KR101849081B1 - 취침모드를 구비한 제습장치, 제습방법 및 상기 제습장치를 구비한 공기 청정기 - Google Patents

취침모드를 구비한 제습장치, 제습방법 및 상기 제습장치를 구비한 공기 청정기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 취침모드를 구비한 제습장치, 제습방법 및 상기 제습장치를 구비한 공기청정기에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치는, 외부의 습도를 측정하여 외부습도값을 출력하는 습도센서; 외부의 조도를 측정하여 조도값을 출력하는 조도센서; 유입되는 공기와 접촉하여, 상기 유입되는 공기 내에 존재하는 수증기를 물로 응결시키는 냉각판; 공급전압의 크기에 따라 상기 냉각판의 온도를 조절하는 열전소자; 및 상기 조도값 및 외부습도값에 따라 상기 공급전압의 크기를 결정하고, 상기 공급전압을 상기 열전소자에 인가하는 전원공급부를 포함할 수 있다.

Description

취침모드를 구비한 제습장치, 제습방법 및 상기 제습장치를 구비한 공기 청정기 {Apparatus and method for dehumidifier, and air purifier having the same}
본 발명은 취침모드를 구비한 제습장치, 제습방법 및 상기 제습장치를 구비한 공기 청정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부의 조도값 및 습도값에 따라 제습성능을 조절할 수 있는 제습장치, 제습방법 및 상기 제습장치를 구비한 공기 청정기에 관한 것이다.
공기 중의 습도와 관련하여, 습도가 높게 되면 부패, 부식, 응결수 현상이 일어나고, 또한 악취 및 박테리아도 발생하게 되므로 병원, 습기에 취약한 전기, 통신 및 각종 전자 장비 등에는 이러한 습기를 제거하는 장치가 요구된다.
하지만, 종래의 제습장치는 주로 CFG와 같은 냉매가스를 이용한 냉동사이클로 구성되어 환경적인 문제뿐만아니라, 압축기 등 구조의 복잡성, 소음, 진동 및 동력소모가 매우 크고, 설치 공간을 많이 차지하는 문제점이 있었다.
이에 최근에는 열전현상(Thermoelectric effect)을 이용한 제습장치가 활용되고 있다.
열전현상(Thermoelectric effect)은 열과 전기 사이의 에너지 변환을 의미하며 변환소자의 양단에 온도차이가 있을 때 소자 내부의 캐리어(carrier)가 이동함으로 기전력이 발생하는 현상이다.
상기 열전현상은 양단간의 온도 차를 이용하여 기전력을 얻어내는 제베크(Seebeck)효과, 기전력으로 냉각과 가열을 하는 펠티에(Peltier)효과, 도체의 선상의 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 톰슨(Tomson)효과로 나눌 수 있다.
상기 열전현상을 이용하는 제습장치는, 상기 펠티에 효과를 이용하여 유입된 공기를 냉각시키는 방식으로 습도를 조절할 수 있다.
본 발명은 외부의 조도값 및 습도값에 따라 제습성능을 제어할 수 있는 제습장치 및 제습방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 또한, 외부의 조도값 및 습도값에 따라 제습성능을 제어할 수 있는 제습장치를 포함하는 공기 청정기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치는, 외부의 습도를 측정하여 외부습도값을 출력하는 습도센서; 외부의 조도를 측정하여 조도값을 출력하는 조도센서; 유입되는 공기와 접촉하여, 상기 유입되는 공기 내에 존재하는 수증기를 물로 응결시키는 냉각판; 공급전압의 크기에 따라 상기 냉각판의 온도를 조절하는 열전소자; 및 상기 조도값 및 외부습도값에 따라 상기 공급전압의 크기를 결정하고, 상기 공급전압을 상기 열전소자에 인가하는 전원공급부를 포함할 수 있다.
여기서 상기 전원공급부는, 상기 조도값이 조도임계값 이하이면, 상기 외부습도값에서 목표습도값을 뺀 후, 전압공급시정수 및 전압보상시정수를 곱하여 상기 공급전압의 크기를 결정하고, 상기 공급전압을 생성하도록 제어신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어신호에 대응하여 상기 공급전압을 생성하고, 상기 공급전압을 상기 열전소자에 인가하는 스위치 모드 파워 서플라이(SMPS: Switched Mode Power Supply)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 제어부는, 상기 조도값이 조도임계값을 초과하면, 상기 외부습도값에서 목표습도값을 뺀 후, 전압공급시정수를 곱하여 상기 공급전압의 크기를 결정하고, 상기 공급전압을 생성하도록 제어신호를 출력할 수 있다.
여기서 상기 제어부는 상기 외부습도값에서 상기 목표습도값을 뺀 값이 0보다 작거나 같으면, 상기 열전소자에 전압을 공급하지 않도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 제습방법은, 조도센서가 측정한 조도값을 이용하여 취침모드에 진입하였는지 여부를 판별하는 취침모드 판별단계; 습도센서가 외부의 습도를 측정하는 외부습도 측정단계; 상기 취침모드로 판별되면, 상기 취침모드 진입에 따른 제습량 감소를 보상하여 공급전압의 크기를 결정하는 공급전압 결정단계; 전원공급장치가 상기 결정된 공급전압을 열전소자에 공급하는 전원공급단계; 상기 열전소자가 상기 공급전압에 따라 냉각판의 온도를 조절하는 제습량 조절단계; 및 유입되는 공기를 상기 냉각판에 접촉시켜 상기 유입되는 공기 내에 존재하는 수증기를 물로 응결시키는 습기제거단계를 포함할 수 있다.
여기서 상기 공급전압 결정단계는, 상기 외부습도값에서 목표습도값을 뺀 후, 전압공급시정수 및 전압보상시정수를 곱하여 상기 공급전압의 크기를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 공기청정기는, 공기 유입구 및 공기 배출구를 포함하는 하우징; 상기 하우징에 구비되어 상기 하우징 외부의 습도를 측정하여 외부습도값을 출력하는 습도 센서; 상기 하우징에 구비되어 상기 하우징 외부의 조도를 측정하여 조도값을 출력하는 조도 센서; 상기 공기 유입구를 통하여 상기 하우징 내부로 공기가 유입되도록 공기 흐름을 형성하며, 취침모드시에는 회전속도가 기 설정된 값만큼 감소하는 송풍팬; 및 상기 조도값 및 외부습도값에 따라 결정된 공급전압을 이용하여, 상기 유입되는 공기 내에 존재하는 수증기를 물로 응결시키는 제습장치를 포함할 수 있다.
여기서 상기 제습장치는, 유입되는 공기와 접촉하여, 상기 유입되는 공기 내에 존재하는 수증기를 물로 응결시키는 냉각판; 공급전압의 크기에 따라 상기 냉각판의 온도를 조절하는 열전소자; 상기 조도값이 조도임계값 이하이면, 상기 외부습도값에서 목표습도값을 뺀 후, 전압공급시정수 및 전압보상시정수를 곱하여 상기 공급전압의 크기를 결정하고, 상기 공급전압을 생성하도록 제어신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어신호에 대응하여 상기 공급전압을 생성하고, 상기 공급전압을 상기 열전소자에 인가하는 스위치 모드 파워 서플라이(SMPS: Switched Mode Power Supply)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 공기청정기는, 상기 외부 습도값에서 상기 목표습도값을 뺀 값이 0보다 작으면, 상기 유입되는 공기에 습기를 가하는 가습장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 취침모드를 구비한 제습장치, 제습방법 및 상기 제습장치를 구비한 공기청정기에 의하면, 상기 취침모드시 송풍팬의 구동속도가 감소하더라도, 열전소자에 공급하는 전압의 크기를 보상함으로써 제습량은 일정하게 유지할 수 있다.
본 발명의 취침모드를 구비한 제습장치, 제습방법 및 상기 제습장치를 구비한 공기청정기에 의하면, 제습성능은 일정하게 유지하면서 송풍팬의 구동속도를 감소시킬 수 있으므로 취침모드시에 상기 제습장치, 공기 청정기에서 발생하는 소음을 줄일 수 있다.
본 발명의 공기청정기에 의하면, 제습이외에 가습기능을 포함하고 있으므로, 실내의 습도를 일정하게 유지할 수 있다.
도1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치의 기능을 나타내는 블록도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 제습방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치의 기능을 나타내는 블록도이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치는, 습도센서(10), 조도센서(20), 전원공급부(30), 제어부(31), 스위치 모드 파워 서플라이(SMPS: Switched Mode Power Supply, 32), 열전소자(40), 냉각판(50) 및 발열판(60)을 포함할 수 있다.
이하, 도1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치를 설명한다.
습도센서(10)는, 외부의 습도를 측정하여 외부습도값을 출력할 수 있다. 상기 습도센서(10)는 상기 제습장치의 외부, 즉 상기 제습장치가 위치하는 실내의 습도를 측정할 수 있다. 상기 습도센서(10)는 일반적으로 제습장치에 활용되어 습도를 측정할 수 있는 것이면 어떠한 것도 사용될 수 있다. 상기 습도센서(10)는 상기 측정된 외부 습도에 대응하는 전기적 신호를 생성하여 상기 전원공급부(30)에 전송할 수 있다.
조도센서(20)는, 외부의 조도를 측정하여 조도값을 출력할 수 있다. 상기 조도센서(20)는, 상기 제습장치의 외부, 즉 상기 제습장치가 위치하는 실내의 조도를 측정할 수 있다.
상기 측정된 실내의 조도값이 조도임계값보다 낮으면, 상기 제습장치는 취침모드로 진행할 수 있다. 상기 취침모드는, 실내의 불이 꺼지면 상기 제습장치의 사용자가 잠자리에 든 것으로 판단하여 상기 제습장치가 발생시키는 소음을 최소화하도록 미리 설정된 것일 수 있다. 구체적으로 상기 제습장치 내에 구비된 송풍팬의 구동속도를 기 설정된 값만큼 줄이는 등의 방법을 통하여 상기 제습장치가 발생시키는 소음을 줄일 수 있다.
상기 조도센서(20)는 일반적으로 제습장치 등에 활용되어 조도를 측정할 수 있는 것이면 어떠한 것도 사용될 수 있다. 상기 조도센서(20)는 상기 측정된 조도값에 대응하는 전기적 신호를 생성하여 상기 전원공급부(30)에 전송할 수 있다.
전원공급부(30)는, 상기 조도값 및 외부습도값에 따라 상기 공급전압의 크기를 결정하고, 상기 공급전압을 상기 열전소자(40)에 인가할 수 있다.
상기 전원공급부(30)는, 상기 조도값을 이용하여 상기 제습장치가 취침모드에 해당하는 지 여부를 판별할 수 있다. 상기 제습장치가 취침모드에 해당하면, 상기 제습장치는 발생 소음을 최소화하기 위하여 상기 제습장치에 구비된 송풍팬의 구동속도를 기 설정된 값만큼 줄일 수 있다. 상기 송풍팬의 구동속도가 줄어들게 되면, 상기 제습장치의 제습량이 감소할 수 있다.
상기 송풍팬은 제습장치 내부로 외부의 공기를 유입시키는 역할을 할 수 있고, 상기 송풍팬의 회전에 의하여 상기 제습장치 내부로 유입되는 외부 공기의 양이 조절될 수 있다. 따라서, 상기 송풍팬의 구동속도가 줄어들게 되면 상기 제습장치 내부로 유입되는 외부 공기의 양이 줄어들게 되어, 상기 제습장치의 제습량이 줄어들 수 있다.
따라서, 상기 전원공급부(30)는 상기 조도값을 이용하여 상기 제습장치가 취침모드에 해당하는 지 여부를 판별하고, 상기 취침모드 해당여부 및 상기 외부습도값을 이용하여 상기 열전소자(40)에 인가할 공급전압의 크기를 결정할 수 있다.
여기서 상기 전원공급부(30)는, 제어부(31) 및 스위치 모드 파워 서플라이(32, 이하 SMPS)를 포함할 수 있다.
제어부(31)는, 상기 조도값이 조도임계값 이하이면, 상기 외부습도값에서 목표습도값을 뺀 후, 전압공급시정수 및 전압보상시정수를 곱하여 상기 공급전압의 크기를 결정하고, 상기 공급전압을 생성하도록 제어신호를 출력할 수 있다.
여기서 상기 목표습도값은 사용자로부터 입력받은 값 또는 기 설정된 값일 수 있으며, 상기 전압공급시정수(k)는 기 설정된 상수로 고정된 값일 수 있다. 또한, 상기 전압보상시정수(Da)는 취침모드시 제습량 보상을 위한 비례상수로서 고정된 값일 수 있다.
상기 조도값이 조도임계값 이하이면, 상기 제습장치가 취침모드로 진행한 것으로 볼 수 있다. 따라서, 상기 제어부(31)는 상기 취침모드에 따른 송풍팬의 구동속도 감소를 보상하기 위하여 상기 전압보상시정수(Da)를 이용하여 공급전압의 크기를 일반적인 경우보다 더 크게 설정할 수 있다.
상기 열전소자(40)에 공급할 전압의 크기를 결정하기 위하여, 상기 습도센서(10)가 측정한 외부습도값에서 상기 목표습도값을 뺀 후(Ha = 외부습도값 - 목표습도값), 이를 상기 전압공급시정수(k) 및 전압보상시정수(Da)와 곱하여 상기 열전소자(40)에 공급하는 공급전압 (Va = Ha * k * Da)를 구할 수 있다.
상기 수식 Va = Ha * k * Da를 참조하면, 상기 공급전압(Va)은 외부습도값 및 목표습도값의 차(Ha)와 비례관계에 있을 수 있다. 따라서, 상기 외부습도값과 목표습도값의 차가 클수록 더 높은 전압을 상기 열전소자(40)에 인가하고, 상기 외부습도값과 목표습도값의 차가 작을수록 낮은 전압을 인가할 수 있다.
또한, 상기 취침모드에 따른 제습량 감소를 보상하기 위하여 상기 전압보상시정수(Da)를 곱하여, 취침모드가 아닌 경우에 비하여 더 큰 전압을 상기 열전소자(40)에 인가할 수 있다.
상기 제어부(31)는 상기 공급전압(Va)을 생성하도록 하는 제어신호를 출력할 수 있다. 상기 제어신호는 상기 SMPS(32)로 전송되어 상기 SMPS(32)가 상기 공급전압(Va)를 생성하도록 할 수 있다.
여기서 상기 제어부(31)는, 상기 조도값이 조도임계값 초과이면, 상기 외부습도값에서 목표습도값을 뺀 후, 전압공급시정수를 곱하여 상기 공급전압의 크기를 결정하고, 상기 공급전압을 생성하도록 제어신호를 출력할 수 있다.
상기 조도값이 조도임계값 초과이면, 상기 제습장치가 취침모드로 진행하지 않을 수 있다. 따라서, 상기 제어부(31)는 상기 전압보상시정수(Da)를 이용하여 상기 공급전압의 크기를 더 크게 설정할 필요가 없으므로, 상기 외부습도값에서 상기 목표습도값을 뺀 후(Ha = 외부습도값 - 목표습도값), 상기 전압공급시정수(k)만을 곱하여 상기 공급전압(Va = Ha * k)으로 할 수 있다.
상기 제어부(31)는, 상기 외부습도값에서 목표습도값을 뺀 값이 0보다 작거나 같으면, 상기 열전소자(40)에 전압을 공급하지 않도록 제어할 수 있다.
상기 외부습도값에서 목표습도값을 뺀 값(Ha)이 0보다 작거나 같다면, 현재 실내의 습도가 목표습도와 같거나 목표습도보다 더 낮다는 것을 의미하는 것이고, 이 경우에는 상기 제습장치를 구동하여 습도를 더 낮출 필요가 없다.
따라서, 상기 제어부(31)는 상기 열전소자(40)에 전원을 공급하지 않도록 하여, 상기 제습장치가 구동하지 않도록 할 수 있다.
SMPS(32)는, 상기 제어신호에 대응하여 상기 공급전압을 생성하고, 상기 공급전압을 상기 열전소자(40)에 인가할 수 있다. 상기 열전소자(40)는 펠티에 효과를 이용하여 유입된 공기를 냉각시키는 것이므로, 상기 SMPS(32)가 공급하는 전압의 크기에 따라서 상기 열전소자(40)의 동작이 제어되고 그에 따라 제습량이 조절될 수 있다.
상기 SMPS(32)는 입력되는 제어신호에 따라, 교류의 상용전원을 변환하여 정확한 크기의 공급전압(직류)을 생성하여 상기 열전소자(40)에 인가할 수 있다.
열전소자(40)는, 공급받은 전압에 따라 상기 냉각판(60)의 온도를 조절할 수 있다. 상기 열전소자(40)는, 펠티에 효과를 이용하여, 상기 열전소자(40)의 일단에서는 흡열, 타단에서는 발열을 일으킬 수 있다. 여기서 상기 흡열 및 발열은 서로 대응하여 나타나는 것으로서, 상기 흡열이 크게 일어나면 마찬가지로 상기 발열도 크게 일어난다.
상기 열전소자(40)에 높은 전압이 인가될수록 상기 흡열 및 발열은 더 크게 나타날 수 있으며, 상기 열전소자(40)에 낮은 전압이 인가될수록 상기 흡열 및 발열은 더 적게 나타날 수 있다. 상기 흡열 및 발열 양에 따라서 상기 열전소자(40)의 양 단의 온도도 달라 질 수 있다.
도1에 도시된 바와 같이, 상기 열전소자(40)의 양 단에는 상기 냉각판(50) 및 발열판(60)이 각각 구비될 수 있으며, 상기 냉각판(50)에서는 흡열, 상기 발열판(60)에서는 발열이 일어날 수 있다.
상기 냉각판(50)은, 유입되는 공기와 접촉하여, 상기 유입되는 공기 내에 존재하는 수증기를 물로 응결시킬 수 있다. 상기 냉각판(50)은 상기 유입되는 공기보다 저온이므로 상기 공기가 가지고 있는 열에너지를 흡수할 수 있다. 그에 따라 상기 공기 속에 포함된 수증기가 가지고 있던 열에너지를 상기 냉각판(50)에 넘겨 주고, 상기 수증기는 물로 응결될 수 있다.
상기 응결된 물은 별도의 수조를 이용하여 모을 수 있으며, 상기 공기 중에 포함된 수증기를 물로 응결시킴으로써 상기 공기의 습도를 낮출 수 있다.
상기 냉각판(50)에서 응결되는 수증기의 양은 상기 냉각판(50)으로 유입되는 공기의 양 및 상기 냉각판(50)의 온도 등에 의하여 달라질 수 있다.
상기 취침모드의 경우, 소음을 최소화하기 위하여 상기 냉각판(50)으로 공기를 유입시키는 송풍팬의 구동속도를 감소시킬 수 있지만, 상기 열전소자(40)에 더 높은 공급전압을 인가함으로서, 상기 냉각판(50)의 온도를 더 낮출수 있고, 그에 따라 상기 송풍팬의 구동속도의 감소에 불구하고 제습량은 일정하게 유지될 수 있다.
상기 발열판(60)은, 상기 냉각판(50)과 반대로 열을 방출할 수 있다. 상기 발열판(60)에서 발열이 잘되어야 상기 냉각판(50)에서도 흡열을 잘할 수 있으므로, 상기 발열판(60)에서 발열이 잘되도록 상기 발열판(60)을 냉각시킬 필요가 있다. 여기서 상기 발열판(60)은, 상기 송풍팬의 바람에 의하여 냉각될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 상기 제습장치는 조작부 및 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 조작부는, 상기 목표습도를 입력받을 수 있다. 상기 제습장치에 구비된 상기 조작부를 이용하여 사용자는 원하는 목표습도를 입력할 수 있으며, 상기 제습장치는 상기 목표습도를 이용하여 상기 열전소자(30)에 공급할 전압의 크기를 결정할 수 있다.
여기서 상기 디스플레이부는, 상기 제습장치의 동작상태를 나타낼 수 있다. 상기 디스플레이부는 LCD, LED 등으로 구현될 수 있으며, 상기 제습장치의 동작상태를 시각적인 형태로 제시할 수 있다.
상기 디스플레이부는, 상기 목표습도값, 습도센서(10)가 측정한 외부 습도값, 조도값, 취침모드 여부 등을 나타낼 수 있으며, 사용자는 상기 디스플레이부를 통하여 상기 제습장치의 동작상태를 알 수 있다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 제습방법을 나타내는 순서도이다.
도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 제습방법은, 목표습도 입력단계(S10), 취침모드 판별단계(S20), 외부습도 측정단계(S30), 공급전압 결정단계(S40), 전원공급 단계(S50), 제습량 조절단계(S60) 및 습기제거단계(S70)를 포함할 수 있다.
이하, 도2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 제습방법을 설명한다.
목표습도 입력단계(S10)는, 사용자로부터 목표습도를 입력받을 수 있다. 여기서 목표습도는 상기 제습방법을 통하여 얻고자하는 실내 습도를 의미할 수 있다.
취침모드 판별단계(S20)는, 조도센서가 측정한 조도값을 이용하여 취침모드에 진입하였는지 여부를 판별할 수 있다.
구체적으로, 상기 측정된 조도값을 기 설정된 조도임계값과 비교하여, 상기 조도값이 조도 임계값보다 크면 취침모드에 해당하지 않고, 상기 조도값이 조도 임계값보다 작거나 같으면 취침모드에 해당하는 것으로 판별할 수 있다.
상기 취침모드에 해당하지 않는 것으로 판별되면, 정상모드에 따라 제습을 할 수 있다. 상기 정상모드는, 상기 공급전압 결정단계(S40)에서 전압보상시정수(Da)를 더 곱하지 않는 점에서 상기 취침모드와 차이가 있을 수 있다.
외부습도 측정단계(S30)는, 습도센서가 외부의 습도를 측정할 수 있다. 습도센서를 이용하여 외부, 즉 실내의 습도를 측정할 수 있다. 상기 습도센서는 일반적으로 제습장치에 활용되어 습도를 측정할 수 있는 것이면 어떠한 것도 사용될 수 있다. 상기 외부습도 측정단계(S30)는 상기 측정된 외부 습도에 대응하는 전기적 신호를 생성할 수 있다.
공급전압 결정단계(S40)는, 상기 취침모드로 판별되면, 상기 취침모드 진입에 따른 제습량 감소를 보상하여 공급전압의 크기를 결정할 수 있다.
여기서 상기 공급전압 결정단계(S40)는, 상기 외부습도값에서 목표습도값을 뺀 후, 전압공급시정수 및 전압보상시정수를 곱하여 상기 공급전압의 크기를 결정할 수 있다.
여기서 상기 목표습도는 목표습도 입력단계(S10)에서 입력받은 값이며, 상기 전압공급시정수(k) 및 상기 전압보상시정수(Da)는 기 설정된 상수로서 고정된 값일 수 있다.
도2에 도시된 바와 같이, 상기 외부습도값에서 목표습도값을 뺀 후(Ha = 외부습도 - 목표습도), 상기 외부습도값과 목표습도값의 차(Ha)가 0보다 작거나 같으면 다시 상기 외부습도측정단계(S30)로 돌아갈 수 있다. 상기 외부습도값과 목표습도값의 차(Ha)가 0보다 작거나 같으면 현재 실내의 습도가 목표습도와 같거나 오히려 더 낮다는 것을 의미하므로, 이 경우에는 습도를 더 낮출 필요가 없기 때문이다.
상기 외부습도값과 목표습도값의 차(Ha)가 0보다 크면, 상기 외부습도값과 목표습도값의 차(Ha)에 상기 전압공급시정수(k) 및 전압보상시정수(Da)를 곱하여 상기 열전소자에 공급할 전압(Va = Ha * k * Da)을 구할 수 있다.
상기 수식 Va = Ha * k * Da를 참조하면, 상기 공급전압(Va)은 외부습도값 및 목표습도값의 차(Ha)와 비례관계에 있음을 알 수 있다. 따라서, 상기 외부습도값과 목표습도값의 차가 클수록 더 높은 전압을 상기 열전소자에 인가할 수 있다.
여기서, 상기 취침모드에 따른 제습량 감소를 보상하기 위해, 상기 전압보상시정수(Da)를 이용하여 상기 취침모드가 아닌 경우에 비하여 더 큰 전압을 상기 열전소자에 인가할 수 있다.
전원공급단계(S50)는, 전원공급장치가 상기 결정된 공급전압을 열전소자에 공급할 수 있다.
상기 열전소자는 펠티에 효과를 이용하여 유입되는 공기를 냉각시키므로, 상기 전원공급단계(S50)에서 공급하는 전압의 크기에 따라서 상기 열전소자의 제습량이 조절될 수 있다.
상기 전원공급단계(S50)는, 상기 결정된 공급전압을 공급하기 위하여 스위치 모드 파워 서플라이를 이용할 수 있다. 상기 스위치 모드 파워 서플라이는 교류의 상용전원을 변환하여 원하는 직류 전압을 정확하게 생성할 수 있다. 따라서, 상기 스위치 모드 파워 서플라이를 사용하여 상기 열전소자에 상기 결정된 공급전압을 정확하게 인가할 수 있다.
제습량 조절단계(S60)는, 상기 열전소자가 공급전압에 따라 냉각판의 온도를 조절할 수 있다.
상기 열전소자는 펠티에 효과를 이용할 수 있으므로, 상기 공급전압을 이용하여 상기 열전소자의 양단에서 흡열 및 발열 작용을 일으킬 수 있다. 상기 흡열 작용이 일어나는 상기 열전소자의 일단에는 냉각판을 부착하고, 상기 발열 작용이 일어나는 상기 열전소자의 타단에는 발열판을 부착할 수 있다.
상기 열전소자의 흡열 및 발열은 상기 열전소자에 공급되는 공급전압의 크기에 따라 달라질 수 있으며, 상기 공급전압의 크기에 비례하여 상기 흡열 및 발열의 정도가 증가할 수 있다.
따라서, 상기 열전소자는 상기 공급되는 공급전압의 크기에 따라 상기 냉각판 및 발열판의 온도를 조절할 수 있다.
습기제거단계(S70)는, 유입되는 공기를 상기 냉각판에 접촉시켜 상기 유입되는 공기 내에 존재하는 수증기를 물로 응결시킬 수 있다.
상기 냉각판은 상기 펠티에 효과에 의하여, 상기 유입되는 공기보다 저온으로 유지될 수 있으므로, 상기 공기가 가지고 있는 열에너지를 흡수할 수 있다. 그에 따라 상기 유입되는 공기는, 상기 공기 속에 포함된 수증기가 가지고 있던 열에너지를 상기 냉각판에 넘겨 주고, 상기 수증기는 물로 응결될 수 있다.
상기 응결된 물은 별도의 수조를 이용하여 모을 수 있으며, 상기 공기 중에 포함된 수증기가 물로 응결됨으로써 상기 유입되는 공기의 습도를 낮출 수 있다.
도시하지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 의한 공기청정기는, 하우징, 습도센서, 송풍팬 및 제습장치를 포함할 수 있다.
하우징은, 공기 유입구 및 공기 배출구를 포함할 수 있다. 상기 하우징은 상기 공기청정기의 외관을 형성하는 것으로서, 상기 공기 유입구를 통하여 외부의 공기를 상기 공기 청정기의 내부로 유입시키고, 상기 공기 배출구를 통하여 공기 청정기 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있다. 상기 하우징으로 구성된 공간내부는 상기 공기청정기의 기능 및 역할에 따라 구별될 수 있다.
습도센서는, 상기 하우징에 구비되어 상기 하우징 외부의 습도를 측정하여 외부습도값을 출력할 수 있으며, 조도센서는, 상기 하우징에 구비되어 상기 하우징 외부의 조도를 측정하여 조도값을 출력할 수 있다.
상기 습도센서 및 조도센서는 앞서 설명하였으므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
송풍팬은, 상기 공기 유입구를 통하여 상기 하우징 내부로 공기가 유입되도록 공기 흐름을 형성하며, 취침모드시에는 회전속도가 기 설정된 값만큼 감소할 수 있다.
상기 송풍팬은 모터에 의하여 구동될 수 있으며, 상기 송풍팬의 회전에 의하여 외부의 공기가 상기 공기 유입구를 통하여 상기 공기 청정기의 내부로 유입될 수 있다. 또한, 공기정화, 제습 등의 처리를 마친 공기를 상기 송풍팬을 이용하여 상기 공기 배출구로 배출시킬 수 있다.
상기 송풍팬의 전면 또는 후면에는 상기 유입되는 공기를 여과시키는 필터부를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 송풍팬을 이용하여, 상기 제습장치를 구성하는 열전소자의 발열판을 냉각시킬 수 있다.
상기 송풍팬의 회전속도는, 상기 취침모드에서 기 설정된 값만큼 감소될 수 있다. 상기 취침모드는 상기 공기청정기 등의 사용자가 잠자리에 들면, 상기 공기 청정기가 발생시키는 소음을 최소화 하기 위한 것이다. 따라서, 상기 송풍팬의 회전속도 또한 상기 취침모드에서는 기 설정된 속도로 감소할 수 있다.
제습장치는, 상기 조도값 및 외부습도값에 따라 결정된 공급전압을 이용하여, 상기 유입되는 공기 내에 존재하는 수증기를 물로 응결시킬 수 있다. 여기서 상기 제습장치는, 냉각판, 열전소자, 제어부 및 스위치 모드 파워 서플라이(SMPS: Switched Mode Power Supply, 이하 SMPS)를 포함할 수 있다.
상기 냉각판은 유입되는 공기와 접촉하여, 상기 유입되는 공기 내에 존재하는 수증기를 물로 응결시킬 수 있으며, 상기 열전소자는 공급전압의 크기에 따라 상기 냉각판의 온도를 조절할 수 있다. 상기 제어부는 상기 조도값이 조도임계값 이하이면, 상기 외부습도값에서 목표습도값을 뺀 후, 전압공급시정수 및 전압보상시정수를 곱하여 상기 공급전압의 크기를 결정하고, 상기 공급전압을 생성하도록 제어신호를 출력할 수 있으며, 상기 SMPS는 상기 제어신호에 대응하여 상기 공급전압을 생성하고, 상기 공급전압을 상기 열전소자에 인가할 수 있다.
상기 제습장치 및 상기 제습장치를 구성하는 냉각판, 열전소자, 제어부 및 SMPS에 대하여는 앞서 설명하였으므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
상기 공기청정기는, 상기 외부습도값에서 상기 목표습도값을 뺀 값이 0보다 작으면, 상기 유입되는 공기에 습기를 가하는 가습장치를 더 포함할 수 있다.
상기 외부습도값과 목표습도값의 차가 0보다 작다는 것은, 현재 외부습도가 부족하다는 것을 의미하므로, 적정한 습도를 유지하기 위해서는 습기를 제공할 필요가 있다.
종래에는 공기 청정 및 적정한 실내 습도 유지를 위하여, 각각 개별적으로 공기 청정기, 가습기, 제습기 등을 구비하여야 했으며, 이 경우 좁은 실내공간에서의 적절한 배치 및 설치가 번거롭고 불편할 뿐아니라 경제적인 부담이 커지는 문제점이 있었다.
하지만, 상기 공기청정기는 제습장치와 더불어 상기 가습장치를 더 포함할 수 있으므로 하나의 공기 청정기로 상기 세가지 기능을 모두 수행할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
10: 습도센서 20: 조도센서
30:전원공급부 31: 제어부
32: 스위치 모드 파워 서플라이 40: 열전소자
50: 냉각판 60: 발열판
S10: 취침모드 판별단계 S20: 목표습도 입력단계
S30: 외부습도 측정단계 S40: 공급전압 결정단계
S50: 전원공급단계 S60: 제습량 조절단계
S70: 습기제거단계

Claims (9)

  1. 외부의 습도를 측정하여 외부습도값을 출력하는 습도센서;
    외부의 조도를 측정하여 조도값을 출력하는 조도센서;
    유입되는 공기와 접촉하여, 상기 유입되는 공기 내에 존재하는 수증기를 물로 응결시키는 냉각판;
    공급전압의 크기에 따라 상기 냉각판의 온도를 조절하는 열전소자; 및
    상기 조도값 및 외부습도값에 따라 상기 공급전압의 크기를 결정하고, 상기 공급전압을 상기 열전소자에 인가하는 전원공급부를 포함하며,
    상기 전원공급부는
    상기 조도값이 조도임계값 이하이면, 상기 외부습도값에서 목표습도값을 뺀 후, 전압공급시정수 및 전압보상시정수를 곱하여 상기 공급전압의 크기를 결정하고, 상기 공급전압을 생성하도록 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하는 제습장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전원공급부는
    상기 제어신호에 대응하여 상기 공급전압을 생성하고, 상기 공급전압을 상기 열전소자에 인가하는 스위치 모드 파워 서플라이(SMPS: Switched Mode Power Supply)를 더 포함하는 제습장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 조도값이 조도임계값을 초과하면, 상기 외부습도값에서 목표습도값을 뺀 후, 전압공급시정수를 곱하여 상기 공급전압의 크기를 결정하고, 상기 공급전압을 생성하도록 제어신호를 출력하는 제습장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 외부습도값에서 상기 목표습도값을 뺀 값이 0보다 작거나 같으면, 상기 열전소자에 전압을 공급하지 않도록 제어하는 제습장치.
  5. 조도센서가 측정한 조도값을 이용하여 취침모드에 진입하였는지 여부를 판별하는 취침모드 판별단계;
    습도센서가 외부의 습도를 측정하여 외부습도값을 출력하는 외부습도 측정단계;
    상기 취침모드로 판별되면, 상기 취침모드 진입에 따른 제습량 감소를 보상하여 공급전압의 크기를 결정하는 공급전압 결정단계;
    전원공급장치가 상기 결정된 공급전압을 열전소자에 공급하는 전원공급단계;
    상기 열전소자가 상기 공급전압에 따라 냉각판의 온도를 조절하는 제습량 조절단계; 및
    유입되는 공기를 상기 냉각판에 접촉시켜 상기 유입되는 공기 내에 존재하는 수증기를 물로 응결시키는 습기제거단계를 포함하며,
    상기 공급전압 결정단계는
    상기 외부습도값에서 목표습도값을 뺀 후, 전압공급시정수 및 전압보상시정수를 곱하여 상기 공급전압의 크기를 결정하는 제습방법.
  6. 삭제
  7. 공기 유입구 및 공기 배출구를 포함하는 하우징;
    상기 하우징에 구비되어 상기 하우징 외부의 습도를 측정하여 외부습도값을 출력하는 습도 센서;
    상기 하우징에 구비되어 상기 하우징 외부의 조도를 측정하여 조도값을 출력하는 조도 센서;
    상기 공기 유입구를 통하여 상기 하우징 내부로 공기가 유입되도록 공기 흐름을 형성하며, 취침모드시에는 회전속도가 기 설정된 값만큼 감소하는 송풍팬; 및
    상기 조도값 및 외부습도값에 따라 결정된 공급전압을 이용하여, 상기 유입되는 공기 내에 존재하는 수증기를 물로 응결시키는 제습장치를 포함하며,
    상기 제습장치는
    상기 조도값이 조도임계값 이하이면, 상기 외부습도값에서 목표습도값을 뺀 후, 전압공급시정수 및 전압보상시정수를 곱하여 상기 공급전압의 크기를 결정하고, 상기 공급전압을 생성하도록 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하는 공기 청정기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제습장치는
    유입되는 공기와 접촉하여, 상기 유입되는 공기 내에 존재하는 수증기를 물로 응결시키는 냉각판;
    공급전압의 크기에 따라 상기 냉각판의 온도를 조절하는 열전소자; 및
    상기 제어신호에 대응하여 상기 공급전압을 생성하고, 상기 공급전압을 상기 열전소자에 인가하는 스위치 모드 파워 서플라이(SMPS: Switched Mode Power Supply)를 더 포함하는 공기 청정기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 외부 습도값에서 상기 목표습도값을 뺀 값이 0보다 작으면, 상기 유입되는 공기에 습기를 가하는 가습장치를 더 포함하는 공기 청정기.
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