KR100684294B1 - A measuring device of co2 gas for remote communication control in order to room air quality management and contron method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 실내 공기질 관리를 위한 원격 통신 제어용 CO2 가스 측정장치를 나타내는 구성도 및 회로도,1 and 2 is a configuration diagram and a circuit diagram showing a CO2 gas measuring device for remote communication control for indoor air quality management according to the present invention,
도 3의 (가) 및 (나) 도 1 장치의 전면 및 측면을 보여주는 도면,3 (a) and (b) a view showing the front and side of the device of Figure 1,
도 4는 도 1 장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.4 is a flowchart illustrating a control method of the apparatus of FIG. 1.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
10 : 전원부 20 : 센서부10: power supply unit 20: sensor unit
30 : 제어부 40 : 표시부30
50 : 키입력부 60 : 출력부50: key input unit 60: output unit
70 : 통신부 80 : 원격장치70: communication unit 80: remote device
본 발명은 이산화탄소(CO2) 가스를 측정하여 오염된 공기를 배출시켜 최적의 실내공기를 제공하기 위한 환기시스템에 관한 것으로서, 특히 홈오토메이션(HA)기기 등의 원격장치와의 통신을 통해 원격 통신 제어가 가능한 실내 공기질 관리를 위한 원격 통신 제어용 CO2 가스 측정장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ventilation system for providing optimal indoor air by measuring carbon dioxide (CO2) gas to discharge contaminated air, and in particular, remote communication control through communication with a remote device such as a home automation (HA) device. The present invention relates to a CO2 gas measuring device for telecommunication control for indoor air quality management, and a control method thereof.
현재 일반건물에 설치되어 있는 기존의 공조시스템은 대부분 온열환경, 즉 온도, 습도, 기류를 기초로 운영하고 있다. 이러한 공조시스템은 재실자에게 이산화탄소(CO2)를 비롯한 다른 오염인자를 그대로 노출시키고 있어, 실내에서 재실자가 불쾌감을 느낄 수 있기 때문에 인체 쾌적성 측면에서 많은 보완이 필요한 실정이다.The existing air conditioning systems installed in general buildings are mostly operated based on the thermal environment, that is, temperature, humidity, and airflow. Such an air conditioning system exposes inmates to other pollutants such as carbon dioxide (CO 2 ) as it is, and the inmates may feel unpleasant in the room, requiring much supplementation in terms of human comfort.
따라서, 재실자들로부터 발생되는 이산화탄소(CO2) 농도를 공중위생관리법과 건축법에서 제시한 기준농도인 1000ppm 이하로 유지시키면서 쾌적온열환경을 만족시켜주는 에너지 절약적 공조알고리즘이 필요하다.Therefore, there is a need for an energy-saving air conditioning algorithm that satisfies the comfortable thermal environment while maintaining the concentration of carbon dioxide (CO2) generated from occupants below 1000 ppm, the standard concentration suggested by the Public Health Control Act and the Building Act.
또한, 환경오염이 심각해지고 건강에 대한 관심이 높아짐에 따라 실내공기를 정화시키는 공기청정기가 개발되어 활발하게 판매되고 있다. 하지만, 이는 단순히 담배연기나 먼지 등을 흡입할 뿐 인체에 유해한 이산화탄소(CO2) 농도를 제어하지는 못한다.In addition, as environmental pollution becomes serious and interest in health increases, air cleaners for purifying indoor air have been developed and actively sold. However, it simply inhales cigarette smoke or dust and does not control the concentration of carbon dioxide (CO2), which is harmful to the human body.
그래서, 신규 입주 아파트 등의 주택들은 대개 각 방마다 이산화탄소(CO2) 가스를 측정하는 센서, 주방 등에는 이산화탄소(CO2)와 수소(H2) 등의 잡가스를 측정하는 센서 등을 설치하여 공기질을 관리할 수 있도록 되어 있다. Therefore, houses such as new tenant apartments usually install sensors to measure carbon dioxide (CO2) gas in each room, and sensors to measure miscellaneous gases such as carbon dioxide (CO2) and hydrogen (H2) in kitchens. It is supposed to be.
하지만, 현재 설치된 센서들은 단순히 계측기에 지나지 않아 계측값에 따라 사용자가 일일이 제어하고 관리해야 하는 불편과 번거로움이 있었다.However, currently installed sensors are merely measuring instruments, and users have to control and manage them individually according to the measured values.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 점을 감안하여 안출된 것으로, 일정주기로 CO2 가스 농도를 측정하여 현재 CO2 농도가 설정치 이상이면 공조 팬을 가동시켜 환기가 이루어지도록 하며, 통신기능을 통해 원격으로 제어 관리할 수 있도록 한 실내 공기질 관리를 위한 원격 통신 제어용 CO2 가스 측정장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.Therefore, the object of the present invention was devised in view of the above-mentioned point, by measuring the concentration of CO2 gas at a predetermined cycle, if the current CO2 concentration is above the set value to operate the air conditioning fan to be ventilated, remotely controlled through a communication function The present invention provides a CO2 gas measuring device for remote communication control and a control method thereof for indoor air quality management.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실내 공기질 관리를 위한 원격 통신 제어용 CO2 가스 측정장치는, 이산화탄소(CO2) 가스를 측정하는 장치에 있어서, 입력전원을 각 구성의 동작전원으로 변환하여 공급하기 위한 전원부와, 상기 CO2 가스의 농도를 일정주기마다 검지하기 위한 센서부와, 현재 CO2 농도 및 경보상태를 표시하기 위한 표시부와, 각 구성의 동작을 전반적으로 제어하며, 상기 검지된 현재 CO2 농도와 설정치를 비교하여 그 비교결과에 따라 경보상태를 출력하기 위한 제어부와, 상기 설정치를 변경하기 위한 키입력부와, 상기 제어부에서 출력된 경보상태에 따라 공조 팬이 가동되도록 경보출력하는 출력부, 및 외부 원격장치로부터의 원격 제어를 위해, 상호 통신을 수행하기 위한 통신부를 포함한다.CO2 gas measuring device for remote communication control for indoor air quality management of the present invention for achieving the above object, in the device for measuring carbon dioxide (CO2) gas, for converting the input power to the operating power of each configuration for supplying A power supply unit, a sensor unit for detecting the concentration of the CO2 gas at regular intervals, a display unit for displaying the current CO2 concentration and an alarm state, and overall control of the operation of each component, and the detected current CO2 concentration and the set value And a control unit for outputting an alarm state according to the comparison result, a key input unit for changing the set value, an output unit for outputting an alarm to operate an air conditioning fan according to the alarm state output from the control unit, and an external remote controller. For remote control from the device, a communication unit for performing mutual communication is included.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 실내 공기질 관리를 위한 원격 통신 제어용 CO2 가스 측정장치의 제어방법은, CO2 가스 측정장치의 제어방법에 있어서, (1) 전원 투입 후, 소정시간 동안 대기모드로 동작하여 오동작 방지를 위한 초기화 작업을 수행하는 단계와, (2) 초기화 작업이 완료되면, 운전모드로 동작하여 일정주기 마다 CO2 농도를 측정하는 단계와, (3) 측정된 CO2 농도를 경보설정농도와 비교하고, 그 비교결과에 따라 경보출력하여 공조 팬을 가동하는 단계와, (4) 측정된 CO2 농도 및 경보상태를 사용자가 알 수 있도록 표시하는 단계, 및 (5) 현재의 운전상태, CO2 농도 및 경보상태를 통신을 통해 원격장치측으로 전송하고, 원격장치측으로부터 상기 경보설정농도 변경을 원격 제어받는 단계를 포함한다.In order to achieve the object of the present invention, the control method of the CO2 gas measuring device for remote communication control for indoor air quality management, in the control method of the CO2 gas measuring device, (1) after the power is turned on in a standby mode for a predetermined time Performing initialization for preventing malfunction, (2) when the initialization is completed, operating in the operation mode to measure CO2 concentration at regular intervals, and (3) comparing the measured CO2 concentration with the alarm setting concentration. Alarm output according to the comparison result to operate the air conditioning fan, (4) displaying the measured CO2 concentration and alarm state so that the user can know, and (5) the current operating state, CO2 concentration and And transmitting an alarm state to the remote device through communication, and remotely controlling the alarm setting concentration change from the remote device.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 실내 공기질 관리를 위한 원격 통신 제어용 CO2 가스 측정장치의 구성도 및 회로도를 각각 나타낸다. 본 발명의 CO2 가스 측정장치는 AC 220V±10%의 입력전원을 각 구성의 동작전원인 DC 5V로 변환하여 공급하기 위한 전원부(10), 대기중 CO2 가스의 농도를 일정주기마다 검지하기 위한 센서부(20), 및 현재 CO2 농도 및 경보상태를 표시하기 위한 표시부(40)를 구비한다. 표시부(40)는 CO2 농도를 수치로 화면표시하기 위한 LCD(41)와, 경보상태의 가중에 따라 서로 다른 색으로 발광 표시하기 위한 다수의 LED(45)로 이루어진다. 본 발명의 CO2 가스 측정장치는 또한, 경보출력의 기준이 되는 초기 디폴트값을 설정하기 위한 딥스위치(51)와 디폴트값을 변경하여 설정하기 위한 업(up)/다운(down) 터치 버튼식 누름스위치(55)로 된 키입력부(50), 경보상태에 따라 복수개 릴레이를 각각 동작시켜 복수개의 공조 팬이 가동되도록 경보출력하는 출력부(60), 및 원격장치(80)와의 통신을 위한 통신부(70)를 구비한다. 여기서, 통신부(70)는 RS-485로, 멀티통신이 가능하다. 원격장치(80)는 홈오토메이션(HA) 등 HMI(Human Machine Interface) 시스템으로, 통신부(70)를 통해 현재의 운전모드, CO2 농도, 경보출력상태를 전송받으며, 원격으로 경보출력 설정치를 변경하여 설정한다. 한편, 본 발명의 CO2 가스 측정장치는 각 구성의 동작을 전반적으로 제어하기 위한 1칩 마이크로콘트롤러로 된 제어부(30)를 구비한다. 이러한 구성을 갖는 본 발명의 CO2 가스 측정장치는 각 실내마다 설치되며, 원격장치(80)는 중앙 관리사무소 등에 설치되어 실내의 공기질을 원격으로 통합 관리할 수 있도록 한다. 1 and 2 show the configuration and circuit diagram of the CO2 gas measuring device for telecommunication control for indoor air quality management according to the present invention, respectively. The CO2 gas measuring apparatus according to the present invention includes a
도 3의 (가) 및 (나)는 도 1에 보여진 CO2 가스 측정장치의 전면도 및 측면도이다.3A and 3B are front and side views of the
도 3의 (가)를 보면, 좌측 하단부에 센서부(20)가 앞을 향해 다소 돌출된 형태로 배치되며, 그 옆에 키입력부(50)의 업(△)/다운(▽) 누름스위치(55)가 배치된다. 상단부에는 표시부(40)의 LCD(41)가 배치된다.Referring to (a) of Figure 3, the
도 3의 (나)를 보면, 장치 뒷면에 돌출부가 마련되어 벽면 안쪽에 고정 장착되어 안정적으로 벽면 설치가 용이한 형태로 제작된다. Referring to Figure 3 (b), the projection is provided on the back of the device is fixedly mounted on the inside of the wall is produced in a stable form easy to install the wall.
이러한 형태로 제작 및 구성되는 도 1 내지 도 3 장치의 CO2 가스 측정 및 제어 동작을 도 4를 통해 구체적으로 설명한다.The CO2 gas measurement and control operation of the apparatus of FIGS. 1 to 3 manufactured and configured in this manner will be described in detail with reference to FIG. 4.
전원부(10)는 AC 220V의 입력전원을 DC 5V로 변환하여 각 구성의 동작전원으로 공급한다(단계 401). 전원이 인가되면, 대기모드로 동작하여 오동작 방지를 위한 초기화 작업을 수행한다(단계 402). 즉, 전원 투입 후 2분 30초간 센서부(20)를 초기화시키며, 이때 표시부(40)의 LCD(41)에는 0000ppm을 표기하고, 다수의 LED(45)를 모두 점멸 상태로 만든다. 초기화 작업이 완료되면, 운전모드로 동작한다(단계 403). 운전모드에서, 센서부(20)는 10초 마다 CO2 농도를 측정한다(단계 404). 센서부(20)의 검지범위는 통상 400∼5400ppm으로, 청정대기중을 400ppm으로 한다. 측정된 CO2 농도는 제어부(30)로 입력된다. 제어부(30)는 센서부(20)에서 측정된 CO2 농도를 표시부(40)의 LCD(41)에 표시하여 사용자로 하여금 현재의 CO2 농도를 알 수 있도록 한다. 제어부(30)는 또한, 현재의 운전상태 및 CO2 농도를 RS-485 통신부(70)를 통해 원격장치(80)로 전송한다. 제어부(30)는 측정된 CO2 농도를 설정치와 비교한다. 여기서, 설정치는 경보설정농도로, 키입력부(50)의 딥스위치(51)를 통해 초기 디폴트값으로 1000ppm이 설정된다. 사용자는 키입력부(50)의 누름스위치(55)를 조작하여 초기 디폴트값 1000ppm을 ±10ppm씩 변경 설정한다. 제어부(30)는 현재 CO2 농도가 1600ppm 이상인 지를 판단하여(단계 405), 이상이면 표시부(40)의 다수 LED(45)중 적색(R) LED를 점등시키고, 출력부(60)를 통해 경보출력1을 출력한다(단계 406). 즉, 출력부(60)는 복수개의 릴레이를 동작시켜 복수개의 공조 팬을 모두 가동시켜 실내의 CO2 가스를 환기시킨다. The
제어부(30)는 또한, 현재 CO2 농도가 사용자 설정치 즉, 1000ppm ±α이상인 지를 판단하여(단계 407), 이상이면 표시부(40)의 다수 LED(45) 중 노란색(Y) LED를 점등시키고, 출력부(60)를 통해 경보출력2를 출력한다(단계 408). 즉, 출력부(60)는 복수개의 릴레이중 하나의 릴레이만을 동작시켜 복수개의 공조 팬중 1개의 팬만이 가동되도록 한다. 제어부(30)는 현재 CO2 농도가 설정치 이하이면 표시부(40)의 다수 LED(45) 중 녹색(G) LED를 점등시킨다. 이때, 출력부(60)는 동작하지 않다.The
한편, 원격장치(80)는 CO2 측정 장치와의 RS-485 통신을 통해 현재의 운전모드, CO2 농도, 경보출력상태를 전송받으며, 필요에 따라 경보설정농도의 변경을 원격 통신 제어한다. On the other hand, the
본 실시예에서는 CO2에 한정하여 설명하였지만, 측정 대상에 H2 등의 잡가스도 포함시켜 확대 적용할 수 있음은 구체적으로 설명하지 않더라도 당업자에게는 자명하다.Although the present embodiment has been described as being limited to CO2, it will be apparent to those skilled in the art even if the present invention is not specifically described, but can be expanded by including miscellaneous gases such as H2 in the measurement target.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실내 공기질 관리를 위한 원격 통신 제어용 이산화탄소(CO2) 가스 측정장치 및 그 제어방법은, 일정주기로 CO2 가스 농도를 측정하여 현재 CO2 농도가 경보설정농도 이상이면 경보출력하여 환기되도록 하므로써 항시 사용자 설정의 실내 CO2 농도가 자동으로 유지되도록 하며, 원격 통신 제어에 의해 경보설정농도를 변경 설정하므로써 최적의 공기질 관리를 할 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the remote communication control carbon dioxide (CO2) gas measuring apparatus and the control method for indoor air quality management of the present invention, by measuring the CO2 gas concentration at regular intervals, when the current CO2 concentration is above the alarm set concentration, the alarm output and ventilate The indoor CO2 concentration of the user setting is automatically maintained at all times, and the optimum air quality management can be performed by changing and setting the alarm setting concentration by remote communication control.
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