TWI623711B - Intelligent air conditioning power distribution unit - Google Patents

Abstract

一種智能空調配電裝置，係於一控制主機中設有相連接的微處理單元、WEB處理模組及偵測模組，該WEB處理模組係供該微處理單元通過網際網路對外連結，以接收相關的控制參數，該偵測模組係供偵測一預設環境空間內的環境參數，該微處理單元內部具有一控制介面連結設於該環境空間中的複數空調裝置，且該微處理單元於執行內部儲存的韌體後可形成具有不同功能的各種模組，該各模組可分別執行時間校正、各空調裝置依預設時間、間隔輪替運行，以及在預設高、低溫區間機動運轉等運作，且可隨時監控各空調裝置的運轉狀態，並於運轉狀態或環境空間產生異常時，可停止該各空調裝置的運轉並驅動一警示裝置發出警示的光線或聲音。

Description

智能空調配電裝置

本發明係有關於空調控制，特別是指一種控制多個空調裝置對一預設環境空間之智能空調配電裝置，透過多個空調裝置間的時序輪替運作、自動化並聯運作以達到節能及冷房所需的效果，且兼具遠端控制及異常警示功能的空調控制裝置。

一般對於特定環境空間的冷房空調設計，較傳統的，有單一空調裝置(即冷氣主機，可為分離式或箱型冷氣)的設計，利用該單一空調裝置(冷氣主機)分別進行不同負載的輸出，可產生不同的冷房效果，以因應各種冷房效果的需求。

但上述此種單一空調裝置(冷氣主機)的設計在實際應用時有下列缺失：

1、單一空調裝置(冷氣主機)必須持續維持運轉狀態，對於該空調裝置(冷氣主機)的使用壽命具有不良的影響。

2、若該空調裝置(冷氣主機)發生故障，或有需要維護時，必須停止該空調裝置(冷氣主機)的運作，因此無法保持對於該環境空間的冷房效果。

3、單一空調裝置(冷氣主機)的輸出功率必須考慮該環境空間的最大需求量而設置，因此較大的空調裝置(冷氣主機)開機後，即使運轉於較低負載的情形下，仍然會消耗極大的能源(電力)，使用上並不符合經濟效益。

相同地，一般的"中央空調"的控制機制亦可視為單一空調裝置(冷氣主機)機構，其差異僅在於：中央空調係經由對出風口的開關控制而可調整單一環境空間或不同環境空間的冷房效果，而非對於不同空調裝置(冷氣主機)的控制。

為此，乃有以多個空調裝置(冷氣主機)設置於單一環境空間的方式，利用不同空調裝置(冷氣主機)分別或同時運轉，藉以改善上述單一空調裝置(冷氣主機)使用上的缺失。

然而，傳統對於多個空調裝置(冷氣主機)的控制方式大多係設置一配電盤(空調控制電盤)，經由該配電盤上的各種機電組件(繼電器、計時器等)動作來對不同空調裝置(冷氣主機)進行(時序、溫度等)控制，但受限於該繼電器元件僅單純地具有開/關的基本動作，因此一個基本的控制迴路僅能操作控制二組空調裝置(冷氣主機)；若要控制二組以上的空調裝置(冷氣主機)則不但必須連結各控制迴路，同時亦需考慮各控制迴路之間的控制，如此一來，不但配電盤上的迴路會變的極為繁複，造成整體的開發成本增加；亦會使整體的控制功能上受到很大的限制(取決於接線人員的操作邏輯)，當空調裝置(冷氣主機)數量多到一定程度時，將使整體性的空調規劃難以合理地進行。

有鑑於習見對於多個空調裝置(冷氣主機)的控制機制有上 述缺點，發明人乃針對該些缺點研究改進之道，終於有本發明產生。

本發明之主要目的在於提供一種智能空調配電裝置，其係於一控制主機內部設有一微處理單元、一WEB處理模組及一偵測模組，該WEB處理模組係供該微處理單元通過網際網路對外連結一監控管理裝置，以接收相關的控制參數，該偵測模組係設置於一預設環境空間內，以供偵測該環境空間內的環境參數，該微處理單元內部具有一控制介面，該控制介面係連結設於該環境空間中的複數空調裝置，另於該微處理單元內部儲存有韌體，該微處理單元在執行該韌體後可形成具有不同功能的各種模組，該各模組可分別執行時間校正、各空調裝置依預設時間、間隔輪替運行，以及在預設高、低溫區間機動運轉等運作，且可隨時監控各空調裝置的運轉狀態，以使該環境空間中達到所需的冷房效果；藉由上述控制複數較小規格的空調裝置輪流或機動運轉，除了可降低基本能源耗費之外，亦使各空調裝置皆能有充份的停機休息時間，不但有助於安排維修保養，更能提昇各空調裝置的使用壽命。

本發明之另一目的在於提供一種智能空調配電裝置，其於控制主機內部另設有一儲存裝置，可供同步儲存該微處理單元的各項排程指令與參數，以確保在無法與該監控管理裝置連線時，該控制主機仍可自主正常運作。

本發明之又一目的在於提供一種智能空調配電裝置，其控制主機另具有一警示裝置，且該微處理單元於該偵測模組偵測到該環境空間 中產生溫度或煙霧異常，或該控制介面感應到空調裝置運作異常時，皆可驅動該警示裝置，以立即產生燈光或聲音之警示效果，達到提醒排除異常狀況之安全功效。

為達成上述目的及功效，本發明所採行的技術手段包括：具有一能連結複數空調裝置的控制主機，用以對一環境空間作空調排程控制，該控制主機至少包括：一WEB處理模組，具有相互連結的一網路連線單元及一中央處理單元，該網路連線單元係供連結網際網路，而該中央處理單元內建有操控介面，以供使用者設定相關的運行時間、運行間隔及高、低溫等參數；一偵測模組，係設置於該環境空間中，以供偵測該環境空間中包含環境溫度的環境參數；一微處理單元，係分別連結該WEB處理模組的中央處理單元及該各空調裝置，該微處理單元內建有能執行相關控制的韌體，且能根據該中央處理單元所設定之各參數或比對該環境空間之環境參數而對該各空調裝置進行自動化的控管，該微處理單元執行該韌體後至少形成：一時間校正模組，係能透過網際網路由外部輸入標準時間資料，並即時校正內建的時間參數；一控制介面，係能受控制分別驅動該各空調裝置；一排程控制模組，係能依預設的運行時間參數及運行間隔參數經由該控制介面控制該各空調裝置，在預定時間內以預定的間隔時間輪替運行；一溫度控制模組，係能依預設低溫參數比對該環境溫度而控制所有空調裝置停止運行，以及依高溫參數比對該環境溫度而控制數個空調裝置同時並聯運行；一運轉控制模組，係能經由該控制介面隨時監測該各空調裝置的運轉狀態，並同時比對該環境參數而能判斷該各空調裝置是否正常的運轉，且在該各空調裝置運轉異常或該環境空間中產生異常情形時， 能停止該各空調裝置的運轉；一儲存裝置，係連結於該中央處理單元，以供存取前述設定之各參數。

依上述結構，其中該微處理單元執行該韌體後另形成一警示回報模組，而該控制主機另包括一連接於該警示回報模組的警示裝置，當該運轉控制模組於異常狀態產生時，係能經由該警示回報模組驅動該警示裝置產生警示的聲音或光線。

依上述結構，其中該偵測模組另包含一煙霧偵測元件，該煙霧偵測元件係能偵測該環境空間內的煙霧狀態，並提供該微處理單元配合該環境空間內的溫度條件作為判斷是否有火警的可能性。

依上述結構，其中該WEB處理模組係通過網際網路與遠端的一預設監控管理裝置相連接。

依上述結構，其中該中央處理單元另連接一顯示幕，該顯示幕係能顯示該微處理單元的執行指令、各空調裝置的運轉狀態，以及該偵測模組的各種偵測資料。

依上述結構，其中該中央處理單元另連接一操作裝置，該操作裝置係供操作人員於現場配合該顯示幕輸入各種控制指令及參數。

為使本發明的上述目的、功效及特徵可獲致更具體的瞭解，茲依下列附圖說明如下：

1‧‧‧微處理單元

11‧‧‧時間校正模組

12‧‧‧排程控制模組

13‧‧‧溫度控制模組

14‧‧‧運轉控制模組

15‧‧‧警示回報模組

16‧‧‧控制介面

2、20‧‧‧WEB處理模組

21、201‧‧‧中央處理單元

22、202‧‧‧網路連線單元

3‧‧‧儲存裝置

4‧‧‧偵測模組

41‧‧‧溫度偵測元件

42‧‧‧煙霧偵測元件

5‧‧‧警示裝置

6‧‧‧操作裝置

7‧‧‧顯示幕

A1、A2‧‧‧控制主機

B‧‧‧環境空間

B1、B2、B3、B4‧‧‧空調裝置

C‧‧‧監控管理裝置

第1圖係本發明第一實施例之結構方塊圖。

第2圖係本發明第二實施例之結構方塊圖。

請參第1圖所示，可知本發明第一實施例之結構包括：一控制主機A1，該控制主機A1至少包括：微處理單元1、WEB處理模組2、儲存裝置3、偵測模組4及警示裝置5等部份，其中該WEB處理模組2具有相互連結的一網路連線單元22及一中央處理單元21，該網路連線單元22係提供連結網際網路的機制，而該中央處理單元21內建有操控介面，可供使用者設定相關的運行時間、運行間隔及高、低溫等參數。

在本實施例中，該中央處理單元21係經由該網路連線單元22通過網際網路連結一遠端的監控管理裝置C，該監控管理裝置C可為一電腦、行動電話或其它具有輸入功能的行動裝置，以供連結至該中央處理單元21並輸入相關的控制指令及參數。

該偵測模組4係設置於一預設環境空間B中，以供偵測該環境空間B中的各種環境參數；且隨著不同需求及環境差異，該偵測模組4所包含偵測元件的數量及種類亦可隨之改變。

在本實施例中，該偵測模組4係由一溫度偵測元件41及一煙霧偵測元件42所組成；利用該溫度偵測元件41及煙霧偵測元件42可分別偵測該環境空間B內的溫度及煙霧狀態，並將其偵測的溫度及煙霧資料回饋至該微處理單元1。

該儲存裝置3可為高容量之存取記憶卡(SD卡)，亦可以是硬碟等相關用以儲存資料之硬體配件，其係與該中央處理單 元21相連結，使該儲存裝置3能受該中央處理單元21的控制而存取前述控制指令及參數。

該警示裝置5係連結於該微處理單元1，其為可產生警示聲音之喇叭、蜂鳴器或是可產生警示光線之發光體。

該微處理單元1內部儲存有執行相關運作的韌體(firmware)，其係連結於該WEB處理模組2的中央處理單元21，以供接收前述控制指令及參數，於該微處理單元1內另設有一控制介面16，該控制介面16連結一預設環境空間B中所裝設的複數空調裝置B1、B2、B3、B4；在實際應用時，該控制介面16連結空調裝置的數量可依需要或該環境空間B的差異而改變，且該微處理單元1可根據該中央處理單元21所設定之各參數，或比對該偵測模組4偵測該環境空間B之環境參數，而對該各空調裝置B1、B2、B3、B4進行自動化的控管。

在本實施例中，該微處理單元1於執行內部儲存的該韌體後，可形成具有不同功能的時間校正模組11、排程控制模組12、溫度控制模組13、運轉控制模組14及警示回報模組15等部份；其中該時間校正模組11係能經由該WEB處理模組2透過網際網路由外部(監控管理裝置C或其它具有標準時間功能的來源)輸入標準時間資料，並即時校正內建的時間參數，以便於後續排程作業可在相同的時間基準下順利進行。

該排程控制模組12係能依該中央處理單元21所設定的運行時間參數及運行間隔參數經由該控制介面16控制該各空調裝置B1、B2、B3、B4，依照所設定的參數內容(運轉次序、運轉時間、 間隔時間....等)開始輪替運轉。

例如：使各空調裝置B1、B2、B3、B4依序運轉，且各空調裝置B1、B2、B3、B4的運轉分別為1小時，因此各空調裝置B1、B2、B3、B4的間隔時間為3小時；如此一來，各空調裝置B1、B2、B3、B4皆具有充足的停機休息時間，除了可有效延長使用壽命外，亦有利於各種定期維修保養或臨時故障排除的排程安排。

該溫度控制模組13係能依該中央處理單元21所設定的高、低溫參數，並比對該溫度偵測元件41所偵測該環境空間B中的環境溫度，而經由該控制介面16控制該各空調裝置B1、B2、B3、B4機動運轉；當該環境溫度低於所設定的低溫參數，則所有的空調裝置B1、B2、B3、B4停止運行，當該環境溫度高於所設定的高溫參數，則控制數個空調裝置同時並聯運行，使該環境空間B內的溫度得以維持在所設定的高、低溫度之間。

例如：設定的"高溫參數"為30度、"低溫參數"為25度；則在該環境空間B內的溫度為(或低於)25度時，各空調裝置B1、B2、B3、B4皆停止運轉，而在環境空間B內的溫度在25~30度之間時，各空調裝置B1、B2、B3、B4依原設定排程正常運轉，而若該環境空間B內的溫度為(或高於)30度時，則會啟動多台空調裝置B1、B2、B3、B4同時運轉，以進行緊急加強冷房效果，直到該環境空間B內的溫度低於30度之後，再回復至預定的排程。

該運轉控制模組14係能經由該控制介面16隨時監測該各空調裝置B1、B2、B3、B4的運轉狀態，並同時比對該偵測模組 4所偵測出的環境參數，而能判斷該該環境空間B中是否具有異常情形；同時，該運轉控制模組14可將監測該各空調裝置B1、B2、B3、B4的運轉狀態資訊經由WEB處理模組2通過網際網路傳輸至遠端的監控管理裝置C，由該監控管理裝置C由遠端即時監控整體的運行狀態。

若該運轉控制模組14發現預定的空調裝置B1、B2、B3、B4無法啟動運行，或在運轉中的空調裝置空調裝置B1、B2、B3、B4有運轉異常(可從其工作電流掌握使用狀態，以判斷是否故障)時，則可自動切換排程中預定下一空調裝置B1、B2、B3、B4接替運轉，以確保該環境空間B內得以維持不中斷的冷房效果。

若該運轉控制模組14發現該環境空間B中產生異常情形(溫度參數及煙霧參數皆過高，則有可能發生火災)時，則經由該控制介面16停止該各空調裝置B1、B2、B3、B4的運轉，以確保整體環境空間B的安全；同時，該運轉控制模組14驅動該警示回報模組15動作。

該警示回報模組15受該運轉控制模組14驅動後，可經由該警示裝置5產生警示的聲音，或警示的光線，以提醒相關人員進行後續緊急處置。

再者，由於該WEB處理模組2的中央處理單元21於接受外部監控管理裝置C傳輸之控制指令及參數的同時，該控制指令及參數亦同步地儲存於該儲存裝置3中，因此即使有非預期的斷電或斷線的情形發生，該中央處理單元21仍可在緊急狀態下自該儲存裝置3中讀取前述控制指令及參數，以維持基本的正常運作。

請參第2圖所示，可知本發明第二實施例之結構包括：一控制主機A2，該控制主機A2包括：一WEB處理模組20、一操作裝置6、一顯示幕7，以及與前述第一實施例相同之微處理單元1、儲存裝置3、偵測模組4及警示裝置5等部份，其中該WEB處理模組20具有一中央處理單元201及網路連線單元202，該中央處理單元201係可經由該網路連線單元202通過網際網路連結遠端之監控管理裝置C，使用者可經由該監控管理裝置C輸入運行時間、運行間隔及高、低溫等各種參數；除此之外，該微處理單元1、該WEB處理模組20、儲存裝置3、偵測模組4、警示裝置5，以及該環境空間B皆係以與前述第一實施例相同之方式連結及運作。

該顯示幕7可為一小型LCD螢幕或簡單之LED顯示元件，其係直接連結於該中央處理單元201，以供顯示該控制主機A2目前之操作狀態，以及該微處理單元1之各種接收的排程及設定參數資料。

該操作裝置6係直接連結於該中央處理單元201，其可為按鍵、旋鈕、指撥開關或小型鍵盤，以便於操作人員於現場配合該顯示幕7輸入各種控制指令；藉此，使該WEB處理模組20接受排程指令及設定參數的方式更具有彈性變化，可有效提昇使用上的便利性。

綜合以上所述，本發明智能空調配電裝置確可達成依設定而控制多個空調裝置對一預設環境空間進行所需的冷房效果，且兼具遠端控制及異常警示等功效，實為一具新穎性及進步性之創作，爰依法提出申請發明專利；惟上述說明之內容，僅為本發明之較佳實施例說明，舉凡依本發明之技術手段與範疇所延伸之變化、修飾、改變或等效置換者，亦皆應 落入本發明之專利申請範圍內。

Claims (6)

1. 一種智能空調配電裝置，其具有一能連結複數空調裝置的控制主機，用以對一環境空間作空調排程控制，該控制主機至少包括：一WEB處理模組，具有相互連結的一網路連線單元及一中央處理單元，該網路連線單元係供連結網際網路，而該中央處理單元內建有操控介面，以供使用者設定包含運行時間、運行間隔及高、低溫之參數；一偵測模組，係設置於該環境空間中，以供偵測該環境空間中包含環境溫度的環境參數；一微處理單元，係分別連結該WEB處理模組的中央處理單元及該各空調裝置，該微處理單元內建有能執行相關控制的韌體，且能根據該中央處理單元所設定之各參數或比對該環境空間之環境參數而對該各空調裝置進行自動化的控管，該微處理單元執行該韌體後至少形成：一時間校正模組，係能透過網際網路獲得標準時間資料，並即時校正內建的時間參數；一控制介面，係能受控制分別驅動該各空調裝置；一排程控制模組，係能依預設的運行時間參數及運行間隔參數經由該控制介面控制該各空調裝置，在預定時間內以預定的間隔時間輪替運行；一溫度控制模組，係能依預設低溫參數比對該環境溫度而控制所有空調裝置停止運行，以及依高溫參數比對該環境溫度而控制數個空調裝置同時並聯運行； 一運轉控制模組，係能經由該控制介面隨時監測該各空調裝置的運轉狀態，並同時比對該環境參數而能判斷運轉中的空調裝置是否正常，且在該空調裝置運轉異常時，能停止該異常的空調裝置並將預定排程輪替至其他正常之空調裝置；一儲存裝置，係連結於該中央處理單元，以供存取前述設定之各參數。
2. 如申請專利範圍第1項所述之智能空調配電裝置，其中該微處理單元執行該韌體後另形成一警示回報模組，而該控制主機另包括一連接於該警示回報模組的警示裝置，當該運轉控制模組於異常狀態產生時，係能經由該警示回報模組驅動該警示裝置發出警示。
3. 如申請專利範圍第1項所述之智能空調配電裝置，其中該偵測模組另包含一煙霧偵測元件，該煙霧偵測元件係能偵測該環境空間內的煙霧狀態，並提供該微處理單元配合該環境空間內的溫度條件作為判斷是否停止運轉的依據。
4. 如申請專利範圍第1項所述之智能空調配電裝置，其中該WEB處理模組係通過網際網路與遠端的一預設監控管理裝置相連接。
5. 如申請專利範圍第1項所述之智能空調配電裝置，其中該中央處理單元另連接一顯示幕，該顯示幕係能顯示該各空調裝置的運轉狀態，以及該偵測模組的偵測資料。
6. 如申請專利範圍第5項所述之智能空調配電裝置，其中該中央處理單元另連接一操作裝置，該操作裝置係供操作人員於現場配合該顯示幕輸入各種控制指令及參數。