KR101940452B1 - 복수의 공간의 상태를 독립적으로 조절하는 환기시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 공간의 상태를 독립적으로 조절하는 환기시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내의 공기를 환기시키기 위해 공기조절장치를 작동시킴에 있어서 각각의 공간의 오염도 수치를 확인하고, 공간에 거주하는 사용자를 파악하여 사용자의 건강이나 상황에 따라 조건을 설정하도록 하는 복수의 공간의 상태를 독립적으로 조절하는 환기시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 실내 공간의 오염도 상태에 따라서 적절한 강제환기 또는 자연환기 상태를 만들 수 있고, 사용자의 특성이나 건강상태에 따라서 적절한 방식으로 공간 내부의 공기질을 맞춤형으로 관리할 수 있는 효과가 있다.

Description

복수의 공간의 상태를 독립적으로 조절하는 환기시스템{A VENTILATION SYSTEM WITH INDEPENDENTLY CONTROLLING THE SPACE}

본 발명은 복수의 공간의 상태를 독립적으로 조절하는 환기시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내의 공기를 환기시키기 위해 공기조절장치를 작동시킴에 있어서 각각의 공간의 오염도 수치를 확인하고, 공간에 거주하는 사용자를 파악하여 사용자의 건강이나 상황에 따라 조건을 설정하도록 하는 복수의 공간의 상태를 독립적으로 조절하는 환기시스템에 관한 것이다.

일반적으로 가정 또는 사무실과 같은 실내에서는 공기를 환기시키기 위해 창문을 일정시간 개방하거나 별도의 환기장치를 이용하는데, 창문의 개폐를 이용하여 환기를 하는 경우에는 여름철 또는 겨울철에는 냉방 또는 난방된 실내 공기의 유출에 따라 상당한 에너지 손실이 발생하게 될 뿐 아니라 유입된 공기를 다시 냉각 또는 가열하기 위한 냉방 또는 난방에 따른 추가비용이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 별도의 환기장치를 이용하여 환기를 행하는 경우에는, 창문의 개폐를 이용한 환기의 경우에 비해 편리하지만, 이러한 별도의 환기장치를 설치하기 위해서는 상당한 비용이 추가되고 또한 별도의 환기장치를 가동하기 위한 추가 시설 비용 및 전력 에너지 사용에 따른 추가 비용 등이 발생하므로, 특히 일반 가정에서는 이러한 경제적인 부담으로 인해 거의 사용되고 있지 않다.

한편, 오염된 실내공기는 인체에 유해한 질병을 유발하며, 특히 오염된 공기 속의 각종 먼지, 미생물들은 호흡기 질병과 각종 알레르기를 유발하는 원인이 되며, 또 실내 건축재에서 배출되는 각종 오염물질은 두통, 기침, 가려움증 등의 질병을 유발시킨다.

이에 따라 실내와 외부를 통풍시켜 공기를 자주 환기함으로써, 실내에 각종 오염물질들이 축적되지 않도록 하는 것이 바람직하나 종래 창문은 창문을 열고 환기를 시키는 경우에 강한 바람이 유입되거나 외부의 빗물이나 먼지 등이 실내로 유입되는 등의 문제점이 있었다.

건축물에서 자연환기가 가능한 상황일 때를 실내외 온도차 및 실외풍속 조건 등을 포함한 복합적인 주변환경 인자들을 파악하여 합리적인 자연환기 시점을 재실자에게 알려주도록 하는 시스템이 개시되고 있다.

도 1은 종래기술에 따른 건축물의 자연환기 알림 시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 블록도이며, 도 2는 도 1의 자연환기 알림 시스템의 구성이 건축물에 적용되는 일 예를 도시한 사시도이다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 건축물의 자연환기 알림 시스템은, 실외 풍속 및 실외 온도를 검출하는 유닛을 포함하는 실외환경 검출부(10); 실내오염도 및 실내온도를 검출하는 유닛을 포함하는 실내환경 검출부(20); 상기 실외환경 검출부(10)와 실내환경 검출부(20)에서 검출된 데이터를 제공받아 환기 여부를 판단하는 환기 판단부(30); 건축물의 창호의 개폐를 작동시키는 창호 구동부(40); 상기 환기 판단부(30)의 명령에 따라 창호의 개폐를 조절하도록 상기 창호 구동부(40)를 제어하는 제어부(50); 및 상기 환기 판단부(30)에서 환기가 필요하다고 판단될 때, 환기필요 정보를 알리는 알림부(60)를 포함한다.

상기 실외환경 검출부(10)는 실외의 온도를 검출하는 실외온도 검출센서(11)와, 실외의 풍속을 검출하는 풍속 검출센서(12) 및 상기 실외온도 검출센서(11)와 풍속 검출센서(12)에서 검출된 각 데이터를 제공받아 수신 유닛으로 전달하는 송신 유닛(13)을 포함한다.

상기 실내환경 검출부(20)는 실내의 온도를 검출하는 실내온도 검출센서(21)와, 실내의 오염도를 검출하는 오염도 검출센서(22), 및 상기 실내온도 검출센서(21)와 상기 송신 유닛(13)으로부터 데이터를 전달받는 수신 유닛(23)을 포함한다.

상기 오염도 검출센서(22)는 실내 가스의 농도, 예를 들면 실내의 이산화탄소(CO2)의 농도를 검출하는 이산화탄소 검출센서로 이루어질 수 있다.

상기 환기 판단부(30)는 상기 실외환경 검출부(10)와 실내환경 검출부(20)로부터 제공받은 데이터를 미리 설정된 기준 온도와 풍속 그리고 실내 오염도와 비교하여 환기 여부를 판단하고, 판단 결과를 제어부(50) 및 알림부(60)로 전달한다.

상기 창호 구동부(40)는 창호를 개폐할 수 있는 기계적 메커니즘으로서, 정역 회전가능한 구동 모터와, 상기 구동 모터의 구동력을 전달받는 기어 트레인(기어 박스) 및 상기 기어 트레인의 구동력을 전달받으며 창호에 결합되는 연동 기어를 포함할 수 있다.

상기 제어부(50)는 상기 환기 판단부(30)의 판단 결과에 따른 명령을 제공받아 창호 구동부(40)를 제어하여 창호의 개폐 및 개폐 정도를 제어함으로써 공기의 강제유동장치가 없어도 자연적인 기압 차이에 의한 공기의 흐름이 발생하면서 실내 공기를 환기시킬 수 있게 된다.

그러나 이러한 환기시스템을 사용하는 경우에 하나의 주택이나 사무실에 포함된 여러 개의 분리된 공간의 오염도가 다르거나, 각각의 공간을 사용하는 사용자의 나이나 성별, 건강상태가 다르다면 일률적으로 환기를 시키는 과정에서 각 사용자의 상태에 맞는 공기 상태를 유지하기가 어렵게 된다.

이러한 현상을 방지하기 위해서는 환기를 위해 출입하는 공기의 유동경로를 세밀하게 조절하고, 각각의 공간에 거주하는 사용자의 신원을 확인한 후에 사용자의 상태에 맞도록 공기질을 조절해해야 하는데, 기존 시스템에서는 이러한 맞춤형 조절수단이 없어서 환기 상태의 조절이 어려운 문제점이 있었다.

KR 10-2014-0022159 A KR 10-2012-0076050 A

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 주택이나 사무실, 공장 등의 실내공간의 공기 오염도를 각각의 오염도센서로 측정하고, 각각의 공간 내부의 오염도에 따라서 강제환기 또는 자연환기가 동작하도록 하고, 각각의 공간 내부에 거주하는 사용자의 상태에 따라 적절한 방식으로 맞춤형 공기질 조절이 가능해지도록 하는 복수의 공간의 상태를 독립적으로 조절하는 환기시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 실내 각 공간의 오염도 수치를 확인하고, 상기 공간에 거주하는 사용자를 파악하여 상기 사용자의 상황에 따라 서로 다른 조건의 공기질이 유지되도록 환기상태를 설정하는 환기시스템으로서, 상기 환기시스템(100)의 동작을 제어하고, 상기 오염도 수치와 상기 사용자의 상황에 따라서 복수의 공간에 대해 독립적으로 환기상태를 설정하는 제어부(102)와; 복수의 공간에 각각 설치되며, 상기 공간에 존재하는 먼지나 화학물질의 농도를 측정하여 오염도 수치를 생성하는 오염도센서(108)와; 각각의 공간의 내부에 거주하는 사용자를 인식하기 위해 상기 사용자가 사용하는 사용자단말기(120)의 식별정보 및 위치를 파악하는 사용자감지부(110)와; 상기 공간에 설치된 문이나 창호를 열거나 닫음으로써 공기의 유동경로를 결정하고, 온도와 습도를 각각의 사용자에 맞게 최적화된 상태로 유지시키는 공기조절장치(112)와; 외부의 대기정보시스템(200)과 통신망으로 연결되어 환경 및 대기상태에 대한 정보를 수집하여 상기 제어부(102)에 전달하는 통신부(114)와; 상기 공간에 거주하는 사용자에 대한 정보를 저장하는 사용자정보DB(116);를 포함하며, 상기 제어부(102)는 상기 공간의 내부에 위치한 사용자단말기(120)의 식별정보를 이용하여 사용자의 신원정보를 확인하고, 상기 사용자에 맞게 설정된 조건에 따라 상기 공간의 공기상태를 조절하도록 상기 공기조절장치(112)의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 오염도센서(108)는 상기 공간 내부의 먼지와 화학물질, 산소와 이산화탄소의 농도, 온도, 습도를 측정하는 것을 특징으로 한다.

상기 사용자감지부(110)는 무선통신망을 통해 연결되어 상기 사용자단말기(120)의 식별정보를 송수신하는 WIFI안테나(110a) 또는 블루투스모듈(110b)과, 상기 공간 내부에 사용자의 움직임을 감지하는 동작센서(110c)와, 상기 공간 내부에 사용자의 체온을 감지하는 적외선센서(110d)와, 사용자가 내는 음성이나 음향을 감지하는 음성센서(110e)를 포함한다.

상기 공기조절장치(112)는 상기 공간 내부의 공기를 강제로 유통시키는 흡배기장치(112a)와, 다른 공간과 연결되는 환기창(112c)을 개폐하여 공기가 자연적으로 유통되도록 하는 개폐장치(112b)와, 실내 공기의 온도를 높이거나 낮추는 온도조절기(112d)와, 실내 공기의 습도를 높이거나 낮추는 습도조절기(112e)를 포함한다.

상기 제어부(102)는 상기 음성센서(110e)가 감지한 사용자의 음성으로부터 성문을 분석하여 어떤 사용자인지를 확인하고, 확인된 사용자의 설정조건에 맞게 상기 공간의 공기상태를 조절하도록 상기 공기조절장치(112)를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 실내 공간의 오염도 상태에 따라서 적절한 강제환기 또는 자연환기 상태를 만들 수 있고, 사용자의 특성이나 건강상태에 따라서 적절한 방식으로 공간 내부의 공기질을 맞춤형으로 관리할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 건축물의 자연환기 알림 시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 블럭도.
도 2는 도 1의 자연환기 알림 시스템의 구성이 건축물에 적용되는 일 예를 도시한 사시도.
도 3은 일반적인 주택의 구조를 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 환기시스템의 구성을 나타낸 블럭도.
도 5는 사용자감지부의 구성요소를 나타낸 블럭도.
도 6은 공기조절장치의 구성요소를 나타낸 블럭도.
도 7은 도 3에 도시된 일반적인 주택에 환기시스템을 적용한 구조를 간략하게 나타낸 평면도.
도 8은 공간 내부에 환기시스템의 구성요소를 각각 설치한 상태를 나타낸 사시도.
도 9는 사용자정보DB에 저장된 복수의 사용자정보의 구성요소를 나타낸 표.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 "복수의 공간의 상태를 독립적으로 조절하는 환기시스템"(이하, '환기시스템'이라 함)을 설명한다.

도 3은 일반적인 주택의 구조를 나타낸 평면도이다.

주택의 경우에는 면적에 따라서 수 개의 방과 거실, 화장실, 부엌, 수납공간, 발코니 등으로 구성되는 것이 일반적이다. 일반적으로는 가운데에 위치한 거실의 주변으로 방이나 화장실 등이 배치되는 구조를 갖는다. 아파트의 경우에 많은 비율을 차지하던 판상형 구조에서는 길쭉한 직사각형의 배치구조에서 서로 마주보는 정면과 후면이 직선으로 배치되어 정면 발코니창과 후면 발코니창을 모두 열면 직선으로 공기 유동경로가 형성되면서 원활한 환기가 이루어진다. 그러나 LDK 방식으로 건설되는 배치구조에서는 맞바람 통풍구조를 형성하기 어렵고, 적절한 공기 유동경로를 형성하기 위해 환기창의 위치와 개폐방식을 설정해야 한다.

본 발명의 환기시스템(100)은 공동주택이나 단독주택, 사무실, 원룸이나 오피스텔 등의 공간에 모두 적용이 가능하다. 설명의 편의를 위해 본 발명에서는 도 3에 도시된 주택의 구조를 개략적으로 구성하여 공기 유동경로의 변화 상태를 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 환기시스템의 구성을 나타낸 블럭도이며, 도 5는 사용자감지부의 구성요소를 나타낸 블럭도, 도 6은 공기조절장치의 구성요소를 나타낸 블럭도, 도 7은 도 3에 도시된 일반적인 주택에 환기시스템을 적용한 구조를 간략하게 나타낸 평면도, 도 8은 공간 내부에 환기시스템의 구성요소를 각각 설치한 상태를 나타낸 사시도, 도 9는 사용자정보DB에 저장된 복수의 사용자정보의 구성요소를 나타낸 표이다.

본 발명의 환기시스템(100)은 복수의 공간으로 나뉘어지며, 각각의 공간이 서로 연결되는 통로와 외부와 연결되는 통로를 갖는 주택이나 사무실 등에 적용될 수 있다. 통상적으로 실내의 내부 공간은 미닫이문이나 여닫이문 등으로 서로 연결되며, 외부는 발코니 창호 등으로 연결된다.

환기시스템(100)은 제어부(102)를 포함하며, 제어부(102)의 제어신호 전달에 따라 각각의 구성요소가 정해진 동작을 수행한다. 바람직하게는 제어부(102)는 월패드나 홈네트워크 조절패널 등에 내장될 수 있다.

디스플레이(104)는 환기시스템(100)의 동작 상태나 각 공간의 오염도 상태 등을 영상으로 표시한다. 바람직한 일실시예에 따르면 디스플레이(104)는 소형 전자제품에 적용되어 정지영상 또는 동영상을 표시하는 LCD, LED 또는 OLED 중의 하나가 사용된다. 또한 바람직한 일실시예에 따르면 디스플레이(104)는 화면을 손이나 스타일러스 펜 등으로 접촉하여 명령을 입력하는 터치패널이 사용된다.

스피커(106)는 환기시스템(100)의 동작 상태나 각 공간의 오염도 상태 등을 음성으로 표시한다.

이외에도 사용자의 음성을 인식하여 환기시스템(100)의 동작 상태를 제어하는 음성인식시스템이 더 구비될 수 있다.

오염도센서(108)는 환기시스템(100)이 설치된 공간 내부 및 외부의 대기질을 측정하는 역할을 한다. 오염도센서(108)는 특정 물질을 감지하는 센서를 사용할 수도 있지만, 복수의 물질을 감지할 수 있는 다용도 센서를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 경우에 따라서는 특정 물질을 감지하는 센서를 각각의 종류마다 사용함으로써 다양한 형태의 오염물질을 감지하도록 할 수도 있을 것이다.

본 발명의 오염도센서(108)는 먼지나 화학물질의 농도를 측정하는 장치라면 어떤 수단이든 적용이 가능하다. 먼지는 황사나 미세먼지, 초미세먼지 등이 모두 포함될 수 있다. 또한 화학물질은 발암물질(벤젠, 포름알데히드 등)이나 이산화탄소, 산소, 악취의 원인이 되는 유해가스 등이 모두 포함될 수 있다.

또한 오염도센서(108)는 실내외의 대기 온도 및 습도를 함께 측정하는 기능을 가지며, 실내외의 온도 차이나 습도 차이에 따라서 환기조건을 변경하도록 할 수 있다.

오염도센서(108)는 하나의 공간에 한 개씩 설치되는 것이 일반적인데, 하나의 공간에 환기통로가 복수개 설치된 경우에는 각각의 환기통로마다 오염도센서(108)를 설치할 수도 있다. 하나의 공간에 복수의 오염도센서(108)가 설치된 경우에는 각각의 오염도센서(108)에서 측정된 오염도 수치를 평균하여 해당 공간의 오염도 수치로 삼을 수 있다. 또한 복수의 오염도 수치를 파악하고, 최저값과 최고값을 제외하고 중간값을 오염도 수치로 삼을 수도 있다.

도 7에서는 제1공간(1)과 제2공간(2), 제3공간(3)에 각각 한 개의 오염도센서(108)가 설치되며, 제4공간(4)에는 두 개의 오염도센서(108)가 설치된 것으로 도시되어 있다. 이와 같이 공간의 크기에 따라서 하나 또는 둘 이상의 오염도센서(108)가 설치될 수 있다. 하나의 공간에 복수의 오염도센서(108)가 설치된 경우에는 복수의 오염도센서(108)로부터 수집된 전체 오염도 수치의 평균값이나 최고값, 최저값, 중간값 등 다양한 조건에 따라 특정 공간의 오염도 수치를 정할 수 있다.

각각의 공간에는 내부에 거주하는 사용자를 인식하기 위한 사용자감지부(110)가 설치된다.

사용자감지부(110)는 사용자단말기(120)의 식별정보와 위치 등을 파악하여 특정 공간 내부에 거주하는 사용자를 확인한다. 사용자감지부(110)는 도 5에 도시된 바와 같이, WIFI안테나(110a), 블루투스모듈(110b), 동작센서(110c), 적외선센서(110d) 등이 포함될 수 있다. 사용자감지부(110)는 사용자의 사용자단말기(120), 즉 스마트폰이나 태블릿PC, 웨어러블장치 등과 연결되며, 사용자단말기(120)에 저장된 정보를 호출하여 사용자를 확인한다.

WIFI안테나(110a)와 블루투스모듈(110b)은 특정 공간 내부에 위치한 사용자단말기(120)와 통신을 통해 연결되어 사용자를 확인한다. 스마트폰과 같은 사용자단말기(120)는 일반적으로 개인마다 하나씩 사용되는데, 사용자단말기(120)의 식별정보를 확인함으로써 어떤 사용자가 그 공간에 있는지를 유추할 수 있다.

경우에 따라서는 사용자는 다른 공간에 있는 상태에서 그 사용자의 사용자단말기(120)만 그 공간에 있을 수 있지만, 사용자단말기(120)가 있는 공간에 소유자인 사용자가 없을 수도 있다. 그러나, 회사나 업무시설 등과 같이 자신의 소유물을 항시 소지하고 있는 환경에서는 사용자단말기(120)의 위치를 확인함으로써 사용자의 위치를 확인할 가능성이 훨씬 더 커진다.

사용자감지부(110)에는 동작센서(110c)와 적외선센서(110d)가 더 포함될 수 있다. 동작센서(110c)는 특정 공간 내부에 있는 사용자의 움직임을 감지하여 해당 공간에 사람이 있는지를 확인할 수 있도록 한다. 적외선센서(110d)의 경우에는 사용자의 체온을 감지하여 사람이 있는지를 확인할 수 있도록 한다. 음성센서(110e)의 경우에는 사용자가 입으로 내는 음성이나, 움직임에 의해 발생하는 음향을 감지하여 사용자의 존재 여부를 확인할 수 있도록 한다. 음성센서(110e)의 경우에는 각 사용자의 음성을 저장하고, 각 사용자의 고유한 성문(소리지문)을 분석하여 어떤 사용자가 그 공간에 있는지를 확인하는데 사용될 수도 있다.

WIFI안테나(110a) 또는 블루투스모듈(110b)의 감지 결과, 특정 공간에 사용자단말기(120)가 존재하는 것으로 확인되고, 동작센서(110c)와 적외선센서(110d), 음성센서(110e)의 감지 결과 사람이 있는 것으로 확인되는 경우에는 해당 사용자단말기(120)의 소유자인 사용자가 그 공간에 있을 가능성이 크다고 볼 수 있다. 그러나 사용자단말기(120)의 신호는 잡히지만 동작이나 체온이 전혀 감지되지 않는 경우에는 사용자가 다른 공간에 있을 가능성이 크므로, 환기 조건을 설정할 때 이를 고려하는 것이 바람직하다.

사용자감지부(110)는 사용자단말기(120)와 무선통신망을 통해 연결되어 장치를 식별할 수 있는 수단이나, 사용자의 존재를 확인할 수 있는 진동센서나 무게센서 등 다양한 수단이 더 포함될 수 있다.

환기시스템(100)은 문이나 창호에 설치된 환기통로를 열거나 닫음으로써 공기의 유동경로를 결정하고, 온도와 습도 등을 각각의 사용자에 맞게 최적화된 상태로 유지시킨다. 이를 위해 공기조절장치(112)가 포함되는데, 공기조절장치(112)에는 실내외의 공기를 강제로 유통시키는 흡배기장치(112a)와, 다른 공간과 연결되는 환기창(112c)을 개폐하여 자연환기 상태가 되도록 하는 개폐장치(112b), 실내 공기의 온도를 높이거나 낮추는 온도조절기(112d), 실내 공기의 습도를 높이거나 낮추는 습도조절기(112e) 등이 구비된다.

흡배기장치(112a)는 벽체나 천장, 창호 등에 설치되는 환풍팬과 모터 등을 의미하며, 특정 공간에 공기를 강제로 흡입시키거나, 특정 공간으로부터 공기를 강제로 배출시키는 모든 형태의 강제환기수단을 포함한다. 흡배기장치(112a)는 주로 방이나 거실 등에 깨끗한 공기를 집어넣거나 오염된 공기를 외부로 배출시키는데 사용되며, 집이나 사무실, 공장 등의 외부와 연결되는 것이 일반적이다.

개폐장치(112b)는 모터나 실린더, 기어 등의 조합으로 구성되며, 미닫이문이나 여닫이문 등의 구조에 따라 적절한 방식으로 동작하면서 통로를 열거나 닫는다. 실내에 설치된 문이나 창호에는 환기창(112c)이 구비된다. 본 발명에서 환기창(112c)이라 함은 환기시스템(100)이 설치된 공간과 공간 사이 경계면, 각각의 실내 공간이 외부와 만나는 경계면에서 공기를 통과시키는 장치를 의미한다. 하나의 공간에는 환기창(112c) 하나 이상 설치되는 것이 일반적이다. 경우에 따라서는 하나의 공간에 다수의 환기창(112c)이 설치될 수 있다.

일반적으로 주택이나 사무실의 방에는 여닫이문이 설치되는데, 환기창은 여닫이문 전체를 열거나 닫도록 구성될 수도 있지만, 여닫이문의 일부분을 개폐시키는 구조로 설치될 수도 있다. 미닫이문의 경우에도 미닫이문 전체를 열거나 닫을 수도 있지만, 미닫이문의 일부 면적에 개폐 가능한 창호를 설치할 수도 있을 것이다.

이와 같이 자연환기와 강제환기가 동시에 이루어지도록 하는 시스템을 하이브리드 환기장치라고 하는데, 본 발명이 기존에 설치된 하이브리드 환기장치에도 적용될 수 있음은 당연하다.

도 7에서는 각각의 공간에 오염도센서(108)와 사용자감지부(110), 공기조절장치(112)가 각각 설치되어 있는 것으로 도시된다. 도 7에서는 네 개의 공간에 다섯 개의 오염도센서(108), 네 개의 사용자감지부(110), 여섯 개의 공기조절장치(112)가 설치된다. 거실과 같이 면적이 큰 경우에는 오염도센서(108)가 둘 이상 설치될 수 있으나, 일반적인 주택에서는 방마다 하나씩의 장치가 설치될 것이다. 그러나 이와 같은 오염도센서(108)와 사용자감지부(110), 공기조절장치(112)의 수는 주택이나 사무실, 공장, 다중밀집시설의 크기와 형태, 거주자의 수 등에 따라 커지거나 작아질 수 있다.

본 발명에서는 도 3의 주택 평면도와 대응하여 각각의 방을 제1공간(1)과 제2공간(2), 제3공간(3)이라고 하고, 거실 및 주방을 제4공간(4)이라고 정의한다. 각각의 공간에 설치된 오염도센서(108)는 공간 내부의 공기의 상태를 분석하여 오염도 수치를 산출한다. 그리고 사용자감지부(110)는 각각의 공간 내부에 있는 사용자의 신원을 확인한다. 각각의 공간의 창호에 설치된 공기조절장치(112)는 공간 내부의 공기의 상태에 따라 강제환기 또는 자연환기 조건을 선택하여 효율적인 환기가 이루어지도록 한다.

오염도센서(108)의 경우에는 각각의 공간의 내부 중앙에 설치하는 것이 일반적이지만, 각각의 공간의 경계면을 중심으로 양쪽 공간의 대기질을 정확하게 비교하기 위해 출입문이나 창호의 양쪽 표면에 하나씩 설치하는 것도 바람직하다.

통신부(114)는 유무선통신망에 접속하여 외부로부터 환경 및 대기상태에 대한 정보를 수집한다. 기상청이나 기상정보 제공업체(이하, '대기정보시스템'이라 함)에서는 온도나 습도와 같은 환경정보 외에도 미세먼지나 황사, 오존, 배기가스 등과 같은 유해물질의 농도에 대한 정보를 생성하여 통신망을 통해 제공하고 있다. 통신부(114)는 이와 같은 대기정보시스템(200)으로부터 현재 외부 대기질에 대한 정보를 수집하여 제어부(102)에 전달함으로써 실내 대기상태 조절에 사용할 수 있다.

사용자정보DB(116)는 해당 공간에 거주하는 사용자에 대한 자세한 정보를 저장하며, 사용자정보를 이용하여 각 공간에 최적화된 공기 상태가 유지되도록 한다.

본 발명의 환기시스템(100)에는 환기창(112c)을 개폐하는 수단이 구비되어 외부와 연결되는 공기의 유동경로를 형성함으로써 자연환기가 이루어지도록 하는 것이 주된 동작이다. 그리고 자연환기가 부족하거나, 신속한 환기가 필요한 경우에는 동력으로 구동되는 흡배기장치(112a)를 사용하여 강제적으로 환기가 이루어지도록 할 수도 있다.

이와 같은 구성으로 된 환기시스템(100)을 사용하여 실내의 공기를 환기시키고, 대기질을 양호한 상태로 유지시키며, 각 사용자에 맞는 조건이 형성되도록 하는 방법을 설명한다.

도 8에는 일반적인 방이나 사무실 등의 공간에 본 발명의 환기시스템(100)이 설치된 상태를 개략적으로 나타내고 있다.

오염도센서(108)의 경우에는 천장이나 벽체, 창틀 등에 설치되며, 내부 공기에 포함된 오염물질의 농도와 온도, 습도, 산소와 이산화탄소 농도 등을 실시간으로 측정하고, 측정된 오염도 수치를 제어부(102)에 전송한다.

그리고 사용자감지부(110)는 각각의 공간 내부에 위치한 사용자단말기(120)와 무선통신망을 통해 연결하고, 어떤 사용자의 사용자단말기(120)가 해당 공간 내부에 위치하는지를 확인한다. 이를 위해 사용자단말기(120)의 식별정보(이름, 아이디, 전화번호, 로그인 계정, 장치 시리얼넘버 등)를 호출하여 비교한다. 사용자단말기(120)의 식별정보와 각 사용자에 대한 정보는 사용자정보DB(116)에 저장된다. 본 발명의 환기시스템(100)을 사용하는 사용자는 자신의 정보를 미리 제어부(102)를 통해 저장한다.

환기시스템(100)에 저장되는 사용자정보는 도 9에 도시된 바와 같이, 단말기정보, 이름, 나이, 성별, 건강상태, 주의점, 설정조건 등을 포함한다. 건강상태는 사용자가 가지고 있는 질병이나 신체적 결함, 취약점 등을 종합하여 수치화한 것으로서, 도 9에서는 가장 건강한 상태를 1로 하고, 가장 허약한 상태를 5로 하여 표시하였다.

주의점은 호흡기 질환이 있는 경우에는 먼지나 산소의 농도 등을 표시하고, 아토피나 알러지 질환이 있는 경우에는 공기중의 꽃가루나 먼지, 알러지 유발물질의 농도 등을 표시한다. 이 밖에도 각 사용자의 취약점이나 질병 상태에 따라서 특별히 주의를 기울여야 할 대기질의 구성요소를 더 포함할 수 있다.

설정조건은 사용자의 건강상태나 질병상태, 취약점 등을 종합하여 사용자에 맞게 설정된 대기질의 조건을 포함한다. 호흡기 질환이 있는 경우에는 산소의 농도를 높이고, 먼지나 유해물질의 농도가 일정 수준 이상을 넘지 않도록 설정된다. 특히 노인이나 유아의 경우에는 유해물질에 더 취약하기 때문에 이러한 유해물질이 일정 수준 이상을 존재하는 경우에는 강제환기 또는 자연환기가 이루어지도록 환기시스템(100)을 구동시킨다.

또한 아토피나 피부건조질환이 있는 경우에는 습도를 높일 필요가 있는데, 해당 공간에 거주하는 사용자가 아토피나 피부건조질환이 있는 것으로 확인되면 습도조절기(112e)를 가동하여 습도가 높아지도록 해준다.

사용자감지부(110)가 공간 내부에 위치한 사용자단말기(120)와 WIFI안테나(110a) 또는 블루투스모듈(110b)을 이용하여 무선통신망을 형성한다. 그리고 제어부(102)는 사용자단말기(120)로부터 단말기정보를 호출하여 사용자정보DB(116)에 저장된 정보와 비교한다. 이를 통해 특정 공간에 존재하는 사용자의 신원을 확인한다.

만약 사용자단말기(120)의 존재는 확인되지만, 동작센서(110c)나 적외선센서(110d)에 감지되는 움직임이 전혀 없는 것으로 확인되면 사용자가 없는 것으로 간주하여 환기조건을 실행하지 않도록 제어한다.

그리고 제어부(102)는 음성센서(110e)를 통해 감지되는 사용자의 음성을 분석하고, 사용자정보DB(116)에 저장된 각 사용자의 성문과 비교함으로써 사용자를 식별한다. 식별된 사용자가 노인이거나 유아, 특정 질병이 있는 경우에는 이에 맞게 공기조절장치(112)를 구동하여 온도와 습도, 유해물질의 환기 등의 조건을 조절한다.

제어부(102)는 실내에서 측정되는 대기질 오염도 수치와 대기정보시스템(200)으로부터 전송되는 외부 대기의 오염도 수치를 비교하여 환기 여부를 결정하게 된다. 내부 대기의 오염도 수치가 외부 대기의 오염도 수치보다 상대적으로 높은 경우에 제어부(102)는 환기창(112c)을 열어서 자연환기가 이루어지도록 할 수 있다. 내외부의 오염도 수치의 차이가 아주 크다면 강제환기를 위해서 흡배기장치(112a)를 구동시킬 수도 있다. 만약 외부 대기의 오염도 수치가 내부보다 더 높은 경우에는 환기창(112c)을 닫아서 외부로부터 오염물질이 실내로 유입되지 않도록 한다.

공기조절장치(112)는 도 7에 도시된 바와 같이, 제1공간(1) 내지 제4공간(4)의 각각에 설치되며, 각각의 공간에 대해서 독립적으로 공기상태를 조절할 수 있게 구성된다. 제어부(102)는 각각의 공간에 대한 정보를 바탕으로 개별적으로 공기조절장치(112)를 작동시켜 서로 다른 상태의 공기질을 유지할 수 있도록 한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 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, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 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.

100 : 환기시스템 102 : 제어부
104 : 디스플레이 106 : 스피커
108 : 오염도센서 110 : 사용자감지부
112 : 공기조절장치 114 : 통신부
116 : 사용자정보DB 120 : 사용자단말기
200 : 대기정보시스템

Claims (5)

1. 실내 각 공간의 오염도 수치를 확인하고, 상기 공간에 거주하는 사용자를 파악하여 상기 사용자의 상황에 따라 서로 다른 조건의 공기질이 유지되도록 환기상태를 설정하는 환기시스템으로서,
   상기 환기시스템(100)의 동작을 제어하고, 상기 오염도 수치와 상기 사용자의 상황에 따라서 복수의 공간에 대해 독립적으로 환기상태를 설정하는 제어부(102)와;
   각 공간의 오염도 상태를 음성으로 표시하는 스피커(106)와;
   복수의 공간에 각각 설치되며, 상기 공간에 존재하는 먼지와 화학물질, 산소와 이산화탄소의 농도, 온도, 습도를 측정하여 오염도 수치를 생성하는 오염도센서(108)와;
   각각의 공간의 내부에 거주하는 사용자를 인식하기 위해 상기 사용자가 사용하는 사용자단말기(120)의 식별정보 및 위치를 파악하는 사용자감지부(110)와;
   상기 공간에 설치된 문이나 창호를 열거나 닫음으로써 공기의 유동경로를 결정하고, 온도와 습도를 각각의 사용자에 맞게 최적화된 상태로 유지시키는 공기조절장치(112)와;
   외부의 대기정보시스템(200)과 통신망으로 연결되어 환경 및 대기상태에 대한 정보를 수집하여 상기 제어부(102)에 전달하는 통신부(114)와;
   상기 공간에 거주하는 사용자의 이름, 나이, 성별, 건강상태, 질병, 신체적 결함에 대한 정보가 포함된 사용자정보를 저장하는 사용자정보DB(116);를 포함하며,
   상기 사용자감지부(110)는 무선통신망을 통해 연결되어 상기 사용자단말기(120)의 식별정보를 송수신하는 WIFI안테나(110a) 또는 블루투스모듈(110b)과, 상기 공간 내부에 사용자의 움직임을 감지하는 동작센서(110c)와, 상기 공간 내부에 사용자의 체온을 감지하는 적외선센서(110d)와, 사용자가 내는 음성이나 음향을 감지하는 음성센서(110e)를 포함하며,
   상기 오염도센서(108)는 하나의 공간에 형성된 복수의 환기통로에 각각 설치되며, 하나의 공간에 복수의 오염도센서(108)가 설치된 경우에는 각각의 오염도센서(108)에서 측정된 오염도 수치를 평균하여 해당 공간의 오염도 수치로 결정하며,
   상기 공기조절장치(112)는 상기 공간 내부의 공기를 강제로 유통시키는 흡배기장치(112a)와, 다른 공간과 연결되는 환기창(112c)을 개폐하여 공기가 자연적으로 유통되도록 하는 개폐장치(112b)와, 실내 공기의 온도를 높이거나 낮추는 온도조절기(112d)와, 실내 공기의 습도를 높이거나 낮추는 습도조절기(112e)를 포함하며,
   상기 제어부(102)는 상기 공간의 내부에 위치한 사용자단말기(120)의 식별정보를 이용하여 사용자의 신원정보를 확인하고, 상기 사용자에 맞게 설정된 조건에 따라 상기 공간의 공기상태를 독립적으로 조절하도록 상기 공기조절장치(112)의 동작을 제어하며,
   상기 제어부(102)는 상기 음성센서(110e)가 감지한 사용자의 음성으로부터 성문을 분석하여 어떤 사용자인지를 확인하고, 확인된 사용자의 설정조건에 맞게 상기 공간의 공기상태를 조절하도록 상기 공기조절장치(112)를 제어하며,
   상기 사용자감지부(110)에 포함된 상기 WIFI안테나(110a) 또는 상기 블루투스모듈(110b)에 상기 사용자단말기(120)의 신호가 감지되고, 상기 공간 내부에 설치된 상기 동작센서(110c)나 상기 적외선센서(110d)에 감지되는 움직임이 있는 경우, 상기 제어부(102)는 사용자가 해당 공간 내부에 있는 것으로 간주하여 환기조건을 실행하도록 제어하며,
   상기 사용자감지부(110)에 포함된 상기 WIFI안테나(110a) 또는 상기 블루투스모듈(110b)에는 상기 사용자단말기(120)의 신호가 감지되지만 상기 공간 내부에 설치된 상기 동작센서(110c)나 상기 적외선센서(110d)에 감지되는 움직임이 없는 경우, 상기 제어부(102)는 사용자가 해당 공간 내부에 없는 것으로 간주하여 환기조건을 실행하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 복수의 공간의 상태를 독립적으로 조절하는 환기시스템.
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