CN1145113A

CN1145113A - 用于气候自动控制的器件和方法

Info

Publication number: CN1145113A
Application number: CN95192339A
Authority: CN
Inventors: 约瑟夫·D·赖利; 马克·H·波普克
Original assignee: Smart Systems International
Current assignee: Smart Systems International
Priority date: 1994-02-17
Filing date: 1995-01-30
Publication date: 1997-03-12
Anticipated expiration: 2015-01-30
Also published as: MX9603411A; KR970701332A; NO963428L; US5395042A; KR100352337B1; CA2182684C; CA2182684A1; WO1995022725A1; NZ279456A; EP0742883A1; AU682754B2; EP0742883A4; RU2141081C1; CN1090735C; BR9506826A; JPH09509246A; NO963428D0; NO309879B1; AU1609095A

Abstract

一个用于控制操作(HVAC)装置(80)或其它气候控制装置(560)的器件和方法。用户可设置一个用户设置点(150)。系统(20)决定空间在任一给定时间是否占有，以及如是，在预定的允许边缘维持温度在用户设置点(270)。如果空间没有被占有(280)和温度漂移到允许边缘的外面，则系统允许温度漂移到一个最大的允许边缘，或到一个新的边缘，都是小的(290)。新决定的边缘是依赖于系统可漂移和在预定的最大恢复时间内仍然驱动温度实际上回到用户设置点的最大温度边缘的确定。恢复时间依赖于为以前的漂移和驱动(320)循环存储的过去温度一时间的数据。

Description

用于气候自动控制的器件和方法

本发明涉及建筑物内部的温度和其它气候控制因子，尤其对于控制一个根据事先确定的环境标准温度，包括有人在或无人在、可编程的舒适范围、以及可编程的达到这些舒适范围的忍耐时间。

发明背景

在传统的温度或气候控制系统中(如加热、通风和空调系统，此处统称为“HVAC”)，恒温器用于控制HVAC系统打开或关闭。用户预设一个理想温度(或“用户设置点”)，当被控空间的温度不同于预设温度时，HVAC系统加热或冷却空气直到达到预设温度。

因此，传统封闭空间恒温器只是具有测量封闭空间温度探头的开/关钮以及为用户设置其理想温度的方法。这种恒温器的问题是温度维持在用户设置点而无论有人或或无人，都在耗费昂贵自然资源。当无人时，加热或冷却浪费了大量的资源。

一些封闭空间的恒温器内置一个时钟并可提供给人们编制不同时间和天数的不同用户设置点的程序。这样的时钟-恒温器为们预料有人时而不是无人时提供不同的HVAC服务。这种方法的问题是时钟-恒温器编程有点麻烦，尤其麻烦的是，当编程是正确的，而人们计划改变而常常使得无法与编程的时间相吻合。

一些封闭空间的恒温器具有探测人的传感器。它们由一个有人在时的传统的恒温器转向第二个无人在时的传统恒温器。第二个恒温器具有第二个固定的温度，以便于当无人时由第一个温度漂移(““拨回”或“设定”)一个固定度数。这种恒温器的问题是当有人回到室内时，第二个温度往往离第一个温度太远而无法提供满意的舒适，或离第一个温度太近而无法节约足够的能量。而且，封闭空间和周围的条件不变时，以至于这些恒温器很难调节到能量节约和舒适交替的最优化。即使使用者能确定舒适和在给定时间最大能量节约的最优第二个恒温器设置，不变的条件和那样的设置会很快变为非优化。(一般地，词语“周围”为“周围温度”--用于围绕受控的、常常是封闭的室内或其它空间的温度或其它条件，“空间温度”为受控空间内的温度。)

因此，需要有一考虑受控空间的占空状态和对空间及周围条件变化有自动响应的气候控制系统，以便于在满足用户预先设置的舒适、健康和其它标准的同时将能量消耗减到最少。这样的系统应首先考虑为不同人而变化的舒适设置，当人回来时温度和时间要同时能使得温度恢复到最佳设置(此处称为“恢复时间”)。系统应自动适应变化的封闭空间条件，包括变化的热量流入和流出封闭空间，以及封闭空间的不同热量汇(家具、设备、墙面和地面，等等)。而且，要能适应变化的周围条件(如白天或夜晚，夏季或冬季，晴天或雨天，静风或有风)，以及系统对HVAC装置操作性能的变化要有补偿。本发明的系统能自动适应所有这些目标。

传统系统没有考虑HVAC装置操作和随时间变化的受控空间响应(温度、湿度，等等)。因此需要一个能识别并利用这样的非线性关系的系统来作用于气候控制，如使用指数曲线拟合。

发明概述

本发明系统使用一个或多个遥控传感器和基站。遥控传感器为一个探测短暂或长久有人或无人的装置，并能传递这些“占空状态”观测信息给基站。遥控传感器有温度传感器用于给基站报告温度，基站也可另有温度传感器，基站和遥控传感器都由具有存于内存中的控制程序的微处理器来控制以完成本发明的功能并控制加热/通风/空调(HVAC)装置以使空间温度维持在用户设置点，该设置点具有如下所述的较宽变化范围。基站控制HVAC装置则基于以往被控空间中的实际操作和系统响应。

当人们由不在回来时，他们要求温度在他们能接受的时间内达到他们最佳设置的某点或位于一个范围。因此，基站为一控制HVAC装置完成用户最佳温度和时间的能适应和获悉的机器。基站提供调整用户设置点，即用户设置的理想温度。它还提供如下设置：

(A)一个特定的温度漂移离开用户设定点的最大温度范围；

(B)一个特定的温度回到用户设定点附近的最长的恢复时间(这个最长恢复时间可以是零，使温度总是保持在用户设定点；或也可以是一个非常长的周期(“无限长”)，实际上总是回复到固定的最高温度设定)；和

(C)一个特定的为了使系统在特定的恢复时间里返回到用户设定点周围的最小温度范围(实际上可以是零)。

基站接收来自与之联系的遥控传感器发射的占空状态。当HVAC装置处于开启(“驱动”)时可以测量、计算和获悉温度-时间的非线性关系，当HVAC装置关闭(“漂移”)时对应不同的关系。一旦获悉漂移和驱动曲线(即漂移和驱动-时间关系)，系统就利用这些信息对未来的控制做出决定，包括在启动HVAC装置之前允许温度漂移设定的范围有多远。一般地，空间不被占据比被占据时允许温度漂移得更远一些。

当空间没有被占据时，基站控制HVAC装置不断收集和记录关于封闭空间温度-时间数据并用这些数据在最小水平上通过驱动HVAC装置不断得到最大程度能量节省，以备在特定恢复时间内把温度回复到用户设定点或到用户设定点附近的最小温度范围内。

本发明系统可论证当某一内标准被满足时的允许漂移时间，即用户不再注意恢复到程序化温度的时间增量的增加。这就导致了额外节省能量。

节省能量和装置使用的数量可由系统储存的数据给出。控制参数的其它变化可程序化，如当被控空间在长时间内非占据时扩展允许温度范围，可节约更多能量。

附图简介

图1是完成本发明的系统框图。

图1A表示使用图1系统的用户界面控制。

图2为解释本发明方法的一个最佳实施例的流程图。

图3为描述一个空间的漂移和驱动温度响应的曲线。

图4为描述一个空间的漂移温度响应的曲线，确认指数关系的参数就表示这种响应。

图5为描述一个空间的驱动温度响应的曲线，确认指数关系的参数就表示这种响应。

图6为表示使用多个遥控传感器的本发明的基站框图。

图7为用于本发明的遥控传感器的框图。

图8-10为基站不同实施例的框图。

图11为用于本发明的可程序化预置转换器框图。

图12表示用于本发明一个实施例中的零交叉回路。

优选实施例描述

本发明导入一个系统，用于通过操纵响应于预定的环境特征水平的变化的一个环境控制单元或装置来控制一个室内或封闭空间的该预定的环境特征的水平，以便于在用户设定点某一范围内在室内中保持特征的现有水平，即用户决定的用于特征的理想水平。本发明的一个最佳实施例包括受控驱动加热、通风和空调(HVAC)装置。使用本发明使得在现有系统中大量节省能源。

本发明最好被置于计算机系统10中以控制该装置，如图1所示，表示一个传统的多用途或专用的包括一个与存储器40连接的微处理器30的计算机基站20。输入是通过用户输入设备50连接计算机20；设备50可包括一个键盘、用于声音控制的麦克风、红外或无线遥控设备、触摸屏、或其它任何一种计算机传统输入设备，包括用于与其它计算机或电子设备通讯的输入接口。输出是通过输出设备60，包括任一或多个标准输出设备如监视器、打印机、声音设备、与其它计算机通讯的接口、或其它可接收并用于计算机输出的装置。

一个或多个环境特征传感器如提供的温度传器70，直接与计算机20输入口相联或通过一个传统的遥控方法如红外、无线或内置线与计算机相联。其它传感器90以同样方式与计算机20联结或通讯，同样一个或多个用于在给定的受控空间探测有人或无人的占据传感器100也用此法。

占据传感器100可以是传统的个人探测器(如商业上可得到的红外探测器)以及与计算机20通讯最好是通过遥控连接，如红外或无线发射或通过内置线传递。

如下所述的系统和其变化的每一个通过计算机10根据存储在存储器40中的环境控制程序的指令控制。无论在那里提到控制器或处理器，都认为是传统的或专用的处理器如处理器30，它在每一种情况下具有一个联结存储器，用于存储控制程序和发生及探测或在操作系统过程中的其它输入数据。

图1A表示一个专用的控制单元110作为系统界面，其作用在图2讨论后将被说明。

可用于完成本发明特征的传感器和基站的特殊实施例在联系图6-11之后讨论。

图2是一解释本发明系统操作的流程图，首先描述了其基本形式，接着描述基本实施例的大量变化。其方法是基于这样的事实，即给出空间对气候控制装置的温度响应，以及对不同于空间温度的周围温度响应，是很难预测的。因此，本发明采用了一个经验的近似的气候控制，它将首先被概括作一描述，然后在图2的流程图中给出详细说明。

相应于一个空间的漂移和驱动温度

图3表示一个室内或其它空间对温度控制和对不同于空间内温度的周围温度的自然响应。图3曲线解释了这样一个室内的温度响应，其室内周围温度通常高于房间内的温度，例如热天中的空调室内的情况。对于一个冷天里被加热的室内，其原理也是同样，但是y轴温度增加方向要改变。

图3中曲线400表示空间温度随时间指数响应，开始为一个低温度TEMPSET(例如，可以是空调恒温器设定的温度)并随时间接近于周围温度(例如，热天中的外面温度)。曲线410为同样的指数曲线，表明空间温度由周围温度降到的外面温度)。曲线410为同样的指数曲线，表明空间温度由周围温度降到TEMRSET对空调器的响应。

周围温度一般为无人时的温度，当HVAC装置关闭时封闭空间温度将漂移；即，如果外面温度高于里面温度，室内的温度将趋于向较热的外面温度漂移。(在一些例子中，里面温度可比外面温度变得更热，在这种情况下空间温度接近于外面周围温度不总是对的；但这不影响本系统，另一种情况是朝TEMPSET方向冷却空间。这两种情况下都是对的，封闭空间朝某一平衡温度漂移，实际上此温度通常与围绕封闭空间区域的周围温度一样。在本申请中的例子中，“周围”温度可为空间平均平衡温度。)

无人时，封闭空间温度一般以降低速率向周围温度漂移和由周围温度以降低速率驱动。这些变化速率(“减速曲线”)可由指数方程的形式T＝C+Ae^-t/B很好的描述，此处T＝温度，t＝时间，A、B和C为已知或可获悉参数，在下面讨论。漂移和驱动方程具有同样的形式，但参数值不同。通过测量温度和时间的变化，这些方程可解(即，所有6个参数为“获悉的”)。

一旦得到解，驱动温度由一点到另一点的时间，或温度由一点到另一点漂移所花的时间，可以计算出来。当周围温度改变时，漂移和驱动方程的A和C参数可重新被计算。连续变化条件下的恢复时间可被计算出来，使得系统不断调整并使漂移边界温度最大，因此可最小使用HVAC装置而使其总处于准备状态并可在特定恢复时间里驱动温度返回用户设定点或设定范围内。

对于只有温度和时间测量的漂移和驱动，上述方程给出精确的、经验确定的预测。另外的变量，如湿度，可加到系统中，由此更复杂的非线性方程应用于精确表征“舒适”关系，此关系必须从精确控制中获悉。

图4表示与图3曲线400类似的曲线420，并图解了上面所述的参数A、B和C。这些参数定义如下(对于漂移方程)：

A：在时间t＝0时被控空间的温度偏差；

B：方程的指数时间常数(或“Tau常数”)；和

C：被控空间随时间漂移的温度(即，HVAC装置关闭的空间平衡温度)。

图5表示与图3曲线410类似的曲线430，并是与图4漂移曲线匹配的驱动曲线。图5中参数与图4中参数定义类似，C为在同样条件下(周围温度、HVAC能源设定，等等)，如果HVAC装置驱动一个很长的时间，空间渐近接近的温度。

参数A可义为是温度从时间零到达C的距离。

参数B(Tau或时间常数)从时间零到达C的距离的63％(1－l/e)所需的时间。朝C经历的距离的比例可被计算为“n”Tau(＝1－(l/e)ⁿ)。

如上所述，参数C为朝向空间的温度(在漂移和驱动方程中)。在漂移方程中，如果具有常数周围温度并停留足够长(即，不运转HVAC装置时的封闭空间温度)，它为封闭空间达到的极值(最大或最小，依赖于周围是较热还是较冷)温度。在驱动方程中，HVAC装置以常数周围温度(即，运转HVAC装置的封闭空间平衡温度)驱动到极值(同样为最小或最大，与漂移状态极值相反)温度。

当漂移接近周围时，封闭空间温度随时间变化的速率下降。当驱动远离周围时，封闭空间温度随时间变化的速率下降。这些现象由图3的曲线表示。曲线400解释了驱动一段给定的离开周围温度的距离(ΔT)，以较低的温度(见410L部分)比较高温度(见410H)需要更多的时间，即t2＞t4。

曲线400部分解释了温度漂移向周围温度一段给定的距离(ΔT)，在远离周围温度(见400L)比接近时(见400H)所需的时间要少，即t1＜t3。

曲线400和410进一步证明，通过比较400H、400L、410H和410L部分(见410H和410L部分，分别重置比较400H和400L)，在给定范围(ΔT)保持(即，通过漂移和驱动的重复循环来保持)一个封闭空间温度，当温度远离周围温度时，驱动所花的时间比例比当温度接近时要长。在数学上表示为：t2/(t1＋t2)＞t4/(t3＋t4)。

在计算机存储器中，当(1)封闭空间正在漂移和(2)正在由HVAC装置驱动，当前系统记录一系列温度-时间测量。这些测量用于解漂移和驱动方程，此处温度＝C＋A^*e^-t/B。用三对测量值，只要测量时间间隔相等，每一方程可以精确求解；详细讨论在下面给出。

当周围温度改变时，漂移和驱动方程的参数A和C必须被校正。一旦参数B从未占据空间获悉，则保持常数直到空间重被占据和空出。在漂移方程中，初始温度To＝C＋A，故C变化线性对应于A变化；即A＝To－C。

导出漂移和驱动参数

图3-5中的曲线和参数提供了描述空间响应温度控制的行为。方程的形式为T＝C＋A^*e^-t/B。在本例中将要假定为热天和HVAC装置用于驱动温度下降，然而由于数学上的对称，当空间替换为被进行加热时，对于冷周围温度本例将同样很好工作。

传感器测量温度，本发明系统测量温度和消失时间做为一对数据点(下述与图2联接)。在本例中，选择同等的测量时间周期，即，选择三个点在均匀的时间间隔上，如下：

时间(秒) 温度(°F)

to(或t0)＝0 To＝80.00

t1(或t1)＝0 T1＝74.59

t2(或t2)＝0 T2＝71.61

参数A、B和C具有闭合形式解，假定(t1－t0)＝(t2－t1)，如下：

B＝-(t1－t0)/In{(T2－T1)/(T1－T0)}

A＝(T1－T2)/(e^-t1/B-e^－t-2/B)

C＝T1－A^*e^-t1/B

计算这些参数，驱动方程变为：

T＝68＋12^*e^-t/300，

表明驱动Tau为300秒；即温度微分的大约1－(1/e)^300/300＝63％，在驱动(此处，冷却)开始后，可最大程度地被驱动达到300秒，以及总的驱动距离将从80度最大下降12度(＝68＋12)。

在本例子中，系统实际被驱动的最低温度为68°F，此为当t(时间)变为很大的数(即e-^t/300接近零，t接近“无穷大”)时，T渐近接近的值。这种情况将是，例如HVAC装置没有足够的功率或空间内有泄漏，以至于冷气损失，或被空调器吹送的空气温度实际上为68°。换言之，本发明系统以经验方式自动地决定物理空间和气候控制装置的实际限制。

用于本发明方法的这些漂移和驱动参数如图2流程图所示。

图2的方法

传统控制气候的方法是把用户设置点作为目标温度，并一但当被控空间温度漂移离开设置点，就驱动HVAC装置直到空间内的温度回到设置点，或到设置点的区间(ΔTEMP)内。这个变化包括占空检测器如传感器100，并当无人时使得偏离设置点较大，但当有人回来时驱动温度回到设置点±ΔTEMP。

由图2流程图中通过逻辑框200-250(并再回到逻辑框210)作为循环A标记的循环所说明的方法提供第一步的这些手段。用户输入设置点TEMRSET，并可同时输入区间ΔTEMP或可预先程序化。的确，下面讨论(如在逻辑框200所列)在任何输入变量可预先程序化并可由系统的经营者/拥有者确定可否由用户改变。在逻辑框200输入变量具有如下量纲和定义：

TEMPSET：(温度)：用户定义的设置点；

ΔTEMP：(温度)：TEMPSET区间(或TEMPLIMIT)内实际保持的温度；

TEMPMIN：(温度)：如下所述的与RECOVMAX联系决定TEMPLIMIT的围绕TEMPSET的任何设置区间；

TEPMMAX：(温度)：当空间无人时空间温度最佳保持时的围绕TEMPSET的用户给定区间；

RECOVMAX：(时间)：当无人空间有人占据时，系统应该使得空间回到TEMPSET(±ΔTEMP或TEMPMIN)的用户给定时间的最大时间周期；

漂移/驱动初始变量：漂移/驱动方程中的A、B和C。A和C为温度；和B为时间单位；以及

DD RATIO：(无量纲)：这个变量表示由用户或系统经营者确定的能量节约比，为“智能”模式中的区间TEMPMAX外的漂移时间比驱动时间，在下面讨论。

如果知道有关系统并给出最好估计，漂移和驱动参数初始值可由系统经营者或用户输入。当空间被加热和/或冷却时，系统收集经验信息，并自动调整，并如上面标题为“导出漂移和驱动参数”段所描述的产生最佳的漂移和驱动数据。在这种情况下系统通过在起始时间收集必要的数据而循环，然后按照图2的方法准备好精确地操作HVAC装置要求的控制。

系统一旦收集并储存所有的输入数据，占空状态(即被控空间或室内有人或无人)在逻辑框210探测，以及空间温度TEMP在逻辑框220探测。操作过程中的所有变量和输入数据储存在储存器中。在逻辑框230中，当前的TEMP和时间储存在一起，即相关的，在计算受控室内和其它空间的漂移和驱动曲线时有用处。

在逻辑框240中，决定当前空间温度TEMP是否位于预定由设置点TEMPSET的区间ΔTEMP内。例如，用户可能输入72°作为舒适温度，ΔTEMP可能为0.5°。如果空间中的温度位于区间71.5°到72.5°，那么在逻辑框240中确定为正值，因此方法分支到逻辑框250。如果系统已经在驱动HVAC装置，将在此点停止；如果系统还没有准备驱动HVAC装置，那么它保留在逻辑框250外。然后方法分支到逻辑框210以及循环A重新开始。注意在循环A中(图2中逻辑框210-250)，占空状态没有与之关联，因此温度实际上是在设置点，在任何情况下HVAC装置都不被驱动。

循环B表示空间被占和空间温度漂移出理想区间(TEMP±ΔTEMP)的状态；即在逻辑框260中被确定有人，并因此在逻辑框270步骤造成计算机回到HVAC装置，在传统的方式中程序提供了控制装置的命令。因此，在本例中一旦TEMP向上漂移(在热天)超出72.5°或(在冷天中)低于71.5°，HVAC装置将被启动去驱动温度回到设置点72°(如分别向下到71.5°或向上到72.5°)的0.5°内。另外，系统可以确认一旦在热天温度漂移超出73°，而设置点在72°和ΔTEMP为1°，HVAC装置驱动温度向下到72°。在没有背离保持温度在设定点的某个区间内ΔTEMP的原则下，同样的变化都可用。

循环B回到逻辑框210，并且这个方法在那个点重新开始。如果温度回到(TEMP±ΔTEMP)，那么循环A被执行，以及HVAC装置被关闭；否则，循环B再次被执行，以及在逻辑框270(已经启动)HVAC装置继续运行。

可是，有可能在设置点周围的预设区间被到达之前(即，温度区间TEMP±ΔTEMP被到达之前)，曾在被控空间的人会离开。或者，一个未占有空间的温度漂移到预设区间之外。另外的一个例子中，在逻辑框260判定分支到逻辑框280，漂移和驱动方程(如图3-5所示)的变量被更新。

步骤280-290：漂移和驱动变量及TEMPLIMIT的计算

在步骤290，变量TEMPLIMIT被设在更小的(1)TEMPMAX和(2)来自TEMPSET的温度偏差，其恢复到TEMPSET(或选择TEMPMIN)的时间不大于RECOVMAX。

TEMPMIN值被选择作为围绕TEMPSET的一些温度区间以便即使温度可能在区间TEMP±ΔTEMP之外，被控空间的人也能很舒适。例如，如果TEMP为70°和ΔTEMP为0.5°，系统将正常保持在温度69.5°到70.5°。可是，使用变量TEMPMIN，操作者具有在给定70°附近的温度区间的选择，例如±2°，以便系统在给定时间周期RECOVMAX如6分钟到达稍宽的区间，仍可被接收。可能花额外时间到达理想的70.5±0.5°，但是一旦到达2°TEMPMIN边缘，室内中的人将可能不会注意到这个差异。注意TEMPMIN可能设置为零或与ΔTEMP同样，一旦达到理想状态，就绕过“舒适区间”的选择。在这种情况下步骤290计算项目(2)用TEMPSET作为目标温度执行。

步骤290下的温度偏差，项目(2)由RECOVMAX的值从以下方式导出：如果HVAC系统装置驱动温度向下，例如70度并关闭(即用户设置点为70度，不管此时的ΔTEMP)，然后应用典型的如上讨论的驱动方程，可以看出在537.53秒(大约9分钟)后达到70度。如果RECOVMAX被设置，例如6分钟即420秒，系统必须决定系统可使用温度漂移到有多远并仍可在420秒内驱动回到70度。应用上述典型方程，Tmax可用下式计算：

Tmax＝68＋12^*e^{-(537.53－420)/300}＝76.11因此，温度可允许漂移到76.11度以及系统在420秒内仍可驱动回到70度。

当考虑ΔTEMP或TEMPMIN时，以同样的方法进行前面的计算；唯一的区别是当计算驱动到目标温度所需的时间时，后者变量被考虑。因此，如果TEMPMIN＝2°，那么驱动到72°所需的时间可与产生Tmax值的RECOVMAX相比，并且此值要比76.11°要大，因为系统不必驱动所有路径回到TEMPSET。

与找驱动方程参数步骤相同的方法寻找漂移参数A、B和C，它不同于驱动方程式参数并得出同样形式的不同方程。例如，对于用户设置点70°和最大漂移到90°，当装置关闭时描述温度特性的漂移方程可为：

T＝90－20^*e^-t/720，表示漂移Tau为720秒，以及当HVAC装置关闭时，温度最远漂移到90°(注意当t＝0时，温度为70°)。当T＝76.11°时，漂移方程的斜率由下式给出：

dT/dt＝-A/B^*e^-t/B，因此，观察T＝76.11→t＝262.49：

dT/dt＝-(-20)/720^*e^-262.49/720＝0.01929度/秒。

在漂移模式中，B变化很小可作为常数。在本例的漂移温度边界处B＝720和t＝262.49，当周围温度强迫封闭空间泄露率(即斜率)变化时，只有A变化非常显著。当外面变得较热时，dT/dt在漂移温度边界将增加。为保持温度在76.11，系统重复驱使温度漂移很小(如0.5°)到76.11之上，然后驱动温度很小(如0.5°)回到76.11之下。(温度允许漂移到76.11，然后驱动，例如低于其1度。)

如果温度允许在76.11之上漂移0.5°，并驱动到低于76.11的0.5°，有一个总共1度的漂移，然后对于这个1°的漂移初始化时间为(dT/dt)₀＝1/0.01929＝52秒。当外面变得较热时，1°的漂移时间被测量。如果为35秒，那么(dT/dt)₁＝1/35＝0.02894。因为dT/dt＝-A/720^*e^-262.47/720＝-A^*常数，因此：

(dT/dt)₁/(dT/dt)₀＝-A₁/-A₀和A₁＝A₀ ^*(dT/dt)₁/(dT/dt)₀，因此

A₁＝-20^*0.02894/0.01929＝-30

注意，在t＝0时漂移方程：

T＝C＋A^*e^-0/B＝C＋A，因此

T₀＝90＋(-20)＝70＝C＋A和

C₁＝T₀－A₁＝70－(-30)＝100，和新的漂移方程为：

T＝100－300^*e^-t/720。

这表示漂移Tau仍然为720秒，以及当HVAC装置被关闭，温度最远漂移为100°，即C_漂移＝100。

当C_漂移变化时，在步骤280必须计算新的驱动方程参数。在驱动方程中，当A和B变化很小而被认为是常数时，C_驱动与C_漂移具有非线性关系。应用高斯方程可精确估计C_驱动：

C_驱动＝C_漂移＋D^*exp－[(C_漂移－E)/F]²。

在这个方程中，D为(C_驱动－C_漂移)max振幅，E为在(C_驱动－C_漂移)max的温度，和F是高斯方程的一温度Tau，为得到精确方程的近似ΔC_漂移。

需要三组D、E、F、C_漂移和C_驱动测量来精确解这个方程。在不同周围温度时的有关一Tau的三个漂移和驱动循环之后，所有9个参数可被精确计算，以及非占有空间完全由二个指数、一个高斯和一个线性方程决定。周围温度的随后变化和维持循环的漂移边缘的测量用于计算新参数和他们与漂移和驱动方程的联系。

实际上，对于C_漂移中的小变化，已观测到ΔC_驱动≈0.2^*ΔC_漂移，并且直到(C_新漂移－C_漂移)/C_漂移变得大于一个由用户或预先程序化设置的固定比，这个估计可被使用。

总之，首先系统由下述方程获悉参数：

T_驱动＝C_驱动＋A_驱动 ^*e^-t/B驱动

T_漂移＝C_漂移＋A_漂移 ^*e^-t/B漂移

当荷周变化以保持温度在现有的Tmax，系统计算C_新漂移。应用C_新漂移，系统然后计算

A_新漂移＝T_漂移O－C_新漂移

A_新驱动＝A_驱动

C_新驱动＝C_驱动＋0.2^*(C_新驱动－C_驱动)

T_新驱动＝C_新驱动＋A_驱动 ^*e-^t/B驱动

T_新漂移＝C_新漂移＋A_漂移 ^*e-^t/B漂移

概念“荷周”是标准化的，以及在这种情况下可定义为总时间中系统维持给定设置(如TEMPSET±ΔTEMP)的百分比；即(时间开启)除以(时间开启＋时间关闭)以保持这样温度的分量。

当(C_新漂移－C_漂移)/C_漂移大于一个固定比率(如0.15)，HVAC装置被起动一个Tau周期以获悉新的漂移和驱动参数，存储第一组参数。然后用简单的线性调整直到固定比率超出一秒的时间，HVAC装置又一次起动以获悉新的漂移和驱动参数。在这个阶段，系统计算高斯参数，并只使用与C_新漂移有关的荷周时间变化使得进一步都调整到漂移和驱动方程。

经验公式的变化

上述方程的形式，T＝C＋A^*e^-t/B，可等同T＝C＋A^*-Bt，唯一变化的是B的量纲定义。前者用于现有例子以至Tau具有时间量纲而不是时间倒数，这容易被理解。

一旦方程T＝C＋A^*e^-t/B中的参数A、B和C被决定，直接的问题是计算图2流程图中的必要值。

步骤290项目(2)的值可被上述方式中的任一TEMPSET和RECOVMAX值决定。在此步骤中，一旦TEMPLIMIT被设置，则在步骤300中决定是否目前的温度TEMP处于TEMPSET的允许边缘TEMPLIMIT之内。若是，在此点不做任何工作，因此方法进入步骤250，那里HVAC装置被关闭(或，如果已经关闭，则保持关闭)。然后方法回到步骤210，完成了循环C的路径。只要被控空间仍保持非占有和空间温度停留在用户设置点的边缘TEMPLIMIT(如步骤290所决定的)内，循环C将被重复，并将不发生装置的驱动。

步骤320：循环E和“智能”模式

如果空间中的温度漂移出这个边缘之外，则方法进到步骤310，在那里被决定是否“智能”模式被设置。这是本发明用的使得产生较大能量节约的模式，并可在存储器的程序中用一旗或其它的传统的方式表示模式开关。用户控制的“智能”模式可为硬件开关其位置被控制程序探测和联系，或可为一软件控制，其作用是等同的。

智能模式被用于决定在随重新占有而驱动返回到TEMPSET之前，是否有过载发生允许温度漂移更远，即使当前温度TEMP可以到达在步骤290计算的TEMPLIMIT。如果来自新的“延展”TEMPLIMIT恢复时间与自计算的TEMPLIMIT到新“延展”TEMPLIMIT的漂移时间相比很小，将允许发生，由此有效延展了TEMPLIMIT。等同地，系统检查如步骤320定义的DRIFT与TECOV的比率是否大于某些预定的漂移一驱动比DDRATIO。例如，DDRATIO可为5，表明每5分钟的温度漂移(HVAC装置关闭时)将仅要求驱动装置1分钟以回到TEMPLIMIT点。

实际上，空间温度越接近周围温度，DD RATIO值就越高；例如，很接近周围温度时30分钟漂移时间只要求30秒校正(返回)驱动时间。这种情况下，达到60∶1的DD RATIO，对于HVAC装置有很大的停机时间，由此大大节约能源。

在这种情况下，当没有过度的非传统的空间占有者时，用户将要求设置“智能”模式和选择一个使得节约能量的DD RATIO值。这将经验地决定；当20分钟不可能时，30秒的额外驱动时间是可以接受的。

有其它方法完成“智能”模式而不是表示一个DD RATIO值。例如，可允许漂移发生在过去的TEMPLMIT，当：

(a)增量温度漂移不超出允许温度漂移区间的一个限定的百分比；和/或

(b)增量恢复时间不超出给定的恢复时间的一个限定的百分比。例子(b)与过去例子基本相同，但是强调了DD RATIO的倒数--这对于用户设置用户可编程序值更自然，例如，给定增量恢复时间不超出给定恢复时间的15％。另外，在例子(a)中，用户可给定增量温度漂移不超出允许区间的10％。在这些例子的任一个中，应用智能模式设置，系统用一相应于计算DD RATIO区间的量自动增加允许通过TEMPLIMIT的最大漂移区间。这个增加的量因此被DD RATIO(和/或上述(a)或(b)等同)限制；如果DD RATIO为10∶1，那么系统允许空间漂移的通过TEMPLIMIT的增量温度，实际上温度为系统计算驱动(恢复)时间到TEMPLIMIT为漂移时间的十分之一或小于十分之一。(这个计算可以与上述步骤290计算RECOVMAX例子相同。)

如果智能模式条件符合逻辑框320，那么随着循环E的系统进到步骤250，并关闭(或停止)HVAC装置。如果DD RATIO不够大，循环F随后，在那个时间HVAC装置开启(或开着)，并在这两种情况下，方法进到步骤210。

在本发明方法的基本形式中，循环A和循环B(没有“空间占有”探测和步骤210和260检验)对应于传统的HVAC控制方式。当占有状态在以前系统被考虑，则用于扩展区间如ΔTEMP的限制，但是循环C(尤其是步骤290)的特征至今没有被实现。循环E的智能模式进一步改进以便节约更多能源。

由上述可以看出，本发明的方法不依赖于复杂和潜在不精确的控制的空间模拟。气候控制的室内和建筑物是不断变化的：门和窗可被增加，家具、地毯和墙面可改变；周围微气候可随季节和周围建筑物而改变，树等可被增加或去除；等等。即使在一天中，周围条件可变化很大，例如，外墙在下午暴露在直射的太阳光中但在夜晚接受冷风。

不仅周围温度变化，而且HVAC装置本身也会演变：当过滤器清洁或变脏时，当冷却剂在使用过程中增加或减少时，当装置被替换或升级或降级时，以及当管子和管孔被清洁或变得堵塞或泄漏时，装置的功率会变化。驱动封闭空间温度的HVAC装置的功率依赖于所有的这些变化，以及上述讨论的封闭空间和周围条件。

现有发明自动通过经验决定漂移和驱动方程参数不断地和实时适应所有的这些变化，以至于对变化条件的反应与变化本身一样快。

图1A所示的用户界面控制110为用户提供了一个传统的方法来控制用于图2方法中的一些变量，其方法是通过在存储器40中用户用程序直接输入50到界面中。120-140每一箭头代表一个多位置开关或连续表盘控制。“OFF/AUTO/Heat/Cool”开关120使用户分别置系统的关闭模式、自动模式、加热模式或冷却模式(这里，“AUTO”设置可允许自动开关位于加热和冷却之间)。温度控制130允许用户参考刻度150给定TEMPSET，表明一个65°F到90°F区间的例子(并且最好包括更细分级温度标记)。

节约能量控制140最好为一连续变化表盘。当控制140设置在“高”，REACOVMAX和TEMPMAX值应为最大，可减少HVAC装置驱动时间到最小。当控制140设置在“低”，RECOVMAX和TEMPMAX取最小值，为用户提供最大舒适但同样消耗更多的能量。例如，系统经营者可预先定义允许RECOVMAX和TEMPMAX值的区间，以及用户通过表盘控制140，均匀改变并把最大值和最小值相互联系起来。在本实施例中，用户不需要知道这些变量的绝对值。

控制140通过设置模式到或不到“智能”也可同样与存储器40相互作用。因此，在刻度盘的某些点朝向“高”能节约，智能模式可进入工作。

用户界面110为模拟的，对于每一控制140和150包括一个传统的模拟一数字转换器(没有分别表明)。使用模拟设备控制计算机程序是熟知的，并可使用任一系列的标准装置。

在本实施例中，可选择使用一个传统的数字界面，用于精确地设置温度、RECOVMAX、TEMPSET和其它被设置变量。

方法的变更

A.不同于温度条件的探测与控制

人和温度传感器的使用已经被讨论过。湿度传感器使用方法可与温度传感器等同：用户可能希望湿度保持在一特定的区间内，并将设置一个本实施例讨论过的如温度那样的湿度“用户设置点”。图2逻辑框200中显示的所有变量被使用，以及上述讨论的方法的变化可被应用，除了湿度是控制的气候条件，而不是温度，且气候控制装置是不同于仅仅温度控制装置的加湿/去湿装置。当然，温度和湿度都被本发明系统控制。

因此，如果用户给定湿度如70％，那么如果湿度低于那个值(或高于70％-0.5％，此处ΔHUMIDITY＝0.5)则加湿器开启直到湿度再次上升到正确的区间。如果控制空间未被占有，湿度可被允许漂移，如温度一样，以及在图2描述的RECOVMAX和TEMPLIMIT(此处或HUMIDLIMIT)概念可直接被应用。“智能”模式以同样方式工作。

本发明的另一应用是探测和控制被控空间的气体浓度。例如，在某些环境中关注二氧化碳(CO2)的积累；并在图2方法中用二氧化碳浓度替代温度，表明此方法可直接应用于这种情况。气候控制装置在这种情况下不是控制温度而是控制通风装置和/或一个传统的脱气器来去除有毒的或不喜欢的气体。其它气体可被探测和控制的气体如氡、一氧化碳，等等。同样，空气流动的速率可为简单的受控条件。

本发明可同样应用于受计算机控制装置影响的任一气候条件。应用于照明条件时(控制占有和非占有室内灯的开启和关闭)，尤其是当应用于具有滞后作用的控制变化条件时，有特殊的优点，即条件的变化超出了可感知的时间周期(至少为分钟而不是秒)。

B.预防性维修指示器

对于以常数C_漂移的受控HVAC单元作用的封闭空间，能量效率EFF可由申请人得到的关系定义，即：

EFF＝(C_漂移－C_驱动)/B_驱动该关系假定HVAC装置对于封闭空间的作用，通过B_驱动分母均一化的效率EFF测量补偿空间自然频率(“τ”)的响应。

作为一般的规则，当气候控制装置效率降低时，用于改变条件(温度、湿度或其它条件)的时间有一固定的增加量。

本发明系统通过维持存储器中EFF和/或(C_漂移、C_驱动和B_驱动)随时间的校正值可作为保护维持指示器。一旦理想的绝对效率改变时，气候控制装置从一个时间到另一个时间的相对效率可被决定。

系统可容易地被预先程序化来定期如每天记录效率比，并由此可经验地决定一个效率曲线。当EFF处于峰值(100％)效率，这样一个曲线通过适合方程EFF＝100e^-kt，T为时间，K为一个过去时间获悉的经验参数(量纲为时间倒数)。

相对效率方程被更新并通过一个输出设备频繁向用户报告，最好新的效率比在每次时间被决定。此外，一旦效率方程被建立，未来时间的相对效率可被预测。如果系统经营者给定一个最小的相对效率装置，不仅当系统低于理想效率系统而且当装置预计降至给定效率比以下时预先提醒经营者，系统可输出信息或信号来提醒。例如，预计天数的两星期前的每天，系统可发布警告，如计算机打印输出，电子邮件或其他信息；基站和/或装置的闪烁光；声音警告，可提供用户询问设备，如在基站或装置上的按扭，一旦按下，在邻近的屏幕上显示效率值。

这样的警告可与效率失败的概率匹配，可由最小二乘法拟合或其它经验数据与理想方程EFF＝100e^-kt曲线拟合。为了预测类似的效率下降通过预先给定的最小的可允许效率，本发明系统可程序化预测HVAC装置降至预定的最小值的时间，以及用概率预测输出这个时间，如在最小二乘法中的传统的“γ2”曲线拟合值。

对于多元件器件(如作为一个hotel或hotel链)系统预测可用于产生一个装置维持计划，因此增加器件母件的维持计划的效率。对于作者的直接的问题是给出程序：(1)运行周期性效率检验(或正常操作气候控制装置的定期额外效率数据)；(2)计算效率数据，包括相对效率；和(3)发布效率报告和理想的维持计划。

当系统运行无效时，决定HVAC系统效率可通过提醒系统经营者而节约能源；当无效问题被解决时，温度允许漂移得更远，因为RECOVMAX可更容易符合，所以装置运行一个小百分数的时间和循环(保持)具有更小(暂时)的驱动分量。

C.逆向驱动警报

当系统启动气候控制装置，是为了改变受控空间的给定条件，无论是温度、湿度、气体浓度或其他条件。可以知道受控条件的漂移方向的趋向，和这个信息可用于进一步控制装置的使用。

例如，有可能发生某人留下一个朝受控空间开启的外面窗户。如果发生这种情况，试图冷却空间(在热天)就有可能失败。不论是否在驱动条件下或有相同方向的漂移条件下，可通过本发明系统在一个固定的操作装置周期之后的决定来发现。因此，如果在N分钟之后(如N＝15)驱动情况下的温度方向与漂移方向相同，意味着系统有严重的从空间或到空间的泄露。注意这个“向后”驱动，系统可被程序化到自动关闭气候控制装置以停止显著的浪费和无希望的能量消耗。

当一位客人留下开启窗户或滑动玻璃门并离开室内，对于旅馆来说自动关闭空调器或加热器是特别有价值的。当门微开或敞开时，一些具有硬件化的带有开关的滑动玻璃门(如在高旅馆的阳台)使得HVAC装置不能工作。这样的系统是昂贵的和在安装及维持时有些麻烦，以及传感器必须放置在室内的敞开地方。另一方面，对于任一空间的封闭空间边界(如墙面、天花板，等等)一旦有严重的泄露的倾斜，本系统可自动解决，并可在有人或无人在封闭空间的条件下，立即或在预先定义或获悉的周期之后(见下面的滞后时间获悉算法)关闭HVAC系统。例如，在有人甚至有明显泄露时，系统可能等待15分钟，以使清洁工在开门的情况下清洁房间，然后关闭浪费的HVAC工作。另外，只有当空间具有明显的泄露和未占有的情况下，系统可关闭HVAC工作。

本实施例同样应用于湿度探测。虽然不是关闭通风装置，但也可应用于不洁气体探测，通过发出警报声音来表示通风作用没有有效地驱除不愉快气体。

上述变化可与一个自动报告产生程序联合，在所有周期来提示用户或系统经营者发生了“向后驱动”。

D.固定驱动温度设定范围

给定用于加热和冷却空间的高费用能量，一些拥有者喜欢限制可由空间用户(或租用者)自行设置的温度区间。例如，一些旅馆房间的经营者相信温度区间64°F到80°F度可为客人在房间时提供足够的舒适。即使HVAC装置有能力驱动温度低于64°F或高于80°F，本系统可被确认限制温度区间到一个如这样的理想区间。当然，只要恢复时间限制满足节约目标，超出限制温度可仍在漂移。

当空间被占有或无论是否被占有，同样可应用给定限制。设计一个程序来完成图2的方法，可容易地提供这样的用户定义限制，如利用限制作为从经营者的基站来输入，如果一个后者用户给定一个允许区间的外部，过载具有极值的限制区间的后者输入区间(如用64°代替用户输入60°)经营者将有效地具有过载功率，因经营者可在任意时间从基站改变限制区间。

E.适合无人时推论的延迟时间

当人们离开一个封闭的空间如旅馆房间，去到大庭里取冰块、去前台购报纸、去邻近的浴室、未监控的房间、或他们可能离开稍长的时间。当房间无人时，不是立即把开关置为“未占有”模式(如图2的步骤260)，系统可被程序化以延迟时间周期，如N分钟(如N＝15)，以防空间使用者很快回来而仍能满足舒适要求。在图2中，需要在步骤260做出空间是否(a)未占有，和(b)已有连续的N分钟时间未被占有。

通过存储与多次离开/返回循环的空间占有状态相联系的记录，系统可获知多长的时间等待可保证某一百分比P％(如P＝90％)，此为所有或前面最近的次数占有者在M分钟(例如，M＝30)没有返回的可能。例如，在9分钟未占有状态后，只有10％的时间占有在随后的30分钟内返回；在这种情况下，“未占有的推论延迟时间”可设置为9分钟，表明只有9分钟之后，系统占有状态变为“未占有的”(并进入图2的逻辑框280)。

因此，虽然室内的占有状态，严格讲一旦有人离开室内就会改变，但直到预计的延迟时间前实际的长时间的非占有状态没有改变，此后系统可预计非占有状态将连续长时间。

该方法可通过建立两个延迟时间而进一步改进，一个用于当空间明亮时另一个用于黑暗时，黑暗延迟时间可长一些因为占有者睡觉和探测器探测到他们的活动不频繁。方法的这个变化使得系统减少延迟时间以介入并最大程度地节约能源，并减少当他们连续地使用和占有空间时，占有者对不舒适的温度感到不方便。

F.贮存/使用表

当系统在最大的漂移边界TEMPLIMIT保持温度，HVAC系统运行某个总循环时间的百分比[on/(on/+/off)]。系统可计算此值为多少可保持温度在用户设置点，并比较两个百分比。例如，对于一个20％的比例[4/(4+16)]，在漂移边界，该装置可在一个循环中驱动4分钟和漂移16分钟。在同样的时间，可决定如果系统试图保持用户设置点温度，对于比例66.67％[12/(12/+/6)]，可开启12分钟和关闭6分钟。

能源节约的量是用户设置点温度比例(上述66.67％)减去漂移温度比例，或66.67％-20％[2/3-1/5＝7/15]，或47％。本例中，在一个循环的漂移边界，节约量到达47％乘以20[4+16]分钟，或91/3分钟的工作时间，当不得不保持用户设置点时，HVAC系统关闭。

能量节约额外包括由下式表示的量：

(TEMPSET荷周)^*(到TEMPLIMIT的漂移时间)减

(1-TEMPSET荷周)^*(从TEMPLIMIT到TEMPSET的漂移时间)，此处TEMPSET荷周定义为(on时间)除以在TEMPSET保持温度的(on+off时间)。这是直接计算并计入从系统到用户输出的节约量。

本发明系统可程序化以固定的间隔如每小时存储这些数据，并为系统操作者产生一个输出报告，反映了装置操作总时间内的累计节约，以及另外如果温度总保持在用户设置点，装置不得不运行占总时间的比例。最后，在后者情况下，确认程序来决定瓦特输出不是个复杂的问题，因此装置的能量使用率一般是知道的，或可由能量计经验决定，以及能量消耗数据可数字化并作为数据输入到计算机20以达到实际的能量节约数据。这些可容易转变成钱的节约数，在报告中输出给系统操作者。

下面是一个对以前例子的节约计算的应用，此处漂移方程和驱动方程由下面决定：

驱动方程：T＝68＋12e^*e－t/300→t＝-300^*1n[(T－68)/12]

漂移方法：T＝90－20e－t/720→t＝-720^*1n[(T－90)/(-20)]循环漂移和驱动时间可计算，对于保持(1)在恢复时间漂移温度边界和(2)在用户设置点，如下：

F.1.恢复时间漂移温度界限

(6分钟→76.11度)

对于此例，假定温度保持在76.11±0.5度。

驱动时间T1＝76.11－0.5＝75.61→t1＝136.63

T2＝76.11＋0.5＝76.61→t2＝99.59

37.04秒

漂移时间T1＝76.61 →t1＝288.88

T2＝75.61 →t2＝237.02

51.86秒总(漂移+驱动)循环时间为37.04＋51.85＝88.90秒，而循环时间的驱动部分为37.04/88.90＝.417或总循环时间的41.7％。

F.2.在用户设定点(70度)

如果温度保持在用户设置点，此处用同样的ΔTEMP在漂移边界(在本例中，±0.5度)来计算要求的循环：

驱动时间T1＝70－0.5＝69.5→t1＝623.83

T2＝70＋0.5＝70.5→t2＝470.58

153.25秒

漂移方程T1＝70.5 →t1＝18.23

T2＝69.5 →t2＝-17.78

36.01秒总(漂移＋驱动)循环时间为153.25＋36.01＝189.26秒，而循环时间的驱动部分为153.25/189.26＝.810或总循环时间的81.0％。

F.3.贮存

在漂移温度边界，装置被驱动一个小的总循环时间百分比小于用户设置点。对于一个小时或任一给定期间，(驱动时间差)乘以(启动HVAC装置的费用)得出总的节约量。例如，如果系统每小时节约20分钟，以及每小时花费$0.15来操作HVAC装置，那么本系统节约量到20/60^*$0.15＝$0.05/小时。每天10小时的同样节约，30天节约$0.05^*10^*30＝$15.00/月。联系到运行装置的总费用和考虑到大量的组织，这是很显著的量，每温度控制单元节约可放大几倍。

在本例中，用(用户设置点_驱动比)减去(漂移边界_驱动比)＝0.810－0.417＝0.393，节约量为0.393倍的总消耗时间。

在漂移边界每60分钟，装置驱动60^*0.417＝25.0分钟。如果温度保持在用户设置点，系统要驱动60^*0.810＝48.6分钟。因此，当温度保持在漂移边界而不是在用户设置点，系统节约60^*0.393＝(48.6－25.0)＝23.6分钟驱动时间/小时。

以天和月收集这些数据，系统累计：(a)实际驱动时间；(b)没有提供系统的计算驱动时间(计算如果保持在用户设置点)；(c)这两个驱动时间的差(＝驱动时间节约)；和(d)这个差除以没有系统的驱动时间(＝本系统达到的节约比例)。

G.设备循环限制

最小化关闭时间。压缩机在HVAC管道中建立压力。当HVAC装置被关闭，压力慢慢泄露出去，需要2到4分钟或更多，如果在压力泄露出去之前试图再开启压缩机，电流流入压缩机线圈，试图但无力克服高返回压力。压缩机的线圈频繁过热并燃烧，造成全部装置失效和需要修理。

现有系统解决了这个问题，通过在程序中导入用于基于压缩机的HVAC装置一个控制器，在循环之间自动保持压缩机在一个最小的时间周期内关闭，因此阻止了由于过于频繁再循环导致的过早烧毁。合适的最小时间周期为4分钟作为最小关闭时间，但对于一些新的HVAC装置这个时间可下降。

最大化再循环频率。每次压缩机开启时，就有电流冲入，很象汽车由静止到运动要求的加速力。当克服起始的惯性和保持泵的连续动作最低点，施加在HVAC电子元件的张力负担的电流为最高，当加速度可与挤压相比时很象汽车的磨损和撕裂的区别。HVAC装置经历的起动越少，装置使用的时间就越长。

在本系统的最佳实施例中，自动限制了基于压缩机的装置再循环频率每小时R次，表明最小的循环持续60/R分钟。例如，可设R＝6，因此允许每小时6次循环，或最小10分钟一个开/关循环。这可启动温度区间高于和低于温度保持水平，超出输入或预先编程的ΔTEMP增加到超出如标准的±0.5°F，因此保持区间由±0.5到±0.75度或大于以达到10分钟最小循环。

H.零电压转换

输入装置的交流电流电压随正弦波由峰值到零电压。本系统可确认来探测零电压并在此点自动将开关开启，减少电火花的机会并降低由于突然的电力变化导致的装置张力。

图12表明一个用于零交叉开关的适用电路，其用于具有一个内部零电压传感开关(由硬件控制的零开关；不需要微编码)的传统集成电路950。IC950与微处理器960连接，其与输出、输入和必需的辅助设备连接以及与任一用于控制HVAC装置或气候控制装置的微处理器或微控制器连接。IC950通过传统继电器970与地面连接。因此从微处理器960的输出自动与线压同步。

I.功率因子校正

电压和电流很少完全同相地传输给用户。当其不同相时，一些电流损失了。能量等于电压和电流的积，因此当它们同相时，有可能有最优化的能量传输。本系统自动调整电流相位与电压相位同步，达到最优化的能量传输。

用传统的方法可测量电压和电流位间的相位角。一种方法是把电压和电流信号采样，产生两个输入值到(放大)产品探测器集电路。产品探测器的输出为一信号其振幅随相位角变化。这个相位均衡角用于输入到一个微处理器的模拟-数字(AD)转换器，该微处理器控制一个可变电容器调整相位角和能量因子到一个优化值。

J.多级HVAC优选

在多级HVAC装置中，当要求把温度移回到用户设置点(见图10)，装置的第二和甚至第三级打开。例如，当天气很冷时，许多加热泵系统(使用热泵为级1)开启电线圈并移去空气以增加热泵的热量。电线圈可以为第二加热级。在很冷气候中额外的加热级包括燃料油燃烧器和其它器件。通常，第一级比第二级更有效并少费用。在一些气候条件下，用户要求在所有时间里操作第一级HVAC装置，以防止占有空间温度达到一个温度需要费用更多的级工作。

本发明在一个最佳实施例构造中由第一级，第一级与第二级一起工作，以及第二级与第三级一起工作获悉驱动曲线。对于这不同的级和不同的多级构造和地理区间的相对费用因子存储在基站(计算机存储器中)，并定期更新。给定驱动曲线和相对费用因子，系统可决定一个最优化(最小费用)能量节约边界。例如，这可通过决定什么样的荷周可在每一级维持温度(TEMPSET或TEMPLIMIT)。

因此，系统首先决定在级1是什么样的荷周，然后级2，然后级3(若有此级)。因为级1能量使用低，荷周将大于级2，此处能量输出高。总能量输出为给定任一级的(荷周)^*(能量输出)。例如，如果级2使用1.2倍的级1能量，那么平衡点，即总能量费用与忽视了是否使用级1和级2的费用相等的点，这个点为：

(级2荷周)＝(级1荷周)/1.2如果等式左边小，那么进到级2是经济的，因为在低荷周时间节约多于补偿每单位时间的额外能源消耗。如果左边大，那么系统最优化应停留在级1。

同样的方法用于决定移动到级3是否经济。导致最低能量消耗的级应被使用，和系统容易被构造(通过简单的程序化)以决定和移到新的一级，进一步不断监视状态，使用获悉的和更新的漂移和驱动曲线，在任一给定时间决定是否可有不同的级被使用。

可是，虽然系统可程序化以保持第一级驱动边界，但当节约量超出了返回第二级或第三级的驱动费用时，温度等条件有时允许漂移更远一些。获悉的多级曲线结合相对多级费用因子提供了多级系统中需要的最大能量节约的精确信息。

K.遥控基站参数设定

作为输入(如用于本发明的方法)使用的参数最好可遥控改变。参数可包括恢复时间、最大漂移区间、最小恢复区间，和操作模式(开，作为传统系统操作；“精明”--使用图2循环C；和“智能”)。下面讨论的图1A表示完成此工作的一个实施例，而图11(下面讨论)为另一个。

遥控设置这样的参数的方法是通过室内内导线传输这些值到给定的、区域、和全部单元。另一个方法是通过空气(无线电或红外线)传输这些值到位于区域的给定基站的中转转换器，反过来再传输给其区域内的所有基站。这允许操作值来自一个建筑物中的计算机或甚至搭接(laptop)，而没有进入房间，以及具有由本系统的ID校正的传输保护。

L.超周期占有

本发明系统可改进以保持跟踪占有的长度和在此时间内的不足，并存储这些信息以便系统经营者查阅。这些信息可进一步用于节约能量，当控制空间长时间非占有时，通过具有一个预先定义的TEMPSET变化计划的系统程序化。

例如，如果空间非占有达24小时或更多，系统可提供临时的PROVTEMSET，其为高于编程的TEMPSET(对于冷却设置)5°F(或某一百分比)，或为低于程序化的TEMPSET(对于加热设置)5°F(或同样，预先定义的某一百分比)。在冷却状态，如果空间在过去24小时内的任一时间被占有，系统将允许空间升到高于其5度。在另一个24小时，额外的5度(或百分比)可加到PROVTEMSET，等等。在一周后，系统可进入暂时挂起，直到有人重新租用空间，操作再次被启动。这个最后的变化最好通过固定的绝对边界来限制，如40°F到100°F，以阻止热或冷损坏控制空间的装置或家具。上述变化的设置和完成的次数可改变以应用于一个给定的设置。

同样的规则可应用于RECOVMAX的变化，此处最大允许恢复时间允许扩展某个百分比或每天几分钟或其它时间块，以及系统可程序化以在预定的长时间后挂起操作，直到人工再启动或当有人回到空间。

这个变化的简单改进是允许用户程序化在已知期间不在的次数，并在这样的期间停止或限制HVAC装置。

基站和传感器：图6-10

下面讨论为完成本发明的最佳硬件构造，直接用于温度传感器。上述讨论的另一传感器可用来替代或用在除温度传感器外，对于控制程序可很好改变。例如，如提到的，如果CO₂传感器用于除温度传器外，那么程序构造只有用来驱动HVAC装置的通风单元，即单独的风扇。图6-11，用于表示温度控制实施例，可一般地增加其它类型的传感器。

所有这些实施例对简单的用户指南普遍是适用的，包括当有人和不在时回来的恢复时间的用户设置点或温度区间。在每一例子中，无人时，减少浪费的装置操作，系统自动达到气候条件(如温度)和恢复时间目标。

图6为使用具有多个遥控传感器单元520-540基站510的系统500的方框图。这些传感器可包括在图1解释的传感器类型，传感器用于温度、占空、和其他条件如光强和CO₂或其他气体。在图1中同样表明，输入/输出装置550连接基站510计算机，和气候控制装置560。

一个合适的遥测器单元520表示在图7的块图中，通过无线电、红外线、室内电线、硬件连接、或其他同等方法与基站510通讯。例如，微控制器570可为PIC16C54微控制器(PIC16C5X系列，由Microchip公司制造)，为用系统语言编程的商用产品。由能源580提供能量，对于无线通讯或置于非传统的地方的摇控传感器，最好具有被太阳能充电的电池作为能源。这允许低的维持作用和节约运行遥控传感器的能量费用。

传感单元520同样包括一个或多个传感器590，包括下面的任一组合：

传感器类型：

1、测人传感器：

·被动红外(PIR)

·声波

·微波(最好与PIR连接)

·激光

2、温度传感器

3、湿度传感器

4、白天/夜晚(光电管)探测器

5、污染浓度计

6、空气流量计这些中的一些已经讨论过。空气流量计可用于保证最小的体积速率或空气流动通过必须很好通风的空间的速度。

图8表示一个与传输器600联合的基站620，以及在图7表示的开关/指示器610，通过通墙类型的空调器和/或加热器(如，典型的旅馆房间空调器)可用于本发明的一个实施例中。基站包括一个传统的能源单元630，它插到墙上的插头并提供HVAC装置640和微控制器650能源，微控制器可为商业上可得到的微处理器，如Texas仪器公司的TMS370系列微处理器(用C++语言编程)。

微处理器650通过控制与能源单元630连接的线690开启和关闭HVAC装置640。一个或多个传感器660可连接微处理器650，图7表示替代遥感器单元520的传感器590。

收发器670被微处理器650控制，并与遥控传感器单元520通讯。开关/指示器单元680同样连接微处理器650。在最佳实施例中，微处理器650(基站620的)和570(遥控传感器单元520的)被编程在一起工作，以便在下述的方式中遥控传感器自我确认并传给基站。在开关单元680用户按程序开关，造成微控制器650准备接收通过收发器670的遥控传感器i.d.。在预先决定的时间传给用户i.d.的任一遥控传感器被基站“登记”以及当它与基站通讯时将被辨认和接收，基站从遥控传感器的发问和回应收集传感器读数。因此，用户按单元680的接收-用户i.d.按钮，然后在预先决定的时间(如90秒)，按开关单元610(见图7)预先编程的发出-用户i.d.开关。这将导致遥控传感器的微控制器570为传感器到基站传输用户i.d.码。然后，基站接收来自遥控传感器的传感信息。

这可保证，如果两个遥控传感器处于两个不同基站的无线或其他传输区间，他们可稳定地相互联接。

在单元680中，用于完成本发明上述特征讨论的其他有用的开关或控制，包括：/

·模式(开、精明、智能)

·TEMPSET控制(对于用户设置点)

·TEMPMIN控制

·TEMPMAX控制

·ΔTEMP控制

·RECOVMAX控制

·DDRATIO控制有用的指示器(例如，光或LEDs)为：

·开/关指示器

·接收/接收的用户i.d.指示器

·遥测微弱信号指示器

·遥测失效指示器

图9表示基站700，适用于从标准线电流提供能量的中央工厂HVAC装置单元，就象商业化建筑物的设施，典型的为110/220VAC。基站700可代替用于中央工厂单元的墙单元，以及包括微控制器710、传感器720、接收器730和开关/指示器单元740，他们基本上遵照与图8同样标记的特征相同，除了微控制器710必须不同编程，因此用控制中央HVAC装置代替单个的通墙单元。基站700通过接收器730与上述相同的方式与遥控传感器联合。

在本实施例中，HVAC装置包括一个加热单元750、一个冷却单元760，和一个风扇单元770，所有上述装置为传统的HVAC装置，和包括使用热的和冷的水管和风扇、或压缩机/具有通风扇的燃烧装置、或其他标准装置的系统。微控制器710通过开-关控制线780分别控制能量单元790的加热、冷却和通风(风扇)继电器，控制HVAC装置750-770。

图10为基站800构造的方块图，该基站适用于传统的多级HVAC装置850(如标准的墙型单元)，提供三级加热和两级冷却以及多级能源单元860控制。一旦需要，应用多级HVAC装置可以提供很好的较高度数的加热和冷却(具有更多的能量消耗)，而对于温和的条件或接收缓慢的加热或冷却的地方，可应用较低级的操作。

在本实施例中，微控制器810具有存储程序的存储器，就象其他每一实施例(如图8和9)。传感器820，接收器830和开关/指示器单元840基本对应于图9所示的单元720-740，但是它们和微控制器710及其程序作为多级HVAC装置850的必要功能而被采用。每一级通过操作能源单元860所示的个别能源级开/关线870被微控制器810分别控制，单元860可由传统24伏单元880提供能源。

构造一个程序以完成本发明是一个直接的问题，对多级操作的每一级要获悉漂移和驱动曲线(如图4-5)，并存储操作参数和计算效率数据和给出这些级的时间。

在图8-10表示的每一基站，和其它传统的基站一起，通过存储在分别的微处理器的存储器中的程序完成了在本发明图2介绍的方法。需要其他类型的基站来控制不同类型的HVAC装置，此处没有解释，但是本发明应用于每一例子的规则是一样的，因为对于加热和冷却操作，与可获悉的漂移和驱动曲线相联系，并依赖于操作可被有效控制的装置的经验数据。

可编程预置：图11

图11表示用于系统的一个允许编程的、用户给定的预置转换器900。它包括一个合适的由能源单元920提供能源的微控制器910并连接一个传输器930，它可为连接被使用的转换器的基站的硬件。同样提供开关/指示器单元940，它连接微控制器910。对于任一遥控传感器，微控制器包括一个微处理器和一个用于存储和执行完成本发明功能的程序。

在这种情况下，提供一个站，此处对于不同时间和天数用户可设置最佳温度，以及可过载这些设置。一旦用户过载一个给定温度的编程计划，在下一步表示的时间上，计划反过来编程设置。因此，如果用户设置温度在星期六8：00am升到70°F，然后在星期六11：00pm降到65°F，系统将自动设置TEMPSET在星期六8：00am为70°F。如果用户在星期六下午过载设置，使温度上升，如75°F，预定的计划将如程序在11：00pm起作用，和温度将降到65°F。

转换器900因此包括允许此种程序被用户预设的开关，同时显示出来便于编程，即：显示

·温度

·时间

·每周的天数和/或日期开关

·温度(手动升/降)

·时间(手动升/降)

·设置天数(升/降)

·设置[温度/时间/天数]到程序

·从程序取消[温度/时间/天数]

·显示编程[温度/时间/天数]

这些开关和显示随着用户的希望而变化，并可提供标准的或顾客编程的界面，如需要，包括简单的到微控制器910的键盘界面。的确，任一微控制器可用于完成本发明的特征，界面可为个人计算机的传统的键盘和/或鼠标。图11的方块图表示的界面类型，最好用于商业HVAC控制单元。

给定上面所述的图2的方法及其变化，以及用于执行本发明功能的不同的可能构造的方块图，本领域所属技术人员可采用大量的传统处理器、存储器、用户界面和计算机/HVAC界面以完成本发明。不要求特殊目的的硬件。对程序要求是通常的和相对的简单，以及可用任一语言完成，如系统、FORTRAN、BASIC、C++或其它传统语言。

Claims

1、一种控制室内环境特征水平的装置，通过控制环境控制单元的运作来影响室内特征的水平，所说装置内含有一个与上述环境控制单元连接的界面，通过控制信号来控制其运作，该装置包括：

一个控制器，包含一个与存储器连接的处理器，该存储器中存有环境控制程序，而该程序中包括通过产生控制信号来控制上述环境控制单元运作的程序指令，存储器中还存有包括第一漂移关系、第一驱动关系、代表所述特征预定水平的预定设置点、相对所述设置点的最大预定范围、相对所述设置点的最小范围和预定的最大恢复时间的数据，控制器还包括一个与所述处理器连接的记时器，用于对关于环境控制的事件记时，所说事件包括所说控制信号的产生和代表室内所说水平的接收；

一个与上述控制器连接的输入设备，用于输入至少一个所说的预定设置点、最大区间、最小区间和恢复时间；

一个环境特征传感器，与所述控制器连接，用于在任何给定的时间，提供一个代表室内所说特征水平的所说信号；及

一个与上述控制器连接的占空传感器，用于判断室内是否被占用，并向控制器发送所说控制信号以采取第一和第二行为，当室内未被占用时采取第一种行为，使房间的所说水平向室内毗邻区域所说特征的周围水平漂移，当室内被占用时采取第二种行为，操纵环境控制单元，驱动室内特征水平离开周围的水平；

其中，环境控制程序包括一些指令，当空间未被占据时，仅允许在所述最大范围内漂移，当空间又被占据时，触发该环境控制单元，驱动室内特征水平向所述特征的目标水平在设置点的最小范围内移动；

其中，所述最大范围的受限使得所说环境控制单元驱动室内特征水平从最大范围到所述特征目标水平的驱动时间不大于所述预定的最大恢复时间。

2、权利要求1所述的装置，其中：

所述室内的特征是温度；

所述环境特征传感器包括一个温度传感器；

所述环境控制单元至少包括一个加热装置、一个空调装置和一个通风装置。

3、权利要求1所述的装置，其中：

所述室内的特征是湿度；

所述环境特征传感器包括一个湿度传感器；

所述环境控制单元至少包括一个加湿器和一个减湿器。

4、权利要求1所述的装置，其中：

所述室内的特征是预定气体的存在；

所述环境特征传感器包括一个判断室内所说气体含量的传感器；

所述环境控制单元至少包括一个通风装置和一个除气装置。

5、权利要求1所述的装置，其中：

所述室内的特征是空气流动；

所述环境特征传感器包括一个空气流量仪；

所述环境控制单元包括一个通风装置。

6、权利要求1所述的装置，其中，存于所说存储器中的第一漂移关系和第一驱动关系包括对室内和环境控制单元经验地判断关系。

7、权利要求1所述的装置，其中，控制程序还包括自动提供一个过载模式的指令，使得在驱动环境控制单元之前，室内的特征水平漂移出最大范围之外，到一个超最大水平，至少满足一个预定标准。

8、权利要求7所述的装置，其中，至少一个预定标准包括一个测定，即特征水平从超最大水平到最大范围之内的驱动时间与从最大范围到超最大水平的漂移时间之比小于预定值。

9、权利要求6所述的装置，还包括一个与控制器连接的、向用户输出信息的输出装置，其中：

所述存储器还存储一个第二驱动关系，该关系在迟于判定第一驱动关系的时间之后得以判定；

所述程序还包括一些指令，当第二驱动关系与第一关系之比超出预定容限比时，向输出装置输出报警信号。

10、权利要求6所述的装置，其中，所述程序还包括一些指令，测量环境控制单元的效率并向用户输出反射所述效率的信息。

11、权利要求10所述的装置，其中，所述测量效率的指令包括按照以下计算判定效率的指令：

在(1)当环境控制单元关闭时向室内漂移的所说特征漂移水平与(2)当环境控制单元开启时向室内驱动的所说特征驱动水平之间的差别；

所述差别被代表环境控制单元开启时所说特征水平的驱动时间因子规一化。

12、权利要求10所述的装置，其中，所述指令包括用于判断在全部时间内所说效率的变化。

13、权利要求6所述的装置，其中，所述程序还包括指令，在预定的最大驱动时间之后，如果在环境控制单元的驱动下特征水平的改变方向和环境控制单元不被驱动时特征水平的改变方向相同，则停止环境控制单元的启动。

14、权利要求6所述的装置，其中，所述程序还包括指令，在预定的最大驱动时间之后，如果所述室内里的特征水平与所述最小范围保持最低的预定的界限，则停止环境控制单元的启动。

15、权利要求1所述的装置，其中，所述程序还包括建立室内非占用的期望延迟时间的指令。

16、权利要求1所述的装置，其中，所述程序还包括超过所述基于期望延迟时间的预定最大恢复时间的指令。

17、权利要求15所述的装置，其中，所述的期望延迟时间通过判断时间的第一最小量来建立，该时间是室内未被占用的预定时间周期的预定百分比。

18、权利要求1所述的装置，其中，所述程序还包括对环境控制单元提供最小关闭时间的指令。

19、权利要求1所述的装置，其中，所述程序还包括限定环境控制单元开启和关闭的转换频率的指令。

20、权利要求1所述的装置，其中，所述环境控制单元制成由许多不同的电压设置的每一个来驱动的结构。

21、权利要求20所述的装置，其中，所述程序还包括用于判断为将室内的特征水平维持在设置点，所述电压设置的哪一个需要最低的能量消耗，并在一个电压设置运作环境控制单元的指令。

22、权利要求20所述的装置，其中，对室内和环境控制单元经验地判断所述每一个电压设置。

23、权利要求1所述的装置，还包括储存于所述存储器中的第二漂移关系和第二驱动关系，在第一漂移关系和第一驱动关系之后对室内和环境控制单元判定第二漂移关系和第二驱动关系，其中所述的程序还包括根据第二漂移关系和第二驱动关系再计算所说最大范围和最大恢复时间。

24、权利要求6所述的装置，其中，

所述第一驱动关系通过在所说环境控制单元的驱动操作中，在第一和第二时刻的每一时刻，探定所述特征的水平来确定；

所述第一漂移关系通过在所说环境控制单元的漂移期间，在第三和第四时刻的每一时刻，探定所述特征的水平来确定。

25、权利要求1所述的装置，其中，所述最大范围还被限定在储存于存储器中的预置最大范围内。

26、权利要求1所述的装置，还包括：

一个与控制器连接的、向用户输出信息的输出装置，其中，所述程序还包括用于维持环境控制单元被操作的实际运行时间的第一记录，及如果所说特征实际上被维持在所说预定设置点，则所说环境控制单元将被操作的预计运行时间的第二记录的指令，还包括用于在所述存储器中存储实际运行时间和预计运行时间的指令，用于判定实际运行时间和预计运行时间之差别的指令及向输出设备输出代表所述差别的信息的指令。

27、权利要求26所述的装置，其中，所述程序还包括用于判断所述差值与所述预计的运行时间之比率，并向上述输出设备输出所述比率的指令。

28、权利要求1所述的装置，其中，所述程序还包括将特征设置点限定在预定的绝对最大值的指令。

29、权利要求1所述的装置，其中，所述程序还包括将特征设置点限定在预定的绝对最小值的指令。

30、一种控制室内环境特征的方法，该方法通过一个带有储存于计算机存储器中的程序，该程序控制环境控制单元的操作，影响所述特征水平来执行，该方法的步骤包括：

(1)存储在所说存储器中代表所述特征预定水平的设置点，所述预定水平周围的预定界限值、当室内未被占用时允许的最大漂移偏差、最小漂移偏差和恢复到所述最小漂移偏差的最长允许恢复时间；

(2)判断室内是否被占据；

(3)判断室内目前的特征水平；

(4)判断目前的水平是否在所述预定水平的界限之内；如果不在则进行步骤(5)，而如果是这样，则停止如果是正在运行的环境控制单元的运作，并进行步骤(2)；

(5)如果步骤2的判断是肯定的，则进行步骤6，否则，则进行步骤(7)；

(6)操纵所述环境控制单元，将目前的水平驱向预定的水平，再进行步骤2；

(7)从所述预设水平设定所述特征水平的动力偏差，该偏差小于所述最大允许漂移偏差和一个新的允许漂移偏差，通过操作所述环境控制单元，使恢复到所述最小漂移偏差的时间不大于所述最大允许恢复时间；

(8)判断所述目前水平是否处于所述特征的所述预定水平的所述动力偏差之内，如不是，则：

(8A)进到步骤6；

但如果是，则

(8B)停止操作环境控制单元如果它正在被操作，然后进到步骤2；

为允许所述目前水平由所述预定水平进一步漂移，当所述室内未占有但在所述最大恢复时间内，使得恢复到所述预定水平。

31、根据权利要求30的方法，包括存储与判定目前水平的时间相关联的目前水平。

32、根据权利要求30的方法，包括如果步骤8的判断是肯定的，则在步骤8之后而步骤8A之前，附加的步骤有：

(9)计算比率：

(i)从目前水平向偏离所说预定水平的动力偏差的漂移时间的比率，与

(ii)从目前水平向偏离所说预定水平的动力偏差的恢复时间的比率。

(10)判断所说比率是否大于预定的比率，如果不是，则进行步骤8A，如果是，则进行步骤8B。

33、根据权利要求32的方法，其中，基于对室内的经验判断的数据执行步骤9的计算。

34、根据权利要求30的方法，其中，所说的特征是温度，且步骤6至少包括加热设备、冷却设备和通风设备中的一种操作。

35、根据权利要求30的方法，其中，所述特征是湿度，且步骤6至少包括加湿器或减湿器中的一种操作。

36、根据权利要求30的方法，其中，所述特征是预定气体的存在，且步骤6至少包括通风或除气中的一种操作。

37、根据权利要求30的方法，其中，所述特征是空气流动，且步骤6至少包括对通风设备的操作。

38、根据权利要求30的方法，其中，步骤1还包括储存第一漂移关系和代表室内特征水平的响应的第一驱动关系，以分别操作或不操作所说环境控制单元。

39、根据权利要求38的方法，其中：

步骤1进一步包括存储第二驱动关系，在比所述第一驱动关系较后的时间决定；和

该方法进一步包括判断是否所述第二驱动关系偏差大于一个从所述第一驱动关系预设的量，如是，则产生一个表示所述偏差的信号。

40、根据权利要求30的方法，进一步包括步骤：

在所述环境控制单元预设时间周期操作的初始之后，判断室内的所述特征的所述现有水平的方向变化是否已经发生了变化，如不是，则停止操作环境控制单元。

41、根据权利要求30的方法，进一步包括步骤：

在所述环境控制单元预设时间周期操作的初始之后，判断是否所述现有水平位于一个预设的所述设置点的量值内，如不是，则停止操作环境控制单元。

42、根据权利要求30的方法，包括判断一个期望的实际延迟时间，所述室内的占空状态从占有到非占有之后的时间，室内长时间的非占有。

43、根据权利要求42的方法，其中，当上述期望延迟时间大于预设长度，步骤7包括过载的所述最大允许恢复时间以允许一个大的所述动力偏差。

44、根据权利要求30的方法，包括，在步骤8B之后，阻止环境控制单元初始操作以预设最小的关闭时间。

45、根据权利要求30的方法，其中，步骤6包括在多个能源设置之一上，操作所述环境控制单元的步骤。

46、根据权利要求45的方法，其中，步骤6进一步包括步骤：

在所述设置点，判断一个要求最低能源消耗以保持所述实际特征的现有水平的所述能源设置；和

在所述的一个能源设置上，操作所述环境控制单元。

47、根据权利要求30的方法，其中，所述设置点位于预编程的所述特征水平的最大区间。