KR100844338B1 - 생활 리듬 적응형 실내 공조 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

생활 리듬 적응형 실내 공조 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

생활 리듬 적응형 실내 공조 시스템 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 발명은 건물 실내 공간의 분할된 구역마다 서로 다른 온도 설정값 및 습도 설정값을 저장하고, 상기 사용자의 생활 패턴 정보를 저장하는 설정값 저장부; 상기 구역마다 설치되어 온도 및 습도를 측정하는 온도 습도 센서; 상기 구역마다 서로 다른 종류의 기체의 농도를 측정하는 실내 대기 센서; 및 상기 설정값 저장부의 온도 설정값 및 습도 설정값과 상기 온도 습도 센서에서 측정된 온도 및 습도를 비교한 결과에 따라 상기 구역마다 적용되는 냉방 시스템 및 난방 시스템을 작동시키고, 상기 실내 대기 센서에 의해 측정된 기체의 농도에 따라 상기 구역마다 적용되는 환기 시스템을 작동시키고, 상기 생활 패턴 정보에 따라 상기 냉방 시스템, 난방 시스템 및 환기 시스템의 재실 모드, 외출 모드, 취침 모드 전환을 제어하는 통합 제어기를 포함한다. 본 발명에 의하면, 사용자가 미리 설정한 생활 패턴 정보 뿐만 아니라, 사용자의 재실 여부, 사용자의 주요 동선 및 각종 기체의 농도에 따라 냉난방 시스템 및 환기시스템을 작동시킴으로써, 에너지의 낭비를 방지하고, 각실의 온도를 개인마다 다른 생활 리듬이나 생활 패턴에 따라 높이거나 낮출 수 있으며, 실내의 구역마다 최적의 조건으로 환기가 가능하여 인체 쾌적성을 향상시킬 수 있다.

Description

생활 리듬 적응형 실내 공조 시스템 및 그 제어 방법 {System for adaptive airconditioning acording to living rhythm and Method for control thereof}
본 발명은 생활 리듬 적응형 실내 공조 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 특히, 개인화된 시스템 설정을 기반으로 거주자의 생활 패턴이나 재실 여부 등을 파악하여 해당 상황에 적합하게 작동하는 실내 공조 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
최근 인구의 도시집중에 따라 보급된 공동주택은 우리의 주거형태에서 차지하는 비중이 급속히 증가하고 있으며, 그 중에서도 가장 널리 보급되고 있는 아파트는 점차 고층화, 고단열화 및 고기밀화가 되는 추세이며 특히 입주자의 실내 쾌적성에 대한 요구가 고급화됨에 따라 새로운 첨단의 냉난방 및 환기방식이 요구되고 있다.
종래 건물의 냉난방 및 환기시스템은 기계실에 열원기기인 보일러, 냉동기, 열교환기를 설치하고, 건물의 옥탑에는 냉각탑, 공기조화기를 설치하며, 각층의 천정에 설치된 취출구와 연결된 급기 덕트를 옥탑의 공기조화기로 연결 설치한다. 여기서, 외기가 공기조화기의 필터를 통해 먼지등의 이물질이 제거된 다음 보일러 혹 은 냉동기등의 열원기기에서 생성된 온수나 냉수가 열교한기를 통과할 때 열교환기의 코일의 표면에서 외기와의 열교환이 이루어져 냉각되거나 가열되어진 후 송풍기에 의해 냉풍, 혹은 온풍이 급기 덕트와 취출구를 통해 실내로 유입되어 실내를 냉·난방 시켜주는 중앙 집중식 시스템이였기 때문에 각층의 각실은 전체의 시스템이 동시에 냉방 또는 난방이 시작되거나 중지되고 있다.
따라서, 종래의 중앙집중식 냉·난방시스템은 사람이 실내에 있고 없음에는 상관하지 않고 시간에 맞추어 혹은 전체온도에 맞추어 건물의 냉·난방을 운영하기 때문에 사람이 없는 실내에도 냉난방이 가동되어 에너지의 낭비를 초래하고 있으며, 필요에 따라 각실의 온도를 개인마다 다른 생활 리듬이나 생활 패턴에 따라 높이거나 낮출 수 없고, 종래 환기시스템은 재실자에게 이산화탄소를 비롯한 다른 오염인자를 그대로 노출시키고 있으며, 온열쾌적조건에서도 정확한 제어가 곤란하여 실내에서 생활하는 재실자가 불쾌감을 느낄 수 있어 인체 쾌적성 부분에서 열악한 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 첫번째 기술적 과제는 에너지의 낭비를 방지하고, 각실의 온도를 개인마다 다른 생활 리듬이나 생활 패턴에 따라 높이거나 낮출 수 있으며, 실내의 구역마다 최적의 조건으로 환기가 가능하여 인체 쾌적성을 향상시킬 수 있는 생활 리듬 적응형 실내 공조 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 두번째 기술적 과제는 상기의 생활 리듬 적응형 실내 공조 시스템을 제어하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 첫번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 사용자에 의해 미리 입력된 환경 설정값으로서, 건물 실내 공간의 분할된 구역마다 서로 다른 온도 설정값 및 습도 설정값을 저장하고, 상기 사용자의 생활 패턴 정보를 저장하는 설정값 저장부; 상기 구역마다 설치되어 온도 및 습도를 측정하는 온도 습도 센서; 상기 구역마다 서로 다른 종류의 기체의 농도를 측정하는 실내 대기 센서; 및 상기 설정값 저장부의 온도 설정값 및 습도 설정값과 상기 온도 습도 센서에서 측정된 온도 및 습도를 비교한 결과에 따라 상기 구역마다 적용되는 냉방 시스템 및 난방 시스템을 작동시키고, 상기 실내 대기 센서에 의해 측정된 기체의 농도에 따라 상기 구역마다 적용되는 환기 시스템을 작동시키고, 상기 생활 패턴 정보에 따라 상기 냉방 시스템, 난방 시스템 및 환기 시스템의 재실 모드, 외출 모드, 취침 모드 전환을 제어하는 통합 제어기를 포함하는 생활 리듬 적용형 실내 공조 시스템을 제 공한다.
상기의 두번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 사용자에 의해 미리 입력된 환경 설정값을 저장하는 설정값 저장부로부터 건물 실내 공간의 분할된 구역마다 서로 다른 온도 설정값 및 습도 설정값을 독출하고, 사용자의 생활 패턴 정보를 독출하는 단계; 상기 건물 실내 공간의 분할된 구역마다 설치된 온도 습도 센서를 이용하여 온도 및 습도를 측정하고, 상기 구역마다 설치된 실내 대기 센서를 이용하여 소정 기체의 농도를 측정하는 단계; 통합 제어기에서 상기 설정값 저장부의 온도 설정값 및 습도 설정값과 상기 온도 습도 센서에서 측정된 온도 및 습도를 비교한 결과에 따라 상기 구역마다 적용되는 냉방 시스템 및 난방 시스템을 작동시키고, 상기 실내 대기 센서에 의해 측정된 기체의 농도에 따라 상기 구역마다 적용되는 환기 시스템을 작동시키는 단계; 및 상기 통합 제어기에서 상기 생활 패턴 정보에 따라 상기 냉방 시스템, 난방 시스템 및 환기 시스템의 재실 모드, 외출 모드, 취침 모드 전환을 제어하는 단계를 포함하는 생활 리듬 적용형 실내 공조 시스템의 제어 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 사용자가 미리 설정한 생활 패턴 정보 뿐만 아니라, 사용자의 재실 여부, 사용자의 주요 동선 및 각종 기체의 농도에 따라 냉난방 시스템 및 환기시스템을 작동시킴으로써, 에너지의 낭비를 방지하고, 각실의 온도를 개인마다 다른 생활 리듬이나 생활 패턴에 따라 높이거나 낮출 수 있으며, 실내의 구역마다 최적의 조건으로 환기가 가능하여 인체 쾌적성을 향상시킬 수 있는 효과가 있 다.
본 발명은 통합제어기를 이용하여 온도, 습도 및 실내환기를 관리하는 시스템을 제공한다. 구체적으로, 실내의 구역별로 배치된 동작 감지 센서나 RFID 리더로 생활리듬을 분석하고, 상기 분석된 생활 리듬 및 시간대별로 개인화된 조건에 따라 온도, 습도 및 실내환기를 관리하는 시스템을 제공한다.
이하에서는 도면과 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성과 효과를 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생활 리듬 적용형 실내 공조 시스템의 블럭도이다.
설정값 저장부(110)는 사용자 즉, 거주자에 의해 미리 입력된 환경 설정값으로서, 온도 설정값 및 습도 설정값을 저장하고, 사용자의 생활 패턴 정보를 저장한다.
여기서, 설정값 저장부(110)가 저장하는 온도 설정값 및 습도 설정값은 건물 실내 공간의 분할된 구역마다 서로 다른 값이다. 즉, 침실, 거실, 주방마다 요구되는 온도 및 습도가 모두 다르므로, 설정값 저장부(110)는 각 구역마다 최적의 조건을 미리 저장한다. 또한, 설정값 저장부(110)가 저장하는 생활 패턴 정보는 사용자의 기상 시간, 외출 시간, 귀가 시간 또는 취침 시간 중 적어도 하나를 포함한다.
설정값 저장부(110)는 사용자로부터 온도 설정값, 습도 설정값 및 생활 패턴 정보를 입력받기 위해 인터페이스를 포함할 수 있다. 여기서, 인터페이스는 사용자가 거주하는 건물의 거실이나 침실 벽면에 키패드나 터치 스크린 등의 입력 수단, 입력 수단에 의해 입력된 결과를 출력하는 액정 디스플레이 등의 출력 수단을 포함한다.
설정값 저장부(110)는 사용자로부터 입력된 온도 설정값, 습도 설정값 및 생활 패턴 정보를 저장하기 위해 비휘발성 메모리를 포함한다. 여기서, 비휘발성 메모리는 플래시 메모리, 자기 디스크, 광 디스크 및 그 기록수단 등을 포함한다.
온도 습도 센서(120)는 건물 실내의 구역마다 설치되어 온도 및 습도를 측정한다.
실내 대기 센서(130)는 건물 실내의 구역마다 서로 다른 종류의 기체의 농도를 측정한다. 여기서, 실내 대기 센서(130)는 이산화 탄소 센서, 냄세 센서, 가연성 물질 검출 센서, 잡가스 센서 등을 포함한다.
즉, 온도 습도 센서(120) 및 실내 대기 센서(130)는 침실, 거실, 주방 등의 벽면 또는 천정에 각각 설치되어 실시간으로 현재의 환경 정보를 수집한다.
통합 제어기(140)는 설정값 저장부(110)의 온도 설정값 및 습도 설정값과 온도 습도 센서(120)에서 측정된 온도 및 습도를 비교한 결과에 따라 구역마다 적용되는 냉방 시스템(150) 및 난방 시스템(170)을 작동시킨다.
또한, 통합 제어기(140)는 실내 대기 센서(130)에 의해 측정된 기체의 농도에 따라 구역마다 적용되는 환기 시스템(160)을 작동시킨다. 여기서, 통합 제어 기(140)는 실내 대기 센서(130)에 의해 측정된 기체의 농도가 해당 기체의 환경 기준치를 초과하는 경우에 환기 시스템(160)을 작동시키도록 구성될 수 있다.
이산화 탄소의 농도 측정을 예로 들어, 환기 시스템(160)의 제어를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 현재 이산화탄소 농도와 설정 이산화탄소 농도를 비교하여 현재 이산화탄소 농도값이 설정이산화탄소 농도값 보다 높으면 환기 시스템(160)을 가동한다. 다음, 환기 시스템(160)이 가동된 경우 현재 이산화탄소 농도값이 설정 이산화탄소 농도값보다 10% 아래로 내려오면 정지명령을 내린다. 냄새 유발 물질의 농도 측정을 예로 들어, 환기 시스템(160)의 제어를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 현재 냄새 값(냄새 유발 물질 농도)과 설정 냄새 값을 비교하여 현재 냄새 값 값이 설정 냄새 값 값보다 높으면 환기 시스템(160)을 가동한다. 다음, 환기 시스템(160)이 가동된 경우 현재 냄새 값이 설정 냄새 값보다 10% 아래로 내려오면 정지명령을 내린다. 잡가스의 농도 측정을 예로 들어, 환기 시스템(160)의 제어를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 현재 잡가스 값과 설정 잡가스 값을 비교하여 현재 잡가스 값이 설정 잡가스 값 보다 높으면 환기 시스템(160)을 가동한다. 환기 시스템(160)이 가동된 경우 현재 잡가스 값이 설정 잡가스 값보다 10% 아래로 내려오면 정지명령을 내린다.
또한, 통합 제어기(140)는 생활 패턴 정보에 따라 냉방 시스템(150), 난방 시스템(170) 및 환기 시스템(160)의 재실 모드, 외출 모드, 취침 모드 전환을 제어한다. 예를 들어, 재실 모드는 냉방 시스템(150), 난방 시스템(170) 및 환기 시스템(160)의 가동률을 100%로 하는 모드로 정의하고, 외출 모드는 난방 시스템(170) 및 환기 시스템(160)의 가동률을 최소로 설정하는 모드로서 주로 절전이나 연료 절약을 위한 최소 동작 모드를 정의하며, 취침 모드는 침실 구역에 대해서는 냉방 시스템(150), 난방 시스템(170) 및 환기 시스템(160)이 최대의 가동률로 동작하고 나머지 구역에 대해서는 가동률을 30%로 하는 모드로 정의할 수 있다. 통합 제어기(140)에 의한 재실 모드, 외출 모드, 취침 모드의 상태는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 "당업자")에 의해 필요에 따라 임의로 정의될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 생활 리듬 적용형 실내 공조 시스템의 블럭도이다.
설정값 저장부(210)는 사용자 즉, 거주자에 의해 미리 입력된 환경 설정값으로서, 온도 설정값 및 습도 설정값을 저장하고, 사용자의 생활 패턴 정보를 저장한다. 여기서, 설정값 저장부(210)가 저장하는 온도 설정값 및 습도 설정값은 건물 실내 공간의 분할된 구역마다 서로 다른 값이다.
온도 습도 센서(220)는 건물 실내의 구역마다 설치되어 온도 및 습도를 측정한다.
실내 대기 센서(130)는 도 2에서와 같이, 주방 공간을 포함하는 구역(A)에 설치되어 냄새 유발 물질의 농도를 측정하는 냄새 센서(231) 및 침실 공간을 포함하는 구역(B)에 설치되어 이산화탄소의 농도를 측정하는 이산화탄소 센서(232)를 포함할 수 있다.
통합 제어기(240)는 설정값 저장부(210)의 온도 설정값 및 습도 설정값과 온 도 습도 센서(220)에서 측정된 온도 및 습도를 비교한 결과에 따라 구역마다 적용되는 냉방 시스템(250) 및 난방 시스템(270)을 작동시킨다.
냉방 시스템(250) 및 난방 시스템(270)의 작동시의 로직은 계절마다 달리 적용될 수 있다. 계절에 따른 로직 결정은 다음과 같이 수행될 수 있다. 예를 들어, 실내온도 ≥ 섭씨 26 도인 조건에서는 냉방(여름) 로직을 가동하고, 실내온도 ≤ 섭씨 19 도인 조건에서는 난방(겨울) 로직을 가동하며, 섭씨 19 도 < 실내온도 < 섭씨 26 도의 조건에서 외기온도 ≥ 섭씨 28 도이면 냉방(여름) 로직, 외기온도 ≤ 섭씨 15도이면 난방(겨울) 로직, 섭씨 15 도 < 외기온도 < 섭씨 28 도이면 냉/난방(환절기) 로직을 가동한다.
난방(겨울) 로직의 예는 다음과 같다. 먼저, 온도조절기의 설정 온도와 실내온도를 비교하여 난방 시스템(270)의 난방 밸브를 Open(열림)하여 바닥온도를 상승시킨다(인체 발바닥이 느끼는 쾌적온도: 30℃ ~ 33℃). 이때 설정 온도 값과 실내온도 값의 차이를 계산하여 난방 밸브 제어 값을 1~100 까지 차등적으로 비례 제어한다. 이하에서 난방 밸브 제어 값이란, 난방 시스템(270)의 난방 밸브를 여는 정도를 수치로 나타낸 것으로, 0이면 닫힘, 1은 최소 열림, 100은 최대 열림을 나타낸다. 다음, 일정시간 간격으로 실내온도를 측정하여 설정온도와 일치할 경우 난방 밸브를 닫아 난방수를 차단함으로써 Over Heating으로 인한 에너지 낭비/손실을 없앤다. 밸브가 닫힌 상태에서 실내온도가 설정온도를 기준으로 1℃이상 하강하는 경우 난방 밸브를 열어 난방수를 공급하여 실내 온도를 상승 시킨다.
냉/난방(환절기) 로직의 예는 다음과 같다. 먼저, 현재 환경이 겨울,여름이 아니라고 판단되면 위의 로직을 가동한다. 실내온도 ≤ (설정온도 - 2)의 조건이면, 제어대상은 냉방 시스템(250)의 실내기와 난방 밸브이다. 실내온도가 설정온도보다 2도 아래로 내려가면 2도의 운영범위에서 난방 밸브 제어 값에 대해 0 ~ 100값을 출력한다. 이때, 실내기는 계속 정지시킨다. (설정온도 + 2) > 실내온도 > 설정온도의 조건이면, 난방 밸브 제어 값은 계속 0으로 출력한다. 실내온도 ≥ (설정온도 + 2)의 조건이면, 현재온도가 설정온도 값 보다 2도 이상되면 실내기를 가동한다. 또한, 실내기의 온도설정 값은 설정온도-1의 값으로 설정한다. 난방 밸브 제어 값은 계속 0으로 출력한다. 설정온도 > 실내온도 > (설정온도 - 2)의 조건이면, 현재온도가 설정온도 아래로 내려가면 실내기를 정지시킨다. 난방 밸브 제어 값은 계속 0으로 출력한다.
또한, 통합 제어기(240)는 냄새 센서(231) 및 이산화탄소 센서(232)에 의해 측정된 기체의 농도에 따라 구역마다 적용되는 환기 시스템(260)을 작동시킨다. 여기서, 통합 제어기(240)는 냄새 센서(231) 및 이산화탄소 센서(232)에 의해 측정된 기체의 농도가 해당 기체의 환경 기준치를 초과하는 경우에 환기 시스템(260)을 작동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 냄새 센서(231)는 곰팡이 냄새가 나는 반휘발성 화학물질로서 2-메틸이소보르네올(2-methylisoborneol)의 농도를 측정하는 센서일 수 있다.
예를 들어, 통합 제어기(240)는 이산화탄소 농도가 보건환경기준인 1000ppm이하로 유지되고 설정된 온열환경범위를 초과하는 경우에, 환기 시스템(260)을 작동시키도록 구성될 수 있다. 통합 제어기(240)는 예를 들어, 통합 제어기(240)가 이산화탄소 센서(232) 등에서 측정된 실내의 이산화탄소 농도와 외기도입량의 데이터를 수신하고, 수신된 데이터, 실내공간의 이용 시간, 재실자 수에 따라 필요 환기량을 계산하며, 계산된 필요 환기량에 따라 환기 시스템(260)을 제어하도록 구성될 수 있다.
또한, 통합 제어기(240)는 생활 패턴 정보에 따라 냉방 시스템(250), 난방 시스템(270) 및 환기 시스템(260)의 재실 모드, 외출 모드, 취침 모드 전환을 제어한다.
바람직하게는, 통합 제어기(240)는 기상 시간 및 귀가 시간에 냉방 시스템(250), 난방 시스템(270) 및 환기 시스템(260)을 재실 모드로 전환하고, 외출 시간에 냉방 시스템(250), 난방 시스템(270) 및 환기 시스템(260)을 외출 모드로 전환하며, 취침 시간에 냉방 시스템(250), 난방 시스템(270) 및 환기 시스템(260)을 취침 모드로 전환하도록 구성될 수 있다. 여기서, 기상 시간, 외출 시간, 귀가 시간 및 취침 시간은 사용자가 설정값 저장부(210)에 미리 입력한 생활 패턴 정보에 포함된다.
통합 제어기(240)는 움직임 측정부(289)에 의해 추정된 사용자의 주요 동선을 포함하는 구역에 설치된 냉방 시스템(250), 난방 시스템(270) 및 환기 시스템(260)의 가동률을 증가시킨다.
바람직하게는, 통합 제어기(240)는 소정의 시간 동안 동작 감지 센서(281, 282)에 의해 적외선이 검출되지 않으면, 냉방 시스템(250), 난방 시스템(270) 및 환기 시스템(260)을 외출 모드로 전환하도록 구성될 수 있다.
또한, 통합 제어기(240)는 재실용 리더(291)로 소정의 시간 동안 정보가 독출되지 않으면, 냉방 시스템(250), 난방 시스템(270) 및 환기 시스템(260)을 외출 모드로 전환하도록 구성될 수 있다. 여기서, 소정의 시간은 당업자의 필요에 따라 임의로 정하여질 수 있는 값이다.
여기서, 통합 제어기(240)는 출입용 리더(292)로 독출된 정보가 건물의 거주자를 나타내면, 냉방 시스템(250), 난방 시스템(270) 및 환기 시스템(260)을 재실 모드로 전환하도록 구성될 수 있다.
한편, 동작 감지 센서(281, 282)는 구역(A, B)마다 설치되어 사용자로부터 적외선을 검출한다. 동작 감지 센서(281, 282)는 방범용으로 사용되는 통상의 적외선 센서를 이용할 수 있다.
움직임 측정부(289)는 동작 감지 센서(281, 282)에 의해 검출된 적외선으로부터 사용자의 주요 동선을 추정한다. 즉, 동작 감지 센서(281, 282)에 의해 사용자 움직임에 의한 적외선이 검출되는 횟수가 소정의 임계값을 초과하는 경우에는 해당 구역(A 또는 B)을 주요 동선으로 추정한다. 여기서, 소정의 임계값은 당업자의 필요에 따라 임의로 정하여질 수 있는 값이다.
재실용 리더(291)는 건물 실내의 구역마다 또는 실내 구역의 일부에 설치되어 근접하는 무선인식 태그(RFID Tag)에 저장된 정보를 독출한다. 이하에서, 무선인식 태그는 사용자가 건물의 출입을 위하여 소지하는 출입용 카드, 스틱 등을 의미한다. 즉, 무선인식 태그를 소지한 사용자가 건물의 입구나 실내 현관에 근접하면, 자동으로 출입문의 잠금이 해제되도록 구성되는 경우를 가정한다. 무선인식 태 그는 일반적으로 중앙처리장치(CPU)가 없는 방식이거나, 스마트카드 등을 내장하여 작은 크기의 저장 공간으로 간단한 연산을 할 수 있는 장치이다. 본 발명에서 사용되는 태그는 패시브 타입과 액티브 타입 중 어느 것이어도 무방하다.
예를 들어, 재실용 리더(291)는 거실, 침실, 주방 등 실내의 모든 구역의 천정 또는 벽면에 설치되어 사용자가 실내에 상주하는지 확인하는데에 이용될 수 있다. 또한, 재실용 리더(291)는 거실, 침실, 주방 등 실내의 구역들 중 어느 한 구역의 천정 또는 벽면에 설치되고, 재실용 리더(291)가 설치된 구역에 무선인식 태그가 놓여있지 않으면, 사용자가 외출한 상태로 판단하는데에 이용될 수 있다.
출입용 리더(292)는 건물의 입구에 설치되어 근접하는 무선인식 태그에 저장된 정보를 독출한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생활 리듬 적용형 실내 공조 시스템의 제어방법의 흐름도이다.
먼저, 사용자에 의해 미리 입력된 환경 설정값을 저장하는 설정값 저장부(110)로부터 건물 실내 공간의 분할된 구역마다 서로 다른 온도 설정값 및 습도 설정값을 독출하고, 사용자의 생활 패턴 정보를 독출한다(310 과정).
다음, 건물 실내 공간의 분할된 구역마다 설치된 온도 습도 센서(120)를 이용하여 온도 및 습도를 측정하고, 구역마다 설치된 실내 대기 센서(130)를 이용하여 소정 기체의 농도를 측정한다(320 과정). 여기서, 소정 기체는 이산화 탄소, 냄세 유발 물질, 가연성 물질, 기타 잡가스 등을 포함하는 것으로 실내의 구역마다 설치된 센서의 종류에 따라 측정 대상 기체도 달라진다.
실내의 구역마다 온도, 습도, 기체의 농도 등이 측정되면, 통합 제어기(140)에서 설정값 저장부(110)의 온도 설정값 및 습도 설정값과 온도 습도 센서(120)에서 측정된 온도 및 습도를 비교한 결과에 따라 구역마다 적용되는 냉방 시스템(150) 및 난방 시스템(170)을 작동시키고, 실내 대기 센서(130)에 의해 측정된 기체의 농도에 따라 구역마다 적용되는 환기 시스템(160)을 작동시킨다(330 과정). 바람직하게는, 이 과정(330 과정)은 습도 설정값과 온도 습도 센서(120)에서 측정된 습도를 비교한 결과에 따라 통합 제어기(140)가 가습이 필요하다고 판단한 경우에는 실내의 구역마다 설치된 가습기를 동작시키는 과정을 포함할 수 있다.
가습기를 동작시키는 과정의 예는 다음과 같다. 온도 및 습도의 측정 결과, 현재 환경이 겨울이라고 판단되면 가습 로직을 가동한다. 제어대상은 환기 시스템(160)과 가습기이다. 실내습도가 설정습도보다 아래로 내려가면 10%의 운영범위에서 가습기의 가습 밸브 제어 값에 대해 0~100값을 출력한다. 여기서, 가습 밸브 제어 값이란, 가습기의 가습 밸브를 여는 정도를 수치로 나타낸 것으로, 0이면 닫힘, 1은 최소 열림, 100은 최대 열림을 나타낸다. 가습 동작은 예를 들어, 환기 시스템(160) 가동, 가습 밸브 조절, 가습동작이 끝난 후 5분간 유예시간, 환기 시스템(160) 정지의 순서로 진행할 수 있다. 이때 냉방 시스템(150)의 실내기는 계속 정지시키는 것이 바람직하다. 현재 환경이 여름이라고 판단되면 제습 로직을 가동한다. 제어대상은 냉방 시스템(150)의 실내기이다. 실내습도가 설정습도보다 5%이상 올라가면 실내기를 가동하고 제습모드 운영을 한다. 이때 가습 밸브는 계속 닫힌 상태를 유지시킨다.
마지막으로, 통합 제어기(140)에서 생활 패턴 정보에 따라 냉방 시스템(150), 난방 시스템(170) 및 환기 시스템(160)의 재실 모드, 외출 모드, 취침 모드 전환을 제어한다(340 과정).
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생활 리듬 적용형 실내 공조 시스템의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 생활 리듬 적용형 실내 공조 시스템의 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생활 리듬 적용형 실내 공조 시스템의 제어방법의 흐름도이다.

Claims (8)

  1. 사용자에 의해 미리 입력된 환경 설정값으로서, 건물 실내 공간의 분할된 구역마다 서로 다른 온도 설정값 및 습도 설정값을 저장하고, 상기 사용자의 생활 패턴 정보를 저장하는 설정값 저장부;
    상기 구역마다 설치되어 온도 및 습도를 측정하는 온도 습도 센서;
    상기 구역마다 서로 다른 종류의 기체의 농도를 측정하는 실내 대기 센서; 및
    상기 설정값 저장부의 온도 설정값 및 습도 설정값과 상기 온도 습도 센서에서 측정된 온도 및 습도를 비교한 결과에 따라 상기 구역마다 적용되는 냉방 시스템 및 난방 시스템을 작동시키고, 상기 실내 대기 센서에 의해 측정된 기체의 농도에 따라 상기 구역마다 적용되는 환기 시스템을 작동시키고, 상기 생활 패턴 정보에 따라 상기 냉방 시스템, 난방 시스템 및 환기 시스템의 재실 모드, 외출 모드, 취침 모드 전환을 제어하는 통합 제어기를 포함하는 생활 리듬 적용형 실내 공조 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 생활 패턴 정보는
    상기 사용자의 기상 시간, 외출 시간, 귀가 시간 또는 취침 시간 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 통합 제어기는
    상기 기상 시간 및 귀가 시간에 상기 냉방 시스템, 난방 시스템 및 환기 시스템을 재실 모드로 전환하고, 상기 외출 시간에 상기 냉방 시스템, 난방 시스템 및 환기 시스템을 외출 모드로 전환하며, 상기 취침 시간에 상기 냉방 시스템, 난방 시스템 및 환기 시스템을 취침 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 생활 리듬 적용형 실내 공조 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 실내 대기 센서는
    주방 공간을 포함하는 구역에 설치되어 냄새 유발 물질의 농도를 측정하는 냄새 센서; 및
    침실 공간을 포함하는 구역에 설치되어 이산화탄소의 농도를 측정하는 이산화탄소 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 생활 리듬 적용형 실내 공조 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 구역마다 설치되어 사용자로부터 적외선을 검출하는 동작 감지 센서; 및
    상기 동작 감지 센서에 의해 검출된 적외선으로부터 상기 사용자의 주요 동선을 추정하는 움직임 측정부를 더 포함하고,
    상기 통합 제어기는
    상기 추정된 사용자의 주요 동선을 포함하는 구역에 설치된 냉방 시스템, 난방 시스템 및 환기 시스템의 가동률을 증가시키는 것을 특징으로 하는 생활 리듬 적용형 실내 공조 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 통합 제어기는
    상기 동작 감지 센서에 의해 적외선이 검출되지 않으면, 상기 냉방 시스템, 난방 시스템 및 환기 시스템을 외출 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 생활 리듬 적용형 실내 공조 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 건물의 입구에 설치되어 근접하는 무선인식 태그에 저장된 정보를 독출하는 출입용 리더를 더 포함하고,
    상기 통합 제어기는
    상기 출입용 리더로 독출된 정보가 상기 건물의 거주자를 나타내면, 상기 냉방 시스템, 난방 시스템 및 환기 시스템을 재실 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 생활 리듬 적용형 실내 공조 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 건물 실내의 구역마다 또는 구역의 일부에 설치되어 근접하는 무선인식 태그에 저장된 정보를 독출하는 재실용 리더를 더 포함하고,
    상기 통합 제어기는
    상기 재실용 리더로 소정의 시간 동안 정보가 독출되지 않으면, 상기 냉방 시스템, 난방 시스템 및 환기 시스템을 외출 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 생활 리듬 적용형 실내 공조 시스템.
  8. 사용자에 의해 미리 입력된 환경 설정값을 저장하는 설정값 저장부로부터 건물 실내 공간의 분할된 구역마다 서로 다른 온도 설정값 및 습도 설정값을 독출하고, 사용자의 생활 패턴 정보를 독출하는 단계;
    상기 건물 실내 공간의 분할된 구역마다 설치된 온도 습도 센서를 이용하여 온도 및 습도를 측정하고, 상기 구역마다 설치된 실내 대기 센서를 이용하여 소정 기체의 농도를 측정하는 단계;
    통합 제어기에서 상기 설정값 저장부의 온도 설정값 및 습도 설정값과 상기 온도 습도 센서에서 측정된 온도 및 습도를 비교한 결과에 따라 상기 구역마다 적용되는 냉방 시스템 및 난방 시스템을 작동시키고, 상기 실내 대기 센서에 의해 측정된 기체의 농도에 따라 상기 구역마다 적용되는 환기 시스템을 작동시키는 단계; 및
    상기 통합 제어기에서 상기 생활 패턴 정보에 따라 상기 냉방 시스템, 난방 시스템 및 환기 시스템의 재실 모드, 외출 모드, 취침 모드 전환을 제어하는 단계를 포함하는 생활 리듬 적용형 실내 공조 시스템의 제어 방법.
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