專利名稱：基于溫差的吊扇自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
基于溫差的吊扇自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)先權(quán)本申請(qǐng)要求2008年2月4日提交的題為"Automatic Control System for Ceiling Fan Based on Temperature Differentials” 的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第 61/025852 號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)通過(guò)參考完整地結(jié)合于此。
背景技術(shù)：
多種風(fēng)扇系統(tǒng)在多種環(huán)境中制造和使用了好多年。例如，多種吊扇公開(kāi)在2007 年10月23日公告的題為“Fan Blades”的美國(guó)專利第7284960號(hào)，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)參考 結(jié)合于此；2001年6月12日公告的題為“Low Speed Cooling Fan”的美國(guó)專利第6244821 號(hào)，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)參考結(jié)合于此；2005年9月6日公告的題為“Cooling fan with Reinforced Blade”的美國(guó)專利第6939108號(hào)，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)參考結(jié)合于此；2008年1 月10日公開(kāi)的題為“Flan Blades”的美國(guó)公開(kāi)第2008/0008596號(hào)，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)參考 結(jié)合于此；禾口 2008 年 3 月 6 日提交的題為“Ceiling Fan System with Brushless Motor” 的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/034254號(hào)，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)參考結(jié)合于此。可選地，任何其他 合適的風(fēng)扇可以結(jié)合這里所述的實(shí)施方式而使用。扇葉或翼片的外部頂端可以通過(guò)添加空氣動(dòng)力學(xué)頂端或小翼而終止。僅僅示例 的小翼描述在2007年8月7日公告的題為“Fan Blade Modifications”的美國(guó)專利第 7252478號(hào)，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)參考結(jié)合于此；2008年1月17日公開(kāi)的題為“Cuffed Fan Blade Modifications”的美國(guó)專利第2008/0014090號(hào)，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)參考結(jié)合于此； 2008年9月4日公開(kāi)的題為“Angled Airfoil Extension for Fan Blade”的美國(guó)公開(kāi)第 2008/0213097號(hào)，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)參考結(jié)合于此?？紤]到這里公開(kāi)的教導(dǎo)，可能與翼片或 扇葉的外部頂端相關(guān)的其他合適的結(jié)構(gòu)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的?？蛇x地， 翼片或扇葉的外部頂端可以簡(jiǎn)單地閉合，或者可以完全沒(méi)有任何類似的結(jié)構(gòu)。扇葉和扇轂的界面也可以以多種方式提供。例如，界面構(gòu)件在2008年9月19日 提交的題為“Aerodynamic Interface Component for Fan Blade”的美國(guó)非臨時(shí)專利申請(qǐng) 序列號(hào)第12/233783號(hào)中描述，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)參考結(jié)合于此。可選地，扇葉和扇轂的界 面可以包括任何其他構(gòu)件，或者可以完全沒(méi)有任何類似的結(jié)構(gòu)。風(fēng)扇也可以包括多種安裝結(jié)構(gòu)。例如，風(fēng)扇安裝結(jié)構(gòu)公開(kāi)在2008年9月4日提交 的題為“Ceiling Fan with Angled Mounting”的美國(guó)非臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)第12/203960 號(hào)中，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)參考結(jié)合于此。此外，風(fēng)扇可以包括傳感器或其他特征，以用于至 少部分地控制風(fēng)扇系統(tǒng)的運(yùn)行。例如，這樣的風(fēng)扇系統(tǒng)公開(kāi)在2008年10月10日提交的題 為"Ceiling Fan with Concentric Stationary Tube and Power-Down Features，，的美國(guó) 非臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)第12/249086號(hào)中，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)參考結(jié)合于此；和2008年12 M 16 HiI^WIS^J "Automatic Control System and Method to Minimize Oscillation in Ceiling Fans”的美國(guó)非臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)第12/336090號(hào)中，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)參 考結(jié)合于此?？蛇x地，任何其他合適的安裝結(jié)構(gòu)和/或風(fēng)扇系統(tǒng)可以與這里所述的實(shí)施方式結(jié)合使用。作為建筑物中的氣候控制系統(tǒng)的構(gòu)件的極大高容量/低速(“HVLS”)的吊扇的作 用可被容易地觀察到，例如在溫暖的天氣中，當(dāng)風(fēng)扇或者單獨(dú)使用或者與空調(diào)結(jié)合使用時(shí)， 和在冬天，當(dāng)它們與加熱系統(tǒng)結(jié)合使用時(shí)。在一些環(huán)境中缺少這樣的風(fēng)扇時(shí)，自然對(duì)流可能 引起空氣分層，其中最溫暖的層在鄰近天花板的頂部，而最冷的層在地板處。這在冬天可能 是尤其不想要的條件，冬天在地板水平的居住者需要熱量，在天花板緊鄰下方的高溫可能 增加通過(guò)天花板的熱損失率，并減小能效。HVLS風(fēng)扇在這樣的環(huán)境中的主要功能，尤其在冬天月份中，且當(dāng)HVLS風(fēng)扇結(jié)合加 熱系統(tǒng)使用時(shí)，是通過(guò)將來(lái)自空間上部的加熱的空氣與靠近地板的較冷的空氣混合，而用 于在整個(gè)圍起的空間中保持基本均勻的空氣溫度。當(dāng)風(fēng)扇的速度得到控制，從而有正好足 夠的空氣運(yùn)動(dòng)以維持均勻的空氣溫度而沒(méi)有可能產(chǎn)生不想要的穿堂風(fēng)的過(guò)大的速度時(shí)，舒 適和能量高效的狀態(tài)可以得以維持。在實(shí)際中，在許多情形下，這種狀態(tài)只可以接近。例如， 風(fēng)扇的速度可以手動(dòng)地(例如通過(guò)由在地板水平處的人操作的控制等)或者自動(dòng)地(例如 通過(guò)將風(fēng)扇連接到加熱系統(tǒng)的控制器上等)控制。在手動(dòng)操作中，風(fēng)扇可以基于操作者對(duì) 舒適性的主觀感覺(jué)而控制，而在結(jié)合加熱的自動(dòng)操作中，可以響應(yīng)于房間溫度。然而，這樣 的控制基礎(chǔ)可能不會(huì)必然地在整個(gè)空間中提供基本均勻的溫度。盡管已經(jīng)制造和使用多種系統(tǒng)和方法用于控制風(fēng)扇和風(fēng)扇系統(tǒng)，可以相信的是， 沒(méi)有人在本發(fā)明人之前已經(jīng)制造或使用后附權(quán)利要求中所述的本發(fā)明。


從說(shuō)明書(shū)中能夠得出權(quán)利要求，其中權(quán)利要求特別地指出和清楚地要求了本發(fā) 明，相信本發(fā)明將從下面結(jié)合附圖的特定例子的說(shuō)明書(shū)中得到更好的理解，其中類似的參 考數(shù)字表示相同的元件，其中圖1描述了包括控制構(gòu)件的示例的風(fēng)扇系統(tǒng)的示意圖；和圖2描述了圖1的風(fēng)扇系統(tǒng)的控制構(gòu)件的示意圖?，F(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的不同的實(shí)施方式，其例子在附圖中示出。對(duì)于附圖中示 出的專門(mén)的尺寸，這些尺寸需要理解為僅僅用于示例而不是以任何方式作出限制。相應(yīng)地， 需要理解的是，這些尺寸可以以任何合適的方式改變。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明某些例子的說(shuō)明不應(yīng)當(dāng)用于限制本發(fā)明的范圍。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的其他例子、特征、方面、實(shí)施方式和優(yōu)點(diǎn)將從下面的說(shuō)明中變得顯而易見(jiàn)， 下面的說(shuō)明只是通過(guò)示例，是考慮用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選模式之一。如同將實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明 能夠有其他不同和顯而易見(jiàn)的方面，它們都不脫離本發(fā)明的范圍。相應(yīng)地，附圖和說(shuō)明需要 認(rèn)為本質(zhì)上是示例性的而不是限制性的。如圖1所示，示例的風(fēng)扇10耦接到天花板結(jié)構(gòu)2上，并懸掛在地板4之上。風(fēng)扇 10包括支撐件12，該支撐件12直接地耦接在天花板結(jié)構(gòu)2上。支撐件12可以根據(jù)這里引 用的任何專利、專利公開(kāi)或?qū)＠暾?qǐng)的教導(dǎo)而構(gòu)建和/或運(yùn)行。風(fēng)扇10還包括馬達(dá)14、通 過(guò)馬達(dá)14旋轉(zhuǎn)的轂16和從轂16徑向向外延伸的多個(gè)扇葉18。同樣地，任何這些構(gòu)件，和
6如同根據(jù)需要風(fēng)扇10可能具有的其他構(gòu)件一起，可以根據(jù)這里引用的任何專利、專利公開(kāi) 或?qū)＠暾?qǐng)的教導(dǎo)而構(gòu)建和/或運(yùn)行。馬達(dá)控制器20與馬達(dá)14通信。例如，馬達(dá)控制器20可以包括可編程變速控制器 24，從而提供轂16可以通過(guò)馬達(dá)14旋轉(zhuǎn)的速度譜。根據(jù)這里的教導(dǎo)，馬達(dá)控制器20的合 適的構(gòu)件和特征對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。馬達(dá)控制器20可以經(jīng)由電線62、 無(wú)線地或者任何其他合適的方式與馬達(dá)14通信。用戶界面(未示出)也可以與馬達(dá)控制 器20通信，以允許操作者通過(guò)馬達(dá)控制器20為馬達(dá)14調(diào)節(jié)速度設(shè)置(例如從離散的預(yù)設(shè) 速度中選擇，或者從基本連續(xù)的速度范圍中選擇速度等)。只作為例子，合適的用戶界面可 以包括安裝在墻壁上的控制面板，該控制面板根據(jù)2008年3月6日提交的題為“Ceiling Fan System with Brushless Motor”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)第61/034254號(hào)的教導(dǎo) 而構(gòu)建和運(yùn)行，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)參考結(jié)合于此?？蛇x地，可以采用任何其他合適的用戶界 面。在當(dāng)前的例子中，用戶界面經(jīng)由電線(未示出)與馬達(dá)控制器20通信。然而需要理解 的是，用戶界面可以可選地?zé)o線地或以任何其他合適的方式與馬達(dá)控制器20通信。需要理解的是，馬達(dá)控制器20和用戶界面可以設(shè)置在任何合適的位置。只作為例 子，馬達(dá)控制器20可以位于馬達(dá)14內(nèi)或鄰近馬達(dá)14?？蛇x地，馬達(dá)控制器20可以位于用 戶界面內(nèi)或鄰近用戶界面，或者在用戶界面和馬達(dá)14之間的其他一些地方?？蛇x地，馬達(dá) 控制器20可以設(shè)置在任何其他合適的位置。類似地，用戶界面可以安裝到墻壁上，可以通 過(guò)遠(yuǎn)離風(fēng)扇10安裝位置的計(jì)算機(jī)提供，或者可以設(shè)置在任何其他合適的位置。還是如圖1所示，本例子的系統(tǒng)還包括與馬達(dá)控制器20通信的兩個(gè)溫度傳感器 40、50。傳感器40、50可以經(jīng)由電線64和65、無(wú)線地或以任何其他合適的方式與馬達(dá)控制 器20通信。傳感器40、50還可以與HVAC控制系統(tǒng)通信，從而通過(guò)傳感器40、50感應(yīng)到的 溫度除了影響風(fēng)扇10的運(yùn)行外或代替影響風(fēng)扇10的運(yùn)行，還可以影響建筑物的HVAC系統(tǒng) 的運(yùn)行。本例的馬達(dá)控制器20包括處理器22，該處理器22比較兩個(gè)傳感器40、50提供的 基本同期的溫度讀數(shù)。然后基于所述基本同期的溫度讀數(shù)的比較，馬達(dá)控制器20調(diào)整轂16 的旋轉(zhuǎn)速度，如在下面更加詳細(xì)所述的。當(dāng)然，任何合適類型的電路或模塊可以用于控制馬 達(dá)14的速度。而且，比較溫度讀數(shù)和/或發(fā)出相關(guān)的命令的處理器22或其它裝置可以集 成在馬達(dá)控制器20中，或者與馬達(dá)控制器20分開(kāi)。根據(jù)這里的教導(dǎo)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，輪詢溫度傳感器40、50的合適的頻率(例如每?jī)擅腌娨淮?將是顯而易見(jiàn)的。通過(guò)將一個(gè)溫度傳感器40放置在天花板2附近，將第二個(gè)傳感器50放置在地板4 附近，兩個(gè)讀數(shù)之間的差值可以體現(xiàn)風(fēng)扇10為建立想要的均勻溫度條件所需運(yùn)行的程度。 例如，該系統(tǒng)可以編程為使得兩個(gè)溫度讀數(shù)之間較大的差值導(dǎo)致風(fēng)扇10速度逐漸加快；而 當(dāng)溫度讀數(shù)之間的差值減小時(shí)，風(fēng)扇10的速度可以控制為逐漸下降。當(dāng)兩個(gè)溫度讀數(shù)變得幾乎相等或在預(yù)定的可接受差值范圍內(nèi)時(shí)，風(fēng)扇10可以相 應(yīng)地反應(yīng)。例如，當(dāng)兩個(gè)溫度讀數(shù)變得幾乎相等或在預(yù)定的可接受差值范圍內(nèi)時(shí)，風(fēng)扇10 可以恢復(fù)其在兩個(gè)溫度讀數(shù)之差超出預(yù)定界限之前的速度?？蛇x地，當(dāng)兩個(gè)溫度讀數(shù)變得 幾乎相等或在預(yù)定的可接受差值范圍內(nèi)時(shí)，風(fēng)扇10可以停止運(yùn)行(例如，供給馬達(dá)14的 電力停止，從而風(fēng)扇10可以慣性減速到停止；以可控的方式減速到停止；或者基于機(jī)械制 動(dòng)或馬達(dá)制動(dòng)而突然停止；等)；只要系統(tǒng)檢測(cè)到溫差超出預(yù)定界限時(shí)，風(fēng)扇10再次開(kāi)始旋 轉(zhuǎn)。風(fēng)扇10也可以恒定地運(yùn)行，其中風(fēng)扇10的速度動(dòng)態(tài)地響應(yīng)于檢測(cè)時(shí)感應(yīng)到的溫差而恒定地改變或經(jīng)常改變。根據(jù)這里的教導(dǎo)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，風(fēng)扇10可以基于兩 個(gè)或更多個(gè)溫度讀數(shù)而得到控制的其他方法(例如響應(yīng)于超出預(yù)定界限的溫差，和/或響 應(yīng)于感應(yīng)到的溫度幾乎相等或在預(yù)定的可接受差值范圍內(nèi))將變得顯而易見(jiàn)。根據(jù)這里的 教導(dǎo)，用于引起風(fēng)扇10停止或者其它反應(yīng)的較高溫度和較低溫度之間的差值的合適的范 圍對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)也是顯而易見(jiàn)的。在較高溫度讀數(shù)和較低溫度讀數(shù)變得幾乎相等或在容許范圍內(nèi)(例如，使得房間 進(jìn)行充分的去層理作用)，并且風(fēng)扇10已經(jīng)停止或者以其它方式反應(yīng)(例如僅僅是變慢，即 使只是很輕微地)之后，較高溫度讀數(shù)和較低溫度讀數(shù)之間的差值仍然可以得到監(jiān)測(cè)。例 如，當(dāng)風(fēng)扇10停止時(shí)，或者當(dāng)風(fēng)扇10以用戶限定的速度運(yùn)行時(shí)，溫度傳感器40、50可以每 隔幾秒鐘或者以任何想要的頻率被輪詢。當(dāng)較高溫度和較低溫度之間的差值超出界限時(shí)， 處理器22可以發(fā)送信號(hào)到VFD24以再次開(kāi)始風(fēng)扇10的旋轉(zhuǎn)。根據(jù)這里的教導(dǎo)，對(duì)于當(dāng)兩 個(gè)溫度讀數(shù)變得幾乎相等或在預(yù)定的可接受差值范圍內(nèi)時(shí)風(fēng)扇10被停用或停止的情形， 用于再次激活風(fēng)扇10的合適的溫差界限對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，并可以 基于風(fēng)扇10特定的位置和/或其他考慮。當(dāng)風(fēng)扇10運(yùn)行時(shí)，溫差可以再次如上所述那樣 得到監(jiān)測(cè)，風(fēng)扇10可以相應(yīng)地得到控制。如上所述，在一些變型中，風(fēng)扇10可以恒定地旋轉(zhuǎn)，速度基于感應(yīng)到的溫度之間 的差值而動(dòng)態(tài)地控制(例如加速、減速等)。例如，控制系統(tǒng)可以構(gòu)建為使得沒(méi)有溫差范圍 是可接收的，從而風(fēng)扇10恒定地反應(yīng)于甚至很小的溫差。對(duì)于溫度之間的差值相對(duì)較小或 不可察覺(jué)的情形，風(fēng)扇10的速度可以是基本恒定的(例如與用戶在控制裝置中的輸入相關(guān) 的速度，停止等)。在一些變型中，較高溫度傳感器40可以結(jié)合到風(fēng)扇10組件本身中。此外或可選 地，較高溫度傳感器40可以包括安裝在天花板2附近的分開(kāi)的單元。較高溫度傳感器40 還可以安裝在墻壁上或其他結(jié)構(gòu)上。根據(jù)這里的教導(dǎo)，用于安裝一個(gè)或多個(gè)較高溫度傳感 器40的其他合適的位置對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。而且，可以使用任何合適 數(shù)量的較高溫度傳感器40。對(duì)于采用了多于一個(gè)較高溫度傳感器40的情形，來(lái)自多個(gè)較高 溫度傳感器40的讀數(shù)可以平均在一起以與較低的溫度水平進(jìn)行比較?？蛇x地，來(lái)自多個(gè)較 高溫度傳感器40的數(shù)據(jù)可以以多種可選的方法采用，與通過(guò)較低溫度傳感器50感應(yīng)到的 一個(gè)或多個(gè)溫度水平比較，或其它。在一些變型中，較低溫度傳感器50可以結(jié)合在與馬達(dá)控制器20相關(guān)的控制面板 中。此外或可選地，較低溫度傳感器50可以包括分開(kāi)的單元以安裝在地板4附近。較低溫 度傳感器50還可以安裝在墻壁或其他結(jié)構(gòu)上。根據(jù)這里的教導(dǎo)，用于安裝一個(gè)或多個(gè)較低 溫度傳感器50的其他合適的位置對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。此外，如以上關(guān) 于較高溫度傳感器40中所述的，可以使用任何合適數(shù)量的較低溫度傳感器50。對(duì)于采用了 多于一個(gè)較低溫度傳感器50的情形，來(lái)自多個(gè)較低溫度傳感器50的讀數(shù)可以平均在一起 以與較高的溫度水平進(jìn)行比較?？蛇x地，來(lái)自多個(gè)較低溫度傳感器50的數(shù)據(jù)可以以多種可 選的方法采用，與通過(guò)較高溫度傳感器40感應(yīng)到的一個(gè)或多個(gè)溫度水平比較，或其它。在一些變型中，使用單獨(dú)一對(duì)溫度傳感器40、50以控制單個(gè)風(fēng)扇10。在其他變型 中，使用單獨(dú)的一對(duì)溫度傳感器40、50以控制幾個(gè)風(fēng)扇10的組。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，其中 任何數(shù)量的溫度傳感器40、50和任何數(shù)量的風(fēng)扇10可相關(guān)聯(lián)的其他方法，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。當(dāng)然，盡管兩個(gè)溫度傳感器40、50包括在本例中，需要理解的是， 任何合適數(shù)量的溫度傳感器可以用于任何合適的位置。圖2表示示例的控制構(gòu)造的示意圖。如圖所示，馬達(dá)控制器20包括處理器22、 VFD24。處理器22與VFD24通信，VFD24又與風(fēng)扇10通信。溫度傳感器40、50和相對(duì)濕度 傳感器60與處理器22通信。在本例中，處理器22經(jīng)由PID(比例、積分、微分)控制器對(duì) 風(fēng)扇的速度進(jìn)行校正?？蛇x地，可以采用任何其他合適類型的控制器。在本例中，溫差通過(guò) 處理器22恒定地監(jiān)測(cè)，為風(fēng)扇10產(chǎn)生命令速度。在一些變型中，設(shè)定值(SV)(例如在較高 傳感器40和較低傳感器50之間的目標(biāo)溫差)總是為零。這可以體現(xiàn)優(yōu)選的去層理空間。 可選地，可以采用任何其他合適的SV。感應(yīng)到的溫差(ΔΤ)用作過(guò)程變量(PV)，其與SV比 較。然后這兩個(gè)變量之間的偏差通過(guò)處理器22和PI循環(huán)邏輯處理，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的風(fēng)扇命 令速度(MV，或者操作變量)。對(duì)于包括濕度傳感器60的情形，濕度傳感器60可以放置在任何合適的位置。而 且，通過(guò)濕度傳感器60獲得的濕度數(shù)據(jù)可以以任何合適的方式計(jì)算到控制算法中，例如如 下所述那樣或者其它的。根據(jù)這里的教導(dǎo)，濕度數(shù)據(jù)可以用于影響風(fēng)扇10的控制的合適的 方法，例如與溫度傳感器40、50的數(shù)據(jù)結(jié)合，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。需要理解的是，風(fēng)扇10的行為可以基于多種因素而改變，除了或代替ΔΤ。例如， 除了其他可能的因素或參數(shù)，風(fēng)扇10的行為可以基于相對(duì)濕度(RH)、室內(nèi)溫度和室外溫度 之間的差值、和/或HVAC系統(tǒng)的狀態(tài)(例如HVAC系統(tǒng)是在加熱模式還是在冷卻模式等) 而改變。而且，風(fēng)扇10的行為可以基于室外溫度是否比室內(nèi)冷或室外溫度是否比室內(nèi)溫暖 (例如季節(jié)模式)而不同?？梢钥刂葡到y(tǒng)響應(yīng)的其他變量可以包括絕對(duì)室溫(例如溫暖或 寒冷等)。根據(jù)這里的教導(dǎo)，可以用于影響風(fēng)扇10的行為的其他的常量、變量或參數(shù)對(duì)于本 領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。在本例中，系統(tǒng)響應(yīng)于偏差的速度通過(guò)比例增益(Kp)而控制。在一些變型中，Kp 是可以從下面兩個(gè)方面獲得的數(shù)相對(duì)濕度和VFD24加速/減速比?？蛇x地，Kp可以只根 據(jù)那些因素中的其中一個(gè)得出，根據(jù)任何其他因素得出，或者根據(jù)多個(gè)因素的任何合適的 組合得出。在本例中，Kp(RH)限定出風(fēng)扇10將響應(yīng)于偏差的進(jìn)取(aggression)水平，如 同將在下面更加詳細(xì)描述的那樣或其它的。系統(tǒng)還可以提供“夏天模式”、“冬天模式”和/或多種其他模式。這些模式可以手 動(dòng)地或自動(dòng)地選擇(例如基于電子定時(shí)器或日歷，基于室外溫度、溫度趨勢(shì)、其他環(huán)境條件 等)。只作為例子，在夏天模式中，較大的RH值可以導(dǎo)致較大的Kp。在冬天模式下，較大的 RH值可以導(dǎo)致較小的Kp。冬天模式和夏天模式進(jìn)一步示例的細(xì)節(jié)將在下面更加具體地描 述。當(dāng)然，可以采用任何其他合適的模式，并對(duì)Kp具有任何合適的影響。而且，可以采用任 何其他合適的控制構(gòu)造、構(gòu)件、參數(shù)和功能。下面的表1表示參數(shù)不同的示例的范圍，不同型式的風(fēng)扇10可以在這些范圍下運(yùn) 行。然而，可以理解的是，表格中示出的數(shù)值和范圍僅僅作為示例并僅僅是近似的。它們不 是任何方式的排除性的、限定性的或者限制性的。相反，它們僅僅代表風(fēng)扇系統(tǒng)可以以其運(yùn) 行的許多種可能方法中的幾種。表 16/7頁(yè)
權(quán)利要求
一種安裝在具有地板和天花板的位置中的風(fēng)扇系統(tǒng)，該風(fēng)扇系統(tǒng)包括(a)可旋轉(zhuǎn)的轂；(b)固定到該轂上的多個(gè)扇葉；(c)與該轂連接的馬達(dá)，其中該馬達(dá)可運(yùn)行，用以以可選擇的旋轉(zhuǎn)速度驅(qū)動(dòng)該轂；(d)與馬達(dá)通信的馬達(dá)控制器，其中該馬達(dá)控制器構(gòu)建成用于選擇該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該轂的旋轉(zhuǎn)速度；(e)位于天花板附近的較高溫度傳感器，其中該較高溫度傳感器構(gòu)建成用于感應(yīng)在天花板附近處空氣的溫度，其中該較高溫度傳感器與該馬達(dá)控制器通信；和(f)位于地板附近的較低溫度傳感器，其中該較低溫度傳感器構(gòu)建成用于感應(yīng)在地板附近處空氣的溫度，其中該較低溫度傳感器與該馬達(dá)控制器通信；其中該馬達(dá)控制器構(gòu)建成用于至少部分地基于傳送自較高溫度傳感器的溫度和傳送自較低溫度傳感器的溫度之間的差值自動(dòng)地調(diào)整馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該轂的旋轉(zhuǎn)速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其中該馬達(dá)控制器構(gòu)建成用于比較傳送自較高溫 度傳感器的溫度和傳送自較低溫度傳感器的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其中該馬達(dá)控制器構(gòu)建成用于自動(dòng)地調(diào)整該馬達(dá) 驅(qū)動(dòng)該轂的旋轉(zhuǎn)速度，以最小化傳送自較高溫度傳感器的溫度和傳送自較低溫度傳感器的 溫度之間的差值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其中該馬達(dá)控制器包括處理器和可變頻驅(qū)動(dòng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其中該較高溫度傳感器和較低溫度傳感器與該處 理器耦接，其中該處理器與該可變頻驅(qū)動(dòng)器耦接，其中該可變頻驅(qū)動(dòng)器與該馬達(dá)耦接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其中該處理器包括比例、積分、微分(PID)控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其中該P(yáng)ID與一為零的設(shè)定值(SV)相關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其中該P(yáng)ID還與過(guò)程變量(PV)關(guān)聯(lián)，其中該過(guò)程 變量表示通過(guò)較高溫度傳感器感應(yīng)到的溫度和基本同時(shí)期地通過(guò)較低溫度傳感器感應(yīng)到 的溫度之間的差值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其中該P(yáng)ID構(gòu)建成用于通過(guò)PI循環(huán)邏輯處理在 SV值和PV值之間的偏差。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，還包括濕度傳感器，其中該濕度傳感器構(gòu)建成用 于感應(yīng)相對(duì)濕度，其中該濕度傳感器與該馬達(dá)控制器通信。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其中該馬達(dá)控制器構(gòu)建成用于還至少部分地基 于傳送自該濕度傳感器的濕度水平而自動(dòng)地調(diào)整該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該轂的旋轉(zhuǎn)速度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其中該馬達(dá)控制器構(gòu)建成用于采用選擇的加速 比率自動(dòng)地調(diào)整該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該轂的旋轉(zhuǎn)速度，其中該馬達(dá)控制器構(gòu)建成用于至少部分地基 于傳送自該濕度傳感器的濕度水平而選擇該加速比率。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其中該馬達(dá)控制器構(gòu)建成用于提供第一運(yùn)行模 式和第二運(yùn)行模式，其中該第一運(yùn)行模式包括該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該轂的旋轉(zhuǎn)速度的第一上限，其 中該第二運(yùn)行模式包括該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該轂的旋轉(zhuǎn)速度的第二上限，其中該第二上限大于該第 一上限。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其中該第一運(yùn)行模式還包括該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該轂的旋轉(zhuǎn)速度的第一下限，其中該第二運(yùn)行模式還包括該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該轂的旋轉(zhuǎn)速度的第二下 限，其中該第二下限大于該第一下限。
15.一種運(yùn)行風(fēng)扇的方法，該方法包括(a)提供風(fēng)扇，其中該風(fēng)扇包括(i)可旋轉(zhuǎn)的轂，(ii)固定到該轂上的多個(gè)扇葉，(iii)與該轂連接的馬達(dá)，其中該馬達(dá)可運(yùn)行，用以以可選擇的旋轉(zhuǎn)速度驅(qū)動(dòng)該轂，和(iv)與馬達(dá)通信的馬達(dá)控制器，其中該馬達(dá)控制器構(gòu)建成用于選擇該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該轂的 旋轉(zhuǎn)速度，其中該風(fēng)扇設(shè)置在具有地板和天花板的空間中；(b)在天花板附近提供較高溫度傳感器，其中該較高溫度傳感器構(gòu)建成用于感應(yīng)在天 花板附近空氣的溫度；(c)在地板附近提供較低溫度傳感器，其中該較低溫度傳感器構(gòu)建成用于感應(yīng)在地板 附近空氣的溫度；(d)接收來(lái)自該較高溫度傳感器的溫度讀數(shù)；(e)接收來(lái)自該較低溫度傳感器的溫度讀數(shù)；和(f)至少部分地基于從該較高溫度傳感器和較低溫度傳感器接收的溫度讀數(shù)之間的差 值而調(diào)整該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該轂的旋轉(zhuǎn)速度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中調(diào)整旋轉(zhuǎn)速度的動(dòng)作包括自動(dòng)地調(diào)整旋轉(zhuǎn)的速 度以最小化來(lái)自較高溫度傳感器和較低溫度傳感器的連續(xù)的溫度讀數(shù)之間的差值。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括(a)從較高溫度傳感器持續(xù)地接收溫度讀數(shù)；(b)從較低溫度傳感器持續(xù)地接收溫度讀數(shù)；和(c)至少部分地基于持續(xù)地從較高溫度傳感器和較低溫度傳感器接收的溫度讀數(shù)之間 的差值持續(xù)地調(diào)整該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該轂的旋轉(zhuǎn)速度。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括(a)提供濕度傳感器，其中該濕度傳感器構(gòu)建成用于感應(yīng)相對(duì)濕度；(b)從該濕度傳感器接收相對(duì)濕度讀數(shù)；和(c)還至少部分地基于該濕度讀數(shù)調(diào)整該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該轂的旋轉(zhuǎn)速度。
19.一種在具有地板和天花板的空間中安裝風(fēng)扇系統(tǒng)的方法，該方法包括(a)將風(fēng)扇與天花板耦接，其中該風(fēng)扇包括(i)可旋轉(zhuǎn)的轂，(ii)固定到該轂上的多個(gè)扇葉，(iii)與該轂連接的馬達(dá)，其中該馬達(dá)可運(yùn)行，用以以可選擇的旋轉(zhuǎn)速度驅(qū)動(dòng)該轂，和(iv)與馬達(dá)通信的馬達(dá)控制器，其中該馬達(dá)控制器構(gòu)建成用于選擇該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該轂的 旋轉(zhuǎn)速度，(b)將較高溫度傳感器安裝在天花板附近；(c)將較高溫度傳感器與該馬達(dá)控制器耦接；(d)將較低溫度傳感器安裝在地板附近；和(e)將較低溫度傳感器與該馬達(dá)控制器耦接。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括(a)安裝濕度傳感器；和(b)將該濕度傳感器與該馬達(dá)控制器耦接。
全文摘要
風(fēng)扇包括轂、幾個(gè)扇葉和可操作地驅(qū)動(dòng)該轂的馬達(dá)。馬達(dá)控制器與該馬達(dá)通信，并構(gòu)建成用于選擇該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該轂的旋轉(zhuǎn)速度。風(fēng)扇安裝在具有地板和天花板的地方。較高溫度傳感器位于天花板附近。較低溫度傳感器位于地板附近。所述溫度傳感器與馬達(dá)控制器通信，該馬達(dá)控制器包括構(gòu)建成用于比較來(lái)自較高和較低溫度傳感器基本上同期的溫度讀數(shù)的處理器。因此該馬達(dá)控制器構(gòu)建成用于自動(dòng)地控制風(fēng)扇馬達(dá)，以最小化來(lái)自較高和較低溫度傳感器基本上同期的溫度讀數(shù)之間的差值。因此該風(fēng)扇系統(tǒng)可以使得環(huán)境中的空氣基本去層理，以在環(huán)境中提供基本均勻的溫度分布。
文檔編號(hào)F25D17/00GK101939604SQ200980104074
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2009年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月4日
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