專利名稱：基于可變功率費率來調(diào)整制冰機的操作以優(yōu)化運行時間的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本公開涉及一種基于一星期中的一天、 一天中的時刻以及隨時間變化 的能量費用或能量費率來調(diào)整制冰機的操作的系統(tǒng)和方法。4^〉開還涉及 一種改進現(xiàn)有制水機的改進方法和組件。
背景技術：
常規(guī)的制水機每當盒傳感器檢測出這樣的水存儲盒中的冰的水平下
降到低于滿的水平時就連續(xù)地制水。典型的傳感器是當布置在;^儲盒內(nèi) 的冰達到滿的水平時觸發(fā)的機械開關型傳感器、光傳感器或恒溫器。
常規(guī)的制水機的問題在于不考慮制造冰所需的能量費用而在白天或 夜間的任何時間都制冰。在一些場所，能量費用在一天中波動，其中高峰 使用時間要求最高的每千瓦能量費用，而非高峰使用時間相反地導致最低 每千瓦能量費用。
需要以能量高效方式來控制制水機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法通過監(jiān)控在一天中的時刻冰存儲盒水平和電費 率來在能量費用位于或接近其最低點時制造冰，由此大大降低在一整天內(nèi) 用于制造冰的總能量費用。本發(fā)明的改i^a件和方法將該能力添加到現(xiàn)有 制水機。
本發(fā)明的制水機包括制水的組件和感測冰盒內(nèi)的水的當前水平的傳 感設備，水:i^布置成接收由所述組件制造的冰?？刂破鲗斍八脚c高 設定點和低設定點進行比較，并且基于當前能量費率控制所述組件以在當 前能量費率低時將當前水平保持在或接近高設定點而在當前能量費率高 時將當前水平保持在或接近低設定點。在本發(fā)明的制冰機的一個實施例中，如果水的水平下降比預定使用速 率快，則所述控制器還控制所述組件來制水，而不考慮當前能量費率。
在本發(fā)明的制水機的另 一實施例中，通過手動輸入或經(jīng)由到當前電費 率的源的網(wǎng)絡連接的自動輸入中的一個，將當前能量費率輸入到控制器。
在本發(fā)明的制水機的另 一實施例中，控制器布置在附連到主板的板 上，該主板包括控制所述組件的主控制器。附連的板的控制器控制主控制 器，從而以將當前水平保持在或接近高設定點或低設定點的方式來開啟或 關斷組件。
在本發(fā)明的制冰機的另 一實施例中，傳感設備連接到附連到主板的水 平控制板。
本發(fā)明的方法通過以下步驟操作制氷機的組件來制水 獲得當前能量費率；
感測被布置為從組件接收冰的冰盒中的冰的當前水平；
將當前水平與高設定點和低設定點進行比較；
基于當前能量費率，控制所述組件以在當前能量費率低時將當前水 平保持在或接近高設定點而在當前能量費率高時將當前水平保持在或接 近低設定點。
在本發(fā)明的方法的一個實施例中，該方法還包括如果冰的水平下降比 預定使用速率快，則控制所述組件來制水，而不考慮當前能量費率。
在本發(fā)明的方法的另一實施例中，通過手動輸入或經(jīng)由到當前能量費 率的源的網(wǎng)絡連接的自動輸入中的一個來獲得當前能量費率。
本發(fā)明的改進組件包括對現(xiàn)有制冰機的擴充，現(xiàn)有制冰機包括主控制 板，主控制板控制制造水的組件，M儲在冰盒中。改進組件包括傳感設 備，所述傳感設備當被安裝在制冰機上時感測水盒中的水的當前水平；以 及第一板，所述第一板當被安S^制水機中時將當前水平與高設定點和低 設定點進行比較，并且基于當前能量費率控制組件以在當前能量費率低時 將當前水平保持在或接近高設定點而在當前能量費率高時將當前水平保 持在或接近低設定點。
在本發(fā)明的改iB且件的一個實施例中，第二板安裝在制冰機中并與傳 感設備和第一板互相連接。第二板從傳感設備接收當前水平并將當前水平 提供給第一板。在本發(fā)明的改進組件的一個實施例中，安^it信線纜來使第一板和主
控制板互相連接。
本發(fā)明的改進方法改進現(xiàn)有制冰機，現(xiàn)有制水機包括制造冰的組件，
冰存儲在冰盒中。該改進方法包括
將感測冰盒中的冰的當前水平的傳感^殳備安裝到制水機；以及
將第一板安裝到制水機，第一板包括控制器，控制器將當前水平與高 設定點和低設定點進行比較，并JL&于當前能量費率控制所述組件以在當 前能量費率低時將當前水平保持在或接近高設定點而在當前能量費率高 時將當前水平保持在或接近低設定點。
在本發(fā)明的改進方法的一個實施例中，通過線纜將第 一板連接到制冰 機的主板。
在本發(fā)明的改進方法的另 一實施例中，安裝第二板并將第二板連接到 傳感設備。第二板包,整傳感i殳備感測到的信號以向控制器提供當前水 平的電路。
在本發(fā)明的改進方法的另一實施例中，第一板和第二板中的至少一 個安裝在制冰機的主板上。
本發(fā)明還提供許多附加優(yōu)點，這些優(yōu)點隨下面描述將變得明顯。


通過結合附圖并參照以下說明書將理解本發(fā)明的其它和進一步的目 的、優(yōu)點和特征，在附圖中相同的標記符號表示相同的結構元件
圖1是制冰機柜的左前側透視圖，其帶有控制板安裝托架和主控制板 的分解圖，該制水機根下面是水存儲盒；
圖2是根據(jù)4^Hf的方法的邏輯流程圖3是根據(jù)4^>開的高級特4^控制器的前面板的示意圖； 圖4是圖1的制水機的高級特;^的部分圖；以及 圖5是圖1的制水機和水盒的底部的透視圖。
具體實施方式
根據(jù)4^>開的制冰機基于時變的電功率費率來調(diào)節(jié)制冰。 一些公共事業(yè)公司改變一天中的功率費率以在高峰使用時間降低需
求。典型的制冰機安^MM^儲盒上或上方。當功率費率低時，本公開的 制水機運行以填滿存儲盒。當功率費率高時，制2^L允許盒中的水的水平 下降到較低水平并將其保持在該較低水平，直到功率費率再次下降。替代 地，如果通過監(jiān)控冰的使用速率，制冰機確定在該較低水平顧客會將水用 完，則制冰機會不考慮電費率來制水。
舉例而言并為了描述的完備性，將通過優(yōu)選實施例來描述本發(fā)明，該 優(yōu)選實施例包括對現(xiàn)有制水機的現(xiàn)場擴充或改進。參照圖1，制冰機20 包括布置在罩22中的組件21。組件21制冰并包括蒸發(fā)器、冷凝器、壓 縮器、制冷循環(huán)系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、各種閥和開關(圖中未示出它們)。罩 22包括頂壁24、底壁26、側壁28和30、后壁32和前壁34。在圖1中， 前壁34被移開以示出控制板組件36。水盒46位于底壁26下方。
控制板組件36包括安裝托架38和主控制板40。控制器42和接口 44 安裝在主控制板40上。
現(xiàn)場擴充組件50包括盒水平控制板52、高級特征控制板54、通信線 纜56和盒水平傳感設備58。盒水平傳感設備58包括傳感器60、座62和 線64。傳感器60是感測水盒46中的冰的水平的4壬何合適的傳感器。優(yōu) 選地，傳感器60 M聲波傳感器。
盒水平控制板52包括電路以監(jiān)控冰盒46中冰的當前水平、插頭(未 示出)以及用戶接口旋鈕66。盒水平控制板52插入主控制板40。高級特 征控制板54通過通信線纜56也插入主控制板40。
參照圖l、 3和4，高級特征控制板54包括處理器70、用戶接口72、 USB端口 74、輸X/輸出(I/O)接口 90、插頭92和存儲器94。能量程 序100存儲在存儲器94中并在運行時導致處理器70通過I/O接口 90和 通信線纜56基于一天中的時刻和能量(例如電)費率來控制制水。也就 是說，I/O接口卯通過通信線纜56將信號發(fā)送到主控制板40和水水平 控制板52以及從主控制板40和水水平控制板52接收信號。
參照圖3，用戶接口 72包括USB端口 74、顯示區(qū)域76、下滾^L 78、上滾按鈕80、選#^按鈕82、退出按鈕84和輸入按鈕86。下滾和上 滾按鈕78和80允許用戶下滾和上滾來遍及呈現(xiàn)在顯示區(qū)域76中的菜單 上的菜單選項。選擇掩組82用于在適當時對設置(如電費率和一天中時刻)進行改變。輸入按鈕86將菜單列表改變成子菜單列表。退出M 84在整個菜單中進行倒退。程序設計可以在顯示區(qū)域76中顯示警告和數(shù) 據(jù)。警告的示例是"很快提供制水機服務"、"慢充水"、"長冷凍周期"、 "長收獲周期"和"高排放溫度"。
制水機20以以下方式工作
1) 當電費率有效時高級特扭板54獲得這些電費率和一天中的時刻。 這是經(jīng)由用戶接口 72通過手動輸入、經(jīng)USB端口 74下載或從網(wǎng)絡(如 以太網(wǎng)或因特網(wǎng))自動下載來完成的。例如，可以使用掩紐的以下^t^ 列。按下掩組78直到顯示"公共事業(yè)費率"。按輸入掩組86。使用上滾 g 80和下滾M 78滾過可調(diào)整的^IL為了調(diào)整M，按選擇^fe 82。使用上滾和下滾掩組80和78以及選擇掩組82來按照需要來改變值。 當完成時按輸入按鈕86。可調(diào)整的^lt是Ratel， Startl， Endl， Rate2, Start2， End2， Rate3， Start3， End3， Rate4， Start4, End4。如果費率 增加的編號小于4，則使條目為零并忽略它們。
2) 如果電費率處于其最低水平，制冰機20運行直到冰盒46是滿的。
3 )如果功率費率沒有處于其最低水平，則制水機20僅當由盒水平傳 感設備58感測的冰盒46中的水的當前7jC平下降到低于預定的較低水平或 用戶設置的設定點時運行，且僅運行直到達到較低水平設定點。在優(yōu)選實 施例中，較低水平設定點范圍變化可直到制水機的底部以下32英寸。
4)如果高級特征板54確定冰盒26中的水的當前水平下降比預定速 率快，則制水機20將運行以將水保持在用戶設定點和充滿點之間的水平 以避免冰用完。預定速率基于使用因素(例如每小時英寸)，基于冰盒尺 寸和機器制水能力。假設機器開動時盒中的冰是滿的。然后隨著冰從充滿 點下降到上述的預定的較低水平機器跟蹤使用速率。如果該速率太快，則 機器開始制水以將機器恢復為充滿水平。如果不太快，則機器允許冰的水 平下降到預定的較低水平。
參照圖2，能量程序100進一步示出根據(jù)本公開的主控制板40、水水 平控制板52和高級特扭tl 54之間的操作關系以通過能量高效的方式操作 制水機20。在系統(tǒng)中配置有滿設定點和低設定點。滿設定點可以通過水 水平控制板52中的旋鈕66或通過高級特征控制板54的用戶接口 72手動 輸入。通過高級特征控制板54輸入的滿設定點重寫通過冰水平控制板52 輸入的滿設定點。低設定點是通過高級特征控制板54的用戶接口 72輸入的。
在能量程序100的步驟102,高級特征控制板54經(jīng)由USB端口 74 與外部能量提供者通信以確定相應的電費率和與這樣的費率相關的一天 中的時刻數(shù)據(jù)。該電費率數(shù)據(jù)存儲在存儲器94中。例如，電費率數(shù)據(jù)可 以與一天中的時刻和適于該一天中的時刻的水水平一起存儲在表中。
在步驟104，高級特征板54從水水平控制板52接收由水水平傳感設 備58感測的冰盒46的水的當前水平。在步驟106，確定水的當前水平是 否等于滿設定點。如果水的當前水平位于滿設定點，則在步驟108高級特 54發(fā)信號通知控制器42關斷制水機20。步驟106和108可以由控 制器42可選地執(zhí)行。如果冰的當前水平是不滿的，則在步驟110確定冰 的當前水平是否在低水平設定點以上。如果水的水平在低水平設定點以 下，則在步驟116高級特征控制板54將該確定結果傳送到控制器42,控 制器42繼續(xù)操作制冰機20以制冰。如果水的當前水平在低水平設定點以 上，則在步驟112確定當前電費率是否為低電費率或在其以下。如果當前 電費率為低電費率，則執(zhí)行步驟116以發(fā)信號通知控制器42繼續(xù)制水， 從而利用了低電費率。如果當前電費率大于低水平電費率，則在步驟114 確定冰的水平下降是否比預定速率32快，這指示高的4吏用量。如果水的 水平下降比預定速率快(指示高使用量)，則執(zhí)行步驟116以發(fā)信號通知 控制器42繼續(xù)制冰。如果冰的水平下降不比預定速率快(即冰的使用量 低)，則在步驟108發(fā)信號通知控制器42關斷制水機20。
參照圖1和圖5，現(xiàn)場擴充或改iti且件50包括冰水平控制板52、高 級特征控制板54、傳感設備58和通信線纜56。傳感設備58可安裝在制 冰機20的底部26的孔中，使得座62將傳感設備58緊固到底部26,傳 感器60向下朝向冰盒46突出。
通過安裝改進組件50使現(xiàn)有制水機升級為具有能量高效的優(yōu)點。本 發(fā)明的改進方法對現(xiàn)有制冰機改進如下。傳感設備58安裝在制水機20 的罩上。線64 (例如通過插頭)連接到水水平控制板52。水7jC平控制板 52和高級特扭仗54 (例如通過插頭)附連到主控制板40。通信線纜56 連接在高級特征板54和主控制板40之間。
在制冰機的另一實施例中，在制造時安裝傳感設備58，并將冰水平 控制板52和高級特征板54的功能并入主控制板40。
這樣具體參照本發(fā)明的優(yōu)選形式描述了本發(fā)明，顯然在不脫離在所附權利要求中限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可對本發(fā)明進行各種改 變和<務改。
權利要求
1. 一種包括制冰的組件的制冰機，所述制冰機包括傳感設備，其感測被布置為接收由所述組件制造的冰的冰盒中的冰的當前水平；控制器，其將所述當前水平與高設定點和低設定點進行比較，并且基于當前能量費率控制所述組件以在所述當前能量費率低時將所述當前水平保持在或接近所述高設定點而在所述當前能量費率高時將所述當前水平保持在或接近所述低設定點。
2. 根據(jù)權利要求1所述的制水機，其中，如果冰的水平下降比預定 使用速率快，則所述控制器還控制所述組件來制水，而不考慮所述當前能 量費率。
3. 根據(jù)權利要求1所述的制水機，其中，通過手動輸入或經(jīng)由到所 述當前電費率的源的網(wǎng)絡連接的自動輸入中的一個，將所述當前能量費率 輸入到所述控制器。
4. 根據(jù)權利要求1所述的制水機，其中所述控制器布置在附連到主 板的板上，所述主板包括控制所述組件的主控制器，以及其中所述控制器控制所述主控制器以將所述當前水平保持在或接近所述高^:定點或所述 低i殳定點的方式來開啟或關斷所述組件。
5. 根據(jù)權利要求1所述的制水機，其中所述傳感設備連接到附連到 所述主板的水平控制板。
6. —種^Mt制水機的組件以制水的方法，所述方法包括 獲得當前能量費率；感測被布置為從所述組件接收所述冰的水盒中的冰的當前水平； 將所述當前7jc平與高設定點和低設定點進行比較；基于當前能量費率，控制所述組件以在所述當前能量費率低時將所述 當前水平保持在或接近所述高設定點而在所述當前能量費率高時將所述 當前水平保持在或接近所述低設定點。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法，還包括如果冰的水平下降比預定使 用速率快，則控制所述組件來制水，而不考慮所述當前能量費率。
8. 根據(jù)權利要求6所述的冰方法，其中，通過手動輸入或經(jīng)由到所述當前能量費率的源的網(wǎng)絡連接的自動輸入中的一個來獲得所述當前能 量費率。
9. 一種用于現(xiàn)有制冰機的改進組件，所述現(xiàn)有制水機包括主控制板， 該主控制板控制制造冰的組件，所述水被存儲在冰盒中，所述改進組件包 括傳感設備，所述傳感設備當被安裝在所述制水機上時感測所述水盒中 的水的當前7jC平；以及第一板，所述第一板當被安裝在所述制冰機中時將所述當前水平與高 設定點和低設定點進行比較，并且基于當前能量費率控制所述組件以在所 述當前能量費率低時將所述當前水平保持在或接近所述高設定點而在所 述當前能量費率高時將所述當前水平保持在或接近所述低設定點。
10. 根據(jù)權利要求9所述的改i^且件，還包括第二板，所述第二板當 被安裝在所述制水機中時與所述傳感設備和所述第一板互相連接，其中所 述第二板從所述傳感設^^接收所述當前水平并將所述當前水平提供給所 述第一板。
11. 根據(jù)權利要求9所述的改進組件，還包括通信線纜，所述通信線 纜在被安裝時使所述第 一板和所述主控制板互相連接。
12. —種用于現(xiàn)有制冰機的改進方法，所述現(xiàn)有制水機包括制造水的 組件，所述g存儲在冰盒中，所述改進方法包括將感測所述冰盒中的冰的當前水平的傳感設備安裝到所述制水機；以及將第一板安裝到所述制冰機，所述第一板包括控制器，所述控制器將 所述當前水平與高設定點和低設定點進行比較，并JL&于當前能量費率控 制所述組件以在所述當前能量費率低時將所述當前水平保持在或接近所 述高設定點而在所述當前能量費率高時將所述當前水平保持在或接近所 述低設定點。
13. 根據(jù)權利要求12所述的改進方法，還包括通過線纜將所述第一 板連接到所述制水機的主板。
14. 根據(jù)權利要求12所述的改進方法，還包括安裝第二板并將所述 第二板連接到所述傳感設備，以及其中所述第二板包括調(diào)整所述傳感設備 感測到的信號以將所述當前水平提供給所述控制器的電路。14.根據(jù)權利要求13所述的方法，其中所述第一板和第二板中的至 少 一個安裝在所述制冰機的主板上。
全文摘要
一種具有組件和控制該組件制冰的控制器的制冰機。傳感設備感測在接收由組件制造的冰的冰盒中的冰的當前水平。控制器將當前水平與高設定點和低設定點進行比較，并且基于當前能量費率控制組件以在當前能量費率低時將當前水平保持在或接近高設定點而在當前能量費率高時將當前水平保持在或接近低設定點，以提供能量效率?？刂破骱蛡鞲性O備是具有能量高效特征的改進現(xiàn)有制冰機的改進組件的一部分。
文檔編號F25C1/00GK101535742SQ200780038799
公開日2009年9月16日 申請日期2007年10月18日 優(yōu)先權日2006年10月18日
發(fā)明者丹尼爾·A·亞斯科夫斯基, 馬修·W·阿莉森 申請人:斯科茨曼集團公司