[发明专利]用以控制能量消耗效率的系统和方法

说明书

优先权主张

本申请案主张2008年10月31日申请的第61/110,353号美国临时专利申请案的优先权，其主题的全部内容并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及用于控制能量消耗的系统和方法，且更具体来说涉及用于通过建筑物自动化系统(BAS)来控制供暖、通风和空调(HVAC)系统的能量消耗的系统和方法。

背景技术

已通过具有软件可执行算法的BAS实现监视和控制建筑物的能量消耗，尤其是HVAC系统的能量消耗，所述软件可执行算法并入有对应于装备操作特性的恒定数值。HVAC系统的装备可包含(但不限于)冷却器、泵、冷凝器、过滤器、空调器、加热器等。由BAS利用的值通常在HVAC系统的安装期间被编程，且根据本地气候和周围条件而设置。可通过针对本地气候和周围条件的预期改变而对BAS进行人工评估和重新编程来周期性地改变这些值。

建筑物和HVAC系统的本地气候、周围条件和/或操作特性可随着时间而改变。举例来说，如果以具有不同特性的泵来替换泵，HVAC系统的操作特性可能改变。更高级类型的BAS可利用优化软件来控制HVAC系统。此类型的BAS将继续调整一个或一个以上操作参数，以使得每一件装备的操作处于或接近其最佳状态，以基于相等边际性能原则用最小的总能量消耗来满足建筑物冷却负载。然而，优化软件关注每一件装备，使得优化软件中所使用的数值常数可能仍周期性地需要人工调整。这通常通过以下步骤来实现：重新计算装备的操作特性、修改优化软件、重启BAS、观察HVAC系统的操作效率，以及重复这些操作直到HVAC系统的总操作效率总体上在所要效率内为止。

发明内容

一种与建筑物自动化系统(BAS)通信的控制器可经配置以自动控制HVAC系统的操作效率。所述控制器通过同期调整用于HVAC装备的操作参数、验证所述调整以及调用自学特征，而利用与预测的或理论上的信息进行比较的实时操作数据来自动确认并调整建筑物的能量消耗，以使将来类似调整所需的时间最小化。举例来说，所述控制器与BAS协作以在主要能量需求和最小的能量浪费之下监视所述HVAC系统，进而改进建筑物能量管理系统效率。

在本发明的一个方面中，一种用于与BAS通信的控制器包含：通信接口，其可操作以同期及时地在所述控制器与建筑物自动化系统之间交换信息，所述所交换的信息携载对应于布置于HVAC系统中的装备的操作参数的数据；优化模块，其具有用于基于所述装备的当前操作状态来确定所述HVAC系统的操作效率的可执行指令；模拟模块，其具有用于确定所述HVAC系统的根据所述HVAC装备具备的安装规格计算出的预测操作效率的可执行指令；比较模块，其与所述优化模块和模拟模块进行数据通信，所述比较模块经配置以确定操作效率是否相对于预测操作效率而低于所要阈值；以及调整模块，其与所述比较模块进行数据通信，所述调整模块经配置以将用于改变用于所述HVAC系统中的至少一件装备的操作参数中的至少一者的指令发射到所述建筑物自动化系统，所述调整模块进一步经配置以在比较器在稍后的时间确定所述操作效率相对于预测操作效率而低于所要阈值时在自学方面处理所述用于改变的指令。

在本发明的另一方面中，一种用于控制与建筑物自动化系统通信的HVAC系统的操作效率的方法包含以下步骤：(1)同期及时地在控制器与建筑物自动化系统之间交换信息，所交换的信息携载对应于布置于HVAC系统中的装备的操作参数的数据；(2)基于所述装备的当前操作状态来确定HVAC系统的操作效率；(3)确定HVAC系统的根据HVAC装备具备的安装规格计算出的预测操作效率；(4)比较所述操作效率是否相对于预测操作效率而低于所要阈值；(5)调整用于HVAC系统中的至少一件装备的操作参数中的至少一者；(6)将所述至少一个调整发射到建筑物自动化系统；以及(7)触发所述控制器的自学特征，以用于在稍后当所述操作效率再次低于所要阈值时自动重新调用所述至少一个调整。

附图说明

下文参看以下图式详细描述说明性和替代实施例。

图1是根据本发明的实施例的用于与建筑物自动化系统通信以控制HVAC系统的操作效率的控制器的框图；

图2是展示根据本发明的实施例的由控制器作出的用以借助于建筑物自动化系统而调整HVAC系统的装备参数的决策的控制器的另一框图；

图3是说明根据本发明的实施例的一种用于通过使用图1的控制器来调整HVAC系统的装备参数的方法的框图；以及

图4是关于由图1的控制器控制的建筑物中的HVAC系统的功率效率曲线的曲线图。