KR101574682B1 - 실내 급배기 연계 실험실용 흄 후드 시스템 - Google Patents

실내 급배기 연계 실험실용 흄 후드 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실내 급배기 연계 실험실용 흄 후드 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 내부에 실험공간이 형성되어, 슬라이딩도어에 의하여 개방되고, 작업중 작업자에게 노출되는 유해화학물질 또는 오염물질이 배출되며, 실험실(1) 내부에 설치되는 흄 후드(fume hood)를 포함하는 실험실용 흄 후드 시스템에 있어서, 내부에 배기정압센서(111) 및 배기필터(112)가 설치되어 있는 배기덕트(113)를 통해 내기를 배기하는 배기팬(110)과; 전면에 슬라이드 개방되는 슬라이딩도어(121)가 설치되고, 상기 슬라이딩도어(121)의 개폐 여부 또는 정도를 측정하는 위치측정장치(122)가 설치되며, 내부에 유속을 측정하는 유속센서(123)가 설치되어 있으며 유량을 조절하는 배기비례제어댐퍼(124) 및 배기부스터팬(125)이 연속으로 설치된 흄후드배기덕트(126)를 통하여 상기 배기덕트(113)와 연결되어 있는 복수 개의 흄후드(120)와; 상기 실험실(1) 내부에 각 흄후드(120)에 대응되어 각 흄후드(120)의 위치측정장치(122), 유속센서(123), 배기비례제어댐퍼(124) 및 배기부스터팬(125)과 전기적으로 연결되어 위치측정장치(122), 유속센서(123)에 의해 입력된 데이터에 따라 배기비례제어댐퍼(124) 및 배기부스터팬(125)의 작동을 제어하는 개별후드제어부(130)와; 내부에 급기정압센서(141)가 설치되어 있는 중앙급기덕트(142)를 통해 외기를 급기하는 급기장치와; 상기 중앙급기덕트(142)와 연결된 채 개별 실험실(1)에 외기를 공급하며, 관로상에 급기 유량을 조절하는 급기비례제어댐퍼(151) 및 급기부스터팬(152)이 연속으로 설치되어 있는 실험실급기덕트(150)와; 실험실(1) 내부와 외부의 차압을 감지하도록 실험실(1)별 내부 및 외부에 연결되어 설치되어 있는 실간차압센서(160)와; 배기정압센서(111), 배기팬(110), 개별후드제어부(130), 급기장치, 급기정압센서(141), 급기비례제어댐퍼(151), 실간차압센서(160)와 전기적으로 연결되어 배기팬(110)과 급기장치의 작동을 제어하여 급기 및 배기를 제어하되, 배기정압센서(111)를 통해 배기 정압 변동을 감지하여 배기팬(110)의 작동을 제어하여 배기량을 조절하고, 실간차압센서(160)를 통해 배기에 따른 실간 차압을 감지하여 급기장치 및 급기비례제어댐퍼(151)를 제어하여 급기량을 조절하도록 이루어진 중앙제어부(170);를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 개별후드제어부를 통해 개별 흄후드의 사용 여부, 도어의 개방 여부 및 정도에 따른 배기시 면속도를 일정하게 제어하고, 중앙제어부를 통해 개별 흄후드 사용에 따른 전체 배기를 조절하도록 하는 것에서 더 나아가 실내외의 차압을 감지하여 중앙제어부는 차압에 따른 개별 실험실 별 급기를 제어할 수 있도록 함으로써 보다 통합적인 제어가 가능하고, 이를 통해 에너지 절감 효과를 극대화시킬 수 있다.

Description

실내 급배기 연계 실험실용 흄 후드 시스템{Fume hood system for laboratory with indoor suction and exhaust}
본 발명은 실험실용 흄 후드(실험실용 배기기) 시스템에 관한 것으로, 특히 실내 급기 및 배기와 변풍량 방식으로 연계된 CRS(Close Range system) 방식으로 이루어져 에너지 절감을 극대화시키고, 실험 환경 변화에 따라 급배기량을 능동적으로 가변 대처할 수 있도록 한, 실내 급배기 연계 실험실용 흄 후드 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 유해화학물질을 취급하는 장소에서 근로자의 유해물질 노출을 저감시키기 위한 방법으로 국소 배기장치를 적용하게 되며, 특히 실험실에서는 부스형 후드 형태인 흄 후드가 가장 일반적으로 많이 사용되고 있다.
종래의 흄 후드는 일명 CAV 방식으로 배기량에 따라 개별 급기 팬을 설치하여 후드 사용 여부에 따라 급기 팬의 온오프 제어하고, 급기 풍량은 흄 후드 사용에 따라 배기되는 양만큼 실내 급기되고, 실별 온도는 천정에 설치된 냉난방기기로 제어되었다.
그러나, 이 경우 흄 후드의 사용에 따른 급기가 냉난방기와 별도로 설치되기 때문에 급기되는 외기로 인해 실내 냉난방 효율이 저하되는 문제점이 있으며, 외기와의 온도 차로 인해 급기 덕트 및 디퓨저에 결로가 발생하는 문제가 있고, 외기로 인해 콜드 드래프트(cold draft: 냉난방이 안된 공기가 인체와 접촉시 느껴지는 불쾌감) 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
더욱이, 배기팬의 동력이 고정되어 있으므로 전면 슬라이드의 개폐로 인하여 개구 면적이 변화하는 경우나 국소 배기장치 라인중 개별 후드의 가동률이 일정치 않은 경우 면속도에 변화가 발생하게 되고 면속도 변화에 따라 와류 발생으로 인해 오염된 공기나 유해 물질이 실험공간 밖으로 유출되는 문제점까지 일으키게 된다.
이러한 문제점을 해소하기 위한 기술로 면속도 제어 및 VAV 시스템이 사용되었다.
이 방식은 흄 후드에 면속도 제어기를 설치하여 흄 후드 샤시 개폐에 따라 후드에 연결된 VAV와 연동되어 일정 면풍속을 유지시키도록 하였다.
이 기술은 각각의 개별 흄 후드마다 급배기, VAV, 배기 팬을 개별 설치하여 제어하고, 배기 팬은 인버터를 설치하여 후드 배기 풍량에 따라 제어한다.
이 기술은 후드 면속도 제어기 설치로 급배기 풍량을 감소시켜 에너지 손실을 줄일 수 있고, 배기 팬의 인버터 제어 및 VAV 제어를 통해 필요 이상의 풍량이 배기되지 않도록 하는 장점을 갖는다.
하지만, 하나의 실험실에 다수의 흄 후드가 설치되거나, 여러 실험실이 구비된 건물 전체로 볼 때 급배기 공조 시스템과 VAV 유닛의 제어 시스템이 분리되어 있기 때문에 통합 제어에 어려움이 있다.
또한, VAV유닛, VAV 구동기, 면속도 제어기, 플로우 메터가 모두 개별적으로 설치되기 때문에 설비 단가가 높아지고, 시공이 복잡해지는 문제점도 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위한 기술로, "실험실 후드의 일정 면속도 제어 장치 및 일정 면속도 제어 방법"(한국 등록특허공보 제10-0859174호, 특허문헌 1)은 개별 후드마다 비례 제어 댐퍼를 설치하여 개별 후드의 가동 여부에 따라 배기량을 조절하여 일정한 후드의 면속도를 유지하도록 하였다.
또, 개별후드 댐퍼 개방 정도에 따른 전체 배기란의 정압 변동을 측정하여 전체 배기라인의 설정 정압 범위에 들도록 배기팬을 조절함으로써 전체적인 배기가 이루어지도록 하여 에너지 절감이 이루어질 수 있게 하였다.
하지만, 특허문헌 1은 종래의 CAV 방식과 같이 배기만을 통합 제어하도록 이루어져 있을 뿐, 급기는 냉난방과 별도로 이루어짐에 따라 공급되는 외기로 인한 냉난방 효율 저하 문제는 해결하지 못했다.
KR 10-0859174 (2008.09.11)
본 발명의 실내 급배기 연계 실험실용 흄 후드 시스템은 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 개별후드제어부를 통해 개별 흄후드의 사용 여부, 도어의 개방 여부 및 정도에 따른 배기시 면속도를 일정하게 제어하고, 중앙제어부를 통해 개별 흄후드 사용에 따른 전체 배기를 조절하도록 하는 것에서 더 나아가 실내외의 차압을 감지하여 중앙제어부는 차압에 따른 개별 실험실 별 급기를 제어할 수 있도록 함으로써 보다 통합적인 제어가 가능하고, 이를 통해 에너지 절감 효과를 극대화시키려는 것이다.
특히, 급기장치는 냉난방장치가 구비된 공조기로 구성됨으로써 흄후드 사용에 따른 외기 공급을 실내 온도에 따라 선택적으로 냉각 또는 가열된 공기가 되도록 함으로써 배기에 따른 외기가 온도 조절된 공기가 되도록 하여 에너지 절감 효과를 극대화시킬 수 있게 하려는 것이다.
더불어, 흄후드의 슬라이딩도어 주변 벽면에는 패킹이 설치되어 실험공간 내부와 외부를 차단시켜 실험실 내부의 안전도를 높일 수 있게 하려는 것이다.
또한, 슬라이딩도어는 보빈에 권취된 와이어와 연결되고, 와이어 타단에는 추를 설치하여 슬라이딩도어 개방 후 서서히 닫힐 수 있게 함으로써 배기팬의 이상 작동을 방지하여 시스템 안정성을 향상시키려는 것이다.
본 발명의 실내급배기 연계 실험실용 흄 후드 시스템은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 내부에 실험공간이 형성되어, 슬라이딩도어에 의하여 개방되고, 작업중 작업자에게 노출되는 유해화학물질 또는 오염물질이 배출되며, 실험실(1) 내부에 설치되는 흄 후드(fume hood)를 포함하는 실험실용 흄 후드 시스템에 있어서, 내부에 배기정압센서(111) 및 배기필터(112)가 설치되어 있는 배기덕트(113)를 통해 내기를 배기하는 배기팬(110)과; 전면에 슬라이드 개방되는 슬라이딩도어(121)가 설치되고, 상기 슬라이딩도어(121)의 개폐 여부 또는 정도를 측정하는 위치측정장치(122)가 설치되며, 내부에 유속을 측정하는 유속센서(123)가 설치되어 있으며 유량을 조절하는 배기비례제어댐퍼(124) 및 배기부스터팬(125)이 연속으로 설치된 흄후드배기덕트(126)를 통하여 상기 배기덕트(113)와 연결되어 있는 복수 개의 흄후드(120)와; 상기 실험실(1) 내부에 각 흄후드(120)에 대응되어 각 흄후드(120)의 위치측정장치(122), 유속센서(123), 배기비례제어댐퍼(124) 및 배기부스터팬(125)과 전기적으로 연결되어 위치측정장치(122), 유속센서(123)에 의해 입력된 데이터에 따라 배기비례제어댐퍼(124) 및 배기부스터팬(125)의 작동을 제어하는 개별후드제어부(130)와; 내부에 급기정압센서(141)가 설치되어 있는 중앙급기덕트(142)를 통해 외기를 급기하는 급기장치와; 상기 중앙급기덕트(142)와 연결된 채 개별 실험실(1)에 외기를 공급하며, 관로상에 급기 유량을 조절하는 급기비례제어댐퍼(151) 및 급기부스터팬(152)이 연속으로 설치되어 있는 실험실급기덕트(150)와; 실험실(1) 내부와 외부의 차압을 감지하도록 실험실(1)별 내부 및 외부에 연결되어 설치되어 있는 실간차압센서(160)와; 배기정압센서(111), 배기팬(110), 개별후드제어부(130), 급기장치, 급기정압센서(141), 급기비례제어댐퍼(151), 실간차압센서(160)와 전기적으로 연결되어 배기팬(110)과 급기장치의 작동을 제어하여 급기 및 배기를 제어하되, 배기정압센서(111)를 통해 배기 정압 변동을 감지하여 배기팬(110)의 작동을 제어하여 배기량을 조절하고, 실간차압센서(160)를 통해 배기에 따른 실간 차압을 감지하여 급기장치 및 급기비례제어댐퍼(151)를 제어하여 급기량을 조절하도록 이루어진 중앙제어부(170);를 포함하여 구성된다.
상기한 구성에 있어서, 상기 급기장치는 상기 중앙급기덕트(142)가 연결된 부분의 반대 측에 외기가 유입되는 유입덕트(142a)가 연결되어 있으며, 상기 급기장치는 상기 유입덕트(142a) 측으로부터 내부에 외기를 냉각시키는 냉각장치(143), 외기를 가열시키는 가열장치(144)가 내장되어 있고, 상기 중앙급기덕트(142)와 인접한 내측에 중앙급기덕트(142)로 급기시키기 위한 급기팬(140)가 설치되어 있는 냉난방 공조기로 이루어진 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 유입덕트(142a)와 중앙급기덕트(142)에는 온도감지기(145)가 설치되어 있고, 온도감지기(145)는 상기 중앙제어부(170)와 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 중앙제어부(170)는 두 온도감지기(145)에서 측정된 온도에 따라 냉각장치(143) 및 가열장치(144)를 선택적으로 작동시켜 실험실급기덕트(150)로 냉각 또는 가열된 외기를 공급하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
또, 상기 흄후드(120)는 슬라이딩도어(121)가 슬라이딩되는 벽면에 패킹(128)이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 흄후드(120)의 슬라이딩도어(121)는 보빈(129a)에 의해 권취된 와이어(129)가 연결되어 있고, 상기 와이어(129)의 타측 단부에는 추(127)가 설치되어 있어 슬라이딩도어(121)가 상향 슬라이딩되어 개방된 후 추(127)의 하중에 의해 저항을 받으면서 하향 슬라이딩 이동하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 개별후드제어부를 통해 개별 흄후드의 사용 여부, 도어의 개방 여부 및 정도에 따른 배기시 면속도를 일정하게 제어하고, 중앙제어부를 통해 개별 흄후드 사용에 따른 전체 배기를 조절하도록 하는 것에서 더 나아가 실내외의 차압을 감지하여 중앙제어부는 차압에 따른 개별 실험실 별 급기를 제어할 수 있도록 함으로써 보다 통합적인 제어가 가능하고, 이를 통해 에너지 절감 효과를 극대화시킬 수 있게 된다.
특히, 급기장치는 냉난방장치가 구비된 공조기로 구성됨으로써 흄후드 사용에 따른 외기 공급을 실내 온도에 따라 선택적으로 냉각 또는 가열된 공기가 되도록 함으로써 배기에 따른 외기가 온도 조절된 공기가 되도록 하여 에너지 절감 효과를 극대화시킬 수 있게 된다.
더불어, 흄후드의 슬라이딩도어 주변 벽면에는 패킹이 설치되어 실험공간 내부와 외부를 차단시켜 실험실 내부의 안전도를 높일 수 있게 된다.
또한, 슬라이딩도어는 보빈에 권취된 와이어와 연결되고, 와이어 타단에는 추를 설치하여 슬라이딩도어 개방 후 서서히 닫힐 수 있게 함으로써 배기팬의 이상 작동을 방지하여 시스템 안정성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 실내 급배기 연계 실험실용 흄 후드 시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에서 급기장치가 공조기로 이루어진 상태에서의 구성도.
도 3은 본 발명의 구성요소인 흄후드에 패킹이 설치된 예를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 구성요소인 흄후드의 슬라이딩도어가 추가 연결된 와이어에 의해 작동하도록 이루어진 것을 나타낸 측단면 개략도.
도 5는 본 발명의 실내 급배기 연계 실험실용 흄 후드 시스템을 나타낸 블록도.
본 발명의 실내 급배기 연계 실험실용 흄 후드 시스템은 내부에 실험공간이 형성되어, 슬라이딩도어에 의하여 개방되고, 작업중 작업자에게 노출되는 유해화학물질 또는 오염물질이 배출되며, 실험실(1) 내부에 설치되는 흄 후드(fume hood)를 포함하는 실험실용 흄 후드 시스템에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 실내 급배기 연계 실험실용 흄 후드 시스템에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실내 급배기 연계 실험실용 흄 후드 시스템은 크게 배기팬(110), 흄후드(120), 개별후드제어부(130), 급기장치, 실험실급기덕트(150), 실간차압센서(160), 중앙제어부(170)를 포함하여 구성되어 있다.
배기팬(110)은 흄후드(120)마다 연결되어 있는 흄후드배기덕트(126)와 연결된 배기덕트(113)의 말단에 설치되어 통합적인 배기가 이루어지도록 되어 있다.
아울러, 배기팬(110)은 하나 또는 도면에 도시된 것처럼 복수 개로 구성될 수 있다.
이러한 배기팬(110)은 도면에 나타난 바와 같이 중앙제어부(170)와 전기적으로 연결되어 중앙제어부(170)의 제어에 의해 작동하도록 이루어져 있다.
배기팬(110)이 설치된 배기덕트(113)의 내부에는 도시된 바와 같이 내부에 배기정압센서(111) 및 배기필터(112)가 설치되어 있어 전체 배기라인의 정압 변동을 측정하도록 이루어져 있으며, 배기라인 중의 유해물질을 필터링하도록 되어 있다.
이때, 배기정압센서(111) 역시 중앙제어부(170)와 전기적으로 연결되어 측정된 정압변동 데이터를 중앙제어부(170)에 제공하게 된다.
흄후드(120)는 개별 또는 복수의 실험실(1)에 개별 또는 복수로 설치되는 것으로 도 1, 3, 4에 도시된 바와 같이 전면에 슬라이드 개방되는 슬라이딩도어(121)가 설치되어 있다.
흄후드(120)의 일측에는 상기 슬라이딩도어(121)의 개폐 여부 또는 정도를 측정하는 위치측정장치(122)가 설치되어 있다.
위치측정장치(122)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 와이어(129)나 보빈(129a), 테이블 등에 설치되어 슬라이딩도어(121)의 이동을 직접적으로 인지하도록 하거나, 와이어(129)의 이동을 통해 간접적으로 인지하도록 하는 다양한 수단이 적용될 수 있다.
또는, 슬라이딩도어(121)를 자동으로 작동시키는 경우 1단, 2단, 3단과 같은 조절 스위치로 구성될 수도 있다.
이러한 구성에서 위치센서나 조절 스위치는 개별후드제어부(130)와 전기적으로 연결되어 개별후드제어부(130)가 슬라이딩도어(121)의 개방 유무, 개방 정도를 인지하도록 되어 있다.
아울러, 흄후드(120)는 내부나 외부 또는 흄후드배기덕트(126)에 유속센서(123)가 설치되어 있으며, 이 유속센서(123) 역시 개별후드제어부(130)와 전기적으로 연결되어 개별후드제어부(130)가 흄후드(120)에서의 유속을 인지하도록 되어 있다.
한편, 흄후드(120)의 상부에는 흄후드(120) 내부의 실험 공간과 연통되는 흄후드배기덕트(126)가 설치되어 있다.
이 흄후드배기덕트(126)는 상기 배기덕트(113)와 연결되어 있다.
흄후드배기덕트(126)에는 도시된 바와 같이 도시된 바와 같이 유량을 조절하는 배기비례제어댐퍼(124) 및 배기부스터팬(125)이 연속으로 설치되어 있다.
이 배기비례제어댐퍼(124) 및 배기부스터팬(125) 역시 개별후드제어부(130)와 전기적으로 연결되어 개별후드제어부(130)의 제어에 의해 온오프가 이루어지며, 특히 배기비례제어댐퍼(124)의 배기량이 조절되도록 이루어져 있다.
이때, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 흄후드배기덕트(126)의 입구측에는 VOCs 등을 분리할 수 있도록 케미컬필터(124a)가 설치될 수 있다.
아울러, 흄후드(120)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 슬라이딩도어(121)가 슬라이딩되는 벽면에 패킹(128)이 설치되어 있는 것이 바람직하다.
패킹(128)은 슬라이딩도어(121)가 완전히 하강한 상태에서 내부의 실험공간과 그 밖의 실험실 공간을 분리시켜 안전한 실험이 가능하도록 하는 것은 물론, 흄후드(120) 미사용시의 실험실 내부 환경 변화에 따라 슬라이딩도어(121)가 설치되는 부분의 개구부 공기 변화를 발생시키지 않도록 함으로써 불필요한 급배기 작동 및 흄후드의 배기비례제어댐퍼(124) 및 배기부스터팬(125) 작동이 이루어지지 않게 하여 전력 소모를 절감할 수 있게 된다.
아울러, 도 3, 4에 도시되어 있는 바와 같이 상기 흄후드(120)의 슬라이딩도어(121)는 보빈(129a)에 의해 권취된 와이어(129)가 연결되어 있고, 상기 와이어(129)의 타측 단부에는 추(127)가 설치되어 있어 슬라이딩도어(121)가 상향 슬라이딩되어 개방된 후 추(127)의 하중에 의해 저항을 받으면서 하향 슬라이딩 이동하도록 이루어질 수 있다.
이는 추(127)의 하중에 의한 저항으로 인해 슬라이딩도어(121)가 감속된 상태로 하향 이동하도록 하여 개방된 부분에서의 급격한 공기 흐름이 발생하지 않도록 하여 면속도 변화를 최소화하여 배기비례제어댐퍼(124) 및 배기부스터팬(125)를 경제적이고 효율적으로 작동할 수 있게 해준다.
또, 일반적인 종래의 흄후드의 경우 슬라이딩도어에 스위치가 부착되거나 스토퍼가 구비되어 실험자가 임의로 열거나 닫거나, 열린 정도를 조절하고, 이 상태가 유지되도록만 되어 있어 흄후드 사용 중 실수로 슬라이딩도어를 개방시켜 놓을 경우 주변 환경 변화에 의해 개방된 부분에서 공기의 흐름이 발생할 경우 개별후드제어부(130)가 배기비례제어댐퍼(124) 및 배기부스터팬(125)를 작동시키게 되고 이로 인해 중앙제어부(170)는 배기팬(110) 및 급기장치를 작동시켜 불필요한 급배기가 발생하게 되는데, 상기와 같이 와이어(129)와 추(127)를 이용한 구성을 부가하여 갖추게 되면, 미도시된 타이머나 스위치 설정 등에 의해 일정 시간이 지나면 자동으로 스토퍼의 작동이 멈춰진 채 슬라이딩도어(121)가 천천히 하향 이동하게 되어 불필요한 급배기 작동이 이루어지지 않게 해주게 된다.
개별후드제어부(130)는 컨트롤 패널로써 내부에 CPU와 같은 연산장치, 메모리와 같은 저장장치가 구비되며, 외부로는 디스플레이 패널과 같은 출력장치 및 버튼과 같은 입력장치가 구비되어 있다.
개별후드제어부(130)는 상술한 바와 같이 상기 실험실(1) 내부에 각 흄후드(120)에 대응되어 각 흄후드(120)의 위치측정장치(122), 유속센서(123), 배기비례제어댐퍼(124) 및 배기부스터팬(125)과 전기적으로 연결되어 위치측정장치(122), 유속센서(123)에 의해 입력된 데이터에 따라 배기비례제어댐퍼(124) 및 배기부스터팬(125)의 작동을 제어하여 일정한 면속도를 유지할 수 있게 해준다.
면속도를 조절하기 위한 개별후드제어부(130)의 제어 방식을 보다 구체적으로 설명하면 유속센서(123)에서 측정된 유속과, 위치측정장치(122)를 통한 슬라이딩도어(121) 위치에 따른 개방된 단면적을 계산하여 그 데이터를 이용하여 슬라이딩도어(121) 측 개구부에서의 배기량을 산출하고, 산출된 개구 단면적 값을 이용하여 평균 포집 속도(면속도)를 산출하도록 할 수 있다.
아울러, 이렇게 계산된 면속도와 사용자 설정 면속도, 통상적으로 0.4 ~ 0.5m/s와의 차이를 비교하여 개구된 면적 값과 설정 면속도로부터 필요 배기량을 산출하여 필요 배기량의 범위에서 상기 배기비례제어댐퍼(124) 및 배기부스터팬(125)이 작동되도록 제어할 수 있다.
더불어, 이러한 작동 유무 및 작동 상태는 중앙제어부(170)로 전송하여 중앙제어부(170)의 제어에 활용된다.
이러한 제어에 있어 특허문헌 1과 같이 덕트의 면적을 기초로 면속도를 산출하여 제어할 수도 있으나, 보다 바람직하기로는 상술한 것처럼 슬라이딩도어(121)가 설치된 부분의 개구된 면적을 기초로 면속도의 산출 및 제어가 이루어지도록 하여 면속도가 보다 정확히 조절될 수 있게 함이 바람직하다.
급기장치는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 내부에 급기정압센서(141)가 설치되어 있는 중앙급기덕트(142)를 통해 외기를 급기하도록 이루어져 있다.
이러한 급기장치는 단순한 구성으로는 하나 또는 복수의 급기팬으로 구성될 수 있다.
아울러, 급기장치 역시 중앙제어부(170)와 전기적으로 연결되어 중앙제어부(170)의 제어에 의해 작동될 수 있다.
이러한 급기장치가 설치됨에 따라 종래와 달리 급기와 배기가 동시에 제어되어 효율적인 급배기 조절을 통해 급배기로 인한 에너지 손실을 저감시킬 수 있게 된다.
보다 바람직하기로는 냉난방 장치가 구비된 공조기로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.
이 경우 냉난방과 급기가 통합됨으로써 냉방 난방의 효율을 향상시키게 된다.
구체적으로 도 2의 실시예를 살펴보면 공조기로 이루어진 급기장치는 일측은 실내측에 해당되는 중앙급기덕트(142)가 연결된 부분의 반대 측에 실외측에 해당되어 외기가 유입되는 유입덕트(142a)가 연결되어 있다.
아울러, 내부에 외기를 냉각시키는 냉각장치(143), 외기를 가열시키는 가열장치(144)가 내장되어 있다.
이때의 냉각장치(143) 및 가열장치(144)는 중앙제어부(170)의 제어에 의해 함께 제어됨이 바람직하다.
또, 상기 중앙급기덕트(142)와 인접한 내측에 중앙급기덕트(142)로 급기시키기 위한 급기팬(140)이 설치되어 있다.
급기팬(140) 역시 중앙제어부(170)와 전기적으로 연결되어 제어된다.
이때, 상기 유입덕트(142a)와 중앙급기덕트(142)에는 온도감지기(145)가 설치되어 있고, 온도감지기(145)는 상기 중앙제어부(170)와 전기적으로 연결되어 중앙제어부(170)에 공조기를 전후로 한 온도 데이터를 제공하도록 되어 있다.
이에 따라 중앙제어부(170)는 두 온도감지기(145)에서 측정된 온도에 따라 냉각장치(143) 및 가열장치(144)를 선택적으로 작동시켜 실험실급기덕트(150)로 냉각 또는 가열된 외기를 선택적으로 공급하게 된다.
이러한 구성은 흄후드(120) 작동에 의해 실험실 내부 환경이 배기를 통해 감압되는 환경에서 냉난방과 관련 없는 외기가 급기되는 방식과 차별되며, 실내 냉난방을 위한 냉난방 설비가 흄후드 급기와 통합되어 제어되어 냉난방 효율이 향상된다.
상술한 공조기 구성에서 도 2와 같이 유입덕트(142a)에는 외기공급댐퍼(146)가 중앙제어부(170)와 전기적으로 연결된 채 설치되어 외기의 유입 여부를 조절할 수 있도록 되어 있다.
또, 공조기 내부에는 동파방지코일(148)이 설치되어 공조기 내부의 동파를 방지함은 물론, 동파방지코일(148)과 냉난방장치(143, 144)들 사이에는 필터(149)가 설치되어 오염 공기를 필터링하거나 온도 차로 인한 결로를 통해 수분 침투를 방지하도록 할 수 있다.
이때, 필터(149) 전후의 차압을 감지하여 필터의 수명을 확인할 수 있도록 차압감지센서(147)가 설치될 수 있다.
또, 중앙급기덕트(142)에는 상술한 급기정압센서(141) 및 이온화연감지기(140a) 등이 설치되어 실내측에 공급되는 정압 및 공조기의 화재 발생 여부를 감지하도록 할 수 있다.
실험실급기덕트(150)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 상기 중앙급기덕트(142)와 연결된 채 개별 실험실(1)에 외기를 공급하도록 이루어져 있다.
아울러, 관로상에 급기 유량을 조절하는 급기비례제어댐퍼(151) 및 급기부스터팬(152)이 연속으로 설치되어 있다.
급기비례제어댐퍼(151) 및 급기부스터팬(152)은 상술한 냉난방 급기 기능이 제어에 맞추어 중앙제어부(170)의 제어에 의해 작동된다.
실간차압센서(160)는 도시된 바와 같이 실험실(1) 내부와 외부의 차압을 감지하도록 실험실(1)별 내부 및 외부에 연결되어 설치되어 있으며, 중앙제어부(170)와 전기적으로 연결되어 중앙제어부(170)에 차압을 감지하여 그 데이터를 제공하게 되어 있다.
이러한 차압 감지에 의해 중앙제어부(170)는 상기 급기장치 및 급기비례제어댐퍼(151), 급기부스터팬(152)의 작동을 제어하게 된다.
중앙제어부(170)는 컨트롤 패널로써 내부에 CPU와 같은 연산장치, 메모리와 같은 저장장치가 구비되며, 외부로는 디스플레이 패널과 같은 출력장치 및 버튼과 같은 입력장치가 구비되어 있다.
중앙제어부(170)는 이상 설명한 바와 같이 배기정압센서(111), 배기팬(110), 개별후드제어부(130), 급기장치, 급기정압센서(141), 급기비례제어댐퍼(151), 실간차압센서(160)와 전기적으로 연결되어 배기팬(110)과 급기장치의 작동을 제어하여 급기 및 배기를 제어한다.
이때, 배기정압센서(111)를 통해 배기 정압 변동을 감지하여 배기팬(110)의 작동을 제어하여 배기량을 조절하고, 실간차압센서(160)를 통해 배기에 따른 실간 차압을 감지하여 급기장치 및 급기비례제어댐퍼(151)를 제어하여 급기량을 조절하게 된다.
또, 상술한 바와 같이 급기장치가 냉난방 기능을 갖춘 경우 냉각장치(143) 및 가열장치(144)를 온도감지기(145)에서 측정된 온도에 따라 조절한 채 급기 조절할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실내 급배기 연계 실험실용 흄 후드 시스템의 작동 예를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 중앙제어부(170)로 이루어진 메인 컨트롤 판넬의 스위치를 작동시켜 온 상태에서 슬라이딩도어(121)가 상향 이동하여 흄 후드의 실험공간이 개방된 상태가 되면 배기팬(110)이 작동하게 된다.
배기팬(110)이 작동하여 실험실 내부에 부압이 걸리기 시작하면 실간차압센서(160)에 의해 측정된 압력 데이터를 중앙제어부(170)가 제공받게 되고, 이러한 부압 발생에 따라 급기장치, 보다 구체적으로는 급기팬(140)을 작동시키게 된다.
더불어, 슬라이딩도어(121)가 상향 이동할 때, 이동 정도 즉, 개도율에 따라 위치측정장치(122) 및 유속센서(123)에서 검측된 데이터가 개별후드제어부(130)로 제공되게 되며, 이 데이터에 따라 면속도를 유지시키기 위해 개별후드제어부(130)는 배기비례제어댐퍼(124) 및 배기부스터팬(125)를 작동시켜 각 흄후드(120)별로 면속도를 일정하게 유지시키기 위한 배기가 이루어지게 된다.
더불어, 중앙제어부(170)는 배기덕트(113) 내에 설치된 배기정압센서(111)에 의해 검측된 데이터에 따라 정압이 변동됨에 따라 인버터를 조정하여 배기팬(110)의 작동을 제어하여 배기량을 조절하게 된다.
아울러, 유입덕트(142a)와 중앙급기덕트(142)에 설치된 온도감지기(145)의 감지된 데이터가 중앙제어부(170)에 제공됨과 더불어 중앙제어부(170)는 냉각장치(143) 및 가열장치(144)를 선택적으로 작동시켜 중앙급기덕트(142)로 냉각 또는 가열된 공기가 급기되게 된다.
이때, 각 실험실(1)에 대응되며 중앙급기덕트(142)와 연결되어 있는 실험실급기덕트(150)는 관로상에 급기 유량을 조절하는 급기비례제어댐퍼(151) 및 급기부스터팬(152)이 연속으로 설치되어 있는 바, 각 실험실에 요구되는 급기량을 중앙제어부(170)가 산출하여 개별 급기비례제어댐퍼(151) 및 급기부스터팬(152)의 제어가 이루어져 실험실별로 냉, 난방 겸용 급, 배기가 CRS(Close Range system) 방식으로 이루어지게 된다.
1 : 실험실 110 : 배기팬
111 : 배기정압센서 112 : 배기필터
113 : 배기덕트 120 : 흄후드
121 : 슬라이딩도어 122 : 위치측정장치
123 : 유속센서 124 : 배기비례제어댐퍼
125 : 배기부스터팬 126 : 흄후드배기덕트
127 : 추 128 : 패킹
129 : 와이어 129a : 보빈
130 : 개별후드제어부 140 : 급기장치
140a : 이온화연감지기 141 : 급기정압센서
142 : 중앙급기덕트 142a : 유입덕트
143 : 냉각장치 144 : 가열장치
145 : 온도감지기 146 : 외기공급댐퍼
147 : 차압감지센서 148 : 동파방지코일
149 : 필터 150 : 실험실급기덕트
151 : 급기비례제어댐퍼 152 : 급기부스터팬
160 : 실간차압센서 170 : 중앙제어부

Claims (5)

  1. 내부에 실험공간이 형성되어, 슬라이딩도어에 의하여 개방되고, 작업중 작업자에게 노출되는 유해화학물질 또는 오염물질이 배출되며, 실험실(1) 내부에 설치되는 흄 후드(fume hood)를 포함하는 실험실용 흄 후드 시스템에 있어서,
    내부에 배기정압센서(111) 및 배기필터(112)가 설치되어 있는 배기덕트(113)를 통해 내기를 배기하는 배기팬(110)과;
    전면에 슬라이드 개방되는 슬라이딩도어(121)가 설치되고, 상기 슬라이딩도어(121)의 개폐 여부 또는 정도를 측정하는 위치측정장치(122)가 설치되며, 내부에 유속을 측정하는 유속센서(123)가 설치되어 있으며 유량을 조절하는 배기비례제어댐퍼(124) 및 배기부스터팬(125)이 연속으로 설치된 흄후드배기덕트(126)를 통하여 상기 배기덕트(113)와 연결되어 있는 복수 개의 흄후드(120)와;
    상기 실험실(1) 내부에 각 흄후드(120)에 대응되어 각 흄후드(120)의 위치측정장치(122), 유속센서(123), 배기비례제어댐퍼(124) 및 배기부스터팬(125)과 전기적으로 연결되어 위치측정장치(122), 유속센서(123)에 의해 입력된 데이터에 따라 배기비례제어댐퍼(124) 및 배기부스터팬(125)의 작동을 제어하는 개별후드제어부(130)와;
    내부에 급기정압센서(141)가 설치되어 있는 중앙급기덕트(142)를 통해 외기를 급기하는 급기장치와;
    상기 중앙급기덕트(142)와 연결된 채 개별 실험실(1)에 외기를 공급하며, 관로상에 급기 유량을 조절하는 급기비례제어댐퍼(151) 및 급기부스터팬(152)이 연속으로 설치되어 있는 실험실급기덕트(150)와;
    실험실(1) 내부와 외부의 차압을 감지하도록 실험실(1)별 내부 및 외부에 연결되어 설치되어 있는 실간차압센서(160)와;
    배기정압센서(111), 배기팬(110), 개별후드제어부(130), 급기장치, 급기정압센서(141), 급기비례제어댐퍼(151), 실간차압센서(160)와 전기적으로 연결되어 배기팬(110)과 급기장치의 작동을 제어하여 급기 및 배기를 제어하되, 배기정압센서(111)를 통해 배기 정압 변동을 감지하여 배기팬(110)의 작동을 제어하여 배기량을 조절하고, 실간차압센서(160)를 통해 배기에 따른 실간 차압을 감지하여 급기장치 및 급기비례제어댐퍼(151)를 제어하여 급기량을 조절하도록 이루어진 중앙제어부(170);를 포함하여 구성되며,
    상기 급기장치는 상기 중앙급기덕트(142)가 연결된 부분의 반대 측에 외기가 유입되는 유입덕트(142a)가 연결되어 있으며,
    상기 급기장치는 상기 유입덕트(142a) 측으로부터 내부에 외기를 냉각시키는 냉각장치(143), 외기를 가열시키는 가열장치(144)가 내장되어 있고, 상기 중앙급기덕트(142)와 인접한 내측에 중앙급기덕트(142)로 급기시키기 위한 급기팬(140)가 설치되어 있는 냉난방 공조기로 이루어져 있고,
    상기 유입덕트(142a)와 중앙급기덕트(142)에는 온도감지기(145)가 설치되어 있고, 온도감지기(145)는 상기 중앙제어부(170)와 전기적으로 연결되어 있으며,
    상기 중앙제어부(170)는 두 온도감지기(145)에서 측정된 온도에 따라 냉각장치(143) 및 가열장치(144)를 선택적으로 작동시켜 실험실급기덕트(150)로 냉각 또는 가열된 외기를 공급하도록 이루어져 있고,
    상기 흄후드(120)는 슬라이딩도어(121)가 슬라이딩되는 벽면에 패킹(128)이 설치되어 있으며,
    상기 흄후드(120)의 슬라이딩도어(121)는 보빈(129a)에 의해 권취된 와이어(129)가 연결되어 있고, 상기 와이어(129)의 타측 단부에는 추(127)가 설치되어 있어 슬라이딩도어(121)가 상향 슬라이딩되어 개방된 후 추(127)의 하중에 의해 저항을 받으면서 하향 슬라이딩 이동하도록 이루어져 있되,
    상기 슬라이딩도어(121)가 상향 이동한 상태에서 슬라이딩도어(121)의 위치를 고정하는 스토퍼가 구비되어 있되, 일정 시간이 경과하면 스토퍼의 작동을 멈추게 하는 타이머가 구비되어 있어 일정 시간이 경과하면 스토퍼가 멈추면서 상기 슬라이딩도어(121)가 하향 이동하도록 이루어져 있되, 추(127)의 하중에 의해 저속으로 하향 이동하게 되는 것을 특징으로 하는,
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