的运动延长电池寿命。在一个实施例中，块1902使用预测模型，所述预测模型学习HVAC系统和各个分区的特征，因此模型预测趋向于随时间而改善。
0104在一个实施例中，分区温度调节器定期地将分区温度报告给中央系统和/或ECRV。在一个实施例中，在分区温度发生了由阈值所指定的指定量的改变之后，分区温度调节器将分区温度报告给中央系统和/或ECRV。在一个实施例中，分区温度调节器响应来自中央系统或ECRV的请求指令，将分区温度报告给中央系统和/或ECRV。
0105在一个实施例中，每当居住者使用用户控制器1102改变设定点温度或分区优先值时，分区温度调节器就将设定点温度和分区优先值报告给中央系统或ECRV。在一个实施例中，分区温度调节器响应来自中央系统或ECRV的请求指令，将设定点温度和分区优先值报告给中央系统和/或ECRV。
0106在一个实施例中，居住者可选择计算块1902所使用的温度调节器死区值(例如，滞后值)。相对较大的死区值以分区中较大的温度变化为代价，减少了通风调节器通风口的运动。
0107在一个实施例中，ECRV定期地将传感器数据(例如，管道温度、气流、空气速度、电能状态、致动器位置等等)报告给中央系统和/或分区温度调节器。在一个实施例中，每当传感器数据的阈值测试失败(例如，超过阈值，低于阈值，落在阈值范围内，超出阈值范围，等等)，ECRV就将传感器数据报告给中央系统和/或分区温度调节器。在一个实施例中，ECRV响应来自中央系统或分区温度调节器的请求指令，而将传感器数据报告给中央系统和/或分区温度调节器。
0108在一个实施例中，在图7-9中所示的中央系统以分布式方式在分区温度调节器1100和/或ECRV中实现。在分布式系统中，中央系统不一定以独立的装置存在，而是中央系统的功能可被分布在分区温度调节器1100和/或ECRV中。因此，在分布式系统中，图7-9代表系统的概念/计算模型。例如，在分布式系统中，每个分区温度调节器100知道它的分区优先级，并且分布式系统中的分区温度调节器1100实现在分区之间分配可用的供暖/冷却空气。在分布式系统的一个实施例中，分区温度调节器中的一个承担主温度调节器的角色，所述主温度调节器收集来自其它分区温度调节器的数据并执行计算块1902。在分布式系统的一个实施例中，分区温度调节器以对等的形式工作，并且计算块1902以分布式方式在多个分区温度调节器和/或ECRV上执行。
0109在一个实施例中，风扇402可被用作发电机以对ECRV中的电源404的再充电供电。然而，以这种方式使用风扇402限制了通过ECRV的气流。在一个实施例中，当使用风扇对再充电电源404供电时，控制器401计算ECRV的通风口开口以产生所需的通过该ECRV的空气量，(因此，在这样的情况下)控制器将打开比必需更多的叶片以补偿发电机风扇402的空气阻力。在一个实施例中，为了在ECRV节省电能，控制器401可将风扇用作发电机，而不是增加叶片开口。控制器401可将风扇402产生的电能引导至电源404、405的一个或两个中，或者控制器401可将来自风扇的多余的电能排放至电阻负载。在一个实施例中，控制器401做出关于通风口开口与风扇使用关系的决定。在一个实施例中，中央系统指示控制器401何时使用通风口开口以及何时使用风扇。在一个实施例中，控制器401和中央系统协商通风口开口对风扇的使用。
0110在一个实施例中，ECRV将其电能状态报告给中央系统或分区温度调节器。在一个实施例中，当确定新的ECRV开口时，中央系统或分区温度调节器将该电能状态考虑进去。因此，例如，如果第一和第二ECRV服务一个分区并且中央系统知道第一ECRV是低电能的，则中央系统将使用第二ECRV来调节空气进入该分区。如果第一ECRV能够使用风扇402或其它基于气流的发电机来产生电能，那么中央系统将指示第二ECRV达到相对关闭的位置，并且当引导空气进入该分区时引导相对更多气流通过第一ECRV。
0111对本领域技术人员来说将会很明显的是，本发明不局限于上文所说明的实施例的细节，并且本发明可用其它具体形式实施而不会离开它的精神或本质属性；此外，可做各种省略、置换和改变而不离开本发明的精神。例如，虽然具体的实施例是就900MHz频带而言描述的，本领域普通技术人员将会认可，超过和低于900MHz的频带也可被使用。无线系统可被配置成在一个或多个频带上工作，例如，举例而言，高频段、甚高频段、超高频段、微波段、毫米波段，等等。本领域普通技术人员中的一个将会进一步认可，除扩频通信以外的技术也可被使用和/或可代替扩频通信使用。调制不局限于任何特定调制法，因此所使用的调制方案可以是，例如，调频、调相、调幅及其组合，等等。如上所述无线通信系统中一个或多个可由有线通信代替。如上所述的无线通信系统中一个或多个可由电力线网络通信代替。因此，上文对实施例的描述，在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的，本发明的范围由权利要求和它们的等同物限定。
权利要求
1.一种用于分区式温度控制的系统，包括第一分区温度调节器，其用于测量第一分区的温度；第二分区温度调节器，其用于测量第二分区的温度；第一ECRV，其被配置成将空气从管道排入所述第一分区；第二ECRV，其被配置成将空气从所述管道排入所述第二分区；以及中央系统；所述中央系统被配置成从所述第一分区温度调节器获得第一设定点温度和第一当前分区温度，从所述第二分区温度调节器获得第二设定点温度和第二当前分区温度，并根据所述第一和第二当前分区温度，所述第一和第二设定点温度，来自所述管道的可用的空气量，所述管道中的空气温度，和所述第一分区相对于所述第二分区的优先级来计算所述第一ECRV的第一通风口开口量和所述第二ECRV的第二通风口开口量。
2.根据权利要求1所述的系统，所述第一ECRV包括气流传感器。
3.根据权利要求1所述的系统，所述第一ECRV包括差压传感器。
4.根据权利要求1所述的系统，所述第一ECRV包括空气速度传感器。
5.根据权利要求1所述的系统，所述第一ECRV包括辅助电源。
6.根据权利要求1所述的系统，所述第一ECRV包括湿度传感器。
7.根据权利要求1所述的系统，所述第一ECRV包括风扇。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一ECRV被配置成根据阈值测试将传感器数据发送至所述中央系统。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述阀值测试包括高阈值级。
10.根据权利要求8所述的系统，其中所述阀值测试包括低阀值级。
11.根据权利要求8所述的系统，其中所述阀值测试包括内部阈值范围。
12.根据权利要求8所述的系统，其中所述阀值测试包括外部阈值范围。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一ECRV被配置成从所述中央系统接收指令以改变状态报告间隔。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一ECRV被配置成从所述中央系统接收指令以改变传感器数据报告间隔。
15.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一分区温度调节器被配置成将温度梯度报告给所述中央系统。
16.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一ECRV包括机械致动器被配置成改变幕帘的开口。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述致动器被提供以改变一个或多个叶片的角度。
18.根据权利要求16所述的系统，其中所述致动器被提供以改变幕帘的开口。
19.根据权利要求16所述的系统，其中所述致动器被配置成改变一个或多个换向器的方向。
20.根据权利要求1所述的系统，其中所述中央系统使用无线通信与所述第一和第二分区温度调节器进行通信。
21.根据权利要求1所述的系统，其中所述中央系统使用无线通信与所述第一和第二分区温度调节器和所述第一和第二ECRV进行通信。
22.根据权利要求21所述的系统，其中所述无线通信包括射频通信。
23.根据权利要求21所述的系统，其中所述无线通信包括跳频。
24.根据权利要求21所述的系统，其中所述无线通信包括900兆赫兹频带。
25.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一ECRV包括可视指示器以显示低电能状况。
26.根据权利要求1所述的系统，其中所述中央系统使用预测模型计算所述第一通风口开口量和所述第二通风口开口量。
27.根据权利要求26所述的系统，其中所述预测模型被配置成通过所述第一ECRV和所述第二ECRV减少电能消耗。
28.根据权利要求26所述的系统，其中所述预测模型被配置成减少所述第一ECRV中第一致动器的运动。
29.根据权利要求26所述的系统，其中所述预测模型包括神经网络。
30.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一ECRV包括风扇，以及其中所述第一ECRV响应来自所述中央控制器的指令而向所述风扇供电。
31.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一ECRV包括风扇，以及其中所述第一ECRV被配置成将所述风扇用作发电机。
32.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一分区温度调节器被配置，以响应来自所述中央系统的一个或多个指令而将数据报告给所述中央系统。
33.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一分区温度调节器被配置成定期地将数据报告给所述中央系统。
34.一种用于提供分区式供暖和冷却的电子控制的通风调节器通风口，包括控制器；机械致动器，其被提供给所述控制器；无线通信系统，其被提供给所述控制器；温度传感器，其被提供给所述控制器，所述温度传感器被配置成测量管道内的空气温度；以及电源，其被提供给所述控制器，所述控制器被配置成响应从分区温度调节器收到的无线通信而控制所述致动器，所述控制器进一步被配置成在所述电源的可用电能降至阈值以下时打开所述通风调节器通风口。
35.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，进一步包括气流传感器。
36.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，进一步包括差压传感器。
37.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，进一步地包括空气速度传感器。
38.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，进一步地包括辅助电源。
39.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，进一步包括湿度传感器。
40.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，进一步包括风扇。
41.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，其中所述控制器被配置成根据阀值测试发送传感器数据。
42.根据权利要求41所述的电子控制的通风调节器通风口，其中所述阀值测试包括高阈值级。
43.根据权利要求41所述的电子控制的通风调节器通风口，其中所述阀值测试包括低阀值级。
44.根据权利要求41所述的电子控制的通风调节器通风口，其中所述阀值测试包括内部阈值范围。
45.根据权利要求41所述的电子控制的通风调节器通风口，其中所述阀值测试包括外部阈值范围。
46.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，其中控制器被配置成接收指令以改变状态报告间隔。
47.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，其中控制器被配置成接收指令以改变传感器数据报告间隔。
48.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，其中所述分区温度调节器被配置以监控一个或多个电子控制的通风调节器通风口的状态。
49.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，其中所述致动器被配置成改变一个或多个叶片的角度。
50.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，其中所述致动器被配置成改变幕帘的开口。
51.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，其中所述致动器被配置成改变一个或多个换向器的方向。
52.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，其中所述致动器被配置成将位置反馈提供给所述控制器。
53.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，其中所述无线通信系统使用红外辐射进行通信。
54.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，其中所述无线通信系统使用超声辐射进行通信。
55.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，其中所述无线通信系统使用射频通信进行通信。
56.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，其中所述无线通信系统使用跳频进行通信。
57.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，其中所述无线通信系统使用900兆赫兹频带进行通信。
58.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，进一步地包括可视指示器以在所述电源低时显示低电能状况。
59.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，所述控制器被配置成使用预测模型计算用于所述致动器的控制程序。
60.根据权利要求59所述的电子控制的通风调节器通风口，所述控制程序被配置成通过所述致动器减少电能消耗。
61.根据权利要求59所述的电子控制的通风调节器通风口，所述控制程序被配置成减少所述致动器的运动。
62.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，所述分区温度调节器被配置成使用预测模型计算用于所述致动器的控制程序。
63.根据权利要求62所述的电子控制的通风调节器通风口，所述控制程序被配置成通过所述致动器减少电能消耗。
64.根据权利要求62所述的电子控制的通风调节器通风口，所述控制程序被配置成减少所述致动器的运动。
65.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，控制器被配置成将传感器数据发送至所述分区温度调节器。
66.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，所述分区温度调节器被配置成将设定点数据发送至所述控制器。
67.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，所述分区温度调节器被配置成将当前室温数据发送至所述控制器。
68.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，所述分区温度调节器被配置成将室温剃度数据发送至所述控制器。
69.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，进一步地包括遥控器接口。
70.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，所述分区控制温度调节器进一步包括居住者传感器。
71.根据权利要求34所述的电子控制的通风调节器通风口，其中所述分区控制温度调节器被结合到所述电子控制的通风调节器通风口。
72.一种分区温度调节器，包括控制器；温度传感器，其被提供给所述控制器，所述温度传感器被配置成测量第一分区中的空气温度；显示器；至少一个用户输入装置；以及通信系统，其被提供给所述控制器；所述控制器被配置成响应来自所述中央系统的第一查询而将温度读数传达至中央系统，所述至少一个用户输入装置被配置成允许用户指定分区设定点温度和分区优先级，所述控制器被配置成响应来自所述中央系统的第二查询而将所述分区设定点温度和所述分区优先级传达至所述中央系统。
73.根据权利要求72所述的分区温度调节器，所述控制器进一步被配置成对所述中央系统和一个或多个电子控制的通风调节器通风口之间的通信进行中继，所述一个或多个电子控制的通风调节器通风口被配置成将空气提供给所述第一分区。
74.根据权利要求72所述的分区温度调节器，其中所述控制器被配置成根据阀值测试发送传感器数据。
75.根据权利要求72所述的分区温度调节器，其中所述阀值测试包括高阈值级。
76.根据权利要求72所述的分区温度调节器，其中所述阀值测试包括低阀值级。
77.根据权利要求72所述的分区温度调节器，其中所述阀值测试包括内部阈值范围。
78.根据权利要求72所述的分区温度调节器，其中所述阀值测试包括外部阈值范围。
79.根据权利要求72所述的分区温度调节器，其中控制器被配置成接收指令以改变状态报告间隔。
80.根据权利要求72所述的分区温度调节器，其中控制器被配置成接收指令以改变传感器数据报告间隔。
81.根据权利要求72所述的分区温度调节器，其中所述分区温度调节器被配置以监控一个或多个电子控制的通风调节器通风口的状态。
82.根据权利要求72所述的分区温度调节器，其中所述无线通信系统包括无线通信系统。
83.根据权利要求82所述的分区温度调节器，其中所述无线通信系统传达包括红外通信系统。
84.根据权利要求82所述的分区温度调节器，其中所述无线通信系统传达包括超声波通信系统。
85.根据权利要求82所述的分区温度调节器，其中所述无线通信包括射频通信系统。
86.根据权利要求72所述的分区温度调节器，其中所述通信系统包括跳频系统。
87.根据权利要求72所述的分区温度调节器，其中所述无线通信系统使用900兆赫兹频带进行通信。
88.根据权利要求72所述的分区温度调节器，进一步包括可视指示器以指示低电能状况。
89.根据权利要求72所述的分区温度调节器，所述控制器被配置成使用预测模型计算用于电子控制的通风调节器通风口的控制程序。
90.根据权利要求89所述的分区温度调节器，所述控制程序被配置成通过所述电子控制的通风调节器通风口减少电能消耗。
91.根据权利要求89所述的分区温度调节器，所述控制程序被配置成减少所述电子控制的通风调节器通风口中至少一个致动器的运动。
92.根据权利要求89所述的电子控制的通风调节器通风口，所述分区温度调节器被配置成使用预测模型计算用于所述电子控制的通风调节器通风口的控制程序。
93.根据权利要求72所述的分区温度调节器，所述控制器被配置成将数据传送至电子控制的通风调节器通风口。
94.根据权利要求72所述的分区温度调节器，所述分区温度调节器被配置成将设定点数据发送至所述控制器。
95.根据权利要求72所述的分区温度调节器，所述分区温度调节器被配置成将湿度数据发送至所述控制器。
96.根据权利要求72所述的分区温度调节器，所述分区温度调节器被配置成将分区温度梯度数据发送至所述控制器。
97.根据权利要求72所述的分区温度调节器，进一步包括遥控器接口。
98.根据权利要求72所述的分区温度调节器，所述分区温度调节器进一步包括居住者传感器。
99.根据权利要求72所述的分区温度调节器，所述分区温度调节器进一步包括照明开关，所述分区温度调节器和所述照明开关被配置成安装在标准电子壁式开关外壳中。
100.一种分区温度调节器，包括控制器；温度传感器，其被提供给所述控制器，所述温度传感器被配置成测量第一分区中的空气温度；显示器；至少一个用户输入装置；以及通信系统，其被提供给所述控制器；所述控制器被配置成响应来自所述分区控制系统的第一查询而将温度读数传达至分区控制系统，所述至少一个用户输入装置被配置成允许用户指定分区设定点温度和分区优先级，所述控制器被配置成响应来自所述分区控制系统的第二查询而将所述分区设定点温度和所述分区优先级传达至所述分区控制系统。
101.根据权利要求100所述的分区温度调节器，其中所述分区控制系统包括中央系统。
102.根据权利要求100所述的分区温度调节器，所述其中所述分区控制系统包括分布式系统。
103.根据权利要求100所述的分区温度调节器，所述其中所述分区控制系统包括分区温度调节器的分布式系统。
104.根据权利要求100所述的分区温度调节器，所述其中所述分区控制系统包括分区温度调节器和电子控制的通风调节器通风口的分布式系统。
105.根据权利要求100所述的分区温度调节器，其中控制器被配置成接收指令以改变状态报告间隔。
106.根据权利要求100所述的分区温度调节器，其中控制器被配置成接收指令以改变传感器数据报告间隔。
107.根据权利要求100所述的分区温度调节器，其中所述分区温度调节器被配置成监控一个或多个电子控制的通风调节器通风口的状态。
108.根据权利要求100所述的分区温度调节器，其中所述通信系统包括无线通信系统。
109.根据权利要求100所述的分区温度调节器，其中所述通信系统通信包括红外通信系统。
110.根据权利要求100所述的分区温度调节器，其中所述通信系统包括超声波通信系统。
111.根据权利要求100所述的分区温度调节器，其中所述通信系统包括射频通信系统。
112.根据权利要求100所述的分区温度调节器，其中所述通信系统包括跳频系统。
113.根据权利要求100所述的分区温度调节器，其中所述无线通信系统使用900兆赫兹频带进行通信。
114.根据权利要求100所述的分区温度调节器，进一步包括可视指示器以指示低电能状况。
115.根据权利要求100所述的分区温度调节器，所述控制器被配置成使用预测模型计算用于电子控制的通风调节器通风口的控制程序。
116.根据权利要求100所述的分区温度调节器，所述控制程序被配置成通过所述电子控制的通风调节器通风口减少电能消耗。
117.根据权利要求100所述的分区温度调节器，所述控制程序被配置成减少所述电子控制的通风调节器通风口中至少一个致动器的运动。
118.根据权利要求100所述的分区温度调节器，所述分区温度调节器被配置成使用预测模型计算用于所述电子控制的通风调节器通风口的控制程序。
119.根据权利要求100所述的分区温度调节器，所述控制器被配置成将数据发送至电子控制的通风调节器通风口。
120.根据权利要求100所述的分区温度调节器，所述分区温度调节器被配置成将设定点数据发送至所述控制器。
121.根据权利要求100所述的分区温度调节器，所述分区温度调节器被配置成将湿度数据发送至所述控制器。
122.根据权利要求100所述的分区温度调节器，所述分区温度调节器被配置成将分区温度梯度数据发送至所述控制器。
123.根据权利要求100所述的分区温度调节器，进一步包括遥控器接口。
124.根据权利要求100所述的分区温度调节器，所述分区温度调节器进一步包括居住者传感器。
125.根据权利要求100所述的分区温度调节器，所述分区温度调节器进一步包括照明开关，所述分区温度调节器和所述照明开关被配置成安装在标准电子壁式开关外壳中。
全文摘要
本发明公开了一种可由房主或普通杂务工很容易地安装的电子控制的通风调节器通风口(ECRV)。ECRV可用于将非分区式HVAC(供暖、通风和空调)系统转换成分区式系统。ECRV还可与传统的分区式HVAC系统结合使用以提供传统的分区式HVAC系统不提供的额外控制和额外分区。在一个实施例中，ECRV被配置成具有符合标准手动控制的通风调节器通风口的尺寸和形状因子。在一个实施例中，分区温度调节器被配置成将温度调节器信息提供至ECRV。在一个实施例中，分区温度调节器与中央监控系统进行通信，所述中央监控系统协调对分区供暖和冷却的操作。
文档编号F24F11/00GK101048624SQ200580037118
公开日2007年10月3日 申请日期2005年9月8日 优先权日2004年10月6日
发明者L·凯茨 申请人:L·凯茨