KR100386847B1 - 개별환경제어장치 및 그의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개별공기조화장치의 복수개의 방출구을 기능적 및 위치적으로 분화시켜, 별도의 보조난방장치 등을 생략함으로써 경제성을 도모하고, 공기방출구, 믹싱 박스, 덕트등의 구성요소를 사무용 파티션 등의 내부에 삽입시킴으로써, 쾌적한 풍량을 위한 방출구의 크기 확보 및 파손방지, 편리하고 합리적인 공간활용을 도모하며, 공급 공기의 온도와 현재의 실내 온도를 비교판단하여, 자동적으로 사용자에 의해 설정된 실내 온도값의 공기를 공급할 수 있도록 하는 개별환경제어장치 및 그의 제어방법에 관한 것이다.

Description

개별환경제어장치 및 그의 제어방법{INDIVIDUAL ENVIRONMENT CONTROL SYSTEM:IECS}

본 발명은 건물내에 설치되는 공기조화장치 등을 포함하는 환경제어장치에 관한 것으로서, 상세하게는, 과거 중앙집중식 공기조화장치로부터 발전된 종래의 개별공기조화장치를 개선하여, 보다 진일보된 개념의 공기조화장치를 포함하는 개별환경제어장치 및 그의 제어방법을 제공하려는 것이다.

종래의 개별환경제어장치 및 그의 제어방법으로서 대표적인 것 중의 하나가 이른바 PEM(Personal Environment Module)시스템으로서, 바닥공기조화장치에 PEM모듈을 연결한 것이다.

도1 및 도2는 종래의 PEM시스템의 구성 및 설치상태를 보인 것으로, 책상의 상면에 설치되어 공기조화장치로부터 공급되는 공기의 온도, 공기의 양 및 조명의 조도 등과 같은 개인의 환경을 사용자의 임의로 조절할 수 있도록 하는 컨트롤 유닛(1)과; 책상 상면의 양측에 비치되어, 실내에 공기를 공급하도록 하는 박스형 방출구(2)와; 컨트롤 유닛(1)의 일측에 설치되어 사람이 없으면 조명을 끄는 등의, 개별환경제어시스템이 최소의 작동만 하도록 하는 재실센서(3)와; 책상의 하부 일측에 설치되는 믹싱 박스(4)와; 책상 후면에 설치되는 복사 히팅 판넬(도면에 도시되지 않음)과; 책상 하부에 설치되어, 팬(도면에 도시되지 않음)으로부터 발생하는 소음을 줄이기 위한 소음제거장치와; 바닥공기조화장치와 연결되어, 믹싱 박스(4)를 거쳐, 책상 하면에 부착되어 연장되는 공급 공기의 통로인 공급 덕트(5)로 구성된다.

믹싱 박스(4)는 실외 공기와 실내 공기를 혼합하는 댐퍼(damper)와 공기 중의 이물질을 제거하는 필터와 팬모터의 구동력에 의해 공기를 방출구 및 실내에 전달하는 2개의 팬으로 구성된다.

또한, PEM시스템의 공급 덕트는 바닥공기조화장치의 공급 덕트에 연결되어 있는 바, PEM시스템에 작동 명령을 가하면, 상기 믹싱 박스내에 설치되어 있는 팬이 작동하여, 공급 공기를 실내에 전달한다.

또한, PEM시스템이 작동을 시작하면, 상기 소음제거장치가 작동을 시작한다.

이는 책상 하부 일측에 설치되어 외부로 노출된 상기 믹싱 박스내에서 작동하는 팬에 의한 소음을 줄이기 위함이다.

그러나, 이와 같은 종래의 개별환경제어장치로서 PEM시스템은, 공기를 실내에 공급하는 방출구가 작아서 방출 풍속이 쾌적역에 미치지 못 한다는 문제점과, 팬이 작동하는 믹싱 박스가 책상 하부 일측에 설치되어 외부로 노출되기 때문에 별도의 소음제거장치가 필요하다는 문제점과, 수 개의 방출구에서 동일한 온도의 공기가 공급되기 때문에 난방을 위해서는 별도의 보조난방장치가 필요하다는 문제점 과, 공급 덕트가 책상 하면에 부착되어 외부로 노출됨에 따라 사용자에 의한 파손 가능성이 있다는 문제점과, 믹싱 박스와 공급 덕트 등이 외부로 노출됨에 따라 사용자에게 불편을 준다는 문제점 등을 안고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자, 방출구의 크기를 충분한 정도로 할 수 있는 방안을 강구하고, 믹싱 박스의 위치를 조정하여 별도의 소음제거장치를 필요하지 않도록 하는 방안을 강구하고, 수 개의 그릴을 기능적 및 위치적으로 분화시킴으로써 별도의 난방장치를 필요하지 않도록 하는 방안을 강구하고, 본 장치의 외부 노출정도를 최소화하여 파손 가능성 및 불편을 제거하는 방안을 강구함으로써, 보다 진일보한 개념의 개별공기조화장치를 포함하는 개별환경제어장치 및 그의 제어방법을 제공함을 목적으로 하는 것이다.

도1은 종래의 개별환경제어장치의 일례(PEM system)를 도시한 정면도.

도2는 도1에 따른 개별환경제어장치의 일부구성을 보인 사시도.

도3은 본 발명에 따른 개별환경제어장치의 전체구성을 도시한 구성도.

도4는 본 발명에 따른 개별환경제어장치를 사무용 파티션에 적용한 실시예를 도시한 투시도.

도5는 도4에 따른 개별환경제어장치의 실시예를 도시한 실내 일부의 조감도.

도6은 본 발명에 따른 개별환경제어방법의 동작과정을 도시한 흐름도

도7은 본 발명에 따른 개별환경제어장치의 구성을 구체적으로 도시한 단면도로서,

도7a는 개별환경제어장치의 일부구성을 도시한 정면도.

도7b는 개별환경제어장치의 일부구성을 도시한 측면도.

도7c는 개별환경제어장치의 상부 방출구에 관한 정면도,측단면도 및 배면도.

도7d는 개별환경제어장치의 배치상태를 보인 평면도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

11 : 디퓨저 12 : 유입공기량 조절댐퍼

13 : 공기 혼합챔버 14 : 팬모터

15 : 실내공기 유입구 20 : 메인 덕트

21 : 하부 덕트 22 : 하부 방출구

23 : 상부 덕트 24 : 상부 방출구

25 : 상하조절댐퍼

본 발명에 따른 개별환경제어시스템은 크게 개별공기조화장치와 그 제어방법 및 재실센서의 3가지 구성요소로 구분할 수 있다.

상기 개별공기조화장치는 예를 들어 사무용 파티션 등과 같은 간막이용 구조물의 벽체 내부에 설치되어, 보다 넓은 작업공간을 확보토록 하고, 이에 따라 파손의 위험 및 사용상의 불편을 해소할 수 있다는 특징을 갖는다.

상기 개별공기조화장치는, 실외의 공기를 개별공기조화장치에 공급하는 파이프인 바닥공기조화장치(access floor)의 급기덕트와; 그 바닥공기조화장치의 급기덕트에 연결되어 공급 공기를 흡입하는 디퓨저(diffuser)와; 그 디퓨저로부터 흡입된 공기와 실내 공기를 혼합하여 공기의 온도를 조절하는 유입공기량 조절댐퍼가 설치된 공기혼합챔버와; 그 공기혼합챔버로부터 흡입된 공기를 팬모터(fan motor)의 구동력에 의해 메인 덕트(main duct)에 공급하는 팬(fan)과; 그 팬으로부터 흡입된 공기를 메인 덕트를 통해 상부 및 하부 방출구로 공급하며, 그 공급방향과 공급량을 조절하는 상하조절댐퍼와; 그 상하조절댐퍼로부터 흡입된 공기를 상부 덕트를 통해 실내에 공급하는 상부 방출구와; 상기 상하조절댐퍼로부터 흡입된 난방된 공기를 하부 덕트를 통해 실내에 공급하는 하부 방출구로서 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 개별환경제어장치의 구성요소 중의 하나인 개별공기조화장치의 실시예에 관하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도3 및 도4에 있어서, 바닥공기조화장치(10)는 냉공기 또는 온공기를 디퓨저(11)를 통해 공기혼합챔버(13)에 공급한다. 공기혼합챔버(13)는, 일단부가 디퓨저(11)에 연결되고, 타단부가 메인 덕트(20)에 연결되며, 실내 공기를 흡입하기 위한 실내공기 유입구(15)가 구비되어 있고, 그 내부에 실외 공급 공기와 실내 공기를 혼합하여, 상기 방출구를 통해 실내로 배출되는 공기의 온도를 조절하는 유입공기량 조절댐퍼(12)를 구비하고 있다. 유입공기량 조절댐퍼(12)는, 디퓨저(11)로부터 공급되는 공기의 온도와 공기혼합챔버(13)의 실내공기 유입구(14)로부터 흡입되는 실내 공기의 온도를 비교하여, 후술하는 제어기를 통해 가장 적절한 실내에의 방출 공기의 온도를 판단함으로써, 팬에 공급되는 공기의 온도를 결정한다.

팬모터(14)는, 공기혼합챔버(13)와 메인 덕트(20)의 연결부분인 메인 덕트 (20)의 하부에 설치되어 간막이용 구조물의 벽체 내부에 함입되어 있고, 공기혼합챔버(13)로부터 공급된 혼합 공기를 메인 덕트(20)에 공급하며, 후술하는 제어기를 통해 실내에 방출할 공기의 양을 제어하는 작용을 담당한다. 이와 같이, 팬모터 (14)가 간막이용 구조물의 벽체 내부에 함입되어 있으므로, 외부로 배출되는 소음의 양이 감소하는 바, 별도의 소음제거장치가 필요하지 않게 된다.

메인 덕트(20)는 상부 덕트(23)와 하부 덕트(21)로 분기되며, 그 상부 및 하부 덕트의 분기 지점에 상하조절댐퍼(25)가 설치되어 있다. 그 상하조절댐퍼(25)는, 후술하는 제어기를 통해, 공기의 공급방향을 상부 덕트(23), 또는 하부 덕트 (21)로 변환시키는 작용을 담당한다. 이와 같이, 공급 공기의 온도와 실내 공기의 온도에 따라, 공기의 취출구를 상부, 또는 하부로 선택하여 결정할 수 있으므로, 보다 효율적인 난방이 가능하며, 별도의 보조난방장치가 필요하지 않게 되므로, 보다 경제적인 개별공기조화장치를 얻을 수 있게 되는 것이다.

상부 덕트(23) 및 하부 덕트(21)는 각각 상부 방출구(24)와 하부 방출구(22)에 연결되어 있으며, 상부 방출구(24)는 의자에 앉아 있는 사용자의 머리 위에 위치하도록, 하부 방출구(22)는 사용자의 다리 부분의 전방에 위치하도록, 각각 설치된다. 상부 방출구(24)에는 복수개의 얇은 판상의 그릴이 설치되어 있고, 상부덕트의 내부에는 상기 그릴을 좌우로 빠르게 반복하여 회동시키기 위한 스윙(swing) 모터가 설치되어 있으므로, 사용자로 하여금 자연풍의 효과를 느끼도록 할 수 있다.

또한, 상부 및 하부 방출구(24,22)는, 간막이용 구조물의 벽체 내부에 함입되어, 그 방출구만이 외부로 노출되는 구성을 취하고 있다. 따라서, 책상 상면에 별도의 박스형 구조로써 비치되는 종래의 개별공기조화장치에 있어서의 방출구와 달리, 단면의 크기에 따른 제한이 해소되므로, 보다 사용자에게 쾌적한 양의 공기를 방출할 수 있게 된다.

이하에서는, 본 발명에 따른 개별환경제어방법에 관하여, 도6의 플로우 챠트를 참조하여 상세히 설명한다.

(1) 제어기 내에 장착된 메인CPU는, 우선 제어기의 패널에 설치된 사용자 버튼이 입력되었는지를 체크하고, 사용자 버튼이 입력되었으면, 사용자로 하여금 원하는 실내온도를 설정하도록 하며, 사용자가 설정한 온도값을 저장한다.

(2) 외출 모드가 입력되었는지를 체크하고, 외출 모드가 입력되었으면, 개별공기조화장치의 팬모터, 스윙모터 및 조명의 작동을 정지시키며, 외출 모드가 입력되지 않았다면, 그대로 그 다음 과정으로 진행한다.

(3) 부재중 모드가 입력되었는지를 체크하고, 부재중 모드가 입력되었으면, 상기 개별공기조화장치의 팬모터, 스윙모터 및 조명의 작동을 정지시키며, 부재중 모드가 입력되지 않았다면, 그대로 그 다음 과정으로 진행한다.

(4) 오토 모드가 선택되었는지를 체크하고, 오토 모드가 선택되었으면, 공기 혼합챔버에 유입되는 공급 공기의 온도와 현재의 실내 온도를 비교 판단하여, 실내 온도값이 상기 제1과정에서 저장된 사용자가 설정한 온도값과 동일하게 되도록, 유입공기량 조절댐퍼의 열림 정도 및 팬모터의 속도를 자동조절한다. 즉, 설정온도와 현재의 실내온도의 편차가 클수록, 유입공기량 조절댐퍼의 열림 정도는 감소하고, 팬모터의 속도는 증가하게 되며, 그 편차가 작을수록 유입공기량 조절댐퍼의 열림 정도는 증가하고, 팬모터의 속도는 감소하게 되는 방식이다. 한편, 메뉴얼 모드가 선택되었다면, 사용자로 하여금 직접 팬모터, 스윙모터의 구동여부 및 구동속도와 유입공기량 조절댐퍼의 열림 정도 및 조명장치의 조도를 조절하도록 한다.

상기 제3과정에 있어서는, 예를 들면 제어기의 외부 등에 재실센서가 장착되어 있어, 그 재실센서에 의해 사용자의 재실여부가 감지되는 바, 사용자가 설정한 대기시간 동안 재실센서에의 입력이 없으면, 자동적으로 부재중 모드가 입력되고,부재중 모드가 입력되었으면, 상기 개별환경제어장치의 팬모터, 조명, 스윙모터의 작동을 정지시키게 된다.

또한, 상기 제어기에는 통신포트가 설치되어, 사용자가 PC를 통해, 상기 개별공기조화장치의 팬모터, 스윙모터 및 조명의 작동을 제어할 수 있도록 한다. 예를 들면, MS 윈도우 응용프로그램으로서, 시리얼(RS-232C)통신에 의해, PC에서 제어기의 현재 설정값을 체크하거나, 제어기측으로 새로운 설정값을 전달할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 개별환경제어장치 및 그의 제어방법은, 작업 공간의 감소없이, 쾌적한 풍량을 위한 충분한 크기의 방출구를 확보할 수 있도록 하고, 별도의 소음제거장치나 보조난방장치를 필요하지 않도록 함으로써 경제성을 도모하고, 공기조화장치의 외부노출을 최대한 억제함으로써 파손의 위험방지, 작업공간확보, 편리하고 합리적인 공간활용을 도모할 수 있도록 하며, 공급 공기의 온도와 실내 공기의 온도를 비교판단하여 자동적으로 사용자에 의해 설정된 온도값의 공기를 공급하도록 하는 바, 보다 진일보된 개념의 환경제어시스템을 제공한다는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 바닥공기조화장치의 급기덕트로부터 공급되는 공기를 믹싱박스, 분배덕트, 방출구 및 컨트롤 유닛 등으로 구성되는 실내 분배장치를 통해 개별 책상의 사용자에게 공급하는 개별환경제어장치에 있어서,

   상기 바닥공기조화장치의 급기덕트와 연결되고, 그 급기덕트로부터 공급되는 공기와 실내 공기를 함께 공급받아 혼합하는 공기 혼합 챔버와;

   공기의 공급방향을 조절하는 상하조절댐퍼와 공급 공기에 구동력을 부여하는팬모터를 수직 중공 통체의 상하에 각각 구비하고, 상기 공기 혼합 챔버에 연결되어, 그 혼합 챔버로부터 공급되는 혼합공기를 상측 또는 하측 방향으로 선택하여 공급하는 메인덕트와;

   상기 개별 책상의 상판 하부로 향하는 하부 방출구를 구비하고, 상기 메인 덕트의 일측벽에 배치되어 메인덕트로부터 공급되는 공기를 상판의 하부로 불어내는 하부덕트와;

   상기 개별 책상 상판의 상부 양측에 위치하는 상부 방출구를 각각 구비하고, 메인덕트의 상부에서 양측으로 분기되어 메인덕트로부터 공급되는 공기를 상판의 상부로 불어내는 상부덕트로 이루어지는 개별 공기조화장치로 구성되고,

   상기 공기 혼합 챔버와 메인덕트, 하부덕트 및 상부덕트 등을 포함하는 개별 공기조화장치가 책상의 전면에 배치되는 간막이용 구조물의 벽체 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 개별환경제어장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 공기 혼합 챔버는 그 혼합 챔버 몸체의 일측에 실내공기가 유입되는 실내공기 유입구가 형성되고, 그 실내공기 유입구의 내측에는 공기의 유입량을 조절하는 유입공기량 조절댐퍼가 구비된 것을 특징으로 하는 개별환경제어장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 메인덕트 및 하부덕트는 상기 간막이용 구조물의 벽체의 중앙 모서리부내에 설치되어 그 하부 방출구가 벽체의 중앙 모서리부의 외면과 일치되어 노출되고, 상기 각 상부덕트는 벽체의 내부에 설치되어 그 각 상부 방출구가 벽체의 외면과 동일 평면상에 노출되는 것을 특징으로 하는 개별환경제어장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 각 상부 방출구는 스윙모터에 의해 좌우로 반복 회동되는 복수개의 그릴이 구비된 것을 특징으로 하는 개별환경제어장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 개별 공기조화장치는 상기 팬모터와 스윙모터의 구동여부와 구동속도, 상기 공기 혼합 챔버에 구비된 유입공기량 조절댐퍼의 열림정도 및 책상의 상부에 설치되는 조명 등의 조도 등을 조절하는 제어기가 구비된 것을 특징으로 하는 개별환경제어장치.
6. 제어기의 패널에 설치된 사용자 버튼이 입력되었는지를 체크하고, 사용자 버튼이 입력되었으면, 사용자가 설정한 온도값을 저장하도록 하는 제1과정과;

   상기 제1과정의 실행 후, 외출 모드가 입력되었는지를 체크하고, 외출 모드가 입력되었으면, 개별공기조화장치의 팬모터, 스윙모터 및 조명의 작동을 정지시키는 제2과정과;

   상기 제2과정의 실행 후, 부재중 모드가 입력되었는지를 체크하고, 부재중 모드가 입력되었으면, 상기 개별공기조화장치의 팬모터, 스윙모터 및 조명의 작동을 정지시키는 제3과정과;

   상기 제3과정의 실행 후, 오토 모드가 선택되었는지를 체크하고, 오토 모드가 선택되었으면, 공기 혼합 챔버에 유입되는 공급 공기의 온도와 현재의 실내 온도를 비교 판단하여, 실내 온도값이 상기 제1과정에서 저장된 사용자가 설정한 온도값과 동일하게 되도록, 유입 공기량 조절댐퍼의 열림 정도 및 팬모터의 속도를 자동조절하는 제4과정으로;

   구성된 것을 특징으로 하는 개별환경제어방법.
7. 제6항에 있어서,

   제3과정은 재실센서에 의해 사용자의 재실여부가 감지되고, 재실센서에 의한 감지 결과 사용자가 부재중인 것으로 판단되면, 자동적으로 부재중 모드가 입력되고, 부재중 모드가 입력되었으면, 상기 개별공기조화장치의 팬모터, 스윙모터 및 조명의 작동을 정지시키는 과정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 개별환경제어방법.
8. 제6항에 있어서,

   제어기에 통신포트가 설치되어, 사용자가 PC를 통해, 상기 개별공기조화장치의 팬모터, 스윙모터 및 조명의 작동을 제어하도록 하는 것을 특징으로 하는 개별환경제어방법.