[发明专利]用于基于恒温器信号控制HVAC单元的系统和方法

说明书

提供了一种用于控制HVAC单元的方法，该方法包括：从恒温器接收信号；当适当的信号被启用时，将HVAC单元的模式设置为制热或制冷模式；基于输入信号将HVAC单元的能力设置为设置的能力；基于从HVAC单元接收的温度数据来计算制热/制冷变化速率；将制热/制冷变化速率与阈值进行比较；如果制热/制冷变化速率等于阈值，则使HVAC单元保持在设置的能力百分比；如果制热/制冷变化速率高于阈值，则按第一制冷增量降低当前能力，最小降低到0％；并且如果制热/制冷变化速率低于阈值，则按第二制冷增量提高当前能力，最大提高到100％。

技术领域

本发明一般地涉及由外部恒温器控制的制热、通风和空气调节(HVAC)系统。更具体地说，本发明涉及一种用于控制连接到单级或多级恒温器的HVAC系统的操作的系统和方法。

背景技术

恒温器是一个温度敏感开关或一组开关，基于由该恒温器测得的参数来提供信号以控制制热、通风和空气调节(HVAC)系统。美国的恒温器通常提供简单的开/关(ON/OFF)信号来指示何时需要制冷或制热。例如，当恒温器处的参数指示HVAC系统应对区域进行制冷时，制冷信号将是开，制热信号将是关。同样地，当恒温器处的参数指示HVAC系统应对该区域进行制热时，制热信号将是开，制冷信号将是关。

然而，为了提高效率和取得竞争优势，许多HVAC制造商创建了允许有多个操作级的HVAC系统。这些多个级允许有不同的制热或制冷等级。例如，两级制热系统可以涉及加热炉和热泵的使用。在低制热级，只有热泵操作；在高制热级，热泵和加热炉都操作。类似地，两级制冷系统可以涉及两个压缩机的使用。在低制冷级，压缩机中只有一个操作；在高制冷级，两个压缩机都操作。这样，当需求增加时，多级单元可以通过使额外的能力在线来做出响应以满足该需求。

多级系统可以使用它们的多个制热或制冷等级来节省能量。很像光开关上的调光器，所述多级允许系统基于当前环境(例如，外部温度)来调整制热或制冷等级。结果，它们可以使用所需的最低制热或制冷等级，并且仅当环境需要更高等级时才使用更高等级。

各种HVAC设备制造商因此开发了多级系统以满足市场需求。然而，许多制造商没有构建他们自己的用于与他们的设备一起使用的恒温器。代替地，这些制造商依赖于其他恒温器制造商来交付用于与他们的设备一起使用的多级恒温器。结果，HVAC设备制造商对于他们将从他们使用的恒温器接收到什么信号通常是无法控制的。

与许多单级美国恒温器一样，许多多级美国恒温器仅提供简单的开/关信号来指示何时需要不同的制冷或制热级。例如，两级美国恒温器可以提供四个信号：第一级制冷信号、第二级制冷信号、第一级制热信号以及第二级制热信号。当恒温器处的参数指示HVAC系统应使用第一级制冷对区域进行制冷时，第一级制冷信号将是开，其他三个信号将是关；当恒温器处的参数指示HVAC系统应使用第二级制冷对区域进行制冷时，第二级制冷信号将是开，至少两个制热信号将是关；当恒温器处的参数指示HVAC系统应使用第一级制热对区域进行制热时，第一级制热信号将是开，其他三个信号将是关；并且当恒温器处的参数指示HVAC系统应使用第二级制热来对区域进行制热时，第二级制热信号将是开，至少两个制冷信号将是关。

这些信号提供的信息因此是相对简单的。结果，常规的多级HVAC系统当在两级之间的边界上(例如，在温度阈值附近)操作时通常迅速地在各级之间切换。这可能使HVAC设备在短时间段内重复地开启和关闭，从而使整个系统的总效率降低。

因此将期望的是，提供一种用于控制多级HVAC单元的、允许HVAC单元的操作的粒度更细的系统和方法。

发明内容