KR100352337B1 - 자동기후제어장치및방법 - Google Patents

Abstract

본발명은 (HVAC)장치(80) 또는 다른 기후 제어 장치(560)의 조작을 제어하는 장치 및 방법에 관한것으로, 사용자는 사용자 설정점(150)를 설정 할수있고, 시스템(20)은 제어하고자하는 공간이 임의의 주어진 시간에 점유되는지 그렇지않은지를 결정하고 그리고 만약 그렇다면, 온도를 예정대로 허용된 한계내의 사용자 설정점에서 유지하고, 만약 공간이 점유되지 않고 (280) 및 온도가 허용된 온도 한계외로 드리프트된다면, 시스템은 온도를 최대로 허용된 한계로 드리프트되거나 또는 작더라도(290) 새롭게 결정된 한계로 드리프트되고, 새롭게 결정된 한계는 최대 온도 한계의 결정에 따라 좌우되는데, 이 한계에서 이 시스탬은 예정된 최대 회복시간내의 사용자 설정점으로 온도를 다시 드리프트하고 드라이브할수있으며, 회복시간은 드리프트 및 드라이브(320)의 이전 싸이클에 대해 저장된 지난 온도 대 시간 자료를 토대로 계산된다.

Description

자동 기후 제어 장치 및 방법

본 발명은 빌딩 내부의 온도 및 다른 기후의 제어에 관한 것이며, 특히 사람의 존재여부, 프로그램가능한 쾌적 범위, 및 그러한 범위에 이르게 되는 프로그램가능한 시간 허용 오차를 포함하는 소정의 기준에 따라 환경의 온도를 제어하는 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 배경

종래의 온도 또는 기후 제어 시스템(예컨대, 본원에서 일반적으로 "HVAC"로서 언급된, 가열, 배기 및 공기 제어 시스템)에 있어서, HVAC 시스템의 작동 또는 정지 시점의 제어를 위해 열전쌍이 사용된다. 사용자는 원하는 온도(또는 사용자 설정점)를 사전 설정하고 그리고 제어하고자 하는 공간의 온도가 다를 때, HVAC 시스템은 사전 설정된 온도에 이르게 될 때까지 공기를 가열시키거나 또는 냉각시킨다.

이에 따라서, 단지, 종래의 밀폐된 공간의 열전쌍은 밀폐된 공간 온도를 측정하는 센서와 사용자가 그들이 요구하는 온도를 설정하는 수단을 구비한 온오프 스위치이다. 이러한 열전판이 갖는 문제점은 고가의 천연자원을 사용하여, 사람의 존재 유무에 따라 사용자 설정점에서 온도를 유지한다는 점이다. 사람이 존재하지 않을 때 가열 또는 냉각하는 것은 많은 양의 자원을 소모하게 된다.

어떠한 밀폐된 공간의 열전상은 붙박이 계기에 부착대어 있고, 그리고 사람들이 다른 시간과 다른 날에 다른 사용자 설정점을 프로그램하는 방법을 사용한다. 이러한 계기 열전쌍은 사람들이 없을 때보다는 사람들이 있을 것으로 기대될 때 다른 HVAC 서비스를 제공한다. 이와 같은 방법을 사용할 경우 문제가 되는 것은 계기 열전쌍을 프로그래밍하는 경우 오류가 발생하고, 그리고 나아가서는, 프로그램을 정정할 때라도 사람들의 스케줄이 변경되고, 그리고 때때로 프로그램된 시간에 맞추어지지 않는다는 점이다.

또한 어떠한 밀폐된 공간 열전쌍은 사람을 탐색하는 센서가 부착되어 있다. 이들은 사람이 존재할 때인 제 1의 통상적인 열전쌍으로부터 사람들이 없을 때인 제 2의 통상적인 열전쌍으로 스위칭된다. 제 2 열전쌍은 사람이 없을 때 일정한 양의 온도를 시프팅(셋백 또는 셋업)시키기 위하여 제 2 고정 온도를 갖는다. 이들 열전쌍이 갖는 문제는 어떤 사람이 되돌아 올 때 만족스러운 최적 상태를 제공하기 위해서는 제 2 온도가 제 1 온도에서 너무 떨어져있고, 그리고 적절한 에너지 절약을 위해서는 상기 제 2온도가 제 1 온도에서 너무 가깝다는 점이다. 나아가, 밀폐된 공간과 주변 조건이 일정하게 변경되어, 이들 열전쌍은 최적의 에너지 절약과 최적의 변경을 위해 조절하는 것을 매우 곤란하게 한다. 사용자가 주어진 시간에서 최적의 최대의 에너지 절약을 위해 최적의 제 2 열전쌍을 설정하는 경우라도, 조건이 일정하게 변경되고 설정도 급속하게 최적상태에서 벗어난다. [일반적으로, (주변 온도인) 용어 "주변"은 제어되고, 통상적으로 밀폐된 실내 또는 다른 공간을 에워싸고 있는 영역의 온도 또는 다른 조건과 관련하여 사용될 것이다. "공간 온도"는 제어된 공간내의 온도와 관련하여 사용될 것이다.]

이에 따라, 기후 제어 시스템은 제어되는 공간의 점유 상태를 고려하고 그리고 에너지 사용을 최소화하고 예정된 최적상태, 건강 및 사용자에 의해 사전 설정될수도 있는 다른 기준을 충족시킬 수 있도록 공간 및 주변 조건의 변화에 자동적으로 응답해야할 필요성이 있다. 이러한 시스템은 바람직하게는 온도와 관련하여 그리고 사람이 부재상태에서 돌아올 때 바람직한 설정치로 온도를 회복하는 시간(본원에서는 회복시간으로 언급됨)에 관련하여 사람에 따른 가변 최적 설정치가 고려되어져야 한다. 또한, 시스템은 밀폐된 공간으로의 가변 열 에너지 누출 및 밀폐된 공간내에서 가변 열 에너지 흡수체(가구, 장치, 벽 및 마루 등)를 포함한 가변 밀폐된 공간 조건을 자동적으로 조정해야 한다. 나아가, (낮 또는 밤, 여름 또는 겨울, 맑은날 또는 비오는 날, 고요한 날 또는 바람부는날과 같은) 가변 주변 조건은 자동적으로 조정되어저야 하고, 그리고 추가로 시스템은 HVAC 장치 조작 용량의 변수를 보정해야 한다. 모든 이들 목표는 본 발명의 시스템에 의해 자동적으로 충족된다.

종래의 시스템은 HVAC 장치 조작과 제어 공간의 시간에 대한 응답(온도, 습도 등) 사이에 대한 비선형적 관계를 고래하지 않고 있다. 이러한 종래의 시스템은 지수 곡선 맞춤 방법과 같은 방법을 사용함에 의해 기후 제어를 수행하기 위해 비선형적 관계를 인식하고 사용하는 시스템을 필요로 한다.

제 1도는 본 발명에 따른 시스템의 블록 다이어그램이다.

제 1A도는 본 발명의 시스템을 사용한 사용자 인터페이스 제어를 도시하고 있다.

제 2도는 본 발명의 방법의 바람직한 실시예를 예시한 프로우 챠트이다.

제 3도는 공간의 드리프트 및 드라이브 온도 응답를 도시한 그래프이다.

제 4도는 공간의 드리프트 온도 응답을 도시하고, 응답을 나타낸 지수 방정식에 대한 변수에 관한 도면이다.

제 5도는 공간의 트라이브 온도 응답을 도시하고, 응답을 나타낸 지수 방정식에 대한 변수에 관한 도면이다.

제 6도는 다중 원격 센서를 사용한 본 발명의 베이스 스테이션을 도시한 블록 다이어그램이다.

제 7도는 본 발명에서 사용한 원격 센서의 블록 다이어그램이다.

제 8-10도는 베이스 스테이션의 다양한 실시예의 블록 다이어그램이다.

제 11도는 본 발명에서 사용하기 위한 프로그램가능한 사전 설정 어뎁터의 블록 다이어그램이다.

제 12도는 본 발명의 실시예에서 사용하는 제로 크로싱 회로이다.

바람직한 실시예의 설명

본 발명은 사용자 설정점의 특정범위 예컨대 특성에 대한 사용자가 결정한 원하는 수준내에서 실내에서의 특성의 현재 수준을 유지하기 위해, 특성 수준내의변경에 응답하여 주변 제어 장치 또는 유닛을 제어함에 의해 실내 또는 밀폐된 공간의 예정된 주변 특성의 수준을 제어하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예는 가열, 배기 및 공기 제어(HVAC)장치를 포함한다. 본 발명을 사용하면 기존 시스템에 비해 상당히 에너지가 절약된다.

본 발명은 메모리(40)에 접속된 마이크로프로세서(30)를 포함한 통상적으로 다중 목적으로 쓰이는 컴퓨터 베이스 스테이션(20)을 도시한 제 1도에서의 같은 장치를 제어하기 위한 컴퓨터 시스템(10)을 제공한다. 입력은 컴퓨터(20)에 접속된 사용자 입력 장치(50)에 의해 제공되고, 상기 장치(50)는 키보드, 음성 제어용 마이크로폰, 적외선 또는 무선 리모트 장치, 터치 스크린, 또는 다른 컴퓨터 또는 전기장치와 소통될 수 있는 입력 포트를 포함한 다른 다수의 통상적인 컴퓨터용 입력 장치중 하나를 들 수 있다. 출력은 출력 장치(들)(60)을 통해 제공되는데, 이 출력 장치(60)는 모니터, 프린터, 오디오 장치, 또는 다른 컴퓨터와 소통할 수 있는 포트, 또는 컴퓨터 출력을 수신하고 그리고 사용할 수 있는 다른 장치와 같은 임의의 하나 또는 그 이상의 기준 출력 장치를 들 수 있다.

온도 센서(70)와 같은 하나 또는 그 이상의 주변 특성 센서(70)가 제공되고 그리고 입력을 컴퓨터에 직접 접속시키거나 또는 적외선, 무선 또는 빌딩 배관과 같은 통상적인 리모트 수단에 의해 컴퓨터와 소통된다. 다른 센서(90)는 컴퓨터 (20) 뿐만 아니라 주어진 공간의 기후를 제어하도록 사람의 존재를 탐색하는 하나 또는 그 이상의 점유 센서(100)에 유사하게 접속되거나 또는 소통된다.

상기 점유자 센서(100)는 (시판되는 적외선 탐색기와 같은) 통상적인 퍼스널탐색기일 수도 있고, 그리고 바람직하게는 적외선 또는 무선 전송 또는 빌딩 배관용 전송과 같은 리모트 접속에 의해 컴퓨터(20)와 접속된다.

하기에 기술된 시스템 및 각각의 변화는 메모리(40)에 저장된 주변 제어 프로그램의 지시에 따라 컴퓨터(10)에 의해 제어된다. 제어기 또는 처리기가 어느경우에 언급될지라도 각 경우에 생성되고 그리고 감지되거나 또는 시스템을 조작하는 동안 입력된 자료 및 제어 프로그램을 저장하는 메모리를 구비하는 처리기(30)와 같은 통상적인 또는 전용 처리기를 의미한다.

제 1A도는 시스템을 위한 사용자 인터페이스로서 작용하고 그리고 제 2도 이후에 기술되어 사용될 적당한 제어 유닛(110)을 도시하고 있다.

센서의 특정 실시예 및 본발명의 특징을 충족시키는데 사용할 수도 있는 베에스 스테이션은 제 6-11도와 관련하여 하기에 논의된다.

제 2도는 기초적 실시예상에 다수의 변화의 설명에 의해 후속되고 기초 형태로 기술될 본 발명의 시스템의 조작을 예시한 흐름챠트이다. 이 방법은 기후 제어 장치에 대해 그리고 공간 온도와는 다른 주변 온도에 대해 주어진 공간의 온도 응답은 예측하기가 매우 곤란하다는 사실을 토대로 한다. 이에 따라서, 본 발명은 기후 제어에 대한 경험적 방법을 사용하는데, 이것은 제 2도의 흐름 챠트에서 예시되겠지만 제 2도의 흐름 챠트에서 예시된 바와 같은 방법의 상세한 설명에 의해 일반적 용어로 기술될 것이다.

공간의 드리프트 및 드라이브 온도 응답

제 3도는 공간내의 온도와는 다른 온도 제어에 대해 그리고 다른 주변 온도에 대해 실내 또는 다른 공간의 특징을 도시하고 있다. 제 3도의 그래프는 더운날 공기 제어하고자하는 실내에 있을 때 일반적으로 주변 온도가 실내의 온도 보다 더 높은 경우 실내의 은도 응답을 예시하고 있다. 추운날 가열하고자 하는 실내에 있어서, 원리는 동일하지만 y축상의 온도증가 방향은 역전된다.

제 3 도의 곡선(400)은 시간에 대관 지수 온도 반응을 보여주며, 저온 설정치(예를 들면, 공기 조화기 자동온도조절장치가 설정되는 온도)에서 시작되며, 시간이 지남에 따라 주변 온도(예를 들면, 더운 날의 외부 온도)로 접근한다. 곡선(410)은 주변 하향 설정점으로부터 구동되는 공기 조화기에 대한 공간의 반응을 보여주는 유사한 지수 곡선이다.

일반적으로 주변온도는 HVAC 장치가 차단될 때 비점유, 밀폐된 공간이 차단될때 드리프트될 온도이다. 예컨대, 온도가 내부 보다 외부가 더 높을 경우, 실내의 온도는 더 뜨거운 외부 온도로 드리프트되는 경향이 있다. 어떤 경우에, 내부 온도는 외부 온도보다 더 뜨거운데, 이 경우 항상 공간 온도가 외부 주변 온도로 접근하는 것이 아니다. 이것은 본 시스템에 영향을 미치는 것은 아닌데, 다른 경우는 공간 하향 설정점으로 냉각시키도록 작업할 것이다. 양 경우에 있어서, 밀폐된 공간은 실질적으로 밀폐된 공간을 에워싸는 영역의 주변 온도와 동일한 어떤 평형 온도로 드리프트된다는 것이다. 예를들어, 본 발명에 있어서, "주변" 온도는 공간의 평형 온도를 의미할 수도 있다.

이에 따라, 일반적으로 비점유, 밀폐된 공간 온도는 속도가 감소되면서 주변온도로 드리프트되고, 그리고 주변 온도로부터 감소속도로 드리프트될 수도 있다.이들 가변속도(감속 곡선)는 T = 온도, t = 시간이고 그리고 A, B, 및 C는 하기에 논의될 공지되거나 또는 학습된 변수인 T = C + Ae^-t/B형태의 지수 방정식에 의해 매우 근사하게 기술된다. 드리프트 및 드라이브 방정식은 변수에 대해 바람직한 값을 갖는 동일한 형태이다. 온도와 시간의 변경을 측정함에 의해, 이들 방정식은 해결될 수 있다(예컨대, 모든 6개의 변수는 학습된 것이다).

방정식을 풀때, 한점으로부터 다른 점으로 온도를 드라이브하는 시간 또는 온도가 한점으로부터 다른 점으로 드리프트되는 시간은 계산될 수 있다. 주변 온도가 변경될 때, 드라이브 및 드리프트 방정식의 A, C 변수는 다시 계산된다. 연속적인 가변 조건하의 회복시간은 계산될 수 있는데, 이것은 시스템이 드리프트 경계온도를 연속적으로 조정하고 그리고 최대화하여, 이에 따라 HVAC 장치의 사용을 최소화하면서 항상 특정화된 회복시간내에 사용자 설정점의 범위로 다시 온도를 용이하게 드라이브할수 있도록한다. 상기 함수의 특정한 실행은 후술된다.

상술한 방정식은 단지 온도와 시간을 측정하여 드리프트 및 드라이브를 위한 정확하고, 경험적으로 결정된 예상치를 얻게한다. 습도와같은 추가의 변수가 시스템에 가해져서, 더 복잡한 비선형 방정식이 정확한 제어를 위해 학습되어야만하는 최적 관계를 정확하게 특정하도록 사용될수도 있도록 한다.

제 4도는 제 3도의 곡선(400)과 유사한 곡선(420)을 도시하고 있고, 그리고 상기 언급된 변수 A, B, 및 C를 예시하고 있다. 이들 변수는 (드리프트 상태에 있어서) 다음과 같이 한정된다.

A: 시간 t = 0에서 제어된 공간의 온도 편차;

B: 방정식의 지수 시간 상수(또는 "타우(Tau)"상수); 및

C: 제어된 공간이 시간에 대해 드리프트될 온도(예컨대, HVAC 장치가 차단된 공간의 평형 온도)

제 5도는 제 3도의 곡선(410)과 유사한 곡선(430)을 도시하고 있고, 그리고 제 4도의 드리프트 곡선에 대한 드라이브 대응부이다. 제 5도의 변수는 제 4도의 변수와 유사한 방법으로 한정되는데, C는 HVAC장치가 동일한 조건(주변 온도, HVAC 전력 설정 등)하에서 매우 긴 시간 동안 드라이브 되는 경우 공간이 접근적으로 접근되는 온도이다.

변수 A는 온도가 시간이 제로인것으로부터 C에 도달하도록 이동되는 거리로서 간주될 수도 있다.

변수 B(타우 또는 시간 상수)는 시간이 제로에서 시작되는 것으로부터 C에 대한 거리의 63%(1-1/e)가 이동되도록 온도를 취할 수 있는 시간이다. C로 이동되는 거리의 부분은 "n" 타우( = 1 - (1 / e)ⁿ)로서 계산될 수 있다.

상기 지적한 바와 같이, 변수 C는 공간이 유도되는 (드리프트 및 드라이브 방정식에서의) 온도이다. 드리프트 방정식에 있어서, 이것은 일정한 주변온도로 충분히 길게 두어진다면 밀폐된 공간에서 도달할 수 있는 극대(주변 온도가 더 고온인가 저온인가에 따라 최대 또는 최소) 온도이다. 드라이브 방정식에 있어서, 이것은 HVAC 장치가 일정한 주변온도(예컨대, HVAC 장치가 가동되는 경우, 밀폐 평형온도)에서 드라이브될 수 있는 극대(드리프트 상태에서 극대에 대응되는 최소 또는 최대) 온도이다.

밀폐된 공간 온도가 시간에 따라 변화되는 속도는 이것이 주변으로 더 가깝게 접근하는 경우 감소된다. 밀폐된 공간 온도가 시간에 따라 변화되는 속도는 이것이 주변에서 더 멀어지는 경우 감소된다. 이들 현상은 제 3도에 죄표화된 곡선에 의해 도시하고 있다. 곡선(400)은 더 높은 온도(구획 410H 참조)에서 보다는 더 낮은 온도(구획 410L) 예컨대, t2 > t4에서 주변온도로부터 떨어져서 특정화된 거리(△T)로 드라이브되기 위해서는 더 많은 시간이 필요하다는 것을 예시하고 있다.

이 부분에 있어서 곡선 (400)은 주변 온도(구획 400H)에서 더 가깝게 있을때 보다는 더 멀게 떨어져 있을 때, 예컨대 t1 < t3, 온도를 주변온도에 대해 특정화된 거리(△T)로 드리프트하는데 더 직은 시간이 소요된다.

곡선 (400 및 410)은 구획(400H, 400L, 410H 및 410L)(각각 400H 및 400L과 비교하여 제위치된 구획410H 및 410L참조)을 비교함에 의해, 온도가 주변온도와 더 근사할 때 보다는 더 멀어질 때 특정화된 범위(△T)내에서 밀폐된 공간 온도를 유지하는 것이(드리프트 및 드라이브를 유지하게 위해 반복적으로 순환시킴) 더 클 때 시간 비율이 드라이빙하는데 소요된다. 수학적으로, 이것은 t2 / (t1 + t2) > t4/ (t3 + t4)로 표현된다.

전류 시스템은 컴퓨터 메모리에서 (1) 밀폐된 공간이 드리프팅될 때와 (2) HVAC 장치에 의해 드라이빙될 때 온도의 일련의 측정치 대 시간을 기록한다. 이들측정치는 온도 = C + A * e^-시간/B일 경우, 드리프트 및 드라이브 방정식을 해결하는데 사용된다. 각각의 방정식은 측정치 사이의 시간이 간격이 동일할때 세쌍의 측정치로 정확하게 해결될 수 있다. 이것은 하기에 더 상세하게 논의될 것이다.

주변온도가 변경되면서, 드리프트 및 드라이브 방정식의 A 및 C변수는 조정되어야 한다. B변수가 비점유 공간에 대해 학습될때, 이들은 공간이 재점유되고 비워질 때까지 일정하게 유지된다. 드리프트 방정식에 있어서, 드리프트 방정식에 있어서, 초기 온도 To = C + A, C에서의 변경치는 A의 변경치와 선형적으로 연결된다. 예컨대 A = To - C.

드리프트 및 드라이브 변수의 유도

제 3-5도에 도시된 곡선 및 변수는 시간 제어에 응답하여 공간의 행동의 설명을 제공한다. 상기 방정식은 T = C + A*e^-t/b형태이다. 이 실시예에 있어서, 날씨는 덥고 그리고 수학적 균형성 때문에 실시예가 공간이 가열되는 대신에 냉각 주변 온도로 동일하게 조작됨으로 인해 HVAC 장치는 온도를 하향으로 드라이브하는데 사용된다.

센서는 온도를 측정하고, 본 발명의 시스템은 (제 2도와 관련하여 하기에 기술될 방법으로) 한쌍의 자료점으로서 온도 및 경과 시간을 측정한다. 이 실시예에 있어서, 측정시간 기간은 동일한 것으로 선택되는데, 예컨대 3개의 점들은 다음과같이 시간내에 고르게 공간화되어 있는 것으로 선택된다.

A, B, 및 C 변수는 다음과 같이 (t₁- t₀) = (t₂- t₁)로 가정할 때 근사한 형태의 해법을 갖는다.

변수를 계산하면, 드라이브 방정식은 다음과 같다.

여기서, 드라이브 타우는 300초이고, 예컨대 극한으로 드라이브될 수 있는 온도차의 약 1 - (1 / e)^300/300= 63%는 드라이브(본원에서는 냉각)가 시작된후, 300초에 이르게 되고 그리고 전체 드라이브 거리는 극한으로 80도(= 68 + 12)로부터 하향으로 12°일 것이다.

이 실시예에 있어서, 시스템이 실제적으로 구동될 수 있는 가장 낮은 온도가 68℉이고, 이것은 t(시간)이 매우 큰 수(예컨대, e^-t/300은 제로로 접근하고 그리고이에 따라 t는 무제한으로 접근한다)로 진행되면서 T는 점근적으로 접근하는 값이다. 이것은 예를들어 HVAC 장치가 힘이 떨어져 있거나 또는 공간내에 누출이 있어서 냉각 공기가 손실되는 경우이거나 또는 공기 콘디셔너에 의해 불어넣어진 공기의 온도가 사실상 68°인 경우일 것이다. 다른 말로 본 발명의 시스템은 물리적 공간과 기후 제어 장치를 경험적 방법으로 실제적 제한을 자동적으로 결정한다.

이들 드리프트 및 드라이브 변수는 제 2도의 흐름 챠트에 도시된바와 같이 본 발명의 방법에서 사용될 것이다.

제 2도의 방법

기후 제어에 대한 통상적인 접근방법은 사용자 설정점을 목표 온도로서 취하는 것이고, 그리고 제어하고자 하는 공간의 온도가 설정점으로부터 드리프트될지라도, 공간내의 온도가 설정점으로 되돌아갈 때까지 또는 설정점으로부터 실제적 한계(△온도)내로 되돌아갈 때까지 HVAC 장치를 드라이브시키는 것이다. 이것에 있어서, 변화는 센서(100)와 같은 점유자 탐색기를 포함하는 것이고, 그리고 사람이 없을 때는 설정점으로부터 더 많이 벗어나게 하지만, 사람이 되돌아왔을 때 설정점 ±△온도로 다시 온도가 드라이브된다.

제 1의 방법은 박스(200-250)(다시 박스(210)로) 루프A로 표시된 루프에 의해 제 2도의 흐름 차트에 예시된 방법으로 조정된다. 사용자는 설정점 온도설정치를 입력하고 그리고 한계 △온도는 이시간에 입력할 수도 있거나 또는 사진 프로그램될 수도 있다. 하기에 논의된 임의의 입력 변수(박스(200)에 리스트된 것과 같은)는 그리고 사용자에 의해 변경할 수 있거나 또는 사전 프로그램될 수도 있고,필요에 따라 그렇지 않을 수도 있다. 박스(200)에서의 변수 입력은 다음의 크기 및 한계를 갖는다.

온도설정치 : (온도) : 사용자 규정한 설정점;

△온도 : (온도) : 온도가 실질적으로 유지되는 온도설정치의 한계(또는 온도 한계);

최소온도 : (온도) : 하기에 논의될 온도한계를 결정하도록 최대 회복치와 결합하대 사용되는 온도 설정치의 선택적인 설정 한계;

최대온도 : (온도) : 공간이 점유되지 않았을 때 공간 온도가 바람직하게 유지되는 온도 설정치의 사용자가 특정화한 한계;

최대회복시간 : (시간) : 비워져 있는 공간에 사람이 처음으로 점유할 때 시스템이 공간을 온도설정치(±△온도 또는 최소 온도)를 회복시켜야 하는 최대 시간을 나타내는 사용자가 특정화한 시간

드라이브 / 드리프트 초기 변수 : 드라이브 / 드리프트 방정식에서의 A, B, 및 C, A 및 C는 온도이고 그리고 B는 시간단위이다.

DD비 : (무차원) 이 변수는 하기에 논의될 특성 모드에서 최대 온도의 범위외로 시간을 드라이브하는 드리프트 시간의, 사용자 또는 시스템 메니저에 의해 특성화되는 에너지 절약비를 나타낸다.

드리프트 및 드라이브 변수의 초기 값은 시스템에 관해 특정 값에서 우수한 추측을 할 수 있도록 공지된 경우라도 사용자 또는 시스템 메니저에 의해 입력될 수도 있다. 임의의 경우에 이들을 공간이 가열되고 및/또는 냉각되는 동안 시스템이 경험적 정보를 수집하도록 자동적으로 조정될 것이고, 그리고 바람직하게는 "드라이브 및 드리프트 변수의 유도"라는 명칭의 부분에 기술된 바와 같은 정확한 드리프트 및 드라이브 자료를 생성하는 것이다. 이 경우에 이 시스템은 필요한 자료를 수집하도록 출발시간에 걸쳐 순환될 것이고, 그리고 이어서 제 2도의 방법에 따라 HVAC 장치의 필요한 제어를 용이하고 정확하게 실행할 것이다.

모든 입력 자료가 시스템에 의해 수집되고 그리고 저장될때, 점유 상태(예컨대, 제어하고자하는 실내 또는 공간의 사람의 존재 또는 부존재)는 박스(200)에서 탐색될 것이고, 그리고 공간의 온도는 박스(200)에서 탐색될 것이다. 이들은 메모리에 저장되는 방법을 실행하는 동안의 모든 변수와 입력자료이다. 박스(230)에서 현재 온도 및 시간은 서로 저장되고 예컨대 상관되는데, 이것은 제어하고자하는 실내 또는 다른 공간에서의 드리프트 및 드라이브 곡선을 이후에 계산하는데 사용된다.

박스(240)에서 현재 공간의 온도가 설정점 온도 설정치로부터 예정된 한계 △온도내에 있는지 그렇지 않은지를 결정한다. 예를들어, 사용자는 최적 온도로서 72°를 입력할 수도 있고, 그리고 △온도는 0.5°일 것이다. 공간내의 온도가 71.5°내지 72.5°내에 있는 경우라면, 박스(240)에서의 결정이고 이 방법은 박스(250)로 분지되어나간다. 시스템이 HVAC 장치를 드라이빙시킨다면, 이것은 이 점을 중단시키고 그리고 시스템이 HVAC 장치를 구동시키지 않았다면, 이어서 박스(250)에서 차단된다. 이어서, 상기 방법은 박스(210)로 분지되고 그리고 루프 A는 다시 시작된다. 루프 A(제 2도의 박스(210-250))를 주목할 때, 온도가 실질적으로 설정점에있는경우는, 점유상태와 관련이 없고, 그리고 HVAC 장치는 실질적으로 드라이브되지 않을 것이다.

루프 B는 공간이 점유되고 그리고 공간 온도가 바람직한 범위(온도±△온도)를 벗어나서 드리프트되는 상태를 나타낸다. 즉, 박스(260)에서 결정해야할 것은 사람이 존재하느냐 하는 것과 이에 따라 박스(270)에서의 단계는 컴퓨터가 HVAC 장치를 켜도록 하는데, 이것은 프로그램이 통상적인 방법으로 장치를 제어하도록 명령이 제공된다. 온도가 예를들어 (더운날) 72.5°로 드리프트되거나 또는 (추운날) 71.5°로 드리프트될 때라도, HVAC 장치는 온도를 다시 설정점 72°의 0.5°내로 드라이브될 것이다(예컨대, 각각 71.5°또는 72.5°이상). 선택적으로, 상기 시스템은 더운날 온도가 73°이상으로 드리프트될 때라도, 설정점이 72°이고 △온도가 1°일 때, HVAC 장치는 72°아래로 온도를 드라이브한다. 유사한 변화는 설정점의 한계 △온도내의 온도를 유지하는 원리로부터 실질적으로 벗어나지 않고 사용될 수 있다.

루프B는 박스(210)로 복귀되고 그리고 방법을 이 점에서 다시 시작된다. 만약 온도가 (온도 ± △온도)로 복귀된다면, 이에 따라 A는 실행되고 그리고 HVAC 장치는 차단된다. 또한, 루프 B는 다시 실행되고 그리고 박스(270)에서 (이미 조작되고 있는) HVAC 장치는 가동을 계속한다.

그러나, 설정점 주변의 사전 설정범위에 이르기 전에(예컨대, 온도 ±△온도에 이르기전에) 제어하고자 하는 공간에 있는 사람이 떠날 수도 있다. 이와달리, 비점유된 공간의 온도는 사전 설정 범위를 넘어 드리프트될 수도 있다. 어느 한 경우에 있어서, 박스(260)에서의 결정은 박스(280)로 분지되는데, 여기서 (제 3-5도에 도시된 바와 같은) 드리프트 및 드라이브 방정식의 변수는 변경된다.

단계 280-290: 드리프트 및 드라이브 변수 및 온도 한계의 계산

단계 290에서, 변수 한계온도는 (1) 최대 온도와 온도설정치로부터의 온도 편차보다 작게 설정되는데, 온도 설정치에 있어서, 온도 설정치로(임의적으로, 최소온도)로 회복되는 시간은 최대회복시간보다 크지 않다.

최대온도치의 값은 온도설정치의 온도범위로서 설정되어 제어하고자 하는 공간의 사람이 온도가 범위 온도 ± △온도를 넘어 있을지라도 최적의 상태로 있도록한다. 예를들어, 만약 온도 70°이고, 그리고 △온도가 0.5°라면, 정상적으로 시스템은 69.5°내지 70.5°에서 온도를 유지할 것이다. 그러나, 변수 최소온도를 사용하게 되면, 조작자는 임의로 ±2°와 같은 70°주변시 온도범위를 특정화하여 시스템이 시간 최대 회복기의 주어진 기간 예컨대 6분 내에 약간 폭넓은 범위에 이르게되는 경우에 허용될 수 있도록 한다. 이에 따라, 이상적으로 70.5 ± 0.5°에 이르게 되도록 수분을 추가하지만, 실내의 사람은 2°의 최소온도 한계에 이르게 될 때, 그차이를 주목할 수없을 것이다. 최소온도는 필요한 경우, 제로 또는 △온도로 셋팅될 수도 있어서 임의로 정해진 최적범위를 바이패스시킬 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 이 경우에 있어서, 단계(290)에서의 계산, 항목(2)은 목표 온도로서 온도설정으로 수행된다.

단계 290의 온도 편차, 항목(2)은 다음의 방법으로 최대회복기의 값으로부터 유도된다. 만약 HVAC 시스템이 예를들어 온도가 하향으로 드라이브되고 그리고 차단된다면(예컨대, 사용자 설정점이 순간적인 △온도를 무시하고 70 °이면)하기에 논의된 전형적일 방정식을 사용하여, 사람들은 537.53초(거의 9분) 후에 거의 70도에 이르게되는 것을 알 수 있다. 최대 회복기가 예를들어 6분 또는 420초로 설정된다면, 시스템이 온도를 얼마나 드리프트하는 것을 허용할 수 있는가를 결정하고 그리고 420동안 70도로 다시 드라이브할 수 있어야 한다. 전출한 진형적 방정식을 사용함에 의해, T_최대는 다음과 같이 계산될 수 있을 것이다.

이에 따라서, 온도는 76.11도로 드리프트할 수 있고, 그리고 시스템은 다시 420초동안 70도로 다시 드라이브할 수 있다.

전술한 계산은 △온도 또는 최소온도치가 고려될때 동일한 방법으로 수행된다. 단지 그 차이는 후자의 변수는 목표온도로 드라이브하는 시간을 계산할 때 고려되어져야 한다는 것이다. 이에 따라서, 최소시간치가 2°일 때 이에 따라 72°로 드라이브하는데 걸리는 시간은 T_최대값을 생성하도록 최대회복기와 비교하여야 하고, 그리고 이 값은 시스템이 설정온도로 모두드라이브할 필요가 없기 때문에 76.11° 보다 더 클 것이다.

본질적으로 드라이브 방정식에서와 같은 동일한 절차는 드리프트 방정식 A, B 및 C 변수와 다르고 그리고 동일한 형태의 다른 방정식을 얻는다. 예를들어, 70°의 사용자 설정점 및 90°로의 최대 드리프트에 있어서, 장치가 꺼졌을 때 온도의 양태를 기술한 드리프트 방정식은

이며, 여기서 드리프트 타우는 720초이고 그리고 HVAC 장치가 차단될때 온도는 최고 90°까지 드리프트될 것이다.(t = 0에서, 온도는 70°라는 것에 주의) T = 76.11°에서의 드리프트 방정식의 기울기는

dt = - A / B * e^-t/B,로 주어지며 이에 따라 T = 76.11°→ t = 262.49일 때

드리프트 모드에 있어서, B는 작게 변경되어 일정하게 될 수도 있다. 이 실시예의 드리프트 온도 경계에서, B = 720 및 t = 262.49일 경우, 단지 A는 주변 온도가 밀폐된 공간 누출 속도(예컨대, 기울기)가 변경되도록하면서 상당하게 변화하게 할 것이다. 외부가 더욱 뜨거워 질 때, dT / dt는 드리프트 온도 경계에서 증가할 것이다. 온도를 76.11도에서 유지하기 위해서는, 시스템은 온도를 반복적으로 작게(0.5°와 같이) 76.11도 위로 드리프트 시키고 그리고 이어서 이것을 다시 약간(0.5°와 같이) 76.11도 아래로 드라이브시킨다(선택적으로, 온도는 76.11도로 드리프트시키고, 그리고 이어서 예를들어 이것보다 1도 아래로 드라이브시킨다).

온도를 76.11 위로 0.5°로 드리프트시키고 그리고 76.11 아래로 0.5°로 드라이브 시킨다면, 1도의 전체 드리프트에 있어서, 1°를 드리프트시키기 위한 시간은 초기에 (dT / dt)₀= 1 / 0.01929 = 52초이다. 외면이 더 뜨거워졌을 때, 1°를드리프트시키기 위한 시간을 측정한다. 예를들어 35초일 경우, (dT / dt)₁= 1 / 35 = 0.02894이다.

dT / dt =_-A / 720 *e^-262.49/720= -A * 상수이어서,

(dT/ dt)₁/ (dT/ dt)₀= -A1 / -A₀및 A₁= A₀* (dT/ dt)₁/ (dT/dt)₀,이고 그리고 이에 따라

Al = -20 * 0.02894/ 0.01929 = -30이다.

주목하여야할 것은 t = 0에서 드리프트 방정식으로부터

이것은 드리프트 타우는 720초이고 그리고 HVAC 장치가 꺼질 때, 온도가 최고로 드리프트되는 것은 100°이며, 예컨대 C_드리프트= 100이다.

C_드리프트가 변경될 때, 새 드라이브 방정식 변수는 단계 280에서 계산되어야만 한다. 드라이브 방정식에서 C_드라이브는 C_드라이브에 대해 비선형적 관계를 가지며, A 및B가 약간 변경되면서 상수로서 취해질 수 있다. C_드라이브는

에 의해 정확하게 평가될 수 있다.

이 방정식에 있어서, D는 (C_드라이브- C_드리프트)_최대이고, E는 (C_드라이브- C_드리프트)_최대에서의 온도이고, 그리고 F는 정확한 방정식을 얻는데 필요한 대략△C_드리프트인 가우스 방정식의 하나의 온도 타우이다.

D, E, F, C_드라이브및 C_드리프트측정의 3개의 셋트는 이들 방정식을 정확하게 해결하는데 필요하다. 다른 주변온도에서 약 1의 타우 지속기간의 3개의 드라이브 및 드리프트 싸이클 후에, 모든 9개의 변수는 정확하게 계산될 수 있고, 그리고 비점유된 공간은 2개의 지수, 하나의 가우스, 및 하나의 선형 방정식에 의해 충분하게 특징지워질 수 있다. 유지 싸이클의 드리프트면상에 측정된 주변온도에서의 연속적인 변경은 새 변수와 그들과 관련된 드리프트 및 드라이브 방정식에 의해 계산된다.

실제적으로, 본 발명에서 C_드리프트에서의 작은 변화로 △C_드라이브≒ 0.2 * △C_드리프트이고 그리고 이 평가는 (C_{새드리프트}- C_드리프트) / C_드리프트가 사용자 또는 사전프로그래머에 의해 설정된 고정된 비보다 더 크게 될 때까지 사용될 수 있다.

간략하게 말해서, 처음에, 시스템은 다음의 방정식의 변수를 학습한다.

듀티 싸이클이 변경되면서, 현재 T_최대에서의 온도가 유지되며, 시스템은 C_{새드리프트}를 계산한다. C_{새드리프트}를 사용하며, 상기 시스템은

효율싸이클의 개념은 기준이고 그리고 이 경우에 (온도설정치 ± △온도)주어진 설정치에서 시스템이 온도를 유지하도록 하는 전체 시간의 %로서 한정된다. 예컨대, 이온도를 유지하도록 (가동시간 + 비가동시간)에 의해 나누어진 양(가동시간)이다.

(C_{새드리프트}- C_드리프트) / C_드리프트가 고정된 (0.15와 같은) 비보다 더 클때, HVAC 장치는 변수의 제 1 설정치 이외에도, 새 드리프트 및 드라이브 변수를 학습하도록 타우의 지속을 위해 가동된다. 이에 따라, 단순한 선형 조정은 고정된 비가 제 2 시간을 초과할 때까지 사용되는데, 이 시간에 HVAC 장치는 새드리프트 및 드라이브변수를 학습하도록 다시 가동된다. 이단계에서, 이 시스템은 가우스 변수를 계산하고 그리고 단지 C_{새드리프트}와 관련된 듀티 싸이클 시간 변경을 사용하여 드리프트 및 드라이브 방정식으로 더 조정하게 한다.

지수 방정식의 변화

상기 방정식 T = C + A * e^-t/B의 형태는 B에서의 단지 크기 특성이 변경되면서, T = C + A * e^-Bt으로서 동등하게 취해질 수 있다. 전자는 본 발명의 실시예에서 타우가 개념화를 더 용이하게하도록 역시간이라기 보다는 시간의 크기가 되도록 한다.

방정식T = C + A * e^-t/B에서의 변수 A, B, 및 C가 결정될 때, 제 2도의 흐름챠트에서의 임의의 필요값을 계산하는데 분명한 사항이다.

단계290에서의 항목(2)의 값은 임의의 설정온도 및 최대 회복기를 위해 상술한 방법으로 결정될 수 있다. 온도 한계가 이 단계에서 설정될 때, 단계 300에서, 현재 온도가 온도설정치로부터 허용된 온도한계내에 있는지 그렇지 않은지를 절정한다. 이렇게 된다면, 이 점에서는 아무것도 행하여지지 않으며, HVAC 장치가 차단되는 단계 250으로 방법이 진행된다(또는 이미 차단되어 있다면, 차단되어 유지된다). 상기 방법은 루프 C의 통과를 완결시키는 단계 210로 되돌려진다. 루프 C는 반복될 것이고 그리고 제어하고자하는 공간이 점유되어있지 않고 그리고 공간의 온도가 사용자 설정점의 (단계 290에서 결정된)온도 한계내에 있는한, 장치의 드라이브는 일어나지 않을 것이다.

단계 320: 루프 E 및 "특성"모드

공간내의 온도가 이 한계를 넘어 드리프트된다면, 상기 방법은 "특성" 모드가 설정되는지 아닌지를 결정하는 단계 310으로 진행된다. 이것은 본 발명을 사용함에 의해 에너지 절약을 더크게 유도하도록 사용되고, 그리고 모드 스위칭을 제시하도록 하는 플래그(flag) 또는 다른 통상적인 수단에 의해 메모리내에 프로그램내에 지시할 수 있다. "특성" 모드의 사용자 제어는 위치가 탐색되고 그리고 제어 프로그램이 소통되는 하드웨어 스위치가 될 수도 있거나 또는 동등하게 될 소프트제어가 될 수도 있다.

특성 모드는, 현재 온도가 단계 290에서 계산된 온도한계에 이르게될지라도, 다시 점유함에 따르는 온도설정으로 다시 드라이빙하기전에 온도를 더 드리프트하도록 겹침이 일어나는지 그렇지 않은지를 결정하는데 사용된다. 이것이 허용되어, 새롭게 "확장된" 온도한계로부터의 회복시간은 계산된 온도 한계로부터 새롭게 확장된 온도한계로의 드리프트 시간과 비교하여 충분히 작다면, 온도한계가 효과적으로 확장될 것이다. 동등하게, 상기 시스템은 단계 320에서 규정된 드리프트 대 회복기의 비가 예정된 드리프트 드라이브 비 DD비보다 더 큰지 아닌지를 탐색한다. 예를들어, DD비가 5이면, 이것은 (HVAC 장치가 차단되어 있는)온도 드리프트의 각 5분은 온도 한계점으로 회복시키도록 장치를 드라이브시키는데 단지 1분이 필요하다는 것을 의미한다.

실제적으로 공간의 온도가 주변온도에 더 가까울수록 DD의 값은 더 높고, 예를들어, 주변 온도에 매우 가까우면, 드리프트 시간의 30분은 단지 정정(회복)시간의 30초를 필요로한다. 이 경우에, 60:1 DD비가 구현되어 HVAC 장치가 큰 기간동안 중단되고 그리고 상당한 에너지를 절약하게 된다.

이러한 조건하에서, 사용자는 특성 모드를 원형하고자 할 것이고 그리고 공간 점유자를 과도하게 불편하게 하지 않도록 에너지를 절약하게 하는 DD비 값을 선택하고자 할 것이다. 이것은 경험적으로 결정할 것이고 드라이브 시간 이외의 30초가 적용되지만, 20초는 적용되지 않을 것이다.

DD 값을 나타내는 것보다 "특성"모드를 조정하는 다른 방법이 있다. 예를들어,

a) 증가 온도 드리프트는 허용된 온도 드리프트 범위의 규정 %를 초과하지 않고, 및/또는

b) 증가된 회복시간이 특정화된 회복 시간의 한정된 %를 초과하지 않을때는 언제라도,

온도한계를 지나 드리프트가 일어날 수도 있다.

실예 (b)는 전술한 실예와 본질적으로 동일하지만, DD비를 역전시켜서, 사용자가 예를들어, 증가 회복시간이 특정화된 회복시간의 15%를 초과하지 않도록 특정화시키도록 사용자 프로그램가능한 값을 설정하는 것을 더 자연스럽게한다. 선택적으로, 실시예(a)에 있어서, 사용자는 증가 온도가 허용된 드리프트 범위의 10%를 초과하지 않도록 특정화시킬 수도 있다. 임의의 이들 경우에 있어서, 특성 모드 설정으로, 시스템은 계산된 DD비의 범위에 대응되는 양에 의해 온도 한계를 지난 허용된 최대 드리프트 범위로 자동적으로 증가시킨다. 이에 따라 증가된 양이 DD비(및/또는 상기(a) 및 (b)하에서 등가)에 의해 제한되고, DD비가 10 : 1이라면, 시스템이 공간을 드리프트하도록하는 온도한계를 지난 증가 온도는 시스템이 드라이브 (회복)시간대 온도 한계가 트리프트 시간의 십분의 일 또는 그 이하인 것을 계산한 온도일 것이다(이 계산은 단계 290에서 최대 회복기를 계산한 상기 실시예와 동일한 방법으로 수행될 수도 있다).

특성 모드 조건이 박스 320과 맞추어진다면, 이에 따라 시스템은 단계 250로 진행시킴에 의해, 그리고 상기 HVAC 장치를 차단함에 의해 루프 E를 따른다. DD비가 충분히 크지 않다면, HVAC 장치가 켜져 있거나(있는 상태) 시간의 루프 F가 후속되고, 그리고 양 경우에 방법은 계속해서 단계 210로 진행된다.

본 발명의 방법의 기초 형태에 있어서, (공간 점유 탐색 그리고 단계 210 및 260의 시험없이) 루프 A 및 B는 HVAC 제어의 통상적인 방법에 대응된다. 점유 상태가 이진 시스템을 고려할 때, △온도와 같은 범위제한을 연장하는데 사용되지만, 루프 C(특히 단계 290)의 특징은 실현되지 않는다. 루프 E의 특성 모드는 에너지 절약을 더 크게 하도록 다 개선된다.

상술한 바에 의해, 본 발명의 방법은 제어하고자하는 공간의 복잡성 그리고 가능성이 있는 부적절한 모델화에 따라 좌우되지 않는다는 것을 알수 있다. 기후를 제어하고자하는 실내 또는 빌딩은 일정하게 변경되는데, 도어 및 창이 부가될 수도 있고, 주변의 기후가 계절에 따라 마이크로하게 변하고 그리고 주변 빌딩과 같이, 나무 등이 부가되거나 또는 제거된다. 낮이 경과하는 동안 주변 조건이 예컨대, 외부 벽이 대낮동안 햇빛에 직접 향해질 수도 있지만, 방에는 찬 바람을 수용하도록, 급하게 변경될 수도 있다.

주변 조건의 변화 뿐만 아니라, 장치 그 차체도 포함되는데, 필터가 세척되거나 또는 더럽게 될 때, 냉각제가 부가되거나 또는 사용하면서 감소될때, 장치가 대체되거나 또는 격상 또는 격하될 때, 그리고 파이프 및 도관이 세척되거나 또는 막히거나 또는 셀때 장치의 용량이 변화하게 된다. 밀폐된 공간 온도를 드라이브시키기 위한 장치의 용량은 밀폐된 공간 및 상술한 주변 조건의 변수뿐만아니라 모든 이들 변수에 따라 좌우된다.

본 발명은 연속적으로 그리고 실시간 드리프트 및 드라이브 방정식을 경험적으로 결정함에 의해 모든 이들 변경을 자동적으로 조정하여 변경조건에 대한 반응이 그들 자체의 변경만큼 빠르게 일어난다.

제 1A도에 도시된 사용자 인터페이스 제어기(110)는 사용자가 메모리(40)의 프로그램으로 직접상호작용하도록 사용자 입력부(50)를 작용함에 의해 제 2도의 방법으로 사용된 어떤 변수를 조정하는 통상적인 방법을 제공한다. 각각의 화살표 120-140는 다중 위치 스위치 또는 연속 다이얼 제어를 나타낸다. 상기 "오프/작동/가열/냉각" 스위치(120)는 사용자가 시스템을 차단 모드, 자동 모드, 가열 모드, 또는 냉각 모드로 각각 시스템을 위치시킨다. (여기서 "자동" 설정은 가열 또는 냉각을 자동적으로 스위칭되게한다.)온도 제어부(130)는 사용자가 전형적으로 65℉ 내지 90℉의 범위를 도시한 등급화된 눈금(150)을 참조로 온도 설정을 특정화하도록 한다(이것은 바람직하게는 등급 및 온도표시를 더 미세하게 할 수도 있다).

에너지 절약 제어부(140)는 바람직하게는 연속적으로 가변되는 다이얼이다. 제어부(140)가 "고"로 설정되어질 때, 최대회복기 및 최대 온도값은 HVAC 장치가 가동되는 시간의 양을 최소화하는 최대상태에 있어야 한다. 제어부(140)가 "저"상태로 설정될 때, 최대 회복기 및 최대 온도는 사용자가 더 많은 에너지를 사용하며 최적상태를 최대화하는 최소값을 취한다. 예를 들어, 시스템 매니저는 최대 회복기 및 최대온도의 허용된 값의 범위를 사전에 한정할 수도 있고, 그리고 제어부(140)를 다이얼화함에 의해 사용자는 최대값에서부터 최소값으로 서로 매끄럽게 그리고 관련하여 변경하도록 한다. 이 실시예에 있어서, 사용자는 이들 변수의 절대 값이 무엇인지 알필요가 없다.

또한, 제어부(140)는 모드를 특성치로 설정함에 의해 메모리(40)에서의 프로그램과 상호작용할 수도 있거나 또는 그렇지 않을 수도 있다. 이에 따라서, "고" 에너지 절약으로의 눈금으로 어떤 지점에서, 특성 모드가 조작될 수도 있다.

사용자 인터페이스 제어부(110)는 아날로그이고 그리고 이에 따라서, 각각의 제어부(140 및 150)에 대해 통상적인 아날로그 대 콘버터(분리하여 도시하지 않았음)를 구비할 수도 있다. 컴퓨터 프로그램을 제어하도록 하는 아나로그 장치를 사용하는 것이 널리 공지되어 있으며, 그리고 임의의 다양한 기준 장치가 사용될 수도 있다.

통상적인 디지털 인터페이스는 온도, 최대 회복기, 온도설정치 및 설정되어지는 다른 변수를 정확하게 설정하여 본원의 임의의 실시예를 선택적으로 사용할수도 있다.

기초적 방법의 변화

A. 온도이외의 조건의 탐색 및 제어

사람 및 온도센서의 사용하는 것은 이미 논의되었다. 습도 센서는 온도 센서와 동등한 방법으로 사용될 수도 있다. 사용자는 특정한 범위로 습도를 유지하기를 원하며 그리고 이미 논의된 실시예의 온도에서 행하여지는 사용자 설정점을 설정할 수 있다. 제 2도의 박스200에서 나타나는 모든 변수가 사용되고 그리고 습도가 온도라기보다 제어하고자하는 기후 조건이고 그리고 기후 제어 장치가 단지 온도 제어 장치라기보다 습윤/탈습윤 장치인것을 제외하고 상기 다양한 방법이 적용될 수 있다. 물론, 온도 및 습도는 본 발명의 시스템에 의해 모두 제어될 수도 있다.

이에 따라서, 예를들어 사용자가 70%의 습도를 특정화한다면, 이에 따라서, 만약 습도가 떨어진다면(또는 △습도가 0.5인 경우 70% -0.5%), 가습기는 다시 정정하고자하는 범위로 습도가 올라갈 때까지 켜진다. 만약 제어하고자 하는 공간이 점유되어있지 않다면, 습도는 온도와 같이 드리프트가 히용될수도 있고 그리고 제 2도와 관련하여 기술된 최대 회복기 및 온도한계(또는 본원에서는 습도제한) 개념은 직접적용될 수 있다. "특성" 모드는 동일한 방법으로 조작된다.

본 발명의 다른 실시예는 제어하고자 하는 공간의 대기에서의 가스 농도를 탐색하고 그리고 제어하는 것이다. 예를들어, 특정환경에 있어서, 누적된 이산화 탄소(CO₂)가 고려되고, 그리고 제 2도의 방법에서 온도에서의 이산화탄소의 농도를 치환하는 것은 상기 방법이 이러한 상황에 직접 적용할수 있다는 것을 도시하고 있다. 온도를 제어하는 대신에, 이경우의 기계 제어 장치는 기준 배기 장치 및/또는 독성 및/또는 바람직하지 않은 가스를 제거하도록 하는 통상적인 탈가스장치를 제어한다. 탐색하고 그리고 제어할 수도 있는 다른 가스는 라돈, 일산화탄소 등을 포함할 수도 있다. 유사하게, 간단하게는, 공기의 흐름 속도는 제어된 조건이 될 수도 있다.

본 발명은 컴퓨터에 의해 제어되는 장치에 의해 영향을 받을 수 있는 임의의 기후조건에 유사한 패션으로 적용될 수도 있다. (각각 점유된 실내에서 빛이 켜지고 그리고 꺼지도록 스위칭을 제어하여) 빛 조건에 적용될 수 있지만, 이것은 약간의 이력 작용이 있는 가변조건, 예컨대 시간(초라기 보다는 최소한 수분)의 적용기간에 걸쳐 변화하는 조건의 제어에 적용될 때 특히 유리하다.

B. 예방 유지 지시계

상수C_드리프트에서 하나의 제어하고자하는 HVAC장치에 의해 작용되는 밀폐된 공간에 있어서, 전력 작용 EFF은 본 발명에 의한 관계가 규정될 수도 있다. 즉,

이 관계는 B_드라이브명칭은 공간의 특성 주파수 ("τ") 응답을 보정함에 의해 작용성 EFF의 측정을 정확히하면서, 밀폐된 공간상에서 HVAC 장치 작용을 강조한다.

일반적으로, 기후 제어 장치의 효율이 감소되면서, 조건(온도, 습도 또는 다른 조건)을 고정된 양으로 변경시키는 시간은 증가된다.

이에 따라서, 본 발명의 시스템은 시간과 상관되는 EFF 및/또는 (C_드리프트, C_드라이브및 B_드라이브) 값을 메모리에서 유지함에 의해 예방 유지 지시계로서 작용할 수 있다. 하나의 시간으로부터 다른 시간으로의 기후 제어 장치의 상대 효율은 필요에 따라 절대 효율이 변경될 때는 언제라도 결정될 수 있다.

상기 시스템은 매일과 같이, 규칙적으로 효율비를 기록하도록 프로그램될 수 있고, 그리고 이것으로부터 이 효율 곡선은 경험적으로 결정될 수 있다. 이러한 효율은 EFF가 극대(100%) 효율이고, t는 시간이고, K는 (역함수의 시간의 크기를 갖는) 시간에 걸쳐 학습된 경험적 변수인 방정식 EFF = 100e^-kt에 일반적으로 맞추어질 수 있다.

이 상대 효율 방정식은 종종 필요에 따라 출력 장치에 따라 사용자에게 갱신되고 그리고 기록되고, 바람직하게는 매 시간 새 효율비가 결정된다. 나아가, 효율 방정식이 정해질 때, 장래 시간의 상대 효율은 예견될 수 있다. 시스템 메니저가 최소한의 상대적 효율 요구를 특정화한다면, 뿐만아니라 장치가 사실상 바람직한 효율 이하로 있을 때 출력 메시지 또는 신호로 통지할 수 있지만, 앞서서, 장치가 특정한 효율비 이하로 급강하할 것으로 기대될 때 메니저에게 경고할 수 있다. 예를들어, 예상되는 날짜에 앞서서 2주동안 매일, 이 시스템은 컴퓨터 인쇄 출력 정보, 이메일 또는 다른 메세지, 베이스 스테이션 및/또는 장치 그자체상의 깜빡이는 불빛, 알람신호와 같은 경고신호를 출력할 수 있다. 베이스 스테이션상에서의 버튼, 누룰때 인접 스크린상에 효율 값을 디스플레이하는 장치와 같은 사용자 주문장치가 제공될 수도 있다.

이러한 경고는 효율이 달성되지 않을 가능성과 연결될 수도 있는데, 이것은 이상화된 방정식 EFF = 100e^-Kt과 경험적 자료의 최소 제공법 맞춤 또는 다른 곡선 맞춤 안에 의해 결정될 수도 있다. 예정된 최소한의 허용 효율을 지나 효율 감퇴를 거의 예측하기 위해서는, 본 발명의 시스템은 HVAC 장치가 예정된 최소치 이하로 하강되는 시간을 나타내고 그리고 최소 제곱법 맞춤에서 통상적인 "r²" 곡선 맞춤값과 같은 가능성 표현으로 시간을 출력하도록 프로그램할 수도 있다.

이에 따라, 이들 시스템의 예측은 복잡한 장치가 있는 구역(호텔 또는 호텔 체인점과 같은)를 위한 장치 유지 스케쥴을 사용하여 상기 구역 소유자 유지 스케쥴줄의 효율을 증가시킬 수도 있다. 상술한 지침에서 주어진 바에 의해 (1) 주기 효율 시험(기후 제어 장치의 정상 조작으로부터 규칙적 추출 효율 자료)를 구동시키고, (2) 상대적 효율을 포함한 효율 자료를 계산하고, 그리고 (3) 필요에 따라 효율 리포트 및 유지 스케쥴을 출력하도록 프로그램하는 것이 바람직하다.

HVAC 시스템 효율의 절정은 시스템이 비효율적으로 가동될 때 시스템 메니저에게 통지함에 의해 에너지 절약을 할 수 있고, 비효율성을 해결해야 할 때, 온도는 더 드리프트될 수 있는데, 이것은 최대 회복기 가장 용이하게 맞추어질 수 있어서, 장치가 더 작은 시간 %로 가동되고 그리고 효율(유지) 싸이클은 더 작은 (임시적) 드라이브 부품을 갖도록 한다.

C. 역행 드라이브 경보

시스템이 기후 제어 장치를 켤때는, 이것은 주어진 공간에서 온도, 습도, 가스 농도 및 다른 조건이 적절한지에 따라 주어진 조건으로 변경하기 위한 것이다. 제어하고자하는 조건의 방향 드리프트가 행하여지는 것은 공지되어있고 그리고 이정보는 장치의 사용을 더 조정하기 위해 사용될 수 있다.

예를 들어, 어떤사람이 제어하고자하는 공간이 열린 외부 창을 방치할 수도 있다. 이런 경우가 일어난다면, 공간(더운 날씨)을 냉각하기 위한 시도는 실패할 것이다. 이것은 온도가 드리프트 조건에 있는 것과 같은 동일한 방향으로 드라이브 조건하에서 변경되는지 않은지에 따라, 장치 조작의 고정된 기간후에 결정하여 본발명의 시스템에 의해 발견될 수도 있다. 이에 따라, N분 후에(N = 15) 드라이브하의 온도방향이 드리프트하의 것과 동일하다면, 이 시스템에서 공간으로 또는 이곳으로부터 극심한 누출이 있음을 추측할 수 있다. 이 "역행" 드라이브를 주목할 때, 이 시스템은 기후 제어 장치를 자동적으로 꺼서 명백한 에너지 소모와 바람직하지 않은 에너지 소비를 정제시키도록 프로그램할 수도 있다.

이것은 특히 손님이 창 또는 슬라이딩 유리 문을 열어놓거나 또는 실내를 열어놓은 상태로 있을때 공기 콘디셔너 또는 가열기를 자동적으로 끄기를 원하는 호텔에서 매우 바람직하다. 어떤 시스템은 문이 약간 열려져있거나 또는 개방되어있을 때 HVAC 장치를 무능력하게 할 수 있는 스위치를 갖는 (예를들어, 고층 호텔에서의 발코니에서) 배선된 슬라이딩 유리 문이 구비한다. 이러한 시스템은 고가이고 그리고 설치나 유지가 곤란하며 그리고 완전성을 위해서, 이러한 센서는 실내에 대해 각각의 개구에서 설치되어야만한다. 반면에 본 시스템은 밀폐된 공간 경계(벽,지붕 등)상의 어떤곳에 주요한 누출이 있는지 그렇지 않은지에 따라 임의의 공간을 위해 자동적으로 결정할 수 있고, 그리고 밀폐된 공간에 사람이 있거나 또는 없는 조건하에서 예정되거나 또는 학습된 기간(이후에 기술될 지연 시간 학습 연산 참조) 즉시 또는 후에 HVAC 시스템을 차단시킬 수 있다. 예를들어, 상기 시스템은 명백한 누출이 있을지라도 사함의 존재하에서 15분 동안 기다려서 청소원이 실내를 열어놓고 청소하고, 그리고 소모적인 HVAC 장치 조작을 차단하게 한다. 선택적으로, 이 시스템은 공간이 명백하게 누출되고 그리고 점유되지 않을 때만 HVAC 장치를 차단하여야 한다.

이 실시에는 또한 습도 탈색에 적용된다. 그밖에도, 가스 불순물 탐색에도 적용되어, 배기 장치를 차단하기 보다는, 바람직하지 않은 가스의 공간을 제거하도록 배기 조작이 진행되지 않는다는 명령을 알람으로 소리낼 수도 있다.

임끼의 상술한 변화는 "역행 드라이브"가 일어나는 모든 기간의 사용자 또는 시스템 매니저에게 경고하는 자동 보고서 생성 프로그램과 조합될 수 있다.

D. 일정한 드라이브 온도 설정 범위

공간을 가열하고 그리고 냉각시키는데 사용되는 에너지의 높은 비용이 주어지는 경우, 구역 소유자는 온도 범위를 제한하고자하고 공간의 사용자(또는 차인)은 그들 스스로 설정할 수 있다. 예를들어, 어떤 호텔 룸 메니저는 64℉ 내지 80℉의 온도범위가 룸이 점유될 때 그들의 손님의 안락을 제공하기에 충분한 것으로 여긴다. HVAC장치가 온도를 64°이하 또는 80°이상으로 드라이빙시킬 수 있을지라도, 본 시스템은 온도범위를 이것과 같은 바람직한 범위로 제한하도록 배치될 수있다. 물론 회복시간이 강제되고 그리고 절약 목표와 맞추어지는한 이들 제한을 넘어 드리프트될 수 있다.

유사한 제한이 습도와 같은 임의의 제어하고자하는 조건에 놓여질 수도 있다, 이러한 제한은 공간 점유될 때나 또는 공간이 점유되지 않거나에 따라 적용되어 특정화될 수 있다. 제 2도의 방법을 수행하기 위해 디자인된 프로그램은 매니저의 스테이션으로부터 입력으로서 제한을 취하고 그리고 만약 나중 사용자가 허용되는 외부 범위를 특정화한다면, 제한된 범위의 극대치와 나중 입력 범위가 겹침에 의해(60°의 사용자 입력에 대해 64°로 대체함에 의해) 사용자 한정 제한을 사용하도록 용이하게 적용될 수 있다. 매니저는 효과적으로 겹침 능력을 가질 수 있는데, 이것은 베이스 스테이션으로부터 메니저가 어떤시간이라도 제한 범위를 변경시킬 수 있기 때문이다.

E. 적응하게 되는 비점유 영향 지연 시간

사람들이 호텔 룸과 같은 밀폐된 공간을 떠날때, 이들은 홀에 얼음을 남겨놓고 떠날 수도 있고, 프론트 데스크에서 신문을 사서 볼수도 있고 그리고 인접한 모니터되지 않는 룸에서 목욕실로 들어갈수도 있거나 또는 그들은 연장된 기간동안 떠나있을 수도 있다. 룸이 비워지는 즉시(제 2도의 단계 260에서) "비점유된" 모드로 스위치되기보다는, 이 시스템은 N분(예를들어 N = 15분인 경우)과 같은 기간의 시간동안 연장되도록 프로그램될 수 있어서 최적의 필요성이 공간 점유자가 곧 돌아오는 경우 만족되는 것을 확실하도록 한다. 제 2도에서, 이것은 공간(a)는 비점유되어 있는지 그렇지 않은지에 따라, 그리고 (b)는 연속적으로 N분동안 비점유되어 있는지 그렇지 않은지에 따라 단계 260에서 결정을 필요로 한다.

많은 출발/복귀 싸이클에 걸쳐 공간 점유와 관련된 기록을 저장함에 의해, 상기 시스템은 특정 퍼센트 P%(예를들어 P = 90%인 경우)의 모든 또는 최근의 이전 점유자가 적어도 M분(예를들어 M = 30)동안 복귀하지 않는것을 보장하도록 얼마나 오래 기다려야하는지 학습할 수 있다. 예를들어, 비점유된 상태의 9분 후에, 단지 10%의 시간이 점유자가 다음 30분내에 되돌아온다는 것을 결정할 수 있고, 이경우, "비점유된 영향 지연 시간"은 9분으로 설정될 수 있고, 이것은 단지 9분 후에, 시스템의 점유 상태가 비점유로 변경되는 것(그리고 제 2도에서 박스 280으로 진행된다)을 의미한다.

이에 따라서, 실내의 점유상태는 사람이 룸을 떠나자마자 변경되지만, 실제 긴 기간 비점유상태는 기대된 지연 시간 후까지는 변경되지 않고, 이후에 이 시스템은 비점유가 오랜기간동안 계속될 것인지를 예견할 수 있다.

나아가, 이 방법은 공간이 켜질때 그리고 공간이 어두울때 2개의 지연시간을 이룩함에 의해 개설될 수 있다. 어두운 지연 시간이 더 길어질 수도 있는데 이것은 점유자가 자고 있어서, 탐색기가 덜 빈번하게 그들의 운동을 탐색하기 때문이다. 이 방법에서의 이변화는 시스템이 작동되는 지연을 최소화하고 그리고 에너지 절약을 최대화할 수 있도록 하고, 한편으로 점유자가 그들이 사용을 계속하고 그리고 공간을 점유할 때 최적이 아닌 온도에서 바람직하지 않게 될 가능성을 최소화한다.

F. 절약 및 사용 계기

시스템이 최대 드리프트 경계 온도 한계에서 온도를 유지할때, HVAC 시스템은 전체 싸이클 시간[온 /온 + 오프]의 어떤 %동안 가동된다. 이 시스템은 사용자 설정점에서 온도를 유지한다면 이러한 상황이 무엇인가를 계산할 수 있고, 그리고 2개의 %를 비교할 수 있다. 예를들어, 드리프트 경계에 있어서, 20%의 비율에 대해[4 / (4 + 16)], 장치는 4분동안 가동될 수 있고 싸이클에서 16분동안 드리프트될 수 있다. 동시에, 66.67%의 비율에 있어서, [12 / (12 + 6)]시스템이 사용자 설점점에서 온도를 유지하고자한다면, 12분동안 가동될 수 있고, 그리고 12분동안 차단될 수 있는 것을 결정할 수 있다.

에너지 절약 양은 사용자 설정 온도 비율(상기 66.67%) 마이너스 드리프트 온도 비율이거나 또는 66.67% - 20%[2/3- 1 / 5 = 7 / 15] 또는 47%이다. 이 실시예에 있어서, 드리프트 경계에서 한 싸이클에서, 비축량은 47%의 시간 20[4 + 16]이거나 또는 가동 시간의 9 1/3분에 이르게되며, 여기서 HVAC 시스템은 사용자 설정점에서 유지되도록 가동되어질 때 차단된다.

에너지 비축은 다음에 의해 나타내어지는 양을 추가로 포함한다.

(온도설정 듀티 싸이클) * (온도한계로의 드리프트시간)

마이너스

(1 - 온도설정치 듀티 싸이클) * (온도한계치로부터 온도설정치으로의 드라이브 시간)

여기서, 온도설정치 듀티 싸이클은 온도설정치에서 온도를 유지하기 위해 (가동 + 차단 시간)에 의해 나누어진(가동 시간)으로서 한정된다. 시스템으로부터 사용자로의 출력에서 이 비축량을 계산하고 그리고 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 시스템은 매 시간과 같은 규칙적인 간격에서 이들 형태를 저장하고 그리고 시스템 오퍼레이터에 대한 출력인 리포트를 생성하도록 프로그램되어, 수집된 비축량을 장치 조작의 전체 시간에 반영하고 그리고 전체 시간의 부분이외에도 온도가 항상 사용자 설정점에서 유지된다면 장치가 가동될 수 있다. 최종적으로, 후자의 경우에 필요로되는 와트 출력을 결정하는 프로그램을 배치하는 것은 복잡한 것이 아닌데, 이것은 장치 전력 사용속도가 일반적으로 공지되어 있거나 또는 진력 계기에 의해 경험적으로 결정될 수 있고, 그리고 전력 소모 형태는 디지털화될 수도 있고, 그리고 실제전력 비축 형태에서 도착하도록 컴퓨터(20)에 자료로서 입력될 수도 있다. 이들은 시스템 조작자에 대한 리포트의 출력으로, 비축된 돈과 관련한 형태로 용이하게 전환될 수도 있다.

다음은 초기에 사용된 실시예에 대한 절약 계산을 적용한 것이고, 여기서 드리프트 및 드라이브 방정식은 다음에 의해 결정된다.

싸이클링되는 드리프트 및 드라이브시간은 다음과 같이 회복 시간 드리프트 온도 경계에서(1)을 유지하고 그리고 사용자 설정점에서 (2)를 유지하여 계산된다.

F.1. 회복 시간 드리프트 온도 경계

(6분 → 76.11도)

이 실시예에 있어서, 온도는 76.11 ± 0.5도로 고정된다고 가정된다.

이에 따라서, 전체 (드리프트 + 드라이브) 싸이클 시간은 37.04 + 51.85 = 88.90초이고 한편으로 싸이클 시간의 드라이브 부분은 전체 싸이클 시간의 37.04 / 88.90 = .417또는 41.7%이다.

F.2. 사용자 설정점에서(70도)

동일한 △온도는 본원에서 온도가 사용자 설정점에서 유지된다면 필요할 수도 있는 싸이클을 계산하도록 드리프트 한계(이 실시예에 있어서는, ±0.5도)에서사용된다.

이에 따라, 전체 (드리프트+드라이브) 싸이클 시간은 153.25 + 36.01 = 189.26초이고, 반면에 싸이클 시간의 드라이브 부분은 153.25 / 189.26 = .810또는 전체 싸이클시간의 81.0%이다.

F.3. 절약

드리프트 온도 경계에서, 장치는 사용자 설정점에서 보다 전체 싸이클 시간의 더 작은 퍼센테이지로 드라이브된다. 한시간동안, 또는 임의의 주어진 기간동안, HVAC 장치를 조작하는데 드는 비용에 의해 다중화된 드라이브 시간의 차이는 전체 양의 절약이 얻어진다. 예를들어, 만약 시스템이 시간당 20분을 절약하고 그리고 HVAC 장치를 조작하는데 시간당 0.15분을 절약한다면, 절약은 본 시스템을 사용하여 시간당 20 / 60 × $0.15 = $0.05에 이르게 된다. 30일동안 일일당 열시간의 유사한 절약은 한달에 $0.05 × 10 × 30 = $15.00를 절약하게 된다. 이것은 장치를 가동시키는 전체 비용을 비교하여 상당히 중요한 양이 될 수 있고, 그리고 큰 구조를 고려할 때, 온도 제어 유닛당 절약은 다양하게 될 것이다.

이 실시예에 있어서, (사용자 설정점_{드라이브 비용}) - (드리프트 경계_{드라이브 비율}) 양 = 0.810 - 0.417 = 0.393일 때, 절약은 전체 경과된 시간에 대해 0.393 시간에 이르게 된다. 드리프트 경계에 있어서, 각각 60분동안, 장치는 60 × 0.417 = 25.0분으로 드라이브된다. 만약 온도가 사용자 설정점에서 유지된다면, 이 시스템은 60 × 0.810 = 48.6분으로 드라이브하여야 한다. 이에 따라, 상기 시스템은 온도가 사용자 설정 점보다는 드리프트 경계에서 유지될 때 시간 당 드라이브 시간의 60 × 0.393 = (48.6 - 25.0) = 23.6분을 절약하게 된다.

일자와 달에 걸쳐 이 자료를 수집하여, 이 시스템은

(a) 실제 드라이브 시간, (b) (사용자 설정점에서 유지하여 계산된)본 시스템을 사용하지 않고 계산된 드라이브 시간, (c) 이들 2개의 드라이브시간의 차이(= 드라이브 시간 절약) 및 (d) 시스템을 사용하지 않고 계산된 드라이브시간에 의해 나누어진 차이(= 본 시스템에 의해 달성된 절약 비율)를 축적한다.

G. 장치 리싸이클 제한

최소차단 시간, 콤프레서는 HVAC 배관에서 압력을 누적한다. HVAC 장치가 차단될 때, 2 내지 4분 또는 그 이상의 수분을 취하여 압력을 서서히 누출시킨다. 압력이 누출되기 전에, 콤프레서를 다시 구동시키려 한다면, 높은 배압을 극복하도록 연속시키지 않고서도 콤프레서 전기 코일로 전기 전류로 가동시킨다. 종종, 콤프레서의 전기 코일은 가열시키고 데워서, 장치를 완전히 실패하게하고 그리고 수리할 필요성을 야기시킨다.

본 발명의 시스템은 콤프레서가 기초된 HVAC 장치에 있어서, 싸이클이 가동되는 동안 시간의 최소한의 기간동안 콤프레서를 자동적으로 차단시키는 관리자를 프로그램내에 포함시킴에 의해 이 문제를 해결하여, 이에 따라 매우 자주 재순환시킴으로 인해 미리 데워지는 것을 방지한다. 적절한 이러한 최소한의 기간은 최소한의 차단 시간으로서 4분이지만, 이 시간은 더 새로운 HVAC 장치를 더 감소시킬 수도 있다.

최대 재순환빈도, 매 시간 콤프레서가 켜지면, 자동차를 정지상태로부터 운동 상태로 운동되도록 요구된 가속력과 같은 전기 전류 유입이 있다. 이 전류를 운반하는 HVAC 전기 부품상의 스트레스는 출발 관성을 극복할때 가장 높고 그리고 가속이 순항과 비교할 때 자동차에 대해 마모 및 손상 차이와 같이, 연속적 펌핑 작용을 유지할 때 가장 낮다. HVAC 장치가 개시를 적게 겪을수록, 장치는 더 오래 지속된다.

바람직한 실시예에 있어서, 최소한의 싸이클이 60 / R분을 지속하는 것을 의미하는 시간 당 R시간에 대해 콤프레서 기초 장치의 재순환 빈도를 자동적으로 제한한다. 예를들어, R = 6으로 설정하여, 시간 당 6 싸이클에 이르기 까지 허용되도록 하거나 또는 하나의 온/오프 싸이클동안 최소한 10분이 허용될 수 있도록 한다. 이것은 예를들어, 기준 ±0.5℉ 값을 너머 증가시키도록 입력 또는 사전 프로그램된 △온도를 넘는 수준을 유지하는 온도 상하로 온도범위로 시작할 수 있어서, 유지 범위가 ±0.5 °내지 ±0.75도로 성장하거나 또는 10분의 최소한의 싸이클을 달성하도록 더 크게 성장하도록 할 수 있다.

H. 제로 전압 스위칭

변경 전류가 장치에 전달되는 전압은 진폭 피이크로부터 제로 전압 크로스오버로 사인파형을 따라 변경된다. 본 시스템은 제로 전압 크로스오버를 탐색하고 그리고 이점에서 전기 전류를 자동적으로 스위칭시키도록 배치되어, 스파크 기회를 최소화시키고 그리고 전기력의 급작스런 변경으로인해 일어날 수 있는 장치 스트레스를 감소시킨다.

제 12도는 제로 크로싱 스위치를 위해 적절한 회로를 도시하고 있는데, 이것은 내부 제로 전압 감지 스위치가 있는 통상적 집적회로(950)을 사용하는데, (제로 스위칭은 하드웨어에 의해 수행되고, 마이크로코드가 필요하지 않다) IC(950)는 필요에 따라 출력, 입력 및 주변에 접속되고 그리고 HVAC 장치를 제어하고 그리고 기후 제어 장치를 제어하기 위한 본원에서 논의된 임의의 마이크로프로세서 또는 마이크로제어기가 될 수도 있는 마이크로제어기(960)에 접속될 수 있다. 상기 IC(950)는 통상적인 계전기(970)에 의해 접지되도록 접속된다. 마이크로프로세서 (960)으로부터의 출력은 이에 따라 라인 전압에 자동적으로 동기화된다.

I. 전력 요소 정정

전압 및 전류는 위상을 사용자에게 바람직하게 전달하지는 않는다. 그들이 동위상에 있지 않을 때 약간 양의 전류가 손실된다. 전력은 전압 및 전류의 곱과 같아서, 이들이 동위상에 있을 때, 최적의 전력 전달이 가능하다, 본 시스템은 전압 위상으로 동기화하도록 전류위상을 자동적으로 조정하여 최적의 전력 전달을 달성한다.

전압 및 전류 사이의 값은 통상적인 방법으로 측정될 수 있다. 한 방법은 2개의 입력을 (곱셈)값 탐색기 집적회로로 생성하도록 전압 및 전류신호를 표본화한다. 곱셈값 탐색기의 출력은 진폭이 위상각에 따라 변화하는 신호이다. 이 위상 비율 각은 입력으로서 마이크로프로세서의 아날로그 대 디지탈(AD) 컨버터에 대한 입력으로서 사용되는데, 이것은 위상 각과 전력 요소를 최적 값으로 동조하게 가변 캐피시터를 제어한다.

J. 다단 HVAC 최적화

다단 HVAC 장치가 가동할때, 장치의 제 2 및 제 3 수준은 온도를 사용자 설정점(제 10도)으로 다시 이동시킬 필요가 있을 때 동조된다. 예를 들어, 매우 추울 때, (단계 1에서 열 펌프를 사용하여) 많은 열 펌프 시스템은 전기 코일을 작동하고 그리고 공기를 이 코일에 이동시켜 열 펌프에 의해 제공된 것에 열을 가하도록한다. 이 전기 코일은 제 2 가열 단계로서 고려된다. 매우 추운 기후에서의 추가의 가열 단계는 연료 오일 버너와 다른 장치를 구비할 수도 있다. 통상적으로, 제 1 단계는 제 2 단계를 조작하는 것보다 더 효율적이고, 그리고 이에 따라 비용이 더 적게드는데, 제 2 단계는 제 3 단계를 조작하는 것보다 더 효율적이고, 그리고 이에 따라 비용이 더 적게 든다. 어떤 기후에 있어서, 사용자는 점유된 공간 온도가 더 많은 비용이 요구되는 온도에 이르게되는 것을 방지하도록 모든 시간동안 제 1 단계 HVAC 장치를 조작하도록 한다.

본 발명은 제 1 단계에 대한, 제 1 단계 및 제 2 단계를 합한 것에 대한, 및 제 1 단계, 제 2 및 제 3 단계를 함께 합한 것에 대한 드라이브 곡선을 학습하도록 배치된 바람직한 실시예이다. 이들 다른 단계에 대한 및 이들 다른 다단계 배치 및 기하적 영역에대한 상대적인 비용 요소는 (컴퓨터 메모리의)베이스 스테이션에 저장되고 그리고 주기적으로 갱신될 수도 있다. 드라이브 곡선 및 상대적 비용 요소가 주어질 때, 이 시스템은 최적(최소 비용)의 에너지 절약 경계를 결정할 수 있다. 예를들어, 이것은 (온도설정치 또는 온도한계치일수도 있는) 온도를 유지하는 듀티 싸이클이 각 단계에 대해 무엇인지를 결정함에 의해 행하여진다.

이에 따라, 처음에 이 시스템은 듀티 싸이클이 제 1 단계, 이어서 제 2 단계, 및 이어서(하나가 있다면) 제 3 단계에서는 무엇인지를 결정한다. 제 1 단계 전력 활용이 낮기 때문에, 듀티 싸이클은 전력 출력이 더 높은 제 2 단계보다 더 클 수 있다. 전체 에너지 소모는 임의의 주어진 단계에 대해 (듀티 싸이클)*(전력 출력)이다. 예를들어, 단계 2가 단계1의 전력의 1.2배를 사용한다면, 손익 분기점, 예컨대, 전체 에너지 비용이 단계 1 또는 단계2의 어느것을 사용하는가에 불구하고 동일한 점은 다음 점이다.

(단계 2에서의 듀티 싸이클) = (단계 1에서의 듀티 싸이클) / 1.2

이 방정식의 왼편이 더 작다면, 제 2 단계로 진행하는 것이 경제적인데, 이것은 단위 시간 당 소모된 다른 에너지에 대해 보상하는 것보다 더 듀티 싸이클을 낮추어 시간을 절약하기 때문이다. 왼편이 더 크다면, 이 시스템은 제 1 단계에서 최적으로 될 수 있다.

이 동일한 방법은 이것이 단계 3으로 이동되도록 하는데 경제적인지 그렇지 않은지를 결정하는데 사용된다. 가장 낮은 에너지 소모를 유도하는데는 어느 단계라도 사용하여야 하고, 그리고 이 시스템은 (단순한 프로그램에 의해) 이 결정을 수행하고 그리고 새 단계로 이동하고 그리고 더 나아가 학습되고 그리고 갱신된 드리프트 및 드라이브 곡선을 사용하여, 다른 단계가 사용되어야 하는지 그렇지 않은지를 임의의 주어진 시간에서 결정하도록 상태를 일정하게 모니터하도록 용이하게 배치될 수 있다.

나아가, 이 시스템은 제 1 단계 드라이브 경계를 유지하도록 프로그램될수도 있지만, 종종 조건은 절약이 제 2 또는 제 3 단계 도움의 회복 드라이브 비용을 초과할 때, 온도가 더 드리프트되도록 할 것이다. 상대적 다단계 비율 인자와 조합된 학습된 다단계 곡선은 다단계 시스템에서 에너지 절약 최대화하도록 필요한 정확한 정보를 제공한다.

K. 원격 베이스 스테이션 변수 설정

(본 발명의 방법에서 사용되는 바와 같은) 입력으로 사용되는 변수는 바람직하게는 변경가능하게 떨어져 있어야 한다. 이러한 변수는 회복시간, 최대 드리프트 범위, 최소 회복 범위, 및 (통상적인 시스템에서 사용되는 모드, 제 2도의 루프 C에서 사용되는 "스마트(smart) 모드" 및 특성 모드와 같은)조작 모드를 포함할 수도 있다. 하기에 논의될 제 1A도는 이것을 달성하는 하나의 실시예를 도시하고 있고, 반면에, (하기에 논의될) 제 11도는 다른 것을 도시하고 있다.

이러한 변수를 떨어져서 설정하는 한 방법은 특정, 구역적 및 전체 유닛에대한 하우스 배관에 걸쳐 이들 값을 전달하는 것이다. 다른 것은 그들 영역의 모든 베이스 스테이션에 차례로 전달하도록 구역적으로 한정된 베이스 스테이션에 위치된 트랜스시버를 중개하도록 공기에 대해 (무선 또는 적외선으로)이들 값을 전달하는 것이다. 이것은 실내에 들어가지 않고서 그리고 본 시스템의 ID 프로토콜에 의해 제공된 전송 안전성으로 조정값을 빌딩내의 임의의 컴퓨터 또는 램톱(laptop)으로부터 변경시키도록 한다.

L. 비점유 상태의 연장된 기간

본 발명의 시스템은 점유상태 길이의 트랙 및 시간에 대한 결여를 유지하고 그리고 시스템 매니저가 조사한 정보를 저장하도록 변형될 수도 있다. 이 정보는 제어하고자하는 공간이 오랜 기간동안 점유되지 않을 때 온도 설정 변화의 예정된 스케줄로 시스템을 프로그램하여 에너지 절약을 더 할 수 있도록 사용될 수 있다.

예를들어, 만약 공간이 24시간 동안 또는 그 이상 점유되어 있지 않다면, 이 시스템은 (냉각 설정을 위해) 프로그램된 온도 설정치보다 더 큰 5℉(또는 특정 퍼센테이지) 또는 (가열 설정을 위해) 프로그램된 온도 설정치 보다 작은 5℉(또는 다시 예정된 퍼센테이지)인 임의의 온도설정치를 구성할수도 있다. 냉각 상황에 있어서는, 이 시스템은 공간이 앞선 24시간 동안 임의의 시간에 점유되어 일어날 수 있는 것보다 공간을 5°더 뜨겁게 할 수 있을 것이다. 다른 24시간후에, 추가 5°(또는 퍼센테이지)가 임시온도설정치등에 부가될 수 있다. 일 주일후, 작동이 공간에 다시 들어간 누군가에 의하여 작동이 다시 시작할 때까지 시스템은 일시적으로 완전 작동 정지가 된다. 이 마지막 변화는 바람직하게는 제어하고자 하는 고정물또는 가구등에 열 또는 냉각 손실을 방지하도록 40℉ 내지 100℉와 같은 고정된 절대 한계에 의해 제한된다. 물론, 이들을 조정하기 위한 설정치 및 시간의 임의의 전술한 변화는 주어진 설정치에 적용되어 변경될 수 있다.

동일한 원리는 최고 회복기의 변화에 적용될 수 있어서, 최대로 허용된 회복시간은 특정 퍼센테이지 또는 매일 수분 또는 시간의 다른 블록에 의해 팽창되도록하고 그리고 이 시스템은 수동으로 재 설정되거나 또는 공간안으로 들어왔을 때, 예정된 큰 기간의 시간후 조작을 중지하도록 프로그램될 수도 있다.

이 변화의 더 단순한 버젼(version)은 사용자가 그들이 항상 공지된 기간에 있을 수 있는 시간을 프로그램하고, 그리고 데에 따라 이러한 기간동안 HVAC 장치의 조작을 중단시키거나 또는 제한한다.

베이스 스테이션 및 센서 (제 6-10도)

다음에는 온도 센서의 사용에 관하여 본 발명을 시행하는 바람직한 하드웨어의 배치를 논의한다. 상기 논의된 다른 센서는 제어 프로그램으로 적절히 변경하면서 온도 센서와 대치될 수 있거나 또는 이 센서 이외에도 사용될 수 있다. 예를들어 언급한 바와같이, 만약 CO₂센서가 온도센서 이외에 사용된다면, 이에 따른 프로그램은 HVAC 장치의 배출기 하부 유닛, 예컨대, 팬만을 단지 드라이브하도록 배치된다. 이에 따라 제 6-11도는 온도제어 실시예에 관한 것이지만, 필요에 따라 다른 타입의 많은 센서로서 부가될 수 있도록 일반화될 수 있다.

통상적으로 모든 이들 실시예는 사람들이 있을때는 사용자 설정점 또는 온도범위 그리고 그들이 부재시로부터 되돌아왔을때는 회복시간을 포함한 단순한 사용자 명령을 용인한다. 각 경우에 있어서, 이 시스템은 기후조건(예컨대, 온도) 및 회복시간 목표를 자동적으로 달성하는 한편 사람이 없을때는 소모되는 장치 조작을 최소화한다.

제 6도는 다중 원격 센서 유닛(520-540)을 구비한 베이스 스테이션(510)을 사용한 시스템(500)의 블록 다이어그램이다. 이들 센서는 빛 강도 및 CO₂또는 다른 가스와 같은 다른 조건을 감지하는 제 1도에 예시된 타입의 센서를 들 수 있다. 또한, 제 1도에 도시된 바와같이, 베이스 스테이션(510)의 컴퓨터에 접속된 입력 /출력 장치(550)이다.

적절한 원격 센서 유닛(520)은 제 7도의 블록 다이어그램에 도시되어 있고 그리고 무선, 적외선, 건물 배선, 배선에 의한 접속 또는 다른 동등한 수단에 의해 베이스 스테이션(510)과 소통된다. 마이크로제어기(570)가 사용되고 그리고 예를들어 어셈블리 어로 프로그램될 수 있는 시판되는 제품(마이크로칩 코포레이션에서 제조된 PIC16C5X 시리즈의)인 PIC16C54일 수도 있다. 이것은 무선 수단에 의해 소통되거나 또는 부적절한 위치에 위치된 원격 센서에 있어서, 바람직하게는 동력원으로서 태양 전진지에 의해 재충전된 배터리를 구비한다. 이것은 원격 센서를 가동하는 동력에 대한 유지에 노동이 더 낮게 되고, 그리고 에너지 비용을 절약하게 한다.

또한, 센서 유닛(520)은 하나 또는 그이상의 센서(590)을 구비하는데, 이것은 하기된 임의의 조합물을 포함할 수도 있다.

센서의 타입

1. 사람 센서

· 수동 적외선(PIR)

·청각

· (바람직하게는 PIR과 조합된) 극초단파

· 레이저

2. 온도 센서

3. 습도 센서

4. 낮/밤(포트셀) 탐색기

5. 오염물 농도 계기

6. 공기흐름 계기

이들중 일부는 이미 상술하였다. 공기 흐를 계기는 배기하여야만하는 공간은 통해 공기흐름의 최소한의 용적비 또는 속도를 보장하는데 사용될 수 있다.

제 8도는 제 7도에 도시된 트랜스미터(600)및 스위치/지시계(610)가 관통 벽 타입의 공기 콘디셔너 및/또는 가열기(예컨대, 전형적인 실내 공기 콘디셔너)를 사용하여 본 발명의 실시예에서 협력되어 사용될 수 있는 베이스 스테이션(620)을 도시하고 있다. 상기 베이스 스테이션은 벽 소켓으로 플러그 접속될 수 있고, 그리고 HVAC 장치(640) 및 마이크로제어기(650)에 진력을 전달할 수 있는 통상적인 전력 유닛(630)을 구비할 수 있고, 마이크 로제어기(650)는 (C++인어로 프로그램할 수있는) 택사스 인스트루먼트 TMS370 씨리즈 마이크로제어기와 같은 다수의 시판용 마이크로제어기 중 임의의 것이 될 수도 있다.

마이크로제어기(650)는 전력 유닛(630)에 접속된 제어 라인(690)에 의해 HVAC 장치가 작동되고 그리고 중단되도록 스위칭할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 센서(660)는 제 7도에 도시된 원격 센서 유닛(520)의 센서(590) 이외의 또는 센서 대신에, 마이크로제어기(650)에 접속될 수도 있다.

트랜스시버(transceiver)(670)는 마이크로제어기(650)에 의해 제어되고 그리고 또한 원격 센서 유닛(520)에 접속된다. 스우치/지시계(680)는 마이크로제어기 (520)와 소통된다. 바람직한 실시예에 있어서, (베이스 스테이션(620)의) 마이크로제어기(650) 및 (원격 센서 유닛(520)의)(570)는 원격 센서가 다음의 방법으로 베이스 스테이션에 그 자체를 확인하도록 협력되어 조작되어 프로그램되도록 한다. 사용자는 스위치 유닛(680)에서 프로그램된 스위치를 누르고, 스위치(680)는 그자체가 준비된 마이크로제어기가 트랜스시버(670)에 의해 원격 센서 아이. 디.를 수신한다. 예정된 시간내에 사용자 아이. 디.를 보내는 임의의 원격 센서는 에이스 스테이션과 함께 "레지스터"되고 그리고 이것으로부터 인식할 것이고, 그리고 문제 제기 및 이들에 대한 응답으로 원격 센서로부터 센서 판독을 수집하는 베이스 스테이션과 소통될 때 받아들여진다. 이에 따라서, 사용자는 유닛(680)에서 수신 사용자 ID누루고 그리고 이에 따라, (90초와 같은) 예정된 시간내에 스위치 유닛(610)(참조 제 7도)에서의 프로그램된 전송 사용자 아이. 디. 스위치를 누른다. 이것은 원격 센서의 마이크로제어기(570)가 센서에 대한 사용자 아이. 디. 코드를 베이스스테이션에 전달하도록한다. 이것으로부터 베이스 스테이션은 원격 센서로부터 센서 정보를 받아들인다.

이것은 2개의 원격 센서가 2개의 다른 베이스 스테이션의 무선 또는 다른 전송 범위로 있다면, 이들은 신뢰성 있게 하나의 베이스 스테이션에 각각 접속될 것이다.

본 발명의 상술한 특징을 충족시키는 유닛(680)에서 다른 유용한 스위치 또는 제어부는

·모드[온, 스마트(smart), 지니어스(genius)],

· (사용자 설정점에 대한) 온도설정치 제어,

· 최소온도치 제어,

· 최대온도치 제어,

· △온도 제어,

· 최대회복기 제어,

· DD비 제어를 포함한다.

유용한 지시기(예를들어, 광 또는 LED)는

· 작동 / 중단 지시기,

· 수신 /수신된 사용자 아이. 디. 지시기,

· 원격 센서 결함 신호 지시기,

· 원격 센서 오류 지시기이다.

제 9도는 전형적으로 110/220VAC을 중단시키는, 산업용 빌딩에서의 통상적인것과같은 기준 라인 전류로부터 전력이 전달된 중앙 플랜트 HVAC 유닛에 적절한 베이스 스테이션(700)을 도시하고 있다. 이 베이스 스테이션(700)은 이러한 중앙 플랜트 유닛에 대한 벽 유닛을 대체할 것이고, 그리고 마이크로제어기(710), 센서(720), 트랜스시버(730) 및 스위치/지시기 유닛(740)을 포함하는데, 이 유닛은 물론 마이크로제어기(710)가 다르게 프로그램 되어야한다는 것을 제외하고는, 본질적인 점에서 제 8도의 유사한 번호로 된 특징과 동일하여, 이것은 단일의 관통 벽 유닛대신에 중앙 HVAC 장치를 제어하도록한다. 베이스 스테이션(700)은 트랜스시버 (730)에 의해 상술한 방법으로 원격 센서와 협력된다.

이실시예의 HVAC 장치는 가열 유닛(750), 냉각 유닛(760), 및 팬 유닛(770)을 구비하고, 이것들 모두는 통상적인 HVAC 장치이고, 그리고 고온 및 냉각 물 파이프 및 팬을 사용한 시스템 또는 배기 팬을 구비한 콤프레서/버너 장치, 또는 다른 기준 장치를 포함할 수도 있다. 마이크로제어기(710)는 각각 동력 유닛(790)의 가열, 냉각 및 배기(팬) 릴레이를 작동-중단 제어라인(780)에 의해 각각 HVAC 장치(750-770)를 제어한다.

제 10도는 (기준 벽 타입 유일과 같은) 통상적인 다단계 HVAC 장치(850)에 적절한 베이스 스테이션(800)의 배치의 블록 다이어그램이고, 여기서 3단계의 가열 및 2단계의 냉각이 제공되고 그리고 다단계 전력 유닛(860)에 의해 제어된다. 다단계 HVAC 장치의 사용은 필요할 때, 반면에 더 온화한 조건을 위해 더 낮은 단계의 조작을 사용하거나 또는 가열 또는 냉각이 더 느리게 인정되는 곳에서 (더 큰 전력이 소모되면서) 더 큰 정도의 가열 및 냉각을 제공하는 것이 바람직하다.

이 실시예에 있어서, 마이크로제어기(810)는 (제 8도와 제 9도에 도시된 바와같이) 각각의 다른 실시예로서 프로그램을 저장하는 메모리를 구비한다. 센서(820), 트랜스시버(830) 및 스위치 /지시기 유닛(840)은 본질적으로 제 9도에 도시된 대응 유닛(720-740)과 동일하지만, 이들 및 마이크로제어기(710) 및 이것의 프로그램은 필요에 따라 다단계 HVAC 장치(850)의 작용에 적용되어진다. 각각의 단계들은 통상적인 24볼트 유닛(880)에 의해 전력이 주어질수도 있는 전력 유닛(860)에 도시된 개개의 전력 단계를 조작하는 작동/중단 라인(870)을 경유하여 마이크로제어(810)에 의해 개별적으로 제어된다.

각각의 다단계 조작에 있어서, (제 4도 내지 제 5도에서와 같은) 드리프트 및 드라이브 곡선을 학습하도록 하는 본 발명을 충족시키는 프로그램을 배치하고 그리고 조작 변수를 저장하고 그리고 시간에 걸친 각각의 이들 단계들의 효율 자료를 계산하는 것이 바람직하다.

각각의 제 8-10도에 도시된 베이스 스테이션 및 다른 통상적인 베이스 스테이션의 각각의 마이크로프로세서의 메모리에 저장된 프로그램 수단에 의해 제 2도에 예시된 본 발명의 방법을 충족시킨다. 다른 타입의 베이스 스테이션은 다른 타입의 HVAC 장치를 제어하는데 필요할 것이지만, 본 발명의 원리는 각각의 경우에 적용되는데, 이것은 임의의 가열 및 냉각 조작에 있어서, 학습될 수 있는 연관된 드리프트 및 드라이브 곡선이 있으며, 그리고 이 경험적 자료를 토대로 장치 조작이 효율적으로 제어될 수 있기 때문이다.

프로그램가능한 사전 설정 (제 11도)

제 11도는 시스템을 위해 프로그램가능하게 사용자 특정 사전설정을 할 수 있는 사전 설정 어뎁터(900)를 도시하고 있다. 이것은 전력 유닛(920)에 의해 전력이 가해지고, 그리고 어뎁터가 접속되어 사용될 수 있는 베이스 스테이션에 배선으로 접속될 수도 있는 트랜스미터(930)에 접속된 적절한 마이크로제어기(910)를 포함한다. 스위치/지시기 유닛(940)이 또한 제공되고, 마이크로제어기(910)에 접속된다. 임의의 원격 센서에 있어서, 마이크로제어기는 본발명의 작용을 수행하기 위해 프로그램을 저장하고 그리고 실행시키기 위한 메모리와 마이크로프로세서를 포함한다.

이 경우에 있어서, 이 작용은 스테이션에 제공되어, 이에 따라 사용자는 다른 시간 및 날에 대한 바람직한 온도를 설정할 수 있고, 그리고 또한 이들 설정치를 겹치게 할 수 있다. 사용자가 주어진 온도의 주어진 프로그램된 스케쥴을 겹칠때는 언제라도, 이 스케쥴은 언제라도 지시된 다음의 시간에서 프로그램된 설정치로 되돌아갈 수 있다. 이에 따라서, 사용자가 온도를 토요일 상오 8:00시에 70℉에 이르고 그리고 토요일 하오 11:00시에 65℉로 떨어지도록 설정한다면, 이 시스템은 자동적으로 토요일 상오 8:00시에 70℉에서 온도설정치를 설정할 것이다. 사용자가 토요일 하오에 설정치를 겹치게 하여 온도를 예컨대 75℉로 변경되게 한다면, 예정된 스케쥴은 프로그램된 바와 같이, 11:00시에 작용되게 될 것이고, 그리고 온도는 65℉까지 하강될 것이다.

이에 따라서, 어댑터(900)는 즉 다음과 같은 프로그램을 용이하게 하도록 디스플레이되면서 사용자에 의해 프로그램이 사전설정되도록 프로그램될 수 있도록하는 스위치를 포함한다.

디스플레이

·온도

· 시간

· 주간 및/또는 날짜의 날

스위치

· 온도(수동 상향 / 하향)

· 시간(수동 상향 / 하향)

· 설정한 날 / 날짜(상향 /하향)

· [온도 /시간 /날 - 날짜]를 프로그램으로 설정

·프로그램으로부터 [온도 /시간 /날 - 날짜]를 최소

·디스플레이 프로그램된 [온도 /시간 / 날 - 날짜]

물론, 이들 스위치 및 디스플레이는 사용자의 필요에 따른 변수이고, 그리고 임의의 기준 또는 맞춤식 프로그램밍 인터페이스가 필요에 따라 마이크로제어기 (910)에 대한 단순한 키보드 인터페이스를 포함하여 제공될 수도 있다. 임의의 마이크로제어기가 본 발명의 특징을 수행하도록 사용되면서, 인터페이스는 통상적으로 개인용 컴퓨터에서와 같은 키보드 및/또는 마우스가 될 수도 있다. 그러나, 제 11도의 블록다이어그램에 의해 나타내어진 타입의 인터페이스가 시판용 HVAC 유닛에 바람직하다.

제 2도의 방법 및 이것의 변형, 및 본 발명의 작용을 실행시키기 위한 다양하게 가능한 배치의 블록다이어그램에서 전술한 원리가 주어질때, 당해 기술분야의 숙련된 사람은 많은 다양한 통상적인 프로세서, 메모리, 사용자 인터페이스 및 본 발명을 충족시키는 컴퓨터/HVAC 인터페이스에 용이하게 적용할 수 있다. 특정한 목적의 배선이 요구되지는 않는다. 필요한 프로그램은 루틴이고 그리고 비교적 단순하고 그리고 어셈블러, 포트란, 베이직, C++ 또는 다른 통상적인 언어와 같은 많은수의 언어중하나가 달성될 수 있다.

본 발명의 시스템은 하나 이상의 원격 센서 및 베이스 스테이션을 사용한다. 원격 센서는 사람의 일시적 또는 장기적 존재 여부를 탐색하고 점유 상태 관측을베이스 스테이션에 전달하는 장치이다. 상기 원격 센서는 온도를 베이스 스테이션에 기록하고, 그리고 베이스 스테이션은 추가의 온도센서를 구비할 수도 있다. 베이스 스테이션 및 원격 센서는 하기에 기술된 바와 같이 폭 넓은 범위로 본 발명의 기능을 수행하고 공간 온도를 사용자 설정값으로 유지하기 위해 가열, 배기, 공기 제어(HVAC) 장치를 제어하도록 제어 프로그램이 메모리에 저장된 마이크로제어기에 의해 제어된다. 상기 베이스 스테이션은 제어된 공간에서 시스템의 실제 조작 및 시스템 응답의 이력을 토대로 HVAC 장치를 제어한다.

사람이 되돌아 왔을때, 사용자는 온도가 그들이 결정한 시간내에 바람직한 설정의 범위내에 적합하게 되도록하는 것을 원한다. 상기 베이스 스테이션은 사용자가 원하는 온도와 시간을 충족시키도록 HVAC 장치를 제어하는 적절한 학습 장치이다. 상기 베이스 스테이션은 사용자 설정점, 예컨대, 사용자에 의해 설정된 원하는 온도를 조정하도록 제공된다. 다음과 같은 것이 설정된다.

(A) 온도가 사용자 설정점으로부터 드리프트할수도 있는 특정화된 최대온도범위;

(B) 온도가 사용자 설정 점 한계로 복귀되는 특정화된 최대 회복시간[이 최대 회복시간은 사용자 설정 점에서 온도를 항상 유지시키기 위해 제로가 될 수도 있고, 그리고 실질적으로 항상 고정된 최대 온도 셋백으로 복귀될 수 있도록 선택적으로 매우 긴 기간(무한대)이 될수도 있다]; 그리고

(C) 시스템이 특정 회복 시간내에 온도를 회복되도록 사용자 설정 점 주변에서 (실질적으로 제로가 될 수도 있는)특정화된 최소 온도범위.

베이스 스테이션은 이것과 관련된 원격 센서(들)로부터 점유상태 전송신호를 수신한다. 이것은 HVAC 장치가 가동될 때는 온도와 시간의 비신형 관계를 측정, 계산 및 학습하고, 그리고 이에 대응되어 HVAC 장치가 차단될 때는 다른 관계를 측정, 계산 및 학습한다. 드리프트 및 드라이브 곡선(예컨대 드리프트와 드라이브 대 시간 관계)가 학습될 때, 시스템은 온도가 HVAC 장치가 작용하기 전에 사전 설정된 범위를 지나 얼마나 드리프트되도록 하는지를 포함한 장래의 제어 결정에 대한 정보를 사용한다. 일반적으로, 온도는 공간이 점유될 때보다는 점유되지 않을 때 더 드리프트되도록 될 것이다.

상기 베이스 스테이션은 항상 밀폐된 공간에 대해 온도 대 시간 자료를 수집 그리고 기록하고 그리고 공간이 점유되지 않았을 때 최소한의 수준에서 HVAC 장치를 드라이브함에 의해 연속적으로 에너지 절약을 극대화시킬 수 있도록 자료를 사용하지만, 온도를 사용자 설정점으로 회복시키거나 또는 특정화된 회복시간내에서 사용자 설정점 주변의 최소 온도범위로 복귀되도록 조정된다.

본 발명의 시스템은 특정의 내부 기준이 만족스럽게 될 때 허용된 드리프트시간을 연장시킬 수 있어서, 사용자가 프로그램된 온도로 회복하도록 시간이 증가하도록 지시하지 않아도 되도록 한다. 이것은 추가로 에너지를 절약하게 한다.

장치 활용의 에너지 절약 및 가치는 시스템에 의해 지장된 자료로부터 유도될 수 있다. 다른 변화는 제어된 공간이 오랜기간동안 점유되지 않을때 허용된 온도범위를 확장시키는 것과 같은 제어 변수를 프로그램할 수 있어서 추가로 에너지를 절약할 수 있도록 한다.

Claims (47)

1. 실내의 환경 특성의 수준에 영향을 미치는 환경 제어 유닛의 작동을 제어하여 상기 실내의 환경 특성의 수준을 관리하며, 또한 제어 신호로 작동을 제어하도록 상기 환경 제어 유닛에 접속되는 인터페이스를 구비하는 장치로서,

   a) 메모리에 접속된 프로세서 및 상기 환경 제어와 관련된 결과의 시간 조절을 위한 프로세서에 접속된 타이머를 구비하는 제어기로서, 상기 메모리가 상기 제어 신호를 생성함에 의해 상기 환경 제어 유닛의 조작을 제어하는 프로그램 명령을 구비한 환경 제어 프로그램을 저장하고 제 1 드리프트 관계, 제 1 드라이브 관계, 상기 특성의 예정된 수준을 나타내는 예정된 설정점, 상기 설정점과 관련된 예정된 최대 범위, 상기 설정점과 관련한 예정된 최소범위 및 예정된 최대 회복 시간을 구비한 자료를 더 저장하며, 상기 결과가 제어 신호의 생성을 포함하고 상기 실내의 상기 수준을 나타내는 신호를 수신하는 제어기,

   b) 상기 예정된 설정점, 최대 범위, 최소 범위 및 회복시간의 하나 이상을 입력하기 위한 상기 제어기에 접속된 입력 장치,

   c) 임의의 주어진 시간에서 실내의 상기 특성의 수준을 나타내는 하나의 신호를 제공하기 위하여 상기 제어기에 접속된 환경 특성 센서, 및

   d) 실내가 점유되어 있는지 그렇지 않은지를 결정하고, 상기 제어 신호를 제 1 작용 및 제 2 작용 중 하나를 취하는 제어기에 전송하기 위한 상기 제어기에 접속된 점유 확인 센서로서, 상기 제 1 작용은 실내가 비점유될 경우 실내의 상기 수준을 실내에 인접한 영역의 상기 특성의 주변 수준으로 드리프트하도록 하고, 상기 제 2작용은 실내가 점유되는 경우 환경 제어 유닛이 상기 주변 수준으로부터 벗어나서 실내의 상기 특성 수준을 드라이브하도록 조작되는 점유 확인 센서를 포함하며,

   상기 환경 제어 프로그램은 공간이 점유되어 있지 않을 때는 단지 상기 최대 범위로 드리프트하고, 공간이 다시 점유될 때는 환경 제어 유닛을 작용시켜 실내의 특성 수준을 상기 설정점의 최소범위내의 상기 특성의 목표수준으로 드라이브시키고,

   상기 최대 범위는 상기 주변 제어 유닛이 상기 실내의 상기 특성 수준을 상기 최대범위로부터 상기 특성의 목표수준으로 드라이브하도록 하는 드라이브 시간의 양이 상기 예정된 최대 회복 시간보다 더 크지 않도록 제한되는 실내의 주변 특성의 수준을 조정하는 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제어하고자 하는 실내의 특성이 온도이고,

   상기 주변 특성 센서는 온도 센서를 포함하고, 그리고,

   상기 주변 제어 유닛이 하나 이상의 가열 유닛, 공기 조절 유닛 및 배기 유닛을 포함하는 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제어하고자 하는 실내의 특성이 습도이고,

   상기 주변 특성 센서가 습도 센서를 포함하고, 그리고,

   상기 주변 제어 유닛이 하나 이상의 가습기와 제습기를 포함하는 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제어하고자 하는 실내의 특성이 예정된 가스의 존재이며,

   상기 주변 특성 센서가 상기 실내의 상기 가스의 양을 결정하는 센서를 포함하고, 그리고,

   상기 주변 제어 유닛이 하나 이상의 배기 유닛 및 탈가스 유닛을 포함하는 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 제어하고자 하는 실내의 특성이 공기 흐름이고,

   상기 주변 특성 센서가 공기 흐름 계기를 포함하고, 그리고

   상기 주변 제어 유닛이 배기 유닛을 구비하는 장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 메모리에 저장된 상기 제 1 드리프트 관계 및 제 1 드라이브 관계는 상기 실내 및 주변 제어 유닛에서 경험적으로 결정된 관계를 포함하는 장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 제어 프로그램은 하나 이상의 예정된 기준을 만족할 때, 상기 환경 제어 유닛을 드라이브하기 전에 상기 최대 범위에서 벗어나서 극최대의 수준으로 실내의 상기 특성 수준을 드리프트시키도록 겹침 모드를 자동으로 제공하는 명령을 더 포함하는 장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 하나 이상의 예정된 기준이 상기 극 최대 수준으로부터 상기 최대 범위로의 특성 수준을 드라이브하는 시간 대 상기 최대 수준으로부터 상기 극최대 수준으로 드리프트하는 시간의 비가 예정된 양 보다 더 작게 하는 결정을 포함하는 장치.
9. 제 6항에 있어서, 사용자에게 정보를 출력하기 위해 상기 제어기에 접속된 출력 장치를 더 포함하고,

   상기 메모리가 상기 제 1 드라이브 관계를 결정하는 시간 보다 더 늦은 시간에서 결정된, 제 2드라이브 관계를 더 저장하고, 그리고

   상기 프로그램은 상기 드라이브 관계 대 상기 제 1 드라이브 관계의 비가 예정된 허용 오차비를 초과할때 알람신호를 상기 출력장치로 출력하는 명령을 더 포함하는 장치.
10. 제 6항에 있어서, 상기 프로그램이 환경 제어 유닛의 효율을 측정하고 사용자에게 상기 효율을 반영시키는 정보를 출력하는 명령을 더 포함하는 장치.
11. 제 10항에 있어서, 효율을 측정하기 위한 명령은,

    (1) 환경 제어 유닛이 꺼질 때 실내가 드리프트되는 상기 특성의 드리프트 수준과, (2) 환경 제어 유닛이 가동될 때 실내가 드라이브되는 상기 특성의 드라이브 수준 사이의 차이로서, 계산된 효율 비를 결정하는 명령을 포함하고,

    상기 차이가 환경 제어 유닛이 가동되면서 상기 특성 수준의 드라이브 시간 속도를 나타내는 인자에 의해 표준화되는 장치.
12. 제 10항에 있어서, 상기 명령이 시간에 대해 상기 효율 비의 변경을 결정하는 명령을 포함하는 장치.
13. 제 6항에 있어서, 상기 프로그램이 예정된 최대 드라이브 시간후에, 상기 환경 제어 유닛이 드라이브될 때 상기 특성 수준의 변경 방향이 상기 환경 제어 유닛이 드라이브되지 않을 때 상기 특성 수준의 변경방향과 동일하다면, 상기 주변 제어 유닛의 작용을 중단시키는 명령을 더 포함하는 장치.
14. 제 6항에 있어서, 상기 프로그램이 예정된 최대 드라이브 시간후에 상기 실내의 상기 특성의 수준이 적어도 예정된 한계만큼 상기 최소범위에 더 근접하지 않는다면, 상기 환경 제어 유닛의 작동을 중단시키는 명령을 더 포함하는 장치.
15. 제 1항에 있어서, 프로그램이 실내의 비점유 예상 지연시간을 설정하는 명령을 더 포함하는 장치.
16. 제 15항에 있어서, 상기 프로그램이 상기 예상 지연시간을 토대로 한 상기 예정된 최대 회복 시간을 무효화하는 명령을 더 포함하는 장치.
17. 제 15항에 있어서, 상기 예상된 지연시간이 사전에 규정된 시간의 예정된 범위로 실내가 점유되지 않는 시간의 제 1의 최소량을 결정함에 의해 설절되는 장치.
18. 제 1항에 있어서, 상기 프로그램이 환경 제어 유닛에 대한 최소 차단 시간을 제공하는 명령을 더 포함하는 장치.
19. 제 1항에 있어서, 상기 프로그램은 환경 제어 유닛이 선택적으로 켜지고 꺼지는 빈도수를 제한하는 명령을 포함하는 장치.
20. 제 1항에 있어서, 상기 환경 제어 유닛이 각각의 다수의 다른 전력 설정치에서 드라이브되도록 배치되는 장치.
21. 제 20항에 있어서, 상기 프로그램은 상기 동력 설정치 중 하나가 상기 설정점에서 상기 실내의 상기 특성 수준을 유지하도록 가장 낮은 에너지 소모를 필요로하는지를 결정하고, 상기 하나의 전력 설정치에서 상기 환경 제어 유닛을 조작하는 명령을 포함하는 장치.
22. 제 20항에 있어서, 각각의 상기 동력 설정이 실내 및 환경 제어 유닛에 대해 경험적으로 결정되는 장치.
23. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 드리프트 관계 및 제 1 드라이브 관계후에 상기 실내와 환경 제어 유일에 대해 결정되는, 상기 메모리에 저장된 제 2드리프트 관계 및 제 2 드라이브 관계를 더 포함하며,

    상기 프로그램은 상기 제 2 드리프트 관계와 제 2 드라이브 관계를 토대로 상기 최대 범위 및 상기 최대 회복 시간을 다시 계산하는 명령을 더 포함하는 장치.
24. 제 6항에 있어서,

    상기 제 1 드라이브 관계는 상기 환경 제어 유닛의 드라이브 조작을 하는 동안 각각의 제 1 시간 및 제 2 시간에서 상기 특성의 수준을 검출함에 의해 결정되고, 그리고,

    상기 제 1 드리프트 관계는 상기 환경 제어 유닛의 드리프트 조작을 하는 동안 각각의 제 3 시간 및 제 4 시간에서 상기 특성의 수준을 검출함에 의해 결정되는 장치.
25. 제 1항에 있어서, 상기 최대 범위는 상기 메모리에 저장된 사전설정 최대 범위로 더 제한되는 장치.
26. 제 1항에 있어서, 사용자에게 정보를 출력하기 위하여 상기 제어기에 접속된 출력 장치를 더 포함하고,

    상기 프로그램은 상기 환경 제어 유닛이 조작되는 실제 가동 시간의 제 1 기록 및 상기 특성이 실질적으로 상기 예정된 설정점에서 유지되는 경우에 상기 환경 제어 유닛이 작동된 계획된 가동 시간의 제 2 기록을 유지하고, 상기 실제 가동 시간 및 계획된 가동시간을 상기 메모리에 저장하고, 상기 실제 가동 시간과 상기 계획된 가동 시간 사이의 차이값을 결정하고 그리고 상기 차이값을 상기 출력장치에 출력하기 위한 명령을 더 포함하는 장치.
27. 제 26항에 있어서, 상기 프로그램이 상기 계획된 가동 시간에 대한 상기 차이값의 비를 결정하고 그리고 상기 비를 상기 출력 장치에 출력시키는 명령을 더 포함하는 장치.
28. 제 1항에 있어서, 상기 프로그램이 상기 특성 설정점을 예정된 절대 최대치로 제한하는 명령을 더 포함하는 장치.
29. 제 1항에 있어서, 상기 프로그램이 상기 특성 설정점을 예정된 절대 최소치로 제한하는 명령을 더 포함하는 장치.
30. 실내의 환경 특성의 수준을 제어하기 위한 방법으로서, 상기 특성의 상기 수준에 영향을 미치는 환경 제어 유닛의 조작을 제어하는 컴퓨터의 메모리내에 저장된 명령을 갖는 프로그램에 의해 실행되는 방법에 있어서,

    (1) 상기 메모리내의 상기 특성의 예정된 특성을 나타내는 설정점, 상기 예정된 수준에 가까운 예정된 한계, 실내가 비점유될때 최대로 허용된 드리프트 편차, 최소 드리프트 편차, 및 상기 최소 드리프트 편차로 회복하는 최대 허용가능한 회복 시간을 저장하는 단계;

    (2) 상기 실내가 점유되어있는지 그렇지 않은지를 결정하는 단계;

    (3) 상기 실내의 상기 특성의 현재 수준을 결정하는 단계;

    (4) 상기 현재 수준이 상기 예정된 수준의 상기 한계내에 있는지 그렇지 않은지를 결정하고, 그리고 상기 현재 수준이 상기 예정된 수준의 상기 한계내에 있지 않다면 단계 5로 진행시키고, 상기 현재 수준이 상기 예정된 수준의 상기 한계내에 있다면 조작되는 경우 환경 제어 유닛의 조작을 정지시키고 그리고 단계 2로 진행시키는 단계;

    (5) 만약 단계 2의 결정이 포지티브이면, 단계 6으로 진행시키고 그리고 만약 단계 2의 결정이 포지티브가 아니라면 단계 7로 진행시키는 단계;

    (6) 상기 현재 수준을 상기 예정된 수준으로 드라이브하도록 상기 환경 제어유닛을 조작하고, 그리고 이어서 단계 2로 진행시키는 단계;

    (7) 상기 환경 제어 유인을 조작함에 의해 상기 최소 드리프트 편차로 회복하는 시간이 상기 최대 허용가능한 회복 시간보다 더 크지 않은, 새로 허용된 드리프트 편차와 상기 최대로 허용된 드리프트 편차중 더 적은 값이 되도록 상기 예정된 수준으로부터 상기 특성의 동적 편차를 설정하는 단계;

    (8) 상기 현재 수준이 상기 특성의 상기 예정된 수준의 동적 편차내에 있는지 그렇지 않은지를 결정하는 단계로서,

    (8A) 만약 상기 현재 수준이 상기 특성의 상기 예정된 수준의 동적 편차내에 있지 않다면, 단계 6으로 진행시키는 단계, 및

    (8B) 만약 상기 현재 수준이 상기 특성의 상기 예정된 수준의 동적 편차내에 있다면, 환경 제어 유닛의 조작을 정지시키고 그리고 이어서 단계 2로 진행시키는 단계를 갖는 단계; 들을 포함하며,

    상기 실내가 비점유될 때는 상기 현재 수준을 상기 예정된 수준으로부터 더욱 드리프트시키지만 상기 최대 회복 시간내의 상기 예정된 수준으로 회복되게 하는 실내의 환경 특성의 수준을 제어하는 방법
31. 제 30항에 있어서, 현재 수준이 결정되는 시간과 상관되는 상기 현재 수준을 저장하는 단계를 포함하는 방법.
32. 제 30항에 있어서, 단계 8에서의 결정이 포지티브라면, 단계 8 후 단계 8A전에,

    (9) (i) 상기 현재 수준으로부터 상기 예정된 수준으로부터의 상기 동적 편차로의 드리프트 시간, 대,

    (ii) 상기 현재 수준으로부터 상기 예정된 수준으로부터의 상기 동적 편차로의 회복 시간의 비를 계산하는 단계와, 그리고

    (10)) 상기 비가 예정된 비보다 더 큰지 그렇지 않은지를 결정하고 그리고 만약 상기 비가 예정된 비보다 크지 않다면, 단계 8A로 진행되고 그리고 만약 상기 비가 예정된 비보다 크다면, 단계 8B로 진행시키는 단계를 더 포함하는 방법.
33. 제 32항에 있어서, 단계 9의 계산은 상기 실내에 있어서의 경험적으로 결정된 자료를 토대로 수행되는 방법.
34. 제 30항에 있어서, 상기 제어하고자하는 특성이 온도이고, 그리고 단계 6이 하나 이상의 가열 유닛, 냉각 유닛 및 배기 유닛을 조작하는 단계를 포함하는 방법.
35. 제 30항에 있어서, 상기 제어하고자하는 특성이 습도이고, 그리고 단계 6이 하나 이상의 가습기와 제습기를 조작하는 단계를 포함하는 방법.
36. 제 30항에 있어서, 상기 제어하고자하는 특성이 예정된 가스의 존재이고 그리고 단계 6이 하나 이상의 배기 유닛과 탈가스 유닛을 조작하는 단계를 포함하는 방법.
37. 제 30항에 있어서, 상기 제어하고자하는 특성이 공기 흐름이고, 그리고 단계 6이 배기 유닛을 조작하는 단계를 포함하는 방법.
38. 제 30항에 있어서, 단계 1이 각각 상기 환경 제어 유닛을 조작하고 그리고 조작하지 않는 것에 대해 상기 실내의 상기 특성의 수준의 응답을 나타내는 제 1 드리프트 관계와 제 1 드라이브 관계를 저장하는 단계를 더 포함하는 방법.
39. 제 38항에 있어서, 상기 단계 1은,

    상기 제 1 드라이브 관계보다 더 늦은 시간에 결정된 제 2 드라이브 관계를 저장하는 단계를 포함하는 방법으로서, 상기 제 2 드라이브 관계가 상기 제 1 드라이브 관계로부터 예정된 양보다 더 많이 벗어나는지 그렇지 않은지를 결정하고, 그리고 만약 상기 제 2드라이브 관계가 상기 제 2드라이브 관계로부터 예정된 양보다 더 많이 벗어나는 경우, 상기 편차를 나타내는 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
40. 제 30항에 있어서, 상기 환경 제어 유닛의 조작을 개시하는 시간의 예정된 기간후에, 실내의 상기 특성의 상기 현재 수준의 변경의 방향이 변경되는지를 결정하고, 그리고,

    만약 실내의 상기 특성의 상기 현재 수준의 변경의 방향이 변경되지 않았다면, 상기 환경 제어 유닛의 조작을 중지시키는 단계를 더 포함하는 방법.
41. 제 30항에 있어서, 상기 환경 제어 유닛의 조작을 개시하는 시간의 예정된 기간후에, 상기 현재 수준이 상기 설정점의 예정된 양내에 있는지를 결정하고, 그리고 만약 상기 현재 수준이 상기 설정점의 예정된 양내에 있지 않다면, 환경 제어 유닛의 조작을 중지시키는 단계를 더 포함하는 방법.
42. 제 30항에 있어서, 상기 실내의 점유상태가 점유상태로부터 비점유상태로 변경한 후의 시점에서 실내의 실제적으로 긴 비점유상태에 대한 예상된 지연시간을 결정하는 단계를 포함하는 방법,
43. 제 42항에 있어서, 상기 단계 7은 상기 예상된 지연 시간이 예정된 길이보다 더 클때 상기 동적 변차를 더 크게 하도록 상기 최대로 허용된 회복시간을 무효화하는 단계를 더 포함하는 방법.
44. 제 30항에 있어서, 상기 단계 8B 후에, 예정된 최소한의 차단 시간동안 환경 제어 유닛의 조작 개시를 방지하는 방법.
45. 제 30항에 있어서, 상기 단계 6은 다수의 전력 설정치중 하나에서 상기 환경 제어 유닛을 조작하는 단계를 포함하는 방법.
46. 제 45항에 있어서, 상기 단계 6은

    상기 설정점에서 실질적으로 상기 특성의 현재 수준을 유지하도록 가장 낮은 에너지 소모를 요구하는 하나의 상기 전력 설정치를 결정하는 단계; 및

    상기 하나의 전력 설정치에서 상기 환경 제어 유닛을 조작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
47. 제 30항에 있어서, 상기 설정점이 상기 특성 수준의 사전 프로그램된 최대 범위내에 있는 방법.