TW201923292A - 用於使用溫度測量預測ｈｖａｃ過濾器變化之系統及方法 - Google Patents

用於使用溫度測量預測ｈｖａｃ過濾器變化之系統及方法 Download PDF

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Abstract

用於估計HVAC系統中之空氣過濾器的置換狀態之系統及方法，該等系統及方法係基於獲得與HVAC系統隨時間變動而輸出之空氣溫度關聯的資料。

Description

用於使用溫度測量預測HVAC過濾器變化之系統及方法
暖通空調(HVAC)系統係常用以控制各種住宅(例如家及辦公室建築)之內部空間中的溫度。對於許多HVAC設備而言，習知上使用一拋棄式或可回收的空氣過濾器。使用一段時間後，為了最佳性能，應置換此一過濾器。
過濾器製造商常建議在規則且固定日曆間隔的基礎上進行過濾器置換。然而，此固定時段可能不適於所有情況(特別對於需求操作的HVAC系統(一般與住家及輕型商業住宅一起採用))，其中HVAC系統的風扇僅在HVAC系統主動加熱或冷卻的時間期間運轉(且因此氣流通過空氣過濾器)。在此等情況下，HVAC系統在固定的日曆時段的過程中之實際運轉時間常將變化(例如隨一年季節)。因此，用於過濾器置換的固定時段相對於基於過濾器所經歷的實際運轉時間之最佳置換時程可係太短或太長。
概括而言，本文揭示用於估計一HVAC系統中之一空氣過濾器的一置換狀態之系統及方法，該等系統及方法係基於獲得與 該HVAC系統隨時間變動而輸出之空氣的該溫度關聯的資料。此等及其他態樣將經由下文的詳細說明而顯而易見。然而，無論如何，不應將本案發明內容解釋為限制可主張的申請標的，不論此申請標的是在最初申請之申請案的申請專利範圍內所提出，或是在審理中以修改或是其他方式呈現的申請專利範圍中皆然。
20‧‧‧住宅
21‧‧‧地下室
22‧‧‧HVAC系統
24‧‧‧內部/內部空間
26‧‧‧外部環境
27‧‧‧出口
29‧‧‧空氣回送入口
30‧‧‧導管系統
31‧‧‧供應導管
32‧‧‧風扇
33‧‧‧回送導管
34‧‧‧過濾器
35‧‧‧位置
36‧‧‧溫度控制設備/設備
38‧‧‧恆溫器
50‧‧‧溫度感測器
80‧‧‧調風器
211‧‧‧階段
211'‧‧‧階段
212‧‧‧階段
213‧‧‧階段
214‧‧‧階段
300‧‧‧行動裝置
圖1係服務住宅之說明性HVAC系統之以通用表示的示意圖。
圖2係HVAC系統之例示性出口的透視部分分解圖，其中例示性溫度感測器經定位靠近該出口。
圖3係例示性溫度感測器的透視部分分解圖，該例示性溫度感測器係安裝在HVAC出口之一調風器上並經組態以與遠端運算裝置通訊。
圖4呈現從經安裝靠近HVAC系統之出口的溫度感測器獲得的實驗資料。
圖5描繪從圖4的溫度資料獲得之HVAC系統之實際操作的估計時間間隔。
本揭露係關於用於估計或預測HVAC空氣過濾器置換狀態及可選地向使用者報告置換過濾器之需要(及/或提供關於剩餘可用之過濾器壽命的資訊)之系統及方法。該等系統及方法可與幾乎任何類型的HVAC設備一起採用，但與現存之以需求作為基礎而操作的 強制通風HVAC系統(即，其風扇(鼓風機)在系統處於冷卻或加熱模式中操作的系統)(諸如常見於住家或輕型商業住宅中者)一起採用係特別有利的。作為一參考觀點，圖1示意地繪示具有經安裝之HVAC系統22的住宅20(大致上參考)。習知地，住宅20的結構建立內部24(常稱為「室內(indoor)」或「室內環境(indoor environment)」)，且大致將室內空氣與住宅20的外部環境26(亦稱為「室外(outdoor)」或「室外環境(outdoor environment)」)分隔或隔離。用語「住宅(dwelling)」廣義地係指任何封閉結構，一或多個人在其中居住、臨時留駐、尋求庇護、工作、存放物品等(諸如房屋(例如，單戶家庭的家、複式、連棟房屋、小屋等)、附接的多單元住房(例如，公寓、公寓大廈(condominium)、連建住宅(townhouse)等)、零售商店、辦公空間或建築、倉庫、容納一或多個工業或農業操作的建築物等)。在一些具體實施例中，本揭露的住宅係參照如該些用語通常理解之住家及輕型商業設施。
HVAC系統22操作以處理室內空氣，並包括至少一溫度控制設備36，該至少一溫度控制設備經組態以加熱及/或冷卻隨著電動風扇32的促動而通過設備36的流動空氣。在許多實施例中，溫度控制設備36可包含一加熱單元(例如由天然氣、丙烷、LP、煤、或木材提供動力之爐或燃燒室(firebox)；或者電熱器)及/或可包含一冷卻單元(例如，一空調器的一蒸發器線圈單元)。HVAC系統22包含導管系統30，該導管系統一般包括一或多個供應導管31，其等輸送已由設備36控制溫度(例如加熱或冷卻)的空氣通過一或多個出口27 進入住宅20的內部24。導管系統30亦可包括一或多個回送導管33，其等室內(房間)空氣可通過一或多個空氣回送入口29進入。接著回送空氣可通過(多個)回送導管33以由設備36加熱或冷卻。位於住宅20之內部24之一或多個恆溫器38或類似控制器回應於各種狀況(諸如由恆溫器所感測的室內氣溫)而例如藉由啟動風扇32及/或溫度控制設備36來指示HVAC系統22的操作。
通過導管系統30的空氣的移動係由至少一電動風扇32所促動。經常，多室住宅的導管系統可包含通向及來自住宅之不同房間的多個供應導管及回送導管，使得房間可係溫度控制的。在許多住宅或其個別的房間中，(多個)供應導管31及/或(多個)回送導管33可經侷限(例如，藉由乾牆或石膏板(gypsum panel))，使得其等的大部分或全部長度係從住宅20的內部24無法觸及。然而，在一些情況下，內部24的一部分(例如，含有機械空間的最下層地下室21)可含有暴露的管路。在一些建築風格中(例如在閣樓風格公寓或挑高的餐廳中)，此類管路的至少一部分可係刻意暴露，甚至在通常被佔用的空間中。在任何情況下，供應導管31一般包含至少一出口27(其可例如經定位在牆壁、地板、或天花板的一指定通孔中)。此一出口27常以調風器或格柵80覆蓋，如圖2的例示性實施例所示。此類調風器常以例如金屬、模製塑膠、或類似物製成，並可作用為裝飾功能及/或可包含例如條板或擋板(visor)使得通過出口的氣流可增加或減少。
按慣例，HVAC系統包括如圖1之例示性實施例所繪示之至少一空氣過濾器34。此一過濾器34常經定位在導管系統30的空氣回送側(例如風扇32的上游)，使得其可保護風扇32及溫度控制設備36免於微粒碎屑。此一空氣過濾器可呈現各種形式，且大致包含過濾器介質(例如駐極體過濾器介質)，該過濾器介質經組態以從住宅20之室內空氣移除灰塵、碎屑、及其他粒子(例如，可選地具有2.5μm或更小直徑(「PM2.5」)的細微粒子)。此一過濾器常可係拋棄式、可回收、或可清潔的。隨時間經過，隨著所捕獲的粒子積聚在過濾器介質中，介質的流阻可增加及/或介質捕獲額外粒子的能力可減小。因此，按慣例以週期性地置換此一空氣過濾器。
本揭露提供用於預測HVAC系統之空氣過濾器的置換狀態之系統及方法。用語置換狀態(replacement status)廣義地涵括例如目前或即將發生的置換需要、剩餘可用的過濾器壽命的估計(無論過濾器如何接近其可用的過濾器壽命的盡頭)等。本文所揭示的系統及方法使用一或多個溫度感測器，其等可係容易地添加至現存的HVAC系統或以其他方式與現存的HVAC系統結合使用；此等系統及方法不一定需要使用預安裝在HVAC系統中的一溫度感測器，例如當HVAC系統係安裝在住宅中時。
本文所揭示的系統及方法依賴獲得與HVAC系統輸出之空氣溫度關聯的資料。輸出空氣(outputted air)意指在已由溫度控制設備36處理之後，在供應導管31向下行進並通過該供應導管之出口27所發出的空氣。與輸出空氣之溫度關聯(correlated with the temperature of outputted air)意指資料與輸出空氣的實際溫度充分相關聯，以允許該資料係為了本文所揭示的目的使用來替代輸出空氣之實際溫度。在一簡單實施例中，此資料可係輸出空氣的實際測量溫度。其他方法係可行的(例如，此類資料可作為例如呈來自一溫度感測元件之電壓形式的原始資料進行處理，而未曾將資料轉換成實際溫度)，如本文所討論者。資料係隨時間變動而(連續地或間歇地)獲得，例如幾週或幾月內。
本文所揭示的系統及方法依賴的規則係由設備36控制溫度(加熱或冷卻)且由HVAC系統(例如，通過出口27)輸出的空氣一般將處於與住宅之內部空間24中之環境室內空氣的溫度不同的溫度。舉一代表性實例，住宅的內部空間可展現例如72℉的室內氣溫(例如，至少大致對應於用以控制住宅之HVAC系統的一恆溫器的一設定點)。當HVAC系統正操作在加熱模式中時，輸出空氣(例如在空氣通過供應導管31的出口27發出的點處所測量者)可處於例如90、100、110、120、或130℉或更高的溫度。因此，例如90℉或更高的輸出氣溫可指示HVAC系統目前正在操作(在此具體實例中係在加熱模式中)且因此過濾器34係正在主動過濾空氣。因此，可行的是記錄在給定時間間隔內之由HVAC系統輸出之空氣的溫度，並使用此資料以估計HVAC系統在此時間間隔期間主動加熱的時間量。類似的考量在HVAC系統正操作於冷卻模式中時適用，此係因為所測量之例如65、60、55℉或更低的輸出氣溫可指示HVAC目前正操作在冷卻模式中。
如本文稍後所詳細討論者，所獲得的資料可係用以判定總運轉時間值，總運轉時間值(Total Runtime Value)意指HVAC風扇已操作且因此過濾器已主動過濾空氣之累積時間量的估計。總運轉時間值可與過濾器的基線值比較以確認過濾器置換狀態。在一簡單實施例中，基線值可係一標稱(預期)可用的過濾器壽命(例如300小時)，也就是例如由過濾器製造商所供應的一固定值。在一些實施例中，基線值可係基於特定狀況(諸如寵物存在於住宅中)來調整，如本文稍後所詳細討論者。舉一簡單說明性實例，在自過濾器安裝之一間隔(例如數月)期間，與溫度關聯的資料可提供300小時的總運轉時間值。若所談論之過濾器的基線值係300小時，則使用者可經通知過濾器應置換。若過濾器的基線值係350小時，則使用者可經通知大約85%的可用過濾器壽命已耗用。將理解到，本文所揭示的系統及方法可用以提供使用者何時應置換空氣過濾器的估計，而不需要諸如(例如)測量過濾器的實際流阻或基於例如天氣資料預測過濾器置換狀態的配置。
本文所揭示的配置依賴至少一溫度感測器的使用。溫度感測器(temperature sensor)意指一裝置，該裝置包括至少一溫度感測元件(例如，固態溫度敏感元件，諸如矽帶隙二極體；熱阻器；熱電偶、或類似者)，且亦依需要包括相關聯的電路系統以操作溫度敏感元件。在各種實施例中，溫度感測器的電路系統亦可經組態以進行下列的任一者或全部：記錄資料、處理資料、將資料傳輸至一遠端運算裝置、以及向使用者報告過濾器置換狀態，全部均如本文稍後所詳細 討論者。雖然為了方便而使用用語「溫度感測器(temperature sensor)」，但須強調的是在一些實施例中，感測器(或從感測器接收資料之一運算裝置)可不必計算輸出空氣之一實際溫度值。例如，感測器的溫度感測元件可輸出呈例如電壓形式之一信號；該信號可以該形式或由該形式衍生的任何形式(例如，其可遭受類比數位轉換)進行處理，而不必獲得一實際溫度值。所需的是資料與輸出空氣的溫度關聯，使得資料允許抽取關於HVAC系統是否正進行操作的資訊。所有此類變化係涵括在本揭露內。
在至少一些實施例中，如本文所揭示之一溫度感測器係在HVAC系統安裝於住宅中時未在HVAC系統中提供(例如，預安裝)的一「附加」感測器。換言之，如本文中所使用之一溫度感測器可係添加至現存的HVAC系統。溫度感測器係經定位及配置，使得其可獲得與HVAC系統隨時間變動而輸出之空氣的溫度關聯的資料。理想的是，溫度感測器將係安裝在容易觸及的位置。在一些實施例中，溫度感測器係安裝靠近HVAC系統之供應導管31的出口27。靠近出口(proximate to an outlet)意指感測器係在該導管內定位成從出口往上游不超過60cm處(顯然比此更大的距離將使人員難以達到此一位置)。靠近出口(proximate to an outlet)進一步意指感測器係經定位成從出口往下游不超過10cm處(顯然若感測器係定位為例如朝外更遠地進入房間，則感測器可無法以足夠的保真度測量從出口發出之空氣的溫度)。
在一特別方便的實施例中，溫度感測器50可係安裝在調風器(格柵)80上，該調風器(格柵)係存在於HVAC供應導管31的出口27處，如圖2之例示性實施例所示。此類配置可允許感測器經定位在從該導管發出之溫度控制空氣的流中，以促進本文所揭示的測量。在一些實施例中，溫度感測器50可經組態以感測流動空氣的溫度，同時與調風器80自身相對地熱隔離。例如，溫度感測器50可包含一或多個障壁(例如，紅外線反射壁)，其等係至少部分地插置在調風器80與溫度感測器的一溫度感測元件之間。例如，溫度感測器50可經設計使得空氣可需要沿著一蛇形路徑行進通過感測器50的一部分以達到溫度感測元件。此類配置可降低溫度感測器之溫度感測元件被來自調風器的紅外線輻射加熱的任何趨勢。在一些實施例中，一低導熱率緊固件可係使用以將溫度感測器安裝在調風器上。包含至少一發泡體層之一黏著劑(例如包含一壓敏黏著劑之發泡膠帶)可用於此類目的。在一特別方便的實施例中，溫度感測器可係使用一拉伸可離型黏著劑來安裝在調風器上，該拉伸可離型黏著劑可以商標名稱COMMAND購自3M Company,St.Paul,MN。在一些實施例中，溫度感測器可藉由一安裝裝置來安裝在調風器上，該安裝裝置包括一基座部分且亦包括一延伸器部分(例如模製塑膠臂)，該基座部分係附接(例如卡扣、夾住、螺合等)至調風器，該延伸器部分將溫度感測器定位在從調風器向外(下游)的一合適距離處。任何此類配置可最小化熱能從調風器至溫度感測器的傳導。
組態一溫度感測器以最小化溫度感測器藉由紅外線輻射及/或藉由傳導從調風器所接收的熱能可提供溫度感測器快速地回應感測器所暴露之空氣的實際溫度。然而，此在所有實施例中可非必要。而是，在一些實施例中，一溫度感測器可(至少某種程度上)測量調風器自身的溫度而非僅測量空氣的溫度。例如，一溫度感測器可係直接安裝至調風器的一表面(例如一外表面)，以測量調風器的溫度。此類配置仍可達成本文所揭示的目標，此係因為調風器自身將係根據流過調風器之空氣的溫度而加熱或冷卻。因此，調風器溫度可係使用來合適替代輸出空氣之實際溫度。在此類實施例中可出現的一考量在於一調風器(其可由例如金屬或塑膠製成)可具有高於空氣自身的熱慣性(thermal inertia)，使得調風器的溫度(及因此由溫度感測器所報告的溫度)可落後於實際氣溫。若需要，可作出提供以確保此不影響所揭示之系統及方法可接受地預測過濾器置換狀態的能力，如本文稍後所詳細討論者。
如上文所討論，在一些實施例中，可便利地將溫度感測器50定位在靠近出口27之調風器80，以測量從出口發出之輸出空氣的溫度及/或測量調風器的溫度。然而，在一些實施例中，溫度感測器50可係非接觸式溫度感測器，其可從非本機的位置(例如，遠離調風器至少2、5、10、或20cm的位置)測量調風器80的溫度。在具體實施例中，溫度感測器50可係一紅外線溫度感測器，其可訊問一表面(諸如調風器80之一表面)的溫度而不接觸該表面。因此，在一些實 施例中，如本文所揭示之溫度感測器50可係安裝在距調風器80一合適距離處而不與調風器的任何部分接觸。
在一些實施例中，為了達成本文所揭示的目標，測量供應導管之出口之調風器的溫度或測量輸出空氣自身的溫度可係非必要的。而是，在任何合適位置處測量供應導管31之外表面的溫度可係可行的，該位置不需必定緊密地靠近該導管的出口。只要可輕易觸及供應導管的一部分此便可達成。例如，供應導管例如在未完成的地下室、壁櫥(closet)、或住家的閣樓中常係暴露的。在此一情況下，溫度感測器可係在位置35處附接至暴露的供應導管31之外表面，如圖1之通用表示所指示者。替代地，非接觸式溫度感測器(例如，紅外線溫度感測器)可經非本機地定位以訊問供應導管之外表面的溫度。為了達成此類配置，所需要的是供應導管係暴露在至少一位置處(例如，其並未侷限在石膏板(sheetrock)中)；以及該導管之外表面並未高度絕緣以防止獲得適當的溫度測量。將理解到，在一些實施例中(例如，當溫度感測器經附接至供應導管之外表面時或者在意圖測量調風器溫度的情況下經附接至出口調風器的表面時)，可係有利的是以高導熱率緊固件將溫度感測器安裝至欲監測的表面。在一些實施例中，溫度感測器可係藉由使用一或多個磁鐵來安裝至(例如金屬供應導管或出口調風器之)表面。
從上述討論將理解到，獲得與HVAC系統輸出之空氣的溫度關聯的資料可以任何合適方式執行，無論其涉及氣溫的直接測 量、發出空氣之出口之調風器溫度的測量、或空氣流過之供應導管之外(或內)表面溫度的測量。
在各種實施例中，溫度感測器50可連續地或以所欲的間隔獲得資料(溫度或與溫度關聯之參數的測量)。在一些實施例中，溫度感測器可根據時間時脈間歇地獲得資料。在此類型的具體實施例中，溫度感測器可包含僅作用以操作時間時脈之「休眠(sleep)」模式，並依需要執行其他輔助功能。如時間時脈所排程者，溫度感測器可間歇地喚醒至「訊問(interrogation)」模式以獲得資料。溫度感測器亦可根據時間時脈所設定的排程、接收自遠端運算裝置之一信號、及/或根據來自使用者的輸入喚醒退出休眠模式以傳輸資料、處理資料等。此類配置可最佳地保存對溫度感測器供電之電池組(例如鈕釦電池的電池組)的壽命。資料應以足夠高的頻率獲得，以確保達成適當地追蹤HVAC系統的工作週期(加熱器或冷卻器的開/關週期)。因此，在各種實施例中，溫度感測器可以不小於每60、30、20、15、10、5、2、或1分鐘一次的頻率喚醒至訊問模式以及獲得與溫度關聯的資料。在進一步的實施例中，溫度感測器可至少每2、5、10、20、30秒、或者1、2、或3分鐘一次喚醒至訊問模式以及獲取資料。
在一些實施例中，溫度感測器50可做的多於獲得資料以及將資料傳輸至別處以用於處理。而是，在一些實施例中，溫度感測器可使用所獲得的資料以判定HVAC系統之風扇的總運轉時間值。在一些實施例中，溫度感測器可依據該總運轉時間值與基線值之比較而變動地估計之空氣過濾器的置換狀態。因此，在一些實施例中，溫 度感測器可包含一處理模組以執行此類功能。在一些實施例中，溫度感測器可報告空氣過濾器的置換狀態，並可包含一報告模組以執行此類功能。在此類實施例中，溫度感測器可係一獨立單元，其不需要與遠端運算裝置互動以獲得及報告空氣過濾器的置換狀態。在溫度感測器經配置以與一遠端運算裝置通訊的其他實施例中，溫度感測器為此類目的可包含一通訊模組。在此類情況下，遠端運算裝置可包含一處理模組、一報告模組、及一通訊模組中的任一者或全部。
由溫度感測器所獲得之與溫度關聯的資料係由一處理模組處理。如上文所述，在一些實施例中，此一處理模組可留駐在溫度感測器自身上。在其他實施例中，此一處理模組可留駐在遠端運算裝置300上，如圖3之例示性實施例所繪示者。在此類實施例中，與溫度關聯的資料將藉由溫度感測器50之一通訊模組傳輸至運算裝置，該運算裝置將包括能夠從溫度感測器50接收通訊之一互補通訊模組。在一些實施例中，處理的一部分可在機載溫度感測器50完成，其中部分經處理的資料係傳輸至運算裝置以用於其餘的處理。在一些實施例中，資料可從運算裝置傳輸至另一運算裝置(例如雲端伺服器或類似者)以用於處理。
因此，大致而言，一處理模組可留駐在溫度感測器自身上、在行動裝置(例如，智慧型行動電話、平板電腦、個人數位助理(PDA)、膝上型電腦、智慧型揚聲器、智慧型電視、智慧個人助理、媒體播放器等)上、或在非行動裝置(桌上型電腦、電腦網路伺服器、雲端伺服器等)上。此一處理模組可依賴一或多個處理器，該一或多 個處理器經組態以如功能需求根據可執行指令(即，程式碼)結合記憶體及任何其他電路系統與輔助組件來操作。記憶體可具有習知格式，諸如隨機存取記憶體(RAM)、靜態隨機存取記憶體(SRAM)、唯讀記憶體(ROM)、可抹除可程式化唯讀記憶體(EPROM)、隨身碟、硬碟等之一或多者。在一些實施例中，處理模組將常駐在行動裝置的應用程式(「app」)中。無論處理模組如何配置以及其常駐於何種類型的裝置上，其作用以預測依據風扇32的運轉時間而變動之安裝在HVAC系統22中之空氣過濾器34的置換狀態。
如由上文所述之處理模組所預測之空氣過濾器的置換狀態係報告予HVAC系統的使用者(諸如HVAC系統所服務之住宅的占用者)。此係藉由一報告模組來完成，該報告模組可留駐在例如溫度感測器自身上或者在遠端運算裝置(諸如行動裝置(例如智慧型手機)或類似者)上。用語「置換狀態(replacement status)」係關於空氣過濾器34之剩餘可用的壽命。例如，報告模組可報告空氣過濾器已耗用大約100%的可用壽命且應置換。無論空氣過濾器是否需要在報告時置換，該模組可報告已使用或剩餘的可用壽命。例如，在圖3的例示性實施例中，行動裝置300提供過濾器的可用壽命之大約95%已使用的視覺指示，因此不久之後應置換過濾器。
現將呈現預測過濾器置換狀態及向使用者報告狀態資訊之一例示性方法。應理解，此係提供作為一代表性實例，且許多變化係可行的。一溫度感測器係安裝在例如出口調風器上或者以其他方式經定位以收集與HVAC系統輸出之空氣的溫度關聯的資料。溫度感測 器可經組態以維持低功率(休眠)態以及從此態之週期性地喚醒以收集資料，該資料可經儲存在感測器機載的記憶體中或者可經傳輸至一遠端運算裝置以用於儲存。空氣過濾器一安裝在HVAC系統中時，溫度感測器經指示以獲得資料，其可持續達任何所欲的時段。在所欲的時段結束(或由來自使用者的查詢觸發)時，所積聚的資料經處理以針對該時段判定總(累積)運轉時間值。此總運轉時間值指示HVAC風扇已操作的總時長，且因此指示特定過濾器已過濾空氣的時長。總運轉時間值可表示為時長(例如，依據分鐘、小時、日等估計之風扇32的實際運轉時間)。在其他實施例中，總運轉時間值可代表時長以外的一變數，但該變數與時長在足夠程度上關聯以允許執行該方法。接著比較總運轉時間值與基線值，以判定空氣過濾器是否接近其可用壽命的盡頭。此可報告給使用者(如本文別處所述，即使過濾器尚未接近其可用壽命的終點，仍可報告過濾器的狀態)。如本文稍後進一步所詳細討論者，在一給定時間點處的總運轉時間值可經保存在記憶體中。資料可係接著針對一額外時段取得並保存為目前運轉時間，其接著可係添加至先前的總運轉時間值以提供更新的總運轉時間值，其可再次與基線值進行比較。只要所欲，此積聚資料、週期性地處理資料以判定空氣過濾器狀態、以及週期性向使用者報告過濾器狀態的程序可繼續進行。過濾器一以新過濾器置換時，使用者便可提供輸入至處理模組，以用於程序以零的初始總運轉時間值再次開始。
溫度資料的處理可以任何方式執行，其提供充分代表HVAC風扇之實際運轉時間之總運轉時間值的估計。可為使用中的特 定HVAC系統定製處理。在本文早前所述之一簡單實施例中，可採用高於某一臨限(例如90℉)的任何溫度測量作為HVAC系統正操作(在此實例中係在加熱模式中)的指示。臨限溫度可基於HVAC系統的特性(例如，空氣經加熱至的溫度、從加熱器至測量氣溫之位置(例如出口)的距離、HVAC恆溫器的設定點等)而選擇。臨限溫度可經預載入處理模組或由使用者透過資料登錄介面可係可選擇的。類似的配置可用於將HVAC系統操作在冷卻模式中，選擇某一溫度臨限(例如60℉)；使得低於該值的任何讀數指示HVAC系統正在操作(在冷卻模式中)。
在一些實施例中，可係有利的是修改上述方法。此係參照圖4說明，其呈現由安裝在住宅HVAC系統之供應調風器上之一原型溫度感測器所取得的實際資料。在HVAC處於冷卻模式中所取得之此資料顯露數個階段或狀況。在一此類階段(211)中，所測量的溫度快速下降，指示冷空氣正通過調風器。也就是HVAC系統正主動地冷卻空氣。在一後續階段(212)中，所測量的溫度相當快速地攀升，指示HVAC系統已停止操作(即風扇已停止吹送空氣)，使得溫度感測器的溫度回朝向房間中之室內空氣的環境溫度攀升。(所報告的溫度並未在幾分鐘內完全返回至室內氣溫的事實指示在此具體實驗設置中，溫度感測器可已與展現相對大的熱慣性之調風器(例如，金屬調風器)熱連通)。在此之後，進入另一階段(213)，在該階段中發生逐漸的溫度減小；在此情況下，對應於住宅在夜間時分期間的一日間(diurnal)冷卻。在此之後，進入另一階段(214)，其對應於住宅在白天時分期間 的一日間加熱。(在此等階段期間，HVAC系統係不操作的，所以溫度感測器基本上追蹤環境室內氣溫。)在大約午後(mid-afternoon)時，環境室內氣溫上升至高於HVAC恆溫器的設定點，及/或設定點在白天期間已保持在相對高溫之後係降至傍晚時分所欲的溫度；此造成HVAC系統開始操作在冷卻模式中，因此進入另一冷卻階段(211')。(相對類似的行為可係針對操作在加熱模式中的HVAC系統而預期，除了溫度變化可發生在大約相反的方向中(除了一日間效應)。)
基於上述觀察，可估計HVAC在圖5所示的時間處進行操作(在冷卻模式中)，其呈現圖4的溫度資料，其中HVAC系統之估計的操作時間(標示為「C」)係疊置於其上。在圖5的例示性資料中，總運轉時間值(未經調整)經估計係994分鐘(16.6小時)；接著可將此總運轉時間值與使用中之空氣過濾器的適當基線值進行比較，以獲得過濾器之置換狀態的判定。
將注意到，上述係實施例之一大致類別的一實例，其中獲得總運轉時間值的程序將時間溫度曲線的斜率納入考慮(例如，計算)而非僅依賴溫度的值。換言之，無論溫度感測器所測量的實際溫度是否低於一給定溫度(在冷卻模式的情況下)，可採用時間溫度曲線的斜率之一足夠大的負值(如在圖4的階段211及211"中)作為HVAC系統正在操作(在冷卻模式中)的指示。相反地，無論所測量的實際溫度是否高於一給定溫度，可採用斜率的正數(如在階段212中)或甚至具有相對小的負值之斜率(如階段213中)作為HVAC系 統並未操作的指示。(當HVAC系統正操作在加熱模式中時可發生類似的行為，但在相反方向上操作。)
因此，在一些實施例中，在抵達總運轉時間值之中，可將時間溫度曲線的斜率納入考慮(單獨或與絕對溫度組合)。例如，超過一臨限正值之一時間溫度斜率可指示HVAC系統正操作在加熱模式中；類似地，展現超過一臨限值之負斜率的一時間溫度斜率可指示HVAC系統正操作在冷卻模式中。在一些實施例中，先前所述的時間時脈可作用單純作為計時器以外的一額外功能以持續追蹤何時欲獲得資料及/或欲傳輸資料。因此，在一些實施例中，時間時脈可持續追蹤實際日期及時鐘時間，使得可將房屋溫度的晝夜變化納入考慮。例如，夜間時分期間的溫度緩降可解釋為作為一日間週期之部分的夜間冷卻而非表示HVAC正操作在冷卻模式中。
又進一步，判定一特定斜率(及/或溫度)是否確實對應於作用中的HVAC系統並不需要嚴格根據單獨取得之斜率(或溫度)的局部值來解釋。而是，在一些實施例中，可考慮跨展(例如數天或更多的)一延長時段的一資料集，以可觀察提供對應於主動加熱或冷卻之階段之進一步指示的趨勢。因此，在一些實施例中，處理模組可經組態以在分派HVAC操作狀態的指示至資料集內的各種時間間隔之前檢查整個資料集。當然，溫度資料大致上可經平滑化、過濾、或以其他方式處理以增強過濾器狀態預測的準確度。在具體實施例中，為了此類目的，資料可經微分、積分、轉換、或以其他方式經受任何合適的數學運算。
將理解到，使用時間溫度資料集之溫度的方法特別可相當適合用於展現長工作週期(例如，延長的連續操作時期被延長的連續非活動時期分隔)的HVAC系統；此類方法亦可相當適合用於與經組態及經定位以展現非常小的時間延遲(time lag)之溫度感測器使用。使用時間溫度資料集之斜率的方法特別可相當適合用於展現短工作週期(例如，在例如數分鐘之相對短的期間內循環開與關)的HVAC系統；此類方法亦可相當適合用於與(由於經定位及經組態而)展現至少一些時間延遲之溫度感測器(例如，報告經受相當可觀熱慣性之金屬調風器之溫度的感測器)使用。然而，只要所預測的過濾器置換狀態的有效性係可接受的，任一方法或其任何組合就可依所欲與任何HVAC系統使用。
在又進一步的實施例中，處理模組可經組態以接受輸入資料(例如，由使用者透過資料登錄介面輸入)，該輸入資料包括控制HVAC系統之一恆溫器的設定點。前述臨限溫度接著可鑑於此輸入設定點而由處理模組選擇。此在與服務住宅(例如，機房、溫室、含有伺服器場(server farm)的房間等)的HVAC系統使用時可係特別有幫助的，該等住宅具有明顯不同於例如65至75℉之習知「室溫」的溫度設定點。在一些實施例中，處理模組可經組態以接受包括HVAC設定點(如由例如可程式化恆溫器所建立)的輸入資料，該設定點依據日時間而變動地(且在一些情況下依據平日及週末而變動地)改變。因此，前述臨限溫度可由處理模組依據日時間及/或週間日期而變動地選擇。
在具體實施例中，在屋主欲離開達一延長時段的情況下，處理模組可接受HVAC設定點資料。因此，當恆溫器設定點在屋主不在期間已顯著改變時，處理模組可能夠納入考慮。又進一步，處理模組可能夠作用關於HVAC系統態的診斷功能。例如，若HVAC系統顯得已未運轉達一延長時段；或者，大致上，若HVAC似乎展現非常長或短的工作(運轉)週期，則處理模組可發送通知。因此，屋主可被通知可指示服務通話。
因此，處理模組可在學習模式中花費一些時間，該處理模組在學習模式中於所測量之溫度的行為中辨識型樣(pattern)，例如，該處理模組在學習模式中將所觀察的溫度值及/或時間溫度斜率與例如一日間週期及/或與HVAC恆溫器之設定點中的週期性變化關聯。若需要，在此一學習模式期間，使用者可在一或多個時間處將關於HVAC系統的操作態之狀態資訊輸入至處理模組中。此可允許處理模組將HVAC系統的操作/非操作狀況與所觀察的溫度值及/或時間溫度斜率更緊密地關聯。一旦此已完成，處理模組可更能夠將所觀察的時間溫度行為與HVAC系統的操作狀態關聯，即使例如恆溫器設定點溫度及/或時序改變。處理模組可在任何合適的時間處從此一學習模式切換進入標準操作模式。
上述方法的許多變化係可行的。例如，如上文所討論般經組態及經定位以監測HVAC系統輸出之空氣的溫度之一第一溫度感測器可與一第二溫度感測器結合使用，該第二溫度感測器係經定位為遠離HVAC系統的任何出口並因此經組態以報告環境室內空氣的溫度。 第二溫度感測器可係(例如類似於第一溫度感測器的設計及構造的)一獨立感測器。或者，第二溫度感測器可留駐在智慧型手機上(無論例如在製造時供應於智慧型手機中，或者作為在欲獲得溫度測量時可耦合至智慧型手機之一附加裝置或模組)。處理模組可依賴來自兩個感測器的輸入，其等可允許輸出空氣的溫度在任何給定時間直接與環境氣溫比較，以增強處理模組判定HVAC系統目前是否正在操作的能力。又進一步，在一些實施例中，溫度感測器可經組態(例如，如由處理模組的指示)以在初始時期以相當高的頻率(例如每幾分鐘)獲得資料。隨著時間經過，例如在HVAC系統繼續展現可預測行為的情況下，處理模組可指示溫度感測器降低此頻率，以節省溫度感測器的電池組壽命。若資料顯得展現顯著偏離近來的趨勢(例如，一經從加熱更換至冷卻季節)，處理模組可指示溫度感測器至少一時以較高頻率獲得資料。
在許多實施例中，藉由上文所揭示的配置所獲得的總運轉時間值可原樣使用。例如，此可針對許多需求操作的HVAC單元便利地完成，在該等HVAC單元中，風扇僅在單元主動加熱或冷卻時操作。然而，本文所揭示的配置亦可用於具有一循環模式之HVAC單元(例如，某些高效率單元)中，其中風扇在HVAC單元未主動加熱或冷卻的至少一部分時間期間例如以較低速運轉。此一情況可藉由添加將此納入考慮之調整來補償，使得總運轉時間值係經調整的總運轉時間值。
在此類實施例中，處理模組可例如接收關於風扇運轉之非加熱及非冷卻時間之百分率以及關於風扇在此類時間期間之運轉速度(例如表示為加熱及冷卻操作期間風扇速度的百分率)的輸入。舉具體實例而言，特定的HVAC系統可包含在單元非加熱或冷卻時隨時以20%速度運轉的風扇。若基於上述方法之總運轉時間係例如30天(720小時)期間內之300小時，則風扇將已以20%風扇速度在循環模式中運轉達剩餘的420小時。在此一情況中，經調整的總運轉時間值將係300+(420×0.20)或384小時。關於循環模式的參數(例如，風扇運轉的時間百分率及風扇速度)可以類似於本文在別處所述之用於輸入各種參數的方式經由使用者介面輸入至處理模組中。類似地，若HVAC系統經組態使得風扇在冷卻時以不同於加熱時的速度操作，則此資訊可係輸入至處理模組中，使得總運轉時間值可係相應地調整。雖然此等及其他參數(例如，花粉狀況、家庭灰塵、寵物的存在等之估計)可經輸入至例如留駐在溫度感測器上的處理模組中，在許多實施例中，可係有利的是處理模組係位在一遠端運算裝置(例如智慧型手機)上，使得此類參數可例如透過智慧型手機「app」輕易地輸入。
如本文所討論的，空氣過濾器的置換狀態係依據至少總運轉時間值(其可係經調整的總運轉時間值)變動而估計。在一些實施例中，估計可係基於(例如僅基於)總運轉時間值與基線值的比較。基線值指示空氣過濾器的可用壽命，並代表過濾器可暴露至強制氣流同時持續以所欲位準執行的時長的估計。基線值可以與總運轉時間值 相同的單位(例如，小時、分鐘、無單位等)表示，並可以下文描述的各種方式經預先判定、確認、或導出。
在一些實施例中，基線值可係(或可基於)由處理模組儲存之一預先判定的數或值。在一些實施例中，預先判定的值可基於針對大多數住宅HVAC空氣過濾器所建議之習知的三個月置換間隔。例如，該值可係例如小時數(例如，300、400、或500)，其平均對應於HVAC預期在三個月期間內操作的小時數。該預先判定的值可係鑑於使用中之過濾器的特定特性而選擇。此一值可例如經由留駐在遠端運算裝置(例如智慧型手機)上的應用程式來輸入至處理模組中。或者，其可例如藉由配備光學讀取器的智慧型手機來例如自過濾器上所提供的條碼或QR碼讀取；或者，其可例如藉由配備RFID讀取器的智慧型手機來例如自過濾器上所提供的RFID標籤讀取。
在一些實施例中，基線值可係經調整的基線值，其係根據相對於一或多個其他參數的資訊進行調整，該一或多個其他參數係有關於例如HVAC系統、由HVAC系統服務的住宅、及/或使用者偏好。例如，此一參數可係關於特定空氣過濾器可暴露或經受升高的污染位準的可能性。關於一或多個此類參數的資訊可係輸入至處理模組(例如，由使用者)一次，並儲存在記憶體中以用於與所有後續的過濾器預測操作使用。替代地，此類資訊可係在每次安裝新的空氣過濾器時輸入；或者，其可在該空氣過濾器的壽命期間週期性地更新(例如，在基線值經相應調整的情況下)。
在各種實施例中，基線值可根據一或多個污染相關的參數進行調整，以增強空氣過濾器之可用壽命的預測。例示性之污染相關的參數包括但不限於：住宅之室外環境中的灰塵位準；住宅之室外環境處的地面臭氧位準；住宅之室外環境中的細微粒子位準(PM2.5)；住宅之室外環境中的花粉計數位準；住宅之室內環境中之寵物的存在及數目；住宅之室內環境中之常態的人員數目；使用者的窗戶開啟習慣或偏好；以及由於例如菸草製品、薰香、或蠟燭的燃燒而在建築之室內環境中存在煙霧。其他此類參數將顯而易見。
替代地或除了上述參數以外，基線值可根據一或多個HVAC相關的參數進行調整，以增強空氣過濾器之可用壽命的預測。例示性HVAC相關之參數包括但不限於：空氣過濾器的模型或類型；空氣過濾器的灰塵固持能力；由空氣過濾器之製造商建議的過濾器更換間隔；由HVAC系統之爐或空調單元之製造商建議的過濾器更換間隔；HVAC系統的效率(例如，冷卻效率、加熱效率、或兩者)；HVAC系統的能力(例如，冷卻能力、加熱能力、或兩者)；HVAC系統的服務頻率；以及跨空氣過濾器的初始壓降。其他此類參數將顯而易見。
替代地或除了上述參數以外，基線值可根據一或多個使用者偏好相關的參數進行調整，以便增強空氣過濾器之可用壽命的預測。例示性使用者偏好相關之參數包括但不限於基於例如個人偏好或醫療病況(例如過敏或慢性阻塞性肺臟疾病)對住宅室內環境之空氣品質的使用者期望；以及對風扇操作的使用者偏好。例如，使用者可 偏好連續地或接近連續地運轉HVAC風扇，例如以在住宅內維持更均勻的溫度，無論HVAC是否主動加熱或冷卻；或者，以提供白噪音以屏蔽背景噪音。其他此類參數將顯而易見。
無論基線值係如何調整(或不調整)，總運轉時間與基線值的比較可作用為用於特徵化空氣過濾器之置換狀態的基礎。例如，在發現總運轉時間值接近、等於、或超過基線值之處，處理模組可經組態以向使用者報告空氣過濾器應置換或係接近置換時間。將係顯而易見的，在作出此一判定之中，總運轉時間值不需正好與基線值相等。例如，在總運轉時間值在基線值的預定百分率內(例如，在10%內)之處，置換狀態可係依據空氣過濾器接近其可用壽命的盡頭來報告。
例如，在所判定的置換狀態未提議立即置換空氣過濾器的情況下，處理模組可儲存積聚的資訊，並可重複獲得資料及處理資料的動作。在一簡單實例中，當新過濾器一經安裝在HVAC系統中，與溫度關聯的資料便可係獲得(例如，每五分鐘)並經儲存達一週，在其結束時計算總運轉時間值。此資訊係儲存為目前運轉時間。接著針對第二週獲得資料，在其結束時針對該第二週計算新的目前運轉時間，並將該新的目前運轉時間添加至先前的總運轉時間值以得到更新的總運轉時間值。各總運轉時間值在更新時係與基線值進行比較，其中程序繼續直到所達到的更新總運轉時間值足夠接近基線值而觸發可用的過濾器壽命接近其盡頭的報告。當然，若需要，關於過濾器狀態的資訊可係例如在各目前運轉時間結束時報告，即使過濾器並不接近 其可用的過濾器壽命盡頭。此可確保給予使用者提前通知以在該時刻確實來臨時具有隨時可用之置換的過濾器。
在一些實施例中，一旦置換狀態指示空氣過濾器應置換，便終止針對特定空氣過濾器的過濾器預測操作。報告係如下文所述可選地遞送給使用者，並假設空氣過濾器已置換。在一些實施例中，過濾器預測操作係接著(例如，自動或回應於使用者提示)重新起始，以用於預測新安裝的空氣過濾器的置換狀態。替代地，處理模組可經組態以僅回應於來自使用者確認已安裝新的空氣過濾器的輸入而重新起始過濾器預測操作。換言之，除非使用者提示，處理模組可繼續針對尚未置換的空氣過濾器估計總運轉時間值及置換狀態，可選地向使用者提供指示空氣過濾器超出其可用壽命之程度的資訊。
須注意，若需要，即使在空氣過濾器的「可用壽命」盡頭之後，使用者可選擇繼續使用該空氣過濾器(相反地，若需要，使用者可選擇在空氣過濾器達到其「可用壽命」的盡頭之前置換之)。用語「可用壽命(usable lifetime)」並非意味著空氣過濾器在達到「可用壽命」之後無法執行至少一些有益的過濾，亦非意味著空氣過濾器必須在一經報告已達到可用壽命的盡頭便必定立即置換。
在至少一些實施例中，本揭露的系統及方法包括向使用者報告過濾器置換狀態。此可藉由報告模組來完成，其可留駐在溫度感測器自身上或可留駐在遠端運算裝置上。在一些實施例中，感測器及遠端運算裝置兩者均可係能夠提供此一報告，例如在使用者可選擇的情況下。該報告可採取任何合適的形式。在簡單實例中，溫度感測 器的報告模組可包括例如視覺報告器(諸如照明光)及/或聽覺報告器(諸如警笛)。若需要，溫度感測器可包含足夠大小的顯示螢幕，而可顯示字母文字字串(例如，「達到95%過濾器壽命」)及/或一或多個符號或圖標，而非僅照明光。在一些實施例中，報告模組可留駐在遠端運算裝置(例如智慧型手機、平板電腦、膝上型電腦、桌上型電腦等)上。在各種實施例中，報告模組可經組態以藉由發送電子郵件、文字訊息等形式之通訊(其可係文字字串及/或可包括任何合適的圖形符號或表示)至使用者所選的任何裝置。
在許多實施例中，過濾器置換狀態的報告可係作為「推播」通知提供予使用者，該「推播」通知係由處理模組自動觸發而不需要使用者的任何動作。然而，若需要，處理模組可經組態使得資訊可例如回應於使用者所輸入的狀態查詢而按需求提供予使用者。此功能可附加於或代替「推播」報告功能性。
在許多實施例中，溫度感測器可便利地獲得與溫度關聯的資料、將資料儲存在機載的溫度感測器上、以及在適當時間將資料傳輸至遠端運算裝置(例如，至圖3所示的行動裝置300)。在一些實施例中，此可使用例如下文所提之通訊方法的任一者例如按預先配置的時程(例如每周)完成。在一些實施例中，此可在將遠端運算裝置被帶到足夠靠近溫度感測器的場合中使用例如近接通訊卡、非接觸式智慧卡與裝置、及類似者中常用類型之任一者的近場(非接觸式)通訊完成。
為了促進任一此類通訊，溫度感測器可包含通訊模組，且遠端運算裝置可類似地包含互補的通訊模組，依所選擇之特定通訊方法的需要。在一些實施例中，溫度感測器的通訊模組可經組態以僅傳輸(例如，至遠端運算裝置)。在其他實施例中，溫度感測器的通訊模組可經組態以也接收，例如，在遠端運算裝置發送傳輸資料至遠端運算裝置之溫度感測器指令或者關於獲得資料之頻率的指令的實施例中。在遠端運算裝置試圖與溫度感測器通訊卻未接收到回應的事件中，遠端運算裝置的處理模組可提供通知予使用者以例如檢查溫度感測器的電池組是否已耗盡或溫度感測器是否已損壞。
該通訊可選自任何有線或無線短程及長程通訊介面。短程通訊介面可係例如區域網路(LAN)、遵從已知通訊標準的介面，諸如藍牙標準、藍牙低功耗標準、IEEE 802標準(例如，IEEE 802.11)、ZigBee或類似的規格(諸如基於IEEE 802.15.4標準者)、或其他公共或專屬協定。長程通訊介面可係例如廣域網路(WAN)、蜂巢式網路介面、衛星通訊介面等。通訊介面可在私人電腦網路(諸如內部網路)或公共電腦網路(諸如網際網路)內。其他通訊介面或協定可包括分碼多重存取(CDMA)、全球行動通訊系統(GSM)、增強型資料GMS環境(EDGE)、高速下載封包存取(HSDPA)、用於電子郵件、即時傳訊(IM)、或文字傳訊的協定、或簡訊服務(SMS)。
雖然在一些實施例中，本文所揭示的系統及方法可由以獨立方式操作的溫度感測器執行，但在一些實施例中，資料處理的至少一部分以及向使用者報告過濾器置換狀態可在距溫度感測器遙遠的 運算裝置上執行。在特別便利的實施例中，運算裝置可係包含套裝軟體(即，常稱為「app」的應用程式)的行動裝置(例如，智慧型手機或平板電腦)。此一應用程式可執行本文所述之功能的任何一或多者，諸如：處理與溫度關聯的資料以到達總運轉時間值並調整總運轉時間值(若需要)；接收一基線值及調整該基線值(若需要)；比較總運轉時間值與基線值；向使用者報告所得的過濾器置換狀態等。此一應用程式亦可經組態以例如回應於由app向使用者提出之選單或問題序列而接受來自使用者的輸入。此類輸入可包括但不限於：新的過濾器已安裝的通知；HVAC系統之恆溫器的溫度設定點或HVAC系統之可程式化恆溫器的一系列時間/溫度設定點的登錄；在不久的將來HVAC系統是否經預期正操作在加熱模式、或冷卻模式、或兩者中的登錄；以及即使單元未主動加熱或冷卻，高效率HVAC單元的風扇將操作在循環模式中的%時間及/或%風扇速度的登錄。大致上，此類登錄可包括本文早前所討論之環境相關、HVAC相關、或使用者偏好相關之參數的任一者。此一應用程式可以本文呈現之方式的任一者產生過濾器狀態的報告。
在一些實施例中，本文所揭示的溫度感測器可係長壽的，意指其具有例如一年、二年、三年、或更多的預期可用壽命。在此類情況下，溫度感測器可用以接續地監測眾多空氣過濾器；本文早前所揭示的方法可用以將已安裝新的空氣過濾器輸入至處理模組。在其他實施例中，溫度感測器可包含短的可用壽命；例如，其可打算僅與單 一空氣過濾器使用。例如，空氣過濾器可係提供予終端使用者，各空氣過濾器係伴隨單次使用的溫度感測器。
雖然本文的討論主要係關於拋棄式/可回收之空氣過濾器的置換，但將理解到本文所揭示的系統及方法亦可適用於永久安裝的(例如靜電)過濾器。亦即，如本文所述般產生的報告可提示使用者移除、清潔、及置換可清潔的空氣過濾器。因此，除了將拋棄式/可回收的過濾器置換為新的過濾器以外，「置換(replacing)」過濾器的概念涵括永久安裝之過濾器的清潔及置換。再次重申，雖然本文中的討論已提及測量空氣及/或調風器及/或供應導管表面的「溫度」，用語「溫度(temperature)」的使用係為了方便而使用。具體應注意，本文所揭示的系統及方法涵括下列情況，其中例如資料實質保持獲得時的形式(例如，諸如由溫度敏感固態二極體所輸出的電壓之信號)而非明確地轉換成實際溫度。當然，溫度感測器所獲得的任何此類資料可經平滑化、過濾、經受類比數位轉換等，如將輕易理解者。
在某些情況下，為了判定過濾器置換狀態，處理模組可使用額外的資訊而非完全依靠來自溫度感測器的資料。此一配置可係有幫助的，例如在溫度感測器的電池組在使用者長期不在期間耗盡的事件中。在此等及其他狀況下，可係可行的是補充溫度資料。因此，在一些實施例中，可使用例如從線上資料服務獲得的室外天氣資料產生HVAC運轉時間的估計，例如針對輸出氣溫無資料可用的時期。用於基於天氣資料估計風扇運轉時間的例示性系統及方法(且其等可與本文所述的系統及方法結合使用)係描述於國際公開案第WO 2016/089688號及美國專利申請案序號第15/532,186號(2017年6月1日371(c))，其等之兩者的全文均以引用方式併入本文中。
在一些實施例中，本文所述之系統及方法可與下列結合使用：例如作為依賴使用一或多個感測器之系統及方法的輔助，該一或多個感測器報告代表HVAC系統之空氣過濾器之過濾器介質之狀況的一或多個參數。在一些實施例中，此一感測器可係例如壓力感測器，其回應於通過過濾器介質的壓力降。此大致類型的系統及方法係描述於美國臨時專利申請案第62/374,040號(2016年8月12日申請)及國際(PCT)申請案第PCT/US2017/045508號及第PCT/US2017/045492號(兩者均係2017年8月4日申請)，其等全部的全文係以引用方式併入本文中。
例示性實施例清單
實施例1係一種用於估計一HVAC系統中之一空氣過濾器的一置換狀態之方法，該方法包含：獲得與該HVAC系統隨時間變動而輸出之空氣的該溫度關聯的資料；基於所獲得的該資料判定該HVAC系統之一風扇的一總運轉時間值；及依據該總運轉時間值與一基線值之一比較而變動地估計該空氣過濾器的一置換狀態。
實施例2係如實施例1之方法，其中該資料係由位於該HVAC系統所服務之一住宅中的一溫度感測器獲得。
實施例3係如實施例1之方法，其中該資料係由一溫度感測器獲得，該溫度感測器測量經安裝在該HVAC系統之一出口中的一調風器之一表面的一溫度。
實施例4係如實施例1之方法，其中該資料係由一溫度感測器獲得，該溫度感測器測量該HVAC系統之一供應導管之一外部表面的一溫度。
實施例5係如實施例1之方法，其中該資料係由位於靠近該HVAC系統之一出口的一溫度感測器獲得。
實施例6係如實施例5之方法，其中該資料係由一溫度感測器獲得，該溫度感測器測量離開該HVAC系統之該出口之空氣的該溫度。
實施例7係如實施例2至6中任一項之方法，其中該基於所獲得的該資料判定該HVAC系統之該風扇的該總運轉時間值及該依據該總運轉時間值與該基線值之該比較而變動地估計該空氣過濾器之一置換狀態係由一處理模組執行，該處理模組係留駐在該溫度感測器上。
實施例8係如實施例7之方法，其中該空氣過濾器的該置換狀態係由留駐在該溫度感測器上的一報告模組報告。
實施例9係如實施例2至6中任一項之方法，其中與該HVAC系統輸出之空氣的該溫度關聯的該資料係藉由該溫度感測器傳達至未留駐在該溫度感測器上之一遠端處理模組，且其中該遠端處理模組執行基於所獲得的該資料判定該HVAC系統之該風扇的該總運轉 時間值及依據該總運轉時間值與該基線值之該比較而變動地估計之該空氣過濾器之該置換狀態的該等步驟。
實施例10係如實施例9之方法，其中該空氣過濾器的該置換狀態係由該遠端處理模組傳達至一遠端報告模組，該遠端報告模組報告該空氣過濾器的該置換狀態。
實施例11係如實施例10之方法，其中該遠端報告模組係留駐在一運算裝置上，該運算裝置係選自智慧型手機、膝上型電腦、平板電腦、及桌上型電腦。
實施例12係如實施例2至11中任一項之方法，其中該溫度感測器根據一時間時脈間歇地獲得資料，且其中該溫度感測器包含一休眠操作模式，該溫度感測器從該休眠操作模式間歇地喚醒至一訊問操作模式以獲得資料。
實施例13係如實施例12之方法，其中該溫度感測器以不小於每10分鐘一次且不大於每30秒一次的頻率喚醒至該訊問操作模式以獲得資料。
實施例14係如實施例1至13中任一項之方法，其中基於所獲得之與該HVAC系統隨時間變動而輸出之空氣的該溫度關聯的該資料判定該HVAC系統之該風扇的一總運轉時間值的該程序包含計算由該HVAC系統輸出之空氣的一溫度高於一高溫臨限值或低於一低溫臨限值的一總時間量。
實施例15係如實施例1至14中任一項之方法，其中基於所獲得之與該HVAC系統隨時間變動而輸出之空氣的該溫度關聯的 該資料判定該HVAC系統之該風扇的一總運轉時間值的該程序包含計算由該HVAC系統隨時間變動而輸出之空氣的該溫度之一斜率的一步驟。
實施例16係如實施例1至15中任一項之方法，其中該總運轉時間值係一經調整的總運轉時間值，該經調整的總運轉時間值包括與該HVAC在一循環模式中操作的一時長關聯之一調整添加，在該循環模式中，該HVAC系統的該風扇進行操作，但該HVAC系統並未加熱或冷卻。
實施例17係如實施例1至16中任一項之方法，其中該總運轉時間值與之比較的該基線值係一常數，該常數對應於該空氣過濾器的一標稱可用過濾器壽命。
實施例18係如實施例1至16中任一項之方法，其中該總運轉時間值與之比較的該基線值係一變數，該變數隨選自由下列所組成之列表的一或多個參數而變動：代表室外空氣空浮粒子之一位準的一參數、代表室外花粉之一位準的一參數、代表由該HVAC系統所服務之一住宅的一室內灰塵位準的一參數、代表該住宅中之一室內寵物皮屑位準的一參數、代表該住宅之一占用位準的一參數、代表該住宅中之一室內煙霧位準的一參數、代表該住宅之一占用者的一過敏態的一參數、及一使用者偏好參數。
實施例19係如實施例18之方法，其中該一或多個參數係由一使用者輸入至該方法中，而並未由該HVAC系統服務之該住宅中所提供的一感測器提供。
實施例20係如實施例1至19中任一項之方法，其中該HVAC系統係一住宅按需式(on-demand)HVAC系統。
實施例21係一種用於估計一HVAC系統中之一空氣過濾器的一置換狀態之系統，該系統包含：一感測器，其經組態以經定位靠近該HVAC系統之一出口，並經組態以獲得與一HVAC系統隨時間變動而輸出之空氣的該溫度關聯的資料；一處理模組，其經組態以基於所獲得的該資料判定該HVAC系統之一風扇的一總運轉時間值，並經組態以依據該總運轉時間值與一基線值之一比較而變動地估計該空氣過濾器的一置換狀態；及一報告模組，其經組態以從該處理模組接收該空氣過濾器的該置換狀態並向一使用者報告該空氣過濾器的該置換狀態。
實施例22係如實施例21之系統，其中該溫度感測器包含一固態溫度感測元件，該固態溫度感測元件包含一溫度敏感二極體。
所屬技術領域中具有通常知識者應理解，本文所揭示之特定例示性元件、結構、特徵、細節、結構設計等等都可在許多實施例中修改及/或結合。所有此類變化及組合皆經本案發明人設想而全都在本發明的範圍內，並非只有經選擇作為例示性說明的那些代表性設計。因此，本發明的範疇應不侷限於本文中描述的特定例示結構，而是至少延伸至申請專利範圍之語言所述之結構及這些結構的等效物。本說明書中明確敘述作為替代者之元件中的任一者皆可如所欲以任何組合明確包括於申請專利範圍內或排除自申請專利範圍外。本說明書中以開放式語言(例如：包含(comprise)及其衍生語)敘述之元件或元 件組合中的任一者，皆可視為另外以封閉式語言(例如：組成(consist)及其衍生語)及半封閉式語言(例如：基本上組成(consist essentially)、及其衍生語)來敘述。倘若本說明書之內容與以引用方式併入本說明書中但不主張其優先權之任何文件之揭露間有任何衝突或差異，應以本說明書的內容為主。

Claims (22)

  1. 一種用於估計一HVAC系統中之一空氣過濾器的一置換狀態之方法，該方法包含：獲得與該HVAC系統隨時間變動而輸出之空氣的溫度關聯的資料；基於所獲得的該資料判定該HVAC系統之一風扇的一總運轉時間值；及依據該總運轉時間值與一基線值之一比較而變動地估計該空氣過濾器的一置換狀態。
  2. 如請求項1之方法，其中該資料係由位於該HVAC系統所服務之一住宅中的一溫度感測器獲得。
  3. 如請求項1之方法，其中該資料係由一溫度感測器獲得，該溫度感測器測量經安裝在該HVAC系統之一出口中的一調風器之一表面的一溫度。
  4. 如請求項1之方法，其中該資料係由一溫度感測器獲得，該溫度感測器測量該HVAC系統之一供應導管之一外部表面的一溫度。
  5. 如請求項1之方法，其中該資料係由位於靠近該HVAC系統之一出口的一溫度感測器獲得。
  6. 如請求項5之方法，其中該資料係由一溫度感測器獲得，該溫度感測器測量離開該HVAC系統之該出口之空氣的該溫度。
  7. 如請求項2之方法，其中該基於所獲得的該資料判定該HVAC系統之該風扇的該總運轉時間值及該依據該總運轉時間值與該 基線值之該比較而變動地估計該空氣過濾器之一置換狀態係由一處理模組執行，該處理模組係留駐在該溫度感測器上。
  8. 如請求項7之方法，其中該空氣過濾器的該置換狀態係由留駐在該溫度感測器上的一報告模組報告。
  9. 如請求項2之方法，其中與該HVAC系統輸出之空氣的該溫度關聯的該資料係藉由該溫度感測器傳達至未留駐在該溫度感測器上之一遠端處理模組，且其中該遠端處理模組執行基於所獲得的該資料判定該HVAC系統之該風扇的該總運轉時間值及依據該總運轉時間值與該基線值之該比較而變動地估計之該空氣過濾器之該置換狀態的該等步驟。
  10. 如請求項9之方法，其中該空氣過濾器的該置換狀態係由該遠端處理模組傳達至一遠端報告模組，該遠端報告模組報告該空氣過濾器的該置換狀態。
  11. 如請求項10之方法，其中該遠端報告模組係留駐在一運算裝置上，該運算裝置係選自一智慧型手機、膝上型電腦、平板電腦、及桌上型電腦。
  12. 如請求項2之方法，其中該溫度感測器根據一時間時脈間歇地獲得資料，且其中該溫度感測器包含一休眠操作模式，該溫度感測器從該休眠操作模式間歇地喚醒至一訊問操作模式以獲得資料。
  13. 如請求項12之方法，其中該溫度感測器以不小於每10分鐘一次且不大於每30秒一次的一頻率喚醒至該訊問操作模式以獲得資料。
  14. 如請求項1之方法，其中基於所獲得之與該HVAC系統隨時間變動而輸出之空氣的該溫度關聯的該資料判定該HVAC系統之該風扇的一總運轉時間值的該程序包含計算由該HVAC系統輸出之空氣的一溫度高於一高溫臨限值或低於一低溫臨限值的一總時間量。
  15. 如請求項1之方法，其中基於所獲得之與該HVAC系統隨時間變動而輸出之空氣的該溫度關聯的該資料判定該HVAC系統之該風扇的一總運轉時間值的該程序包含計算由該HVAC系統隨時間變動而輸出之空氣的該溫度之一斜率的一步驟。
  16. 如請求項1之方法，其中該總運轉時間值係一經調整的總運轉時間值，該經調整的總運轉時間值包括與該HVAC在一循環模式中操作的一時長關聯之一調整添加，該循環模式中，該HVAC系統的該風扇在進行操作，但該HVAC系統並未加熱或冷卻。
  17. 如請求項1之方法，其中該總運轉時間值與之比較的該基線值係一常數，該常數對應於該空氣過濾器的一標稱可用過濾器壽命。
  18. 如請求項1之方法，其中該總運轉時間值與之比較的該基線值係一變數，該變數隨選自由下列所組成之列表的一或多個參數而變動：代表室外空氣空浮粒子之一位準的一參數、代表室外花粉之一位準的一參數、代表由該HVAC系統所服務之一住宅的一室內灰塵位準的一參數、代表該住宅中之一室內寵物皮屑位準的一參數、代表該住宅之一占用位準的一參數、代表該住 宅中之一室內煙霧位準的一參數、代表該住宅之一占用者的一過敏態的一參數、及一使用者偏好參數。
  19. 如請求項18之方法，其中該一或多個參數係由一使用者輸入至該方法中，而並未由該HVAC系統服務之該住宅中所提供的一感測器提供。
  20. 如請求項1之方法，其中該HVAC系統係一住宅按需式HVAC系統。
  21. 一種用於估計一HVAC系統中之一空氣過濾器的一置換狀態之系統，該系統包含：一感測器，其經組態以經定位靠近該HVAC系統之一出口，並經組態以獲得與一HVAC系統隨時間變動而輸出之空氣的該溫度關聯的資料；一處理模組，其經組態以基於所獲得的該資料判定該HVAC系統之一風扇的一總運轉時間值，並經組態以依據該總運轉時間值與一基線值之一比較而變動地估計該空氣過濾器的一置換狀態；以及，一報告模組，其經組態以從該處理模組接收該空氣過濾器的該置換狀態並向一使用者報告該空氣過濾器的該置換狀態。
  22. 如請求項21之系統，其中該溫度感測器包含一固態溫度感測元件，該固態溫度感測元件包含一溫度敏感二極體。
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