KR101091114B1

KR101091114B1 - 인공지능형 하이브리드 환기 시스템

Info

Publication number: KR101091114B1
Application number: KR1020100040910A
Authority: KR
Inventors: 권재규
Original assignee: 주식회사 써니텍
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2011-12-13
Also published as: KR20110121351A

Abstract

주택 및 건물의 실내의 오염 공기를 신선한 공기로 정화하기 위한 환기 시스템을 개시하고 있는 것으로, 외기를 실내로 유입되게 조절하는 급기 조절구와, 실내의 소정 위치에서 내외부와 연락되게 설치되어 급기조절구로부터 급기되는 외기를 실내로 골고루 순환 시키게 하는 유동성을 부여하는 배기구와, 실내의 천장 혹은 벽면에 설치되어 실내 공기의 오염 여부를 감지하여 배기구 모두 혹은 상기 배기구 중 일부만을 가동하기 위한 신호를 발생하는 실내 공기오염 감지기와, 실내 공기 오염 감지기로부터의 실내 공기 오염 감지 여부 신호에 따라 배기구들을 가동되게 제어하거나 혹은 실내 공기오염 감지기의 작동과는 관계 없이 상기 배기구들만을 선택적으로 가동허게 조작할 수 있게 한 콘트롤러로 이루어 져 있다.

Description

인공지능형 하이브리드 환기 시스템{ARTIFICIAL INTELLIGENCE TYPE HYBRID VENTILATION SYSTEM}

본 발명은 단독주택, 아파트와 같은 공동 주택 및 소,중.대형 빌딩과 같은 건물(이하 모두 "집"이라 약칭한다)에 사용하는 환기 시스템에 관 한 것으로, 특히 실내로의 외기 유입량 조절과 아울러 실내전체 혹은 필요에 따라서는 어느 특정의 실내(욕실,거실 혹은 침실 중 어느 하나)를 원하는 기준치를 이루게 다양한 풍량으로 환기할 수 있게 한 인공지능형 하이브리드 환기 시스템에 관한 것이다.

기존의 점점 고층화되고 있는 고층 공동 주택의 경우는 물론 일반 주택의 경우에도 에너지 손실을 줄이기 위한 목적에서 창문 등을 밀폐 시공하고 있음은 주지된 사실이다. 이 때문에 실내 환기 문제는 더욱 심각해지고 있으며, 실내의 환기를 위해 종래에는 자연 환기방식인 자연급기와 자연배기 방식을 채용하였으나, 실내의 환기량이 일정하지 못하다고 하는 단점과 아울러 장시간의 자연환기는 환기보다는 실내의 에너지 손실(냉난방을 하는 경우)을 많게 하는 요인도 되고 있다.

이러한 문제 해결을 위하여 자연환기 방식에서 강제 환기방식을 이용하고 있으나, 강제 급기 및 강제 배기에 의한 환기 시스템은 실내 공기를 신속히 환기하는 점 및 환기량이 일정하다는 점에서는 자연환기에 비하여 탁월한 점은 있지만, 강제 환기방식에는 별도의 덕트 공사를 해야만 하는 설비비와 아울러 덕트 청소 등의 유지 관리비가 많이 소요되고, 또한 강제적으로 구동하는 팬에 의한 소음 발생의 문제가 있다.

KR200349110, JP03199841A, JP11190542A, JP2001132123A

본 발명의 목적은 특히 실내로의 외기 유입량을 조절과 아울러 실내전체 혹은 어느 하나의 실내(욕실,거실 혹은 침실 중 어느 하나)만을 선택하여 환기를 할수 있게 하는 편리성 및 그에 따라 에너지 손실을 줄이는 경제성, 그리고 상시 신선한 외기 공급에 따른 환기로 실내를 쾌적한 상태로 유지하는 쾌적성을 갖게 한 한 인공지능형 하이브리드 환기 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 태양 광에 의한 전원이용으로 그린 에너지를 달성한 인공지능형 하이브리드 환기 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인공지능형 하이브리드 환기 시스템은, 청구항1 기재의 주택 및 건물의 실내 공기를 외기로 환기하기 위한 환기 시스템에 있어서, 벽체에 내외부를 관통하게 설치되며, 태양 광에서 얻는 전원이나 혹은 일반 전원에 의하여 독립적으로 가동되면서 외기를 실내로 유입되게 조절하는 제어부를 갖는 급기 조절구; 실내의 소정 위치에서 내외부와 연락되게 설치되어 상기 급기 조절구와 동시에 혹은 별개로 가동되며, 실내의 오염 공기 배출 여부에 따라서 상기 급기 조절구로부터 급기되는 외기를 실내로 골고루 순환 시키게 하는 다수개의 배기구; 실내의 천장 혹은 벽면에 설치되어 실내 공기의 오염 정도를 감지하며, 오염 여부 감지에 따라 상기 급기 조절구 및 배기구 모두 혹은 상기 배기구 중 일부만을 선택하여 가동하기 위한 신호를 발생하는 실내 공기오염 감지기; 상기 급기 조절구,배기구들 및 상기 실내공기오염 감지기와는 이격된 위치에서 실내의 벽면에 부착되어 상기 실내 공기 오염 감지기로부터의 실내 공기 오염 감지 여부 신호에 따라 상기 급기 조절구 및 배기구들을 원하는 풍량으로 가동되게 제어하거나 혹은 상기 실내 공기오염 감지기의 작동 여부와는 관계없이 상기 배기구들을 모두 혹은 선택적으로 가동하는 조작 버튼부 및 동작상태를 표시하는 동작 표시부를 갖는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한,상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인공지능형 하이브리드 환기 시스템은, 청구항2에 기재된 제1항에 있어서, 상기 급기 조절구는 건물벽체에 관통 설치되어 실외공기를 실내로 유입시킬 수 있게 하는 급기관에 연락되게 설치되며, 상기 급기관 을 통해 실내로 유입되는 실외공기가 통과되는 급기공이 형성된 급기 조절구 본체; 상기 급기 조절구 본체에 설치되어 상기 급기관을 통해 실내로 유입되는 실외공기의 급기(給氣)량을 조절할 수 있게 상기 급기관을 개폐하는 급기량 조절판과 상기 급기량 조절판에 나사 결합되어 제자리 회전되게 설치한 회전축과 상기 회전축을 회전시킬 수 있게 정역모터에 의해 회전되게 설치한 구동축과 상기 구동축의 회전력을 상기 회전축에 전달할 수 있게 상기 구동축과 회전축에 설치한 베벨기어와 상기 베벨기어에 의해 동력을 전달받아 회전하는 상기 회전축에 의해 상기 급기량 조절판이 왕복 이동될 수 있게 상기 급기량 조절판에 관통되게 설치한 가이드핀으로 이루어진 급기량 조절부; 상기 급기량 조절부의 정역모터를 구동하기 위한 제어신호를 출력함과 아울러 리모콘으로부터 신호를 수신할 수 있게 하는 리모콘 센서가 설치된 제어보드와 상기 제어보드에 신호 전달이 가능하게 연결됨과 아울러 상기 급기량 조절판의 이동 방향을 따라 소정 간격을 이루게 설치한 제1,제2위치센서와 상기 제1,제2위치센서에 인접하여 상기 급기량 조절판과 함께 이동되게 설치되어 상기 급기량 조절판의 이동거리를 확인할 수 있게 상기 제1,제2위치센서에서 감지할 수 있게 한 광센서차단물로 이루어진 제어부; 상기 제어부와 정역모터에 전원을 공급할 수 있게 건물의 실외에 설치됨과 아울러 상기 급기관을 통해 전선을 설치하여 상기 제어보드에 연결되게 하는 태양전지와 상기 태양전지로부터 얻어지는 전원을 충전하는 충전지로 이루어진 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인공지능형 하이브리드 환기 시스템은, 청구항 3에 기재된 제1항에 있어서, 상기 콘트롤러는 상기 조작 버튼들은 운전 및 정지버튼, 풍량선택 버튼, 자동 및 수동선택버튼, 급속환기 버튼으로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명은 실내로의 외기 유입량을 조절과 아울러 실내전체 혹은 어느 하나의 실내(욕실,거실 혹은 침실 중 어느 하나)만을 선별적으로 환기할 수 있게 하는 사용상의 편리한 효과가 있고, 이에 에너지 손실을 줄이는 경제적인 효과와 그리고 상시 신선한 외기를 공급하여 실내를 쾌적하게 유지하는 효과가 있다.

또한 태양광에 의한 전원사용으로 전기 절감의 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 인공지능형 하이브리드 환기 시스템의 설치 개념 도이고,
도 2는 도 1에 표시된 본 발명에 따른 인공지능형 하이브리드 환기 시스템의 구성도이고,
도 3은 도 1 표시의 I-I선 방향에서 보아 표시한 것으로, 실내용 급기 조절구가 벽체에 설치된 상태를 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3표시의 실내용 급기조절구에 대한 제어부를 나타낸 블럭도이고,
도 5는 도 3표시의 실내용 급기조절구에 대한 제어부의 기구적인 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 6a는 도 5의 실내용 급기 조절구의 제어부에 구비되는 위치센서의 구성을 보인 도면이고,
도 6b는 도 6a 표시의 위치센서의 출력 값을 나타낸 도면이고,
도 7은 도1에서 배기구만을 분리하여 외관을 나타낸 도면이고,
도 8은 도 1에서 제어콘트롤러만을 분리하여 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인공지능형 하이브리드 환기 시스템을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 인공지능형 하이브리드 환기 시스템의 설치 개념 도이고, 도 2는 도 1에 표시된 본 발명에 따른 인공지능형 하이브리드 환기 시스템의 구성도이다.

본 실시 예에서는, 본 발명에 따른 인공지능형 하이브리드 환기 시스템(100)을 공동주택인 아파트먼트(10)의 실내에 적용한 것을 일 예로 들어 표시하였으나, 단독주택 혹은 빌딩과 같은 건물 등에도 적용될 수 있다.

본 발명의 인공지능형 하이브리드 환기 시스템(100)은 대별하면, 외기를 실내로 유입하는 작용을 하는 급기조절구(110)와, 급기 조절구(110)로부터 급기되는 외기를 실내로 골고루 순환 되게 하면서 오염공기를 외부로 강제로 배기하는 힘을 부여하는 다수개의 배기구들(120a~120c)과,실내 오염 여부를 감지하여 배기구들 (120a~120c)을 가동하기 위한 신호를 발생하는 인공지능형 실내 공기오염 감지기(130)와, 그리고 상기 각 구성품들을 제어하는 콘트롤러(140)로 구성되어 있다.

상기에서 급기 조절구(110)는 소정의 벽체에 내외부를 관통하게 설치되며, 태양 광에서 얻는 전원이나 혹은 배터리와 같은 전원 공급에 의하여 독립적으로 전원 스위치(112) 혹은 리모트 콘트롤러와 같은 원격 조정으로 가동되면서 외기를 실내로 유입되게 조절하는 제어부를 갖고 있다. 이에 대한 상세한 설명은 차후에 도 3 내지 도5 및 도 6a,6b를 참조하여 설명한다.

상기 배기구들(120a~120c)은 실내의 소정 위치에서 내외부와 연락되게 설치되어 급기 조절구(110)로부터 급기되는 외기를 실내로 골고루 강제로 순환 시키게 한후 배기하는 유동력을 부여한다. 이러한 배기구들(120a~120c)은 급기 조절구(110)와 동시에 혹은 각각의 전원 스위치(122)로 가동되게 구성되어 있다.

즉, 배기구들(120a~120c)은 공기오염 감지기(130)에 의한 감지신호 여부와는 별개로 전원스위치(122) 및 콘트롤러(140)에 의해 별개로 작동되게 구성되어 있다. 예컨대 욕실쪽의 배기구들(120a,120c)는 각각의 전원스위치(122)에 의해서, 그리고 거실쪽의 배기구(120b)는 콘트롤러(140)의 조작스위치로 각각 작동되게 구성되어 있다. 특히 거실쪽의 배기구(120b)는 도 2의 표시와 같이, 콘트롤러(140)의 조작스위치로 작동되게 구성되지만, 공기오염 감지기(130)의 오염 여부에 따른 신호입력시에도 작동되게 구성되어 있다. 도1 및 도2 에서는 배기구들(120a~120c)을 욕실과 거실에 각각 설치한 것을 일예로 들어 표시하였으나, 배기구들(120a~120c)은 배기가 필요한 곳이면, 개수나 설치위치에 관계없이 어디든지 무방하다. 배기구들(120a~120c)에 대한 상세설명 또한 도 5를 참조하여 후술한다.

상기 인공지능형 실내 공기오염 감지기(130)는 실내의 천장 혹은 벽면에 설치되어 실내 공기의 오염 정도를 감지한다. 도 1에서는 천장에 설치된 예를 나타낸 것이다. 오염 여부 감지에 따라 급기 조절구(110) 및 배기구들(120a~120c)의 모두 혹은 배기구들(120a~120c)중 일부만을 선택하여 가동하기 위한 신호를 발생한다.

즉, 도 2의 표시와 같이, 실내 공기오염 감지기(130)에 의해 음식물 조리 등의 냄새로 인해 실내의 공기의 오염도가 기준치를 넘게 되는 경우 인공지능 감지기(130)로부터 감지된 신호는 컨트롤러(140)에 내장된 마이콤에 인가되고 이때의 마이콤은 배기구들(120a~120c)을 가동하게 되는데, 특히 도1의 표시와 같이 실내에서 오염도가 높은 거실 쪽의 배기구(120b)를 가동하여 실내의 오염 공기를 신속히 배출하게 한다. 배기구(120b)의 가동 상태일 때는 급기조절구(110)는 개방 상태를 유지하여 외기를 실내로 유입하게 함이 바람직하다. 급기조절구(110)의 개방은 도 2의 표시와 같이 별개의 전원스위치(112)조작으로 실행된다. 실내의 오염 공기가 신선한 외기의 유입으로 기준치를 만족하는 상태를 이루게 되면 실내 공기오염 감지기(130)로부터의 오염도 검출 신호의 중단이 컨트롤러(140)의 마이콤으로부터 배기구들(120a~120c)로 전달되어 작동을 멈추게 한다. 배기구들(120a~120c)의 가동을 정지시킨 상태에서는 급기 조절구(110)의 개방을 폐쇄함이 바람직하며, 급기 조절구(110)의 폐쇄는 도2의 표시와 같이, 별개의 전원 스위치(112)에 의한 조작이나 또는 RF를 이용한 원격조정으로 조작할 수 있다. 또한 욕실의 환기를 필요로 하는 경우에는, 도 2의 표시와 같이 별개의 전원 스위치(122)의 조작으로만 배기구들 (120a,120c)을 각각 구동하여 환기시킬 수 있고, 또 컨트롤러(140)의 스위치 조작으로 배기구(120b)만을 가동시키어 실내를 쾌적한 상태로 유지할 수 있다.

상기 컨트롤러(140)는 벽면의 소정위치 즉, 사용자의 조작이 쉬운 위치에 부착되어 상기 배기구들(120a~120c)을 강제로 구동할 수 있게 하거나 혹은 자동으로 구동할 수 있게 한다. 콘트롤러(140)에 내장된 마이콤은 상기 실내 공기 오염 감지기(130)로부터 인가되는 감지여부 신호에 따라 배기구들(120a~120c)을 원하는 풍량으로 가동되게 제어하거나 혹은 상기 실내 공기오염 감지기(130)의 작동 여부와는 관계없이 상기 배기구(120b)를 작동할 수 있도록 하고 있다. 이 콘트롤러(140)에 대한 상세 설명은 차후에 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 도 1 표시의 I-I선 방향에서 보아 표시한 것으로, 실내용 급기 조절구가 벽체에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.

도면 표시와 같이, 급기 조절구(110)는 벽체(102)를 관통 설치하여 급기용 통로를 제공하는 급기관(111)을 구비하고 있다. 급기관(111)에 연락되게 하고자, 실내 측에는 급기 조절구 본체(110)를 그리고 실외 측에는 실외환기부(114)를 설치하였다. 실외 환기부(114)에는(+)(-)의 2가닥 전선(117)으로 연결되는 태양전지(115)를 그리고 급기 조절구 본체(110)의 내부에는 제어보드(116)이 설치되어있다. 상기 태양전지(115)와 제어보드(116)를 연결하는 2가닥 전선(117)은 벽체(12)에 관통 설치된 급기관(111)을 통해 연결된다. 또한, 상기 제어보드(116)는 리모트콘트롤러의 RF 등의 신호 입력을 받을 수 있게 수신부(118)를 구비하여, 도 2표시이 전원스위치(112)를 집적 조작하거나 혹은 리모트콘트롤러와 같은 원격조정에 의해서 급기 조절구(110)의 개폐 정도를 조절하여 실내로 유입되는 공기의 유입량을 조절하고 있다. 도면부호(119)는 동작 상태를 표시하는 발광다이오드(LED)이다.

또한 급기조절구(110)의 작동은 그린에너지인 태양전지를 이용하여 전원을 공급받을 수 있게 함으로써 전기 에너지 비용을 절약하고 있는데, 태양전지를 이용하는 가장 큰 이유는 실외로 돌출되는 일 부위가 태양전지를 설치하기에 적당하기에 적합하고, 또한 실외에서 보다 많은 태양 광을 받을 수 있는 장점이 있기 때문이다. 태양전지는 염료 감응형 태양전지를 이용함이 가장 좋다. 이는 상기 염료 감응형 태양전지의 특성상 그늘에서도, 날씨가 흐린 경우에도 비스듬히 입사되는 태양 광에서도 전기를 잘 발생하는 특징이 있기 때문에 실리콘 태양전지와 같이 그늘이나 흐린 날에 전기가 거의 발생되지 않는 단점을 보완할 수 있다. 이와 같은 염료 감응형 태양전지(DSSC)의 형태는 글라스 타입(Glass type) 또는 플렉시블 타입(Flexible type)이 있는데, 본원발명과 같은 환기부에는 플렉시블 타입 태양전지가 바람직하다 .그 이유는 곡면에도 설치를 할 수 있기 때문이다.

도 4는 도 3표시의 실내용 급기조절구에 대한 제어부를 나타낸 블럭도이다.

태양전지(115)는 태양 광을 받도록 실외에 설치되어 있다. 태양전지(115)로부터 발생하는 전기는 급기조절구본체(113)에 내장된 제어보드(116)에 공급된다.

태양전지(115)로부터 얻어진 전기는 충전회로(211)에 충전된다.

충전회로(211)는 MPPT(Maximum Power Point Tracking)제어기 즉, 최대전력점 추종제어기를 내장하여 동작한다. 이는 태양전지(115)에서 최대의 효율로 에너지를 얻어낼 수 있게 한다. 또한, 충전회로(211)는 제어보드(116)와 통신하여 연동되게 하면 더욱 정밀히 동작할 수 있다. 또한, 상기 충전회로(211)의 출력은 충전지(214)(예: 3.7V 단위셀 리튬이온 배터리)에 연결되어 태양전지(115)에서 발생된 전기 에너지를 충전지(214)에 저장한다. 태양전지(115)에서 발생된 전기 에너지는 과부하 시에는 부하에 바로 공급되며 부족한 전류는 충전지(214)의 방류전류로 보충한다.비상전원부(212)는 실외에 설치되는 상기 태양전지(214)가 고장 났을 때 반드시 동작할 필요가 있을 경우에 사용하는 것으로, 1.5V건전지 2개 이상을 삽입하여 전원을 공급할 수 있게 하며, 이러한 비상전원부(214)는 급기조절구본체(111)에 구비되는 덮개를 열고 건전지를 끼우기 쉬운 구조로 만들어야 한다. 이러한 비상전원부(214)는 고장 난 태양전지(115)를 교체할 때까지 사용하면 되기 때문에 태양전지(115) 역시 교체하기 쉬운 구조로 설치함이 좋다. 2개의 다이오드(218a,218b)는 서로 다른 전원을 합칠때 널리 사용하는 방법이다. 이러한 다이오드(218a,218b)는 가능한 순방향 전류 흐름에서 전압 감소 값이 작은 다이오드를 사용한다. 예를 들면, 쇼트키 다이오드이다.

제어부(230)는 제어보드(116)로 이루어지는데, 제어보드(116)는 PCB로서, 그 PCB에 마이크로 컨트롤러가 설치되며, 이러한 마이크로 컨트롤러는 PIC 시리즈 같은 저전력칩을 사용함이 좋다. 또한, 리모트콘트롤러의 신호를 받기위한 수신부(118)는 리모트 콘트롤러로부터의 온/오프(on/off) 신호에 따라 급기관(111)의 개방정도를 조절할수 있다. 즉, 온(on) 신호에 따른 명령을 받으면 급기관(111)을 열게 되고, 오프(off) 명령을 받으면 급기관(111)을 닫게 된다. 정역모터(225)는 급기관(111)을 열고 닫을 수 있게 급기량 조절판(222)을 왕복 이동시키기 위한 것으로, 감속기어 DC모터를 사용함이 좋다. 또한, 급기관(111)의 열리고 닫힘 상태는 제1,제2위치센서(234a,234b)로 알 수 있는데, 제1,제2위치센서(234a,234b)는 포토 인터럽터(photo-interrupter)를 2개 사용하여 구현할 수 있다. 발광다이오드(LED)(119)는 급기 조절구(110)의 다양한 동작 상태를 알려준다. 예를 들면, 전원표시는 저전력을 구현하기 위해 5초에 한번 짧게 깜박이게 한다. 또한, 충전지의 충전 완료시에는 항상 온(on)되게 한다. 그리고, 리모콘 신호 수신 시, 정역모터의 동작 시에는 깜빡이고, 충전지의 완전 방전시에는 오프(off)되게 하여 동작 상태를 알 수 있게 한다. 이와 같은 LED는 빛이 눈에 거슬릴 때, 저전력 소비를 원할 때, 제어보드 상의 LED 설정 스위치를 오프하면 된다. 오프하면 전원표시는 무시되어 대기상태에서 LED는 오프된다. 그러나, 리모콘 신호 수신 시, 모터 회전 시 기존처럼 깜박이며 동작하게 한다. 동력변환부(229)는 정역모터(225)에 의해 회전하는 동

력을 이용하여 급기량 조절판(222)을 왕복 이동시킬 수 있게 하는 것으로, 이러한 동력변환부(229)는 베벨기어 혹은 워엄기어를 이용할 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 도 5를 참조하여 자세하게 설명한다.

도 5는 도 3표시의 실내용 급기조절구에 대한 제어부의 기구적인 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

급기 조절구(110)는 전원부(240)를 구비하고 있다. 이 전원부(240)는 제어보드(116)를 기준으로 태양전지(115)와 2가닥 전선(117)으로 연결되어 전기 에너지를 받고 있다(도면3참조). 충전지(214)도 연결되어 잉여 시 충전지(214)에 에너지를 저장하고, 필요 시 에너지를 사용할 수 있게 연결된다. 또한, 비상전원부(246) 역시 2선으로 제어보드(116)와 연결된다. 급기량 조절부(220)를 구비하고 있다. 이 급기량 조절부(120)는 급기량 조절판(122)을 왕복 이동시켜 급기관(111)을 개폐하는 것으로, 이를 위한 제어는 먼저 제어보드(116)상에서 2선이 정역모터(225)에 연결되는데, 동작은 일반 DC모터와 그대로이다. 즉, 상기 정역모터(225)는 전류의 흐름 방향에 따라 정역 회전한다. 이러한 정역모터(225)는 감속기어 내장 DC모터이므로 속도는 느리나 매우 힘이 센 장점이 있다. 정역모터(125)의 정역 회전은 동력변환부(229)에 의해 급기량 조절판(222)을 왕복 이동시키게 한다. 즉,급기량 조절판(222)을 왕복 이동시키기 위해서는 정역모터(225)에 의해 회전하는 구동축(226)과 구동축(226)의 회전력을 받아 회전하는 회전축(224) 및 상기 회전축(224)에 나사 결합되어 왕복 이동하는 급기량 조절판(222)을 왕복 이동시킬 수 있게 설치되어, 상기 구동축(226)과 회전축(224)을 베벨기어(228a,228b)로 연결함에 의해 정역모터(225)의 회전력을 전달한다. 또한, 상기 동력변환부(229)는 베벨기어 이외에 워엄기어 또는 벨트로 연결하여 동력을 전달할 수도 있다. 이와 같이 베벨기어(228a,228b)에 의해 회전력을 전달받아 회전하는 회전축(224)은 동력이 끊어질 수 있는구조를 갖는다. 즉, 사용자가 수(手)조작에 의해 상기 회전축(224)을 회전시킬 수 있게 하고자 상기 회전축(224)에는 스프링(223)을 설치하여 그 스프링(223)의 힘으로 상기 베벨기어(228a,228b)가 상호 결합되어 동력을 전달할 수 있게 함과 아울러 사용자의 수조작에 의해 회전축(224)을 회전시킬 때에는 상기 회전축(224)의 단부에 구비되는 조절손잡이(221)를 눌러 회전축(224)이 소정 거리만큼 이동되게 하여 베벨기어(228a,228b)가 상호 떨어진 상태에서 상기 회전축(224)만을 회전시킬 수 있게 한다. 또한,회전축(224)의 회전에 의해 급기량 조절판(222)이 급기관(111)을 막거나 혹은 열게 된다. 예를들어, 회전축(224)을 오른쪽으로 회전시키면 급기량 조절판(222)이 급기관(111)측으로 이동되어 급기관(111)을 막게 되고, 이와는 반대로 상기 회전축(124)을 왼쪽으로 회전시키면 급기량 조절판(222)이 열림 쪽으로 이동하여 급기관(111)을 열게 된다. 이때, 급기량 조절판(222)의 이동을 감지하여 급기관(111)의 열고 닫힘을 확인할 수 있는데, 이를 위해 급기량 조절판(222)에는 센서광 차단물(236)이 급기량 조절판(222)과 함께 왕복 이동되게 설치하고, 이를 소정 간격을 이루게 설치되는 제1,제2위치센서(234a,234b)에서 감지하여 제어보드(116)로 입력하여 확인할 수 있게 한다. 따라서, 상기 제1,제2위치센서(234a,234b)에 의해 입력되는 신호에 따라 제어보드(116)는 급기량 조절판(222)이 완전히 열리거나 혹은 닫히면 정역모터(125)를 중지시킬 수 있게 제어할 수 있다. 이와 같이 급기량 조절판(222)의 작동 상태를 확인하기 위한 상기 제1,제2위치센서(234a,234b)는 토포 인터렙터(PI:photo interrupter)로 구성된다.

즉, 도 6a에 나타낸 바와 같이 레이저 다이오드(LD)에서 전기를 흘려주면 빛이 발생한다. 또한, 발생된 빛은 포토트랜지스터(PT)의 베이스(base)에서 광전류를 발생하므로 포토트랜지스터의 컬렉터와 이미터를 도통 가능하게 만든다. 그러나, 레이저 다이오드와 포토트랜지스터의 사이 공간(즉,"A"영역)에 방해물이 있으면 빛이 도달하지 못하므로 포토트랜지스터는 도통하지 않게 된다. 또한, 상기 제1,제2위치센서(234a,234b)는 포토 인터렙터(PI)를 세워 놓은 구조이고, 센서광 차단물(236)은 불투명한 얇은 판으로 포토 인터렙터(PI)의 "A"영역에 위치되게 설치한다. 이때, 센서광 차단물(136)의 길이는 소정 간격으로 설치되는 제1,제2위치센서(234a,234b)의 중심간 거리의 두 배 길이로 설치하여 센서광 차단물(236)의 중심위치에 따라 각각 제1,제2위치센서(234a,234b)의 출력이 표시되게 하여 확인한다.

도6b의 표시와 같이, 제1,제2위치센서(234a,234b)에서 빛이 통과하면 "1"을 출력하고, 빛이 통과 하지 않으면 "0"을 출력한다고 가정할 경우, 센서광 차단물(236)의 움직임에 따라 제1,제2위치센서(134a,134b)에서 출력되는 신호를 이용하여 열림, 중앙, 닫힘, 금지 영역으로 나타낼수 있다. 여기서, 금지 영역은 침범할 수 없게 설계하고 침범하더라도 즉시 탈출할 수 있게 하여야 한다. 이러한 제1,제2위치센서(234a,234b)는 가능하면 PCB보드에 2개를 붙이면 편리하게 설치할 수 있고, PCB보드에 부착 불가하면 쪽보드를 만들어 설치할 수 있다. 또한, 리모콘 신호 수신부(118)혹은 LED(119) 역시 PCB보드에 붙이면 편리하게 설치할 수 있다.

도 7은 도1에서 배기구만을 분리하여 외관을 각각 나타낸 도면이다.

도 1표시의 배기구들은 모두 동일하여 도면부호 120a로 지시된 배기구만을 일예로들어 표시하였다.배기구(120a)는 흡기공(121)과 배기공(122)을 구비하고 있는 케이싱(123)이 외관을 구성하고 있으며, 내부에는 배기홴(미도시)과 아울러 보통시 외부공기의 유입을 차단하는 댐퍼(124)가 설치되어 있다. 배기구는 상기에서 표시한 것에 한정되는 것은 아니고 다른 것을 사용할 수도 있다.

도 8은 도 1에서 콘트롤러만을 분리하여 나타낸 도면이다.

콘트롤러(140)의 전면 패널(141)에는 배기구의 동작 및 풍량을 외부에서 확인할 수 있게 하는 표시창(143)이 형성되어 있고, 표시창(143)의 하부에는 콘트롤러(140)의 내부에 구비된 마이콤 제어 신호를 인가하는 조작버튼부(142)가 설치되어 있다. 조작버튼부(142)는 운전 및 정지버튼(142a), 풍량선택버튼(142b), 자동 및 수동 선택버튼(142c), 급속환기버튼(142d)으로 이루어져 있다.

상기 운전 및 정지버튼(142a)은 실내 공기 오염을 배출하여 환기시키는 배기구들(120a~120c)을 온/오프하는 것으로, 버튼의 누름 조작에 따라 배기구를 작동하는 온 상태와 멈추게 하는 오프 상태가 교대로 진행된다.

상기 풍량선택버튼(142b)은 운전 및 정지버튼(142a)에 의한 공기 오염을 배출하여 환기시키는 배기구들(120a~120c)을 작동하거나 멈추게 하는 것으로, 운전 및 정지버튼(142a)의 온 상태의 조작으로 배기구가 가동되는 상태에서 풍량선택버튼(142b)을 조작하면 인공지능 마이콤에 의해 공기 오염을 배출하여 환기시키는 배기구의 풍량을 약,중,강의 상태로 순차로 조절되게 할 수 있다.

상기 자동 및 수동 선택버튼(142c)은 배기구를 자동 작동이나 혹은 수동작동으로 할 수 있게끔 선택하게 조작하는 버튼으로, 버튼 조작에 의해 자동 모드를 선택하게 되면, 도 2의 표시와 같이 오염감지기가 작동상태를 유지하고, 공기 오염 감지기의 공기 오염 여부 감지에 따라 자동으로 배기구를 작동할 수 있게 하는 것이고, 수동모드로 선택하게 되면 자동모드 오프와 아울러 사용자들이 강제적으로 상기 운전버튼을 조작하여 배기구를 작동할 수 있다.

또한 급속환기버튼(142d)는 실내의 오염 요인을 신속하게 배출하여 환기시키기 위해, 배기구를 강풍으로 작동하는 기능을 발휘하게 한다.

본 발명에 의하면 인공지능 감지센서에 의한 24시간 환기와, 오염여부에 따른 급속환기와 그리고 자연급기와 강제배기에 의해 밀폐된 실내를 오염이 없이 상시 쾌적하게 만들어주는 유용성이 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 환기시스템 110 : 급기조절구
120a~120c : 배기구 130 : 실내공기 오염 감지기
140 : 컨트롤러

Claims

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주택 및 건물의 실내 공기를 외기로 환기시킬 수 있게 벽체의 내외부를 관통하게 설치되며, 태양 광에서 얻게 되는 전원에 의하여 독립적으로 가동되면서 외기를 실내로 유입되게 조절하는 제어부를 갖는 급기 조절구; 실내의 소정 위치에서 내외부와 연락되게 설치되어 상기 급기 조절구와는 별개로 가동되며, 상기 급기 조절구로부터 급기되는 외기를 실내로 골고루 강제 순환 시키면서 실내의 오염 공기를 강제 배출하는 다수개의 배기구; 실내의 천장 혹은 벽면에 설치되어 실내 공기의 오염 정도를 감지하며, 오염 여부 감지에 따라 상기 급기 조절구 및 배기구 모두 혹은 상기 배기구 중 일부만을 선택하여 가동하기 위한 감지 신호를 인가하는 실내 공기오염 감지기; 및 상기 실내 공기오염 감지기에 의한 오염 여부 감지신호에 따라 배기구들을 원하는 풍량으로 가동되게 제어하거나 혹은 상기 실내 공기오염 감지기의 작동 여부와는 관계없이 상기 배기구를 가동하는 조작 버튼부 및 동작상태를 표시하는 동작 표시부를 갖는 콘트롤러를 포함하는 인공지능형 하이브리드 환기 시스템에 있어서,
상기 급기 조절구는 건물벽체에 관통 설치되어 실외공기를 실내로 유입시킬 수 있게 하는 급기관에 연락되게 설치되며, 상기 급기관 을 통해 실내로 유입되는 실외공기가 통과되는 급기공이 형성된 급기 조절구 본체;
상기 급기 조절구 본체에 설치되어 상기 급기관을 통해 실내로 유입되는 실외공기의 급기(給氣)량을 조절할 수 있게 상기 급기관을 개폐하는 급기량 조절판과 상기 급기량 조절판에 나사 결합되어 제자리 회전되게 설치한 회전축과 상기 회전축을 회전시킬 수 있게 정역모터에 의해 회전되게 설치한 구동축과 상기 구동축의 회전력을 상기 회전축에 전달할 수 있게 상기 구동축과 회전축에 설치한 베벨기어와 상기 베벨기어에 의해 동력을 전달받아 회전하는 상기 회전축에 의해 상기 급기량 조절판이 왕복 이동될 수 있게 상기 급기량 조절판에 관통되게 설치한 가이드핀으로 이루어진 급기량 조절부;
상기 급기량 조절부의 정역모터를 구동하기 위한 제어신호를 출력함과 아울러 리모콘으로부터 신호를 수신할 수 있게 하는 리모콘 센서가 설치된 제어보드와 상기 제어보드에 신호 전달이 가능하게 연결됨과 아울러 상기 급기량 조절판의 이동 방향을 따라 소정 간격을 이루게 설치한 제1,제2위치센서와 상기 제1,제2위치센서에 인접하여 상기 급기량 조절판과 함께 이동되게 설치되어 상기 급기량 조절판의 이동거리를 확인할 수 있게 상기 제1,제2위치센서에서 감지할 수 있게 한 광센서차단물로 이루어진 제어부; 및
상기 제어부와 정역모터에 전원을 공급할 수 있게 건물의 실외에 설치됨과 아울러 상기 급기관을 통해 전선을 설치하여 상기 제어보드에 연결되게 하는 태양전지와 상기 태양전지로부터 얻어지는 전원을 충전하기 위한 충전지로 이루어진 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능형 하이브리드 환기시스템.
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