WO2019119233A1 - 生理节律自适应的采暖通风空调系统的遥控器 - Google Patents

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李庆远
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李庆远
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements

Definitions

  • the invention relates to a remote controller for a circadian rhythm adaptive heating and ventilation air conditioning (HVAC) system, in particular to a method for statistically analyzing a biological circadian rhythm according to a large amount of control data and real-time environmental data submitted by a user voluntarily, and adjusting HVAC according to a physiological rhythm The effect of the work, the remote control centered system.
  • HVAC circadian rhythm adaptive heating and ventilation air conditioning
  • the traditional HVAC operates under the control of the user with fixed power (heating on sunny days, cold weather, cold weather) or fixed state (window on/off), or a fixed temperature range (the temperature sensor of the air conditioner has a certain error).
  • the comfortable environment of biological sensation is not static.
  • the most common trouble use air conditioning and cooling in the summer night, often wake up in the morning, and then increase the air conditioning cooling temperature; sleep in the winter night blanket, often wake up in the morning, and then change the cotton quilt to rest. This is because the body temperature of a person, and the physiological activities on which it is based, will periodically change according to a certain rhythm.
  • HVAC can adapt to the circadian rhythm of the organism, it can not only improve the comfort of the organism, improve the sleep/work/life quality, but also improve the energy efficiency of the heating/cooling system and avoid unnecessary waste.
  • U.S. Patent No. 6,536,675 issued to theU.S. Patent No. 6,536,675, which is incorporated herein by reference, discloses a method for temperature control based on occupancy of a room, and includes a step of temperature control based on the circadian rhythm of the resident during sleep.
  • the time-dependent periodic phenomena in organisms are still based on experience and can be disturbed by the environment, such as exposure to blue-rich light sources (such as LEDs), which can lead to a decrease in melatonin.
  • the patent's understanding of the circadian rhythm of the organism is too simple. At present, no basic law has been found, which can improve comfort and energy efficiency when the household cools down by 2 °F during sleep.
  • the air conditioner provides more control options, and it is a natural technical path to construct a computing communication node centering on the air conditioner.
  • the life of home appliances has been too long. Therefore, you must consider how to backward compatible with older devices.
  • the processor of the circadian rhythm adaptive HAVC system, the remote control communication module, and the wireless communication module are integrated into the remote controller, it is only necessary to upgrade the remote controller when upgrading, eliminating the trouble of disassembling and installing the bulky HAVC mechanical components. And cost. Further, the functionality of older HVAC devices can be increased and expanded by compatible communication control protocols that adapt to older HVAC devices, such as air conditioners that do not support circadian rhythm adaptation.
  • the default control mode (factory initial setting) is blank.
  • the built-in default control mode (factory initial setting) will contain circadian rhythms based on statistical analysis and adjusted according to user attributes. For example, the temperature range in which women feel comfortable is usually 2 °C higher than men. This default control mode can be updated online. In order to protect user privacy, the user must be licensed regardless of the data submitted or the update control mode.
  • Calculation module including CPU / memory / flash memory, etc., for data processing
  • Remote control communication module for communicating with HVAC components and transmitting remote control commands
  • Wireless communication module to transfer data and software to the data center by connecting wireless access points
  • the present invention discloses a remote controller, however, embodiments of the present invention are not limited to a separate remote controller.
  • a smartphone that implements the functions of the present invention to remotely control a circadian rhythm-adaptive HVAC component can also utilize the technical solutions described below.
  • Typical application scenarios include, but are not limited to:

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

本发明公开了一种生理节律自适应的采暖通风空调(HVAC)系统的遥控器，包含计算模块、遥控通讯模块、无线通讯模块，所述遥控器能根据HVAC组件作业范围内的生物体的生理节律调整HVAC组件作业效果，其默认控制模式根据用户自愿提交的控制反馈数据、生物体个体基本属性，通过数据中心进行统计分析得出，所述默认的控制模式可以在用户许可下进行联网更新。本发明进一步公开了一种可以收集遥控器附近的环境数据的，生理节律自适应的采暖通风空调(HVAC)系统的遥控器。

Description

生理节律自适应的采暖通风空调系统的遥控器 发明领域
本发明涉及生理节律自适应的采暖通风空调(HVAC)系统的遥控器，具体涉及一种根据用户自愿提交的大量控制数据和实时环境数据，统计分析得出生物体生理节律，并根据生理节律调整HVAC的作业效果的，以遥控器为中心的系统。
背景技术
传统的HVAC在用户控制下，以固定功率(暖气晴天过热，降温天气过冷)或固定状态(窗户开/关)，或固定的温度区间(空调的温度传感器有一定误差)作业。然而，生物体感的舒适环境并非一成不变。最常见的困扰：夏夜里使用空调制冷，经常在早晨被冻醒，再调高空调制冷温度；冬夜里盖毛毯睡觉，经常在早晨被冻醒，再换棉被继续休息。这是因为人的体温，和其以为基础的生理活动，会按照一定的节律周期性变化。而如果HVAC能够自适应生物体的生理节律，不仅可以提高生物体的舒适度、改善睡眠/工作/生活质量，还能增进供暖/制冷系统的能源效率、避免不必要的浪费。
2003年授权的美国专利6,536,675展示了一种根据房间占用情况进行温控的方法，包含了根据住户睡眠时的生理节律进行温控的步骤。然而，生物体内与时间有关的周期性现象，其研究结果仍然基于经验，并且会受到环境的干扰，例如暴露于富蓝光光源(譬如LED)，会导致褪黑素降低。简言之，所述专利对于生物体生理节律的理解过于简单，目前并未发现一个基本定律，据此在住户睡眠时降温2°F，就可以提高舒适度和能效。
2016年公开的美国专利申请14/956,082揭示了一种根据用户体感舒适反馈控温的方法和装置，包含了收集用户反馈，更新舒适事件的时间-温度映射表及其数学方法。然而，由于存在环境对生理节律的各种干扰，当用户重复舒适反馈，所述发明缺乏区分其为“规律”或“扰动”的有效方法，而按假定其为“规律”控温，反而会增加不必要的用户反馈负担。
发明概述
可以构建一个生理节律自适应HAVC系统，现有技术下，空调提供了更多控制选项，以空调设备为中心构建计算通讯节点，是很自然的技术路径。然而，相对于信息电子产品的快速演化与淘汰，家电设备的寿命太久了。因此，必须考虑如何向下兼容老旧的设备。
拜智能手机迅猛发展所赐，芯片、传感器等元件快速升级，降价也很快。如果把生理节律自适应HAVC系统的处理器、遥控通讯模块、无线通讯模块都集成到遥控器之中，需要升级的时候只要升级遥控器即可，免去了拆卸安装笨重的HAVC机械部件的麻烦和成本。更进一步通过兼容适配老式HVAC(譬如不支持生理节律自适应的空调)设备的通讯控制协议，可以增加和扩展老式HVAC设备的功能。
在整个生理节律自适应HAVC系统建立初期，因为没有关于生理节律的用户反馈数据，默认控制模式(出厂初始设置)为空白。随着数据逐渐丰富，新出厂的HAVC组件控制系统，内置的默认控制模式(出厂初始设置)将会包含基于统计分析得出的生理节律，并根据用户属性进行调整。譬如，女性感到舒适的温度区间通常要比男性高2℃。这一默认控制模式可以联网更新。为了保护用户隐私，无论提交数据还是更新控制模式都必须得到用户的许可。
因为涉及到数据传输，显然需要无线接入。而主流的无线接入技术(例如WiFi、LiFi等)，与常规的无线遥控通讯技术(红外、蓝牙)存在明显差异。所以，根据本发明的所有实施例，包括：
·计算模块，包含CPU/内存/闪存等，用于数据处理
·遥控通讯模块，用于和HVAC组件进行通讯，传送遥控指令
·无线通讯模块，通过连接无线接入点,以与数据中心传输数据和软件
然而，应当理解，本发明内容可能不包含本发明的所有方面和实施例，该发明内容并不意味着以任何方式进行限制或限制，并且本文公开的本发明将被下列之一理解:本领域普通技术人员包括对其的明显改进和修改。
具体实施方式
现在将在下文中更充分地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。但愿，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。
应当理解，在不脱离所附权利要求书中阐述的精神和范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。因此，实施例是本发明的示例或实现，而不是唯一的实现。各种出现“一个实施例”，“实施例”或“一些实施例”不一定都指代相同的实施例。虽然可以在单个实施例的上下文中描述本发明的各种特征，但是特征也可以单独地或以任何合适的组合提供。相反的，尽管为了清楚起见，本文中可以在单独的实施例的上下文中描述本发明，但是本发明也可以在单个实施例或实施例的任何组合中实现。
除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本公开的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过度正式的意义，除非本文中明确地这样定义。
本发明公开了一种遥控器，然而，本发明的实施例不限于单独的遥控器。例如，实现了本发明的功能以遥控生理节律自适应的HVAC组件的智能手机，也可以利用下面描述的技术方案。
很多大型建筑，都实现了空调分区，然而其调节面板通常集中固定于内墙一侧。此外，根据统计结果，不同性别和人种体感舒适的温度和气流具有一定规律。如果每次都要不同的用户反复调节，舒适感也就无从谈起了。如果根据不同生物体个体的基本属性和反馈数据，在一个和多个HVAC组件之间不同的作业区域实现相同的效果，并且这个过程基本自动(考虑到环境的扰动)，那么不仅可以降低复杂度(相对用户而言)，便于找到精准的舒适参数组合，更可以提高能效降低排放(因为降低了反复调节对系统的扰动)。
其典型的应用场景，包括而不限于：
·相同生物体，在相同HVAC组件之间不同的作业区域进行切换，譬如在办公室/会议室之间，根据所述生物体个体生理节律自动动态调整；
·相同生物体，在不同HVAC组件之间不同的作业区域进行切换，譬如在家中/办公室之间，根据所述生物体个体生理节律自动动态调整；
以上描述仅是本发明的实施例，并不意在限制本发明的范围。根据本公开的权利要求书和说明书的各种变化和修改仍在所要求保护的发明的范围内。此外，每个实施例和权利要求书未必包含了所公开的所有优点或特性。此外，摘要和标题仅用于便于搜索专利文献,并且不旨在以任何方式限制所要求保护的发明的范围。

Claims (11)

  1. 一种生理节律自适应的采暖通风空调(HVAC)系统的遥控器，包含计算模块、遥控通讯模块、无线通讯模块，其特征在于，所述遥控器能根据HVAC组件作业范围内的生物体的生理节律调整HVAC组件作业效果，其默认控制模式根据用户自愿提交的大量数据，通过数据中心进行统计分析得出，所述默认的控制模式可以在用户许可下进行联网更新。
  2. 如权利要求1所述的HVAC系统的遥控器，所述遥控通讯模块，用于和HVAC组件进行通讯，传送遥控指令；所述无线通讯模块，通过连接无线接入点，以与数据中心传输数据和软件。
  3. 如权利要求1所述的HVAC组件，为所述采暖通风空调(HVAC)系统之中的一个或多个实现和提供采暖通风空调(HVAC)一个或多个功能的组件。
  4. 如权利要求1所述的HVAC系统的遥控器，所述自愿提交的数据，包含用户操作所述遥控器，调整所述的HVAC组件的作业效果时的控制反馈数据，和生物体个体基本属性。
  5. 如权利要求1所述的HVAC系统的遥控器，可以根据其作业范围内生物体个体的HVAC基本控制数据调整所述生物体个体所在的区域的HVAC组件的作业效果，并可以在用户许可下在多个所述的HVAC组件之间自动切换，从而实现一个和多个HVAC组件之间不同的作业区域，根据不同生物体个体生理节律动态调整。
  6. 一种生理节律自适应的采暖通风空调(HVAC)系统的遥控器，包含计算模块、遥控通讯模块、无线通讯模块，其特征在于，所述遥控器能根据HVAC组件作业范围内的生物体的生理节律调整HVAC组件作业效果，其默认控制模式根据用户自愿提交的大量数据，通过数据中心进行统计分析得出，所述默认的控制模式可以在用户许可下进行联网更新。
  7. 如权利要求6所述的HVAC系统的遥控器，所述遥控通讯模块，用于和HVAC组件进行通讯，传送遥控指令；所述无线通讯模块，通过连接无线接入点，以与数据中心传输数据和软件。
  8. 如权利要求6所述的HVAC组件，为所述采暖通风空调(HVAC)系统之中的一个或多个实现和提供采暖通风空调(HVAC)一个或多个功能的组件。
  9. 如权利要求6所述的HVAC系统的遥控器，所述自愿提交的数据，包含用户操作所述遥控器，调整所述的HVAC组件的作业效果时的控制反馈数据，和生物体个体基本属性、所述遥控器附近的环境数据。
  10. 如权利要求6所述的HVAC系统的遥控器，可以根据其作业范围内生物体个体的HVAC基本控制数据调整所述生物体个体所在的区域的HVAC组件的作业效果，并可以在用户许可下在多个所述的HVAC组件之间自 动切换，从而实现一个和多个HVAC组件之间不同的作业区域，根据不同生物体个体生理节律动态调整。
  11. 如权利要求6所述的HVAC系统的遥控器，进一步包含温度传感器、湿度传感器、气流传感器，以测量所述遥控器附近的温度、湿度和气流。
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