[發明專利]恒溫器和優化恒溫器的用戶界面的運行的方法

有效

• 申請號: 201280051997.2
• 申請日: 2012-09-30
• 公開（公告）號: CN103890675B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 約瑟夫·亞當·拉夫;喬納森·索爾尼特;JR.·埃德溫·H.·薩特思韋特
• 申請（專利權）人: 谷歌公司
• 主分類號: G05D23/00
• 分類號: G05D23/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 周亞榮,安翔

相關申請的交叉參考

本申請要求2011年10月21日申請的共同轉讓美國臨時申請案第61/627,996號的權利，其以引用的方式并入本文中。

技術領域

本專利說明書涉及用于監測和控制能源消耗系統或其它資源消耗系統的系統和方法。更具體地，本專利說明書涉及支配能源消耗系統、家用裝置或其它資源消耗系統的運行的控制單元，包括用于啟動支配制熱、通風和空氣調節(HVAC)系統的運行的恒溫器的電子顯示器的方法。

發明背景

大量努力和關注繼續投向開發更新和更可持續的能源供應。通過提高能源效率來節省能源對于世界的能源未來仍然十分關鍵。根據來自美國能源部2010年10月的報告，制熱和制冷占典型美國住宅能源利用的56％，使其成為多數住宅最大的能源開銷。連同與住宅制熱和制冷相關的實體設備的改進(例如，改進的保暖、更高效的暖氣機)，可通過住宅制熱和制冷設備的更好控制和調節實現能源效率的顯著提高。

如來自Honeywell(1997)的標題為“Power Stealing Thermostats”的技術公開第50-8433號中討論，早期的恒溫器使用雙金屬條來感測溫度以及響應室內的溫度變化。雙金屬條的移動用于直接打開和閉合電路。每當接觸件被閉合以為受控空間提供制熱和/或制冷時，電力被輸送至電子機械致動器(通常是HVAC設備中的繼電器或接觸器)。由于這些恒溫器無需電力來運行，所以接線非常簡單。僅一根電線連接至變壓器且另一根電線連接至負載。通常，24 VAC電源變壓器、恒溫器和24 VAC HVAC設備繼電器都連接在一個回路中，其中每個裝置僅具有兩個必要的外部連接。

當電子裝置開始在恒溫器中使用時，恒溫器不為直接接線至其電源的變壓器的兩側的事實產生問題。這意味著恒溫器需直接從系統變壓器硬接線。共同的“C”型電線從變壓器直接硬接線至電子恒溫器可能非常困難且昂貴。

因為許多住戶無來自系統變壓器的直接電線(諸如“C”型電線)，所以一些恒溫器已被設計為透過設備負載從變壓器得到電力。用至變壓器的單個直接接線從變壓器給電子恒溫器供電的方法被稱作“電力竊取”或“電力共享”方法。恒溫器在制熱或制冷系統的“關閉”周期期間，通過在低于負載線圈的響應閾值的情況下(甚至在最大變壓器輸出電壓下)允許少量電流流動穿過其至負載線圈而“竊取”、“共享”或“收獲”其電力。在制熱或制冷系統的“開啟”期間，恒溫器通過允許跨其自身的小電壓降而汲取電力。理想地，電壓降不會導致負載線圈降至低于其響應閾值(甚至最小變壓器輸出電壓)。具有電力竊取能力的恒溫器的實例包括Honeywell T8600、Honeywell T8400C和Emerson Model 1F97-0671。但是，這些系統無電力存儲構件，且因此必須始終依賴電力竊取。

此外，微處理器控制的“智能”恒溫器可能具有更先進的環境控制能力，其可節能，同時也使居住者保持舒適。為了實現這一點，這些恒溫器需要來自居住者以及恒溫器所處的環境的更多信息。這些恒溫器還可能能夠連接至計算機網絡，包括局域網(或其它“私人”網絡)和廣域網，諸如互聯網(或其它“公共”網絡)，以獲得當前和預報的外部天氣數據，在所謂的需求響應程序中協作(例如，自動服從可能由公用事業公司在極端天氣期間發布的用電警告)，使用戶能獲得遠程訪問及/或通過其網絡連接裝置(例如，智能電話、平板電腦、基于PC的網頁瀏覽器)和可能需要網絡連接的其它先進功能對其進行控制。

出現涉及提供使用高功率用戶界面的微處理器控制的恒溫器的問題，一個或多個這些問題至少部分通過本文在下文中描述的一個或多個實施方案解決。一方面，需提供一種具有先進功能的恒溫器，諸如與相對大功率的微處理器和可靠的無線通信芯片相關的功能，同時還提供一種具有用戶樂于觀看和互動的吸引人的、美觀的電子顯示器的恒溫器。另一方面，需提供一種可兼容于和可適于安裝在一系列住宅中的恒溫器，其包括大百分比的未配備上述“C”型電線的住宅。還進一步需要提供這樣一種恒溫器，其適應容易的自己動手安裝，使得可為許多用戶避免安排HVAC技術人員到住處安裝恒溫器的費用和不便。還進一步需要提供一種具有這種處理能力、無線通信能力、美觀顯示質量和其它先進功能的恒溫器，同時還是除無需“C”型電線外，同樣無需被插入家用線路電流或所謂“電源塊”(其可能對于恒溫器的特定位置而言是不方便的以及不好看)的恒溫器。因此，在本領域中需要改進。

發明概要