KR101061195B1 - 환기부하를 고려한 하이브리드 환기시스템의 최적 환기운전 제어방법 - Google Patents

환기부하를 고려한 하이브리드 환기시스템의 최적 환기운전 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101061195B1
KR101061195B1 KR1020110044596A KR20110044596A KR101061195B1 KR 101061195 B1 KR101061195 B1 KR 101061195B1 KR 1020110044596 A KR1020110044596 A KR 1020110044596A KR 20110044596 A KR20110044596 A KR 20110044596A KR 101061195 B1 KR101061195 B1 KR 101061195B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ventilation
temperature
outside air
room
concentration
Prior art date
Application number
KR1020110044596A
Other languages
English (en)
Inventor
오명도
성상철
김기철
곽명근
Original Assignee
한국토지주택공사
서울시립대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국토지주택공사, 서울시립대학교 산학협력단 filed Critical 한국토지주택공사
Priority to KR1020110044596A priority Critical patent/KR101061195B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101061195B1 publication Critical patent/KR101061195B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/0001—Control or safety arrangements for ventilation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F2007/004—Natural ventilation using convection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10—Temperature
    • F24F2110/12—Temperature of the outside air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties
    • F24F2110/65—Concentration of specific substances or contaminants
    • F24F2110/70—Carbon dioxide

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Ventilation (AREA)

Abstract

본 발명에서는, 개폐되는 환기구를 통하여 건물의 실내외 공기가 무동력으로 소통하여 환기가 이루어지는 자연환기장치와, 팬과 전열교환기를 이용하여 강제로 실내의 공기를 배기하거나 외부의 공기를 유입시켜 실내외간의 환기가 이루어지는 기계환기장치를 모두 구비한 하이브리드 환기시스템에서, 실내 쾌적 조건을 만족하면서도 환기에 소모되는 에너지를 최소화할 수 있도록 기계환기장치와 자연환기장치를 적절히 조합하여 작동시킴으로써 환기에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 친환경적인 하이브리드 환기시스템의 환기운전 제어방법이 제공된다.
본 발명에 따른 제어방법에서는 외기의 온도, 외기의 상대습도, 실내의 온도, 실내의 상대습도 및 실내의 CO2 농도를 측정하고, 실내 온도가 쾌적온도 범위내에 있을 때에는 자연환기모드를 수행하게 되고, 실내 온도가 쾌적온도 범위내를 벗어날 때에는 자연환기부하와 기계환기부하를 산정하여 서로 비교하고, 실내의 CO2 농도를 측정하여 CO2 농도의 관점에서 환기의 필요성을 판단하여, 최적의 환기부하를 가지도록, 자연환기모드, 기계환기모드 및 하이브리드 환기모드 중의 하나를 수행하게 된다. 따라서 본 발명에 의하면, 환기에 따른 에너지 소모가 최소로 되면서도 쾌적한 실내를 이룰 수 있는 최적의 상태로 하이브리드 환기시스템을 제어할 수 있게 된다.

Description

환기부하를 고려한 하이브리드 환기시스템의 최적 환기운전 제어방법{Control Method of Hybrid Ventilation System}
본 발명은 실내의 환기를 위해 소모되는 에너지를 고려한 하이브리드 환기시스템의 최적 환기운전 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 개폐되는 환기구를 통하여 건물의 실내외 공기가 무동력으로 소통하여 환기가 이루어지는 자연환기장치와, 팬과 전열교환기를 이용하여 강제로 실내의 공기를 배기하거나 외부의 공기를 유입시켜 실내외간의 환기가 이루어지는 기계환기장치를 모두 구비한 하이브리드 환기시스템에서, 실내 쾌적 조건을 만족하면서도 환기에 소모되는 에너지를 최소화할 수 있도록 기계환기장치와 자연환기장치를 적절히 조합하여 작동시킴으로써 환기에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 친환경적인 하이브리드 환기시스템의 환기운전 제어방법에 관한 것이다.
건축물의 실내공기는 재실자의 활동에 의해 시간이 지남에 따라 잔존 산소량은 줄어들며 CO2량은 늘어나게 되고, 인위적으로 발생되는 냄새, 먼지 등에 의해 혼탁해지게 된다. 따라서, 건축물의 실내는 신선한 외부 공기(외기/外氣)를 주기적으로 공급해 주고 혼탁해진 실내 공기(내기/內氣)는 배출시켜야만 신선하고 쾌적한 실내환경을 유지하게 된다.
이와 같이, 내기를 외부로 내보내고 신선한 외기를 실내로 공급하는 실내외의 환기를 위하여 건물에는 자연환기장치와 기계환기장치가 각각 단독으로 또는 함께 설치된다. 자연환기장치는 환기구와 이를 개폐하는 개폐장치로 구성되어 있으며, 무동력으로 실내외 공기를 교환시킴으로써 실내의 환기가 이루어지게 한다. 이와 같이 자연환기장치는, 강제로 공기를 소통시키기 위한 팬을 구비하고 있지 않아 무동력으로 환기가 이루어지므로 팬의 구동을 위한 에너지 소모가 없다는 장점이 있지만, 환기구를 통해 실내로 들어오는 공기가 실내의 공기와 큰 온도차를 보이거나 빠른 속도로 외기가 실내로 유입될 수 있으며, 그에 따라 실내를 적정 온도 범위내로 유지하기 위한 냉난방 부하가 커지고 그에 따른 에너지 소모가 수반된다는 단점이 있다.
이와 달리, 기계환기장치는 동력을 이용하여 강제적으로 실내의 공기를 외부로 배기하거나 외기를 실내로 급기하여 환기를 하는 장치로서, 공기의 급배기를 위한 팬과, 폐열회수를 위하여 전열교환기를 구비하고 있다. 따라서 기계환기장치의 경우에는, 팬을 이용하여 실내외 공기의 배출 및 유입을 조절하는 것이 용이하고, 전열교환기를 구비하고 있어 환기하는 과정에서의 에너지 회수가 가능하므로, 냉난방 부하를 조절할 수 있어, 에너지 소모가 자연환기장치에 비하여 적다. 그러나 기계환기장치는 강제적으로 공기를 소통시키는 팬을 사용하여야 하므로, 팬의 구동을 위한 에너지 소모가 발생하게 된다는 문제점이 있다.
이와 같이, 자연환기장치와 기계환기장치는 각각의 장점과 단점을 가지고 있는 바, 최근에는 이러한 자연환기장치와 기계환기장치를 모두 이용하는 하이브리드 환기시스템이 건물에 설치되어 운용되고 있다. 그런데, 자연환기장치와 기계환기장치를 모두 구비하여 운용하는 하이브리드 환기시스템을 건물에 설치하더라도 최적의 상태로 하이브리드 환기시스템을 운영하지 못한다면, 오히려 2종류의 환기장치가 가지는 문제점만이 더 커지게 되어 쾌적한 실내를 이루지 못하거나 냉, 난방을 위한 에너지 소모와 그에 따른 비용이 더욱 증가하게 된다.
따라서 이러한 하이브리드 환기시스템을 운용함에 있어서, 실내 쾌적 조건을 만족할 수 있으면서도 환기에 따른 에너지 사용을 최소화할 수 있는 하이브리드 환기시스템의 제어 방법이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 필요성을 충족하기 위하여 개발된 것으로서, 자연환기장치와 기계환기장치를 모두 이용하는 하이브리드 환기시스템을 운용함에 있어서, 외기의 온도, 외기의 상대습도, 실내의 온도, 실내의 상대습도 및 실내 오염농도(이산화탄소 농도)를 고려하고, 실내로 유입되는 외기의 온도 및 습도에 따른 냉ㅇ난방 부하 및 기계환기장치의 구동에 소모되는 에너지 부하를 포함한 환기부하를 평가하여, 환기에 소요되는 에너지 소모를 최소화하면서도 실내 환경 쾌적성을 충분히 만족시킬 수 있도록 하이브리드 환기시스템을 최적의 상태로 제어할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 자연환기장치와 기계환기장치를 모두 구비하여 운용하는 하이브리드 환기시스템의 제어방법으로서, 자연환기 이용가능 여부를 결정하기 위하여 외기의 온도(Tout)가 외출설정온도 이상인지의 여부를 판단하는 단계; 외기의 온도(Tout)가 외출설정온도 이상이어서 자연환기 이용가능한 것으로 결정되면, 실내 온도(Tin)가 쾌적온도 범위 내에 있는지의 여부를 판단하는 단계; 자연환기모드의 환기부하와 기계환기모드의 환기부하가 동일하게 되는 온도인 동계 에너지 비교온도를 산정하는 단계; 실내 온도(Tin)가 쾌적온도 범위 내에 있는 것으로 판정되는 경우, 환기방식의 결정을 위하여, 측정된 외기 온도(Tout)가 동계 에너지 비교온도 이상인지의 여부를 판단하는 단계; 측정된 외기 온도(Tout)가 동계 에너지 비교온도 이상인 경우에는, 측정된 외기 온도(Tout)에서, 사용자가 정한 실내 온도와 CO2 농도를 이루기 위한 자연환기모드의 환기부하와 기계환기모드의 환기부하를 각각 외기 상대습도를 변화시켜 가면서 연산하여, 자연환기모드의 환기부하와 기계환기모드의 환기부하가 서로 동일하게 되는 외기 상대습도인 "균등 외기 상대습도"를 구하는 단계; 측정된 외기 온도(Tout)가 동계 에너지 비교온도 이상인 상태에서 측정된 외기의 상대습도(RHout)가 상기 연산되어 구해진 "균등 외기 상대습도" 이상인지의 여부를 판단하는 단계; 측정된 외기의 상대습도(RHout)가 상기 연산되어 구해진 "균등 외기 상대습도" 미만인 것으로 판정되면 자연환기장치를 온시켜서 환기구가 개방되도록 하는 자연환기모드가 작동되어 외기가 실내로 유입되게 하는 단계; 및 실내의 CO2 농도를 측정하여 실내의 CO2 농도가 기준 CO2 농도 이상인지의 여부를 판단하여, 실내의 CO2 농도가 기준 CO2 농도 이상이면 기계환기장치를 온시켜서 실내외 공기가 강제적으로 교환되도록 환기시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 환기시스템의 제어방법이 제공된다.
위와 같은 본 발명의 제어방법에는, 실내 온도(Tin)가 쾌적온도 범위 내에 있는지의 여부를 판단하는 단계의 판정 결과에서, 실내 온도(Tin)가 쾌적온도 범위의 미만이거나 또는 쾌적온도 범위를 초과하는 것으로 판정되는 경우, 자연환기장치를 온시켜서 환기구가 개방되도록 하는 자연환기모드가 작동되어 자연스럽게 외기가 실내로 유입되게 하는 단계를 수행하는 것을 더 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명의 제어방법에는, 측정된 외기 온도(Tout)가 동계 에너지 비교온도 이상인지의 여부를 판단하는 단계의 판정 결과에서, 측정된 외기 온도(Tout)가 동계 에너지 비교온도 이상인지의 여부를 판단하는 단계의 판정 결과에서, 측정된 외기 온도(Tout)가 동계 에너지 비교온도 미만인 경우에는 자연환기장치를 오프시키는 단계를 수행하고; 후속하여 실내의 CO2 농도를 측정하여 실내의 CO2 농도가 기준 CO2 농도 이상인지의 여부를 판단하는 단계를 수행하고; 실내의 CO2 농도가 기준 CO2 농도 이상이면 기계환기장치를 온시켜서 실내외 공기가 강제적으로 교환되도록 환기시키는 단계를 수행하는 것을 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 자연환기장치와 기계환기장치를 모두 이용하는 하이브리드 환기시스템을 운용함에 있어서, 실내 온도, 실내 습도 및 실내 오염농도를 고려하고, 실내로 유입되는 외기 온도, 외기 습도에 따른 냉ㅇ난방 부하 및 기계환기장치의 구동에 소모되는 에너지 부하를 포함한 환기부하를 평가하여, 환기에 소요되는 에너지 소모를 최소화하면서도 실내 환경 쾌적성을 충분히 만족시킬 수 있도록 하이브리드 환기시스템을 최적의 상태로 제어할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따라 하이브리드 환기시스템을 제어하는 방법 단계를 보여주는 개략적인 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
본 발명에서는 자연환기장치, 기계환기장치 및 이들 환기장치의 작동을 제어하는 제어장치를 포함하여 구성된 하이브리드 환기시스템을 제어하는 방법이 제공된다. 본 발명의 대상이 되는 하이브리드 환기시스템에서, 자연환기장치는 외기를 강제로 유입시키거나 또는 내기를 강제로 배출시키기 위한 팬을 구비하고 있지 아니하여 외기의 유입이나 내기의 배출을 위한 동력이 필요하지 아니한 것으로서, 실내와 실외를 연통시키는 환기구와, 제어장치의 제어신호에 따라 환기구를 개폐하는 개폐장치를 포함하여 구성된다.
본 발명의 대상이 되는 하이브리드 환기시스템에서, 기계환기장치는, 제어장치의 제어신호에 따라 동력에 의해 구동되는 팬을 구비하고 있어, 팬의 작동에 의해 외기를 강제로 유입시키거나 또는 내기를 강제로 배출시키는 장치이며, 배출되는 내기와 유입되는 외기 간의 열교환이 이루어지게 하는 전열교환기를 포함하고 있다. 상기 전열교환기 자체는 공지된 것이므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
제어장치는, 후술하는 것처럼, 외기의 온도를 측정하는 온도계, 내기의 온도를 측정하는 온도계, 실내의 이산화탄소 농도를 측정하는 이산화탄소 농도계, 외기의 상대습도를 측정하기 위한 습도계, 내기의 상대습도를 측정하는 습도계 등으로부터의 신호에 따라 자연환기장치의 개폐장치를 작동시켜 환기구의 개폐를 제어하며, 기계환기장치의 팬 작동을 제어한다.
앞서 언급한 것처럼, 실내를 쾌적하게 유지하기 위해서 외기와 내기를 서로 순환시키는 환기를 하게 되는데, 위와 같은 자연환기장치의 개폐구를 개방하여 환기구를 통해 공기의 유입 및 배출이 이루어져 환기가 이루어지는 경우(이하, "자연환기모드"라고 함)에는 팬을 사용하지 않기 때문에 환기를 위한 에너지 소모가 없다는 장점이 있다. 그러나 자연환기모드에서는 외기가 그대로 실내로 들어오기 때문에 외기가 적정 온도범위의 하한보다 낮거나 또는 적정 온도범위의 상한보다 높은 경우, 적정 온도범위를 벗어나는 외기의 유입으로 인한 냉방 또는 난방부하가 커지게 되고, 그에 따라 냉방 또는 난방을 위한 에너지의 소모가 유발된다.
이와 달리 기계환기장치는, 외기와 내기가 전열교환기를 통해 유입 및 배출되면서 열교환이 이루어지기 때문에, 기계환기장치를 이용하여 환기가 이루어지는 경우 즉, 팬을 구동시키고 전열교환기를 통한 열교환이 이루어진 상태로 외기의 강제적인 유입 및 실내 공기의 강제적인 배출이 이루어져 환기되는 경우(이하, "기계환기모드"라고 함)에서는 외기의 유입으로 인한 냉방 또는 난방부하의 증가가 자연환기모드보다 적으므로, 냉방 또는 난방을 위한 에너지의 소모가 자연환기모드 보다 더 적다. 그러나 기계환기모드에서는 환기를 위해 팬을 사용하게 되므로, 팬의 구동을 위한 에너지가 소모된다.
이러한 자연환기장치와 기계환기장치를 모두 구비한 하이브리드 환기시스템을 이용하여 실내를 환기함에 있어서, 본 발명에서는 자연환기장치만을 이용하여 환기할 때 소요되는 총 에너지와, 기계환기장치만을 이용하여 환기할 때 소요되는 총 에너지를 서로 비교하여 더 적은 에너지를 소모하는 형태로 실내 환기가 이루어질 수 있도록 하이브리드 환기시스템을 제어하게 된다.
이하, 본 발명에 대해 설명함에 있어서 다음과 같은 용어를 사용한다. 앞서 언급한 것처럼, 자연환기장치만을 이용하여 환기하는 상태를 "자연환기모드"라고 칭하며, 기계환기장치만을 이용하여 환기하는 상태를 "기계환기모드"라고 칭한다. 그리고 기계환기장치와 자연환기장치 모두를 이용하여 환기하는 상태를 "하이브리드 환기모드"라고 칭한다.
한편, 자연환기모드에서 외기의 유입과 내기의 배출이 이루어져서 실내의 온도에 변화가 생겨서 사전에 사용자가 설정한 온도로 실내 온도를 조절하기 위하여 냉방 또는 난방을 하는데 소모되는 총 에너지를 "자연환기모드의 환기부하"라고 칭하며, 기계환기모드에서 팬을 구동하는데 소모되는 에너지와, 외기의 유입과 내기의 배출이 이루어져서 실내의 온도에 변화가 생겨서 사전에 사용자가 설정한 온도로 실내 온도를 조절하기 위하여 냉방 또는 난방을 하는데 소모되는 에너지를 합한 총 에너지를 "기계환기모드의 환기부하"라고 칭한다.
도 1에는 본 발명에 따라 하이브리드 환기시스템을 제어하는 방법 단계를 보여주는 개략적인 흐름도가 도시되어 있다.
구체적으로, 본 발명에서는, 외기 온도(Tout), 실내 온도(Tin), 외기의 상대습도(RHout), 실내의 상대습도(RHin), 및 실내 CO2 농도에 기초하여 하이브리드 환기시스템을 제어하게 된다. 따라서 하이브리드 환기시스템에 구비된 제어장치는, 온도계와 습도계 및 CO2 센서를 통하여, 각각 외기 온도, 외기 상대습도, 제어 대상이 되는 실내의 온도, 실내 상대습도 및 실내 CO2 농도에 대한 데이터를 취득하게 된다.
이러한 본 발명의 제어방법을 좀 더 구체적으로 살펴보면, 우선 본 발명에서 하이브리드 환기시스템의 제어를 위해서 제어장치는, 측정된 외기 온도(Tout)가 "외출설정온도"보다 높은지를 판단한다(S01). 일반적으로 겨울철에 사용자가 외출을 할 경우 난방장치 즉, 보일러를 외출모드로 설정하고 나간다. 그러면 보일러는 실내의 온도가 일정온도보다 낮아지게 될 경우 난방을 하게 되는데 이때의 온도가 바로 "외출설정온도"이다. 즉, 사용자가 외출시를 예정하거나 또는 실제 외출할 때 설정해두는 온도가 바로 "외출설정온도"인 것이다.
외기의 온도가 외출설정온도 미만일 때 외기가 실내로 유입되는 경우 실내의 온도가 외출설정온도보다 낮아져 실내에 사용자가 없음에도 불구하고 보일러는 계속 난방을 하게 되어 에너지를 낭비하게 된다. 이를 방지하기 위해 외기의 온도가 실내설정온도보다 높을 경우에만 외기가 실내로 유입될 수 있도록 자연환기 이용가능 상태를 판정하게 된다. 통상적으로 약 섭씨 15도 정도가 외출설정온도로 설정되는데, 이에 한정되는 것은 아니며, 이슬점 온도를 외출설정온도로 설정할 수도 있고, 사용자가 임의의 온도로 외출설정온도로 설정할 수도 있다.
따라서 만일 측정된 외기 온도(Tout)가 사용자에 의해 미리 정해진 "외출설정온도" 미만인 경우에는, 자연환기를 이용할 수 없는 것으로 판정하여, 제어장치는 외기가 실내로 유입되지 않도록 자연환기장치의 환기구를 폐쇄하여 자연환기장치를 오프(off)로 한다(S01-1). 그러나 자연환기장치에 의한 환기가 이루어지지 아니할 때에는, 자칫 실내의 CO2 농도가 과도하게 높아질 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 도 1에 도시된 것처럼, 외기 온도(Tout)가 "외출설정온도" 미만이어서 자연환기장치를 오프(off)시키지만, 실내 CO2 농도를 측정하여 얻어진 실내 CO2 농도가 기준 CO2 농도 이상인지를 점검하여 기계환기장치를 이용한 환기를 수행할 것인지의 여부를 결정하게 된다. 환기여부를 결정하는 기준이 되는 기준 CO2 농도는 사용자가 임의로 정해둘 수 있다. 따라서 단계 (S01-1) 이후에 제어장치는, CO2 센서를 이용하여 측정된 실내 CO2 농도를 기준 CO2 농도와 비교한다(S06). 만일 측정된 실내 CO2 농도가 기준 CO2 농도 이상이 되면, CO2 농도가 지나치게 높아 환기가 필요한 상태이므로, 기계환기장치에 의한 환기가 이루어지도록 기계환기장치가 온(on)으로 되어 기계환기모드가 작동된다(S07). 즉, 제어장치는 팬과 전열교환기를 작동시켜 강제적으로 내기를 배출시키고 외기를 유입시키게 되는 것이다. 반면에 측정된 실내 CO2 농도가 기준 CO2 농도 미만인 경우에는 환기가 필요하지 아니한 상태이므로, 기계환기장치를 오프(off)(S08)로 한 후에는 앞서 설명한 단계 S01단계로 복귀하여 앞에서 설명한 각각의 단계를 반복하게 된다.
한편, 상기 단계 (S01)의 판단 결과, 측정된 외기 온도(Tout)가 "외출설정온도" 이상인 경우에는 자연환기를 이용 가능한 상태로 판정되는데, 이 경우에도 실내의 온도(Tin)가 "쾌적온도 범위"내에 있는지의 여부를 추가적으로 판단하여 환기를 허용할 것인지의 여부를 결정한다. 실내의 온도가 "쾌적온도 범위"내에 있게 되면 실내에 사람이 있기에 적절한 온도가 되므로, 실내를 강제적으로 냉방하거나 또는 난방할 필요가 없게 된다. 일반적으로 약 섭씨 20도에서 약 섭씨 26도까지의 온도범위가, 사람이 실내에 있기에 적절한 온도 범위라고 알려져 있다. 따라서 쾌적온도 범위는 섭씨 20도 ~ 섭씨 26도로 정할 수 있다. 그러나 이와 같은 쾌적온도 범위는 반드시 위와 같이 정해지는 것은 아니고, 강제적인 냉방이나 난방이 필요없는 실내 온도 구간을 쾌적온도 범위로 사용자의 임의에 따라 정할 수도 있다.
외기 온도(Tout)가 "외출설정온도" 이상인 상태에서, 측정된 실내의 온도(Tin)가 "쾌적온도 범위" 내에 있지 않는 경우에는, 자연환기장치를 온시켜서 환기구를 개방함으로써 자연환기장치를 통한 실내외 환기가 되도록 한다. 이를 통해서, 주택에 대해 정해진 필요 환기량을 충족시킬 수 있게 된다. 외기 온도(Tout)가 "외출설정온도" 이상인 상태에서 실내의 온도(Tin)가 "쾌적온도 범위" 내에 있는 경우에는, 외기의 온도, 실내의 온도, 외기의 상대습도, 실내의 상대습도, 및 실내의 CO2 농도를 기준으로 자연환기모드, 기계환기모드, 또는 하이브리드 환기모드로 하이브리드 환기시스템이 작동하도록 한다.
이를 위하여, 제어장치는 측정된 실내 온도(Tin)가 사전에 정해져 있는 "쾌적온도 범위" 내에 있는지의 여부를 판단한다(S02). 외기 온도(Tout)가 "외출설정온도" 이상인 상태에서, 측정된 실내 온도(Tin)가 쾌적온도 범위 내에 있지 않다고 판정되는 경우, 즉 측정된 실내 온도(Tin)가 쾌적온도 범위의 하한 미만이거나 상한을 초과하는 것으로 판정되는 경우에는, 자연환기장치를 온(on)시켜 환기구를 개방함으로써 자연환기모드가 작동하게 한다(S02-1).
반면에 외기 온도(Tout)가 "외출설정온도" 이상인 상태에서 실내 온도(Tin)가 쾌적온도 범위 내에 있는 경우, 외기의 상태에 따른 환기부하 및 실내의 CO2 농도에 기초하여 환기여부를 결정하게 된다.
일반적으로 외기의 온도가 쾌적온도의 범위에 있는 경우, 이러한 외기는 실내에 유입되어도 실내의 온도가 여전히 쾌적온도 사이에 있게 되며, 외기의 유입으로 인한 냉, 난방의 부하가 거의 없거나 매우 미미하다. 따라서 이 경우에 본 발명에서는 실내의 CO2 농도만을 기준으로 환기여부를 결정하고, 기본적으로 자연환기모드에 의해 환기를 시키되, 환기량이 부족한 경우에만 기계환기모드를 더 진행하는 형태 즉, 자연환기모드와 기계환기모드가 함께 작동하는 하이브리드 환기모드로 변환하여 환기가 이루어지게 된다.
반면 외기의 온도가 쾌적온도 범위를 벗어나는 경우, 이러한 외기의 실내 유입은 실내의 쾌적도를 나쁘게 만들게 되므로 실내를 다시 쾌적한 온도로 만들기 위한 냉,난방 에너지가 소모된다. 따라서 이 경우에는 "자연환기모드의 환기부하"와 "기계환기모드의 환기부하"를 각각 예측하고 서로 비교함으로써 환기부하가 가장 적은 최적의 환기방법을 채택하게 된다.
이와 같이 본 발명에서는, 측정된 실내 온도(Tin)가 쾌적온도 범위 이내에 있는 것으로 판정된 상태에서는, 후속하여 외기 온도를 기준으로 환기모드를 결정하는 단계를 수행하게 된다. 이를 위하여 우선, 실내에 대한 시뮬레이션에 의해 "동계(冬季) 에너지 비교온도"를 산정하게 된다. 여기서 "동계 에너지 비교온도"는 난방이 필요한 겨울철에, 제어 대상이 되는 실내에 대해 미리 정한 실내 온도와 미리 정한 CO2 농도를 이루는데 필요한 자연환기모드의 환기부하(자연환기모드를 수행하였을 때 소모되는 에너지)와, 기계환기모드의 환기부하(기계환기모드를 수행하였을 때 소모되는 에너지)가 동일하게 되는 온도이다.
외기의 온도가 일정 온도 즉, "동계 에너지 비교온도" 이상인 상태에서는, 실내와 실외 간의 온도 차이가 작다. 따라서 이러한 상태에서는 자연환기모드를 사용하여 외기가 실내로 유입되더라도 실내의 온도가 크게 저하되지 않게 된다. 반면에 외기의 온도가 "동계 에너지 비교온도" 이상인 상태에서 기계환기모드를 사용한다면, 전열교환기를 통한 에너지 회수량이 크지 않기 때문에 전열교환기를 통해서 얻을 수 있는 에너지 이득 즉, 에너지 회수량은 작은 반면에 기계환기모드 작동을 위한 팬 구동으로 인하여 팬 구동용 에너지 소비가 늘어나게 된다. 따라서 외기의 온도가 "동계 에너지 비교온도" 이상인 상태에서는 자연환기모드를 이용하여 실내 환기를 하는 것이 기계환기모드를 이용한 경우보다 에너지 소비면에서 더 유리하다.
한편, 외기의 온도가 "동계 에너지 비교온도"보다 낮은 상태에서는, 실내와 실외 간의 온도 차이가 크기 때문에, 이러한 상태에서 자연환기모드로 진행된다면, 차가운 외기가 무작정 실내로 유입됨으로 인하여 낮아진 실내의 온도를 다시 상승시키기 위하여 난방장치를 작동시켜야 하고 그에 따라 에너지가 소모된다. 외기의 온도가 "동계 에너지 비교온도"보다 낮은 상태에서 기계환기모드로 진행된다면, 비록 난방장치를 작동시켜야 하는 것은 자연환기모드와 마찬가지이고 팬을 구동하기 위하여 추가적인 에너지가 소모되지만, 전열교환기를 통한 에너지 회수가 커지기 때문에 자연환기모드로 진행하는 것에 비하여 상대적으로 난방장치의 작동에 소모되는 에너지는 작게 된다.
앞서 설명하였듯이, "동계 에너지 비교온도"는 난방이 필요한 겨울철에, 제어 대상이 되는 실내에 대해 미리 정한 실내 온도와 미리 정한 CO2 농도를 이루는데 필요한 자연환기모드의 환기부하(자연환기모드를 수행하였을 때 소모되는 에너지)와, 기계환기모드의 환기부하(기계환기모드를 수행하였을 때 소모되는 에너지)가 동일하게 되는 온도이다. 이러한 "동계 에너지 비교온도"는 제어하고자 하는 실내에 대한 시뮬레이션을 통해 구할 수 있다. 자연환기모드를 수행하였을 때 소모되는 에너지(자연환기모드의 환기부하)와, 기계환기모드를 수행하였을 때 소모되는 에너지(기계환기모드의 환기부하)는, 외기 온도, 현재 실내 온도 및 희망 실내 온도와 CO2 농도가 결정되면, 공지의 방법에 의해 각각 연산하여 구할 수 있다. 따라서 외기의 온도를 변화시키면서, 각각의 외기 온도에 대해 위와 같이 자연환기모드의 환기부하와 기계환기모드의 환기부하를 연산하고 비교하여, 자연환기모드의 환기부하와 기계환기모드의 환기부하가 동일하게 되는 외기 온도를 찾아내어 "동계 에너지 비교온도"로 삼게 되는 것이다. 보일러와 같은 난방장치의 경우에는 실내의 현열부하만을 제거하기 때문에 즉, 실내의 온도만을 저하시키기 때문에, "동계 에너지 비교온도"를 구할 때 실내의 온도와 실외의 온도, 그리고 CO2 농도만을 고려하게 되고, 실내의 상대습도와 실외의 상대습도는 고려하지 않는다. 통상 상기 "동계 에너지 비교온도"는 약 섭씨 16도 정도이지만, 이 값은 실내의 발열부하, 건물 벽의 열관류율, 창의 종류와 넓이, 재실자의 수 등의 요인에 따라 바뀔 수도 있다.
본 발명의 제어방법에서는, 위와 같이 "동계 에너지 비교온도"가 산정되면, 측정된 외기 온도(Tout)를 "동계 에너지 비교온도"와 비교하여 측정된 외기 온도(Tout)가 동계 에너지 비교온도 미만인지 아니면 그 이상인지를 판단한다(S03). 상기 단계 S03을 통해서 외기 온도(Tout)의 측정값과 "동계 에너지 비교온도"를 비교한 결과, 측정된 외기 온도(Tout)가 동계 에너지 비교온도 미만으로 판정된 경우에는, 낮은 온도의 외기가 실내로 유입되어 난방을 위한 에너지 소모가 커지게 되어 환기부하의 관점에서 볼 때 자연환기모드가 기계환기모드보다 더 불리하게 된다. 따라서 우선 자연환기장치를 오프(off)시켜 환기구를 폐쇄함으로써 자연환기모드에 의한 환기가 이루어지지 않게 만든다(S03-1).
그런데 이와 같이 자연환기장치에 의한 환기가 이루어지지 아니할 때에는, 자칫 실내의 CO2 농도가 과도하게 높아질 수 있다. 실내의 CO2 농도가 과도하게 높아지는 것을 방지하기 위하여, 자연환기장치에 의한 환기가 이루어지지 아니한 상태에서 실내의 CO2 농도를 점검하여 기계환기장치를 이용한 환기를 수행할 것인지의 여부를 결정하게 된다. 환기여부를 결정하는 기준이 되는 기준 CO2 농도는 사용자가 임의로 정해둘 수 있다. 따라서 단계 S01-1 또는 단계 S03-1 이후에 제어장치는 CO2 센서를 이용하여 측정된 실내 CO2 농도를 기준 CO2 농도와 비교한다(S06). 만일 측정된 실내 CO2 농도가 기준 CO2 농도 이상이 되면, CO2의 농도가 지나치게 높아 환기가 필요한 상태이므로, 기계환기장치에 의한 환기가 이루어지도록 기계환기장치가 온(on)으로 되어 기계환기모드가 작동된다(S07). 즉, 제어장치는 팬과 전열교환기를 작동시켜 강제적으로 내기를 배출시키고 외기를 유입시키게 되는 것이다. 반면에 측정된 실내 CO2 농도가 기준 CO2 농도 미만인 경우에는, 환기의 필요성이 없으므로, 기계환기장치도 오프(off)로 된다(S08).
한편, 상기 단계 S03에서 기준온도와 측정된 외기 온도(Tout)를 비교한 결과, 측정된 외기 온도(Tout)가 "동계 에너지 비교온도" 이상인 경우에는, 환기 여부의 결정 및 환기모드의 선택을 함에 있어서 외기의 상대습도(RHout)를 고려하게 된다.
동계 에너지 비교온도 이상의 외기 온도에서는, 자연환기모드의 환기부하와 기계환기모드의 환기부하는 외기의 상대습도(RHout)에 따라 달라진다. 즉, 동일한 실내 공간과 동일한 외기 온도일지라도, 환기부하는 외기의 상대습도에 의해 크게 영향을 받는 것이다. 따라서 실내의 온도(Tin)가 쾌적온도 범위 이내인 것으로 판정되고, 측정된 외기 온도(Tout)를 동계 에너지 비교온도와 비교하였더니 측정된 외기 온도(Tout)가 동계 에너지 비교온도 이상이라고 판정된 상태에서는, 외기의 상대습도에 따라 환기 여부를 결정하고 환기모드를 선택하게 되는 것이다.
이를 위하여 "하계(夏季) 에너지비교곡선"을 이용할 수 있다. 하계 에너지비교곡선은 외기의 상대습도를 변화시키면서 "제어 대상이 되는 실내에 대해 미리 정한 실내 온도와 미리 정한 CO2 농도를 이루는데 필요한 자연환기모드의 환기부하와, 기계환기모드의 환기부하가 동일하게 되는 온도(균등 온도)"를 산정하고, 외기의 상대습도와 그에 따라 산정된 균등 온도로 이루어진 데이터 쌍을 그래프로 도시하여 구할 수 있다. 여기서 "하계 에너지비교곡선"을 구하는 방법은, 앞서 동계 에너지 비교온도를 구하는 방법과 유사하다. 즉, "하계 에너지비교곡선"은, 제어 대상이 되는 실내에 대해 미리 정한 실내 온도와 미리 정한 CO2 농도를 이루는데 필요한 자연환기모드의 환기부하와, 기계환기모드의 환기부하를 비교하여 구하게 되는데, 이 때 실내 습도 제거를 위하여 소비되는 에너지도 환기부하에 포함되어 고려되는 것이다.
여름철(夏季)에는 외기가 다습하기 때문에 외기가 실내로 유입되도록 환기시키게 되면, 그에 따라 실내 공기가 습하게 된다. 이 때, 냉방기를 작동시키게 되면, 냉방기는 단순히 온도만 저하시키는 작동만 하는 것이 아니라, 습기 제거 동작도 하게 되고, 습기 제거를 위한 에너지도 소모된다. 따라서 외기가 고온다습할 때(하계 에너지비교 곡선 위쪽에 해당하는 상태), 자연환기모드를 수행하게 되면, 고온의 다습한 공기가 실내에 들어오게 되므로 실내의 온도를 낮추기 위해 냉방기의 사용시간이 늘어나고, 냉방기를 통해서 습기가 제거되는 작동이 진행되어, 냉방기에서 소모되는 에너지도 증가하게 된다. 그에 반해 기계환기모드에서는, 전열교환기를 통해 전열교환(현열 및 잠열 교환)이 되기 때문에, 자연환기모드에 비해 상대적으로 저온저습한 공기가 실내에 들어오게 되고, 그만큼 냉방기의 사용시간이 줄어들고 습기제거 작동을 위한 에너지 소모도 줄어들게 된다. 즉, 외기가 고온 다습한 상태이면 기계환기모드가 자연환기모드보다 에너지 사용량의 저감이라는 면에서 더 유리하게 되고, 외기가 상대적으로 저온저습하다면 기계환기모드보다 자연환기모드를 사용하는 것이 에너지 사용량 저감의 측면에서 더 유리하게 된다.
이와 같이, 두 종류의 환기부하 값은 외기 상대습도에 따라 달라지므로, 외기 상대습도를 변화시키면서, 각각의 외기 상대습도에 따른 자연환기모드의 환기부하와, 기계환기모드의 환기부하를 각각 구해서 두 환기부하가 동일하게 되는 외기 상대습도를 찾는다. 이러한 과정을 외기 온도를 변화시켜가면서 반복하여 각각의 외기 온도에서 두 환기부하가 동일하게 되는 외기 상대습도를 찾아서 이를 연결하면 "하계 에너지비교곡선"이 구해진다. 구체적으로, 우선 특정의 외기 온도에서, 제어 대상이 되는 실내에 대해 미리 정한 실내 온도와 미리 정한 CO2 농도를 이루기 위한 자연환기모드의 환기부하와 기계환기모드의 환기부하를 각각 외기 상대습도를 변화시켜 가면서 구할 수 있는데, 이러한 과정에서 제어 대상이 되는 실내에 대해 미리 정한 실내 온도와 미리 정한 CO2 농도를 이루기 위한 자연환기모드의 환기부하와 기계환기모드의 환기부하가 서로 동일하게 되는 특정한 외기 상대습도를 구할 수 있게 된다. 편의상, 특정한 외기 온도에서 제어 대상이 되는 실내에 대해 미리 정한 실내 온도와 미리 정한 CO2 농도를 이루기 위한 자연환기모드의 환기부하와 기계환기모드의 환기부하가 서로 동일하게 되는 특정한 외기 상대습도를 "균등 외기 상대습도"라고 칭한다. 즉, 특정한 외기 온도에 대해 균등 외기 상대습도를 구할 수 있게 되는 것이다.
후속하여 외기 온도를 변화시켜가면서 각각의 외기 온도에 대해 위와 같은 과정 즉, 균등 외기 상대습도를 구하는 과정을 반복함으로써, 각각의 외기 온도에 대해 대응되는 균등 외기 상대습도를 구하게 된다. 결국, "외기 온도-균등 외기 상대습도"의 데이터 쌍을 얻게 되고, 이를 가로축-외기 온도/ 세로축-외기 상대습도로 이루어진 그래프에 점으로 표시하여, 그래프에 그려진 점을 연결하게 되면 "하계 에너지비교곡선"을 구할 수 있게 되는 것이다.
"하계 에너지비교곡선"의 아래쪽 영역에서는 즉, 특정 외기 온도에서 외기 상대습도가 "균등 외기 상대습도"보다 낮은 경우에는, 자연환기모드가 기계환기모드보다 더 유리하고, "하계 에너지비교곡선"의 위쪽 영역에서는 즉, 특정 외기 온도에서 외기 상대습도가 "균동 외기 상대습도"보다 높은 경우에는, 기계환기모드가 자연환기모드보다 더 유리하다.
본 발명에서는, 측정된 외기 온도(Tout)와 외기의 상대습도(RHout)의 데이터 쌍이, "하계 에너지비교곡선"을 그렸을 때 "하계 에너지비교곡선"보다 아래쪽에 위치하는 영역에 위치하게 되는지, 아니면 "하계 에너지비교곡선"을 포함하며 "하계 에너지비교곡선"의 위쪽의 영역에 위치하는지를 판단한다. 구체적으로, 본 발명에서는 측정된 외기 온도(Tout)에서, 사용자가 정한 실내 온도와 CO2 농도를 이루기 위한 자연환기모드의 환기부하와 기계환기모드의 환기부하를 각각 외기 상대습도를 변화시켜 가면서 구하고, 구해진 자연환기모드의 환기부하와 기계환기모드의 환기부하가 서로 동일하게 되는 외기 상대습도 즉, "균등 외기 상대습도"를 연산하고, 측정된 외기의 상대습도(RHout)가 상기 연산된 "균등 외기 상대습도" 이상인지의 여부를 판단한다(S04).
상기 단계 S04에서 판단한 결과, 측정된 외기의 상대습도(RHout)가, 측정된 외기 온도(Tout)에 대해 구해진 "균등 외기 상대습도" 미만인 경우, 즉 측정된 외기 온도(Tout)와 측정된 외기의 상대습도(RHout)의 데이터 쌍을 하계 에너지비교곡선의 그래프(가로축-외기 온도/ 세로축-외기 상대습도로 이루어진 그래프)에 표시하였을 때, 하계 에너지비교곡선보다 아래쪽에 있는 영역에 위치하게 되는 경우 에는, 자연환기모드의 환기부하가 기계환기모드의 환기부하보다 더 작은 상태이고, 결국 환기로 인해 소모되는 총 에너지 측면에서 자연환기장치를 이용한 것이 기계환기장치를 이용한 것보다 더 유리한 상태가 되는 것이다. 따라서 이 경우에는 기본적으로 자연환기모드로 진행하게 된다. 즉, 제어장치가 자연환기장치를 온(on)으로 하여 환기구의 개폐장치를 개방함으로써 자연환기장치를 통한 환기가 이루어지게 한다(S05).
이와 같이 자연환기모드가 진행되는 상태에서도 자칫 실내의 CO2 농도가 과도하게 높아질 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 자연환기장치에 의한 환기가 이루어지고 있는 상태에서 실내의 CO2 농도를 점검하여 기계환기장치를 이용한 환기를 추가로 더 수행할 것인지의 여부를 결정하게 된다(S06). 즉, 자연환기모드에 의한 환기가 이루어지는 상태에서 측정된 실내 CO2 농도가 기준 CO2 농도 이상이 되면, 자연환기장치에 의한 환기만으로는 충분한 환기가 이루어지지 아니하는 것이라고 볼 수 있으므로, 기계환기장치를 추가로 작동시켜(S07), 환기가 이루어지도록 하이브리드 환기모드로 변환되는 것이다. 이와 같이 하이브리드 환기모드로 변환시키는 것은, 자연환기모드가 진행되는 상태에서 제어장치가 팬과 전열교환기를 작동시켜 강제적으로 내기를 배출시키고 외기를 유입시킴으로써 이루어진다. 앞서 단계 S02-1에서 자연환기장치를 온(on) 시킨 상태에서도 이와 마찬가지로 실내의 CO2 농도를 점검하여 기계환기장치를 이용한 환기를 추가로 더 수행할 것인지의 여부를 결정하게 된다(S06).
반면에 측정된 실내 CO2 농도가 기준 CO2 농도 미만인 경우에는, 자연환기장치만으로도 충분한 환기가 이루어지는 것이므로 기계환기장치를 오프(off)시켜(단계 S08), 기계환기모드가 수행되지 않고 자연환기모드만이 진행되도록 한다. 이러한 상기 단계 S08 후에는 앞서 설명한 단계 S01단계로 복귀하여 앞에서 설명한 각각의 단계를 반복하게 된다.
한편, 단계 S04에서 판단한 결과, 측정된 외기의 상대습도(RHout)가, 측정된 외기 온도(Tout)에 대해 구해진 "균등 외기 상대습도" 이상인 경우, 즉 측정된 외기 온도(Tout)와 측정된 외기의 상대습도(RHout)의 데이터 쌍을 하계 에너지비교곡선의 그래프(가로축-외기 온도/ 세로축-외기 상대습도로 이루어진 그래프)에 표시하였을 때, 하계 에너지비교곡선에 위치하거나 또는 하계 에너지비교곡선의 위쪽 영역에 위치하게 되는 경우에는 자연환기모드의 환기부하가 기계환기모드의 환기부하보다 더 큰 상태가 된다. 즉, 환기로 인해 소모되는 총 에너지 측면에서 기계환기장치를 이용한 것이 자연환기장치만을 이용한 것보다 더 유리한 상태가 되는 것이다. 따라서 이 경우에는 제어장치가 자연환기장치를 오프(off)로 하여 환기구의 개폐장치를 폐쇄하고(단계 S03-1), 실내의 CO2 농도를 점검하여 기계환기장치를 이용한 환기를 수행할 것인지의 여부를 결정하게 된다(단계 S06). 즉, 실내 CO2 농도가 기준 CO2 농도 이상이 될 경우에 기계환기장치를 작동시키고(단계 S07), 기준 CO2 농도 미만일 경우에는 기계환기장치를 작동시키지 않는 것이다(단계 S08).
상기 단계 S07 즉, 기계환기장치를 온(on)으로 한 후에는 앞서 설명한 단계 S01로 복귀하여 앞에서 설명한 각각의 단계를 반복하게 된다. 물론 단계S08 즉, 기계환기장치를 오프(off)로 한 후에도 앞서 설명한 단계 S01로 복귀하여 앞에서 설명한 각각의 단계를 다시 반복하게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 제어방법에서는 외기의 온도, 외기의 상대습도, 실내의 온도, 실내의 상대습도 및 실내의 CO2 농도를 측정하고, 실내의 온도가 쾌적온도 범위에 있는지의 여부를 판정하여, 실내의 온도가 쾌적온도 범위에 있지 않을 때에는 자연환기모드를 수행하게 되고, 실내의 온도가 쾌적온도 범위에 있을 때에는 자연환기모드의 환기부하와 기계환기모드의 환기부하를 산정하여 서로 비교하고, 실내의 CO2 농도를 측정하여 CO2 농도의 관점에서 환기의 필요성을 판단하여, 최적의 환기부하를 가지도록, 자연환기모드, 기계환기모드 및 하이브리드 환기모드 중의 하나를 수행하게 된다. 따라서 본 발명에 의하면, 환기에 따른 에너지 소모가 최소로 되면서도 쾌적한 실내를 이룰 수 있는 최적의 상태로 하이브리드 환기시스템을 제어할 수 있게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
S01 : 측정된 외기 온도가 외출설정 온도보다 높은지를 판단하는 단계

Claims (3)

  1. 자연환기장치와 기계환기장치를 모두 구비하여 운용하는 하이브리드 환기시스템의 제어방법으로서,
    자연환기 이용가능 여부를 결정하기 위하여 외기의 온도(Tout)가 외출설정온도 이상인지의 여부를 판단하는 단계(S01);
    외기의 온도(Tout)가 외출설정온도 이상이어서 자연환기 이용가능이 결정되면, 실내 온도(Tin)가 쾌적온도 범위 내에 있는지의 여부를 판단하는 단계(S02);
    자연환기모드의 환기부하와 기계환기모드의 환기부하가 동일하게 되는 온도인 동계 에너지 비교온도를 산정하는 단계;
    실내 온도(Tin)가 쾌적온도 범위 내에 있는 것으로 판정되는 경우에는 환기방식의 결정을 위하여 측정된 외기 온도(Tout)가 동계 에너지 비교온도 이상인지의 여부를 판단하는 단계(S03);
    측정된 외기 온도(Tout)가 동계 에너지 비교온도 이상인 경우에는, 측정된 외기 온도(Tout)에서, 실내 온도와 실내의 CO2 농도를 각각 사용자가 미리 정해둔 실내 온도와 사용자가 미리 정해둔 CO2 농도로 만들기 위한 자연환기모드의 환기부하와 기계환기모드의 환기부하를 각각 외기 상대습도를 변화시켜 가면서 연산하여, 자연환기모드의 환기부하와 기계환기모드의 환기부하가 서로 동일하게 되는 외기 상대습도인 "균등 외기 상대습도"를 구하는 단계;
    측정된 외기 온도(Tout)가 동계 에너지 비교온도 이상인 상태에서 측정된 외기의 상대습도(RHout)가 상기 연산되어 구해진 "균등 외기 상대습도" 이상인지의 여부를 판단하는 단계(S04);
    측정된 외기의 상대습도(RHout)가 상기 연산되어 구해진 "균등 외기 상대습도" 미만인 것으로 판정되면 자연환기장치를 온시켜서 환기구가 개방되도록 하는 자연환기모드가 작동되어 외기가 실내로 유입되게 하는 단계(S05); 및
    실내의 CO2 농도를 측정하여 실내의 CO2 농도가 기준 CO2 농도 이상인지의 여부를 판단하여, 실내의 CO2 농도가 기준 CO2 농도 이상이면 기계환기장치를 온시켜서 실내외 공기가 강제적으로 교환되도록 환기시키는 단계(S07)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 환기시스템의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    실내 온도(Tin)가 쾌적온도 범위 내에 있는지의 여부를 판단하는 단계(S02)의 판정 결과에서, 실내 온도(Tin)가 쾌적온도 범위의 미만이거나 또는 쾌적온도 범위를 초과하는 것으로 판정되는 경우, 자연환기장치를 온시켜서 환기구가 개방되도록 하는 자연환기모드가 작동되어 외기가 실내로 유입되게 하는 단계(S02-1)를 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 환기시스템의 제어방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    측정된 외기 온도(Tout)가 동계 에너지 비교온도 이상인지의 여부를 판단하는 단계(S03)의 판정 결과에서, 측정된 외기 온도(Tout)가 동계 에너지 비교온도 미만인 경우에는 자연환기장치를 오프시키는 단계(S03-1)를 수행하고;
    후속하여 실내의 CO2 농도를 측정하여 실내의 CO2 농도가 기준 CO2 농도 이상인지의 여부를 판단하는 단계(S06)를 수행하고;
    실내의 CO2 농도가 기준 CO2 농도 이상이면 기계환기장치를 온시켜서 실내외 공기가 강제적으로 교환되도록 환기시키는 단계(S07)를 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 환기시스템의 제어방법.
KR1020110044596A 2011-05-12 2011-05-12 환기부하를 고려한 하이브리드 환기시스템의 최적 환기운전 제어방법 KR101061195B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110044596A KR101061195B1 (ko) 2011-05-12 2011-05-12 환기부하를 고려한 하이브리드 환기시스템의 최적 환기운전 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110044596A KR101061195B1 (ko) 2011-05-12 2011-05-12 환기부하를 고려한 하이브리드 환기시스템의 최적 환기운전 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101061195B1 true KR101061195B1 (ko) 2011-09-06

Family

ID=44956777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110044596A KR101061195B1 (ko) 2011-05-12 2011-05-12 환기부하를 고려한 하이브리드 환기시스템의 최적 환기운전 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101061195B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101243368B1 (ko) * 2012-07-31 2013-03-13 송두삼 하이브리드 환기 시스템의 제어방법
KR102206134B1 (ko) * 2020-06-09 2021-01-22 에어시스템 주식회사 환경 정보를 기반으로 한 공조 장치 구동 방법 및 이러한 방법을 수행하는 공조 장치
CN113739299A (zh) * 2021-09-23 2021-12-03 珠海格力电器股份有限公司 自然冷源利用装置、空调器及其控制方法
CN114659247A (zh) * 2021-11-29 2022-06-24 上海市建筑科学研究院有限公司 多联式空调系统在线监测调适方法及系统
CN114896737A (zh) * 2022-05-31 2022-08-12 中国天楹股份有限公司 一种重力储能装置建筑通风设计方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101243368B1 (ko) * 2012-07-31 2013-03-13 송두삼 하이브리드 환기 시스템의 제어방법
KR102206134B1 (ko) * 2020-06-09 2021-01-22 에어시스템 주식회사 환경 정보를 기반으로 한 공조 장치 구동 방법 및 이러한 방법을 수행하는 공조 장치
CN113739299A (zh) * 2021-09-23 2021-12-03 珠海格力电器股份有限公司 自然冷源利用装置、空调器及其控制方法
CN114659247A (zh) * 2021-11-29 2022-06-24 上海市建筑科学研究院有限公司 多联式空调系统在线监测调适方法及系统
CN114896737A (zh) * 2022-05-31 2022-08-12 中国天楹股份有限公司 一种重力储能装置建筑通风设计方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9702578B2 (en) Air conditioning control system for controlling outside air control and return air control of air conditioning system
CA2558994C (en) Basement ventilator
US9500383B2 (en) Method for controlling a ventilation system for the ventilation of an enclosure and a ventilation system
KR101572889B1 (ko) 환기시스템 및 제어방법
JP6234575B2 (ja) 換気装置
CN111397079A (zh) 一种窗户启闭与空调系统的联动控制方法
KR101594422B1 (ko) 태양열 제습 냉방 시스템
US20170097165A1 (en) Ventilation device
KR101061195B1 (ko) 환기부하를 고려한 하이브리드 환기시스템의 최적 환기운전 제어방법
EP2498013A2 (en) Total heat exchange-type ventilating apparatus, and method for controlling same
US20110168793A1 (en) Economizer control
JP6253459B2 (ja) 空調用換気装置
CN103090508A (zh) 一种中央空调的换气系统及其运行方法
CN109140651B (zh) 一种节能型室内空气交换系统及方法
US20190203971A1 (en) Heat exchange-type ventilation device
JP2013113473A (ja) 熱交換換気装置
KR20150060472A (ko) 중앙냉방 시스템 및 그의 제어방법
KR100893835B1 (ko) 하이브리드 공조시스템 및 그 공조시스템을 이용한공조방법
CN203116229U (zh) 一种中央空调的换气系统
CN103109139B (zh) 服务器室管理用空气调节系统
KR20190114466A (ko) 공기 조화기 및 그의 제어방법
JP2007298252A (ja) 住宅用換気装置
KR101562641B1 (ko) 공기조화시스템
KR101236170B1 (ko) 실별 바닥복사 및 공조 통합 제어 시스템
KR101664267B1 (ko) 바이패스통로를 구비한 열회수 환기장치의 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140805

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190725

Year of fee payment: 9