CN107924542A - Hvac性能和能量使用监测和报告系统 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于监测建筑物的加热、通风或空调(HVAC)系统的系统和方法。定位在远离建筑物的监测服务器被配置成接收来自建筑物处的监测设备的电力消耗数据和控制信号数据,并且从与HVAC系统相关联的客户设备或者存储能量定价数据的数据库接收能量定价数据。监测服务器被配置成基于电力消耗数据、控制信号数据和能量定价数据来确定针对所选择的时间段的各片段的能量成本数据。监测服务器还被配置成将能量成本数据传送到客户设备以显示在客户设备上。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年6月22日提交的美国发明申请第15/189,790号的优先权,并且还要求于2015年6月24日提交的美国临时申请第62/184,110号的权益。上述申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本公开内容涉及环境舒适系统,并且更具体地涉及住宅和轻型商业环境舒适系统的远程监测和诊断以及HVAC性能和能量使用的监测和报告。
背景技术
本文中提供的背景描述是为了总体上呈现本公开内容的背景的目的。既不明确地也不隐含地承认目前署名的发明人在该背景部分中描述的范围内的工作以及在提交时可能不作为现有技术的描述的方面是针对本公开内容的现有技术。
住宅或轻型商业HVAC(加热、通风或空调)系统控制建筑物的环境参数如温度和湿度。环境参数如温度设定点的目标值可以由建筑物的用户、占用者或业主如在该建筑物中工作的雇员或者屋主指定。
在图1中,呈现了示例性HVAC系统的框图。在该特定示例中,显示了具有燃气炉的强制空气系统。回气由循环器风机108通过过滤器104从建筑物中抽出。循环器风机108——也称为风机——由控制模块112控制。控制模块112从恒温器116接收信号。仅举例来说,恒温器116可以包括用户指定的一个或更多个温度设定点。
恒温器116可以指示循环器风机108始终打开或者仅当存在加热请求或冷却请求时打开(自动风扇模式)。在各种实现方式中,循环器风机108可以以多个速度或者以预定范围内的任何速度运行。可以使用一个或更多个开关继电器(未示出)来控制循环器风机108和/或选择循环器风机108的速度。
恒温器116向控制模块112提供加热和/或冷却请求。当提出加热请求时,控制模块112使燃烧器120点燃。来自燃烧的热量被引入由换热器124中的循环器风机108提供的回气。经加热的空气被供应到建筑物并且被称为供气。
燃烧器120可以包括点火灯,该点火灯是用于点燃燃烧器120中的主火焰的小型恒定火焰。替选地,可以使用间歇性点火器,在该间歇性点火器中,在点燃燃烧器120中的主火焰之前首先点燃小火焰。火花发生器可以用于间歇性点火器的实现方式或者用于直接燃烧器点火。另一种点火选项包括热表面点火器,热表面点火器将表面加热到足够高的温度,使得当引入燃气时,经加热的表面引起燃气的燃烧。用于燃烧的燃料例如天然气可以由气阀128提供。
燃烧产物被排出到建筑物的外部,并且在燃烧器120点燃之前可以接通诱导风机132。在高效的炉子中,燃烧产物可能没有热到足以具有浮力来经由传导排出。因此,诱导风机132产生抽吸以排出燃烧产物。在燃烧器120运行时,诱导风机132可以保持运行。另外,在燃烧器120关闭之后,诱导风机132可以继续运行达设定时间段。
被称为空气处理器单元136的单个外壳可以包括过滤器104、循环器风机108、控制模块112、燃烧器120、热交换器124、诱导风机132、膨胀阀140、蒸发器144和冷凝物盘146。在各种实现方式中,空气处理器单元136可以包括电加热设备121来代替燃烧器120,或者除了燃烧器120之外还包括电加热设备121。当除了燃烧器120之外还使用电加热设备121时,可以提供备用或二次加热。
在图1中,HVAC系统包括分体式空调系统。制冷剂通过压缩机148、冷凝器152、膨胀阀140和蒸发器144循环。蒸发器144与供气串联放置,使得当期望冷却时,蒸发器144从供气中去除热量,从而使供气冷却。在冷却期间,蒸发器144是冷的,这导致水蒸气冷凝。该水蒸气被收集在冷凝物盘146中而被排出或抽出。
控制模块156从控制模块112接收冷却请求并相应地控制压缩机148。控制模块156还控制冷凝器风扇160,这会增加冷凝器152与外部空气之间的热交换。在这样的分离系统中,压缩机148、冷凝器152、控制模块156和冷凝器风扇160通常位于建筑物的外部,往往在单个冷凝单元164中。过滤器-干燥器154可以位于冷凝器152与膨胀阀140之间。过滤器-干燥器154从循环制冷剂中去除湿气和/或其他污染物。
在各种实现方式中,控制模块156可以简单地包括运行电容器、起动电容器以及接触器或继电器。事实上,在某些实施方式中,例如当使用涡旋式压缩机而不是往复式压缩机时,起动电容器可以被省略。压缩机148可以是可变容量压缩机并且可以响应于多级冷却请求。例如,冷却请求可以指示中等容量的冷却呼叫或者高容量的冷却呼叫。
提供给冷凝单元164的电线可以包括240伏电力干线(未示出)和24伏经切换的控制线。24伏控制线可以对应于图1所示的冷却请求。24伏控制线控制接触器的操作。当控制线指示应该接通压缩机时,接触器触点闭合,将240伏电源连接到压缩机148。另外,接触器可以将240伏电源连接到冷凝器风扇160。在各种实现方式中,例如当冷凝单元164作为地热系统的一部分位于地下时,可以省略冷凝器风扇160。如在美国常见的,当240伏电力干线分两路到达时,接触器可以具有两组触点,其可称为双刀单掷开关。
传统上,对冷凝单元164和空气处理器单元136中的部件的运行的监测由昂贵的多个分立传感器阵列来执行,这些传感器阵列针对每个部件单独测量电流。例如,第一传感器可以感测由电机汲取的电流,另一个传感器测量点火器的电阻或电流,而再一个传感器监测气阀的状态。然而,这些传感器的成本以及传感器的安装和获取读数所需的时间使得监测成本过高。
尽管HVAC系统通常构成住宅或轻型商业HVAC建筑物中的总能量消耗的重要部分,但是家庭和企业主通常不能访问HVAC系统或HVAC系统部件特有的能量消耗数据。尽管一些监测系统为家庭或企业主提供警报或性能评分,但是这样的系统可能不提供足以使家庭或企业主能够在关于HVAC系统的运行和维护方面作出财务决定的详细信息。
发明内容
这部分提供本公开内容的总体概要,而不是其全部范围或其全部特征的全面公开。
提供了一种用于建筑物的加热、通风或空调(HVAC)系统的监测系统,并且监测系统包括定位在远离建筑物处的监测服务器。监测服务器被配置成:从建筑物处的测量HVAC系统的电力消耗并且监测HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据。监测服务器还被配置成:从与HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少一个接收能量定价数据。监测服务器还被配置成:从客户设备接收所选择的时间段。监测服务器还被配置成:基于电力消耗数据、控制信号数据和能量定价数据来确定针对所选择的时间段的多个片段的能量成本数据,能量成本数据包括与针对所选择的时间段的每个片段的HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少一个相关联的能量成本。监测服务器还被配置成:将能量成本数据传送到客户设备以显示在客户设备上。
在其他特征中,监测服务器还被配置成接收燃气定价数据以及与HVAC系统相关联的燃气消耗数据,并且还基于燃气消耗数据和燃气定价数据来确定针对多个片段的能量成本数据。
在其他特征中,所选择的时间段包括多天,并且其中,所选择的时间段的多个片段中的每一个是一天和一天的一部分中的至少一个。
在其他特征中,能量成本数据包括针对多个片段中的每个片段的累计总能量成本,针对每个片段的累计总能量成本对应于从所选择的时间段开始到片段的结束的总能量成本。
在其他特征中,所选择的时间段对应于季节性转换时间段,并且能量成本数据包括在季节性转换时间段期间HVAC系统在加热模式下和在冷却模式下运行时的能量成本数据。
在其他特征中,电力消耗数据包括HVAC系统的瞬时电力消耗,并且监测服务器基于控制信号数据来确定HVAC系统的运行时间,基于瞬时电力消耗和HVAC系统的运行时间来确定HVAC系统随时间的电力消耗,并且基于HVAC系统随时间的电力消耗来确定所选择的时间段的多个片段的能量成本数据。
提供了一种用于监测建筑物的加热、通风或空调(HVAC)系统的方法。方法包括:使用定位在远离建筑物处的监测服务器,从建筑物处的测量HVAC系统的电力消耗并且监测HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据;。方法还包括:使用监测服务器从与HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少一个接收能量定价数据。方法还包括:使用监测服务器从客户设备接收所选择的时间段。方法还包括:使用监测服务器基于电力消耗数据、控制信号数据和能量定价数据来确定针对所选择的时间段的多个片段的能量成本数据,能量成本数据包括与针对所选择的时间段的每个片段的HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少一个相关联的能量成本。方法还包括:使用监测服务器将能量成本数据传送到客户设备以显示在客户设备上。
在其他特征中,方法还包括:使用监测服务器接收燃气定价数据以及与HVAC系统相关联的燃气消耗数据,其中,还基于燃气消耗数据和燃气定价数据来确定针对多个片段的能量成本数据。
在其他特征中,所选择的时间段包括多天,并且其中,所选择的时间段的多个片段中的每一个是一天和一天的一部分中的至少一个。
在其他特征中,能量成本数据指示针对多个片段中的每个片段的累计总能量成本,针对每个片段的累计总能量成本对应于从所选择的时间段开始到片段的结束的总能量成本。
在其他特征中,所选择的时间段对应于季节性转换时间段,并且其中,能量成本数据包括在季节性转换时间段期间HVAC系统在加热模式下和在冷却模式下运行时的能量成本数据。
在其他特征中,电力消耗数据包括HVAC系统的瞬时电力消耗,并且方法还包括:使用监测服务器基于控制信号数据来确定HVAC系统的运行时间;以及使用监测服务器基于瞬时电力消耗和HVAC系统的运行时间来确定HVAC系统随时间的电力消耗;并且确定针对所选择的时间段的多个片段的能量成本数据包括:使用监测服务器基于HVAC系统随时间的电力消耗来确定能量成本数据。
提供了另一种用于建筑物的加热、通风或空调(HVAC)系统的监测系统,该监测系统包括定位在远离建筑物处的监测服务器。监测服务器被配置成:从建筑物处的测量HVAC系统的电力消耗并且监测HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据。监测服务器还被配置成:从与HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少一个接收能量定价数据。监测服务器还被配置成:接收环境室外温度数据。监测服务器还被配置成:基于电力消耗数据、控制信号数据和能量定价数据来确定HVAC系统在多个时间段上的能量成本数据,能量成本数据包括与HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少一个相关联的能量成本。监测服务器还被配置成:基于环境室外温度数据将针对多个时间段中的每个时间段的能量成本数据与对应于时间段的环境室外温度数据相关联。监测服务器还被配置成:接收针对至少一个未来时间段的预测温度数据。监测服务器还被配置成:基于经关联的能量成本数据和预测温度数据来生成HVAC系统在至少一个未来时间段上的预测能量成本。
在其他特征中,监测服务器还被配置成将HVAC系统的预测能量成本传送到客户设备以显示在客户设备上。
提供了另一种用于监测建筑物的加热、通风或空调(HVAC)系统的方法。方法包括:使用定位在远离建筑物处的监测服务器,从建筑物处的测量HVAC系统的电力消耗并且监测HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据。方法还包括:使用监测服务器从与HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少一个接收能量定价数据。方法还包括:使用监测服务器接收环境室外温度数据。方法还包括:使用监测服务器基于电力消耗数据、控制信号数据和能量定价数据来确定HVAC系统在多个时间段上的能量成本数据,能量成本数据包括与HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少一个相关联的能量成本。方法还包括:使用监测服务器基于环境室外温度数据将针对多个时间段中的每个时间段的能量成本数据与对应于时间段的环境室外温度数据相关联。方法还包括:使用监测服务器接收针对至少一个未来时间段的预测温度数据。方法还包括:使用监测服务器基于经关联的能量成本数据和预测温度数据来生成HVAC系统在至少一个未来时间段上的预测能量成本。
在其他特征中,方法还包括:使用监测服务器将HVAC系统的预测能量成本传送到客户设备以显示在客户设备上。
提供了另一种用于建筑物的加热、通风或空调(HVAC)系统的监测系统。定位在远离建筑物处的监测服务器被配置成:从建筑物处的测量HVAC系统的电力消耗并且监测HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据。监测服务器还被配置成:从与HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少一个接收能量定价数据。监测服务器还被配置成:从监测设备和与建筑物相关联的恒温器中的至少一个接收HVAC系统的设定点数据。监测服务器还被配置成:接收环境室外温度数据。监测服务器还被配置成:基于电力消耗数据、控制信号数据、能量定价数据和环境室外温度数据来确定HVAC系统在多个时间段上的能量成本数据,能量成本数据包括与HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少一个相关联的能量成本。监测服务器还被配置成:基于设定点数据将针对多个时间段中的每个时间段的能量成本数据与HVAC系统的与时间段对应的设定点相关联。监测服务器还被配置成:接收建议的设定点修改。监测服务器还被配置成:生成HVAC系统的与建议的设定点修改相关联的预测能量成本。
在其他特征中,监测服务器还被配置成将建议的设定点修改传送到客户设备。
提供了另一种用于监测建筑物的加热、通风或空调(HVAC)系统的方法。方法包括:使用定位在远离建筑物处的监测服务器,从建筑物处的测量HVAC系统的电力消耗并且监测HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据。方法还包括:使用监测服务器从与HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少一个接收能量定价数据。方法还包括:使用监测服务器从监测设备和与建筑物相关联的恒温器中的至少一个接收HVAC系统的设定点数据。方法还包括:使用监测服务器接收环境室外温度数据。方法还包括:使用监测服务器基于电力消耗数据、控制信号数据、能量定价数据和环境室外温度数据来确定HVAC系统在多个时间段上的能量成本数据,能量成本数据包括与HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少一个相关联的能量成本。方法还包括:使用监测服务器基于设定点数据将针对多个时间段中的每个时间段的能量成本数据与HVAC系统的与时间段对应的设定点相关联。方法还包括:使用监测服务器接收HVAC系统的建议的设定点修改。方法还包括:使用监测服务器生成HVAC系统的与建议的设定点修改相关联的预测能量成本。
在其他特征中,方法还包括:使用监测服务器将HVAC系统的预测能量成本传送到客户设备。
提供了另一种用于建筑物的加热、通风或空调(HVAC)系统的监测系统,并且监测系统包括定位在远离建筑物处的监测服务器。监测服务器被配置成:从建筑物处的测量HVAC系统的电力消耗并且监测HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据。监测服务器还被配置成:从与HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少一个接收能量定价数据。监测服务器还被配置成:确定HVAC系统的预期能量成本数据和基准能量成本数据中的至少一个。监测服务器还被配置成:基于电力消耗数据、控制信号数据和能量定价数据来确定HVAC系统的能量成本数据,能量成本数据包括与HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少一个相关联的能量成本。监测服务器还被配置成:将HVAC系统的所确定的能量成本数据与HVAC系统的预期能量成本数据和基准能量成本数据中的至少一个进行比较。监测服务器还被配置成:当所确定的能量成本数据与预期能量成本数据和基准能量成本数据中的至少一个之间的差大于预定阈值时生成警报。
在其他特征中,监测服务器还被配置成将警报传送到客户设备。
提供了另一种用于监测建筑物的加热、通风或空调(HVAC)系统的方法。方法包括:使用定位在远离建筑物处的监测服务器,从建筑物处的测量HVAC系统的电力消耗并且监测HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据。方法还包括:使用监测服务器从与HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少一个接收能量定价数据。方法还包括:使用监测服务器确定HVAC系统的预期能量成本数据和基准能量成本数据中的至少一个。方法还包括:使用监测服务器基于电力消耗数据、控制信号数据和能量定价数据来确定HVAC系统的能量成本数据,能量成本数据包括与HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少一个相关联的能量成本。方法还包括:使用监测服务器将HVAC系统的所确定的能量成本数据与HVAC系统的预期能量成本数据和基准能量成本数据中的至少一个进行比较。方法还包括:当所确定的能量成本数据与预期能量成本数据和基准能量成本数据中的至少一个之间的差大于预定阈值时,使用监测服务器生成警报。
在其他特征中,方法还包括:使用监测服务器将警报传送到客户设备。
提供了另一种用于建筑物的加热、通风或空调(HVAC)系统的监测系统,并且监测系统包括定位在远离建筑物处的监测服务器。监测系统被配置成:从建筑物处的测量HVAC系统的电力消耗并且监测HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据。监测系统还被配置成:从与HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少一个接收能量定价数据。监测系统还被配置成:基于电力消耗数据、控制信号数据和能量定价数据来确定包括HVAC系统的第一预测累计年度能量成本的第一预测年度持有成本,第一预测累计年度能量成本与继续运行HVAC系统相关联。监测系统还被配置成:确定包括HVAC系统的第二预测累计年度能量成本以及对HVAC系统进行维修的成本的第二预测年度持有成本,第二预测累计年度能量成本与在对HVAC系统进行维修之后HVAC系统的运行相关联。监测系统还被配置成:确定包括HVAC系统的第三预测累计年度能量成本以及替换HVAC系统的成本的第三预测年度持有成本,第三预测累计年度能量成本与运行HVAC系统的替换HVAC系统相关联。监测系统还被配置成:将第一预测年度持有成本、第二预测年度持有成本和第三预测年度持有成本传送到客户设备以显示在客户设备上。
在其他特征中,监测服务器还被配置成从客户设备接收所选择的时间段,基于第一预测累计年度持有成本、第二预测年度持有成本、第三预测年度持有成本以及所选择的时间段来生成继续运行HVAC系统、维修HVAC系统以及替换HVAC系统中的至少一个的推荐,并且将推荐传送到客户设备。
提供了另一种用于监测建筑物的加热、通风或空调(HVAC)系统的方法,并且方法包括:使用定位在远离建筑物处的监测服务器,从建筑物处的测量HVAC系统的电力消耗并且监测HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据。方法还包括:使用监测服务器从与HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少一个接收能量定价数据。方法还包括:使用监测服务器基于电力消耗数据、控制信号数据和能量定价数据来确定包括HVAC系统的第一预测累计年度能量成本的第一预测年度持有成本,第一预测累计年度能量成本与继续运行HVAC系统相关联。方法还包括:使使用监测服务器确定包括HVAC系统的第二预测累计年度能量成本以及对HVAC系统进行维修的成本的第二预测年度持有成本,第二预测累计年度能量成本与在对HVAC系统进行维修之后HVAC系统的运行相关联。方法还包括:使用监测服务器确定包括HVAC系统的第三预测累计年度能量成本以及替换HVAC系统成本的第三预测年度持有成本,第三预测累计年度能量成本与运行HVAC系统的替换HVAC系统相关联。方法还包括:使用监测服务器将第一预测年度持有成本、第二预测年度持有成本和第三预测年度持有成本传送到客户设备以显示在客户设备上。
在其他特征中,方法还包括:使用监测服务器从客户设备接收所选择的时间段;以及使用监测服务器基于第一预测年度持有成本、第二预测年度持有成本、第三预测年度持有成本以及所选择的时间段来生成继续运行HVAC系统、维修HVAC系统以及替换HVAC系统中的至少一个的推荐。方法还包括:使用监测服务器将推荐传送到客户设备。
提供了另一种用于建筑物的加热、通风或空调(HVAC)系统的监测系统,并且监测系统包括定位在远离建筑物处的监测服务器,监测系统被配置成:从建筑物处的监测HVAC系统的控制信号的监测设备接收控制信号数据。监测系统还被配置成:检索指示HVAC系统的至少一个部件的预期电流汲取和预期电力消耗中的至少一个的制造商规格数据。监测系统还被配置成:基于控制信号数据和制造商规格数据来确定HVAC系统的电力消耗数据。监测系统还被配置成:从与HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少一个接收能量定价数据。监测系统还被配置成:接收环境室外温度数据。监测系统还被配置成:基于电力消耗数据、控制信号数据和能量定价数据来确定HVAC系统在多个时间段上的能量成本数据,能量成本数据包括与HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少一个相关联的能量成本。监测系统还被配置成:基于环境室外温度数据将针对多个时间段中的每个时间段的能量成本数据与对应于时间段的环境室外温度数据相关联。监测系统还被配置成:接收针对至少一个未来时间段的预测温度数据。监测系统还被配置成:基于经关联的能量成本数据和预测温度数据来生成HVAC系统在至少一个未来时间段上的预测能量成本。
在其他特征中,监测服务器还被配置成将HVAC系统的预测能量成本传送到客户设备以显示在客户设备上。
提供了另一种用于监测建筑物的加热、通风或空调(HVAC)系统的方法。方法包括:使用定位在远离建筑物处的监测服务器从建筑物处的监测HVAC系统的控制信号的监测设备接收控制信号数据。方法还包括:使用监测服务器检索指示HVAC系统的至少一个部件的预期电流汲取和预期电力消耗的制造商规格数据。方法还包括:使用监测服务器基于控制信号数据和制造商规格数据来确定HVAC系统的电力消耗数据。方法还包括:使用监测服务器从与HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少一个接收能量定价数据。方法还包括:使用监测服务器接收环境室外温度数据。方法还包括:使用监测服务器基于电力消耗数据、控制信号数据和能量定价数据来确定HVAC系统在多个时间段上的能量成本数据,能量成本数据包括与HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少一个相关联的能量成本。方法还包括:使用监测服务器基于环境室外温度数据将针对多个时间段中的每个时间段的能量成本数据与对应于时间段的环境室外温度数据相关联。方法还包括:使用监测服务器接收针对至少一个未来时间段的预测温度数据。方法还包括:使用监测服务器基于经关联的能量成本数据和预测温度数据来生成HVAC系统在至少一个未来时间段上的预测能量成本。
在其他特征中,方法还包括:使用监测服务器将HVAC系统的预测能量成本传送到客户设备以显示在客户设备上。
提供了另一种用于建筑物的加热、通风或空调(HVAC)系统的监测系统,并且监测系统包括定位在远离建筑物处的监测服务器。监测服务器被配置成。监测服务器还被配置成:从建筑物处的监测HVAC系统的控制信号的监测设备接收控制信号数据。监测服务器还被配置成:检索指示HVAC系统的至少一个部件的预期电流汲取和预期电力消耗中的至少一个的制造商规格数据。监测服务器还被配置成:接收环境温度数据。监测服务器还被配置成:基于控制信号数据来确定HVAC系统的运行时间数据,运行时间数据指示HVAC系统的至少一个运行时间段。监测服务器还被配置成:基于运行时间数据、制造商规格数据和环境温度数据来确定HVAC系统的电力消耗数据。监测服务器还被配置成:从与HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少一个接收能量定价数据。监测服务器还被配置成:从客户设备接收所选择的时间段。监测服务器还被配置成:基于电力消耗数据和能量定价数据来确定针对所选择的时间段的多个片段的能量成本数据,能量成本数据包括与针对所选择的时间段的每个片段的HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少一个相关联的能量成本。监测服务器还被配置成:将能量成本数据传送到客户设备以显示在客户设备上。
在其他特征中,监测服务器还被配置成检索指示HVAC系统的燃烧器的预期燃气消耗的制造商规格数据,基于燃烧器的预期燃气消耗和控制信号数据来确定燃气消耗数据,检索燃气定价数据,并且还基于燃气消耗数据和燃气定价数据来确定针对多个片段的能量成本数据。
在其他特征中,所选择的时间段包括多天,并且其中,所选择的时间段的多个片段中的每一个是一天和一天的一部分中的至少一个。
在其他特征中,能量成本数据包括针对多个片段中的每个片段的累计总能量成本,针对每个片段的累计总能量成本对应于从所选择的时间段开始到片段的结束的总能量成本。
在其他特征中,所选择的时间段对应于季节性转换时间段。
提供了另一种用于监测建筑物的加热、通风或空调(HVAC)系统的方法。方法包括:使用定位在远离建筑物处的监测服务器从建筑物处的监测HVAC系统的控制信号的监测设备接收控制信号数据。方法还包括:使用监测服务器检索指示HVAC系统的至少一个部件的预期电流汲取和预期电力消耗中的至少一个的制造商规格数据。方法还包括:使用监测服务器基于控制信号数据来确定HVAC系统的运行时间数据,运行时间数据指示HVAC系统的至少一个运行时间段。方法还包括:使用监测服务器接收环境温度数据。方法还包括:使用监测服务器基于运行时间数据、制造商规格数据和环境温度数据来确定HVAC系统的电力消耗数据。方法还包括:使用监测服务器从与HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少一个接收能量定价数据。方法还包括:使用监测服务器从客户设备接收所选择的时间段。方法还包括:使用监测服务器基于电力消耗数据、控制信号数据和能量定价数据来确定针对所选择的时间段的多个片段的能量成本数据,能量成本数据包括与针对所选择的时间段的每个片段的HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少一个相关联的能量成本。方法还包括:使用监测服务器将能量成本数据传送到客户设备以显示在客户设备上。
在其他特征中,方法还包括:使用监测服务器检索指示HVAC系统的燃烧器的预期燃气消耗的制造商规格数据,基于燃烧器的预期燃气消耗和控制信号数据来确定燃气消耗数据,检索燃气定价数据,并且还基于燃气消耗数据和燃气定价数据来确定针对多个片段的能量成本数据。
在其他特征中,所选择的时间段包括多天,并且其中,所选择的时间段的多个片段中的每一个是一天和一天的一部分中的至少一个。
在其他特征中,能量成本数据指示针对多个片段中的每个片段的累计总能量成本,针对每个片段的累计总能量成本对应于从所选择的时间段开始到片段的结束的总能量成本。
在其他特征中,所选择的时间段对应于季节性转换时间段。
根据本文中提供的描述,其他领域的应用将变得明显。本概要中的描述和具体示例仅用于说明的目的,而不旨在限制本公开内容的范围。
附图说明
根据详细描述和附图,将更全面地理解本公开内容,在附图中:
图1是根据现有技术的示例HVAC系统的框图;
图2A是包括空气处理器监测器模块的实现方式的示例HVAC系统的功能框图;
图2B是包括冷凝监测器模块的实现方式的示例HVAC系统的功能框图;
图2C是基于热泵的示例HVAC系统的功能框图;
图3是包括远程监测系统的实现方式的示例系统的高级别功能框图;
图4是捕捉数据帧的示例操作的流程图;
图5是汇集用于热循环开始的电流的示例性时域轨迹;
图6A至图6C是呈现给客户的图形显示的示例图示;
图7是对捕获数据进行云处理的示例实现方式;
图8是确定系统的运行能量成本的示例操作的流程图。
图9是以图形格式示出的运行能量成本数据的显示;
图10是以图形格式示出的累计电力消耗的显示;
图11是以图形格式示出的运行能量成本数据的显示;
图12是预测未来运行能量成本的示例操作的流程图;
图13是以图形格式示出的预测运行能量成本数据的显示;
图14是用于预测所建议的设定点修改的运行能量成本影响的示例操作的流程图;
图15是将实际运行能量成本数据与预期或基准运行能量成本数据进行比较的示例操作的流程图;以及
图16是以图形格式示出的的继续当前次优运行、维修当前HVAC系统以及替换当前HVAC系统中的每个选项的累计年度持有成本。
在附图中,附图标记可以被重新使用以标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
根据本公开内容,监测系统可以与建筑物的住宅或轻型商业HVAC(加热、通风或空调)系统集成在一起。监测系统可以将关于HVAC系统的状态、维护和效率的信息提供给与该建筑物相关联的客户和/或承包商。例如,建筑物可以是单户住宅,包括客户可以是房主、房东或租客。在其他实现方式中,建筑物可以是轻型商业建筑物,并且客户可以是建筑物的业主、租客或者物业管理公司。
如在本申请中所使用的,术语“HVAC”可以涵盖建筑物中的所有环境舒适系统,包括加热、冷却、加湿、除湿以及换空和空气净化,并且覆盖诸如炉子、热泵、加湿器、除湿器和空调等设备。如本申请中所述的HVAC系统不一定包括加热和空调二者,而是可以仅具有其中的一种或另一种。
在具有空气处理器单元(通常位于室内)和冷凝单元(通常位于室外)的分体式HVAC系统中,可以分别使用空气处理器监测器模块和冷凝监测器模块。空气处理器监测器模块和冷凝监测模块可以由HVAC系统的制造商集成在一起,可以在安装HVAC系统时添加,和/或可以改装到现有的HVAC系统。
在热泵系统中,空气处理器单元和冷凝单元的功能根据热泵的模式而被换向。结果,尽管本公开内容使用术语空气处理器单元和冷凝单元,但是在热泵的情况下,可以替代地使用术语室内单元和室外单元。术语室内单元和室外单元强调部件的物理位置保持相同,而其作用根据热泵的模式而改变。取决于系统是在使建筑物加热还是使建筑物冷却,换向阀选择性地使制冷剂的流动与图1所示的方向反向。当制冷剂的流动被反向时,蒸发器和冷凝器的作用发生交换,即在标记为冷凝器的地方发生制冷剂蒸发,而在标记为蒸发器的地方发生制冷剂冷凝。
空气处理器监测器模块和冷凝监测器模块监测HVAC系统的相关联的部件的运行参数。例如,运行参数可以包括电源电流、电源电压、内部和外部空气的运行和环境温度、制冷剂回路中的各个点处的制冷剂温度、故障信号、控制信号以及内部和外部空气的湿度。
本公开内容的原理可以应用于监测其他系统如热水器、锅炉加热系统、冰箱、冷柜、池式加热器、池式泵/过滤器等。作为示例,热水器可以包括点火器、燃气阀(可以由电磁线圈操作)、点火器、诱导风机和泵。监测系统可以分析总电流的读数以评估热水器的各个部件的运行。
空气处理器监测器模块和冷凝监测器模块可以在彼此之间传送数据,而空气处理器监测器模块和冷凝监测器模块中的一个或两个将数据上传到远程位置。远程位置可以通过任何合适的网络包括因特网来访问。
远程位置包括被称为服务器的一个或更多个计算机。服务器代表监测公司执行监测系统。监测系统接收并处理来自安装有这种系统的客户的空气处理器监测器模块和冷凝监测器模块的数据。监测系统可以向客户和/或第三方(如指定的HVAC承包商)提供性能信息、诊断警报和错误消息。
监测系统的服务器包括处理器和存储器。存储器存储应用程序代码,该代码处理从空气处理器监测器模块和冷凝监测器模块接收到的数据,并确定如下面更详细描述的现有的和/或即将发生的故障。处理器执行该应用程序代码并且将接收到的数据存储在存储器或其他形式的存储器中,其他形式的存储器包括磁存储器、光学存储器、闪速存储器等。虽然在本申请中使用术语服务器,但是应用程序不限于单个服务器。
一组服务器可以一起运行以接收和处理来自多个建筑物的空气处理器监测器模块和冷凝监测器模块的数据。可以在服务器之间使用负荷均衡算法来分配处理和存储。本申请不限于由监测公司拥有、维护和安置的服务器。尽管本公开内容描述了在远程监测系统中发生的诊断和处理以及警报,但是可以使用所安装的设备和/或客户资源在本地——例如在客户计算机上——执行这些功能中的一些或全部。
可以向客户和/或HVAC承包商通知影响HVAC系统的有效性或效率的当前和预测的问题,并且客户和/或HVAC承包商可以接收与例行维护相关的通知。通知的方法可以采用对应用程序推送或拉取更新的形式,该形式可以在智能电话或其他移动设备上或者在标准计算机上执行。通知还可以使用网络应用或本地显示器来查看,例如在位于整个建筑物内的恒温器或其他显示器上查看,或者在空气处理器监测器模块或冷凝监测器模块中实现的显示器(未示出)上查看。通知还可以包括短信、电子邮件、社交网络消息、语音邮件、电话等等。
空气处理器监测器模块和冷凝监测器模块可以均感测各个单元的总电流而不测量各个部件的单独的电流。可以使用频域分析、统计分析和状态机分析来处理总电流数据,以基于该总电流数据来确定各个部件的运行。这种处理可以部分或全部地发生在远离客户的建筑物或住宅的服务器环境中。
频域分析可以能够确定HVAC系统部件的各个贡献。仅举例来说,HVAC系统内的循环器风机电机的单独电流贡献可以由监测系统来确定。使用总电流测量的一些优点可以包括:减少监测HVAC系统部件中的每个所需的电流传感器的数量。这样可以减少材料成本以及安装成本和潜在的安装问题。此外,提供单个时域电流流可以减少上传电流数据所需的带宽量。然而,本公开内容也可以与附加的电流传感器一起使用。
基于来自空气处理器监测器模块和冷凝监测器模块的测量结果,监测公司可以确定HVAC部件是否以其最高性能运行并且可以在性能下降时通知客户和承包商。例如就效率而言,该性能下降可以将整个系统作为一个整体来测量,和/或可以针对一个或更多个单独部件进行监测。
另外,监测系统可以检测和/或预测系统的一个或更多个部件的故障。当检测到故障时,可以通知客户并立即采取潜在的补救措施。例如,可以关闭HVAC系统的部件以防止HVAC部件的损坏例如水损坏或者使HVAC部件的损坏最小化。还可以通知承包商需要服务呼叫。根据客户和承包商之间的合同关系,承包商可以立即安排到建筑物的服务呼叫。
监测系统可以向承包商提供特定信息,包括客户的HVAC系统的标识信息包括制造编号和型号,以及呈现出故障的特定部件编号的指示。基于这些信息,承包商可以分配对特定HVAC系统和/或部件有经验的正确维修人员。另外,技术服务人员能够带来替换零件,以避免在诊断之后再回去取。
取决于故障的严重性,在确定是维修HVAC系统还是替换HVAC系统的部分或全部部件时,可以告知客户和/或承包商相关的因素。仅举例来说,这些因素可以包括维修相对于替换的相对成本,并且可以包括关于替换设备的优点的定量或定性信息。例如,可以提供新设备在效率和/或舒适度方面的预期增加。基于历史使用数据和/或电力的价格或其他商品价格,该比较也可以估计由效率提高导致的年度节省。
如上所述,监测系统还可以预测即将发生的故障。这使得能够在实际故障之前进行预防性维护和维修。关于检测到的或即将发生的故障的警报减少了HVAC系统停止运行的时间,并使得客户和承包商二者能够更灵活地调度。如果客户不在城里,这些警报可以防止发生当客户不在场时检测到HVAC系统的故障而损坏。例如,冬季的加热故障可能导致管道冻结和爆裂。
可以在预计故障之前针对潜在的或即将发生的故障的警报来指定统计时间框架。仅举例来说,如果传感器间歇性地提供不良数据,则监测系统可以由于普遍存在不良数据来指定在传感器有效地停止工作之前的预计时间量。此外,监测系统可以以定量或定性的方式解释当前运行和/或潜在的故障将如何影响HVAC系统的运行。这使客户能够优先考虑和预算维修。
对于监测服务,监测公司可以收取定期费率,例如月费。这笔费用可以直接向客户收取,和/或可以向承包商收取。承包商可以将这些费用转嫁给客户和/或可以作出其他安排,例如在安装时要求预付款和/或对维修和服务访问征收附加费。
对于空气处理器监测器模块和冷凝监测器模块,监测公司或承包商可以在安装时向客户收取包括安装成本的设备成本,和/或可以作为月费的一部分收回这些成本。另外,可以要求收取空气处理器监测器模块和冷凝监测器模块的租金,并且一旦停止监测服务,空气处理器监测器模块和冷凝监测器模块就可能被收回。
监测服务可以允许客户和/或承包商远程监测和/或控制HVAC部件,诸如设定温度、启用或禁用加热和/或冷却等。另外,客户可以能够跟踪能量使用、HVAC系统的循环时间和/或历史数据。可以将客户的HVAC系统的效率和/或运行成本与邻居的HVAC系统进行比较,因为邻居的HVAC系统的建筑物经历相同或相似的环境条件。这使得能够将HVAC系统与整体建筑的效率进行直接比较,因为环境变量例如温度和风受到了控制。
安装者可以向远程监测系统提供包括连接到空气处理器监测器模块和冷凝监测模块的控制线的标识的信息。此外还有HVAC系统类型、安装年份、制造商、型号、BTU等级、过滤器类型、过滤器尺寸、吨位等信息。
另外,因为冷凝单元可能已经与炉子分开安装,所以安装者还可以记录并向远程监测系统提供冷凝单元的制造商和型号、安装年份、制冷剂类型、吨位等。安装后,运行基线测试。例如,这可以包括运行加热周期和冷却周期,远程监测系统记录并使用该加热周期和冷却周期来识别初始效率度量。此外,可以建立电流、功率和频率域电流的基线曲线。
服务器可以存储每个建筑物的HVAC系统的基线数据。基线可以用于检测指示即将发生或已有故障的变化。仅举例来说,各个部件的故障的频域电流签名可以被预编程,并且可以基于来自承包商的观察证据而被更新。例如,一旦HVAC系统中的故障被识别,监测系统就可以记录导致故障的频率数据,并且将该频率签名与和可能的故障原因相关联的频率签名相关联。仅举例来说,可以使用诸如神经网络或遗传算法的计算机学习系统来改进频率签名。频率签名对于不同类型的HVAC系统可以是唯一的,但是可以具有共同的特征。这些共同的特征可以基于被监测的HVAC系统的具体类型来适用。
安装者可以从客户收取设备费、安装费和/或订购费。在各种实现方式中,可以将订购费、安装费和设备费合并到客户在安装时支付的单个系统费用中。系统费用可以包括设定年数例如1年、2年、5年或10年的订购费,或者可以是终身订购,这可以延续到住宅的寿命或者客户对建筑物的所有权。
监测系统可以由承包商在安装期间和安装之后以及在维修期间和维修之后使用,以(i)验证空气处理器监测器模块和冷凝监测器模块的运行,以及(ii)验证HVAC系统的部件的正确安装。此外,客户可以在监测系统中查看这些数据,以确保承包商正确安装和配置了HVAC系统。除了被上传到远程监测服务(也被称为云)之外,所监测的数据可以被发送到建筑物中的本地设备。例如,智能手机、膝上型计算机或专用便携式设备可以接收监测信息以诊断问题并且接收实时性能数据。替选地,可以将数据上传到云,然后将数据下载到本地计算设备上,例如通过因特网从交互式网站下载。
由监测系统收集的历史数据可以使得承包商能够正确地指定新的HVAC部件并且更好地调节配置,包括HVAC系统的风门和设定点。收集到的信息可以有助于产品开发和评估故障模式。这些信息可以与保修问题有关,例如确定某个具体问题是否在保修范围内。此外,该信息可以有助于识别可能使保修范围无效的状况,例如未经授权的系统修改。
原始设备制造商可以部分或全部补贴监测系统和空气处理器和冷凝监测模块的成本,以换取对这些信息的访问。安装和服务承包商也可以补贴这些费用中的一部分或全部,以换取对这些信息的访问,例如作为被监测系统推荐的交换。基于历史服务数据和客户反馈,监测系统可以向客户提供承包商建议。
图2A至图2B是与建筑物的HVAC系统相关联的示例监测系统的功能框图。示出了图1的空气处理器单元136供参考。因为本公开内容的监测系统可以用于改型应用,所以空气处理器单元136的元件可以保持不变。空气处理器监测器模块200和冷凝监测器模块204可以被安装在现有系统中,而不需要替换图1中所示的原来的恒温器116。然而,为了实现某些附加功能,例如WiFi恒温器控制和/或警报消息的恒温器显示,可以用具有联网能力的恒温器208来替换图1的恒温器116。
在许多系统中,空气处理器单元136位于建筑物内部,而冷凝单元164位于建筑物外部。本公开内容不限于此,并且适用于其他系统,仅举例来说,所述其他系统包括其中空气处理器单元136和冷凝单元164的部件彼此靠近或者甚至处于单个外壳中的系统。该单个外壳可以位于建筑物的内部或外部。在各种实现方式中,空气处理器单元136可以位于地下室、车库或阁楼中。在与土地交换热量的地源系统中,空气处理器单元136和冷凝单元164可以位于土地附近,诸如在地下室、地下爬行空间、车库或者在一楼——例如当一楼只通过混凝土板与土地分开时。
在图2A中,空气处理器监测器模块200在空气处理器单元136的外部示出,尽管空气处理器监测器模块200可以在物理上位于外壳的外部、与外壳接触或者甚至在外壳的内部,该外壳例如空气处理器单元136的金属板外壳。
当将空气处理器监测器模块200安装在空气处理器单元136中时,电力被提供给空气处理器监测器模块200。例如,变压器212可以连接到AC线路,以便将AC电力提供给空气处理器监测器模块200。空气处理器监测器模块200可以基于该转换的电力供给来测量输入的AC线的电压。例如,变压器212可以是10比1的变压器,并且因此根据空气处理器单元136是在标称的120伏还是标称的240伏的电压下运行而向空气处理器监测器模块200提供12V或24V的AC电力。空气处理器监测器模块200然后从变压器212接收电力,并且基于从变压器212接收的电力来确定AC线路电压。
例如,可以基于所测量的电压来计算频率、幅度、RMS电压和DC偏移。在使用三相电力的情况下,可以确定相位的顺序。关于何时电压过零的信息可以用于同步各种测量,并且可以基于在预定时间段内对过零次数进行计数来确定AC电力的频率。
电流传感器216测量空气处理器单元136的输入电流。电流传感器216可以包括绕输入的AC电力的一个电力引线卡住的电流互感器。电流传感器216可以可选地包括分流器或霍尔效应器件。在各种实现方式中,除了电流传感器216之外或代替电流传感器216,可以使用功率传感器(未示出)。
在各种其他实现方式中,可以在不同位置处——例如,在从电气设施向建筑物提供电力的电气面板处——测量电气参数(诸如电压、电流和功率因数)。
为了简化说明,未示出将控制模块112连接到空气处理器单元136的各种部件和传感器。另外,为了简单起见也未示出将AC电力传送到空气处理器单元136的各种供电部件如循环器风机108、气阀128和诱导风机132。电流传感器216测量输入空气处理器单元136的电流,因此表示空气处理器单元136的电流消耗部件的总电流。
总电流包括由空气处理器单元136的所有能量消耗部件汲取的电流。仅举例来说,能量消耗部件可以包括气阀电磁阀、点火器、循环器风机电机、诱导风机电机、二次热源、膨胀阀控制器、炉子控制面板、冷凝泵以及可以向恒温器提供电力的变压器。能量消耗部件还可以包括空气处理器监测器模块200本身和冷凝监测模块204。
可能难以隔绝由任何单独的能量消耗部件汲取的电流。此外,可能难以量化或消除总电流中的失真,诸如可能由输入的AC电力的电压水平的波动引起的失真。结果,处理被应用于电流,仅举例来说,所述处理包括例如滤波、统计处理和频域处理。
控制模块112响应于通过控制线从恒温器208接收的信号来控制操作。空气处理器监测器模块200监测控制线。控制线可以包括用于冷却的呼叫、用于加热的呼叫和用于风扇的呼叫。控制线可以包括与热泵系统中的换向阀的状态对应的线路。
控制线还可以携带用于二次加热的呼叫和/或用于二次冷却的呼叫,当一次加热或一次冷却不足时,可以激活用于二次加热的呼叫和/或用于二次冷却的呼叫。在双燃料系统例如由电力或天然气运行的系统中,可以监测与对燃料的选择相关的控制信号。此外,可以监测附加的状态和错误信号如除霜状态信号,当压缩机关闭并且除霜加热器运行以融化来自蒸发器的霜时,可以断定除霜状态信号。
可以通过将引线附接到控制模块112的接收风扇和加热信号的接线盒处来监测控制线。这些接线盒可以包括附加的连接,其中引线可以附接在这些附加的连接与空气处理器监测器模块200之间。替选地,来自空气处理器监测器模块200的引线可以附接到与风扇和加热信号相同的位置,例如通过在信号螺丝头下放置多个铲型接线片。
在各种实现方式中,来自恒温器208的冷却信号可以从控制模块112断开并且附接到空气处理器监测器模块200。空气处理器监测器模块200然后可以将切换的冷却信号提供给控制模块112。这允许空气处理器监测器模块200例如在通过水传感器中的一个检测到水时中断空调系统的运行。空气处理器监测器模块200还可以基于来自冷凝监测器模块204的信息例如检测到压缩机中锁定的转子状态来中断空调系统的运行。
冷凝物传感器220测量冷凝物盘146中的冷凝物液位。如果冷凝物液位变得太高,则这可能指示冷凝物盘146中发生堵塞或阻塞,或者用于从冷凝物排出的软管或泵有问题。冷凝物传感器220可以与空气处理器监测器模块200一起安装或者可以已经存在。当冷凝物传感器220已经存在时,可以使用电接口适配器来使得空气处理器监测器模块200能够接收来自冷凝物传感器220的读数。虽然在图2A中冷凝物传感器220被示出为处于空气处理器单元136的内部与冷凝物盘146接触,并且因此接触到冷凝物传感器220的位置,但是冷凝物传感器220可以在空气处理器单元136的外部。
还可以安装附加的水传感器例如传导(湿地板)传感器。空气处理器单元136可以位于承接盘上,特别是在空气处理器单元136位于建筑物的居住空间上方的情况下。承接盘可以包括浮动开关。当足够的液体积聚在承接盘中时,浮动开关提供可以由空气处理器监测器模块200感测的超液位信号。
回气传感器224位于回气室228中。回气传感器224可以测量温度并且还可以测量空气质量流量。在各种实现方式中,热敏电阻可以被复用为温度传感器和火线空气质量流量传感器。在各种实现方式中,回气传感器224在过滤器104的上游,但是在回气室228中的任何弯曲的下游。
供气传感器232位于供气室236中。供气传感器232可以测量空气温度并且还可以测量空气质量流量。供气传感器232可以包括被多路复用以测量温度以及作为火线传感器来测量空气质量流量的热敏电阻。在诸如图2A中所示的各种实现方式中,供气传感器232可以位于蒸发器144的下游,但是位于供气室236中的任何弯曲的上游。
差压读数可以通过将差压传感器(未示出)的相反的感测输入分别放置在回气室228和供气室236中来获得。仅举例来说,这些感测输入可以分别与回气传感器224和供气传感器232并置或集成在一起。在各种实现方式中,可以将分立的压力传感器放置在回气室228和供气室236中。然后可以通过减去各个压力值来计算压差值。
空气处理器监测器模块200还从吸入管线温度传感器240接收吸入管线温度。吸入管线温度传感器240测量图2A的蒸发器144与图2B的压缩机148之间的制冷剂管线中的制冷剂温度。
液体管线温度传感器244测量从图2B的冷凝器152行进到膨胀阀140的液体管线中的制冷剂的温度。当存在过滤器-干燥器154时,液体管线温度传感器244可以位于过滤器-干燥器154与膨胀阀140之间。另外,第二液体管线温度传感器246可以在制冷剂管线中位于过滤器-干燥器154之前(即,相对于制冷剂流动的上游)。
空气处理器监测器模块200可以包括一个或更多个扩展端口以能够连接附加传感器和/或能够连接到其他设备诸如家庭安全系统、供承包商使用的专有手持式设备或者便携式计算机。
空气处理器监测器模块200还监测来自恒温器208的控制信号。因为这些控制信号中的一个或更多个也被发送到冷凝单元164(在图2B中示出),所以这些控制信号可以用于空气处理器监测器模块200与冷凝监测模块204(如图2B所示)之间的通信。
空气处理器监测器模块200可以发送与时间段对应的数据帧。仅举例来说,7.5帧可以跨越一秒(即,每帧0.1333秒)。每个数据帧可以包括电压、电流、温度、控制线状态和水传感器状态。可以对每个数据帧执行计算,包括平均值、功率、RMS和快速傅立叶变换(FFT)。该帧然后被传送到监测系统。
电压和电流信号可以由模数转换器以特定速率——例如每秒1,920个样本——进行采样。帧长度可以根据样本来测量。当帧长度为256个样本时,以每秒1,920个样本的采样率进行采样,将为每秒7.5帧。
1,920Hz的采样率具有960Hz的奈奎斯特频率,因此允许最多大约960Hz的FFT带宽。可以针对每个帧计算限于单个帧的时间跨度的FFT。然后,对于该帧,不是发送所有的原始电流数据,而是只发送统计数据(如平均电流)和频域数据。
这给监测系统提供具有7.5Hz分辨率的电流数据,并且给出具有大约960Hz带宽的频域数据。可以分析时域电流和/或时域电流的导数来检测即将发生的或已有的故障。另外,可以使用电流和/或导数来确定要分析哪一组频域数据。例如,某些时域数据可以指示热表面点火器的近似激活窗口,而频域数据则用于评估热表面点火器的维修状态。
在各种实现方式中,空气处理器监测器模块200可以仅在特定时间段期间发送帧。这些时间段对于HVAC系统的运行可能是关键的。例如,当恒温器控制线改变时,空气处理器监测器模块200可以在该转变之后记录数据并且发送帧达预定时间段。然后,如果HVAC系统正在运行,则空气处理器监测器模块200可以间歇地记录数据并发送帧,直到HVAC系统的运行完成为止。
空气处理器监测器模块200通过广域网248诸如因特网(称为因特网248)发送由空气处理器监测器模块200本身和冷凝监测器模块204测量的数据。空气处理器监测器模块200可以使用客户的路由器252访问因特网248。客户路由器252可以已经存在,以向建筑物内的其他设备(未示出)提供因特网访问,所述其他设备诸如客户计算机和/或具有因特网连接的各种其他设备诸如DVR(数字录像机)或视频游戏系统。
空气处理器监测器模块200使用专有或标准化的有线或无线协议诸如Bluetooth、ZigBee(IEEE 802.15.4)、900兆赫、2.4千兆赫、WiFi(IEEE802.11)与客户路由器252通信。在各种实现方式中,实现了网关256,网关256与空气处理器监测器模块200创建了无线网络。网关256可以使用有线或无线协议诸如以太网(IEEE 802.3)与客户路由器252接口。
恒温器208还可以使用WiFi与客户路由器252通信。替选地,恒温器208可以经由网关256与客户路由器252通信。在各种实现方式中,空气处理器监测器模块200和恒温器208不直接通信。然而,因为空气处理器监测器模块200和恒温器208二者都通过客户路由器252连接到远程监测系统,所以远程监测系统可以允许基于来自其中一者的输入来控制另一者。例如,基于来自空气处理器监测器模块200的信息识别的各种故障可以使远程监测系统调节恒温器208的温度设定点和/或在恒温器208上显示警告或警报消息。
在各种实现方式中,可以省略变压器212,并且空气处理器监测器模块200可以包括直接由输入的AC电力供电的电源。此外,可以在AC电力线上而不是在较低电压的HVAC控制线上进行电力线通信。
在各种实现方式中,电流传感器400可以被省略,并且可以使用电压传感器(未示出)来代替。电压传感器测量控制模块112内部的变压器的输出的电压,该内部变压器为控制信号提供电力(例如,24伏特)。空气处理器监测器模块200可以测量输入的AC电力的电压并且计算输入到内部变压器的电压与从内部变压器输出的电压的比率。随着内部变压器上的电流负荷的增加,内部变压器的阻抗会导致输出电力的电压下降。因此,从内部变压器汲取的电流可以从测量的比率(也称为视在变压器比率)推断出来。可以使用推断的电流消耗来代替本公开内容中描述的测量的总电流消耗。
在图2B中,冷凝监测模块204被安装在冷凝单元164中。变压器260将输入的AC电压转换成降压电压,以为冷凝监测模块204供电。在各种实现方式中,变压器260可以是10比1的变压器。电流传感器264测量输入冷凝单元164的电流。冷凝监测模块204还可以测量从变压器260提供的电源的电压。基于电压和电流的测量结果,冷凝监测模块204可以计算功率和/或可以确定功率因数。
液体管线温度传感器266测量从冷凝器152行进到空气处理器单元136的制冷剂的温度。在各种实现方式中,液体管线温度传感器266位于任何过滤器-干燥器之前,例如图2A的过滤器-干燥器154。在正常运行中,图2A的液体管线温度传感器266和液体管线温度传感器246可以提供相似的数据,因此可以省略液体管线温度传感器246或266中的一个。然而,具有液体管线温度传感器246和266二者可以能够诊断某些问题,诸如空气处理器单元136与冷凝单元164之间的制冷剂管路中的纽结或其他限制。
在各种实现方式中,冷凝监测模块204可以从温度传感器(未示出)接收环境温度数据。当冷凝监测模块204位于室外时,环境温度表示外部环境温度。提供环境温度的温度传感器可以位于冷凝单元164的外壳的外部。替选地,温度传感器可以位于外壳内但是暴露于循环的空气。在各种实现方式中,温度传感器可以被遮蔽以免受阳光直射,并且可以暴露于不被阳光直接加热的空气腔。替选地或者附加地,可以使用基于建筑物的地理位置的在线(包括基于因特网的)天气数据来确定阳光照度、外部环境空气温度、降水量和湿度。替选地,环境温度数据可以从第三方天气服务——例如为特定位置或区域提供环境温度数据的服务器——接收或确定。
在各种实现方式中,冷凝监测模块204可以从位于各个点处的制冷剂温度传感器(未示出)接收制冷剂温度数据,所述各个点例如在压缩机148之前(称为吸入管线温度)、在压缩机148之后(称为压缩机排放温度)、在冷凝器152之后(称为液体管线输出温度)和/或沿着冷凝器152的盘管的一个或更多个点处。温度传感器的位置可以由冷凝器盘管的物理布置来决定。除了液体管线输出温度传感器之外或替代液体管线输出温度传感器,可以使用温度传感器中的液体管线。可以计算接近温度,该接近温度是冷凝器152能够使液体管线输出温度有多接近于环境空气温度的度量。
在安装期间,可以记录温度传感器的位置。附加地或者替选地,可以维护指定将温度传感器放置在哪里的数据库。该数据库可以由安装者参考,并且可以能够对温度数据进行精确的远程处理。该数据库可以用于空气处理器传感器和压缩机/冷凝器传感器二者。数据库可以被监测公司预先填充,或者可以由受信任的安装者开发,然后与其他安装承包商共享。
如上所述,冷凝监测模块204可以通过来自恒温器208的一条或更多条控制线与空气处理器监测器模块200通信。在这些实施方式中,来自冷凝监测模块204的数据被发送到空气处理器监测器模块200,空气处理器监测器模块200,又通过因特网248上传数据。
在各种实现方式中,变压器260可以被省略,并且冷凝监测模块204可以包括直接由输入的AC电力供电的电源。此外,电力线通信可以在AC电力线上而不是在较低电压的HVAC控制线上进行。
在图2C中,示出了用于热泵实现方式的示例冷凝单元268。冷凝单元268可以被配置成类似于图2B的冷凝单元164。类似于图2B,在各种实现中可以省略变压器260。虽然被称为冷凝单元268,但是热泵的模式确定冷凝单元268的冷凝器152是实际上是作为冷凝器还是作为蒸发器来运行。换向阀272由控制模块276控制,并且换向阀272确定压缩机148是朝向冷凝器152(冷却模式)还是远离冷凝器152(加热模式)排放经压缩的制冷剂。
在图3中,示出了空气处理器监测器模块200和恒温器208经由因特网248使用客户路由器252与远程监测系统304进行通信。在其他实现方式中,冷凝监测模块204可以将数据从空气处理器监测器模块200和冷凝监测器模块204发送到外部无线接收器。外部无线接收器可以是建筑物所在的邻域的专有接收器,或者可以是基础设施接收器诸如城域网(诸如WiMAX)、WiFi接入点或者移动电话基站。
远程监测系统304包括监测服务器308,监测服务器308从空气处理器监测器模块200和恒温器208接收数据,并且维护和验证与空气处理器监测器模块200的网络连续性。监测服务器308执行各种算法以识别诸如故障或效率降低的问题,并且预测即将发生的故障。
监测服务器308可以在识别到问题或者预测到故障时通知审查服务器312。这种专业评估可以被称为建议。一些或所有的建议可以由技术人员鉴别分类,以减少误报,并且潜在地补充或修改与该建议对应的数据。例如,由技术人员操作的技术人员设备316用于查看该建议并且经由监测服务器308监测来自空气处理器监测器模块200的数据(在各种实现方式中实时地)。
使用技术人员设备316的技术人员审查该建议。如果技术人员确定问题或故障已经存在或者即将到来,则技术人员指示审查服务器312将警报发送到承包商设备320或客户设备324中的任何一者或者两者。技术人员可以确定,虽然存在问题或错误,但是原因更可能不同于自动化建议所指定的。技术人员因此可以在发出基于建议的警报之前发出不同的警报或者修改建议。技术人员也可以用附加信息对发送给承包商设备320和/或客户设备324的警报进行注释,该附加信息可能有助于识别对警报进行寻址的紧急性并且呈现可能对诊断或故障排除有用的数据。
在各种实现方式中,可以仅向承包商设备320而不是向客户设备324报告轻微的问题,以便不警告客户或者用警报使客户应接不暇。问题是否被认为是轻微的可以基于阈值。例如,可以将大于预定阈值的效率降低报告给承包商和客户二者,而将小于预定阈值的效率降低仅报告给承包商。
在一些情况下,技术人员可以基于建议来确定警报不是被保证的。该建议可以被存储以供将来使用,以用于报告的目的,和/或用于对建议算法和阈值的自适应学习。在各种实现方式中,大多数生成的建议可以由技术人员关闭而不发送警报。
基于从建议和警报收集的数据,某些警报可以是自动的。例如,分析数据随着时间的推移可以指示技术人员是否响应于某个建议而发送某个警报取决于数据值是在阈值的一侧还是另一侧。然后可以开发启发式方法,使得这些建议可以在没有技术人员审查的情况下自动处理。基于其他数据,可以确定某些自动警报具有超过阈值的误报率。这些警报可以在技术人员的控制下被放回。
在各种实现方式中,技术人员设备316可以远离远程监测系统304,但是经由广域网连接。仅举例来说,技术人员设备316可以包括计算设备如膝上型计算机、台式计算机或平板。
承包商可以使用承包商设备320来访问承包商门户328,承包商门户328从空气处理器监测器模块200提供历史数据和实时数据。使用承包商设备320的承包商还可以使用技术人员设备316来联系技术人员。使用客户设备324的客户可以访问客户门户332,在客户门户332中显示了系统状态的图形视图以及警报信息。承包商门户328和客户门户332可以根据本公开内容以多种方式实现,包括实现为交互式网页、计算机应用和/或用于智能手机或平板的应用程序。
在各种实现方式中,与承包商门户328中可见的数据相比,由客户门户显示的数据可能更受限制和/或更多地被延迟。在各种实现方式中,例如当调试新的设备时,承包商设备320可以用于请求来自空气处理器监测器模块200的数据。
在公开号为美国公开第2014/0074730号的美国专利申请第13/780,617中描述了用于对HVAC系统进行远程监测和诊断的系统和方法,其全部内容通过引用并入本文中。
在图4中,流程图描绘了捕获数据帧的示例操作。控制开始于在900处启动空气处理器监测器模块,在900处活动的计时器被重置。活动的计时器确保信号周期性地被发送到监测系统,使得监测系统知道空气处理器监测器模块仍然活动并且起作用。在没有这个信号的情况下,监测系统330将推断空气处理器监测器模块发生故障或者在空气处理器监测器模块与监测系统之间存在连接问题。
控制在904处继续,在904处,控制确定是否从监测系统接收到了对帧的请求。如果接收到这样的请求,则控制转移到908;否则,控制转移到912。在908处,帧被记录,该记录包括测量电压、电流、温度、控制线和水传感器信号。执行计算,该计算包括平均值、功率、RMS和FFT。然后帧被发送到监测系统。在各种实现方式中,对一个或更多个控制信号的监测可以是连续的。因此,当接收到远程帧请求时,最新的数据被用于计算的目的。
控制然后返回到900。现在参照912,控制确定控制线中的一条是否已经接通。如果控制线中的一条已经接通,则控制转移到916;否则,控制转移到920。尽管912指的是控制线被接通,但是在各种其他实现方式中,当控制线的状态改变时——即当控制线被接通或断开时,控制可以转移到916。这种状态的变化可以伴随着监测系统关注的信号。响应于空气处理器单元或压缩机/冷凝器单元的总电流,控制也可能转移到916。
在920处,控制确定是否已经接收到远程窗口请求。如果已经接收到远程窗口请求,则控制转移到916;否则,控制转移到924。该窗口请求针对例如如下所述的一系列帧。在924处,控制确定电流是否高于阈值,如果电流高于阈值,则控制转移到916;否则,控制转移到928。在928处,控制确定活动的计时器是否高于诸如60分钟的阈值。如果活动的计时器高于阈值,控制转移到908;否则,控制返回到904。
在916处,窗口计时器被重置。帧的窗口是如在此处更详细描述的一系列帧。在932处,控制开始连续地记录帧。在936处,控制确定窗口计时器是否已经超过诸如105秒的第一阈值。如果窗口计时器已经超过的第一阈值,则控制在940处继续;否则,控制保持在936处,连续地记录帧。在940处,控制诸如每15秒周期性地切换到记录帧。
控制在944处继续,在944处,控制确定HVAC系统是否仍然开启。如果系统仍然开启,则控制在948处继续;否则,控制转移到952。当空气处理器单元和/或冷凝单元的总电流超过预定阈值时,控制可以确定HVAC系统是开启的。替选地,控制可以监测空气处理器单元和/或冷凝单元的控制线以确定用于加热或冷却的要求何时已经结束。在948处,控制确定窗口计时器现在是否超过诸如15分钟的第二阈值。如果窗口计时器现在超过第二阈值,则控制转移到952;否则,控制返回到944,同时控制继续周期性地记录帧。
在952处,控制器停止周期性地记录帧,并且执行对诸如功率、平均值、RMS和FFT的计算。控制在956处继续,在956处发送帧。然后控制返回到900。尽管在帧捕获结束时示出,但是可以在帧的记录过程中的不同时间处而不是在结束时执行952和956。仅举例来说,只要达到第一阈值,就可以发送连续的记录直到第一阈值为止时的帧。直到达到第二阈值为止的剩余的帧可以在被捕获时被发送出去。
在各种实现方式中,第二阈值可以被设置成高值,例如高于范围之外,这实际上意味着将永远不会达到第二阈值。在这样的实现中,只要HVAC系统保持开启,帧就被周期性地记录。
监测系统的服务器包括处理器和存储器,其中存储器存储处理从空气处理器监测器模块和冷凝监测器模块接收的数据的应用程序代码,并且确定现有的和/或即将发生的故障,如下面更详细描述的那样。处理器执行该应用程序代码并且将接收到的数据存储在存储器中或者包括磁存储装置、光学存储装置、闪存存储器等的其他形式的存储器中。虽然在本申请中使用了术语服务器,但是应用程序不限于单个服务器。
一组服务器可以一起运行以接收和处理来自多个建筑物的空气处理器监测器模块和冷凝监测器模块的数据。可以在服务器之间使用负荷均衡算法来分配处理和存储。本申请不限于由监测公司拥有、维护和安置的服务器。尽管本公开内容描述了在监测系统330中发生的诊断和处理以及警告,但是可以使用所安装的设备和/或客户资源例如客户计算机在本地执行这些功能中的一些或全部。
服务器可以存储建筑物的HVAC系统的频率数据的基线。基线可以用于检测指示即将发生的或已有的故障的变化。仅举例来说,各种部件的故障的频率签名可以被预先编程,并且可以基于从承包商观察到的证据来更新。例如,一旦诊断出有故障的HVAC系统,监测系统就可以指出导致故障的频率数据,并且将该频率签名与所诊断的故障原因相关联。仅举例来说,可以使用诸如神经网络或遗传算法的计算机学习系统来改进频率签名。频率签名对于不同类型的HVAC系统可以是唯一的,和/或可以具有共同的特征。这些共同的特征可以基于被监测的HVAC系统的具体类型来适应。
监测系统还可以接收每个帧中的电流数据。例如,当接收到每秒7.5帧时,具有7.5Hz分辨率的电流数据是可用的。可以分析电流和/或该电流的导数,以检测即将发生的或现有的故障。另外,可以使用电流和/或导数来确定何时监测某些数据,或者在哪个点分析所获得的数据。例如,可以发现在特定电流事件周围的预定窗口处获得的频率数据对应于特定的HVAC系统部件,诸如激活热表面点火器。
本公开内容的部件可以连接到计量系统,诸如公用设施(包括燃气和电力)计量系统。数据可以使用任何合适的方法——包括通过电话线的通信——上传到监测系统330。这些通信可以采取数字用户线路(DSL)的形式,或者可以使用至少部分地在声频内工作的调制解调器。上传到监测系统330可以被限制在一天中的特定时间,诸如在夜间或者在承包商或客户指定的时间。此外,可以批量上传,使得可以更不频繁地启用和关闭连接。此外,在各种实现方式中,只有当检测到故障或其他异常时才可以进行上传。
通知的方法不限于以上公开的方法。例如,HVAC问题的通知可以采用对应用进行推送或拉取更新的形式,该应用可以在智能电话或其他移动设备上或者在标准计算机上执行。通知还可以使用网络应用或者在本地显示器上进行查看,例如在恒温器364上或者在位于整个建筑物中或者空气处理器监测器模块322或冷凝监测器模块316上的其他显示器上进行查看。
在图5中,总电流水平开始于非零电流1104,非零电流1104指示至少一个能量消耗部件正在消耗能量。电流1108的峰值可以指示另一个部件正在被开启。升高的电流1112可以对应于诱导风机的运行。紧接着的是尖峰1116,尖峰1116可以指示热表面点火器开始运行。在打开电磁操纵的气阀之后,可以关闭热表面点火器,这使电流在1118处返回到与诱导风机对应的水平。电流可以保持大致平坦1120,直到电流斜坡1124开始,其指示循环器风机开始运行。尖峰1128可以指示循环器风机从开始到运行的转变。
在图6A中,客户设备680被示出为具有示例维修/替换界面。该接口帮助客户确定是维修还是替换HVAC系统的子系统或整个HVAC系统。可以基于监测数据将以下信息中的一部分或全部显示给客户。然而,下面的清单不是穷举的,并且基于从客户的HVAC系统收到的数据以及从其他系统获得的比较数据——包括维修历史信息、定价信息和运行参数如效率,可以在各种情况下显示附加信息。维修历史1304向客户示出已经完成了哪些维修、相应的日期以及相应的价格。这可以包括诸如过滤器替换、调节等的维护。当前系统的预计使用寿命1308示出了在定期维护和潜在地替换小部件的情况下当前系统预期会持续多长时间。替换成本1312使用先前的设备基于过去的历史来计算,并且可以包括为客户提供的多个系统的选项。例如,可以分别呈现低效率、中等效率和高效率的系统。维修成本1316描绘了对HVAC系统进行当前维修以使HVAC系统达到合理的性能水平的预期成本。业主比较总成本1320向客户示出了与正在安装和运行的新系统的成本相比客户的当前系统将维修和运行的成本。基于运行更新、更高效率系统的预期节省示出了节能1324。投资回报1328可以描绘盈亏平衡点——如果存在的话,盈亏平衡点表明新系统的成本及其较低的运行成本可能会降到低于当前系统的总成本以及增加的运营成本。
在图6B中,客户设备680被示出为具有维修验证显示。从维修下面接收到的数据可以在1340处示出,并且包括效率度量,诸如系统的绝对效率以及与安装时间、制造商指导以及类似系统相比的效率百分比。此外还示出了HVAC系统部件的运行状态。例如,如果确定火焰探测器(未示出)已经失效,并且因此HVAC控制器不能检测到火焰存在,则火焰探测器的操作状态可以被示出为故障。同时,维修后度量或状态1344示出了在执行维修之后监测系统所确定的内容。图形视图1348可以示出维修之前的效率图,而图形视图1352示出维修之后的效率。附加地或者替选地,可以以图形方式显示其他数据。例如,可以在1348中示出维修之前的以及在135中示出维修之后电流在电流的时域或频域谱中的轨迹,并且在1348中用相应的符号来指示故障,并且假设维修成功,在1352中用相应的符号来指示相应的整流数据。
在图6C中,客户设备680被示出为显示客户可以随时查看的系统状态。在1370中,显示了安装、维修和维护历史。另外,可以示出当前的警报状态和先前警报。在1374中,示出了指定或最近的承包商的联系信息。在1378处,示出了客户HVAC系统的绝对效率和相对效率。可以示出用于加热和冷却二者的效率,并且可以以绝对数字示出,并且可以与相邻的系统、更宽广的地理区域中的类似系统、制造商指南和基线值相关地示出。在1382中,示出了消耗品状态。这可以示出消耗品例如过滤器或加湿器垫的预期寿命。此外,还示出了先前替换或安装消耗品的时间表。图形指示器可以描绘在消耗品中剩余多少预期寿命以及估计的替换日期。在1386中,示出了各种系统参数和系统数据的图形视图。例如,可以示出自监测系统安装以来的效率。时间刻度调节1390使客户能够查看不同的时间段,例如过去的一年。另外,时间刻度调节1390可以使客户仅能够查看每年内的某些时间窗口,诸如当加热系统处于活动状态时或者当冷却系统处于活动状态时。
在图7中,示出了云处理的示例性表示,其中处理模块1400以帧的形式接收事件数据。处理模块1400使用各种输入数据来检测和预测故障。所识别的故障被传递到错误通信系统1404。事件数据1402可以在从空气处理器监测器模块和冷凝监测模块接收时被存储。
处理模块1400然后可以使用来自事件数据1402的相关数据来执行每个预测任务或检测任务。在各种实现方式中,某些处理操作对于多于一个的检测操作或预测操作是共同的。这些数据可能因此被缓存和重新使用。处理模块1400接收关于设备配置1410的信息,诸如控制信号映射。
规则和限制1414确定传感器值是否超出边界,这可以指示传感器故障。另外,规则和限制1414可以指示当诸如电流和电压的参数在预定限制之外时,传感器值不可信。仅举例来说,例如在电压下降期间如果AC电压下降,则在该时间期间获取的数据可以由于不可靠而被丢弃。
抖动抑制和计数器保持1418可以存储对异常检测的计数。仅举例来说,检测单个电磁操纵的气阀的故障可以使计数器递增,但不会触发故障。只有在检测到多个电磁操纵的气阀故障的情况下,才会发出错误信号。这可以消除误报。仅举例来说,能量消耗部件的单个故障可以使相应的计数器递增1,而检测到正确的操作可以使相应的计数器递减1。这样,如果普遍操作失误,则计数器最终会递增到发出错误信号的点。记录和参考文件1422可以存储建立用于检测和预测的基线的频域和时域数据。抖动抑制包括可以消除毛刺和/或噪声的平均处理。例如,可以对输入信号应用移动的或者窗口化的求平均,以避免实际上仅存在噪声的尖峰(或毛刺)的情况下的转换的虚假检测。
可以通过基于电流和/或功率将控制线状态与运行状态进行比较来确定基本的故障到功能的故障。基本功能可以通过温度来验证,不正确的操作可以导致计数器递增。这种分析可以依赖于回气温度、供气温度、液体管线输入温度、电压、电流、有功功率、控制线状态、压缩机排放温度、液体管线输出温度和环境温度。
传感器错误故障可以通过检查用于异常操作的传感器值来检测,例如对于开路故障或短路故障可能出现的传感器值。这些确定的值可以在规则和限制1414中找到。该分析可以依赖于回气温度、供气温度、液体管线输入温度(其可以对应于在膨胀阀之前和之后的空气处理器中的制冷剂管线的温度)、控制线状态、压缩机排放温度、液体管线输出温度和环境温度。
当HVAC系统关闭时,也可以诊断传感器错误故障。例如,基于指示HVAC系统已经关闭达一个小时的控制线,处理模块1400可以检查压缩机排放温度、液体管线输出温度和环境温度是否大致相等。另外,处理模块1400还可以检查回气温度、供气温度和液体管线输入温度大致相等。
处理模块1400可以将温度读数和电压与预定限制进行比较来确定电压故障和温度故障。这些故障可能导致处理模块1400忽略当电压或温度在预定限制之外时可能出现的各种故障。
处理模块1400可以检查分立传感器的状态以确定是否存在具体检测到的故障状况。仅举例来说,检查冷凝物的状态、浮动开关和地面传感器水传感器。水传感器可以与HVAC系统的运行状态进行交叉检查。仅举例来说,如果空调系统没有运行,则预期冷凝盘将不会充水。这反而可以指示其中一个水传感器发生故障。这样的确定可以启动修理传感器以使得该传感器可以正确地识别何时存在实际的水问题的服务呼叫。
处理模块1400可以确定炉子启动的正确顺序是否正在发生。这可以依赖于事件和日常累计文件1426。处理模块1400可以执行状态序列解码,诸如通过查看如图10B中所示的转换以及期望这些转换的期望时间。将检测到的炉子序列与参考情况进行比较,并且基于例外情况来生成错误。炉子序列可以用温度读数来验证,例如观察燃烧器开启时供气温度是否相对于回气温度增加。处理模块1400还可以使用FFT处理来确定火花塞或点火器操作以及电磁操纵的气阀操作是否足够。
处理模块1400可以确定火焰探头或火焰传感器是否准确地检测火焰。状态序列解码之后可以确定是否执行了一系列炉子启动。如果执行了一系列炉子启动,这可以指示火焰探头没有检测到火焰,因此燃烧器被关闭。当火焰探头没有正常工作时,重试的频率可以随着时间的推移而增加。
处理模块1400可以通过将热性能与电力消耗和单元历史进行比较来评估热泵性能。这可以依赖于关于设备配置的数据1410,包括当可用时的压缩机映射。
处理模块1400可以确定空调系统的制冷剂液位。例如,处理模块1400可以分析压缩机电流的频率成分并且提取电力线频率的三次、五次和七次谐波的频率。可以基于环境温度将这些数据与已知空调系统被充满电时的历史数据进行比较。一般来说,当失去电量时,浪涌频率可能会降低。附加数据——例如供气温度、回气温度、液体管线输入温度、电压、有功功率、控制线状态、压缩机排放温度和液体管线输出温度——可以用于加强低制冷剂液位确定,。
处理模块1400可以替选地通过由保护器开关对压缩机电机的停用进行监测来确定低制冷剂充注量,可以指示低制冷剂充注状况。为了防止误报,处理模块1400可以忽略比在压缩机电机启动之后的预定延迟更早发生的压缩机电机停用,因为这可能反而指示另一个问题例如转子被卡住。
处理模块1400可以确定空气处理器单元中的电容器的性能,例如用于循环器风机的运行电容器。基于回气温度、供气温度、电压、电流、有功功率、控制线状态和FFT数据,处理模块1400确定起动电流的时间和大小并且对照参考来检查起动电流曲线。另外,可以随时间的推移来比较稳态电流,以查看增加是否导致回气温度与供气温度之间的差的相应增大。
类似地,处理模块1400确定压缩机/冷凝器单元中的电容器是否在正常工作。根据压缩机排放温度、液体管线输出温度、环境温度、电压、电流、有功功率、控制线状态和FFT电流数据,控制确定启动电流的时间和幅度。在时域和/或频域范围内对照参考来检查该启动电流。处理模块1400可以补偿环境温度和液体管线输入温度的变化。处理模块1400还可以验证稳态电流的增加导致压缩机排放温度与液体管线输入温度之间的差的相应增加。
处理模块可以计算随时间的累计能量消耗数据。处理模块还可以周期性地储存温度,以及在加热和冷却循环结束时储存温度。另外,处理模块1400可以记录运行时间的长度。运行时间的累计可以用于确定磨损件的寿命,该寿命可能受益于例如上油或抢先替换的服务。
处理模块1400还可以对客户的设备进行分级。处理模块1400将由HVAC设备产生的热通量与能量消耗进行比较。热通量可以由回气温度和/或例如来自恒温器的室内温度来指示。处理模块1400可以计算建筑物的包络线以确定净通量。当针对建筑物的包络线进行调节时,处理模块1400可以将设备的性能与其他类似的系统进行比较。重大偏差可以导致错误被指示。
处理模块1400使用电流或功率的变化以及循环器风机电机的类型来确定负荷的变化。这种负荷变化可以用于确定过滤器是否变脏。处理模块1400还可以使用功率因数,该功率因数可以基于电压与电流之间的相位差来计算。可以使用温度来验证减小的流量并且针对观察到的循环器风机电机中的电流或功率变化来消除其他潜在原因。处理模块1400还可以确定蒸发器盘管何时关闭。处理模块1400使用负荷和热数据的组合来识别正在被冻结或者已经被冻结的盘管的签名。即使没有对盘管本身进行直接的温度测量,也可以执行此操作。
FFT分析可以显示由于高液体组分而改变的压缩机负荷。通常情况下,盘管冻结由风扇故障导致,但是风扇故障本身可以被单独检测。处理模块1400可以使用来自空气处理器单元和压缩机冷凝器单元二者的回气温度、供气温度、液体管线输入温度、电压、电流、有功功率和FFT数据。另外,处理模块1400可以监测控制线状态、开关状态、压缩机排放温度、液体管线输出温度和环境温度。当发生可能指示过滤器堵塞的负荷变化,但是该变化突然发生时,可能要归咎于不同的原因。
处理模块1400通过检查接近温度来识别冷凝器堵塞,该接近温度是液体管线输出温度与环境温度之间的差。当制冷剂没有从冷凝器排放(输入到冷凝器的)温度充分冷却到基于环境温度调节的液体管线输出(输出到冷凝器的)温度时,冷凝器可能被堵塞。其他数据可以用于排除这个问题的其他可能的原因。所述其他数据可以包括空气处理器单元和压缩机冷凝器单元二者的供气温度、回气温度、电压、电流、有功功率、FFT数据和控制线状态。
处理模块1400确定所安装的设备是否超过建筑物的尺寸。基于事件和每日累计文件,处理模块在加热和/或冷却运行结束时评估温度斜率。使用运行时间、工作周期、温度斜率、环境温度、设备热通量与建筑物通量之间的关系,可以确定设备尺寸的合适性。当设备超过尺寸时,会有舒适感。例如,在空调中,短时间运行不能充分地使空气循环,所以不会从空气中抽出湿气。而且,空调系统在短周期内可能永远达不到最高的运行效率。
处理模块1400基于来自空气处理器单元的电压、电流、有功功率、控制线状态和FFT数据来评估点火器正温度系数。处理模块比较预热期间的电流水平和斜率以寻找增加的阻力。另外,处理模块可以使用预热时的FFT数据来检测曲线形状和内部电弧的变化。
处理模块还基于来自空气处理器单元的电压、电流、有功功率、控制线状态和FFT数据来评估点火器负温度系数。处理模块1400比较预热期间的电流水平和斜率以寻找增加的阻力。处理模块1400检查初始预热和波谷电流。另外,处理模块1400可以使用与预热对应的FFT数据来检测曲线形状和内部电弧的变化。
处理模块1400还可以基于来自空气处理器单元的电压、电流、有功功率、控制线状态和FFT数据来评估氮化物点火器的正温度系数。处理模块1400比较预热期间的电压水平和电流斜率以寻找增加的电阻。另外,处理模块1400使用与预热对应的FFT数据来检测曲线形状、驱动电压模式和内部电弧的变化。驱动电压的变化可以指示点火器老化,所以应该将这些调节与补偿燃气成分和其他炉子部件的改变进行区分。
可能附属于或者可能不附属于HVAC承包商、HVAC原始设备制造商或HVAC供应商的监测公司提供监测服务。监测服务可以包括一个或更多个服务级别,其中服务级别在诊断量、数据特异性等方面可以不同。监测服务从连接到建筑物中的HVAC设备的本地设备收集数据。尽管使用术语HVAC,但是本公开内容的原理适用于任何环境舒适系统,该环境舒适系统可以包括一个或更多个设备如热泵,空调或炉子。
本地设备可以由HVAC原始设备制造商或增值分销商与HVAC设备集成。当正在安装或升级HVAC系统时或者在随后的改造,本地设备也可以由HVAC承包商安装。
当本地设备准备好发送数据时,客户可以订购监测服务。本公开内容的原理还适用于安装在企业中的HVAC系统,其中建筑物管理者或房东可以订购监测服务。分层定价可以使监测服务为企业提供更复杂的监测。用于烟草干燥仓等专门环境的监测价格可能更高,并且可以包括其他形式的监测,例如湿度。
监测服务的成本包括监测服务本身、本地设备的成本以及本地设备的安装成本。对于监测服务,监测公司可以收取定期费率,例如月费或年费。监测公司可以提供预付费的增量为一年、五年、十年等的监测的规划。监测公司可以为预付费提供折扣。
监测服务的成本可以直接向客户收费,或者可以向承包商收费。承包商可以将监测服务的成本转嫁给客户。这可以在与承包商计费相同的时间间隔内完成。替选地,承包商可以在安装本地设备时接收对监测服务的预付款。
仅举例来说,承包商可以在安装新的HVAC系统时提供监测套餐。该分组可以包括本地设备的成本、本地设备的安装以及预定的监测周期。例如,承包商可以提供为期十年的监测套餐,该监测套餐提供十年的监测服务。承包商可以在安装时向监测公司预付十年的服务费用,以向客户保证监测,而不用担心承包商是否会在十年内营业。在安装或升级HVAC系统时,承包商可以在购买套餐时对监测套餐提供折扣。
当客户没有预付监测服务时,只要客户保留承包商以进行服务呼叫和维修,承包商就可以补助监测服务费用。承包商可以从服务访问和维修的利润率中收回监测服务费用;承包商也可以收取服务费和维修的附加费用来收回成本。如果客户选择新的承包商,则新的承包商可以承担补助;替选地,客户可以开始支付监测的全部成本。
在各种实现方式中,承包商可以将例行维护与监测套餐捆绑在一起。例行维护可以提供定期访问,例如每年访问一次或两次,以检查HVAC系统。附加地或替代地,承包商可以在预定的运行小时数之后或者在检测到性能降低或者故障风险增加之后检查HVAC系统。通过监测套餐,这些服务呼叫可以免费或降价。承包商还可以连同监测套餐一起包括部分折扣和/或劳动折扣。
本地设备的成本可以在安装时由承包商或客户支付。替选地,可以租用本地设备,例如按年或按月租用。设备的费用可以由监测公司补贴或者完全负担,通过监测服务费收回。在初次安装设备或开始监测时,可能会收取启动费用。启动费用可以与在安装时与监测服务本身一起分期支付。启动费用可以在经过一定时间的连续监测后予以退还或免除。当以前的客户移动到新的地点时,启动费用可以减少或免除。另外,对于以前的客户,可以减少本地设备和/或其安装的成本,以期望该客户将保持忠诚。
在各种实现方式中,即使本地设备正在被租用并且停止了监测服务,也可以保持本地设备的安装状态。当对设备解除安装的成本超过设备的价值时,可能就是这种情况。此外,实际问题包括客户潜在地不愿意针对停止的服务授予承包商对设备解除安装的权限。有利的是,通过将设备保留在原处,原来的客户或后续客户可以重新启动监测服务,而不需要任何重新安装。事实上,在各种实现方式中,监测服务可以在没有在物理上访问客户的建筑物的情况下被重新启用。
承包商可以出于各种原因补贴上述一些或全部成本。例如,监测公司可以向承包商提供接口,该接口管理用于订购监测服务的承包商客户的客户数据、设备信息和故障信息。这可以减少承包商的管理开销。此外,这可以允许更有效的调度和服务访问的任务。例如,可以使用客户的地点数据来减少服务访问之间的驾驶距离。此外,员工可以负责为他们提供具有必要技能的访问服务,并且可能在服务访问中进行部件的替换。监测服务数据还可以帮助将服务访问定出优先级并且估计完成服务访问所需的时间。该管理软件可以由监测服务实施,或者可以被封装和出售以供承包商安装。
上述益处也可以由客户得到,客户可以期望较短的服务呼叫,较少的后续访问和零件延迟。与承包商的更好体验改进了客户与承包商之间的关系,并且可以减少客户流失。此外,提供监测可以成为与该地区的其他承包商的区别。
承包商补贴的其他原因包括监测服务可以在通知客户的同时自动地通知承包商检测到或预测到客户HVAC系统的故障。监测服务还可以为客户提供接口以观察与其HVAC系统有关的数据,并且监测服务可以显示或者以其他方式提供补贴监测费用的承包商的联系信息。
除监测服务之外,监测公司、承包商和/或第三方可以提供消耗品替换套装。仅举例来说,可以根据需要将新的空气过滤器运送给客户。当监测系统确定需要新的过滤器基于日历需要新的过滤器时,可以运送空气过滤器。仅举例来说,监测系统可以确定当HVAC循环器风扇已经运行了若干小时时需要新的空气过滤器。附加地或替代地,监测系统可以基于对通过现有空气过滤器的空气流被限制的评估来确定新风扇是必要的。
其他消耗品诸如加湿器垫和藻盘(algae puck)也可以定期或根据需要运送给客户。承包商可以提供在例行维护访问期间安装新的过滤器或其他消耗品。安装消耗品的访问可以是免费或降价的,作为维护套餐的一部分,或者作为善意的表示,以提高客户对承包商的满意度并提供关系的发展。
原始设备制造商还可以部分地或全部地补贴监测服务、本地设备和安装的成本,以换取对由模块产生的信息的访问。提供给制造商的信息是匿名的,即去掉了任何个人标识数据。通过不包括个人数据,而只包括综合数据,例如平均数、标准偏差、总数等,可以将信息进一步匿名化。
综合数据可以帮助制造商识别和解决常见故障模式、评估所安装系统的真实世界效率,并分析设备使用模式。监测公司可以包括设备信息,例如制造商和型号,这可以允许对可靠性和效率的真实世界比较。可以将这些信息出售给制造商或者出售给HVAC业务中的其他相关方。监测公司还可以免费地或以营利为目的地发布关于监测系统的好处的信息。例如,基于监测公司的检测结果而被修正的低效率可以有助于监测公司的指标。
还可以销售或提供市场研究,该市场研究将效率和运行参数与诸如地理位置、气候、建筑物类型、(例如以平方英尺为单位的)建筑物尺寸、建筑物的寿命、HVAC制造商和型号、设备寿命等特征进行关联。监测公司可以向相关企业例如绝缘承包商和HVAC制造商提供付费广告的机会,以用于在监测报告和用于监测数据的在线接口上显示广告。
公用设施诸如燃气和电力公用设施可以对监测服务、本地设备和/或设备安装的成本进行补贴。公用设施可以提供这种补贴,以减少消耗,因为监测将倾向于使无效的HVAC运行最小化。公用设施也可以能够使用监测数据来显示消耗的减少,这可以引起监管机构允许提高费率。此外,公用设施关注制冷剂充注验证,以确保正常运行
另外,在各种实现方式中,本地设备可以被配备成停用HVAC系统的部件如空调压缩机。停用能力可以已经存在,以便在检测到危险状况时防止HVAC系统的损坏,或者当例如空调冷凝器托盘处于溢出危险中时防止受到水的损害。
客户可以授权电力公司在指定的时间或在特定的日子发起这样的停用,该程序可以被称为可中断服务。本地设备可以为公用设施和客户二者提供低成本的机会来利用可中断的服务,而不需要单独的电表和相关联的电工安装成本。作为在高峰使用期间中断压缩机的能力的回报,公用设施可以补偿监测成本,包括设备、安装和/或继续监测。电力公司可以通过向客户或监测公司直接汇款或者间接地通过减少电费账单来补贴费用。
监测公司可以向承包商收取与安装本地设备和管理监测服务有关的认证和培训的费用。监测公司还可以提供关于销售监测的免费或收费的销售培训,并且使客户和承包商从监测服务中得到的利益最大化。监测公司还可以向积极参与向客户提供监测服务的承包商提供资金贷款。
监测公司还可以提供融资或提供接口来确保用于HVAC安装项目的融资。这可以允许更大的发展,如为公寓或新社区预先安装以提供监测。监测公司可以提供家庭保修或者与提供家庭保修的第三方合作。家庭保修可以涵盖HVAC设备,并且可以包括家庭中的另外的重要设备如热水器。家庭保修可以更为全面,包括布线、管道、屋顶、窗户等。对于与监测套餐一起购买的家庭保修,可以给予折扣。
如上所述,空气处理器监测器模块200可以将数据帧传送到与时间段对应的远程监测系统304的监测服务器308(图3所示)。每个数据帧可以包括例如电压、电流和控制线状态。监测服务器308可以接收数据帧,并且针对每个数据帧执行计算,包括HVAC系统在与该帧对应的时间段内的电力消耗。替选地,空气处理器监测器模块200可以执行一些或全部处理,然后将所得数据传送到监测服务器308。
基于从空气处理器监测器模块200接收到的监测数据,远程监测服务器308可以确定HVAC系统的各个部件的电力消耗和/或与特定运行模式相关联的电力消耗。例如,通过监测系统的控制信号和电力消耗,远程监测服务器308可以在HVAC系统的热泵部件的运行期间针对第一时间段分析系统在第一状态下的电力消耗。如果例如控制信号指示电加热设备121(图2A所示)然后被激活作为备用加热元件,则远程监测服务器308然后可以分析系统在第二状态下的电力消耗,该第二状态包括热泵部件的运行以及电加热设备121的运行二者。
基于从第一状态到第二状态增加的电力消耗,远程监测服务器308可以相对于归因于热泵的运行的电力消耗来确定可归因于电加热设备121的电力消耗。类似地,基于监测控制信号,远程监测服务器308可以分析在HVAC系统正在运行冷却系统部件如压缩机148和冷凝器风扇160(图2B中所示)的运行状态时系统的电力消耗。类似地,远程监测服务器308可以确定可归因于在制冷模式下运行HVAC的电力消耗。
另外,远程监测服务器308还可以监测HVAC系统部件的运行时间。例如,远程监测服务器308可以监测燃烧器120(如图2A所示)的运行时间。远程监测服务器308然后可以检索与燃烧器120相关联的包括燃烧器120在运行期间的估计燃气消耗的制造商规格,,并且基于燃烧器120的运行时间并且基于与燃烧器120相关联的包括燃烧器120在运行期间的估计燃气消耗的制造商规格来确定燃烧器120的估计燃气消耗。
另外,如上面进一步讨论的,系统的部件可以连接到计量系统,例如包括燃气计量系统的公用设施。然后可以将来自公用设施计量系统的数据上传到监测系统304。在这种情况下,监测服务器308可以确定HVAC系统在各种运行状态下的燃气消耗。例如,监测服务器308可以确定在加热状态期间燃烧器120(图2A所示)在运行期间的燃气消耗。
远程监测系统304可以被配置成与公用设施能量数据库——包括国家,州或地方公用设施能量数据库——通信以接收能量定价数据。例如,远程监测系统304可以与由政府能量机构——例如美国的美国能源部——维护的数据库进行通信,以存储和编译与不同地点和公用设施公司相关联的能量定价数据。以这种方式,远程监测系统304可以接收实时能量定价数据,包括用于电力消耗和燃气消耗的定价数据。替选地,远程监测系统304可以从客户、房主、企业主或其他系统用户接收历史或当前能量定价数据。如果提供了历史能量定价数据,则远程监测系统304可以基于历史能量定价数据来推断当前能量定价数据。
基于电力消耗数据、燃气消耗数据和能量定价数据,远程监测系统304的监测服务器308可以针对系统的各种运行模式计算HVAC系统的运行能量成本。
参照图8,流程图描绘了在确定运行能量成本中的示例操作。操作在1000处开始。在1002处,远程监测服务器308接收电力消耗数据和控制信号数据。如上所述,远程监测服务器308可以使用电力消耗数据和控制信号数据来确定系统的特定部件的电力消耗和/或特定运行模式期间的电力消耗。例如,远程监测服务器208可以接收瞬时电力消耗数据,并且可以基于控制信号数据来确定HVAC系统的或者HVAC系统的特定部件的运行时间。此外,基于瞬时电力消耗数据和所确定的运行时间,远程监测服务器可以确定HVAC系统或者HVAC系统的部件随时间的电力消耗。替选地,在只有控制信号数据可用的设备中,远程监测服务器308可以检索制造商规格以求得预期的电流或电力消耗,并且基于控制信号数据和制造商规格来确定系统的特定部件的估计电力消耗。在1004处,远程监测服务器308接收燃气消耗数据,如上所述。在1006处,远程监测服务器308接收能量定价数据,如上所述。在1008处,远程监测服务器308可以基于电力消耗数据、燃气消耗数据和能量定价数据来确定运行能量成本。操作在1010处结束。替选地,远程监测服务器308不是在1002和1004处接收电力消耗数据和燃气消耗数据,而是可以接收与系统和/或系统的部件的操作相关联的其他数据,并且可以基于所接收的数据来确定或估计电力消耗数据和燃气消耗数据,如上所述。例如,远程监测服务器308可以接收与系统和/或系统的部件相关联的运行时间数据,并且可以检索指示系统和/或系统的部件的估计的电力或燃气消耗的制造商规范。基于运行时间数据和制造商规格数据,然后远程监测服务器308可以确定估计电力消耗数据和燃气消耗数据。
运行能量成本数据可以经由客户门户332和客户设备324或者承包商门户328和承包商设备320(在图3中示出)传送到客户或承包商。
参照图9,可以以图形格式将运行能量成本数据与客户设备324一起显示在客户门户332中达指定的时间段。例如,如图9所示,在一个月的过程中的电力支出以条形图格式显示,其中条1020显示了该月的每一天用于运行热泵、电力支持(例如图2A中所示的电加热设备121)和冷却系统的钱数。另外,该曲线图还可以包括温度叠加1022,温度叠加1022显示该月的每一天的室外温度。以这种方式,客户可以查看该月每天的电力成本以及相应的室外温度。
参照图10,同样可以将该月份的累计电力支出与客户设备324一起显示在客户门户332中。如图10所示,显示了在该月份的过程中用于热泵、电力支持和冷却系统的累计电力支出1024。
另外,曲线图还可以包括温度叠加1022,以显示该月的每一天的室外温度。虽然图9和图10中显示了一个月的时间段,但是用户例如客户或承包商可以选择任何合适的时间段。例如,可以显示一天、一周、几周、几个月、一个季度、一年或任何其他时间段的运行能量成本数据。
参照图11,示出了另一个示例,其用于以图形格式将指定时间段的运行能量成本数据与客户设备324一起显示在客户门户332中。在图11中,选择的用于显示的月份是季节性过渡的月份,例如4月。如图11所示,运行能量成本数据以条形图显示,条1026指示在加热电力、加热燃气和冷却电力上该月的每一天花费的钱。另外,提供温度叠加1022以显示该月的每一天的室外温度。
运行能量成本数据可以随时间被存储并且用于预测未来的运行能量成本。例如,可以将历史运行能量成本数据与温度数据相关联。然后系统可以基于预测的天气/温度数据来预测未来的能量成本。
参照图12,流程图描绘了在预测未来运行能量成本中的示例操作。操作在1050处开始。在1052处,监测服务器308接收和/或确定HVAC系统的历史运行能量成本数据。在1054处,监测服务器308接收历史温度数据。在1056处,监测服务器将历史运行能量成本数据与历史温度数据相关联。在1058处,监测服务器308接收天气/温度预报数据。在1060处,监测服务器基于天气/温度预报数据和相关的历史能量成本和温度数据来预测HVAC系统在未来时间段的运行能量成本。在1062处,操作结束。
参照图13,以图形格式将指定时间段的运行能量成本数据与客户设备324一起显示在客户门户332中。例如,如图13所示,显示了预测的外部温度以及该月的HVAC能量成本的预测估计。
运行能量成本数据可以随时间被存储并且也用于预测所建议的设定点修改对未来运行能量成本的影响。例如,可以将历史运行能量成本数据与设定点数据例如温度设定点数据或其他设定点设定相关联。然后系统可以例如基于历史运行能量成本、设定点数据以及基于室外环境温度数据来预测未来的能量成本或者所建议的设定点修改带来的节省。
参照图14,流程图描绘了在预测建议的设定点修改的运行能量成本影响中的示例操作。操作在1070处开始。在1072处,监测服务器308接收和/或确定HVAC系统的历史运行能量成本数据。在1074处,监测服务器308接收HVAC系统的历史设定点数据例如温度设定点。例如,监测服务器308可以从监测设备诸如空气处理器监测器模块200(图3中所示)或者从恒温器208(如图3所示)接收温度设定点数据。在1076处,监测服务器将历史运行能量成本数据与历史设定点数据进行关联。
在1078处,监测服务器308从客户或承包商接收建议的设定点修改。在1080处,监测服务器基于建议的设定点修改来预测HVAC系统在未来时间段的运行能量成本或节省。以这种方式,客户或承包商可以接收与建议的设定点修改相关的能量成本或节省的估计。在1082处,操作结束。
运行能量成本数据可以随时间存储,并且与HVAC系统的预期或基准运行能量成本数据进行比较,以确定HVAC系统的性能是否降低。例如,预期的运行能量成本数据可以基于HVAC系统的部件的制造商规格来确定。
替选地,可以基于HVAC系统在HVAC系统的安装之后的初始化时间段的运行来确定HVAC系统的基准运行能量成本。然后可以将当前运行能量成本数据与预期或基准运行能量成本数据进行比较,以确定HVAC系统性能和效率随时间降级的程度。
参照图15,流程图描绘了将实际运行能量成本数据与预期或基准运行能量成本数据进行比较中的示例操作。操作在1090处开始。在1092处,监测服务器308接收或确定HVAC系统的历史运行能量成本数据。在1094处,监测服务器308将历史运行能量成本数据与预期或基准能量成本数据进行比较。在1095处,监测服务器308确定差异是否大于预定阈值。当差异大于预定阈值时,监测服务器进行到1096并生成警报。以这种方式,监测服务器308在当前的运行能量成本数据已经从预期或基准能量成本数据中充分偏离时生成警报。例如,当当前运行能量成本数据与预期或基准能量成本数据之间的差大于预定阈值时,监测服务器308可以向客户或承包商生成警报。
警报可以向客户或承包商提供性能劣化的通知以及由性能劣化引起的附加能量成本的估计。警报还可以提供用于解决性能劣化的推荐,包括例如维修或替换HVAC系统的部件或者执行其他维护——例如向HVAC系统添加制冷剂——的推荐。警报还可以提供维修或替换部件或者执行其他维护的估计成本。此外,警报还可以提供HVAC系统在指定时间段内不维修或替换部件的情况下继续运行预测成本,使得客户或承包商可以将维修或替换部件的成本与在当前状况下继续运行HVAC系统的成本进行比较。在1095处,当差异不大于预定阈值时,监测服务器308进行到1098,在1098处操作结束。
另外,运行能量成本数据可以随着时间被存储并且与用于新的替换系统和部件的预测运行能量成本数据相比较。例如,用于新的替换系统和部件的预测运行能量成本数据可以基于制造商规格来确定。然后可以将当前运行能量成本数据与用于新的替换系统和部件的预期运行能量成本数据进行比较,以向客户或承包商提供关于安装新的和更高效的系统的潜在成本节省的数据。
例如,监测服务器308可以确定,将客户的当前炉子升级到93.9%效率的炉子会为客户的1月份能量账单节省32.82美元,以及升级到95.9%效率的炉子会为会为客户的1月份能量账单节省37.54美元。此外,监测服务器308可以从适用的公用设施公司访问返款程序数据,并且确定是否有任何返款可以用于更新客户的设备。比较性成本信息和返款信息可以通过承包商设备320上的承包商门户328或者客户设备324上的客户门户332传送到承包商或客户。
此外,为了向客户或承包商提供详细的数据以进行维修与替换的决定,监测服务器308可以确定:(1)在指定时间段内当前系统连续运行的预测能量成本;(2)维修现有系统的估计成本以及在指定时间段内运行经维修的系统的预计能量成本;(3)替换当前系统的估计成本以及在指定时间段内运行新替换的系统的预测能量成本。
参照图16,示出了示例图形1200,其用于显示继续当前次优运行、维修当前HVAC系统以及替换当前HVAC系统中的每个选项的累计年度持有成本。曲线图1200可以与客户设备324一起显示在客户门户332中或者与承包商设备320一起显示在承包商门户328中。
具体地,该曲线图显示在曲线1202处当前系统随着时间连续运行的预测能量成本。因为当前系统的连续运行不包括预先支付金钱来维修或替换部件,因此用于连续运行选项的曲线1202在时间刻度的最左边的点的零成本处开始。由于继续次优运行选项是效率最低的选项,因此曲线1202具有最陡的向上的斜率,因为该选项的累计年度成本随时间增加最快。
该曲线图显示了在曲线1204处用于维修当前系统的估计成本以及用于随着时间的推移运行经维修的系统的预测能量成本。由于维修选项包括用于维修的预付费用,因此曲线1204在时间刻度的最左边的点的大于零的费用处开始。因为维修选项将随时间增加HVAC系统的效率,所以曲线1204不像连续运行曲线1202那样陡。
该曲线图显示在曲线1206处用于替换当前系统的估计成本以及用于随着时间的推移运行新替换的系统的预测能量成本。由于替换选项还包括替换系统的预付费用,因此曲线1206在时间刻度的最左边的点的大于零的费用处开始。而且,因为替换成本通常大于维修成本,所以替换曲线1206在时间刻度的最左边的点处开始,在纵向的成本刻度上,该点在维修曲线1204上方。因为替换选项HVAC系统的效率随着时间的推移可以具有最大的增加,所以与次优连续运行选项和维修选项相比,曲线1206不像连续运行曲线1202或维修图行1204那样陡。
基于曲线图1200,客户或承包商可以基于客户对于维护HVAC系统或者继续占用住宅或建筑物的预期时间线来确定三个选项——维修、替换或连续运行——中的哪个对于客户来说最具成本效益。例如,如果客户预计继续占用住宅或建筑物直到竖直线1208指定的时间点为止,则维修选项将导致该时间段最便宜的年度持有成本,如曲线1204所示。换言之,承包商或客户可以通过将竖直线1208与三条曲线1202、1204和1206的三个交点1208a、1208b和1208c所指示的成本进行比较来比较总累计年度持有成本。另一方面,如果客户计划占用住宅或建筑物直到超过与交点1210a对应的时间点为止,则替换选项将导致最少的累计年度持有成本。另一方面,如果客户计划占用住宅或建筑物达少于与交点1210b对应的时间点的时间,则继续次优运行选项将是最便宜的选项。
另外,与交点1210a、1210b和1210c之间的差对应的时间长度表示维修和替换选项的投资回收周期。监测服务器308可以基于当前系统的历史能耗和成本数据连同新系统的制造商规格以及针对给定维修的估计能耗和成本数据来计算三条曲线1202、1204和1206中的每一个。例如,可以基于系统的预测能量消耗和成本数据来计算继续次优运行曲线1202。可以基于维修成本和预测能量消耗以及运行经维修的系统的成本来计算维修曲线1204。可以基于替换系统的成本和用于运行替换系统的预测能量消耗来计算替换曲线1206。另外,如果存在多个维修选项,则图形1200可以包括用于每个维修选项的单独的曲线。类似地,如果有多个替换系统可用,则图形1200可以包括用于每个替换选项的单独的曲线。
如上所述,曲线图1200可以与客户设备324一起显示在客户门户332中,或者可以与承包商设备320一起显示在承包商门户328中。曲线图可以包括滑块,使得客户或承包商可以跨越不同的时间点,同时曲线图突出显示用于给定时间点的最具成本效益的选项。替选地,客户门户332或承包商门户328可以仅包括滑块而不显示曲线图本身。
替选地,客户门户332或承包商门户328可以简单地包括输入或选择框以供客户或承包商输入客户计划继续占用住宅或建筑物的预期时间段。然后监测服务器308可以向承包商门户328或客户门户332提供指示三个选项中的哪一个最具成本效益的数据。例如,承包商门户328或客户门户332可以显示文本指示:“您输入了5年——对于5年的时间段而言,最具成本效益的选项是用新的HVAC系统替换当前的HVAC系统”。
因为监测服务器308和远程监测系统304可以与用于多个客户的多个空气处理器监测器模块200通信,所以监测服务器308可以比较类似位置的HVAC系统的能量成本。例如,监测服务器308可以按照系统类型、调节空间平方英尺、天气条件和/或温度设定点来将HVAC系统分组。然后监测服务器308可以向承包商门户328或客户门户332提供指示特定HVAC系统如何在类似位置的HVAC系统中进行排名的数据。例如,监测服务器308可以提供特定HVAC系统在类似位置的HVAC系统中的百分比排名。排名可以向客户或承包商提供数据,以辅助确认特定HVAC系统和/或家庭/建筑物包络线是否有任何问题。
前面的描述本质上仅为说明性的,而决不意在限制本公开内容、其应用或用途。本公开内容的广泛教示可以以各种形式来实现。因此,尽管本公开内容包括特定示例,但是本公开内容的真实范围不应该因此受到限制,因为在研究附图、说明书和所附权利要求书时,其他修改将变得明显。如本文所使用的,A,B和C中的至少一个的短语应该被解释为意指使用非排他性逻辑OR的逻辑(A或B或C)。应该理解的是,在不改变本公开内容的原理的情况下,方法内的一个或更多个步骤可以以不同的顺序(或同时)执行。
在包括以下定义的本申请中,术语模块可以用术语电路代替。术语“模块”可以指代下述部件、作为下述部件的一部分或者包括下述部件:专用集成电路(ASIC);数字电路、模拟电路或者混合模拟/数字离散电路;数字电路、模拟电路或者混合模拟/数字集成电路;组合逻辑电路;现场可编程门阵列(FPGA);执行代码的处理器(共享的、专用的或者成组的);存储由处理器执行的代码的存储器(共享的、专用的或者成组的);提供所述功能的其他合适的硬件部件;或者上述的一些或全部的组合,例如在片上系统中。
如上所使用的术语代码可以包括软件、固件和/或微代码,并且可以指代程序、例程、函数、类和/或对象。术语共享的处理器包含执行来自多个模块的一些或全部代码的单个处理器。术语“组处理器”包括与附加处理器组合以执行来自一个或更多个模块的一些或全部代码的处理器。术语共享的内存包括存储来自多个模块的部分或一些代码的单个内存。术语组存储器包括与附加存储器结合以存储来自一个或更多个模块的一些或全部代码的存储器。术语存储器可以是术语计算机可读介质的子集。术语计算机可读介质不包括通过介质传播的暂态电信号和电磁信号,因此可以被认为是有形的和非暂态的。非暂态有形计算机可读介质的非限制性示例包括非易失性存储器、易失性存储器、磁存储器和光学存储器。
本申请中描述的装置和方法可以通过由一个或更多个处理器执行的一个或更多个计算机程序来部分地或完全地实现。计算机程序包括存储在至少一个非暂态有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括和/或依赖于存储的数据。
Claims (42)
1.一种用于建筑物的加热、通风或空调HVAC系统的监测系统,所述监测系统包括:
定位在远离所述建筑物处的监测服务器,所述监测服务器被配置成(i)从所述建筑物处的测量所述HVAC系统的电力消耗并且监测所述HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据,(ii)从与所述HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少之一接收能量定价数据,(iii)从所述客户设备接收所选择的时间段,(iv)基于所述电力消耗数据、所述控制信号数据和所述能量定价数据来确定针对所选择的时间段的多个片段的能量成本数据,所述能量成本数据包括与针对所选择的时间段的每个片段的HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少之一相关联的能量成本,以及(v)将所述能量成本数据传送到所述客户设备以显示在所述客户设备上。
2.根据权利要求1所述的监测系统,其中,所述监测服务器还被配置成接收燃气定价数据以及与所述HVAC系统相关联的燃气消耗数据,并且还基于所述燃气消耗数据和所述燃气定价数据来确定针对所述多个片段的能量成本数据。
3.根据权利要求1所述的监测系统,其中,所选择的时间段包括多天,并且其中,所选择的时间段的多个片段中的每一个是一天和一天的一部分中的至少之一。
4.根据权利要求1所述的监测系统,其中,所述能量成本数据包括针对所述多个片段中的每个片段的累计总能量成本,针对每个片段的累计总能量成本对应于从所选择的时间段开始到所述片段的结束的总能量成本。
5.根据权利要求1所述的监测系统,其中,所选择的时间段对应于季节性转换时间段,并且其中,所述能量成本数据包括在所述季节性转换时间段期间所述HVAC系统在加热模式下和在冷却模式下运行时的能量成本数据。
6.根据权利要求1所述的监测系统,其中,所述电力消耗数据包括所述HVAC系统的瞬时电力消耗,并且其中,所述监测服务器基于所述控制信号数据来确定所述HVAC系统的运行时间,基于所述瞬时电力消耗和所述HVAC系统的运行时间来确定所述HVAC系统随时间的电力消耗,并且基于所述HVAC系统随时间的电力消耗来确定所选择的时间段的多个片段的能量成本数据。
7.一种用于监测建筑物的加热、通风或空调HVAC系统的方法,所述方法包括:
使用定位在远离所述建筑物处的监测服务器,从所述建筑物处的测量所述HVAC系统的电力消耗并且监测所述HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据;
使用所述监测服务器从与所述HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少之一接收能量定价数据;
使用所述监测服务器从所述客户设备接收所选择的时间段;
使用所述监测服务器基于所述电力消耗数据、所述控制信号数据和所述能量定价数据来确定针对所选择的时间段的多个片段的能量成本数据,所述能量成本数据包括与针对所选择的时间段的每个片段的HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少之一相关联的能量成本;以及
使用所述监测服务器将所述能量成本数据传送到所述客户设备以显示在所述客户设备上。
8.根据权利要求7所述的方法,还包括:使用所述监测服务器接收燃气定价数据以及与所述HVAC系统相关联的燃气消耗数据,其中,还基于所述燃气消耗数据和所述燃气定价数据来确定针对所述多个片段的能量成本数据。
9.根据权利要求7所述的方法,其中,所选择的时间段包括多天,并且其中,所选择的时间段的多个片段中的每一个是一天和一天的一部分中的至少之一。
10.根据权利要求7所述的方法,其中,所述能量成本数据指示针对所述多个片段中的每个片段的累计总能量成本,针对每个片段的所述累计总能量成本对应于从所选择的时间段开始到所述片段的结束的总能量成本。
11.根据权利要求7所述的方法,其中,所选择的时间段对应于季节性转换时间段,并且其中,所述能量成本数据包括在所述季节性转换时间段期间所述HVAC系统在加热模式下和在冷却模式下运行时的能量成本数据。
12.根据权利要求7所述的方法,其中,所述电力消耗数据包括所述HVAC系统的瞬时电力消耗,所述方法还包括:
使用所述监测服务器基于所述控制信号数据来确定所述HVAC系统的运行时间;以及
使用所述监测服务器基于所述瞬时电力消耗和所述HVAC系统的运行时间来确定所述HVAC系统随时间的电力消耗;
其中,确定针对所选择的时间段的多个片段的能量成本数据包括:使用所述监测服务器基于所述HVAC系统随时间的电力消耗来确定所述能量成本数据。
13.一种用于建筑物的加热、通风或空调HVAC系统的监测系统,所述监测系统包括:
定位在远离所述建筑物处的监测服务器,所述监测服务器被配置成(i)从所述建筑物处的测量所述HVAC系统的电力消耗并且监测所述HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据,(ii)从与所述HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少之一接收能量定价数据,(iii)接收环境室外温度数据,(iv)基于所述电力消耗数据、所述控制信号数据和所述能量定价数据来确定所述HVAC系统在多个时间段上的能量成本数据,所述能量成本数据包括与HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少之一相关联的能量成本,(v)基于所述环境室外温度数据将针对所述多个时间段中的每个时间段的能量成本数据与对应于所述时间段的环境室外温度相关联,(vi)接收针对至少一个未来时间段的预测温度数据,以及(vii)基于经关联的能量成本数据和所述预测温度数据来生成所述HVAC系统在所述至少一个未来时间段上的预测能量成本。
14.根据权利要求13所述的监测系统,其中,所述监测服务器还被配置成将所述HVAC系统的所述预测能量成本传送到所述客户设备以显示在所述客户设备上。
15.一种用于监测建筑物的加热、通风或空调HVAC系统的方法,所述方法包括:
使用定位在远离所述建筑物处的监测服务器,从所述建筑物处的测量所述HVAC系统的电力消耗并且监测所述HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据;
使用所述监测服务器从与所述HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少之一接收能量定价数据;
使用所述监测服务器接收环境室外温度数据;
使用所述监测服务器基于所述电力消耗数据、所述控制信号数据和所述能量定价数据来确定所述HVAC系统在多个时间段上的能量成本数据,所述能量成本数据包括与HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少之一相关联的能量成本;
使用所述监测服务器基于所述环境室外温度数据将针对所述多个时间段中的每个时间段的能量成本数据与对应于所述时间段的环境室外温度相关联;
使用所述监测服务器接收针对至少一个未来时间段的预测温度数据;以及
使用所述监测服务器基于经关联的能量成本数据和所述预测温度数据来生成所述HVAC系统在所述至少一个未来时间段上的预测能量成本。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括:使用所述监测服务器将所述HVAC系统的所述预测能量成本传送到所述客户设备以显示在所述客户设备上。
17.一种用于建筑物的加热、通风或空调HVAC系统的监测系统,所述监测系统包括:
定位在远离所述建筑物处的监测服务器,所述监测服务器被配置成(i)从所述建筑物处的测量所述HVAC系统的电力消耗并且监测所述HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据,(ii)从与所述HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少之一接收能量定价数据,(iii)从所述监测设备和与所述建筑物相关联的恒温器中的至少之一接收所述HVAC系统的设定点数据,(iv)接收环境室外温度数据,(v)基于所述电力消耗数据、所述控制信号数据、所述能量定价数据和所述环境室外温度数据来确定所述HVAC系统在多个时间段上的能量成本数据,所述能量成本数据包括与HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少之一相关联的能量成本,(vi)基于所述设定点数据将针对所述多个时间段中的每个时间段的能量成本数据与所述HVAC系统的与所述时间段对应的设定点相关联,(vii)接收建议的设定点修改,以及(viii)生成所述HVAC系统的与所述建议的设定点修改相关联的预测能量成本。
18.根据权利要求17所述的监测系统,其中,所述监测服务器还被配置成将所述建议的设定点修改传送到所述客户设备。
19.一种用于监测建筑物的加热、通风或空调(HVAC)系统的方法,所述方法包括:
使用定位在远离所述建筑物处的监测服务器,从所述建筑物处的测量所述HVAC系统的电力消耗并且监测所述HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据;
使用所述监测服务器从与所述HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少之一接收能量定价数据;
使用所述监测服务器从所述监测设备和与所述建筑物相关联的恒温器中的至少之一接收所述HVAC系统的设定点数据;
使用所述监测服务器接收环境室外温度数据;
使用所述监测服务器基于所述电力消耗数据、所述控制信号数据、所述能量定价数据和所述环境室外温度数据来确定所述HVAC系统在多个时间段上的能量成本数据,所述能量成本数据包括与HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少之一相关联的能量成本;
使用所述监测服务器基于所述设定点数据将针对所述多个时间段中的每个时间段的能量成本数据与所述HVAC系统的与所述时间段对应的设定点相关联;
使用所述监测服务器接收所述HVAC系统的建议的设定点修改;以及
使用所述监测服务器生成所述HVAC系统的与所述建议的设定点修改相关联的预测能量成本。
20.根据权利要求19所述的方法,还包括:使用所述监测服务器将所述HVAC系统的所述预测能量成本传送到所述客户设备。
21.一种用于建筑物的加热、通风或空调HVAC系统的监测系统,所述监测系统包括:
定位在远离所述建筑物处的监测服务器,所述监测服务器被配置成(i)从所述建筑物处的测量所述HVAC系统的电力消耗并且监测所述HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据,(ii)从与所述HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少之一接收能量定价数据,(iii)确定所述HVAC系统的预期能量成本数据和基准能量成本数据中的至少之一,(iv)基于所述电力消耗数据、所述控制信号数据和所述能量定价数据来确定所述HVAC系统的能量成本数据,所述能量成本数据包括与HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少之一相关联的能量成本,(v)将所述HVAC系统的所确定的能量成本数据与所述HVAC系统的预期能量成本数据和基准能量成本数据中的至少之一进行比较,以及(vi)当所确定的能量成本数据与所述预期能量成本数据和所述基准能量成本数据中的至少之一之间的差大于预定阈值时生成警报。
22.根据权利要求21所述的监测系统,其中,所述监测服务器还被配置成将所述警报传送到所述客户设备。
23.一种用于监测建筑物的加热、通风或空调(HVAC)系统的方法,所述方法包括:
使用定位在远离所述建筑物处的监测服务器,从所述建筑物处的测量所述HVAC系统的电力消耗并且监测所述HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据;
使用所述监测服务器从与所述HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少之一接收能量定价数据;
使用所述监测服务器确定所述HVAC系统的预期能量成本数据和基准能量成本数据中的至少之一;
使用所述监测服务器基于所述电力消耗数据、所述控制信号数据和所述能量定价数据来确定所述HVAC系统的能量成本数据,所述能量成本数据包括与HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少之一相关联的能量成本;
使用所述监测服务器将所述HVAC系统的所确定的能量成本数据与所述HVAC系统的预期能量成本数据和基准能量成本数据中的至少之一进行比较;以及
当所确定的能量成本数据与所述预期能量成本数据和所述基准能量成本数据中的至少之一之间的差大于预定阈值时,使用所述监测服务器生成警报。
24.根据权利要求23所述的方法,还包括:使用所述监测服务器将所述警报传送到所述客户设备。
25.一种用于建筑物的加热、通风或空调HVAC系统的监测系统,所述监测系统包括:
定位在远离所述建筑物处的监测服务器,所述监测服务器被配置成(i)从所述建筑物处的测量所述HVAC系统的电力消耗并且监测所述HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据,(ii)从与所述HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少之一接收能量定价数据,(iii)基于所述电力消耗数据、所述控制信号数据和所述能量定价数据来确定包括所述HVAC系统的第一预测累计年度能量成本的第一预测年度持有成本,所述第一预测累计年度能量成本与继续运行所述HVAC系统相关联,(iv)确定包括所述HVAC系统的第二预测累计年度能量成本以及对所述HVAC系统进行维修的成本的第二预测年度持有成本,所述第二预测累计年度能量成本与在对所述HVAC系统进行维修之后所述HVAC系统的运行相关联,(v)确定包括所述HVAC系统的第三预测累计年度能量成本以及替换HVAC系统的成本的第三预测年度持有成本,所述第三预测累计年度能量成本与运行所述HVAC系统的替换HVAC系统相关联,(vi)将所述第一预测年度持有成本、所述第二预测年度持有成本和所述第三预测年度持有成本传送到所述客户设备以显示在所述客户设备上。
26.根据权利要求25所述的监测系统,其中,所述监测服务器还被配置成从所述客户设备接收所选择的时间段,基于所述第一预测年度持有成本、所述第二预测年度持有成本、所述第三预测年度持有成本以及所选择的时间段来生成继续运行所述HVAC系统、维修所述HVAC系统以及替换所述HVAC系统中的至少之一的推荐,并且将所述推荐传送到所述客户设备。
27.一种用于监测建筑物的加热、通风或空调HVAC系统的方法,所述方法包括:
使用定位在远离所述建筑物处的监测服务器,从所述建筑物处的测量所述HVAC系统的电力消耗并且监测所述HVAC系统的控制信号的监测设备接收电力消耗数据和控制信号数据;
使用所述监测服务器从与所述HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少之一接收能量定价数据;
使用所述监测服务器基于所述电力消耗数据、所述控制信号数据和所述能量定价数据来确定包括所述HVAC系统的第一预测累计年度能量成本的第一预测年度持有成本,所述第一预测累计年度能量成本与继续运行所述HVAC系统相关联;
使使用所述监测服务器确定包括所述HVAC系统的第二预测累计年度能量成本以及对所述HVAC系统进行维修的成本的第二预测年度持有成本,所述第二预测累计年度能量成本与在对所述HVAC系统进行维修之后所述HVAC系统的运行相关联;
使用所述监测服务器确定包括所述HVAC系统的第三预测累计年度能量成本以及替换HVAC系统成本的第三预测年度持有成本,所述第三预测累计年度能量成本与运行所述HVAC系统的替换HVAC系统相关联;以及
使用所述监测服务器将所述第一预测年度持有成本、所述第二预测年度持有成本和所述第三预测年度持有成本传送到所述客户设备以显示在所述客户设备上。
28.根据权利要求27所述的方法,还包括:
使用所述监测服务器从所述客户设备接收所选择的时间段;
使用所述监测服务器基于所述第一预测年度持有成本、所述第二预测年度持有成本、所述第三预测年度持有成本以及所选择的时间段来生成继续运行所述HVAC系统、维修所述HVAC系统以及替换所述HVAC系统中的至少之一的推荐;以及
使用所述监测服务器将所述推荐传送到所述客户设备。
29.一种用于建筑物的加热、通风或空调HVAC系统的监测系统,所述监测系统包括:
定位在远离所述建筑物处的监测服务器,所述监测服务器被配置成(i)从所述建筑物处的监测所述HVAC系统的控制信号的监测设备接收控制信号数据,(ii)检索指示所述HVAC系统的至少一个部件的预期电流汲取和预期电力消耗中的至少之一的制造商规格数据,(iii)基于所述控制信号数据和所述制造商规格数据来确定所述HVAC系统的电力消耗数据,(iv)从与所述HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少之一接收能量定价数据,(v)接收环境室外温度数据,(vi)基于所述电力消耗数据、所述控制信号数据和所述能量定价数据来确定所述HVAC系统在多个时间段上的能量成本数据,所述能量成本数据包括与HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少之一相关联的能量成本,(vii)基于所述环境室外温度数据将针对所述多个时间段中的每个时间段的能量成本数据与对应于所述时间段的环境室外温度相关联,(viii)接收针对至少一个未来时间段的预测温度数据,以及(iv)基于经关联的能量成本数据和所述预测温度数据来生成所述HVAC系统在所述至少一个未来时间段上的预测能量成本。
30.根据权利要求29所述的监测系统,其中,所述监测服务器还被配置成将所述HVAC系统的所述预测能量成本传送到所述客户设备以显示在所述客户设备上。
31.一种用于监测建筑物的加热、通风或空调HVAC系统的方法,所述方法包括:
使用定位在远离所述建筑物处的监测服务器从所述建筑物处的监测所述HVAC系统的控制信号的监测设备接收控制信号数据;
使用所述监测服务器检索指示所述HVAC系统的至少一个部件的预期电流汲取和预期电力消耗中的至少之一的制造商规格数据;
使用所述监测服务器基于所述控制信号数据和所述制造商规格数据来确定所述HVAC系统的电力消耗数据;
使用所述监测服务器从与所述HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少之一接收能量定价数据;
使用所述监测服务器接收环境室外温度数据;
使用所述监测服务器基于所述电力消耗数据、所述控制信号数据和所述能量定价数据来确定所述HVAC系统在多个时间段上的能量成本数据,所述能量成本数据包括与HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少之一相关联的能量成本;
使用所述监测服务器基于所述环境室外温度数据将针对所述多个时间段中的每个时间段的能量成本数据与对应于所述时间段的环境室外温度相关联;
使用所述监测服务器接收针对至少一个未来时间段的预测温度数据;以及
使用所述监测服务器基于经关联的能量成本数据和所述预测温度数据来生成所述HVAC系统在所述至少一个未来时间段上的预测能量成本。
32.根据权利要求31所述的方法,还包括:使用所述监测服务器将所述HVAC系统的所述预测能量成本传送到所述客户设备以显示在所述客户设备上。
33.一种用于建筑物的加热、通风或空调HVAC系统的监测系统,所述监测系统包括:
定位在远离所述建筑物处的监测服务器,所述监测服务器被配置成(i)从所述建筑物处的监测所述HVAC系统的控制信号的监测设备接收控制信号数据,(ii)检索指示所述HVAC系统的至少一个部件的预期电流汲取和预期电力消耗中的至少之一的制造商规格数据,(iii)接收环境温度数据,(iv)基于所述控制信号数据来确定所述HVAC系统的运行时间数据,所述运行时间数据指示所述HVAC系统的至少一个运行时间段,(v)基于所述运行时间数据、所述制造商规格数据和所述环境温度数据来确定所述HVAC系统的电力消耗数据,(vi)从与所述HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少之一接收能量定价数据,(vii)从所述客户设备接收所选择的时间段,(viii)基于所述电力消耗数据和所述能量定价数据来确定针对所选择的时间段的多个片段的能量成本数据,所述能量成本数据包括与针对所选择的时间段的每个片段的HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少之一相关联的能量成本,以及(ix)将所述能量成本数据传送到客户设备以显示在所述客户设备上。
34.根据权利要求33所述的监测系统,其中,所述监测服务器还被配置成检索指示所述HVAC系统的燃烧器的预期燃气消耗的制造商规格数据,基于所述燃烧器的预期燃气消耗和所述控制信号数据来确定燃气消耗数据,检索燃气定价数据,并且还基于所述燃气消耗数据和所述燃气定价数据来确定针对所述多个片段的能量成本数据。
35.根据权利要求33所述的监测系统,其中,所选择的时间段包括多天,并且其中,所选择的时间段的多个片段中的每一个是一天和一天的一部分中的至少之一。
36.根据权利要求33所述的监测系统,其中,所述能量成本数据包括针对所述多个片段中的每个片段的累计总能量成本,针对每个片段的所述累计总能量成本对应于从所选择的时间段开始到所述片段的结束的总能量成本。
37.根据权利要求33所述的监测系统,其中,所选择的时间段对应于季节性转换时间段。
38.一种用于监测建筑物的加热、通风或空调HVAC系统的方法,所述方法包括:
使用定位在远离所述建筑物处的监测服务器从所述建筑物处的监测所述HVAC系统的控制信号的监测设备接收控制信号数据;
使用所述监测服务器检索指示所述HVAC系统的至少一个部件的预期电流汲取和预期电力消耗中的至少之一的制造商规格数据;
使用所述监测服务器基于所述控制信号数据来确定所述HVAC系统的运行时间数据,所述运行时间数据指示所述HVAC系统的至少一个运行时间段;
使用所述监测服务器接收环境温度数据;
使用所述监测服务器基于所述运行时间数据、所述制造商规格数据和所述环境温度数据来确定所述HVAC系统的电力消耗数据;
使用所述监测服务器从与所述HVAC系统相关联的客户设备和存储能量定价数据的数据库中的至少之一接收能量定价数据;
使用所述监测服务器从所述客户设备接收所选择的时间段;
使用所述监测服务器基于所述电力消耗数据、所述控制信号数据和所述能量定价数据来确定针对所选择的时间段的多个片段的能量成本数据,所述能量成本数据包括与针对所选择的时间段的每个片段的HVAC系统部件和HVAC系统运行模式中的至少之一相关联的能量成本;以及
使用所述监测服务器将所述能量成本数据传送到所述客户设备以显示在所述客户设备上。
39.根据权利要求38所述的方法,还包括:使用所述监测服务器检索指示所述HVAC系统的燃烧器的预期燃气消耗的制造商规格数据,基于所述燃烧器的预期燃气消耗和所述控制信号数据来确定燃气消耗数据,检索燃气定价数据,并且还基于所述燃气消耗数据和所述燃气定价数据来确定针对所述多个片段的能量成本数据。
40.根据权利要求38所述的方法,其中,所选择的时间段包括多天,并且其中,所选择的时间段的多个片段中的每一个是一天和一天的一部分中的至少之一。
41.根据权利要求38所述的方法,其中,所述能量成本数据指示针对所述多个片段中的每个片段的累计总能量成本,针对每个片段的所述累计总能量成本对应于从所选择的时间段开始到所述片段的结束的总能量成本。
42.根据权利要求38所述的方法,其中,所选择的时间段对应于季节性转换时间段。
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