KR101185849B1 - 인버터 제어에 의한 흡연실 자동 배기시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡연실 자동 배기시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 통상의 흡연실 배기시스템이 일정 배기용량의 배기휀을 흡연실 운영시간만큼 가동하는 종래의 시스템을 개선하여 흡연실 이용자 수를 자동검출하여 이용자 부하에 따라 배기휀의 배기량을 자동 조정하여 부하에 맞는 운전으로 쾌적한 흡연실운영과 흡연자가 없는 무부하 상태에서는 배기휀을 가동하지 않으므로 에너지 절약에도 효과가 뛰어난 흡연실 자동 배기 시스템을 제공하기 위한 것이다.

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Description

인버터 제어에 의한 흡연실 자동 배기시스템{Automatic exhaust system by the inverter control for the smoking room}

본 발명은 공항, 철도의 터미널과 같은 공공건물의 흡연실에 사용되는 배기 시스템에 관한 것이다.

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공항이나 철도의 터미널과 같은 대형 공공건물의 흡연실은 불특정 다수인이 이용하는 흡연실이 건물내 층별, 위치별로 설치되어 운영이 되며, 흡연실은 독한 담배연기로 인해, 실내공기를 회수하여 재공급하는 방식의 냉난방용 공조시스템과 함께 연결되지 않고 단독 배기시스템을 설치하게 되며, 그 운영방법은 건물 운영을 개시하는 아침에 가동을 하여 건물이 종료하는 저녁에 가동을 중지시키는 시스템으로 운영이 된다.

또한, 현대화된 대형건물의 흡연실은 자동제어시스템이 도입되어 기계시설 종합감시실에서 흡연실의 배기시스템을 원격으로 가동, 중지시킬 수 있는 시스템도 있지만 대부분의 흡연실 배기시스템은 흡연실 가까운 공조기계실에서 흡연실 배기휀을 수동으로 가동하거나 흡연실 내 배기휀을 가동하는 스위치를 설치하여 사용하기도 한다. 그러나, 위 시스템 모두 사람의 부하나 연기의 부하량에 관계없이 항상 일정한 배기휀을 가동하므로, 사람이 적을 경우에는 필요 이상 용량의 배기휀을 가동하게 되고, 사람이 많아 배출되는 연기가 많을 때는 필요 용량 미만의 배기휀 가동으로 흡연실내 담배연기가 체류되어 이용자에 불편을 주게된다.

뿐만 아니라, 에너지 절약 측면에서 살펴보면, 배기휀의 용량은 최초 설치시 흡연실의 부하계산에 의한 환기횟수 산출방식에 의해 결정되는데, 사용인원이 최고 피크 때를 기준으로 설치시 배기휀의 용량이 과대하여 필요 이상의 실내의 냉난방된 열기를 배출하여 에너지 낭비의 원인이 되고 있다.

또한, 흡연자가 흡연실 이용중 완전히 담배 불씨를 제거하지 않고 재털이에 꽁초를 방치하여 나머지 꽁초에 담배불이 옮겨 붙어 흡연실 내 담배연기가 충만되 거나 간혹 화재의 원인이 되기도 한다.

따라서 본 발명은 흡연실의 상태를 센싱하여 자동으로 배기 조건을 조절할 수 있는 흡연실 배기 시스템을 제공한다.

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이러한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 흡연실 배기 시스템은 상기 흡연실의 공기를 외부로 배출하는 배기 모터, 상기 흡연실의 출입문의 개폐를 감지하는 출입문 개폐 감지 센서, 상기 흡연실의 이용자의 움직임을 감지하는 인체 감지 센서, 상기 출입문 개폐 감지 센서에 의하여 센싱된 출입문 개폐 여부에 대한 정보와 상기 인체 감지 센서에 의하여 센싱된 이용자의 움직임에 대한 정보에 기초하여, 상기 배기 모터의 구동 여부를 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어부 및 상기 배기 모터에 접속되고, 상기 제어 신호에 따라 상기 배기 모터의 구동 여부 및 상기 배기 모터의 회전수를 조절하는 인버터를 포함한다.
또한, 상기 흡연실 배기 시스템은 상기 흡연실의 연기 발생 여부를 감지하는 연기 감지 센서를 더 포함할 수 있으며, 상기 제어부는 상기 연기 감지 센서로부터 연기 발생에 대한 정보를 수신한 상태에서, 상기 인체 감지 센서로부터 이용자의 움직임에 대한 정보를 수신하지 못한 경우, 화재 경보 신호를 생성하여 상기 배기 시스템의 관리자 단말로 송신하도록 한다.
또한, 상기 흡연실 배기 시스템의 제어부는 상기 인체 감지 센서 및 출입문 개폐 감지 센서에서 전송되는 정보와 무관하게 미리 설정된 주기에 따라 상기 배기 모터를 구동시키는 제어 신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 흡연실 배기 시스템의 제어부는 상기 배기 모터를 구동시키는 제어 신호를 출력한 후, 상기 인체 감지 센서로부터 이용자의 움직임에 대한 정보를 수신하지 못한 경우, 미리 설정된 시간이 경과하면 상기 배기 모터의 구동을 중지시키는 제어 신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 흡연실 배기 시스템의 제어부는 상기 출입문 개폐 감지 센서 및 상기 인체 감지 센서에 의하여 센싱된 정보에 기초하여, 상기 흡연실 내의 이용자 수를 산출하고, 상기 산출된 이용자 수에 비례하여 상기 배기 모터의 회전수를 증가시키는 제어 신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 흡연실 배기 시스템은 복수의 배기 모터를 포함할 수 있으며, 상기 제어부는 상기 출입문 개폐 감지 센서 및 상기 인체 감지 센서에 의하여 센싱된 정보에 기초하여, 상기 흡연실 내의 이용자 수를 산출하고, 상기 산출된 이용자 수에 비례하여 구동되는 배기 모터의 수를 증가시키는 제어 신호를 출력할 수 있다.

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상기와 같이 본 발명은 종래의 흡연실 배기휀을 시설운영자가 직접 가동/중지하던 것을 각종 감지센서와 제어장치를 이용하여 자동으로 제어할 수 있다.
또한, 흡연실내 이용자가 많고 적음에 따라 배출되는 담배연기의 양을 자동으로 감지하여 담배 배출량에 맞는 배기량으로 배기휀을 가동하여 담배연기를 배출함으로 인한 쾌적한 흡연실 공기유지와 냉난방시 필요 이상의 냉난방 열원을 배출함으로 인한 에너지 절약의 효과가 있다.

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또한, 사람이 없는 흡연실 내 담배연기 배출시 이를 감지하여, 중앙감시실로 경보신호를 발송함으로 화재예방의 효과를 얻을 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

공공건물의 흡연실(300)은 통상적으로 건물 내부에 한 구획을 하여 별도의 전용실을 형성하게 되며, 유해한 담배연기가 건물 내부로 유출되어 비흡연자에 피해를 방지하기 위해 밀폐형으로 구성된다. 이러한 흡연실은 흡연자 출입을 위한 출입문(34)을 자동 닫힘 형식으로 설치하여 담배연기의 유출을 방지하고, 흡연실의 담배연기를 강제 배기가 원활하게 이루어지도록 흡연실(300) 하부에는 1 개소 이상의 통기구(33)를 설치하게 되며, 흡연실 강제 배기를 위해 천장에는 담배연기 배출을 위해 배기용 디퓨져(31)를 설치하여 배기용 덕트(32)를 통해 배기휀(30)을 거쳐 건물 외부로 담배연기를 배출하게 된다. 이때, 강제 배기용 배기휀을 가동/중지시키기 위해 공조기계실 또는 전기실(200)에 가동/중지용 스위치를 설치하여 건물 운영자가 스위치를 ON/OFF시킴으로 인해 흡연실의 담배연기를 배기시키는 것이 통상의 방법이었다.

이러한 종래의 흡연실 배기시스템은 건물 운영시부터 종료시까지 운영자가 방문하여 가동 중지하는 불편과 일정용량의 배기휀을 하루를 기준으로 일정하게 가동하는 방식으로 흡연실 이용자의 유무에 상관없이 가동함에 따른 에너지 낭비와 건물의 냉?난방시에는 건물 내의 냉?난방된 공기를 연속하여 배출함으로 인한 에너지 낭비도 심하였다.

이러한 종래의 문제점을 개선한 본 발명을 상세하게 설명하면,

도 1은 본 발명에 의한 흡연실 자동 배기시스템의 상세한 설명을 위한 건축단면과 배기시스템의 기계,제어에 대한 계통도이고 도 2는 흡연실 자동 배기시스템에 대한 블록도이다.

본 발명에 의한 흡연실 자동 배기시스템은 하루를 기준하여 최초 이용자가 흡연실(300)을 이용하고자 흡연실용 출입문(34)를 개방하고 흡연실 내부로 들어가는데 이때 출입문(34) 상부에 설치된 출입문 개폐감지센서(40)에 의해 감지신호가 제어부(10)로 전달되며, 제어부는 전달된 출입문 개폐신호를 기준으로 인버터(20)에 배기휀(30) 가동 신호를 부여하게 된다.

이렇게 출입문 개폐 감지센서(40)를 작동하게 하고 들어온 흡연실 이용자는 흡연실내 비치된 의자나 재떨이 근처에 위치하여 담배를 피우게 되며 담배를 피움으로 인해 인체는 항상 움직임을 발생하게 된다. 이때 흡연실 천장에 설치된 1개 이상의 인체 감지센서(50)에 의해 사람의 존재 신호를 제어부(10)로 전달하며 제어부(10)는 전달된 인체감지신호를 기준으로 배기휀의 가동신호를 지속하게 된다.

그리고 흡연실(300) 이용자가 담배를 피우고 나간 후 흡연실내 이용자가 아무도 없게 되면 흡연실내 인체감지센서(50)는 감지 신호를 발생하지 않으며, 제어부(10)는 마지막 인체감지 신호를 기준으로 일정시간을 경과 하여도 감지신호가 없 으면 배기휀을 중지하는 신호를 부여하게 되어 배기휀(30)은 가동을 중지한다. 여기서, 흡연실 사용자가 전부 나가더라도 담배연기는 아직 흡연실(300) 내부에 일부 체류하고 있으므로 바람직하게는 프로그램으로 설정하여 30분 정도는 배기휀을 가동하므로 담배연기와 냄새를 제거하게 될 것이다.

또한 흡연실(300)에 사용자가 많을 경우 출입하는 사람이 빈번하게 되어 출입문 개폐감지센서(40)와 흡연실(300) 천장의 인체감지센서(50)는 이용자 수량에 비례하여 감지되는 숫자가 많아지게 되어 제어부(10)로 전달되는 감지 신호도 증가하게 되며, 제어부(10)는 이 증가된 감지신호를 기준으로 이미 설정된 프로그램에 의해 인버터(20)로 배기휀(30)의 회전수를 높이도록 신호를 발생할 것이다. 즉, 출입문 개폐감지센서(40)의 감지신호 횟수와 흡연실 내 각 인체감지센서(50)의 감지 신호를 실시간으로 집계하여 신호가 많고 적음에 따라 미리 설정된 신호를 인버터(20)에 전달하여 배기휀(30)의 회전수를 조절함으로써 흡연실 내 담배연기를 효과적으로 건물 외부로 자동 배출할 수 있다.
이와 같이 출입문 개폐 감지센서(40)와 인체 감지센서(50)의 감지신호가 많음은 흡연실 이용자가 많음을 뜻하며, 이용자 수가 증가하면 담배연기 발생량이 많아지는 것이므로, 두 센서의 일정 시간내 감지신호 수를 집계하여 단계별로 구분하여, 각 단계별 신호를 인버터(20)로 전달하면 인버터(20)는 배기휀(30)의 회전수를 조절하여 담배 연기의 발생량에 맞게 흡연실내 공기를 배출한다.

또한 본 발명의 다른 특징은 배기휀(30)과 배기덕트(32) 그리고 디퓨져(31)를 포함하는 배기 장치를 복수 개 설치하고, 상기 출입문 개폐 감지센서(40)와 인체감지센서(50)에 의해 감지된 흡연실 이용자 출입량이 많아져 배출담배가 많아질 경우 배기휀의 운전대수를 증가하는 방식으로 흡연실 내 담배연기를 자동 배기시키는 것을 특징으로 한다.

도 3은 흡연실의 담배꽁초에 의한 화재예방을 위한 경보신호를 전송하기 위한 블록도로서, 본 발명에 의하면 흡연실 이용자가 담배를 피운 후 담배꽁초를 재떨이(53)에 넣을 때, 담배불이 제대로 꺼지지 않은 상태라면, 담배불은 자연 소화되지 않고 다른 담배꽁초에 불이 옮겨 붙어 많은 양의 담배연기를 발생시킬 수 있다. 특히 건물 운영을 종료하는 시점에 이러한 일이 발생되면 흡연실 이용자가 없어 화재로 확대될 수도 있는데, 본 발명에 의하면 흡연실(300) 재떨이(80)가 있는 상부 천장에 연기감지센서(51)를 설치하여, 인체감지센서(50)의 감지 신호가 없는데 연기감지센서(51)가 작동되어 신호를 발생하게 되면 제어부(10)는 제어부와 연결된 통신장치(60)를 통해, 기계시설 종합감시실의 본 발명의 흡연실 감시제어용 컴퓨터(70)로 화재 예보의 경보신호를 발송한다. 이때, 컴퓨터(70)에 흡연실 위치 정보와 경보 그래픽 및 경보음을 발생하여 근무자로 하여금 신속히 담배불을 끌 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 흡연실 자동 배기시스템의 감시제어용 컴퓨터(70)는 제어부와 연동하여 별도의 프로그램(HMI, Human Machine Interface)을 설치하여 별도로 흡연실 배기휀을 가동/중지할 수 있으며, 흡연실 내 나쁜 냄새를 제거하기 위해 이용자가 없어 가동을 중지한 때에도 일정시간 간격으로 일정 시간만큼 배기휀을 가동하는 등의 기능 부여가 가능하며, 흡연실 출입자 예측 및 배기휀 가동시간 관리 등 배기휀 감시 제어 기능 외에 HMI의 다른 기능들도 수행이 가능한 특징이 있다.

도 1은 흡연실 자동 배기시스템에 대한 계통도이다.

도 2는 흡연실 자동 배기시스템에 대한 블록도이다.

도 3은 흡연실내 담배꽁초에 의한 화재예방을 위한 경보신호 전송을 위한 블록도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 기계시설(흡연실) 종합감시실

200 : 공조기계실 또는 전기실

300 : 흡연실

10 : 제어부 20 : 인버터

30 : 배기휀(모터) 31 : 배기용 디퓨져

32 : 배기덕트 33 : 통기구

34 : 출입문 40 : 출입문 개폐감지센서

50 : 인체 감지센서 51 : 연기 감지센서

60 : 통신장치 70 : 감시제어 컴퓨터

Claims (6)

1. 흡연실의 배기 시스템에 있어서,

   상기 흡연실의 공기를 외부로 배출하는 배기 모터,

   상기 흡연실의 출입문의 개폐를 감지하는 출입문 개폐 감지 센서,

   상기 흡연실의 이용자의 움직임을 감지하는 인체 감지 센서,

   상기 출입문 개폐 감지 센서에 의하여 센싱된 출입문 개폐 여부에 대한 정보와 상기 인체 감지 센서에 의하여 센싱된 이용자의 움직임에 대한 정보에 기초하여, 상기 배기 모터의 가동 여부를 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어부 및

   상기 배기 모터에 접속되고, 상기 제어 신호에 따라 상기 배기 모터의 구동 여부 및 상기 배기 모터의 회전수를 조절하는 인버터

   를 포함하는 흡연실의 배기 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 흡연실의 연기 발생 여부를 감지하는 연기 감지 센서를 더 포함하고,

   상기 제어부는 상기 연기 감지 센서로부터 연기 발생에 대한 정보를 수신한 상태에서, 상기 인체 감지 센서로부터 이용자의 움직임에 대한 정보를 수신하지 못한 경우, 화재 경보 신호를 생성하여 상기 배기 시스템의 관리자 단말로 송신하는 것인 흡연실의 배기 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 인체 감지 센서 및 출입문 개폐 감지 센서에서 전송되는 정보와 무관하게 미리 설정된 주기에 따라 상기 배기 모터를 구동시키는 제어 신호를 출력하는 흡연실의 배기 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 배기 모터를 구동시키는 제어 신호를 출력한 후, 상기 인체 감지 센서로부터 이용자의 움직임에 대한 정보를 수신하지 못한 경우, 미리 설정된 시간이 경과하면 상기 배기 모터의 구동을 중지시키는 제어 신호를 출력하는 흡연실의 배기 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 출입문 개폐 감지 센서 및 상기 인체 감지 센서에 의하여 센싱된 정보에 기초하여, 상기 흡연실 내의 이용자 수를 산출하고, 상기 산출된 이용자 수에 비례하여 상기 배기 모터의 회전수를 증가시키는 제어 신호를 출력하는 흡연실의 배기 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 배기 시스템은 복수의 배기 모터를 포함하고,

   상기 제어부는 상기 출입문 개폐 감지 센서 및 상기 인체 감지 센서에 의하여 센싱된 정보에 기초하여, 상기 흡연실 내의 이용자 수를 산출하고, 상기 산출된 이용자 수에 비례하여 구동되는 배기 모터의 개수를 증가시키는 제어 신호를 출력하는 흡연실의 배기 시스템.

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