KR100698906B1

KR100698906B1 - 환기 시스템의 제어장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100698906B1
Application number: KR1020040062745A
Authority: KR
Inventors: 김효석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-08-10
Filing date: 2004-08-10
Publication date: 2007-03-22
Also published as: CN100348918C; JP2006052933A; KR20060014157A; CN1734195A

Abstract

본 발명은 실내 공간을 환기하기 위한 환기 시스템, 상기 실내 공간의 오염을 감지하기 위한 실내오염 감지센서, 및 상기 실내오염 감지센서의 기준값과 최고 출력을 비교하여 그 차가 설정값 보다 크면 상기 기준값을 재설정하는 제어부를 포함한다.

본 발명에 따르면, 실내오염을 감지하는 실내오염 감지센서의 기준값을 재설정함으로써 센서 오차에 의한 악영향을 배제할 수 있어서 저가의 센서를 사용하더라도 실내공기의 오염을 정확하게 감지할 수 있어 경제적 부담을 줄이면서도 제품의 신뢰성을 더욱 높일 수 있다.

Description

환기 시스템의 제어장치 및 그 방법{Control Apparatus For Ventilation System And Control Method Thereof}

도 1은 시간에 따른 실내 공기 중의 이산화탄소 농도 변화를 나타낸 도면이다.
도 2는 이산화탄소의 농도에 대한 이산화탄소 감지센서의 출력 특성을 나타낸 도면이다.

도 3은 이산화탄소의 농도에 대한 이산화탄소 감지센서의 출력 전압을 나타낸 도면이다.

도 4는 이산화탄소 감지센서의 출력 전압에 대한 기준값의 관계를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 환기 시스템의 제어장치의 블록 구성도이다.

도 6은 본 발명에 따라 이산화탄소 감지센서의 기준값을 재설정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 본 발명에 따른 환기 시스템의 제어방법을 나타내는 순서도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : 제어부

11 : 메모리

20 : 환기 시스템

30 : 이산화탄소 감지센서

본 발명은 환기 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내오염 감지센서의 기준값을 재설정하는 환기 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

실내 공간에 거주하는 사람의 호흡 등으로 인하여 실내 공간의 오염이 심화됨에 따라 실내 공기를 배출하고 실외 공기를 급기하여 실내 공간을 청정 상태로 만들어 주는 환기 시스템을 도입하고 있다.

일반적인 환기시스템은 실내오염 감지센서를 통하여 감지한 실내 오염이 설정 값에 이르면 환기 운전을 자동 수행하도록 되어 있다.

실내 공기 중의 이산화탄소 농도는, 도 1에 도시한 바와 같이, 대기중의 이산화탄소의 농도(표준농도)를 최저로 하여 주기적으로 나타나며 실내에 거주하는 인원수와 활동량 등에 따라 영향을 받지만 대략 24시간을 주기로 일정 패턴으로 나타난다.

이산화탄소 감지센서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 이산화탄소의 농도에 대하여 센서 출력전압이 로그(log) 함수적으로 낮게 나타나는 관계가 있다. 도 3에서, 실내 공간의 이산화 탄소의 농도가 350ppm 인 경우에 비하여 1000ppm 인 경우에서 센서의 출력전압이 낮다.

이산화탄소 감지센서는 실내 공기 중의 이산화탄소의 농도에 대응하는 출력 전압을 제어부에 인가하여 환기 운전의 제어에 적용한다. 그런데 시간의 경과에 따라 이산화탄소 감지센서의 기준값이 변화된다. 즉, 이산화탄소의 농도가 동일하더라도 시간이 경과함에 따라 이산화탄소 감지센서의 성능 저하, 실내 환경 등으로 인하여, 도 4와 같이, 센서의 최고 출력이 감소하는 현상(Drift)이 나타난다. 따라서 처음에 이산화탄소 감지센서의 최고 출력으로 기준값이 맞추어져 있지만 시간이 경과하여 Q1과 같이 이산화탄소 감지센서의 출력전압과 기준값의 차이는 커지며, 1일 단위로 기준값을 미세하게 보정하여 주어도 이산화탄소 감지센서의 출력 전압과 기준값의 차이는 더욱 커져서 나타내고 이러한 센서 오차로 인하여 실내 공기 중의 이산화탄소 농도를 정확하게 감지할 수 없게 된다. 특히 가정용 환기 시스템에 주로 채택하고 있는 반도체식이나 고체전해질식을 적용하는 저가의 이산화탄소 감지센서에서 두드러지게 발생한다.

이에 따라 이산화탄소의 출력전압이 변화하더라도 그 변화에 따라 이산화탄소 감지센서의 기준값을 재설정하도록 하는 과정, 도 4의 Q2와 같이 센서 최고 출력에 대응되게 기준값을 재설정하여 환기 운전을 효율적으로 수행하는 것이 요구된다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 저가의 센서를 사용하더라도 실내공기 오염 상태를 정확하게 감지하여 환기운전에 적용할 수 있는 환기 시스템 및 제어방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실내 공간을 환기하기 위한 환기 시스템; 상기 실내 공간의 오염을 감지하기 위한 실내오염 감지센서; 및 상기 실내오염 감지센서의 기준값과 최고 출력을 비교하여 그 차가 설정값 보다 크면 상기 기준값을 재설정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 실내오염 감지센서는 일정 주기 마다 적어도 1회의 최고 출력 및 최저 출력을 가진다.

상기 실내오염 감지센서는 이산화탄소의 농도를 감지하는 이산화탄소 감지센서이다.

상기 제어부는 상기 환기 시스템을 제어하여 강제로 환기하고 나서 상기 기준값을 재설정한다.

상기 실내오염 감지센서의 기준값을 저장하는 메모리를 더 포함한다.

상기 메모리는 상기 기준값을 재설정할 때 재설정한 기준값을 저장한다.

상기 메모리는 순시 정전에 대비하여 저장한 기준값을 보존하기 위한 전기적 소거 가능한 램(EEPROM)이다.

상기 제어부는 순시정전이 발생하고 나서 복귀하는 경우 상기 메모리에 저장된 기준값을 적용한다.

상기 제어부는 시스템 초기화 운전을 마치고 환기 시스템에 의해 강제 환기하고 나서 상기 기준값을 초기 설정한다.

상기 기준값은 상기 실내오염 감지센서의 출력이 포화되는 상태의 전압이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실내 공간을 환기 운전하기 위한 환 기 시스템과 상기 실내 공간의 오염을 감지하기 위한 실내오염 감지센서을 구비한 환기시스템의 제어방법에 있어서, 시스템 초기화 운전을 하고, 초기화 운전을 마친 경우 상기 환기 시스템을 이용하여 강제 환기한 후 상기 실내오염 감지센서의 출력을 감지하고, 상기 실내오염 감지센서의 최고 출력과 기준값을 비교하고, 상기 실내오염 감지센서의 최고 출력과 기준값의 차가 설정값보다 큰 경우 상기 실내오염 감지센서의 기준값을 재설정하는 것을 특징으로 한다.

상기 실내오염 감지센서는 이산화탄소 농도를 감지하며, 상기 이산화탄소 농도는 일정 시간 마다 저장한다.

상기 이산화탄소 농도가 환기 운전을 개시하기 위해 설정한 환기개시 설정값 보다 크면 환기 운전을 개시하고 상기 이산화탄소 농도가 환기 운전을 종료하기 위해 설정한 환기종료 설정값 보다 작으면 환기 운전을 종료한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 환기 시스템의 제어장치는 실내 공간의 이산화탄소 농도를 감지하는 이산화탄소 감지센서(30)와 이산화탄소 감지센서의 출력에 따라 환기 시스템(20)을 제어하여 환기 운전을 수행하는 제어부(10)를 구비한다.

또한 본 발명은 이산화탄소 감지센서의 기준값을 저장하는 메모리(11)를 포함한다. 메모리(11)는 순시 정전이 발생하더라도 저장 데이터를 보존하는 전기적 소거 가능 롬(EEPROM)으로 구현한다.

환기시스템(20)은 실내공기를 밖으로 배출하고 실외 공기를 급기하기 위한 급기팬, 실내팬, 전열교환기 등의 구성품을 포함한다.

제어부(10)는 이산화탄소 감지센서(30)의 출력전압에 따라 이산화탄소 감지센서의 기준값을 재설정한다. 이렇게 이산화탄소 감지센서(30)의 기준값을 설정할 때, 제어부(10)는 환기 운전을 강제적으로 실시한 후 센서의 최고 출력을 기준값으로 결정한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 이산화탄소 감지센서의 최고 출력(K1)은 초기의 기준값과 일치하고, 시간이 경과하는 경우 이산화탄소 감지센서의 최고 출력(K2)과 기준값의 차이가 있는데, 그 차이는 허용할 수 있는 정도이다. 더 많은 시간이 경과하여 시점(Ta)에서 이산화탄소 감지센서의 최고 출력(K3)과 기준값의 차이는 설정값 보다 커지게 된다. 이때 제어부(10)는 환기 시스템(20)을 제어하여 강제 환기 운전한 후 센서의 최고 출력(K4)에 일치되게 기준값을 재설정한다.

시스템에 전원이 공급되면 초기화 운전하는데, 초기환 운전하는 경우 강제 환기 운전에 앞서 센서가 정상 능력을 발휘하도록 설정시간 예를 들어 20분 동안 전원을 인가받고 대기 상태(aging)를 유지한다. 다만, 순시정전이 발생한 후 복귀하는 경우에는 메모리(11)에 저장된 기준값을 적용할 수 있기 때문에 강제 환기 운전만을 수행하도록 한다.

상기 구성을 갖는 본 발명에 따른 환기 시스템의 제어방법을 설명한다.

먼저, 시스템에 전원이 공급되면 설정시간 동안 초기화 운전한다(101). 초기 화 운전에서 이산화탄소 감지센서(30)는 정상 감지 능력을 발휘하기 위한 대기 상태(aging)가 되며, 통상 20분 소요된다. 초기화 운전을 마치고, 제어부(10)는 환기시스템(20)을 제어하여 실내 공간을 강제 환기하는데, 도시하지 않은 급기팬과 배기팬을 구동하여 실내 공기를 배출하고 실외 공기를 실내 안으로 급기한다(103).

강제 환기를 마치고 나서 제어부(10)는 이산화탄소 감지센서(30)의 출력이 포화되어 최고 출력에 도달한 상태인지 판단한다(105). 그 판단 결과 센서 출력이 포화된 경우 이산화탄소 감지센서(30)의 최고 출력으로 기준값을 초기 설정하고(107), 초기 설정한 기준값(Cb)을 메모리(11)에 저장한다(109).

기준값을 초기 설정한 후, 제어부(10)는 이산화탄소 감지센서(30)를 통해 감지한 이산화탄소 농도가 환기 운전을 개시하기 위해 사전 설정한 환기개시 설정값 보다 큰 지를 판단한다(111).

제어부(10)는 순시정전이 발생한 후 복귀하는 경우 별도의 초기화 운전은 하지 않고 바로 환기 시스템(20)을 제어하여 실내 공간을 강제 환기하고(102), 동작 111로 진행한다.

동작 111에서 이산화탄소 농도가 환기개시 설정값 보다 큰 경우 제어부(10)는 환기 시스템(20)을 제어하여 실내 공간을 환기한다(113). 환기 운전하는 동안 이산화탄소 농도가 환기 운전을 종료하기 위해 사전 설정한 환기종료 설정값 보다 작은 지를 판단한다(115). 이산화탄소 농도가 환기종료 설정값 보다 작은 경우 제어부(10)는 환기 시스템(20)을 제어하여 환기 운전을 정지한다(117).

동작 117에서 환기 운전을 정지하거나 동작 111에서 이산화탄소 농도가 환기 개시 설정값 보다 크지 않은 경우 설정한 기준 시간 마다 이산화탄소 감지센서(3)를 통해 감지한 이산화탄소 농도 즉 센서의 출력을 메모리(11)에 저장한다(119).

이어 제어부(10)는 최근까지의 시간 예를 들어 최근 24 시간 동인 감지한 이산화탄소 농도 중 최저값 즉 센서의 출력 중 가장 큰 최고 출력(Ca)을 체크하고(121), 그 최고 출력(Ca)이 메모리(11)에 저장된 기준값(Cb) 보다 큰지를 판단한다(123). 최고 출력(Ca)이 기준값(Cb) 보다 크면 최고 출력(Ca)으로 기준값을 갱신하고(125), 갱신한 기준값(Ca)을 메모리(11)에 저장하고(127), 동작 111로 진행한다.

동작 123의 판단결과 최고 출력(Ca)이 메모리(11)에 저장된 기준값(Cb) 보다 크지 않은 경우, 저장된 기준값과 최고 출력의 차(Cb-Ca)가 설정값(Cg)보다 큰지를 판단한다(129). 그 판단 결과 차가 설정값 보다 크면 동작 103 내지 동작 109에 따라 강제 운전하고 기준값을 재설정한다.

동작 129의 판단결과 차가 설정값 보다 크지 않으면 동작 111로 진행한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 실내오염을 감지하는 실내오염 감지센서의 기준값을 재설정함으로써 센서 오차에 의한 악영향을 배제할 수 있고, 이로써 저가의 센서를 사용하더라도 실내공기의 오염을 정확하게 감지할 수 있어 경제적 부담을 줄이면서도 제품의 신뢰성을 더욱 높일 수 있다.

Claims

실내 공간을 환기하기 위한 환기 시스템;

상기 실내 공간의 오염을 감지하기 위한 실내오염 감지센서;

상기 실내오염 감지센서의 기준값을 저장하는 메모리; 및

상기 실내오염 감지센서의 기준값과 상기 감지센서의 작동중의 최고 출력을 비교하여 그 차가 설정값 보다 크면 상기 기준값을 재설정하는 제어부를 포함하는 환기 시스템의 제어장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 실내오염 감지센서는 이산화탄소의 농도를 감지하는 이산화탄소 감지센서인 환기 시스템의 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 환기 시스템을 제어하여 강제로 환기하고 나서 상기 감지센서의 최고 출력을 기준값으로 재설정하는 환기 시스템의 제어장치.
삭제
제5항에 있어서, 상기 메모리는 상기 기준값을 재설정할 때 재설정한 기준값 을 저장하는 환기 시스템의 제어장치.
제6항에 있어서, 상기 메모리는 순시 정전에 대비하여 저장한 기준값을 보존하기 위한 전기적 소거 가능한 램(EEPROM)인 환기 시스템의 제어장치.
제6항에 있어서, 상기 제어부는 순시정전이 발생하고 나서 복귀하는 경우 상기 메모리에 저장된 기준값을 적용하는 환기시스템의 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 시스템 초기화 운전을 마치고 환기 시스템에 의해 강제 환기하고 나서 상기 감지센서의 최고 출력을 기준값으로 초기 설정하는 환기 시스템의 제어장치.
삭제
실내 공간을 환기 운전하기 위한 환기 시스템과 상기 실내 공간의 오염을 감지하기 위한 실내오염 감지센서를 구비한 환기시스템의 제어방법에 있어서,

시스템 초기화 운전을 하고, 초기화 운전을 마친 경우 상기 환기 시스템을 이용하여 강제 환기한 후 상기 실내오염 감지센서의 출력을 감지하고, 상기 실내오염 감지센서의 최고 출력과 기준값을 비교하고, 상기 실내오염 감지센서의 최고 출력과 기준값의 차가 설정값보다 큰 경우 상기 실내오염 감지센서의 기준값을 재설정하는 환기 시스템의 제어방법.
제11항에 있어서, 상기 실내오염 감지센서는 이산화탄소 농도를 감지하는 것인 환기 시스템의 제어방법.
제12항에 있어서, 상기 이산화탄소 농도가 환기 운전을 개시하기 위해 설정한 환기개시 설정값 보다 크면 환기 운전을 개시하고 상기 이산화탄소 농도가 환기 운전을 종료하기 위해 설정한 환기종료 설정값 보다 작으면 환기 운전을 종료하는 환기 시스템의 제어방법.
제11항에 있어서, 상기 시스템 초기화 운전을 마치고 환기 시스템에 의해 강제 환기하고 나서 상기 감지센서의 최고 출력을 상기 기준값으로 초기 설정하는 환기 시스템의 제어방법.
실내 공간을 환기하기 위한 환기 시스템;

상기 실내 공간의 오염을 감지하기 위한 실내오염 감지센서; 및

상기 감지센서의 작동중의 최고 출력이 상기 실내오염 감지센서의 기준값 보다 큰 경우에, 상기 감지센서의 최고 출력을 상기 기준값으로 재설정하는 제어부를 포함하는 환기 시스템의 제어장치.
실내 공간을 환기 운전하기 위한 환기 시스템과 상기 실내 공간의 오염을 감지하기 위한 실내오염 감지센서를 구비한 환기시스템의 제어방법에 있어서,

시스템 초기화 운전을 하고, 초기화 운전을 마친 경우 상기 환기 시스템을 이용하여 강제 환기한 후 상기 실내오염 감지센서의 출력을 감지하고, 상기 실내오염 감지센서의 최고 출력과 기준값을 비교하고, 상기 감지센서의 작동중의 최고 출력이 상기 실내오염 감지센서의 기준값 보다 큰 경우에, 상기 감지센서의 최고 출력을 상기 기준값으로 재설정하는 환기 시스템의 제어방법.