KR101472538B1 - 공조 시스템을 제어하기 위한 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 객실과 같은 인클로저에서 공조하도록 배치되는 공조 시스템을 제어하기 위한 제어 시스템에 관한 것이다. 이 제어 시스템은 제 1 감지 유닛, 제 2 감지 유닛, 및 제어기를 포함한다. 제 1 감지 유닛은 공조 시스템에 포함되는 공기 정화 유닛의 업스트림 측에서 일정한 부유 오염물질의 5회의 농도 측정에 기초하여 제 1 출력 신호를 발생시키도록 배치된다. 제 2 감지 유닛은 공기 정화 유닛의 다운스트림 측에서 일정한 부유 오염물질들의 농도 측정에 기초하여 제 2 출력 신호를 발생시키도록 배치된다. 제 1 출력 신호와 제 2 출력 신호는 제어기에 의해 10회 수행될 수 있는 결정 프로세스에서 특정 목적들을 위해 사용된다. 제어기는, 제 1 출력 신호가 미리 결정된 임계값을 초과할 때 공조 시스템을 재순환 모드로 바꾸도록 배치된다. 또한, 제어기는 인클로저 외부로부터 끌어들인 공기와 공조(15) 시스템이 외측 공기 흡입 모드에서 동작할 때 공조 시스템을 통과하는 총 공기 흐름에서 인클로저로부터의 재순환 공기의 혼합비와 같은 공조 시스템의 설정을 미세하게 조정하기 위해 배치된다. 본 발명에 따른 제어 시스템은 증가된 기능성을 가지고, 다양한 상황 하의 밀폐된 공간 내부에서 받아들일 수 있는 공기 품질을 유지할 수 있다.

Description

공조 시스템을 제어하기 위한 제어 시스템{CONTROLLING SYSTEM FOR CONTROLLING AN AIR HANDLING SYSTEM}
본 발명은 공조 시스템을 제어하기 위한 제어 시스템에 관한 것으로, 이 공조 시스템은 업스트림 측(upstream side)과 다운스트림 측(downstream side)을 가지는 공기 정화 유닛을 포함하고, 상기 공기 정화 유닛은 공기 정화 유닛의 다운스트림 측에 위치한 인클로저(enclosure) 내로 공기 흐름을 통과시키도록 배치되고, 상기 공조 시스템은 재순환 모드에서 동작하거나 외측 공기 흡입(outside-air-inlet) 모드에서 동작하도록 배치되며, 상기 제어 시스템은 제 1 감지 유닛과 제어기를 포함하고, 상기 제 1 감지 유닛은 상기 공기 정화 유닛의 업스트림 측에서의 공기에서 수행된 제 1 측정에 기초한 제 1 출력 신호를 발생시키도록 배치되며, 상기 제어기는 제 1 출력 신호가 미리 결정된 임계값을 초과할 때, 상기 공조 시스템을 재순환 모드로 바꾸도록 배치된다.
본 발명은 또한 이러한 제어 시스템과 인클로저인 객실(cabin)을 포함하는 차량(vehicle)에 관한 것이다.
사람의 건강을 보호하기 위해서는, 건강에 위험한 부유 오염물질이 흡입되는 것을 방지하는 것이 중요하다. 건강에 위험한 부유 오염물질의 첫 번째 예는 일산화탄소(CO), 질소 산화물(NxOy), 휘발성 유기 화합물, 이산화황(SO2), 및 오존(O3)과 같은 유독성 기체이다. 건강에 위험한 부유 오염물질의 두 번째 예는 흡입 가능한 분진(particulate) 물질이다. 그러한 흡입 가능한 분진 물질은 미세한 입자들(약 2.5㎛와 10㎛ 사이의 등가 직경을 지닌 입자들)과, 초미립자들(약 10㎚와 약 2.5㎛ 사이의 등가 직경을 지닌 입자들)을 포함한다. 초미립자들은 그것들이 가라앉는 경향이 있어, 결국에는 폐세포 조직에 둘러싸이기 때문에 특히 건강에 위험하다.
건강에 위험한 부유 오염물질은 특히 연소원들로부터 생긴다. 산업용 연소원들과 다른 정상(stationary) 연소원들의 근처는 별문제로 하고, 연소에 관련된 건강에 위험한 부유 오염물질들의 농도는 동력 설비를 지닌 차량(traffic)이 존재하는 위치들에서 또는 그러한 위치들 부근에서 높다. 특히 터널 또는 차량의 교차점 및/또는 제한된 환기 상태 및/또는 제한된 풍속 하의 차량 행렬에서 또는 그러한 차량 행렬 부근에서, 건강에 위험한 부유 오염물질들의 농도가 국부적으로 매우 높을 수 있다. 건강에 위험한 부유 오염물질들의 높은 농도는 또한 빌딩이나 집에서의 방 또는 차량의 객실과 같은 밀폐된 공간에서 발견할 수 있다. 특히 자동차 운전자와 승객은, 외부 공기가 배기 기체 및/또는 입자에 의해 오염되는 외부 공기가 자동차의 객실 내로 들어올 때 농도가 증가한 건강에 위험한 부유 오염물질에 바로 노출된다. 이는 자동차의 공조 시스템이 공기가 차량의 외부로부터 객실로 들어오는 것이 허용되는 외측 공기 흡입 모드에서 동작할 때 일어날 수 있다. 그러므로 자동차 외부의 공기에 관련된 상태에 응답하여, 외측 공기 흡입 모드로부터 재순환 모드로 공조 시스템을 자동으로 바꾸는 것이 바람직하다. 재순환 모드에서는, 외부 공기의 흡입이 멈추고, 객실 공기만이 공조 시스템을 통해 재순환된다.
차량에서 환기 시스템을 제어하기 위한 감지기 시스템은, 미국 특허 5725425로부터 알려져 있다. 이 환기 시스템은 재순환 모드나 공기 입력 모드에서 동작하도록 배치된다. 이 감지기 시스템은 기체 감지기 요소와 평가 유닛을 포함한다. 기체 감지기 요소는 차량 외부의 공기에서 일정한 유독한 기체들의 농도에 기초하여 출력 신호를 발생시키도록 배치된다. 평가 유닛은 기체 감지기 요소의 출력 신호의 변화 속도가 미리 결정된 한계를 초과하자마자, 재순환 모드로 환기 시스템을 바꾸기 위한 신호를 발생시키도록 배치된다. 다시 말해, 알려진 감지기 시스템에서의 기체 감지기 요소의 존재는, 차량 외부의 공기에 관련된 상태에 응답하여 공기 입력 모드로부터 재순환 모드로 환기 시스템이 바뀌는 것을 가능하게 하고, 이로 인해 환기 시스템을 통해 외부로부터 차량의 객실로 건강에 위험한 부유 기체 오염물질이 들어오는 것을 막는다.
하지만, 재순환 모드에서는 공조 시스템을 통해 외부로부터 차량의 객실로 어떠한 공기도 들어오는 것이 허용되지 않기 때문에, 객실 내부의 공기의 질과 안락한 수준이, 예컨대 습기, 이산화탄소, 및/또는 승객에 의한 담배 연기의 생성 또는 객실 내부에서의 물질에 의한 냄새 배출로 인해 급속하게 떨어진다. 그러므로, 안전하고 안락한 객실 공기 상태를 유지하면서, 객실 내부의 오염 수준을 최소화하기 위해, 즉시는 아니어도, 재순환 모드로부터 적어도 어느 정도까지는 공기가 외 부로부터 객실에 들어가는 것이 허용되는 외측 공기 흡입 모드로 공조 시스템을 매우 신속하게 자동적으로 바꿀 수 있는 것이 또한 바람직하다. 그러한 외측 공기 흡입 모드에서는, 공조 시스템을 통해 객실로 들어가는 공기는 부분적으로는 재순환 공기와 부분적으로는 조정 가능한 혼합비를 지닌 외부 공기로 이루어진다. 이러한 상황에서 최적화된 혼합비는, 예컨대 객실로부터의 여분의 습기, 이산화탄소, 냄새(odours), 담배 연기 등을 신속하게 제거하기 위해 외부 공기로 객실을 적절히 환기시키는 것과, 공조 시스템을 통해 외부로부터 객실로 들어가는 부유 오염물질을 최소화하는 것 사이의 적절한 절충안의 결과이다.
알려진 감지기 시스템에서, 재순환 모드와 외측 공기 흡입 모드 사이에서 바뀌는 것의 결정은, 기체 감지기 요소의 출력 신호에 기초하고 전자 신경망이나 전자 퍼지(fuzzy) 로직 유닛(logic unit)에 의해 지원된다.
알려진 감지기 시스템은 제한된 기능성을 가지는데, 이는 그것이 재순환 공기와, 환기 시스템을 통해 객실로 들어가는 공기 흐름에서의 외부 공기 사이의 혼합비를 최적화할 수 없기 때문이다. 따라서, 알려진 감지기 시스템은 매우 다양한 환경 하의 밀폐된 공간 내부에서 받아들일 수 있는 공기 품질을 유지할 수 없다.
본 발명의 목적은 증가된 기능성을 가지는 서두에서 언급한 종류의 제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이 목적은 공기 정화 유닛의 다운스트림 측에서의 공기에서 수행된 제 2 측정에 기초하여 제 2 출력 신호를 발생시키도록 배치되는 제 2 감지 유닛을 더 포함하는 제어 시스템에서 실현되고, 이 경우 제어기는 또한 제 2 출력 신호에 기초하여 공조 시스템의 설정을 미세하게 조정하도록 배치된다.
본 발명의 발명자는, 알려진 감지기 시스템의 제한된 기능성이 알려진 감지기 시스템에 포함된 지원 수단의 제한된 기능성으로부터 크게 비롯된다는 점을 깨달았다. 더 나아가, 알려진 감지기 시스템은 공조 유닛으로 들어가는 외부 공기만을 측정할 수 있고, 공조 유닛을 통해 객실로 들어가는 공기 또는 객실 공기를 측정할 수는 없다. 기능성을 증가시키기 위해, 제 2 감지기 유닛이 제어 시스템에 추가된다. 더 나아가, 제 1 감지 유닛과 제 2 감지 유닛이 각각 공기 정화 유닛의 업스트림 측과 다운스트림 측에서 공기를 측정하도록 배치되는데 반해, 각각의 감지 유닛의 출력 신호는 특정 목적을 위해서만 사용된다. 본 발명의 제어 시스템에서, 제 1 감지 유닛의 출력 신호(즉, 제 1 출력 신호)는, 외측 공기 흡입 모드로부터 재순환 모드로 공조 유닛을 바꾸는 것에 대해 결정하기 위해 사용되고, 이 경우 그러한 바꾸는 것은, 공기 정화 유닛의 업스트림 측에서 건강에 위험한 공기 오염 레벨이 일어나면, 바람직하게 가능한 빨리 이루어진다. 제 2 감지기 유닛의 출력 신호(즉, 제 2 출력 신호)는, 공조 시스템의 설정, 특히 공조 시스템을 통해 인클로저로 들어가는 공기 흐름의 부피와, 공조 시스템이 외측 공기 흡입 모드에서 동작할 때 공기 흐름에서 외부 공기와 재순환하는 공기 사이의 혼합비를 제어하는 설정을 미세하게 조정하기 위해 사용된다.
공조 시스템의 설정을 미세하게 조정하는 목적은 2개의 면을 가진다. 첫 번째는 인클로저가 요구되는 총 공기 흐름에서 최대한의 외부 환기 공기가 공급되어야 한다. 두 번째는 외부로부터 인클로저로 오염물질이 들어가는 것이 최소화되어야 한다. 이는 일반적으로 공조 시스템을 통해 인클로저로 들어가는 것이 허용도는 외부 공기의 양에 상한을 부여한다. 공조 시스템의 최적화된 설정은, 전술한 바람들(wishes) 사이의 적절한 타협안으로부터 생긴다.
그러한 감지 유닛들의 배치와, 작업들의 독특한 할당은 공조 시스템을 일정한 동작 모드로 바꾸는 결정에 관한 제어 시스템의 기능성을 증가시킨다. 따라서, 본 발명에 따른 제어 시스템은 매우 다양한 환경 하의 밀폐된 공간 내부에서 받아들일 수 있는 공기 품질을 유지할 수 있다.
본 발명의 제어 시스템의 일 실시예는 제 2 청구항에서 정의된다. 이 실시예에서, 제 2 감지기 유닛은 공조 시스템 내부의 제 2 측정을 수행하도록 배치된다. 이 실시예는 제어 시스템의 신뢰성을 증가시킨다. 제 1 출력 신호와 제 2 출력 신호를 그것들의 상호 일관성과 적합성에 대해 체크함으로써, 초기 결함 진단이 얻어질 수 있어, 제 1 출력 신호 및/또는 제 2 출력 신호에 기초하여, 제어기에 의해 수행된 작용들의 신뢰성 증가를 가져온다.
본 발명의 제어 시스템의 일 실시예는, 제 3 청구항에서 정의된다. 일 실시예에서, 공기 정화 유닛은 공기 흐름으로부터 제 2 감지 유닛이 반응하는 오염물질을 적어도 부분적으로 제거하도록 배치된다. 따라서, 제 2 출력 신호는 공기 정화 유닛의 성능에 의해 영향을 받는다. 제 1 출력 신호에 관계가 있는 제 2 출력 신호를 감시함으로써, 공조 시스템의 공기 정화 성능이 체크될 수 있고, 이를 통해 제어 시스템의 신뢰성에 있어서의 추가 증가가 얻어진다.
본 발명의 제어 시스템의 일 실시예는 제 4 청구항에서 정의된다. 이 실시예에서, 제 2 감지 유닛은 인클로저 내부의 제 2 측정을 수행하도록 배치된다. 이 실시예는 또한 공조 시스템이 공조 유닛 자체를 통해(예컨대, 열린 창을 통해)서가 아니라, 외부로부터 인클로저로 들어가거나 인클로저 내부의 오염원(흡연자와 같은)으로부터 생기는 부유 오염물질이 인클로저 내부에 존재하는 것에 반응할 수 있게 함으로써, 그 기능성을 더 증가시킨다. 인클로저 내부에서의 부유 오염물질의 직접적인 측정이 바람직한데, 이는 그것이 그 인클로저 내부에 있는 사람들에 의해 실제로 흡입되고 따라서 그 사람들의 건강과 행복(well-being)에 영향을 미칠 수 있는 인클로저 내부의 공기이기 때문이다.
본 발명의 제어 시스템의 일 실시예는 제 5 청구항에 정의된다. 이 실시예에서, 제 1 감지 유닛을 기체 감지기를 포함한다. 이 실시예는 또한 그 기능성을 증가시키는데, 이는 그 기체 감지기가 매우 짧은 반응 시간을 가져, 이로 인해 공조 시스템으로 하여금 외부 공기에서 높은 농도의 건강에 위험한 기체 부유 오염물질이 공조 시스템의 공기 흡입구에 도달할 때 바로 재순환 모드로 바뀔 수 있게 하여, 인클로저 내부로 건강에 위험한 기체 부유 오염물질이 들어가는 것을 크게 방지하기 때문이다.
본 발명의 제어 시스템의 일 실시예는 제 6 청구항에서 정의된다. 이 실시예에서, 제 2 감지 유닛은 입자 감지기를 포함한다. 이 실시예는 그 기능성을 더 증가시키는데, 이는 그 입자 감지기가 공조 시스템을 통과하는 공기 흐름에서의 부유 입자들 및/또는 인클로저 내부의 공기에서의 부유 입자의 절대 농도를 결정할 수 있기 때문이다.
본 발명의 제어 시스템의 일 실시예는 제 7 청구항에서 정의된다. 이 실시예에서, 공기 정화 유닛은 입자 필터를 포함하고, 입자 감지기는 초미립자 감지기이다. 이 실시예는 그 기능성을 더 증가시키는데, 이는 입자 필터와 초미립자 감지기의 결합이 인클로저 내부에서 특히 건강에 위험한 부유 초미립자에 대한 노출에 대한 향상된 보호를 제공하기 때문이다.
본 발명에 따른 제어 시스템과 차량의 이들 및 다른 양상은, 이후 설명된 실시예들로부터 분명해지고, 이후 설명된 실시예들을 참조하여 상세히 설명된다.
이제, 본 발명에 따른 제어 시스템과 차량의 예들이 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 제어 시스템의 개략도.
도 2a와 도 2b는 각각 제 1 감지 유닛과 제 2 감지 유닛의 개략도.
도 3은 제 1 감지 유닛의 측정 위치를 예시하는 도면.
도 4a와 도 4b는 각각 제 1 실시예와 제 2 실시예에서의 제 2 감지 유닛의 측정 위치를 예시하는 도면.
이들 도면은 개략적이고 일정한 비례로 그려지지 않음이 주목되어야 한다. 명확성과 그리는 것에 있어서의 편리함을 위해, 이들 도면의 부분들의 상대적인 크기와 비율은 그 크기에 있어 과장되거나 축소된 것으로 도시되어 있다.
도 1의 제어 시스템은, 제 1 감지 유닛(11), 제 2 감지 유닛(12), 및 제어기(13)를 포함한다. 제 1 감지 유닛(11)은 공기에서의 제 1 측정에 기초하여 제 1 출력 신호(4)를 발생시킨다. 제 2 감지 유닛(12)은 공기에서의 제 2 측정에 기초하여 제 2 출력 신호(5)를 발생시킨다. 제 1 출력 신호(4)와 제 2 출력 신호(5)는 결정 프로세스에서 제어기(13)에 의해 사용되어, 공조 시스템(2)의 설정과 동작을 제어하기 위해 사용되는 제어 신호(6)를 발생시킨다.
공조 시스템(2)은 인클로저(3) 내부의 공기 품질을 제어하도록 배치된다. 이 공조 시스템(2)은 업스트림 측(21a)과 다운스트림 측(21b)을 가지는 공기 정화 유닛(21)을 포함한다. 공기 정화 유닛(21) 옆에는 공조 시스템(2)이 송풍기(blower) 유닛, 댐퍼(damper) 유닛, 가열 유닛, 냉각 유닛, 가습(humidifying) 유닛 또는 이들의 결합(도 1에는 미도시)과 같은 추가 성분들을 포함할 수 있다. 공조 시스템(2)은 가열, 환기, 및 공조(HVAC) 시스템의 부분일 수 있다.
공기 정화 유닛(21)은 공기 흐름(7)으로부터 입자들을 적어도 부분적으로 제거하기 위한 필터를 포함한다. 그러한 부유 입자들의 예에는 먼지 입자, 검댕 입자, 및 무기물 재(inorganic ash) 입자가 포함된다. 그러한 필터는 주름이 잡힌 중간 필터, 고능률 공기(HEPA: high efficiency particulate air) 필터, 정전(electrostatic) 필터, 또는 이들의 결합일 수 있다. 대안적으로, 공기 정화 유 닛(21)은 공기 흐름(7)으로부터 오염물질을 제거할 수 있는 임의의 유닛일 수 있다. 부유 입자들 외에, 부유 오염물질들의 다른 예에는, 일산화탄소(CO), 질소 산화물(NxOy), 휘발성 유기 화합물, 이산화황(SO2), 및 오존(O3)과 같은 유독성 기체가 포함된다. 이들은 활성화된 카본 필터들, 일정한 타입의 촉매(catalytic) 필터, 화학적으로 주입된(chemically-impregnated) 흡수 필터들, 또는 이들의 결합물에 의해 공기로부터 제거될 수 있다.
도 1에서, 공기 흐름(7)은 공기 정화 유닛(21)을 통과하여 공기 정화 유닛(21)의 다운스트림 측(21b)에 위치한 인클로저(3)로 들어간다. 보통, 공조 시스템(2)은 덕트워크(ductwork)(도 1에는 미도시)를 통해 인클로저(3)에 연결된다. 이 인클로저(3)는, 예컨대 빌딩에 있는 방이거나 차량의 객실일 수 있다. 공기가 인클로저(3)로 들어가는 것은 공조 시스템(2)을 통해 들어가는 것 외의 다른 방식으로도 일어날 수 있다. 예컨대, 인클로저(3)가 방이거나 객실이라면, 공기는 열린 창을 통해 인클로저(3)로 들어갈 수 있다.
공조 시스템(2)은 재순환 모드나 외측 공기 흡입 모드에서 동작하도록 배치된다. 재순환 모드에서, 인클로저(3)로부터의 공기는 공조 시스템(2)을 통해 재순환되고, 이러한 공조 시스템(2)을 통해서 인클로저(3)로 어떠한 외부 공기도 들어가는 것이 허용되지 않는다. 외측 공기 흡입 모드에서 어느 정도까지는 공조 시스템(2)을 통해 인클로저(3)로 외부 공기가 들어가는 것이 허용된다. 외측 공기 흡입 모드는 일반적으로 혼합된 모드인데, 이는 그것이 인클로저(3)로부터의 공기의 재순환과 외부 공기 공급 모두를 공조 시스템(2)의 설정에 의해 결정되는 조정 가능한 혼합비로 포함하기 때문이다.
재순환하는 공기가 공기 정화 유닛(21)을 2회 이상 통과하기 때문에, 재순환하는 공기에서의 부유 입자들(그리고 가능하게는 다른 오염물질도)의 양은 일반적으로, 적어도 공기 정화 유닛(21)이 공기 흐름(7)으로부터 부유 입자들을 제거하는 일정한 능력을 가질 때와, 인클로저(3) 내부에 어떠한 입자 오염원도 존재하지 않을 때, 오직 한번 공기 정화 유닛(21)을 통과한 외부 공기보다 적다. 이와 같이, 인클로저(3)에 들어가는 부유 입자들의 양은, 외부 공기와 공기 흐름(7)에서의 재순환하는 공기 사이의 혼합비의 함수가 되고, 따라서 공조 시스템(2)의 설정을 통해 조정될 수 있다. 공기 흐름(7)에서 재순환하는 공기의 비례해서 증가하는 양은, 공기 흐름(7)에서의 부유 입자의 농도, 특히 인클로저(3) 외부로부터 생기는 부유 입자들의 농도를 감소시킨다. 동시에, 예컨대 이산화탄소, 습기, 휘발성 유기 화합물, 및 냄새와 같은, 인클로저(3) 내부에서 발생되는 부유 오염물질들의 농도는, 적어도 이들 부유 오염물질이 공기 정화 유닛(21)에 의해 공기 흐름(7)으로부터 제거되지 않을 때, 증가한다. 희석에 의해 공기 흐름(7)에서 외부 공기의 비례해서 증가하는 양은, 인클로저(3)로부터 생기는 부유 오염물질들의 공기 흐름(7)에서의 농도를 감소시킨다. 공기 흐름(7)의 전체 부피와 공기 흐름(7)의 외부 공기와 재순환하는 공기 사이의 혼합비 모두를 결정하는 공조 시스템(2) 설정의 적절한 제어는, 인클로저(3) 내부의 안락한 주위 상태를 존속시키면서, 부유 오염물질이 외부로부터 인클로저(3) 내로 들어가는 것과, 인클로저(3) 내부에서 발생되는 부유 오염물질들의 축적을 최소화할 수 있다.
제 1 출력 신호(4)와 제 2 출력 신호(5)는 제어기(13)에 의해 수행되는 결정 프로세스에서 보충 파라미터들로서 사용된다. 제 2 출력 신호(5)는 외측 공기 흡입 모드에서 공조 시스템의 설정을 미세하게 조정하기 위해 사용된다. 그러한 설정의 일 예는 공기의 재순환과 외부 공기의 공급 사이의 비이다. 그러한 설정의 또 다른 예는 팬(fan)의 속도와 같은 공조 시스템(2)을 통한 단위 시간 동안 인클로저(3)에 들어가는 공기 흐름(7)의 부피를 제어하는 설정이다.
제 1 출력 신호(4)는, 그것이 미리 결정된 임계값을 초과할 때 결정 프로세스에서 사용되고, 그러한 경우 결정 프로세스의 결과는 공조 시스템을 재순환 모드로 즉시 바꾸는 것이다. 달리 말하자면, 인클로저(3) 내부로 외부 공기가 들어가게 허용하는 결정은 내부의 공기 오염 수준들에 따라 주로 제 2 출력 신호(5)에 기초하는데 반해, 제 1 출력 신호(4)는 기본적으로 갑자기 증가하는 외부 공기 오염 수준들에 응답하여, 공조 시스템(2)을 재순환 모드로 바꾸기 위한 스위치 신호로서의 역할을 한다. 제 1 출력 신호(4)와 제 2 출력 신호(5)의 선택적인 사용에 의해, 제어기(13)는 인클로저(3)에 적어도 최소량의 외부 환기 공기를 공급하고, 인클로저(3) 내부의 온도, 습도, 및 이산화탄소 수준들과 같은 안락하고 안전한 주위 상태를 유지하면서, 인클로저(3) 내부의 사람들이 부유 오염물질들에 노출되는 것을 최소화하는 것과 같이, 공조 시스템(2)의 설정을 신속하게 조정할 수 있게 된다.
제어기(13)는 전자 신경망 및/또는 전자 퍼지 로직 유닛과 같은 결정 프로세스를 지원하기 위한 수단을 임의로 포함할 수 있다. 더 나아가 제어기(13)는, 예컨 대 온도 감지 유닛으로부터 및/또는 습기 감지 유닛 및/또는 이산화탄소 감지 유닛으로부터뿐만 아니라, 다른 감지기 유닛들로부터 출력 신호들을 임의로 수신할 수 있다.
도 2a의 제 1 감지 유닛(11)은 제 1 감지기(111)와 제 1 데이터 평가 유닛(112)을 포함한다. 제 1 감지기(111)는 대기중의 일정한 기체들의 농도 변화 속도에 기초한 출력 신호(4')를 발생시키도록 배치되는 기체 감지기이다. 대안적으로, 제 1 감지기(111)는 일정한 부유 오염물질들의 농도에 기초한 출력 신호를 발생시키도록 배치되는 임의의 감지기일 수 있다. 출력 신호(4')는 제 1 데이터 평가 유닛(112)에 의해 처리되고, 이 제 1 데이터 평가 유닛(112)은 출력 신호(4')에 기초한 제 1 출력 신호(4)를 발생시킨다. 기체 감지기는 외부 공기 기체 오염 수준의 변화에 신속하게 반응하도록 배치된다. 따라서 제어기(13)를 통해, 공조 시스템(2)은 외부 공기 품질이 신속하게 떨어지는 것에 응답하여 재순환 모드로 즉시 바뀔 수 있어, 이를 통해 외부의 공기 오염물질이 인클로저(3)로 들어가는 것을 대부분 방지한다.
도 2b의 제 2 감지 유닛(12)은 제 2 감지기(121)와 제 2 데이터 평가 유닛(122)을 포함한다. 제 2 감지기(121)는 일정한 부유 입자들의 절대 농도에 기초한 출력 신호(5')를 발생시키도록 배치되는 입자 감지기이다. 대안적으로, 제 2 감지기(121)는 일정한 부유 오염물질들의 농도에 기초한 출력 신호를 발생시키도록 배치되는 임의의 감지기일 수 있다. 출력 신호(5')는 제 2 데이터 평가 유닛(122)에 의해 처리되고, 이 제 2 데이터 평가 유닛(122)은 출력 신호(5')에 기초한 제 2 출력 신호(5)를 발생시킨다.
특별한 일 실시예에서는, 제 2 감지기(121)가 초미립자 감지기이다. 초미립자 감지기는 대기 중의 초미립자들의 절대 농도를 평가하기에 적합하다. 본 발명의 상황에서는, 초미립자가 약 10㎚와 약 2.5㎛ 사이의 등가 직경을 지닌 입자이다. 초미립자 감지기들의 예는 WO 2006/016346A1과 WO 2006/016345A1에 설명된다.
도 3에 도시된 것처럼, 제 1 감지 유닛(11)은 공기 정화 유닛(21)의 업스트림 측(21a)에서의 공기의 제 1 측정을 수행하도록 배치된다. 비록 도 3에서, 완전한 제 1 감지 유닛(11)이 공조 시스템(2) 내부에 존재하는 것으로 도시되어 있지만, 공조 시스템(2) 내부에 존재하는 제 1 감지기(111)만을 가질 수 있거나, 제 1 감지 유닛(11)에 의해 측정되는 공기가 공기 정화 유닛(21)의 업스트림 측(21a)에 존재하는 한, 공조 시스템(2)의 외측 공기 흡입구에서 또는 공조 시스템(2)의 외측 공기 흡입구 부근에서와 같이, 공조 시스템(2)의 외부에 완전한 제 1 감지 유닛(11)을 가질 수도 있다.
도 4에 도시된 것처럼, 제 2 감지 유닛(12)은 공기 정화 유닛(21)의 다운스트림 측(21a)에서 공기의 제 2 측정을 수행하도록 배치된다. 도 4a에 도시된 제 1 실시예에서는, 제 2 감지 유닛(12)이 공조 시스템(2) 내부에서 제 2 측정을 수행하도록 배치된다. 비록 도 4a에서, 완전한 제 2 감지 유닛(12)이 공조 시스템(2) 내부에 존재하는 것으로 도시되어 있지만, 이 실시예는 그러한 배치에 국한되지 않는다. 공조 시스템(2) 내부에 제 2 감지기(121)만이 존재하도록 하거나, 공조 시스템(2) 외부에 완전한 제 2 감지 유닛(12)을 가지고 공기 정화 유닛(21)의 다운스트림 측(21b)에서 공조 시스템(2)의 부분으로부터 제 2 감지 유닛(12)으로의 공기를 덕트(duct)하기 위한 수단을 사용하게 할 수도 있다. 이 실시예에서, 제 1 출력 신호(4)와 제 2 출력 신호(5)는 그것들의 상호 일관성과 적합성에 대해 체크될 수 있어, 이를 통해 초기 결함 진단과 결정 프로세스의 신뢰성 증가를 얻게 된다. 이 실시예는 특히 인클로저(3) 내부에 어떠한 공기 오염원도 존재하지 않을 때 유용하다. 이 실시예는 또한, 공기 정화 유닛(21)이 제 2 감지 유닛(12)으로부터의 응답을 또한 야기하는 공기로부터의 오염 종들을 적어도 부분적으로 제거할 수 있는 경우, 공기 정화 유닛(21)의 기능성을 체크하는 데 있어서 유용하다.
도 4b에 도시된 제 2 실시예에서, 제 2 감지 유닛(12)은 인클로저(3) 내부에서 제 2 측정을 수행하도록 배치된다. 이 실시예는 공기 오염원이 인클로저(3) 내부에 존재할 때 특히 유용하다. 이 경우, 제 2 출력 신호(5)는 제 1 출력 신호(4)와 반드시 상관될 필요는 없고, 제 2 감지 유닛(12)이 공조 시스템(2)을 통해 인클로저(3)로 들어가지 않은 높은 농도의 일정한 부유 오염물질의 존재를 시그널링할 때, 공조 시스템(2)이 외측 공기 흡입 모드로 스위칭될 수 있다.
본 발명이 도면과 전술한 설명에서 예시되고 설명되었지만, 그러한 예시와 설명은 제한적이 아닌 예시적이거나 전형적인 것으로 간주되어야 하며, 본 발명은 개시된 실시예에 제한되지 않는다. 도면, 개시물, 및 첨부된 청구항들의 연구로부터 당업자에 의해, 주장된 본 발명을 실시하는 데 있어서 개시된 실시예들의 변형예가 이해되고 실행될 수 있다. 청구항에서, "포함하는"이라는 단어는 다른 요소들을 배제하지 않고, "하나의"란 표현은 복수의 존재를 배제하지 않는다. 일정한 방 법이 서로 상이한 종속 청구항에서 인용되고 있다는 단순한 사실은, 이러한 방법의 결합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 암시하는 것은 아니다. 청구항에서 임의의 참조 표시(reference sign)는 그 범주를 제한하는 것으로 해석하지 말아야 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 차량의 객실과 같은 인클로저의 공조 시스템을 제어하는 분야에 이용 가능하다.

Claims (8)

  1. 공조 시스템(2)을 제어하기 위한 제어 시스템(1)으로서,
    상기 공조 시스템(2)은 업스트림 측(upstream side)(21a)과 다운스트림 측(downstream side)(21b)을 가지는 공기 정화 유닛(21)을 포함하고, 상기 공기 정화 유닛(21)은 상기 공기 정화 유닛(21)의 다운스트림 측(21b)에 위치한 인클로저(3) 내로 공기 흐름(7)을 통과시키도록 배치되고, 상기 공조 시스템(2)은 재순환 모드에서 동작하거나 외측 공기 흡입(outside-air-inlet) 모드에서 동작하도록 배치되며, 상기 제어 시스템(1)은 제 1 감지 유닛(11)과 제어기(13)를 포함하고, 상기 제 1 감지 유닛(11)은 상기 공기 정화 유닛(21)의 업스트림 측(21a)에서의 공기에서 수행된 제 1 측정에 기초한 제 1 출력 신호(4)를 발생시키도록 배치되며, 상기 제어기(13)는 제 1 출력 신호(4)가 미리 결정된 임계값을 초과할 때 상기 공조 시스템(2)을 재순환 모드로 바꾸도록 배치되는, 제어 시스템에 있어서,
    상기 제어 시스템(1)은 상기 공기 정화 유닛(21)의 다운스트림 측(21b)에서의 공기에서 수행된 제 2 측정에 기초한 제 2 출력 신호(5)를 발생시키도록 배치되는 제 2 감지 유닛(12)을 더 포함하고, 상기 제어기(13)는 제 2 출력 신호(5)에 기초한 상기 공조 시스템(2)의 설정을 미세하게 조정하도록 추가로 배치되고,
    상기 제 2 감지 유닛(12)은 상기 인클로저(3) 내에서 상기 제 2 측정을 수행하도록 배치되고,
    상기 공기 정화 유닛(21)은, 상기 공기 흐름(7)으로부터 상기 제 2 감지 유닛(21)이 반응하는 오염물질(pollutant)을 적어도 부분적으로 제거하도록 배치되고,
    상기 외측 공기 흡입 모드는 외측 공기의 공급 및 상기 인클로저(3)로부터의 공기의 재순환을 포함하고,
    상기 공조 시스템이 상기 외측 공기 흡입 모드에서 동작할 때, 상기 제어기(13)가, 상기 공기 정화 유닛(21)의 다운스트림 측(21b)의 상기 인클로저 내에서 수행되는 상기 제 2 측정에 의해 생성되는 상기 제 2 출력 신호(5)에 기초해서, 상기 공기 흐름에서의 외측 공기와 재순환하는 공기 사이의 혼합비를 조정하는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템을 제어하기 위한 제어 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 감지 유닛(12)은 상기 공조 시스템(2) 내부에서 상기 제 2 측정을 수행하도록 배치되는, 공조 시스템을 제어하기 위한 제어 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 감지 유닛(11)은 기체 감지기(111)를 포함하는, 공조 시스템을 제어하기 위한 제어 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 감지 유닛(12)은 입자 감지기(121)를 포함하는, 공조 시스템을 제어하기 위한 제어 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 공기 정화 유닛(21)은 입자 필터를 포함하고, 상기 입자 감지기(121)는 초미립자 감지기인, 공조 시스템을 제어하기 위한 제어 시스템.
  8. 제 1항에 따른 제어 시스템(1)과 객실(cabin)을 포함하는 차량(vehicle)으로서, 인클로저(3)가 상기 객실인, 차량.
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