VAC排程的自定调整)"的 序列号13/866,578(参考号:肥S0211-US)的美国申请，W及共同受让且同时提交的题目为 "Controlling An HVAC System In Association With a Demand-Response Event(控制 与需求响应事件相关联的HVAC系统r的序列号13/866,635(参考号:肥S0340-US)的美国申 请中进行描述，二者的全部内容均通过引用并入本文中用于所有目的。
[0080] 空气波控制单元616可W被操作W独立控制HVAC系统的空调元件的空气压缩机和 风扇。在冷却建筑物的内部溫度W达到期望的设定点溫度时，空气波控制单元616可W在达 到期望的设定点溫度之前，断开或W其他方式关闭压缩机，而在一定时间段内使风扇保持 开启。在运一情况下，HVAC系统的能量消耗可W被缩减，而仍然到达期望的设定点溫度。在 执行运种控制时，空气波控制单元616可W至少部分地依赖于建筑物的热动力学行为的一 个或多个预测。用于独立控制HVAC系统的空调元件的空气压缩机和风扇的各种技术在于 2012年3月29日提交且共同受让的序列号13/434,573(参考号:肥S0208-US)的美国申请中 进行描述，其全部内容通过引用并入本文中用于所有目的。
[0081] 分时定溫控制单元618可W被操作W计算HVAC系统使得建筑物的内部溫度达到期 望的设定点溫度所需要的时间量，并且在一些实施例中将其传输给用户。运种计算的使用 可W不限于传输给用户，而还能够由其他HVAC控制逻辑所使用，并且控制单元618可W不限 于确定达到期望溫度所需要的时间，而还能够包括用于确定达到诸如特定湿度水平的其他 室内环境特性所需要的时间的逻辑。在确定达到室内环境特性所需要的时间时，分时定溫 控制单元618可W至少部分地依赖于建筑物的热动力学行为的一个或多个预测。用于执行 分时定溫控制的各种技术在于2011年1月4日提交的序列号12/984,602(参考号:肥S019-US)的美国申请W及在于2012年9月30日提交的序列号13/632,028(参考号:肥S0124-US)的 美国申请中进行描述，其全部内容通过引用并入本文中用于所有目的。
[0082] 应认识到的是，实施例不限于包括本文所述的包括特定控制单元的HVAC控制元件 610,而能够包括至少部分地依赖于建筑物的热动力学行为的预测的多种控制单元中的一 个或多个。为便于获取指示运一预测的信息，在一些实施例中，HVAC控制元件610或者其中 所包括的一个或多个单元，可W向热动力学行为预测元件620a传输对在预测时期之内建筑 物的热动力学行为的预测的请求。在一些具体实施例中，请求可W包括对预期的室内溫度 分布、预期的室内湿度分布、或者表征一个或多个其他预期的室内环境特性的分布的请求。 请求可W包括支持该请求的多种信息中的一些、全无或者全部。例如，请求可W包括表征在 预测时期之内的HVAC系统的期望控制的期望HVAC控制轨迹。在一些实施例中的HVAC控制轨 迹可W是例如预测时期内的设定点溫度的排程。
[0083] 热动力学行为预测元件620包括能够操作W至少部分响应于期望的HVAC控制轨迹 来预测建筑物的热动力学行为的计算逻辑。热动力学行为预测元件620可W包括多种用于 生成运种预测的计算逻辑，诸如HVAC状态控制仿真器622W及室内溫度预测器624。
[0084] HVAC状态控制仿真器622能够操作W基于期望的环境状况(例如期望的室内溫度） W及当前的环境状况(例如当前的室内溫度)来仿真HVAC系统的一个或多个阶段的启动。在 仿真HVA邱介段的启动时，HVAC状态控制仿真器622可W接收指示期望的环境状况(例如期望 的室内溫度)的信息，W及指示对应的当前环境状况(例如当前的室内溫度)的信息，并且应 用一组HVAC阶段控制逻辑W确定并且输出指示一个或多个所仿真的HVAC启动状态的信息。 例如，在溫度控制仿真中，如果期望的室内溫度高于当前的室内溫度，则HVAC状态控制仿真 器622可W输出指示一个或多个HVAC供暖阶段的启动的信息。类似地，如果期望的室内溫度 低于当前的室内溫度，则HVAC状态控制仿真器622可W输出指示一个或多个HVAC冷却状态 的启动的信息。应认识的是，实施例并不限于运些特定的示例。例如，HVAC系统可W包括多 种阶段中的一个或多个，风扇阶段、第一和第二供暖阶段、紧急供暖阶段、第一和第二冷却 阶段、加湿阶段等，在此运些阶段可W独立(或者相互依赖)地启动。
[0085] 室内溫度预测器624能够操作W响应于所仿真的HVA邱介段的启动状态来确定当前 环境状况中的预期变化(例如当前室内溫度中的变化）。在确定当前环境状况中的预期变化 时，室内溫度预测器624可W依赖于指定建筑物在HVAC控制系统的影响下在热动力学上将 如何表现的建筑物的热动力学模型。在一些相对简单的情况下，可W仅存在一个建筑物的 热动力学模型，并且由此室内溫度预测器624可W依赖于该单个模型来确定建筑物的环境 状况中的预期变化。然而，在其他情况下，可W存在数个模型，在该情况下室内溫度预测器 624可W使用最适用的模型。例如，不同的模型可W与不同的HVAC启动状态相关联，诸如一 模型与正启动第一供暖阶段（stage one heating)相关联，一不同模型与正启动第一冷却 阶段（stage one cooling)相关联，并且还一不同模型与正启动第一供暖和风扇阶段 (stage one heating and a fan)相关联。最适用的模型由此可W取决于哪些HVAC阶段被 HVAC状态控制仿真器622所启动并且如由HVAC状态控制仿真器622所接收的指示一个或多 个所仿真的HVAC启动状态的信息所定义。还应认识的是，在一些实施例中，热动力学模型可 W随时间而被修正，W便例如确保所应用的模型准确地反映建筑物的最近行为特性。
[0086] 在确定当前环境状况中的预期变化时，除热动力学模型之外，室内溫度预测器624 还可W获取并且使用多种信息。例如，室内溫度预测器624可W获取并且使用诸如预期的室 外环境特性(例如预期的室外溫度）、预期的建筑环境特性(例如预期的建筑物溫度）、正为 其确定环境特性的建筑物的本地时间等。在一些特定的实施例中，可W将一些或者全部运 种信息与热动力学模型一起用于确定建筑物的预期热动力学行为。
[0087] 在一些特定的实施例中，热动力学行为预测元件620可W接收设定点溫度的排程 (TSKhedule)作为指示期望的环境状况的信息。排程TSc^hedul呵W被实现为离散时间元的矢量， 在此每一元均由TSKhedule(k)来表示。热动力学行为预测元件620可W顺序地将由矢量 Tseheduie化)所定义的设定点溫度应用到hvac状态控制仿真器622"HVAC状态控制仿真器622 然后再针对每一设定点溫度确定适当的HVAC启动状态。HVAC启动状态可W类似地被实现为 离散时间元iKk)的矢量(对于每一 HVAC阶段），在此每一元响应于对应的排程元TSKhedule化） 的输入而由HVAC状态控制仿真器622顺序地输出。然后可W将每一离散时间元iKk)应用到 室内溫度预测器624,其针对每一元iKk)确定并且输出室内溫度中的预期变化TindwT化+1)。 对于每一时间增量，室内溫度的预期变化Tind°M(k+l)可W被反馈至HVAC状态控制仿真器 622, W便HVAC状态控制仿真器622可W确定预期的室内溫度W与输入的设定点溫度相比 较。一旦全部时间步长均已被仿真W至整体预测时期已被仿真，可W将离散的HVAC启动状 态元iKk)聚合W生成预期的HVAC启动控制轨迹，并且可W将室内溫度的预期变化TindwT化+ 1)聚合W生成预期的室内溫度分布。
[0088] 热动力学模型生成器630包括能够操作W识别并且在一些情况下生成热动力学模 型W供热动力学行为预测元件620使用的计算逻辑。在一些实施例中，热动力学行为预测元 件620可W被禪合至或W其他方式与热动力学模型生成器630通信。在热动力学行为预测元 件620被请求确定建筑物的预期的热动力学行为的情况下，热动力学预期元件620可W从热 动力学模型生成器630请求热动力学模型。在使用单一模型来表征建筑物的环境特性轨迹 的情况下，请求可W简单请求该模型的当前版本。在可W使用数个不同模型的情况下，请求 可W包括识别HVAC系统的启动状态W协助热动力学模型生成器630来识别或者生成最适用 模型的信息。
[0089] 如前所述，室内溫度预测器624可W获取用于表征建筑物的环境特性轨迹的建筑 物的热动力学模型。在一些特定的实施例中，可W在预先选择的、预定多个基函数上来建立 模型，该预先选择的、预定多个基函数表征多个基本因子响应于HVAC系统的启动状态对环 境特性轨迹的贡献，所述基本因子中的一些基本因子具有直接的物理意义而其他基本因子 仅具有连带的(associative)数学意义。基函数可W包括多种函数中的一个或多个，该多种 函数指示例如来自给定HVA邱介段的效应、来自前一周期的效应、室外与室内溫度的差异、建 筑物与室内溫度的差异、W及由除了环境因子W外的因子所导致的效应。在一些具体实施 例中，基函数包括下列之中的一个或多个：
[0090] (a)来自前一周期的初始率，其在当前周期开始起主导作用并最终消失，如由（1-g (teyele))Xr所表示；
[0091] (b)来自给定阶段的初级效应，其从零开始，在约2XtSteady-state处达到最大，并且 其后逐渐减小，如由g( teyele) ) X e邱(-Oteyele)所表示.
[0092] (c)室外溫度与室内溫度之间的差异效应，如由rut-Tin所表示；
[0093] (d)建筑物溫度与室内溫度之间的差异效应，如由TStTuetUfe-Tin所表示；
[0094] (e) -日内时间（当地时间）的效应，其近似于阳光效应，如由Sin(23imod(t，1))所 表示；W及
[0095] (f)代表不受环境因子所影响的能量变化的常数。
[0096] 在此，g(t。y。le) = l/α + e邱（-丫X(t。y。le-tSteady-state)))，r是在周期开始的初始溫 度变化率，并且σ和丫为常数。简短转至图7,图7图示根据实施例的g(tWKie)的示例。另外，t 是W当地时间计的一日内时间，是自当前周期开始W来的流逝时间，tStBady-state是稳态 活动开始压倒早先周期活动的周期内的估计时间，Tin是室内溫度，rut是室外溫度， 是建筑物溫度，并且U是激活的HVAC阶段，诸如第一阶段供暖、第二阶段供暖、第二阶段冷 却、辅助供暖、漂移/HVAC关闭。应认识的是，每一阶段均可W与特定状态相关联。状态可W 包括相对高能耗的第一状态(例如"开"状态及相对低能耗的第二状态(例如"关"状态）， 在此第一状态相对于第二状态为高能耗，并且第二状态相对于第一状态为低能耗。在一些 实施例中，状态可W不必限定于"开"和"关"状态，但能够包括具有不同的控制信号振幅的 状态。例如，HVAC启动状态可W包括"开"状态的梯度。
[0097]可W通过多种方式将运些基函数中的一些或全部组合W形成热动力学模型。另 夕h能够使用附加或替选的基函数。在许多实施例中，每一基函数均被加权，在此能够通过 例如拟合算法(稍后论述)来动态确定具体的权重。包括前述基函数的加权版本的一个特定 的热动力学模型可W被表示为：
[0099] 其中，Wリ、Wj2、Wリ、Wj4和W巧是对应于每一基函数的权重因子，并且ΔTi+lin = Ti+lin- Τ/η。
[0100] 在操作中，热动力学行为预测元件620可W在仿真建筑物的热动力学行为之前获 取多种信息。例如，热动力学行为预测元件620可W从热动力学模型生成器630获取权重因 子讯^、巧巧、巧巧、巧^和巧巧的值、从远程实体获取预测时期之内的预期室外溫度1'1°"瓜及常数0 和丫的值。由于热动力学行为预测元件620行进通过所输入的期望环境状况的时序(time-wise sequence), 因此可 W 将在预测期的期间给定时间所预测的室内溫度用作输入，诸如 Tiin，用于预测在预测中的后续时间的热动力学行为。
[0101] 在一些实施例中，建筑物的溫度可W使用能够操作W检测运种信息的一 个或多个传感器(例如禪合至建筑物墙壁的溫度传感器)而被确定。然而，在其他实施例中， 可W并不直接获取而可W估计建筑物的溫度。在估计建筑物溫度的过程中，初始建筑溫度 可W被设定为一定时间的室内溫度。可W将该时间选为建筑物之中或周围的环境特性之间 的过渡时间。例如，可W将该时间选为一日中的炎热期向寒冷期过渡的时间。例如可W通过 确定一定时期之内的最高和最低溫度、确定该时期内的平均溫度、并且然后确定达到平均 溫度的时间来确定运一时间。在许多环境中，该时间可W是大约晚间11点、子夜、凌晨1点、 晚间11点与凌晨1点之间的时间、或者早于晚间11点或者晚于凌晨1点的时间。
[0102] -旦过渡时间被确定时，初始建筑物溫度可W被设定为在该时间的室内溫度，然 后对于其后多个连续时间中的每一时间，所估计的建筑溫度可W被确定作为先前室内和室 外溫度的加权组合。权重可W彼此相等，W致室内溫度和室外溫度在估计建筑物溫度的过 程中被同等地考虑或者能够彼此不同。例如，可W通过首先令T日stTuetun二Tmidnightin并然后对 于子夜之后的多个连续时间使用更新规则TiStTuetuK二（i-a-e)Ti-iStTuetuTe+aTiin+0Trt而在 时间步η估计建筑物溫度，其中T〇stTuetufe是建筑物的初始溫度，Tmidnighfin是子夜的室内溫度， α和β是0与1之间的常数。
[0103] 应认识的是，在周期开始的活动与周期中间和结束的活动之间可能得出区别，在 此周期是HVAC系统根据特定的HVAC启动状态而被启动的时期。在周期开始(例如第一个δι? 分钟 ），早先周期活动发生，在此期间大部分的溫度变化是从前一周期延续下来 (carry over)的，并且HVAC开始斜坡上升。在周期开始之后(例如10分钟之后），稳态活动发生，在此 期间随着溫度移向设定点并且远离室外溫度，HVAC作用逐步减小，并且室外溫度、建筑物溫 度W及一日内时间中的变化大大地影响溫度分布。如本文所用，"周期"是指期间特定的 HVAC启动状态关于正考虑的模型所关注的能量消耗参数起作用（即启动阶段）的时期。例 如，考虑关注参数仅为供暖是否"开"或者"关"的场景。在简单的单阶段HVAC系统中，HVAC为 "开"并且然后"关"的时间代表两个不同的连续周期。然而，在具有诸如供暖阶段和风扇的 多个阶段的更复杂的HVAC系统中，加热器开启（不论风扇状态)并且然后加热器关闭（不论 风扇状态)的时间代表两个不同的连续周期。在该更复杂的系统中，由于特定模型关注的参 数仅设及加热器的状态，所W风扇的状态不影响周期的持续时间。
[0104] 为捕捉该行为，g(teyele)可 W 设为等于 l/(l+e 邱(-丫 X(teyele-tsteady-state)))，其 中，tsteady-state是稳态活动开始压倒早先周期活动的周期中的估计时间，如前所述。运是在 周期开始之后平稳上升的单调不减逻辑函数，如图7所示。
[0105] 还应认识的是，在给定周期开始时的初始溫度变化率可W在稳态活动开始之前确 定其大部分形状。变量r由此可W被定义为在周期开始的初始溫度变化率，使得。二 了beginning of cycle j一了end of cycle j-i。然后，对于每一时间步i，变量被定义为ri = rj:i j。即，在时 间中任一点的r的值都可W是包含该点的周期的开始时的r的值。
[0106] 在一些特定实施例中的系统600实现热动力学行为建模，并且根据各实施例包括 多种组件，诸如HVAC控制元件610、热动力学行为预测元件620、W及热动力学模型生成器 630。然而，本领域的技术人员会领会的是，执行本文所述的各种操作的系统在带有比在图6 中所示更少或更多数目的组件的情况下同样能够运行良好。因此，应将在图6中对系统600 的描绘当作本质上是说明性的并且不限制本教导的范围。
[0107] 现转至图8,图8图示根据实施例的热动力学模型生成器630。热动力学模型生成器 630操作W