KR100783632B1 - 창호용 자동 환기시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개폐형 환기창과 배터리를 사용하여 상기 환기창의 구동을 제어하는 제어장치를 포함하는 창호용 자동 환기시스템에 있어서, 상기 제어장치는, 전력을 공급받아 상기 환기창의 개폐를 구동하는 구동부와, 상기 구동부에 인가되는 전압의 크기를 조절하는 가변저항부와, 상기 구동부에 개폐신호를 전송하되, 구동개시시에 제 1전압이 공급되고, 그 이후에는 제 2전압이 공급되도록 상기 가변저항부를 제어하는 중앙처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

위에서와 같이, 본 발명의 자동 환기시스템에 의해 실내의 온도나 공기 오염도에 따라 자동으로 실내를 환기시킬 수 있을 뿐 아니라, 배터리 방식을 사용함으로서 구조적인 설계가 간단해져 건물의 창호에 설치하기가 용이해지고, 가변저항부를 조절함으로서 배터리의 사용 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

환기창, 창호용 환기 장치, 환기 제어 장치

Description

창호용 자동 환기시스템 {Automatic ventilating system for window}

도 1은 본 발명에 따른 창호용 자동 환기시스템의 정면사시도.

도 2는 본 발명에 따른 창호용 자동 환기시스템의 제어장치에 대한 분해사시도.

도 3은 본 발명에 따른 창호용 자동 환기시스템의 제어블럭도.

도 4는 본 발명에 따른 창호용 자동 환기시스템이 창호에 설치된 상태의 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

50 : 환기창 70 : 제어장치

71 : 무선수신부 72 : 위치감지부

73 : 조작판넬부 74 : 중앙처리부

75 : 가변저항부 76 : 구동부

77 : 디스플레이부

본 발명은 창호에 설치되는 자동 환기시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동 환기시스템 내에 설치되어 환기창의 구동을 제어하는 제어장치에 관한 것이다.

건축물에 있어 창호는 실내와 실외를 격리시키는 벽의 역할을 수행하는 동시에 태양광과 신선한 외부 공기의 공급 통로가 되며, 실내의 사람에게 조망감과 개방감을 느끼게 해주는 필수 구성 요소이다.

그렇지만 최근 들어 대기 중의 공기 오염이 심해졌을 뿐 아니라, 황사와 같은 먼지나 오염물이 외부로부터 실내로 유입되는 양이 많아지면서 창호의 개방을 통한 실내 환기에 문제점이 발생되고 있다.

창호에 환기장치가 설치되어 있을지라도, 환기창이 수동개폐방식일 경우에는 사용자가 시간에 따라 혹은 실내의 온도나 공기 오염도에 따라 직접 개폐시켜야 하므로 번거로우며, 사용자가 부주의로 환기창을 오랜 시간 개방시켜놓을 경우에는 실내의 에너지 손실이 불가피하다. 이는 여름철이나 겨울철같이 냉,난방 에너지 소모가 많은 시기에 불필요하게 창호를 개방할 때 소비되는 에너지의 유지관리 비용을 상승시키게 됨을 의미한다.

또한, 종래의 자동 환기장치는 환기창의 자동개폐를 구현하기 위해 AC전원을 공급하였는데 이는 전기공사업자에게 의뢰해 옥내 배선을 행하여야 하기 때문에 설 치가 어려우며, 전력 소모로 많은 유지비가 들어가는 문제점이 발생하였다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 사람이 직접 조정하지 않아도 실내 온도 및 공기 오염도에 따라 실내를 자동 환기할 수 있는 자동 환기시스템을 제공하려는 것이다.

또한, 본 발명은 설치가 용이하고, 사용 전력을 최소화할 수 있는 창호용 자동 환기시스템의 제어장치를 제공하려는 것이다.

이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명은 개폐형 환기창(50)과 배터리(10)를 사용하여 상기 환기창(50)의 구동을 제어하는 제어장치(70)를 포함하는 창호용 자동 환기시스템(1)에 있어서, 상기 제어장치(70)는, 전력을 공급받아 상기 환기창(50)의 개폐를 구동하는 구동부(76)와, 상기 구동부(76)에 인가되는 전압의 크기를 조절하는 가변저항부(75)와, 상기 구동부(76)에 개폐신호를 전송하되, 구동개시시에 제 1전압이 공급되고, 그 이후에는 제 2전압이 공급되도록 상기 가변저항부(75)를 제어하는 중앙처리부(74)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 중앙처리부(74)는 환기창의 개폐를 위한 외부신호에 따라 상기 환기창(50)의 개폐를 자동으로 구동할 수 있도록 조정 가능한 프로그램을 저장한 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어장치(70)는 상기 중앙처리부와 연결되고 환기창의 개폐를 위한 외부신호를 수신하는 무선수신부(71)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이에 더하여, 상기 무선수신부는 실내 측의 온도와 실내 측의 공기 오염도와 리모컨의 개폐신호 중 어느 하나 이상을 수신하는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 제어장치(70)는 상기 환기창(50)의 개폐 정도를 감지하는 위치감지부(72)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 위치감지부(72)는 리미트 스위치(Limit Switch)인 것이 바람직하다.

이에 더하여, 상기 제어장치(70)는 상기 환기창(50)의 개폐신호를 사람이 직접 입력하는 조작판넬부(73)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어장치(70)는 상기 배터리(10)의 충전 상태와 실내 측의 온도와 실내 측의 공기 오염도 중 적어도 어느 하나를 나타내는 디스플레이부(77)를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 창호용 자동 환기시스템(1)의 정면사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 창호용 환기시스템(1)의 제어장치(70)에 대한 분 해 사시도이다.

도 1에서와 같이, 본 발명의 창호용 자동 환기시스템(1)은 외형을 이루는 본체(30)와 환기구(미도시)를 개폐하는 환기창(50)과, 상기 환기창(50)의 개폐구동을 제어하는 제어장치(70)로 구성된다.

상기 제어장치(70)는 도 2에서와 같이 환기창(50)의 일측에 위치하며 배터리(10)로부터 전력공급을 받는다. 상기 제어장치(70)는 환기창(50)의 개폐 구동을 제어하는 구동부(76)와 구동부(76)에 인가되는 전압의 크기를 조절하는 가변저항부(75)와 상기 구동부(76)에 개폐신호를 전송하되, 구동 개시시에 제 1전압이 공급되고, 일단 구동이 시작되면, 제 2전압이 공급되도록 상기 가변저항부(75)를 제어하는 중앙처리부(74)를 포함한다. 또한, 상기 제어장치(70)는 상기 배터리(10)의 충전 상태와 실내 측의 온도와 실내 측의 공기 오염도 중 적어도 어느 하나를 나타내는 디스플레이부(77)를 가져 사용자가 자동 환기시스템(1)의 작동상태와 실내 측에 대한 정보를 쉽게 얻을 수 있다. 이에 더하여, 상기 제어장치(70)는 상기 환기창(50)의 개폐 정도를 감지하는 위치감지부(72)인 리미트 스위치(Limit Switch)를 더 포함하는 것이 가능하다. 상기 리미트 스위치를 통해 환기창(50)의 개폐 정도를 파악하여 얼마만큼의 개폐를 더 하게될 것인지를 중앙처리부(74)에서 판단하여 환기창(50)의 개폐 정도를 조절하게 된다. 이는 쾌적한 실내가 일정하게 지속될 수 있도록 기여한다.

또한, 상기 제어장치(70)는 상기 환기창(50)의 개폐신호를 사람이 직접 입력하는 조작판넬부(73)를 가진다. 조작판넬부(73)가 장착될 경우에는 전원버튼과 열 림버튼, 닫힘버튼, 환기창(50) 조절버튼, 모드(Mode)선택버튼 등으로 구성될 수 있으며, 이것은 본 발명에는 포함되어 있지 않아도 필요에 따라 추가 및 제거하여 구성하는 것도 가능하다. 전원버튼은 전원의 On/Off를 결정하며, 열림버튼과 닫힘버튼은 미리 설정된 구동량만큼 구동모터를 조정하여 환기창(50)의 개폐를 조정하며, 환기창(50) 조절버튼은 환기창(50)의 개폐정도를 조정한다. 모드 선택버튼은 수동형과 자동형 중 선택하여 환기시스템(1)을 구동할 수 있다.

수동모드의 경우에는 상기 조작판넬부(73)와 리모컨(미도시)을 통해 환기창(50)의 개폐를 조정할 수 있으며, 자동모드의 경우에는 외부센서(미도시)를 통해 입력되는 외부신호와 미리 설정되어 있는 데이터를 비교해 환기창(50)의 개폐를 자동조정한다.

자동모드의 경우에는 상기 제어장치(70) 내에 외부신호를 수신하는 무선수신부(71)를 가진다.

이하에서는 상기에서 언급된 구성원들간의 작용 및 도 3에 도시된 제 1실시예를 중심으로 본 발명의 작동에 대해 서술하되, 필요에 따라 수동모드를 언급한다.

창호에 설치된 자동 환기시스템(1)은 외부신호를 무선수신부(71)에서 수신하여 실내 측의 온도 및 공기 오염도에 대한 데이터를 중앙처리부(74)로 전송한다. 상기 외부신호는 실내 측에 독립적으로 설치되는 온도 감지센서(미도시)나 오염 감지센서(미도시)를 통해 IrDA(Infrared Data Association: 적외선통신방식)방식으로 전송되는 신호를 말하며, 리모컨(미도시)으로 환기창(50)의 개폐를 수동 조작할 수 있는 신호와 실내 측의 온도 및 공기 오염도 등에 관한 데이터를 유선을 통해 중앙처리부로 전송하는 신호도 포함한다. 리모컨을 제외한 상기의 외부신호는 소정의 시간 간격으로 전송함으로서 불필요한 에너지 소모를 줄이고, 일정한 간격으로 실내를 환기하는데 적합하다.

외부신호를 수신한 무선수신부(71)는 상기 외부신호를 중앙처리부(74)로 전송하여 미리 입력된 실내측의 온도 및 공기 오염도에 따른 환기창(50)의 개폐유무에 대한 데이터와 수신한 외부신호를 비교하여 환기의 필요성을 판단해 구동부(76)를 조작하여 환기창(50)을 개폐하게 된다. 상기 데이터는 사용자가 설정하여 입력할 수 있으며, 온도 및 시간, 계절 등에 따라 변경할 수도 있다.

이때, 중앙처리부(74)는 구동부(76)에 개폐신호를 전송하는데, 구동부(76)가 최초 구동을 하기 위해 필요로 하는 힘을 공급하는 전압의 크기를 제 1전압이라 하며, 구동 이후에는 구동부(76)의 구동에 있어서 최소로 필요로 하는 전압의 크기를 제 2전압이라 한다. 구동 개시시전압은 회전운동을 일으키는 토크(torque)를 필요로 하기 때문에 구동 이후 필요로 하는 전압보다 큰 전압을 구동부(76)에 공급하게 된다. 이는 제 1전압과 제 2전압의 크기를 미리 설정된 전압의 크기로 공급할 수 있도록 저항의 값을 측정해 구동부(76)에 전압이 공급될 때 상황에 따라 가변저항부(75)가 저항의 크기를 조절함으로서 이룰 수 있다.

이렇게 작동되는 자동 환기시스템(1)은 디스플레이부(77)를 통해 실내측의 상태를 확인할 수 있다. 사용자는 상기 디스플레이부(77)를 통해 배터리(10)의 충전상태를 확인해 교체 시기를 알 수 있으며, 실내의 온도와 공기 오염도를 체크해 실내 점검도 할 수도 있다.

또한 위치감지부(72)의 신호에 따라 환기창(50)의 개폐 정도를 조정할 수 있다. 만약 실내의 공기 오염도가 높다면 그만큼 환기를 빨리 시키기 위해 환기창(50)의 개방상태를 더 넓히고, 서서히 환기하는 것이 가능하다면 환기창(50)의 개방상태를 좁힌다. 이것은 리미트 스위치(Limit Switch)를 사용하여 구현이 가능하다. 외부신호를 전송받은 중앙처리부(74)에서는 리미트 스위치를 통해 환기창의 위치를 파악하여 실내 측의 온도나 공기 오염도 상태에 맞는 환기창의 위치를 판단해 환기창(50)의 개폐 정도를 넓이거나 줄인다. 이러한 개폐 정도를 조절하는 것은 조작판넬부(73)의 버튼과 리모컨(미도시)을 통해서도 가능하다. 환기창(50) 조절버튼을 한 번 누를 때마다 일정한 각도로 환기창(50)이 더 열리고 닫혀 수동으로 사용자가 조절하고자 할 때는 원하는 대로 환기창(50)을 조정할 수 있다. 이러한 위치감지부(72)의 사용으로 실내의 공기 상태가 큰 폭의 변화 없이 일정한 분위기를 유지하며, 배터리의 전력소모도 최소화할 수 있는 장점이 있다.

상기에서 설명된 제어장치(70)는 외부센서없이 중앙처리부(74) 내에 미리 저장된 프로그램에 의해 자동 환기되어 사용될 수도 있다.

이는 상기 외부센서(미도시)들을 통해 정보를 수집해서 환기창(50)의 구동을 조절하는 것과는 다르게 중앙처리부(74)에 저장되어 있는 프로그램에 의해서만 자동조절됨을 의미한다. 예를 들어 사람들이 출근하는 시간부터 사무실에서 근무하는 동안에는 1시간마다 10분간격으로 환기창(50)을 개폐하고 퇴근시간 이후에는 2시간 에 한번씩 개폐를 하도록 설정할 수 있다. 이는 물론 사용자가 원하는 대로 여러 가지의 프로그램을 저장할 수 있으며, 복수개의 프로그램 중 계절에 따라 혹은 근무 환경에 따라 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 수동으로 리모컨(미도시) 및 조작판넬부(73)를 이용한 조작도 가능하다. 이것은 외부센서(미도시)를 설치해야하는 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

도 4는 본 발명에 따른 창호용 자동 환기시스템(1)이 창호에 설치된 상태의 사시도이다. 상기 도면에서는 유리와 창문틀로 이루어진 창에 대하여 유리의 상단에 설치된 것을 도시하고 있으며, 이러한 자동 환기시스템(1)은 어떤 형태나 장소라도 자동 환기시스템(1)이 지지될 수 있는 틀과의 결합이 가능하면 구현이 가능하다.

위에서와 같이, 본 발명의 자동 환기시스템에 의해 실내의 온도나 공기 오염도에 따라 자동으로 실내를 환기시킬 수 있을 뿐 아니라, 배터리 방식을 사용함으로서 구조적인 설계가 간단해져 건물의 창호에 설치하기가 용이해지고, 가변저항부를 조절함으로서 배터리의 사용 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 자동 환기시스템을 사용함으로서, 냉,난방비가 많이 들어가는 여름철이나 겨울철에 불필요하게 실외로 빠져나가는 에너지의 손실을 줄일 수 있으며, 배터리의 사용으로 설치가 보다 간단해져 장소에 구애 받지 않고 설치하는 것이 가능하며, 배선 등의 문제가 없어 외관을 해 치지도 않는다. 특히 가변저항부의 조절을 통해 배터리의 사용 효율을 극대화시켜 적은 전력으로 자동 환기시스템을 구현하는데 탁월한 효과가 있다.

Claims (8)

1. 개폐형 환기창과 배터리를 사용하여 상기 환기창의 구동을 제어하는 제어장치를 포함하는 창호용 자동 환기시스템에 있어서,

   상기 제어장치는,

   전력을 공급받아 상기 환기창의 개폐를 구동하는 구동부와,

   상기 구동부에 인가되는 전압의 크기를 조절하는 가변저항부와,

   상기 구동부에 개폐신호를 전송하되, 구동 개시시에 제 1전압이 공급되고, 그 이후에는 제 2전압이 공급되도록 상기 가변저항부를 제어하는 중앙처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 창호용 자동 환기시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 중앙처리부는 환기창의 개폐를 위한 외부신호에 따라 상기 환기창의 개폐를 자동으로 구동할 수 있도록 조정 가능한 프로그램을 저장한 것을 특징으로 하는 창호용 자동 환기시스템.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서,

   상기 제어장치는 상기 중앙처리부와 연결되고 환기창의 개폐를 위한 외부신 호를 수신하는 무선수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 창호용 자동 환기시스템.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 무선수신부는 실내 측의 온도와 실내 측의 공기 오염도와 리모컨의 개폐신호 중 어느 하나 이상을 수신하는 것을 특징으로 하는 창호용 자동 환기시스템.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 제어장치는 상기 환기창의 개폐 정도를 감지하는 위치감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 창호용 자동 환기시스템.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 위치감지부는 리미트 스위치(Limit Switch)인 것을 특징으로 하는 창호용 자동 환기시스템.
7. 제 1항 또는 2항에 있어서,

   상기 제어장치는 상기 환기창의 개폐신호를 사람이 직접 입력하는 조작판넬부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 창호용 자동 환기시스템.
8. 제 1항 또는 2항에 있어서,

   상기 제어장치는 상기 배터리의 충전 상태와 실내 측의 온도와 실내 측의 공기 오염도 중 적어도 어느 하나를 나타내는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 창호용 자동 환기시스템.

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