KR101883982B1 - 공기 질 지표 적용 외기 냉방 운전 방법 및 그 방법이 사용되는 공조 장치 - Google Patents

공기 질 지표 적용 외기 냉방 운전 방법 및 그 방법이 사용되는 공조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 공기 질 지표 적용 외기 냉방 운전 방법은, 외기 냉방 운전을 위하여, 외기 및 환기의 온도 및 습도를 측정함으로써 상기 외기 및 상기 환기의 엔탈피를 계산하여 비교하는, 외기 및 환기 엔탈피 비교 단계 및 상기 환기의 엔탈피가 상기 외기의 엔탈피보다 큰 경우, 상기 외기에 포함된 오염물질의 공기 질 지표를 이용하여 상기 환기의 최소 도입을 결정하는, 최소 환기량 결정 단계를 포함한다.

Description

공기 질 지표 적용 외기 냉방 운전 방법 및 그 방법이 사용되는 공조 장치{Outdoor air cooling driving method using air quality index and air conditioning apparatus using the method}
본 발명은 공기 질 지표 적용 외기 냉방 운전 방법 및 그 방법이 사용되는 공조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 실내의 공기 질이 아닌 외기의 공기 질 지표를 측정하여 공조 장치의 외기 냉방 운전을 판단함으로써 실내의 공기의 질을 개선시킬 수 있는 공기 질 지표 적용 외기 냉방 운전 방법 및 그 방법이 사용되는 공조 장치에 관한 것이다.
외기 냉방은 외기를 직접 실내로 끌어들여 냉방하는 방식으로, 건물의 공조에너지 절약을 위해 널리 사용되고 있다. 그러나 최근 공장의 매연이나, 황사 등의 문제, 아울러 미세먼지 문제로 외기의 질이 악화됨에 따라서 외기 냉방 운전으로 인하여 인체에 해로움이 발생되고 있으며, 특히 호흡계, 심장계 질환 등의 원인이 되고 있다. 이에 실내의 공기의 질이 악화되는 것을 방지하기 위한 다양한 방법이 사용되고 있다. 이를 테면, 대한민국 등록특허 10-1565249 및 10-1524735 등에 실내 공기의 질을 유지하기 위한 장치 및 방법 등이 개시되어 있다.
한편, 종래의 외기 냉방 운전은, 실내 온도 설정 단계, 급기 온도 설정 단계, 외기(OA, Outside Air) 및 환기(RA, Return Air) 온도 측정 단계, 외기 및 환기 절대 습도 측정 단계, 외기 및 환기 엔탈피 계산 단계를 포함하며, 여기서 엔탈피 계산 단계를 통해서 환기 엔탈피가 외기 엔탈피보다 큰 경우, 최소 환기량을 도입하고, 쿨링 코일 및 냉동기를 운전하여 외기 냉방 운전을 실행할 수 있다.
이러한 종래의 외기 냉방 운전 방식은 전술한 것처럼 에너지 절감을 위해 온도 또는 엔탈피의 조건이 환기 공기의 온도 또는 엔탈피보다 낮은 경우 외기를 활용하여 냉방하는 방식인데, 그런데 이러한 방식의 경우 외기의 공기 질이 계속적으로 악화되고 있는 환경, 예를 들면 황사가 심한 봄철 등에 악화된 외기가 실내로 유입될 수 있어 실내 공기 질을 악화시키고 이를 통해 인체에 해를 가할 우려가 있다.
따라서, 외기 냉방 운전을 하더라도 실내의 공기 질을 향상 또는 유지시킬 수 있는 외기 냉방 운전의 방법의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 실시예에 따른 목적은, 실내의 공기 질이 아닌 외기의 공기 질 지표를 측정하여 공조 장치의 외기 냉방 운전을 판단함으로써 실내의 공기의 질을 개선시킬 수 있으며, 이를 통해 실내의 공기 질 악화로 호흡계 또는 신장계 질환과 같은 인체에 해로운 질환이 발생되는 것을 감소시킬 수 있는, 공기 질 지표 적용 외기 냉방 운전 방법 및 그 방법이 사용되는 공조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 질 지표 적용 외기 냉방 운전 방법은, 외기 냉방 운전을 위하여, 외기 및 환기의 온도 및 습도를 측정함으로써 상기 외기 및 상기 환기의 엔탈피를 계산하여 비교하는, 외기 및 환기 엔탈피 비교 단계; 및 상기 환기의 엔탈피가 상기 외기의 엔탈피보다 큰 경우, 상기 외기에 포함된 오염물질의 공기 질 지표를 이용하여 상기 환기의 최소 도입을 결정하는, 최소 환기량 결정 단계;를 포함하여, 실내의 공기 질이 아닌 외기의 공기 질 지표를 측정하여 공조 장치의 외기 냉방 운전을 판단함으로써 실내의 공기의 질을 개선시킬 수 있으며, 이를 통해 실내의 공기 질 악화로 호흡계 또는 신장계 질환과 같은 인체에 해로운 질환이 발생되는 것을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 외기에 포함된 상기 오염물질은 초미세먼지, 미세먼지, 이산화황, 이산화질소, 오존 및 일산화탄소 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 최소 환기량 결정 단계 시, 상기 오염물질 각각의 공기 질 지표인 AQI(Air quality index) 중 가장 높은 AQI가 미리 설정된 수치를 초과하는 경우 외기 냉방을 중단하고 상기 환기의 최소 도입을 실행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 최소 환기량 결정 단계 시, 상기 오염물질 각각의 공기 질 지표인 AQI(Air quality index) 중 가장 높은 AQI가 미리 설정된 수치 이하인 경우 상기 외기 및 상기 환기의 엔탈피를 제어하는 제어 모드를 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 최소 환기량 결정 단계 시 사용되는 상기 공기 질 지표인 AQI는,
Figure 112016120171137-pat00001
식을 통해 계산되며, 여기서, Ip는 오염물질 p의 공기 질 지표(AQI), Cp는 오염물질 p의 농도, BPHi는 Cp 농도 범위의 상한점, BPLo는 Cp 농도 범위의 하한점, IHi 는 BPHi에 상응하는 공기 질 지표, ILo 는 BPLo에 상응하는 공기 질일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 AQI의 상기 미리 설정된 수치는 100일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 최소 환기량 결정 단계 시 상기 환기의 최소량의 도입을 실행한 후, 쿨링 코일 및 냉동기를 이용하여 실내의 냉방을 실행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 외기 및 환기 엔탈피 비교 단계를 위해, 실내 온도를 설정한 후 급기 온도를 설정한 다음 상기 외기 및 상기 환기의 온도를 측정하여 상기 외기 및 상기 환기의 절대 습도를 측정한 후 상기 외기 및 상기 환기의 엔탈피를 계산한 다음 상기 환기의 엔탈피와 상기 외기의 엔탈피를 비교할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 공조 장치는, 장치 하우징; 상기 장치 하우징에 장착되어 상기 장치 하우징 내로 유입되는 외기의 오염물질의 공기 질 지표를 측정하는, 측정 센서; 및 상기 측정 센서에 의해 측정된 상기 외기의 오염물질의 상기 공기 질 지표에 기초하여 상기 장치 하우징 내에 구비되는 외기 댐퍼, 환기 댐퍼 및 배기 댐퍼를 선택적으로 제어하는 제어부;를 포함하여, 실내의 공기 질이 아닌 외기의 공기 질 지표를 측정하여 공조 장치의 외기 냉방 운전을 판단함으로써 실내의 공기의 질을 개선시킬 수 있으며, 이를 통해 실내의 공기 질 악화로 호흡계 또는 신장계 질환과 같은 인체에 해로운 질환이 발생되는 것을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 측정 센서에 의해 측정된 상기 오염물질 각각의 공기 질 지표인 AQI(Air quality index) 중 가장 높은 AQI가 미리 설정된 수치를 초과하는 경우 외기 냉방을 중단하고 상기 환기 댐퍼를 통해 상기 환기의 최소 도입을 실행하여 실내에 상기 외기와 상기 환기가 믹싱된 혼합 공기가 유입되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 측정 센서에 의해 측정된 상기 오염물질 각각의 상기 AQI가 미리 설정된 수치 이하인 경우 상기 외기 댐퍼 및 상기 배기 댐퍼를 개방하고 상기 환기 댐퍼를 차단하여 엔탈피 제어 모드를 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 AQI의 상기 미리 설정된 수치는 100일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 장치 하우징 내에는 상기 장치 하우징의 기체 이동 라인으로 유입된 상기 외기 또는 상기 혼합 공기를 냉각시키는 쿨링 코일 및 가열하는 냉동기가 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 실내의 공기 질이 아닌 외기의 공기 질 지표를 측정하여 공조 장치의 외기 냉방 운전을 판단함으로써 실내의 공기의 질을 개선시킬 수 있으며, 이를 통해 실내의 공기 질 악화로 호흡계 또는 신장계 질환과 같은 인체에 해로운 질환이 발생되는 것을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 질 지표 적용 외기 냉방 방법의 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 외기 냉방 방법이 적용되는 공조 장치의 개략적인 구성 도면으로서, 공조 장치의 측정 센서에 의해 측정된 오염물질의 공기 질 지표(AQI)가 100이하일 때 공기의 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 공조 장치의 측정 센서에 의해 측정된 오염물질의 공기 질 지표(AQI)가 100보다 클 때 공기의 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 질 지표 적용 외기 냉방 방법의 순서도이고, 도 2는 도 1에 도시된 외기 냉방 방법이 적용되는 공조 장치의 개략적인 구성 도면으로서, 공조 장치의 측정 센서에 의해 측정된 오염물질의 공기 질 지표(AQI)가 100이하일 때 공기의 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 공조 장치의 측정 센서에 의해 측정된 오염물질의 공기 질 지표(AQI)가 100보다 클 때 공기의 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 질 지표 적용 외기 냉방 운전 방법은, 외기 냉방 운전을 위하여 외기(OA, Outdoor air) 및 환기(RA, Return air)의 온도 및 습도를 측정함으로써 외기 및 환기의 엔탈피를 계산하여 비교하는 외기 및 환기 엔탈피 비교 단계(S100)와, 환기의 엔탈피가 외기의 엔탈피보다 큰 경우 외기에 포함된 오염물질의 공기 질 지표를 이용하여 환기의 최소 도입을 결정하는, 최소 환기량 결정 단계(S200)를 포함할 수 있다.
이러한 구성에 의해서, 외기에 함유 가능한 오염물질의 공기 질 지표가 설정된 수치 이상인 경우 환기를 사용함으로써 실내로 급기되는 공기의 오염 정도를 줄일 수 있어 실내를 청정하게 유지할 수 있음은 물론 또는 오염물질로부터 유발되는 호흡계 질환 또는 심장계 질환 등을 감소시킬 수 있다.
각각의 단계에 대해 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 본 실시예의 외기 및 환기 엔탈피 비교 단계(S100) 시, 먼저 실내 온도를 설정(S110)한 후 급기 온도를 설정(S120)한 다음 외기 및 환기의 온도를 측정(S130)하여 외기 및 환기의 절대 습도를 측정(S140)한 후 외기 및 환기의 엔탈피를 계산(S150)한 다음 환기의 엔탈피와 외기의 엔탈피를 비교(S160)할 수 있다.
여기서, 외기 및 환기의 온도 및 절대 습도 측정은 도 2에 도시된 장착 하우징(110)에 구비 가능한 센서(미도시)들에 의해서 측정될 수 있는데, 이에 대해서 도시하지는 않았다.
한편, 본 실시예의 최소 환기량 결정 단계(S200)는, 도 1에 도시된 것처럼, 환기의 엔탈피가 외기의 엔탈피보다 큰 경우, 공기 질 지표인 AQI(Air quality index)를 이용하여 외기 냉방을 일시적으로 중단하고 환기의 최소 도입을 실행하는 단계이다.
여기서, 외기에 포함된 오염물질은 초미세먼지, 미세먼지, 이산화황, 이산화질소, 오존 및 일산화탄소일 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 오염물질의 종류를 상기와 같이 설정하고 이에 따른 공기 질 지표(AQI)를 구하는 것을 적용하였으나, 다른 오염물질이 적용될 수 있음은 물론이고, 공기 질 지표로서 AQI가 아닌 다른 지표가 적용될 수 있음은 당연하다.
부연하면, 본 실시예의 공기 질 지표인 AQI는 미국 환경보호청에서 지정한 지표로서 초미세먼지, 미세먼지, 이산화황, 이산화질소, 오존, 일산화탄소 총 6개의 대표적인 대기 오염물질로 계산된 값이다.
본 실시예에서 공기 질 지표(AQI)의 설정 수치는 100이다. 공기 질 지표(AQI)가 100을 초과하는 것은 민감한 사람들에게서 건강하지 않은 것을 의미하기 때문에 인체에 해를 끼칠 수 있는 수준의 시작점을 나타낸다. 따라서 만약 외기의 공기 질 지표(AQI)가 100을 초과한다면 공조에 필요한 최소 환기량만 도입하고, 도 2에 도시된 것처럼 쿨링 코일과 냉동기를 이용하여 냉방을 실행할 수 있다.
도 1을 참조하면, 최소 환기량 결정 단계(S200) 시, 오염물질 각각의 농도를 측정(S210)한 다음, 각 오염물질의 공기 질 지표(AQI)를 계산(S220)한 후, 오염물질 각각의 공기 질 지표인(AQI) 중 가장 높은 공기 질 지표를 선정(S230)하여 이 지표가 미리 설정된 수치, 즉 100을 초과(S240)하는 경우 외기 냉방을 중단하고 환기의 최소 도입을 실행(S250)할 수 있으며, 이후 쿨링 코일 및 냉동기를 운전(S260)하여 냉방을 실행할 수 있다. 반면에, 최소 환기량 결정 단계 시, 오염물질 각각의 공기 질 지표인(AQI) 중 가장 높은 공기 질 지표가 100 이하인 경우 엔탈피 제어 모드를 유지(S270)할 수 있다. 이에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 자세히 후술하기로 한다.
본 실시예에 적용되는 공기 질 지표(AQI)는, 다음의 식에 의해 계산될 수 있다.
Figure 112016120171137-pat00002
여기서, Ip는 오염물질 p의 공기 질 지표(AQI), Cp는 오염물질 p의 농도, BPHi는 Cp 농도 범위의 상한점, BPLo는 Cp 농도 범위의 하한점, IHi 는 BPHi에 상응하는 공기 질 지표, ILo 는 BPLo에 상응하는 공기 질을 나타낸다.
다음의 표 1은 오염물질의 함유 정도에 따른 공기 질 지표(AQI)의 개략적인 수치를 나타내고, 그에 따른 인체에 미치는 영향을 카테고리로 나타낸 것이다.
[표 1]
Figure 112016120171137-pat00003

이에 표시된 것처럼, 오염물질의 각 성분에 따라 공기 질 지표(AQI)가 상기 식에 의해서 구해질 수 있고, 공기 질 지표(AQI)가 100을 넘어서는 경우 민감한 사람들에게 건강하지 않는 등 인체에 해롭다는 사실을 확인할 수 있다. 따라서 이의 경우, 즉 공기 질 지표(AQI)가 100을 초과하는 경우 외기 조건이 외기 냉방에 적절한 엔탈피 값을 갖는다 하여도 최소 환기량만을 도입하여 쿨링 코일과 냉동기의 작동 제어를 통해 냉방을 실행할 수 있다.
한편, 이하에서는, 전술한 외기 냉방 운전 방법이 적용되는 공조 장치의 개략적인 구성을 설명한 후, 공기 질 지표(AQI)에 따른 공기의 흐름에 대해서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)는, 외관을 형성하고 공기 이동 라인(111)이 구축된 장치 하우징(110)과, 장치 하우징(110)에 장착되어 장치 하우징(110) 내로 유입되는 외기(OA)의 오염물질의 공기 질 지표(AQI)를 측정하는 측정 센서(120)와, 개폐 가능하여 공기의 이동을 선택적으로 하도록 하는 댐퍼(121, 122, 123)들과, 쿨링 코일(112), 냉동기(113), 실내(101S)로 공기를 급기시키는 급기 팬(114)과, 실내(101S)로부터 배출된 배기(EA)를 배기시키는 배기 팬(115)을 포함할 수 있다. 아울러, 측정 센서(120)에 의해 측정된 외기의 오염물질의 공기 질 지표에 기초하여 장치 하우징(110) 내에 구비되는 댐퍼들, 즉 외기 댐퍼(121), 환기 댐퍼(122) 및 배기 댐퍼(123)를 선택적으로 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 측정 센서(120)는 외기에 포함된 오염물질의 각 성분을 측정하는 센서로서, 전술한 것처럼, 초미세먼지, 미세먼지, 이산화황, 이산화질소, 오존, 일산화탄소 총 6개의 대표적인 대기 오염물질의 양을 측정하다.
측정 센서(120)에 의해 측정된 정보를 토대로, 전술한 식에 의해서 각 오염물질의 공기 질 지표(AQI)를 구할 수 있으며, 이 중 가장 큰 공기 질 지표(AQI)가 미리 설정된 수치, 즉 100을 초과하는지의 여부를 살펴볼 수 있다.
가령, 도 2에 도시된 것처럼, 오염물질 각각의 공기 질 지표(AQI) 중 가장 높은 공기 질 지표가 100을 넘지 않고 또한 외기의 엔탈피가 환기의 엔탈피보다 낮은 경우, 외기 댐퍼(121) 및 배기 댐퍼(123)는 개방된 상태를 유지하되 환기 댐퍼(122)는 차단된 상태를 가짐으로써 환기가 이루어지지 않고 외기 냉방 운전에 따른 실내 냉방이 이루어질 수 있다.
그런데, 가령, 도 3에 도시된 바와 같이, 오염물질 각각의 공기 질 지표(AQI) 중 가장 높은 공기 질 지표가 100을 초과하는 경우, 외기 및 환기의 엔탈피에 상관 없이 제어부에 의해서 외기 댐퍼(121) 및 배기 댐퍼(123)뿐만 아니라 환기 댐퍼(122)도 개방되도록 제어된다. 이 때 외기 댐퍼(121)를 통해서는 실내(101S)에 있는 재실자의 수에 따른 최소 환기량과 실내(101S)의 바닥 면적에 따른 최소 환기량을 더한 풍량의 외기가 받아들여지고, 환기 댐퍼(122)를 통해 재순환되는 환기와 받아들여진 외기가 혼합된 혼합 공기가 쿨링 코일(112) 및 냉동기(113)를 거쳐 급기 팬(114)을 통해 실내(101S)에 급기됨으로써 설정 급기 온도에 맞추어 냉방을 실행할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 실내(101S)의 공기 질이 아닌 외기의 공기 질 지표(AQI)를 측정하여 공조 장치(100)의 외기 냉방 운전을 판단함으로써 실내(101S)의 공기의 질을 개선시킬 수 있는 장점이 있다. 특히, 실내(101S)의 공기 질 개선에 의해 호흡계, 또는 신장계 질환과 같은 인체에 해로운 질환이 발생되는 것을 감소시킬 수 있다.
한편, 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 외기 냉방 운전 방법을 이용한 시뮬레이션 결과를 상술하기로 한다.
[표 2]
Figure 112016120171137-pat00004

상기 표 2는 외기의 오염이 심한 지역인 서울과 상해를 대상으로 시뮬레이션을 진행한 결과이다. 여기서 시뮬레이션에 필요한 외기 오염 데이터는 한국과 중국의 환경부에서 공개적으로 제공하는 데이터를 사용하였다. 그리고 서울과 상해의 가장 큰 오염 원인은 초미세먼지이므로 초미세먼지를 대상으로 실내 공기 질 개선 효과를 파악하였다.
상기 표를 참조하면, 대한민국 초 미세먼지 하루 평균 권장 기준인 50㎍/㎥을 초과하는 시간이 MERV8 필터 등급에서는 종래의 외기냉방 운전 방법 보다 8,615분 감소하였고, MERV9 필터 등급에서는 종래의 외기냉방 운전 방법 보다 3,495분 감소하였고, MERV10 필터 등급에서는 2,132분 감소함을 알 수 있다. 아울러, WHO 초미세먼지 하루 평균 권장 기준인 25㎍/㎥을 초과하는 시간이 MERV8 필터 등급에서는 종래의 외기냉방 운전 방법 보다 2,403분 감소하였고, MERV9 필터 등급에서는 종래의 외기냉방 운전 방법 보다 6,630분 감소하였고, MERV10 필터 등급에서는 8,615분 감소하였으며, MERV11 필터 등급에서는 4,297분 감소하였음을 알 수 있다. 이처럼, 서울에서의, 본 실시예의 공기 질 지표를 적용한 외기 냉방 운전 방법이 사용됨으로써 권고기준 초과시간 기준량을 종래에 비해 확연하게 줄일 수 있음을 알 수 있다.
[표 3]
Figure 112016120171137-pat00005

한편, 상기 표 3은 외기의 오염이 심한 지역인 상해를 대상으로 시뮬레이션을 진행한 결과이다.
상기 표를 참조하면, 중국 초 미세먼지 하루 평균 권장 기준인 75㎍/㎥을 초과하는 시간이 MERV8 필터 등급에서는 종래의 외기냉방 운전 방법 보다 3,419분 감소하였고, MERV9 필터 등급에서는 종래의 외기냉방 운전 방법 보다 5,382분 감소하였고, MERV10 필터 등급에서는 890분 감소함을 알 수 있다. 아울러, WHO 초미세먼지 하루 평균 권장 기준인 25㎍/㎥을 초과하는 시간이 MERV8 필터 등급에서는 종래의 외기냉방 운전 방법 보다 312분 감소하였고, MERV9 필터 등급에서는 종래의 외기냉방 운전 방법 보다 2,093분 감소하였고, MERV10 필터 등급에서는 5,989분 감소하였으며, MERV11 필터 등급에서는 7,159분 감소하였음을 알 수 있다. 이처럼, 상해에서의 시뮬레이션 결과, 본 실시예의 공기 질 지표를 적용한 외기 냉방 운전 방법이 사용됨으로써 권고기준 초과시간 기준량을 종래에 비해 확연하게 줄일 수 있음을 알 수 있다.
한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
S100: 외기 및 환기 엔탈피 비교 단계
S200: 최소 환기량 결정 단계
100: 공조 장치
110: 장치 하우징
111: 공기 이동 라인
112: 쿨링 코일
113: 냉동기
114: 급기 팬
115: 배기 팬
120: 측정 센서

Claims (12)

  1. 외기 냉방 운전을 위하여, 외기 및 환기의 온도 및 습도를 측정함으로써 상기 외기 및 상기 환기의 엔탈피를 계산하여 비교하는 외기 및 환기 엔탈피 비교 단계; 및
    상기 환기의 엔탈피가 상기 외기의 엔탈피보다 큰 경우, 상기 외기에 포함된 오염물질의 공기 질 지표를 이용하여 상기 환기의 최소 도입을 결정하는 최소 환기량 결정 단계를 포함하고,
    상기 외기에 포함된 상기 오염물질은 초미세먼지, 미세먼지, 이산화황, 이산화질소, 오존 및 일산화탄소 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
    상기 최소 환기량 결정 단계 시, 상기 오염물질 각각의 공기 질 지표인 AQI(Air quality index) 중 가장 높은 AQI가 미리 설정된 수치를 초과하는 경우 외기 냉방을 중단하고 상기 환기의 최소 도입을 실행하고,
    상기 최소 환기량 결정 단계 시, 상기 오염물질 각각의 공기 질 지표인 AQI(Air quality index) 중 가장 높은 AQI가 미리 설정된 수치 이하인 경우 상기 외기 및 상기 환기의 엔탈피를 제어하는 제어 모드를 유지하고,
    상기 최소 환기량 결정 단계 시 사용되는 상기 공기 질 지표인 AQI는,
    Figure 112018010206215-pat00010
    식을 통해 계산되고,
    상기 AQI의 상기 미리 설정된 수치는 100이며,
    여기서, Ip는 오염물질 p의 공기 질 지표(AQI), Cp는 오염물질 p의 농도, BPHi는 Cp 농도 범위의 상한점, BPLo는 Cp 농도 범위의 하한점, IHi 는 BPHi에 상응하는 공기 질 지표, ILo 는 BPLo에 상응하는 공기 질인 것을 특징으로 하는 공기질 지표 적용 외기 냉방 운전 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 최소 환기량 결정 단계 시 상기 환기의 최소량의 도입을 실행한 후, 쿨링 코일 및 냉동기를 이용하여 실내의 냉방을 실행하는 것을 특징으로 하는 공기 질 지표 적용 외기 냉방 운전 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외기 및 환기 엔탈피 비교 단계를 위해, 실내 온도를 설정한 후 급기 온도를 설정한 다음 상기 외기 및 상기 환기의 온도를 측정하여 상기 외기 및 상기 환기의 절대 습도를 측정한 후 상기 외기 및 상기 환기의 엔탈피를 계산한 다음 상기 환기의 엔탈피와 상기 외기의 엔탈피를 비교하는 것을 특징으로 하는 공기 질 지표 적용 외기 냉방 운전 방법.
  8. 장치 하우징;
    상기 장치 하우징에 장착되어 상기 장치 하우징 내로 유입되는 외기의 오염물질의 공기 질 지표를 측정하는 측정 센서; 및
    상기 측정 센서에 의해 측정된 상기 외기의 오염물질의 상기 공기 질 지표에 기초하여 상기 장치 하우징 내에 구비되는 외기 댐퍼, 환기 댐퍼 및 배기 댐퍼를 선택적으로 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 외기에 포함된 상기 오염물질은 초미세먼지, 미세먼지, 이산화황, 이산화질소, 오존 및 일산화탄소 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 측정 센서에 의해 측정된 상기 오염물질 각각의 공기 질 지표인 AQI(Air quality index) 중 가장 높은 AQI가 미리 설정된 수치를 초과하는 경우 외기 냉방을 중단하고 상기 환기 댐퍼를 통해 상기 환기의 최소 도입을 실행하여 실내에 상기 외기와 상기 환기가 믹싱된 혼합 공기가 유입되고,
    상기 제어부는, 상기 측정 센서에 의해 측정된 상기 오염물질 각각의 상기 AQI가 미리 설정된 수치 이하인 경우 상기 외기 댐퍼 및 상기 배기 댐퍼를 개방하고 상기 환기 댐퍼를 차단하여 엔탈피 제어 모드를 유지하고,
    상기 공기 질 지표인 AQI는,
    Figure 112018052142355-pat00011
    식을 통해 계산되고,
    상기 AQI의 상기 미리 설정된 수치는 100이며,
    여기서, Ip는 오염물질 p의 공기 질 지표(AQI), Cp는 오염물질 p의 농도, BPHi는 Cp 농도 범위의 상한점, BPLo는 Cp 농도 범위의 하한점, IHi 는 BPHi에 상응하는 공기 질 지표, ILo 는 BPLo에 상응하는 공기 질인 것을 특징으로 하는 공기 질 지표 적용 외기 냉방이 실행되는 공조 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제8항에 있어서,
    상기 장치 하우징 내에는 상기 장치 하우징의 기체 이동 라인으로 유입된 상기 외기 또는 상기 혼합 공기를 냉각시키는 쿨링 코일 및 가열하는 냉동기가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 질 지표 적용 외기 냉방이 실행되는 공조 장치.



KR1020160166100A 2016-12-07 2016-12-07 공기 질 지표 적용 외기 냉방 운전 방법 및 그 방법이 사용되는 공조 장치 KR101883982B1 (ko)

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