专利名称：用于加热、通风和空气调节系统的自配置控制器的制作方法
背景技术：
本申请涉及加热、通风和空气调节系统，其中的各种单元向中央控制器报告关于单元的特性。这样，向控制器提供了关于若干单元中每一个的信息，并且控制器可确定涵盖若干单元的各个特性的控制策略，并确保它们有效地协作。加热、通风和空气调节(HVAC)系统变得越来越复杂。作为一个实例，这类系统通常包括可能是炉或加热器/风扇盘管的室内单元。另外，也提供可能是空气调节器或热泵的室外单元。大多数单元包括温度调节器。更高级的系统可包括用于若干区域的分开的区域控制器、通风机、增湿器、空气净化器等。若干不同单元中的每个可具有数种可用规格(容量、气流、范围、区域范围等)。作为实例，炉通常进入几种容量范围，如空气调节器那样。在某个规格内，可能还存在几种类型，例如高效率、中等效率等。对于诸如区域控制器、通风机、增湿器、空气净化器等的其它单元中的每一个，存在若干选项。为了提供有效的系统控制，安装者必须将控制器配置成了解特定系统中安装的其它单元的特性。作为一个实例，炉的具体规格或容量可能影响通风机、增湿器等的控制。这只是交互的一个实例，本领域的技术人员会知道，单元中的每一个会具有与其它单元的若干等级的交互。安装者用于配置的方法可采取几种不同的形式。作为一个实例，安装者可能需要在中央控制器中设置开关、跳线或软件标志。通常，这种配置必须对于系统中的几种不同单元来进行。这种配置可能要求安装者在系统的所有方面经过充分的培训。适当配置中的差错可能导致低效控制，包括顾客不满意、不正常工作、低效工作、甚至设备故障。随着HVAC系统变得更为复杂并且执行更高级的功能，配置的复杂度只会增加。
发明内容
所公开的系统是自配置的，因为多个单元都配备了向中央控制器报告单元的具体特性的电子控制器。中央控制器接受若干单元中的每个的特性，并且具有它可用的基于已经报告的若干单元的组合的最佳操作策略。
在本发明的所公开实施例中，主要单元中的每一个配备了与中央控制器进行通信的微处理器控制器。中央控制器优选地位于温度调节器内。
中央控制器优选地配备控制算法，以便根据各单元的特性来控制若干单元的相互关联操作。因此，一旦最初组装了系统，若干单元中的每一个向中央控制器传递其各自的特性。中央控制器则能够根据若干单元如何最好地与其它单元结合进行工作以有效方式来控制单元中的每个。一旦已经确定单元的特性，所使用的控制器是已知的。本发明扩展到规格、类型等信息被提供给中央控制器的方式。关于配置的问题被消除，因为“配置”是在装配时进行的。
通过以下说明和附图，将会最佳地理解本发明的这些及其它特征，以下是简介。
附图简介
图1A是建筑物HVAC系统的示意图。
图1B说明可能提供的信息的类型的实例。
图1C说明一个示例显示器。
图2是根据本发明的方法的流程图。
图3说明一种最优选的示意安排。
优选实施例的详细说明 图1A示意说明结合了温度调节器22的HVAC系统20。如图所示，温度调节器22结合了作为系统20的中央控制器的微处理器23。微处理器23具有对存储器24的可用访问权。室内加热单元26可能是炉或者加热器和风扇，并且还配备了微处理器28。可能是空气调节器或热泵的室外单元30也配备了微处理器32。
表示为通风装置34的辅助装置具有其自己的微处理器36。各种区域控制器38具有同样示意表示的微处理器40。连接套件、如远程接入模块42具有微处理器44。远程接入模块通常是到互联网连接的无线链路，它允许用户从远程位置监测或改变温度条件。这是一个示例系统，并且本发明扩展到具有更少单元的系统以及具有更多单元的系统。
如图所示，单元26、30、34、38和42中的每个与微处理器23进行通信。与若干单元关联的微处理器28、32、36、40和44控制每个独立单元的操作。微处理器28、32、36、40和44接收来自微处理器23的指令。微处理器23发送指令以便通过温度调节器达到用户所请求的温度等。
此外，根据本发明，微处理器28、32、36、40和44可用于向微处理器23提供特性信息。具体来说，单元26、30、34、38和42中的每个达到可选规格、容量等。它们各自的微处理器能够将信息传递给温度调节器22上的微处理器23，以便对具体安装的单元26、30、34、38和42的具体特性进行报告。
与具体报告单元关联的微处理器(28、32、36、40和44)中的每个已经存储了与单元(26、30、34、38和42)的具体特性关联的信息，并且可区分报告单元的可用类型。作为一个实例，如果存在若干可用的室内单元，则室内单元26的微处理器28中所存储的特性信息将携带表示具体特性的某个代码。微处理器23被提供信息，使得来自室内单元26的报告信息将让微处理器23知道具体特性是什么。
特性信息优选地在制造设备时在工厂中编程到每个单元的微处理器中。工厂将配置信息编程的一种优选方法是通过工厂运行测试计算机进行的，它可识别所测试的确切型号。然后，工厂运行测试计算机可将型号特定信息或者特性信息以数字方式下载到单元的电子控制器中。或者，某种配置信息可通过跳线、开关或型号插头进行工厂设置。
当最初安装系统时，微处理器23配备了关于单元26、30、34、38和42中的每个的这种特性信息。如果单元曾经变更，则替换单元将需要报告其特性信息。因此，报告优选地至少定期进行。
如图2所示，本发明中的初始步骤是把单元连接到一起。然后，单元全部向微处理器23报告。微处理器23则可访问存储器24，以便确定若干单元如何最佳地相互结合来控制，从而取得最佳结果。存储器24中的信息可用实验方法或者以本领域的技术人员已知的其它方法来确定。本领域的技术人员会知道，若干单元中的每个如何根据单元中每个的特性最佳地相互结合来使用，或者可以如何确定这类最佳操行算法。
例如图1A所示，在存储器24中是室内单元、室外单元和通风机的多个可用选项。这里所示的由字母表的字母表示的类型的各种组合被存储，并且与那个优选类型组合的单元的操作所用的算法相关联。一旦微处理器23被提供室内单元、室外单元和通风装置的类型的信息，它可为特定组合标识和利用适当控制器。所示存储器过于简化，因为存在例如图1A所示的其它单元，这些单元也具有存储器中的选项。信息的类型的实例以及单元的示例类型的一部分如图1B所示。因此，作为一个实例，炉可经过编程，以便报告关于它的诸如型号、序列号、炉规格、气流范围和压力常数之类的特性的信息。同样，虽然图表示出许多其它单元以及特性信息的类型，但是列表用作示范而不是限制。
在安装时，所标识的特性以某种方式向安装者显示。一种示例显示器如图1C所示。温度调节器22上的显示器优选地向安装者报告已经成功地从应当已经报告的单元中每个接收到报告信息。安装者则可确保正确的安装以及已经正确报告了特性信息。
虽然各种单元表示为直接向微处理器23报告，但实际上，最优选的是，它们通过串行总线连接进行通信，例如与本申请同一日期提交的并且署上相同发明人的标题为“通信HVAC系统”的共同未决美国专利申请序号＿＿中所公开的那样。
如图3所示，优选安排包括提供微处理器23与28之间的控制通信总线的控制线。室外单元30中的微处理器32优选地通过室内单元微处理器28与微处理器23进行通信。此外，辅助微处理器、如通风单元中的微处理器36还可通过室内单元微处理器28与微处理器23进行通信。同样，在上述共同未决专利申请中更详细地公开了本发明的这个方面，以及连接的详细情况通过引用结合于本文中。
又如图1B所示，报告单元中的每个可从各种接入单元传送信息，以便向微处理器23报告。若干实例在“标识的现场安装配件”栏中标出。一个实例是电热器的容量可由与风扇盘管关联的微处理器28报告。电热器可向微处理器28报告其容量，例如在＿＿提交的标题为“电热器容量的标识”的美国专利申请序列号＿＿中所公开的那样。电热器的容量则包含在微处理器28传递给微处理器23的特性中。同样，配件信息的其它实例在图1B中举例说明，但不是用来进行限制。
已存储的控制算法可能是本领域已知的。如上所述，在先有技术中，当最初配置系统时，安装者设置标志、开关等，它们指示控制器要挑选哪一个算法。本发明针对向控制器提供信息，而无需安装者执行这些步骤。
虽然已经公开微处理器控制器，但是其它类型的适当控制器也可用来执行本发明。
虽然已经公开本发明的一个优选实施例，但是本领域的普通技术人员会知道，某些修改会落入本发明的范围之内。为此，应当研究以下权利要求，以便确定本发明的真实范围和内容。
权利要求
1.一种用于HVAC系统的控制器，包括用于从多个HVAC单元中的每个接收信息的中央控制器，所述中央控制器可用于接收关于多个HVAC单元的特性的信息，以及访问与向控制器报告的多个HVAC单元的特性的具体组合关联的控制算法的存储器，以及所述中央控制器可用来控制多个HVAC单元。
2.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述中央控制器包括微处理器控制器。
3.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述中央控制器在温度调节器中。
4.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，被访问以提供控制算法的所述存储器存储用于报告HVAC单元的多个组合的控制算法，以及所述中央控制器可用于选择在所述存储器中与来自多个HVAC单元的报告特性的具体安排关联的具体控制算法。
5.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，关于所述多个报告HVAC单元的特性的所述信息通过单个数据总线到达所述中央控制器。
6.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述特性信息包括关于所述多个HVAC单元的规格的信息。
7.一种HVAC系统，包括室内单元，具有可用于向中央控制器传递所述室内单元的特性信息的控制器；以及与所述室内单元进行通信的所述中央控制器，所述中央控制器接收来自所述室内单元的所述特性信息，并且根据所述报告的特性信息为所述室内单元确定最佳控制策略。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括室外单元，所述室外单元具有可用于向所述中央控制器传递所述室外单元的特性信息的控制器。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述中央控制器安装在不同于所述室内和室外单元的单元上。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述中央控制器安装在温度调节器中。
11.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述中央控制器还接收来自辅助设备的特性信息。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述中央控制器接收来自通风装置的特性信息。
13.如权利要求11所述的系统，其特征在于，分区控制器向所述中央控制器提供特性信息。
14.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述控制器接收来自连接套件的特性信息。
15.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述中央控制器接收所述特性信息，并且访问其中根据室内和室外单元的具体组合存储各种控制算法的已存储存储器，以及所述中央控制器根据所述室内和室外单元的所传递的特性信息来采用所述相关联的最佳控制算法。
16.如权利要求8所述的系统，其特征在于，来自所述室内和所述室外单元的所述特性信息通过单个数据总线到达所述中央控制器。
17.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述特性信息包括关于所述多个HVAC单元的规格的信息。
18.如权利要求8所述的系统，其特征在于，至少一个辅助组件安装到所述室内和室外单元中的至少一个，而用于所述室内和室外单元其中之一的所述控制器标识所述辅助组件的特性，以及向所述中央控制器报告所述辅助组件的所述已标识特性。
19.一种操作HVAC系统的方法，包括以下步骤(1)提供至少包括室内单元和室外单元的HVAC系统中的多个单元以及中央控制器，所述室内和室外单元具有来自多个可用类型的室内和室外单元的特性的具体集合；(2)将所存储的特性信息从所述室内和室外单元传递给所述中央控制器；以及(3)在所述中央控制器中关联所述报告特性信息，以便标识所述报告室内和室外单元的具体组合，并根据所述室内和室外单元的所述具体组合来访问最佳控制算法。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，辅助单元还向所述中央控制器提供特性信息，并且用来在所述中央控制器上确定最佳控制算法。
全文摘要
一种用于自配置复杂HVAC系统的系统为若干单元中的每个配备微处理器控制器。若干单元均可用于各种可选样式、规格等。微处理器向具体单元的具体特性的中央控制器提供信息。因此，当最初组装HVAC系统时，与各个单元关联的微处理器向控制器报告这些特性。然后，控制器确定各个单元的每个的特性，并访问用于具体HVAC系统中的各个单元的组合的控制策略。
文档编号F24F11/00GK1906472SQ200580001931
公开日2007年1月31日 申请日期2005年1月7日 优先权日2004年1月7日
发明者R·K·夏, J·D·瑞安 申请人:开利公司