KR101808116B1 - 공기청정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기청정 시스템에 관한 것으로서, 실내의 CO₂의 농도를 측정하기 위하여 실내에 구비되어 실내의 CO₂ 농도를 측정하는 CO₂센서(15)와 실내의 먼지의 농도를 측정하기 위하여 실내에 구비되어 실내의 먼지 농도를 측정하는 먼지센서(13)와 실내의 공기를 흡입하여 실외로 배출하기 위하여 실내에 구비되는 배기부(77)와 상기 배기부(77)로부터 실내의 공기를 흡입하여 실외로 이동시키는 경로가 되는 배기배관(75)과 실외의 공기를 흡입하여 실내로 공급해주기 위하여 실내에 구비되는 급기부(59)와 외부의 공기를 흡입하여 상기 급기부(59)로 이동시키는 경로가 되는 급기배관(55)과 공기청정 모드 또는 환기 모드의 2가지 운전 조건에 따라 개폐되는 본체댐퍼(50)와 외부 공기에 포함되어 있는 먼지, 오염물, 수분 등을 걸러주는 환기필터(30)와 상기 환기필터(30)의 뒷 쪽에서 모터 장치에 의하여 동력을 발생시켜 공기를 흡입하는 본체팬(53)과 실내 공기의 오염도에 따라 실내 공기를 내부로 순환하게 하거나 외부로 배출하게 하기 위하여 셔터의 위치를 변환하는 배기순환댐퍼(70)와 공기청정 모드에서 실내의 미세먼지를 걸러내는 공기청정필터(33)와 상기 배기배관(75)으로부터 실내 공기를 흡입하기 위하여 모터 장치에 의하여 동력을 발생시켜 공기를 흡입하는 배기순환팬(73) 및 상기 CO₂센서(15)와 먼지센서(13)에서 측정한 값들을 토대로 하여 실내 공기의 오염 상태를 판단하여 상기 본체팬(53) 및 배기순환팬(73)의 작동 여부와 상기 본체댐퍼(50)의 개폐 상태와 배기순환댐퍼(70) 셔터의 위치를 결정하는 제어반(10)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기청정 시스템{Air purification system}

본 발명은 아파트와 같은 공동 주택 실내 공기 질의 개선을 위한 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내의 공기를 흡입하여 재순환시키는 공기 유로 상에는 실내의 미세먼지를 거를 수 있는 공기청정필터를 구비하고, 실외의 공기를 흡입하여 실내로 공급하는 공기 유로 상에는 실외 공기의 비교적 큰 먼지, 오염물, 수분 등을 제거할 수 있는 환기필터를 구비하여, 실내 공기의 먼지 농도가 높을 때와 CO₂ 농도가 높을 때의 2가지 상황으로 구분하여 그 상황에 따라 서로 다른 공기 이동 유로를 가지게 하여 효과적으로 실내 공기 질의 개선을 가능하게 할 뿐만 아니라, 실외 공기를 실내로 흡입하여 공급함에 있어서 온수를 이용한 바닥 난방 시스템의 폐열성 축열을 이용하기 위하여 상기 실외 공기가 바닥의 경로를 통과하게 함으로써 상기 실외 공기를 실내 온도와 유사한 온도가 되게 하여 실내로 공급할 수 있게 하는 공기 청정 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 실외 공기는 CO₂ 농도가 높지 않고, 실내 공기는 실내 거주자들의 호흡으로 인하여 CO₂ 농도가 높아질 수 있으므로 주기적으로 실외 공기를 실내로 끌어들이는 한편, 오염된 실내 공기를 밖으로 내보내는 환기 작업을 필요로 한다.

또한, 근래에 들어 실내 공기 중에 미세먼지가 포함되는 경우도 빈번하게 발생하기 때문에 미세먼지를 제거하기 위한 적극적인 공기청정 작업도 요구된다.

공기청정 시스템은 공기 중의 먼지나 세균, 오염 물질 등을 걸러 내어 정화된 맑은 공기를 공급하기 위한 공기 청정 유닛을 구비한다.

공기청정 시스템의 사용 중에는 실내 공기를 정화하기 위하여 실내를 밀폐시키게 되며, 이로 인해 사람의 호흡에 의해 발생하는 CO₂ 등으로부터 실내 공기가 오염된다.

이를 감안하여 오염된 실내 공기를 실외로 배출시키고 신선한 실외 공기를 흡입하여 실내를 환기시키기 위한 환기 유닛을 구비한 공기청정 시스템이 제안되고 있다.

이러한 공기청정 시스템에서는 공기청정 기능과 환기기능을 사용자가 직접 설정하는 방식과 실내의 오염 상태를 검출하기 위한 센서들을 이용하여 해당 기능을 설정하는 방식으로 구분한다.

전자의 방식은 사용자가 원하는 기능을 설정할 수 있으나 사용자의 부주의로 실내의 오염 상태에 관계없이 부적절한 기능을 설정할 우려가 있고 직접 조작해야 하므로 불편하다는 단점이 있다.

후자의 방식은 공기청정 운전의 실행을 위해 실내 공기에 포함된 분진의 농도를 검출하는 분진센서와 환기 운전의 실행을 위해 실내 공기에 포함된 가스의 농도를 검출하기 위한 가스센서를 구비하고 이들 센서들에 의해 해당 기능을 실행하도록 하고 있다.

그런데 환기 모드에서 운전 중 분진센서에 응답하여 공기 청정 운전이 실행됨에 따라 실내를 충분하게 환기시키지 못한 상태에서 환기 운전이 중단되는 경우가 발생하게 된다.

또, 공기청정 모드에서 운전 중 가스센서에 응답하여 환기 운전이 실행됨에 따라 실내의 분진을 깨끗하게 정화하지 않은 상태에서 공기청정 운전이 중단되는 경우가 발생하게 된다.

결국, 환기 모드나 공기청정 모드 두 가지 모두를 원활하게 수행할 수 없었다.

한편, 기존의 공기청정 시스템에서는 사용자가 운전 정지 명령을 직접 입력하지 않고 실내 밖으로 나가게 되는 경우와 같이 실내에 사람이 없는 경우에도 공기청정 시스템이 불필요하게 작동됨에 따라 소비 전력이 낭비되는 문제가 있었다.

상기한 문제점들을 해결하기 위하여 대한민국 등록특허공보 제10-1013372호에서는 공기 청정 시스템 및 그 제어방법을 제시한 바 있다.

상기 공기 청정 시스템 및 그 제어방법에 의하면 실내 공기의 오염 농도에 따라 운전 모드를 결정하고 결정된 운전 모드를 수행하는 도중 실내 공기의 오염 농도에 따라 다른 운전 모드로 전환할 수 있어서, 실내 공간에 신선한 공기를 공급할 수 있고 실내 공기의 분진을 제거하여 실내 공기를 깨끗하게 유지할 수 있는 등 해당 운전 모드를 원활하게 수행할 수 있다.

하지만, 상기 시스템은 본체에만 최소한 2개 이상의 팬이 필요하므로 설계 및 제작상 그 비용이 많이 든다는 문제점이 있다.

또한, 동일한 평면도를 가지되, 서로 마주보고 있는 동일한 평수 세대의 경우 좌우측에 따른 방향 구분에 따른 각각의 구성 요소를 이에 맞게 제작하여야 하므로 생산 및 시공이 어렵다는 문제점이 있다.

한편, 대한민국 등록특허공보 제10-1629864호에서는 미세먼지 제거장치를 갖는 중앙제어식 원격제어 공기조화기를 제시한 바 있다.

상기 공기조화기는 댐퍼에 설치되어 유입되는 외부 공기의 미세먼지 농도에 따라 미세먼지 제거장치 작동이 가능하고, 실내기와 실외기의 냉매관련 제어 및 실내기의 송풍관련 제어를 동시에 할 수 있도록 하면서, 송풍과 관련된 각종 제어들 또한 중앙서버 제어부에서 모두 제어할 수 있다.

하지만, 많은 전기를 필요로 하는 열교환기를 사용함에 따라 시설 유지비가 많이 발생하고, 구조가 복잡해진다는 문제점이 있다.

또한, 실내 공간에 대한 각 실별 제어가 어려워서 실내 거주자들의 개별적인 요구를 동시에 모두 충족시킬 수 없다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1013372호 (공기 청정 시스템 및 그 제어방법) 대한민국 등록특허공보 제10-1629864호 (미세먼지 제거장치를 갖는 중앙제어식 원격제어 공기조화기)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 실내 공기의 오염 상태에 따라 공기청정 운전 또는 환기 운전을 효율적으로 수행할 수 있도록 하고, 구조적으로도 복잡하지 아니하고, 안정적인 운전이 가능한 공기청정 시스템을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

또한, 실내 공기의 CO₂ 농도가 일정 수준 이상으로 높아졌을 때에 팬을 이용하여 실외 공기를 실내로 인입시키는 방법을 사용하여 실내의 CO₂ 농도를 떨어뜨릴 수 있게 하는 데에도 그 목적이 있다.

또한, 공기청정 필터와 환기 필터가 따로 구비되므로 각 사용 용도에 맞는 필터를 제작하여 각각의 필터의 내구성을 향상시켜 사용 수명을 늘리고자 하는 데에도 그 목적이 있다.

또한, 실내 공기 분석을 통해 실내 공기 오염도를 모니터링하고, 상기 실내 공기 오염도에 따라 팬의 작동을 제어할 수 있는 공기청정 시스템을 제공하고자 하는 데에도 그 목적이 있다.

또한, 제어반이 구비됨으로써 실내 공기에 대한 공기 오염도 등의 상태를 식별하여 제어반을 통하여 실내 공기 조절 장치의 유무선 제어가 용이하게 이루어질 수 있도록 함에도 그 목적이 있다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않았으나 아래 수단들 또는 실시예상의 구체적인 구성에 따른 다른 목적들은 그 기재로부터 이 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 공기청정 시스템은 실내의 CO₂의 농도를 측정하기 위하여 실내에 구비되어 실내의 CO₂ 농도를 측정하는 CO₂센서(15)와 실내의 먼지의 농도를 측정하기 위하여 실내에 구비되어 실내의 먼지 농도를 측정하는 먼지센서(13)와 실내의 공기를 흡입하여 실외로 배출하기 위하여 실내에 구비되는 배기부(77)와 상기 배기부(77)로부터 실내의 공기를 흡입하여 실외로 이동시키는 경로가 되는 배기배관(75)과 실외의 공기를 흡입하여 실내로 공급해주기 위하여 실내에 구비되는 급기부(59)와 외부의 공기를 흡입하여 상기 급기부(59)로 이동시키는 경로가 되는 급기배관(55)과 공기청정 모드 또는 환기 모드의 2가지 운전 조건에 따라 개폐되는 본체댐퍼(50)와 외부 공기에 포함되어 있는 먼지, 오염물, 수분 등을 걸러주는 환기필터(30)와 상기 환기필터(30)의 뒷 쪽에서 모터 장치에 의하여 동력을 발생시켜 공기를 흡입하는 본체팬(53)과 실내 공기의 오염도에 따라 실내 공기를 내부로 순환하게 하거나 외부로 배출하게 하기 위하여 셔터의 위치를 변환하는 배기순환댐퍼(70)와 공기청정 모드에서 실내의 미세먼지를 걸러내는 공기청정필터(33)와 상기 배기배관(75)으로부터 실내 공기를 흡입하기 위하여 모터 장치에 의하여 동력을 발생시켜 공기를 흡입하는 배기순환팬(73) 및 상기 CO₂센서(15)와 먼지센서(13)에서 측정한 값들을 토대로 하여 실내 공기의 오염 상태를 판단하여 상기 본체팬(53) 및 배기순환팬(73)의 작동 여부와 상기 본체댐퍼(50)의 개폐 상태와 배기순환댐퍼(70) 셔터의 위치를 결정하는 제어반(10)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어반(10)은 측정값들에 의한 임계 작동 범위를 재설정하여 실내 거주자가 원하는대로 운전 조건을 다양하게 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 급기배관(55)의 일부 구간은 실내의 바닥부를 통과하게 하여 실내로 공기를 공급하는 과정에서 실내 바닥에 존재하는 축열과 열교환을 통하여 실내 온도와 유사한 온도의 공기로 만들어주기 위한 바닥배관(57)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기청정필터(33)는 미세한 입자를 제거할 수 있는 헤파필터(High Efficiency Particulate Air filter, HEPA filter)가 사용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 실내의 CO₂의 농도를 측정하기 위하여 실내에 구비되어 실내의 CO₂ 농도를 측정하는 CO₂센서(15)와 실내의 먼지의 농도를 측정하기 위하여 실내에 구비되어 실내의 먼지 농도를 측정하는 먼지센서(13)와 실내의 공기를 흡입하여 실외로 배출하기 위하여 실내에 구비되는 배기부(77)와 상기 배기부(77)로부터 실내의 공기를 흡입하여 실외로 이동시키는 경로가 되는 배기배관(75)과 실외의 공기를 흡입하여 실내로 공급해주기 위하여 실내에 구비되는 급기부(59)와 외부의 공기를 흡입하여 상기 급기부(59)로 이동시키는 경로가 되는 급기배관(55)과 공기청정 모드 또는 환기 모드의 2가지 운전 조건에 따라 개폐되는 본체댐퍼(50)와 외부 공기에 포함되어 있는 먼지, 오염물, 수분 등을 걸러주는 환기필터(30)와 상기 환기필터(30)의 뒷 쪽에서 모터 장치에 의하여 동력을 발생시켜 공기를 흡입하는 본체팬(53)과 실내 공기의 오염도에 따라 개폐되며 실내 공기의 내부 순환 여부를 결정하는 순환댐퍼(90)와 공기청정 모드에서 실내의 미세먼지를 걸러내는 공기청정필터(33)와 별도로 마련한 배관을 통하여 실내 공기를 흡입하기 위하여 모터 장치에 의하여 동력을 발생시켜 공기를 흡입하는 배기팬(93) 및 상기 CO₂센서(15)와 먼지센서(13)에서 측정한 값들을 토대로 하여 실내 공기의 오염 상태를 판단하여 상기 본체팬(53) 및 배기팬(93)의 작동 여부와 상기 본체댐퍼(50) 및 순환댐퍼(90)의 개폐를 결정하는 제어반(10)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 공기청정 시스템은 실내 공기의 오염 상태에 따라 공기청정 운전 또는 환기 운전을 효율적으로 수행할 수 있도록 하고, 구조적으로도 복잡하지 아니하고, 안정적인 운전이 가능하도록 하는 효과가 있다.

또한, 실내 공기의 CO₂ 농도가 일정 수준 이상으로 높아졌을 때에 팬을 이용하여 실외 공기를 실내로 인입시키는 방법을 사용하여 실내 CO₂ 농도를 떨어뜨릴 수 있게 하는 효과가 있다.

또한, 공기청정 필터와 환기 필터가 따로 구비되므로 각 사용 용도에 맞는 필터를 제작하여 각각의 필터의 내구성을 향상시켜 사용 수명을 늘릴 수 있는 효과가 있다.

또한, 실내 공기 분석을 통해 실내 공기 오염도를 모니터링하고, 상기 공기 오염도에 따라 팬의 작동을 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 제어반이 구비됨으로써 실내 공기에 대한 공기 오염도 등의 상태를 식별하여 제어반을 통하여 실내 공기 조절 장치의 유무선 제어를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정 시스템이 작동되는 상태를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정 시스템이 또 다른 형태로 작동되는 상태를 도시한 구성도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.

본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다.

그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.

본 명세서에 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위하여 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의하여야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정 시스템이 작동되는 상태를 도시한 구성도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정 시스템이 또 다른 형태로 작동되는 상태를 도시한 구성도이다.

본 발명의 공기 청정 시스템은 공기청정 모드와 환기 모드의 두 가지 모드로 작동되되, 실내 공기의 상태에 따라서 공기청정 모드와 환기 모드가 동시에 작동될 수도 있다.

급기와 배기를 동시에 진행하여 이루어지는 환기를 실행하기 위하여 실내 공간 내에는 실내로부터 공기를 흡입하여 실외로 배출하는 배기부(77)와 실외로부터 공기를 흡입하여 실내로 공급해주는 급기부(59)가 존재한다.

상기 배기부(77)로부터 실내의 공기를 흡입하여 실외로 이동시키는 경로인 배기배관(75)이 필요하고, 외부의 공기를 흡입하여 상기 급기부(59)로 공기를 이동시키는 경로인 급기배관(55)이 필요하다.

특히, 상기 급기배관(55)은 실내 또는 실외 공기를 실내로 공급하는 경로가 되는데, 공기를 공급하는 과정에서 실내 바닥에 존재하는 축열과 열교환을 통하여 실내 온도와 유사한 온도의 공기로 만들어주기 위하여 상기 급기배관(55)의 일부 구간은 실내의 바닥부를 통과시킨다.

보다 구체적으로 설명하면, 공기를 순환시킴에 있어서 온수를 이용한 바닥 난방 시스템에 잔존해있는 축열을 이용하기 위하여 상기 실외 공기가 실내 바닥부를 통과하게 함으로써 상기 실외 공기를 실내 온도와 유사한 온도로 변환시켜 순환되는 공기의 온도 변화를 최소화하여 열효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

외부의 공기를 실내로 받아들이는 부분의 가장 앞 쪽에는 본체댐퍼(50)가 위치한다.

본체댐퍼(50)는 공기청정 모드 또는 환기 모드인 2가지 운전 조건에 따라 열리거나 닫히게 된다.

상기 본체댐퍼(50)의 뒤에는 환기필터(30)가 위치하고, 상기 환기필터(30)는 외부 공기에 포함되어 있는 비교적 큰 먼지, 오염물, 수분 등을 걸러주는 역할을 한다.

상기 환기필터(30)의 뒤에는 공기를 강제적으로 흡입하는 동력원이 되는 본체팬(53)이 위치하고, 상기 본체팬(53)은 모터 장치에 의하여 동력을 발생시켜 작동된다.

상기 본체팬(53)에서 빨아들인 실외 공기 또는 실내 공기는 급기배관(55) 및 급기배관(55)의 일부에 해당되는 바닥배관(57)을 거쳐서 급기부(59)를 통하여 실내로 공급 및 재순환된다.

본 발명의 공기청정 시스템에서 공기청정 모드 또는 환기 모드를 결정하기 위하여 CO₂의 농도를 측정하는 CO₂센서(15)와 먼지의 농도를 측정하는 먼지센서(13)가 구비된다.

CO₂의 농도를 측정할 때는 유동이 없는 공기보다 유동이 많은 공기에서 측정하는 방법을 선택하여야 국부 측정으로 인한 오차를 줄일 수 있으므로, 상기 CO₂센서(15)는 실내의 공기가 재순환되는 경로 중 한 부분인 공기청정필터(33)의 앞 쪽에 위치시킨다.

상기 공기청정필터(33)는 환기필터(30)보다 더 빽빽하고 조밀한 필터 구멍을 가지고 있어서 공기청정 모드에서 실내의 미세먼지를 효과적으로 걸러낼 수 있다.

상기 공기청정필터는 미세한 입자를 제거할 수 있는 헤파필터(High Efficiency Particulate Air filter, HEPA filter)가 사용되는 것이 바람직하다.

상기 헤파필터는 미세입자나 세균을 99.7% 이상 제거할 수 있어 세균이나 먼지에 의해 실내 공간이 오염되는 것을 방지해준다.

CO₂센서(15)와 달리 먼지센서(13)의 경우는 유동이 없는 공기에서 측정하는 것이 바람직하므로, 직접적으로 공기의 유동이 발생하지 않는 제어반(10)의 일측에 구비된다.

제어반(10)은 상기 CO₂센서(15) 및 먼지센서(13)에서 측정한 값들을 토대로 하여 실내 공기의 오염 상태를 판단하여 본체팬(53) 및 배기순환팬(73)의 작동 여부와 본체댐퍼(50), 배기순환댐퍼(70)의 개폐 상태를 결정하는 역할을 한다.

또한, 상기 제어반(10)은 측정값들에 의한 임계 작동 범위를 재설정하여 운전 조건을 실내 거주자가 원하는대로 다양하게 조절하는 역할도 한다.

배기순환댐퍼(70)는 실내 공기를 외부로 배출하는 경로의 가장 앞 쪽에 위치하며 제어반(10)의 지시를 받아서 실내 공기의 오염도에 따라 실내 공기를 내부로 순환할 수 있게 하거나 외부로 배출할 수 있게 하기 위하여 셔터의 위치를 달리 한다.

상기 배기순환댐퍼(70)의 뒷 부분에는 배기순환팬(73)이 위치하며 배기순환댐퍼(70)의 셔터의 위치에 따라서 상기 배기순환팬(73)은 배기배관(75)으로부터 흡입된 실내 공기를 실외로 배출하거나 실내로 재순환시키는 역할을 한다.본체팬(53)은 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이 실외 공기 또는 실내 공기를 작동 모드에 따라 선택적으로 흡입할 수 있다.

공기청정 모드로 작동되는 공기청정 시스템의 작동 상태 및 공기의 흐름은 다음과 같다.

공기청정 모드에서는 실내의 미세먼지를 제거하는 것을 목적으로 하므로, 실내 공기를 외부로 배출하지 않고 실내 안에서 재순환시킨다.

실내 공기를 재순환시키기 위하여 배기순환댐퍼(70)의 셔터는 A위치인 상태로 유지하고, 배기순환팬(73)을 작동시킨다.

배기순환팬(73)이 작동되면 배기부(77)를 통하여 흡입된 실내 공기가 배기배관(75)을 통하여 이동하게 되고, 배기순환댐퍼(70)의 셔터가 A위치인 상태로 유지되고 있으므로 실내 공기는 외부로 배출되지 않고 공기청정필터(33)의 앞 쪽으로 향하게 된다.

또한, 공기청정 모드에서는 실외 공기를 실내로 받아들이지 않으므로 본체댐퍼(50)는 닫힌 상태로 유지하고 본체팬(53)을 작동시킨다.

배기순환팬(73)에 의하여 공기청정필터(33)의 앞쪽으로 이동한 실내 공기는 본체팬(53)에 의하여 다시 한번 더 흡입되어 상기 공기청정필터(33)를 통과하며 이 때 실내 공기의 미세먼지들이 공기청정필터(33)에서 걸러지게 된다.

그리고 미세먼지들이 걸러진 실내 공기는 급기배관(55) 및 바닥배관(57)을 통과한 후 급기부(59)를 통하여 실내로 재공급된다.

급기부(59)를 통하여 재공급 및 재순환되는 공기는 실내 공간에 머무르다가 다시 배기부(77)를 통하여 공기청정 모드에서의 공기 흐름 경로를 거치게 되고, 상기 과정들이 반복됨으로 인하여 실내 공기의 미세먼지가 제거될 수 있다.

한편, 환기 모드로 작동되는 공기청정 시스템의 작동 상태 및 공기의 흐름은 다음과 같다.

환기 모드에서는 실내의 CO₂ 농도를 낮추는 것을 목적으로 하므로, 실외 공기를 실내로 공급하고, 실내의 공기를 외부로 배출시킨다.

실내 공기를 외부로 배출시키기 위하여 배기순환댐퍼(70)의 셔터는 B위치인 상태로 유지하고, 배기순환팬(73)을 작동시킨다.

배기순환팬(73)이 작동되면 배기부(77)를 통하여 흡입된 실내 공기가 배기배관(75)을 통하여 이동하게 되고,

배기순환댐퍼(70)의 셔터가 B위치인 상태로 유지되고 있으므로 실내 공기는 바로 외부로 배출되게 된다.

또한, 환기 모드에서는 실외의 공기를 실내로 받아들이므로 본체댐퍼(50)는 개방된 상태로 유지하고 본체팬(53)을 작동시킨다.

본체팬(53)에 의하여 실외 공기가 환기필터(30) 쪽으로 흡입되며, 상기 환기필터(30)를 통과하며 실외 공기의 먼지, 오염물, 수분 등이 걸러지게 된다.

그리고 먼지, 오염물, 수분 등이 걸러진 상기 실외 공기는 급기배관(55) 및 바닥배관(57)을 통과한 후 급기부(59)를 통하여 실내로 공급된다.

급기부(59)를 통하여 공급된 실외 공기는 실내 공간에 머무르다가 다시 배기부(77)를 통하여 환기 모드의 운전 과정을 거치며 상기 과정이 반복됨으로 인하여 실내 공기의 CO₂ 농도가 낮아질 수 있다.

공기청정 시스템에서 공기청정 모드와 환기모드가 동시에 작동되려면 위에서 설명한 공기청정 모드와 동일한 방법으로 작동되되, 본체댐퍼(50)가 개방된 상태로 유지되면 된다.

공기청정 모드에서는 실내 공기가 급기부(59)와 배기부(77)를 통하여 재순환되는 동시에, 본체댐퍼(50)가 개방된 상태이기에 실외 공기를 공급받게 되므로 공기청정 모드와 환기 모드가 동시에 활성화될 수 있다.

본 발명의 공기청정 시스템의 또 다른 구성의 일실시예는 도 2에서 확인할 수 있다.

도 2에서는 도 1에서의 배기순환댐퍼(70) 및 배기순환팬(73)을 삭제하고 배기배관(75)을 공기청정필터(33)의 앞 쪽에 직결시킨 구성도를 보여준다.

그리고 배기를 위하여 별도로 마련한 배관 및 배기팬(93)을 이용하여 제어반(10)에서 지시하는 신호에 따라서 실내 공기 배출의 역할을 위한 공기 유로를 가진다.

도 2의 구성으로 이루어진 공기청정 시스템이 공기청정 모드로 작동하려면 본체댐퍼(50)는 폐쇄된 상태이고, 순환댐퍼(90)는 개방된 상태이며, 본체팬(53)이 작동되면 된다.

그리고 배기팬(93)은 작동하지 않아도 실내 공기가 순환되는 공기청정 모드를 그대로 유지할 수 있다는 이점이 있다.

이렇게 되면 미세먼지를 제거하는 실내 공기의 재순환 과정을 거쳐서 공기청정 운전이 이루어질 수 있다.

도 2의 구성으로 이루어진 공기청정 시스템이 환기 모드인 상태로 작동하려면 본체댐퍼(50)가 개방된 상태로 본체팬(53)이 작동되되, 순환댐퍼(90)는 폐쇄된 상태를 유지하면 된다.

그리고 배기팬(93)이 작동하여 실내 공기를 외부로 배출할 수 있게 된다.

도 2의 구성으로 이루어진 공기청정 시스템에서는 별도로 마련한 배관 및 배기팬(93)을 이용하여 실내 공기를 실외로 배출하므로 상기 배기팬(93)이 물리적으로 본체팬(53)과 연결되어 있지 않아도 된다는 이점이 있다.

또한, 제어반(10)에서 지시하는 신호에 따라서 배기팬(93)이 작동하므로 상기 배기팬(93)의 설치 위치를 자유롭게 지정할 수 있다.

이렇게 되면 본체댐퍼(50)를 통하여 실외 공기가 실내로 공급되며, 배기팬(93)에 의하여 실내 공기가 실외로 배출되어 환기 운전이 이루어질 수 있다.

도 2의 구성으로 이루어진 공기청정 시스템에서 공기청정 모드와 환기 모드가 동시에 작동되려면 상기 환기 모드와 동일하게 작동되되, 순환댐퍼(90)가 개방된 상태를 유지하면 된다.

이렇게 되면 본체댐퍼(50)를 통하여 외부의 공기가 공급되는 동시에 순환댐퍼(90)를 통하여 실내의 공기가 재순환될 수 있고, 배기팬(93)의 작동으로 인하여 실내 공기가 실외로 배출되어 공기청정 및 환기가 동시에 이루어질 수 있다.

상기 내용을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 제어반
13 : 먼지센서
15 : CO₂센서
30 : 환기필터
33 : 공기청정필터
50 : 본체댐퍼
53 : 본체팬
55 : 급기배관
57 : 바닥배관
59 : 급기부
70 : 배기순환댐퍼
73 : 배기순환팬
75 : 배기배관
77 : 배기부
90 : 순환댐퍼
93 : 배기팬

Claims (5)

1. 실내의 CO₂의 농도를 측정하기 위하여 실내에 구비되어 실내의 CO₂ 농도를 측정하는 CO₂센서(15);
   실내의 먼지의 농도를 측정하기 위하여 실내에 구비되어 실내의 먼지 농도를 측정하는 먼지센서(13);
   실내의 공기를 흡입하여 실외로 배출하기 위하여 실내에 구비되는 배기부(77);
   상기 배기부(77)로부터 실내의 공기를 흡입하여 실외로 이동시키는 경로가 되는 배기배관(75);
   실외의 공기를 흡입하여 실내로 공급해주기 위하여 실내에 구비되는 급기부(59);
   외부의 공기를 흡입하여 상기 급기부(59)로 이동시키는 경로가 되는 급기배관(55);
   공기청정 모드 또는 환기 모드의 2가지 운전 조건에 따라 개폐되는 본체댐퍼(50);
   외부 공기에 포함되어 있는 먼지, 오염물, 수분 등을 걸러주는 환기필터(30);
   상기 환기필터(30)의 뒷 쪽에서 모터 장치에 의하여 동력을 발생시켜 실외의 공기 또는 실내의 공기를 작동 모드에 따라 선택적으로 흡입하는 본체팬(53);
   실내 공기의 오염도에 따라 실내 공기를 내부로 순환하게 하거나 외부로 배출하게 하기 위하여 셔터의 위치를 변환하는 배기순환댐퍼(70);
   공기청정 모드에서 실내의 미세먼지를 걸러내는 공기청정필터(33);
   상기 배기배관(75)으로부터 실내 공기를 흡입하기 위하여 모터 장치에 의하여 동력을 발생시켜 공기를 흡입하는 배기순환팬(73) 및 상기 CO₂센서(15)와 먼지센서(13)에서 측정한 값들을 토대로 하여 실내 공기의 오염 상태를 판단하여 상기 본체팬(53) 및 배기순환팬(73)의 작동 여부와 상기 본체댐퍼(50)의 개폐 상태와 배기순환댐퍼(70) 셔터의 위치를 결정하고 측정값들에 의한 임계 작동 범위를 재설정하여 실내 거주자가 원하는 대로 운전 조건을 다양하게 조절할 수 있는 제어반(10)을 포함하고 상기 급기배관(55)의 일부 구간은 실내의 바닥부를 통과하게 하여 실내로 공기를 공급하는 과정에서 실내 온도와 유사한 온도로 만들어주기 위한 바닥배관(57)을 더 포함하고 상기 공기청정필터(33)는 미세한 입자를 제거할 수 있는 헤파필터(High Efficiency Particulate Air filter, HEPA filter)가 사용되는 것을 특징으로 하는 공기청정 시스템.
   
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