节能控制系统及其方法与流程

本发明涉及一种节能控制系统及其方法，尤其涉及一种依据空间参数、空间温度、目标温度与外界温度运算出一热移转量，并据以控制一温度控制设备的节能控制系统及其方法。

背景技术：

在环保意识逐渐抬头的趋势下，节能减碳不再单单只是强调“随手关灯”的行为，而是发展出智能节能监控系统，有效的利用以及管控能源。

能源管理系统(energymanagementsystem；ems)为其中一个较广为人知的系统，ems可用于监控工厂、卖场、花园等环境的电器设备，包含空调、电灯、洒水器等，用于实施集中监控与能源管理。主要应用分为建筑能源管理(buildingenergymanagementsystem；bems)与居家能源管理(homeenergymanagementsystem；hems)两大范围。

通常能源管理系统通过人力监控与维护，可监控电器设备的运转状况、异常状况等，通过监控电器设备以延长设备的使用寿命、节省使用电器设备的电费开支。然而，现有技术中的能源管理系统仅可依靠人力监控，无法由系统自行调控电器设备以达到节能的效果。

技术实现要素：

有鉴于在现有技术中系统无法自行调控电器设备的问题。本发明的一主要目的是提供一种节能控制系统及其方法，利用处理模块接收空间参数、目标温度与空间温度运算出一热移转量，并利用控制模块据以控制温度控制设备，以达到节省能源以及自动化调控的功效与目的。

本发明为解决现有技术的问题，所采用的必要技术手段为提供一种节能控制系统，用以控制至少一温度控制设备，且温度控制设备设置并对应于一运作空间，节能控制系统包含：一接收模块、一感测模块、一处理模块与一控制模块。

接收模块，用以接收多个对应运作空间的空间参数、一对应运作空间的目标温度与一对应该运作空间的一外界环境的外界温度。感测模块，用以感测运作空间的空间温度。处理模块，电性连接接收模块与感测模块，用以接收空间参数、目标温度、空间温度与外界温度，并据以运算出一热移转量。控制模块，电性连接处理模块，依据热移转量产生一控制信号，以控制温度控制设备。

在上述必要技术手段的基础上，本发明所衍生的一附属技术手段为使节能控制系统中的空间参数是一空间热容量与一空间总热量。

在上述必要技术手段的基础上，本发明所衍生的一附属技术手段为使节能控制系统，还包含：一输入模块，且输入模块用以输入上述空间参数与上述目标温度。

在上述必要技术手段的基础上，本发明所衍生的一附属技术手段为使节能控制系统中的处理模块，判断空间温度与目标温度相等时，通过控制模块产生一待机信号，用以控制温度控制设备自一运作模式切换至一待机模式。

在上述必要技术手段的基础上，本发明所衍生的一附属技术手段为使节能控制系统中的温度控制设备，电性连接于接收模块，用以传送外界温度至接收模块。

在上述必要技术手段的基础上，本发明所衍生的一附属技术手段为使节能控制系统，还包含：一外界温度量测模块，外界温度量测模块用以量测外界温度，并传送至接收模块。

在上述必要技术手段的基础上，本发明所衍生的一附属技术手段为使节能控制系统，还包含：一电子装置，电子装置用以利用网络获取外界温度，并传送至接收模块。

本发明还提供一种节能控制方法，用以控制至少一温度控制设备，使用一节能控制系统，此节能控制系统包含一接收模块、一感测模块、一处理模块、一控制模块，此节能控制方法包含以下步骤：(a)利用接收模块，接收多个对应一温度控制设备的一运作空间的空间参数、一对应运作空间的目标温度与一对应运作空间的一外界环境的外界温度；(b)利用感测模块，感测运作空间的一空间温度；(c)利用处理模块，接收空间参数、空间温度、目标温度与外界温度，并据以运算出一热移转量；(d)利用控制模块，接收热移转量，并据以产生一控制信号；以及(e)利用控制模块，传送控制信号至温度控制设备，用以控制温度控制设备。

在上述必要技术手段的基础上，本发明所衍生的一附属技术手段为使节能控制方法，在步骤(a)的前，还使用一输入模块，并包含以下步骤：利用输入模块输入上述空间参数与目标温度。

在上述必要技术手段的基础上，本发明所衍生的一附属技术手段为使节能控制方法，在步骤(e)的后，还包含以下步骤：利用处理模块判断空间温度是否等于目标温度，若判断结果为是，产生一待机指令，并利用控制模块，据以产生一待机信号，用以控制温度控制设备自一运作模式切换至一待机模式。

承上所述，本发明所提供的节能控制系统及其方法利用处理模块接收空间参数、空间温度与目标温度，据以运算出一热移转量，并利用控制模块依据热移转量产生一控制信号以控制温度控制设备，达到节省能源的功效以及自动化调控温度控制设备的目的。

附图说明

图1是本发明一实施例所提供的节能控制系统的系统方块图；

图2是本发明一实施例所提供的节能控制系统的处理模块的运算示意图；

图3是本发明一实施例所提供的节能控制系统的输入模块的操作显示界面示意图；

图4是本发明的另一实施例所提供的节能控制方法的方法流程图；

图5是本发明的另一实施例的节能控制系统的系统方块图；

图6是本发明的另一实施例的节能控制系统的系统方块图；以及

图7是本发明的又一实施例的节能控制系统的系统方块图。

【符号说明】

1、1a、1b、1c：节能控制系统

2、2a：温度控制设备

11：输入模块

111：操作显示界面

12、12a：接收模块

13：感测模块

14：处理模块

15：控制模块

16b：外界温度量测模块

17c：电子装置

cr：空气热容量

qair：热移转量

qg：空间总热量

qor：外界热流量

rw：介质热阻

text：外界温度

trm：空间温度。

具体实施方式

请参阅图1至图3，其中，图1是本发明一实施例所提供的节能控制系统的系统方块图；图2是本发明一实施例所提供的节能控制系统的处理模块的运算示意图；以及图3是本发明一实施例所提供的节能控制系统的输入模块的操作显示界面示意图。如图所示，本发明一实施例的节能控制系统1，用以控制一温度控制设备2，并包含一输入模块11、一接收模块12、一感测模块13、一处理模块14与一控制模块15。其中，温度控制设备2设置于一运作空间，并且对运作空间设定有一目标温度，在本实施例中，温度控制设备2是一空调设备，而运作空间温度控制设备2所处在的空间，例如：房间、办公室等，并具有一空间温度。

此外，定义运作空间的外围为一外界环境，并具有一外界温度，以较易理解但较为夸张的例子说明，例如：运作空间为山中的独栋别墅，则外界环境即为独栋别墅周围的山林环境。

输入模块11，用以输入多个对应运作空间的空间参数，例如：空气热容量、空间总热量、目标温度，在本实施例中，还会输入外界温度。接收模块12，电性连接输入模块11，用以接收空间参数。感测模块13，用以感测运作空间的空间温度。

处理模块14，电性连接接收模块12与感测模块13，接收空间参数与空间温度，用以运算出一热移转量。控制模块15，电性连接处理模块14，接收热移转量并据以产生一控制信号，以控制温度控制设备2。

如图2所示，是处理模块14的运算示意图，其中，trm为运作空间的空间温度；qg为运作空间的所有物品、人所产生的热量总和，称为空间总热量，为了方便运算起见，就一实施例而言，可假设空间总热量qg为一固定值；qor为外界环境以各种热传方式进入运作空间的热量，称为外界热流量；cr为运作空间中的空气热容量，其值为运作空间的空气质量乘以空气的比热；text为外界环境的外界温度；rw为隔绝运作空间跟外界环境的介质的热阻，在本实施例中介质是墙壁。而外界温度text与空间温度trm的差值除以介质热阻rw为外界热流量qor；qair为经由温度控制设备2所带走的热移转量，可经由调控温度控制设备2而调整热移转量qair，且热移转量qair与空间温度trm以及目标温度的差值有关；1/s为积分，是所属技术领域的公知常识，故不多加赘述。

附图为所属技术领域中技术人员可轻易理解，以方程式表示为δtrm＝(qg+qor-qair)/cr。处理模块14会接收空间温度trm、空气热容量cr、空间总热量qg、外界温度text与介质热阻rw运算出热移转量qair。而热移转量qair又与目标温度与空间温度trm的差值有关，随着空间温度trm与目标温度的差值越来越小，热移转量qair也随的变小。控制模块15依据处理模块14运算出来的热移转量qair产生对应的控制信号以控制温度控制设备2，若热移转量qair越小即控制温度控制设备2转速降低，在本实施例即为降低冷气的压缩机与蒸发器风扇的转速。用以达到由节能控制系统1自动调控温度控制设备2的功效而不需要通过人力调控，也可以节省能源并进一步降低温度控制设备2的电费支出。

如图3所示，本发明的节能控制系统1的输入模块11还包含一操作显示界面111，用以显示温度控制设备2的名称、空间温度、目标温度、运转模式、风速、风向。并且通过“设定”功能可供一使用者对温度控制设备2进行设定，例如：设定目标温度、风速、风向等。在此图显示二温度控制设备2(名称为401与402)。此外，“排程”功能可供一使用者对温度控制设备2进行排程设定，例如设定温度控制设备2在几点开始运作，并且持续运作多久时间、或是设定温度控制设备2需搭配时间电价模式，在电费单价较便宜的离峰时刻运作，以达到节省能源降低电费支出的目的。

请参阅图4，图4是本发明的另一实施例所提供的节能控制方法的方法流程图。此节能控制方法用于如图1的节能控制系统1，此节能控制系统1用以控制一温度控制设备2，并包含一输入模块11、一接收模块12、一感测模块13、一处理模块14与一控制模块15。输入模块11还包含一操作显示界面111。此节能控制方法包含以下步骤s101至s108。

步骤s101：利用接收模块12，接收多个对应温度控制设备2的一运作空间的空间参数、一对应运作空间的目标温度与一对应运作空间的一外界空间的外界温度。

步骤s102：利用感测模块13，感测运作空间的一空间温度。

步骤s103：利用处理模块14，接收空间参数、空间温度、目标温度与外界温度，并据以运算出一热移转量。

步骤s104：利用控制模块15，接收热移转量，并据以产生一控制信号。

步骤s105：利用控制模块15，传送控制信号至温度控制设备2，用以控制温度控制设备2。

步骤s106：利用处理模块14，判断空间温度是否等于目标温度。

步骤s107：利用处理模块14，产生一待机指令，并传送至控制模块15。

步骤s108：利用控制模块15，依据待机指令产生一待机信号，并传送至温度控制设备2，用以使温度控制设备2自一运作模式切换至一待机模式。

步骤s101利用接收模块12接收多个对应温度控制设备2的一运作空间的空间参数、一对应运作空间的目标温度与一对应运作空间的一外界环境的外界温度，在本实施例中，接收模块12接收的空间参数与目标温度利用输入模块11输入。

步骤s102利用感测模块13感测运作空间的空间温度。

步骤s103利用处理模块14接收空间参数、空间温度、目标温度与外界温度，并依据图2的运算方块图运算出一热移转量。

步骤s104与s105利用控制模块15接收处理模块14运算出的热移转量，并据以产生一控制信号传送至温度控制设备2，用以控制温度控制设备2。因为热移转量的不同而产生不同的控制信号，当空间温度与目标温度越接近，则会控制温度控制设备2的转速降低，以达到节省能源的功效。到达步骤s105即可完成自动调控温度控制设备2，以及节省能源的功效。

步骤s106利用处理模块14判断空间温度是否等于目标温度，若判断结果为是，则进入步骤s107；若判断结果为否，则重回步骤s102。

步骤s107与s108利用处理模块14产生一待机指令，并传送至控制模块15。利用控制模块15，依据待机指令产生一待机信号，并传送至温度控制设备2，用以使温度控制设备2自一运作模式切换至一待机模式。当空间温度等于目标温度时，处理模块14会产生待机指令，控制模块15会依据待机指令产生待机信号，并传送至温度控制设备2，使温度控制设备2自运作模式切换至待机模式。因空间温度已到达目标温度，故不需要温度控制设备2再如空间温度未到达目标温度时那样运转，故将温度控制设备2切换至待机模式，以达到节能的目的。

请参阅图5，图5是本发明的另一实施例的节能控制系统的系统方块图。如图所示，节能控制系统1a与图1的系统方块图大致相同，差别在于本实施例中，温度控制设备2a电性连接接收模块12a，用以回传外界温度至接收模块12a。例如：利用冷气的室外机的温度感测器感测外界温度，并回传至接收模块12a，使得处理模块14运算出来的热移转量还贴近于实际环境状况。

请参阅图6，图6是本发明的另一实施例的节能控制系统的系统方块图。如图所示，节能控制系统1b与图1的系统方块图大致相同，差别在于本实施例中，节能控制系统1b还包含一外界温度量测模块16b，用以量测外界温度并传送至接收模块12，可为一温度计。

最后，请参阅图7，图7是本发明的又一实施例的节能控制系统的系统方块图。如图所示，节能控制系统1c与第一图的系统方块图大致相同，差别在于本实施例中，节能控制系统1c还包含一电子装置17c，电子装置17c必须要可以连上网络，用以抓取外界温度的相关信息。例如，电子装置17c可以连结至中央气象局的网站，以获取即时的外界温度。

综上所述，本发明所提供的节能控制系统及其方法，利用处理模块接收空间参数、目标温度、空间温度与外界温度运算出热移转量，并通过控制模块依照热移转量产生控制信号，以控制温度控制设备的转速，达到节能的目的与功效。相较于现有技术仅能依靠人力监控，本发明可通过节能控制系统自动化调控温度控制设备，不仅可以节省人力成本、也可达到自动化控制的功效。

通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭示的较佳具体实施例来对本发明的范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明权利要求的范围内。