CN1722040A - 控制生存空间中的环境状况的系统 - Google Patents
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Abstract
一种控制生存空间中的环境状况的系统,该系统包括一环境状况调整设备、一空气流动装置、使所述设备工作和使所述装置以多路控制速度工作的一控制装置、一环境传感器、以及使使用者能输入所想要的环境数值的一输入装置。可有一个或多个传感器与控制装置进行通讯,以向控制装置提供输入参数。传感器和控制装置可以直接附接至一个或多个装置和设备或其中一部分,或者可以容纳在固定在生存空间中的一独立的单元中,或者是可动的,诸如远程控制单元。控制装置与诸设备和装置之间的通讯可以通过硬接线连接或者无线连接来实现。可调整的环境状况包括空气湿度、空气温度、空气洁净度以及空气层化状况。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制生存空间中的环境状况的系统。
背景技术
生存空间中的环境状况包括温度、湿度和空气洁净度,以及其它一些指标。人们知道使用某些设备来调整这些环境状况,这些设备包括空调机、加热器、加湿器、除湿器和空气净化器,以及其它的装置。尽管术语生存空间一般包括诸如人、动物和/或植物之类的生物所处于的封闭空间,但该术语在这里也想要包括具有一其某些状况要作调整的流体大气的任何其它空间。
通常,这样的环境状况处理设备可包括一传感器,以使特定的设备能在某一范围内调整一打算要调整的特定的环境状况,诸如用于空调机或加热器的一温度传感器。不过,这些传感器是用来控制特定的设备的,是与可控制该生存空间中的同一或其它环境状况的其它设备或装置孤立开的。
通常所用的这类设备中还包括一风扇、鼓风机或其它空气流动装置,以帮助增强该装置在生存空间内的所述设备所作用的环境状况上的效果。这些所结合的空气流动装置一般功率较低且效果较差,并可能对充分和有效地调整整个装置所作用的生存空间内的环境状况是没有什么效果,例如,会使生存空间中的区域比生存空间的占据者所选择的温度更热或更冷,或者使生存空间中的空气层化。
此外,诸如空调机、加热器、加湿器、除湿器或空气净化器之类的设备通常有包括各种气流速度的各种设定,不过,一旦由使用者选择好,气流速度就保持在一固定的速度状况,直至使用者进一步调整它们。一些设备包括一些传感器,一旦诸如所选温度之类的某一状况达到了,这些传感器就致使装置至少暂时地关闭,并且当发生这样的情况时,与装置相关的气流也完全切断,终止强迫的气流循环。
在一些例子中,诸如吊扇之类的独立的空气流动装置在与环境状况调整设备处于同一生存空间中工作,不过这些独立的空气流动装置完全独立于那些设备而工作。
发明内容
本发明通过提供一种控制生存空间中的环境状况的系统来克服现有技术的缺陷,该系统包括一环境状况调整设备、一可工作以使空气以多路控制速度(速率/方向)流动的独立的空气流动装置以及可以协调的方式使所述设备工作和使空气流动装置以多路控制速度工作的一控制装置、可工作地连接至控制装置的一环境传感器、以及可工作地连接至控制装置以使使用者能输入所想要的环境数值的一输入装置。控制装置可基于在传感器处随着时间的过去所探测到的环境状况,利用空气流动装置与设备之间直接或间接的通讯,使所述设备工作以及使空气流动装置以各种多路控制速度一起工作,以实现较好的性能。
一个或多个传感器可工作地连接至公共的控制装置,以向控制装置提供输入参数。传感器和控制装置可以直接附接至一个或多个装置和设备或其中一部分,或者可以容纳在固定在生存空间中的一独立的单元中,或者是可动的,诸如生存空间的占据者可将之放置在他们附近的一远程控制单元。控制装置和各种装置以及设备之间的通讯可以通过硬接线连接或者例如包括红外线或射频信号在内的无线连接来实现。
可调整的环境状况包括空气湿度、空气温度、空气洁净度以及空气层化状况。
附图说明
图1是实现本发明的一系统的示意图。
图2是设有图1所示系统的诸部件的一生存系统的示意图。
图3是由若干各设备通过硬接线或无线连接来控制一空气流动装置的示意图;
图4是由一公共的控制装置通过无线连接来操控若干设备和空气流动装置的示意图。
具体实施方式
如图1示意地所示,本发明通过提供一种系统20来控制生存空间中的环境状况从而克服了现有技术的缺陷,该系统20包括:可工作以使空气以多路控制速度流动的一空气流动装置22,可工作以使空气流动装置以多路控制速度工作的一控制装置24,可工作的连接至控制装置的一环境传感器26,以及可工作地连接至控制装置以允许使用者输入所要的环境值的一输入装置。系统20可采用各种各样的环境状况调整设备29。控制装置24可以基于在传感器26处随着时间的过去所探测到的环境状况,使空气流动装置22以各种多路控制速度工作,并可使设备29工作。
如图2示意地所示,空气流动装置22可包括用以在一生存空间32中使空气流动的一个或多个空气流动装置30,和/或设置成使空气流动入或流动出生存空间的一个或多个空气流动装置34。如本文所用,术语“空气流动装置”意在包括能使气体流动的任何装置,并且术语“空气”意在包括生存空间中的任何气态大气。
如图3和4中示意地所示,环境状况调整设备29可包括空气温度调整设备36、湿度调整设备38、空气净化设备40以及炉具排风罩和其它的通风设备41。空气流动装置30、34可包括风扇和鼓风机,包括吊扇或叶片式风扇、窗户扇、固定或摇头风扇、管道鼓风机、独立式或壁式风扇、整屋式风扇、屋顶风机以及如本领域所知的其它的这样的空气流动装置。空气温度调整设备36可包括由固体、液体或气态燃料或电提供动力的加热器和包含单独的室内单元、PTAC单元(封装终端空调机)、中央单元(诸如HVAC单元)在内的空调机,以及如本技术领域所知的其它空气温度调整设备。湿度调整设备38可包括诸如转动带式蒸发设备、生雾设备之类的加湿器、除湿器以及其它本技术领域已知的其它湿度调整设备。空气净化设备40可包括静电或电离空气净化器、过滤器、诸如空气清新分配器和香水或其它气味分配器之类的空气处理分配设备,以及如本技术领域已知的其它已知的空气净化设备。通风设备41可包括炉具排风罩、浴室通风扇、炉灶面下向抽风系统以及如本技术领域已知的其它通风设备。
控制装置24可直接安装在一个或多个环境状况调整设备29上或者空气流动装置22(如图3所示),或者,可以与任何装置或设备分开地安装,诸如安装在一固定位置,例如安装在一墙壁上,或在生存空间中是可动的(如图4所示)。控制装置24与各种设备29和装置22之间的通讯可通过一硬接线连接42(图3)或者例如包括红外线或射频信号的无线连接44(图3和4)来实现。可以通过使用导电金属丝或其它材料、或者通过光导纤维、或者如本技术领域所知的类似的物理能量传输路径来实现硬接线连接42。无线连接44使控制装置更易用作一可动装置,如远程控制单元46。
在一实施例中,控制装置24可以用来使一个或多个环境状况调整设备29以及一个或多个空气流动装置22工作的单个单元,且该公共的控制装置可以根据随着时间的过去所探测到的环境状况的变化来调节各设备和装置的工作。各设备29和装置22可具体其自己的控制装置,这些它们自己的控制装置又由公共的控制装置24来操纵,或者通过由控制装置24所促进的通讯来协调它们的工作,或者公共的控制装置自身可控制这些设备和装置的所有功能。一个或多个传感器26可工作地连接至公共控制装置24,以提供输入数据以供控制。传感器26可包括温度传感器、湿度传感器、空气洁净度传感器、干湿球温度计、灰尘传感器、VOC(挥发性有机化合物)传感器以及其它已知的环境状况传感器。传感器26可直接附接至一个或多个设备29、装置22或控制器24或其中的一部分,或者可以容纳在固定在生存空间中的一独立的单元中,或者在生存空间中可动。可以使用多个相同类型的传感器26,并将它们放置在遍布生存空间的各种不同的位置处。控制装置24和传感器26之间的通讯可以通过硬接线连接或者例如包括红外线或射频信号的无线连接来实现。
输入装置28可直接与控制装置24相连或可以远离控制装置。输入装置28可包括输入按钮或开关以及一可见显示装置,如输入按钮或开关附近的固定印字、诸如液晶显示器之类的图形显示器、发光二极管、白炽灯泡、等离子显示屏、CRT显示器、打印输出、模拟度盘和模拟仪以及其它已知的显示结构。输入装置28还可包括在一计算机系统46中,如控制装置24所可能的那样。
控制装置24可构造成按预先规定发出信号,以使即便在不同的时间、不同的地方或者从不同的来源或制造商处所购得的若干不同类型的环境状况调整设备29和空气流动装置22,也使它们可与控制装置一起使用。例如,控制装置24可允许用于插入或嵌入的系统,这些系统经由公共的控制装置24能与装置22和设备29实现通讯。控制装置24也可以仅是一通讯模块,它使空气流动装置22的单独的控制单元能与环境状况调整设备29的单独的控制单元通讯和协调。这种控制装置24可以布置在一固定位置,如安置在墙壁上或者安置在设备29或空气流动装置22之一中,或者它可以设置在一可动的远程控制单元中。控制装置24也可以是一完全嵌入的系统,它结合到设备29或空气流动装置22中的一个或多个中,作为它们独立的控制装置的一部分。
该系统用途的一个例子采用一单个的室内空调机和作为环境状况调整设备29和空气流动装置22的一吊扇。位于远程控制装置中的一单个的控制装置24,与位于远程控制装置和位于吊扇中的温度传感器一起用来控制空调机的冷却操作以及风扇的速度。通过在远程控制装置(假设位于靠近室内的居住者处)和风扇两者中都设置温度传感器26,靠近居住者处的空气温度就将控制空调机和风扇的操作,从而就可减少或避免在室内不同高度和侧向位置处的空气层化或者过热区或过冷区。
控制器24可以名义速度启动空调机以及吊扇,以提供室内的强迫空气循环。可以对风扇速度加以控制,以根据探测到的室温来调节高或低。通过将温度传感器放置在他想要实现设定温度的位置处,使用者就可以确定室内需要加以温度控制的位置。空调机可控制成根据室温来调高或降低冷却速度。当室温变得足够冷时,空调机可关闭,并且可仅使用吊扇来保持正确的温度,以使使用者感到最优的舒适度。
这种结构将使室内的温度分布更加均匀,并且,由于空调机在使使用者附近的空间如所想要的那样舒适后就无需再工作,所以还可节省能源。这种结构在温度传感器26、控制装置24、吊扇以及空调机之间实现一闭环控制。此外,控制装置24可接受来自若干不同传感器的信号,以确定所进行探测的状况的平均值。使用者经常会将室温设定成人类舒适度所要求的温度低或高许多的温度,以补偿温度层化。这会造成能源浪费。本系统将使使用者能设定反应他或她所想要的舒适度水平的精确温度,从而有可能节省能源。
湿气就是水汽。水汽的分子量是18,而空气的平均分子量是29,因此水汽要比空气轻许多。水汽从空气层化,并会驻留在空间的上死角中,致使那里发霉。本系统帮助产生一均匀的湿气分布。这也帮助将湿气传送到去湿设备。
对于诸如空气净化器或空气净化系统之类的颗粒去除设备,重要的是从所有的空间中去除颗粒。诸如灰尘之类的固体颗粒的流动性要比空气分子弱得多。因此,颗粒层化比温度和湿度层化要严重得多。测量结果表明,颗粒浓度在远离净化器和空气净化系统出口的位置处要高很多。空气流动装置在智能地连接至空气净化器或空气净化系统时,将极大地减轻与颗粒层化相关的问题。这将增强空气净化器和空气净化系统的性能,产生更加健康的室内环境。
本系统还增强了空气净化器和空气净化系统在去除臭气或挥发性有机化合物(VOC)的性能,尽管由于VOC具有比固体颗粒高许多的流动性而使其层化问题没有那么要重。
空调机或HVAC就在它们的附近区域排出冷空气,但还是需要较长时间来冷却整个被调节的空间。本系统将帮助实现在整个生存空间中的快速冷却。本发明还避免不均匀的冷却或加热。该系统将提供空气流动装置22与环境状况调整设备29之间的智能通讯。以这种方式,可以对空气流动装置22的速度进行调节,以实现均匀的冷却或加热,或者实现根据人类的舒适指数所编制的其它环境修改,而不会在生存空间中产生透冷风的感觉。
控制装置24可使使用者能输入要加以调整的多个环境状况,包括温度和湿度、温度和空间洁净度、湿度和空气洁净度或温度、湿度和空气洁净度一起。如果在生存空间内的不同位置处采用各种类型的多个传感器,则也可以探测到的方式来改善层化。
可以利用从处于各种位置处的装置22、26和设备29获得的温度、湿度、灰尘以及VOC测量结果来确定这些参数的层化。基于这些测量结果,使用模糊逻辑、神经网络、传统的开/关、PID控制等的控制算法来协调诸空气流动装置和空气处理设备的操作。可以基于超前控制理论来控制空气流动装置的速度,以产生各种所想要的风的分布图形,例如基于混沌理论的“自然风”。
如从前面的说明书中变得明白的那样,本发明易于以各种可替代方式和变型来实现,这些可替代形式和变型可能显著地不同于前述的说明和描述中所已经阐述的例子。应予理解的是,当合理和适当地落入我们对本技术领域的贡献的范围之内时,我们希望在于此所保证的专利保护范围内包含所有这样的变型。
Claims (30)
- 要求排他的无权或特性的本发明的实施例如下所定义:1.一种控制生存空间中的温度状况的系统,该系统包括:一温度状况调整设备,它可以一种或多种速率调整空气的温度,一独立的空气流动装置,它可以使空气以多路控制速度流动,一控制装置,它可以使所述空气流动装置以所述多路控制速度工作,并使所述温度调整设备工作,可工作地连接至所述控制装置的一温度传感器,可工作地连接至所述控制装置以使使用者能输入所想要的温度值的一输入装置,其中,所述控制装置可基于在所述传感器处随着时间的过去所探测到的温度来使所述温度调整设备工作和使所述空气流动装置以各种所述多路控制速度工作。
- 2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述控制装置可使所述空气流动装置以特定的速度工作,以在所述生存空间中实现为所述所想要的温度值的一探测到的温度。
- 3.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述空气流动装置包括一吊扇。
- 4.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述空气流动装置包括在所述生存空间中的多个风扇。
- 5.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述控制装置包括一远程控制装置,它可通过无线连接与所述空气流动装置进行通讯。
- 6.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述空气流动装置包括一吊扇调整空气温度的所述设备包括一室内空调机,并且所述公共的控制装置包括一远程控制装置,所述远程控制装置可通过无线连接与所述吊扇和所述室内空调机进行通讯。
- 7.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述温度传感器包括位于所述生存空间中的多个位置处的多个温度传感器。
- 8.如权利要求1所述的系统,其特征在于,调整空气温度的所述设备包括一HVAC单元。
- 9.如权利要求1所述的系统,其特征在于,调整空气温度的所述设备包括一加热器。
- 10.一种控制生存空间中的环境状况的系统,该系统包括:一环境状况调整设备,一空气流动装置,它可以使空气以多路控制速度流动,一控制装置,它可以使所述设备和所述空气流动装置以所述多路控制速度工作,可工作地连接至所述控制装置的一环境传感器,可工作地连接至所述控制装置以使使用者能输入所想要的环境数值的一输入装置,其中,所述控制装置可基于在所述传感器处随着时间的过去所探测到的环境状况来使所述设备工作和使所述空气流动装置以各种所述多路控制速度工作。
- 11.如权利要求10所述的系统,其特征在于,所述环境状况包括空气湿度。
- 12.如权利要求11所述的系统,其特征在于,所述设备包括一加湿器。
- 13.如权利要求11所述的系统,其特征在于,所述设备包括一除湿器。
- 14.如权利要求10所述的系统,其特征在于,所述环境状况包括空气温度。
- 15.如权利要求14所述的系统,其特征在于,所述设备包括一加热器。
- 16.如权利要求14所述的系统,其特征在于,所述设备包括一空调机。
- 17.如权利要求10所述的系统,其特征在于,所述环境状况包括空气洁净度。
- 18.如权利要求17所述的系统,其特征在于,所述设备包括一净化空气的设备。
- 19.一种控制生存空间中的温度状况的系统,该系统包括:一风扇,它可以使空气以多路控制速度流动,一风扇控制装置,他可以使所述风扇以所述多路控制速度工作,一空气调节设备,用以冷却所述生存空间内的空气,一空气调节控制装置,它可使所述空调机如所要求的工作,可工作地连接至所述控制装置的一温度传感器,可工作地连接至所述控制装置以使使用者能输入所想要的温度值的一输入装置,其中,基于在所述传感器处随着时间的过去所探测到的温度,所述风扇控制装置可使所述风扇以各种所述多路控制速度工作,并且所述空调机控制装置可使所述空调机工作。
- 20.如权利要求19所述的系统,其特征在于,包括一远程控制装置,它可向所述空调机控制装置和所述风扇控制装置发出指令。
- 21.如权利要求19所述的系统,其特征在于,一远程控制装置中结合有所述温度传感器。
- 22.如权利要求19所述的系统,其特征在于,所述风扇包括一温度传感器。
- 23.如权利要求19所述的系统,其特征在于,所述风扇包括一吊扇。
- 24.如权利要求19所述的系统,其特征在于,所述风扇包括一自由站立的风扇。
- 25.如权利要求19所述的系统,其特征在于,所述风扇包括多个风扇。
- 26.一种在一个或多个环境状况调整设备与一个或多个独立的空气流动装置之间提供控制信号的通讯的控制装置。
- 27.如权利要求26所述的控制装置,其特征在于,所述控制装置位于诸所述设备之一中。
- 28.如权利要求26所述的控制装置,其特征在于,所述控制装置位于所述空气流动装置之一中。
- 29.如权利要求26所述的控制装置,其特征在于,所述控制装置位于一可动的远程控制装置中。
- 30.如权利要求26所述的控制装置,其特征在于,所述控制装置通过无线连接与所述设备和所述装置进行通讯。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |