KR102062051B1

KR102062051B1 - 복합 공기질 측정장치를 이용한 공기조화시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR102062051B1
Application number: KR1020190044002A
Authority: KR
Inventors: 김항재; 박한배; 김연경; 박범석
Original assignee: 한국종합환경산업(주)
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2020-01-03

Abstract

본 발명은 복합 공기질 측정장치를 이용한 공기조화시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내외 주요 대기오염원들의 오염정보를 취득, 분석하여 그 대처방안이 직.간접적으로 제어되도록 하는 것에 관한 것이다.
본 발명은 실내 공기의 오염여부를 판단하는 공기질 측정장치에 있어서, 미세먼지 농도를 측정하는 미세먼지측정센서; 상기 공기에 포함된 성분의 종류 및 농도를 측정하는 공기성분측정센서; 상기 미세먼지측정센서 및 상기 공기성분측정센서에서 측정된 값이 송수신되도록 하는 다중통신모듈; 상기 다중통신모듈에 의해 송수신된 값을 이용하여 오염여부의 판단 및 오염 방지를 위한 제어명령이 실행되는 정보처리장치; 및 오염해소를 위해 상기 제어명령에 의해 작동되는 공기조화기로 이루어진 것을 기술적 요지로 한다.

Description

복합 공기질 측정장치를 이용한 공기조화시스템 및 그 방법{Air conditioning system and its method using multi air quality monitoring device}

본 발명은 복합 공기질 측정장치를 이용한 공기조화시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내외 주요 대기오염원들의 오염정보를 취득, 분석하여 그 대처방안이 직.간접적으로 제어되도록 하는 것에 관한 것이다.

2016년도 기준 세계보건기구(WHO)에 따르면 실내외 공기오염으로 연간 700만 명이 사망한다고 추정되고, 이중 50%이상이 아시아지역에 치중되어 있어 대기관리의 심각성을 보여주고 있다.

특히 현대인의 실내 생활시간은 하루에 80%에 해당하는 16~20시간에 이르며 이로 인해 실내 공기오염물질이 실외 대기오염물질에 비해 접촉시간이 길고, 공기 또한 정체되어 있어 인간의 폐에 전달될 확률이 100배가량 높다고 보고되고 있다.

이러한 실내공기질의 오염은 일반인들의 뇌졸중, 심장질환, 폐암, 만성 호흡기질환 등의 여러 질병을 야기하는 요인이 되며, 어린이, 노약자, 임산부 와 같은 취약계층에게는 천식, 호흡곤란, 두통 등 치병적인 질병을 유발할 수 있다.

하지만, 현재 국내의 공기질 측정실정은 인터넷, 어플리케이션, 방송 등을 통한 실외오염공기 정보의 제공에만 치중되어 있는 바, 실질적으로 현대인이 가장 오랜 시간동안 상주함에 따라 가장 큰 영향을 미치는 실내 공기질 정보에 대해서는 전혀 제공되고 있지 않고 있다.

그럼에도 불구하고, 현재의 환경 시장은 보건산업의 발달과 일반인들의 환경에 대한 인식 강화로 급속히 확대되어 가고 있으며, 관리 형태도 국가 관점의 관리에서 개인 위주의 관리로 변해가고 있는 추세이므로, 개인이 비용 부담이 가능한 경제적인 공기측정시스템과 에너지 절약형 공기조화기의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

또한, 최근에 실내 공기의 오염으로 인하여 다수의 인명이 손상되는 대형 인명사고가 발생한 바, 실내 공기의 오염여부를 측정과 그 대응방안에 대한 관심이 매우 큰 실정이다.

KR

10-1532174

B1

KR

10-1785357

B1

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 측정장치에 의해 실내 공기질을 측정하고, 측정치를 이용하여 실내 공기질에 대해 분석하고 상황에 맞는 대처방안을 직간접적으로 제시하는 방법을 사용함으로써, 환경오염에 대한 진단, 평가, 관리의 통합시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합 공기질 측정장치를 이용한 공기조화시스템 및 그 방법은 실내 공기의 오염여부를 판단하는 공기질 측정장치에 있어서, 미세먼지 농도를 측정하는 미세먼지측정센서; 상기 공기에 포함된 성분의 종류 및 농도를 측정하는 공기성분측정센서; 상기 미세먼지측정센서 및 상기 공기성분측정센서에서 측정된 값이 송수신되도록 하는 다중통신모듈; 상기 다중통신모듈에 의해 송수신된 값을 이용하여 오염여부의 판단 및 오염 방지를 위한 제어명령이 실행되는 정보처리장치; 및 오염해소를 위해 상기 제어명령에 의해 작동되는 공기조화기로 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 상기 미세먼지측정센서는 직경 10㎛이하의 먼지를 측정하는 PM₁₀센서 및 직경 2.5㎛이하의 먼지를 측정하는 PM_2.5센서로 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 상기 공기성분측정센서는 유기화합물을 측정하는 VOCs센서, 이산화탄소를 측정하는 CO₂센서로 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 복합 공기질 측정장치를 이용하여 공기질을 개선하는 방법에 있어서, 상기 공기질 측정장치를 이용하여 실내 공기의 물성치를 측정하는 측정단계; 상기 측정단계에서 수집된 상기 물성치를 이용하여 오염여부를 판단하기 위한 통합점수가 부여되는 통합점수부여단계; 상기 통합점수부여단계에서 설정된 점수에 매칭되는 대응방안이 표시되는 표시단계;및 상기 표시단계에 표시된 상기 대응방안이 실행되는 공기조화단계로 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 상기 통합점수부여단계는 아래의 순서에 따라, 1) 상기 측정단계에서 측정된 물성치가 기설정된 표의 점수에 매칭되고, 2) 상기 매칭된 점수가 50점 이하인 상기 물성치는 오염데이터로 설정되고, 3) 상기 오염데이터의 갯수가 1개인 경우에는 상기 오염데이터의 매칭된 점수가 통합점수로 부여되고, 4) 상기 오염데이터의 갯수가 2개인 경우에는, 상기 오염데이터의 매칭된 점수 중 가장 낮은 점수에서 10점을 감산한 점수가 통합점수로 부여되고, 5) 상기 오염데이터의 갯수가 3개 이상인 경우에는, 상기 오염데이터의 매칭된 점수 중 가장 낮은 점수에서 15점을 감산한 점수가 통합점수로 부여되는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기한 구성에 의한 본 발명은 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.

개인적인 차원에서 자신이 거주하거나 상주하고 있는 공간의 공기질을 정확하게 측정할 수 있게 되고, 이러한 측정결과를 이용하여, 공기청정 및 조화시스템과 연결함으로써 접촉환경의 개선을 이룰 수 있다.

이는 궁극적으로 개인의 건강을 향상시키는 결과로 이어지므로, 그 개선에 소요되는 간접비용을 절감할 수 있게 된다.

특히, 본 발명은 작업장이나 사무실 등 산업현장에도 적용할 수 있게 되고, 이에 따른 환경의 관리는 근로자의 근로환경의 개선과 함께 생산성의 향상을 얻을 수 있게 된다.

기존의 고비용이면서 전문적인 공기질 측정장비들로 인하여 범용으로 접근하기 어려웠던 문제점을, 저비용으로 제작할 수 있도록 하되, 스마트 기기와의 연계로 정보의 취득이 용이하게 이루어질 수 있어, 지속적인 관리가 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

기존에는 단순한 측정값만을 전달하였으나, 직접적으로 환경개선을 위한 제어가 이루어지거나, 간접적으로 사용자가 환경개선을 위해 취해야할 조치를 제시하는 방식을 제공함으로써 오염공기에 대한 접촉시간을 신속하게 감소시킬 수 있게 된다.

오염에 대한 판단을 기존의 하나의 항목으로부터 판단하는 것이 아닌, 여타 다른 항목의 물성치를 고려하여 복합적으로 판단함으로써 오염여부에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 인체에 미치는 영향에 대한 종합적인 대비가 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 공기질 측정장치를 이용한 공기조화시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 공기질 측정장치를 이용한 방법을 나타내는 체계도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 다른 복합 공기질 측정장치를 이용한 방법 중 통합점수부여단계를 나타내는 체계도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 공기질 측정장치를 이용한 공기조화시스템 및 그 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 공기질 측정장치를 이용한 공기조화시스템의 전체 구성도, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 공기질 측정장치를 이용한 방법을 나타내는 체계도 및 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 다른 복합 공기질 측정장치를 이용한 방법 중 통합점수부여단계를 나타내는 체계도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 공기질 측정장치를 이용한 공기조화시스템 및 그 방법은 미세먼지측정센서(100), 공기성분측정센서(200), 다중통신모듈(300), 정보처리장치 및 공기조화기로 구성될 수 있다.

상기 구성요소들은 일반적으로 구성되는 하우징(10)의 내부에 구비되어 있되, 하우징(10)은 일반적인 중공형 박스로 구성되거나 평판형으로 구성될 수 있으나, 실내 공기질을 측정하기 위하여 공기의 입출입이 용이한 개방형 구조라면 어떠한 것이라도 가능하다.

하우징(10)은 그 공간이 제1공간(20)과 제2공간(30)으로 구분되어 있을 수 있다.

제1공간(20)에는 후술할 미세먼지측정센서(100)가 구비될 수 있고, 제2공간(30)에는 공기성분측정센서(200)가 구비될 수 있다.

미세먼지는 입자이므로 미세먼지측정센서(100)에 의한 측정값은 유량에 의하여 달라질 수 있다. 따라서, 정확한 측정값의 산출이 되도록, 제1공간(20)에는 정량펌프(21)가 구비되어 있어, 제1공간(20)에 안정적이고 균일한 실내 공기를 공급하여 미세먼지측정센서(100)의 측정값의 신뢰성을 높일 수 있다.

반면, 휘발성유기화합물이나 이산화탄소는 가스이므로 유량에 크게 좌우되는 것이 아니어서, 공기의 원활한 흐름이 이루어질 수 있도록 제2공간(30)에는 팬(Fan)(31)이 구비될 수 있다.

이러한 입자와 가스의 차이가 존재하므로, 각각의 측정값이 더욱 정확하게 이루어질 수 있도록 하우징(10)을 제1공간(20)과 제2공간(30)으로 구분 형성함으로써 간섭 발생 가능성을 제거할 수 있다.

하우징(10)의 상부에는 급기구(23)가 구비되되, 바람직하게는 제1공간(20)의 상부로 편향되어 구비됨으로써 제1공간(20)에 실내 공기를 공급하는 역할을 할 수 있다.

급기구(23)의 상부에는 상협하광형(上狹下廣形)으로 구성된 복수개의 급기구커버(25)가 구비되어 있되 급기구커버(25)의 최상단은 밀폐되어 있어, 급기구커버(25)의 하부를 통하여 공기가 유입되어 제1공간(20)으로 공급될 수 있다.

급기구(23)는 굴뚝형인 중공형 관으로 구성되되, 급기구(23)의 하부는 하향할수록 내경이 작아지도록 구성되어 있다. 간단하게 말해, 급기구(23)의 내부는 깔대기형으로 구성될 수 있다.

이러한 구성으로 인하여, 급기구(23)로 유입되는 공기는 싸이클론 공기흐름을 형성하게 되고, 공기 내부의 미세먼지를 효과적으로 집진하여 급기구(23) 하부로 공급하게 된다.

급기구(23)의 하부는 상술한 정량펌프(21)와 튜브와 같은 연결수단을 통하여 연결되어 있어, 급기구(23)에서 효과적으로 미세먼지가 집진된 공기를 정량펌프(21)로 공급함으로써 후술할 미세먼지측정센서(100)에 의한 측정이 정밀하게 이루어질 수 있게 된다.

먼저 미세먼지측정센서(100)를 살펴본다.

미세먼지측정센서(100)는 상기 하우징(10)의 내부에 구비되어 있어, 실내 공기 중의 미세먼지의 농도를 측정하여 이를 수치화할 수 있다. 바람직하게는, 상기 미세먼지측정센서(100)는 PM₁₀센서 및 PM_2.5센서로 이루어질 수 있다.

PM₁₀센서는 먼지의 직경이 10㎛이하인 것을 감지하는 센서이고, PM_2.5센서는 먼지의 직경이 2.5㎛이하인 것을 감지하는 센서를 지칭한다.

일반적으로는 PM₁₀센서에 의해 측정된 먼지는 미세먼지로 분류하고, PM_2.5센서에 의해 측정된 먼지는 초미세먼지로 분류할 수 있다.

미세먼지 및 초미세먼지는 호흡시 인체내에서 걸러지지 못하고, 인간의 폐나 기관지 내부에 침착될 수 있어, 최근 가장 문제시되고 있는 수치이므로 실내 공기질 측정에 있어 매우 중요한 요소일 수 있다.

상기 하우징(10)은 개방형으로 구성되어 내부에 실내 공기의 성분 및 농도와 동일한 공기가 존재할 수 있으므로, 상기 미세먼지측정센서(100)는 상기 하우징(10)의 일측 어디에든 설치가 가능할 수 있다.

다음으로, 공기성분측정센서(200)를 살펴본다.

공기성분측정센서(200)는 실내 공기에 함유된 공기 성분의 종류 및 농도를 측정할 수 있다. 상세하게는, 공기성분측정센서(200)는 공기중의 휘발성 유기화합물을 측정하는 VOCs(Volatile Organic Compounds)센서(210), 공기중의 가스 성분중 이산화탄소(CO₂)를 측정하는 CO₂센서(230)로 이루어질 수 있다.

측정되는 공기의 성분들은 광화학 반응에 의하여 오염물질을 생성하거나 그 자체가 오염물질이어서, 그 농도가 일정량을 초과하게 되면 강력한 독성으로 인하여 호흡곤란, 폐 손상 등의 질환과 심하게는 생명을 위협할 수 있으며, 특히 최근에는 공기질 오염 등으로 인한 대형 안전사고의 발생 등으로 인하여 그 중요성이 더욱 강조되고 있어 공기질 측정 및 개선에 있어 매우 중요한 요소일 수 있다.

추가적으로는, 공기중의 가스 성분중 일산화탄소(CO)를 측정하는 CO센서가 더 구비될 수 있다. CO센서는 실내에서 난로나 보일러등의 연소장치가 있어 그 발생이 염려되는 공간일 경우에, 그 측정이 매우 중요할 수 있으므로 이를 추가적으로 구비하여 대응하도록 할 수 있다.

다음으로, 다중통신모듈(300)을 살펴본다.

다중통신모듈(300)은 상기 센서들, 즉 미세먼지측정센서(100) 및 공기성분측정센서(200)에 의해 측정된 값을 송수신함으로써, 후술할 정보처리장치에서 분석 및 제어명령이 이루어질 수 있도록 하는 정보전달의 매개체 역할을 할 수 있다.

다중통신모듈(300)은 유선 혹은 무선 등 데이터의 송수신을 위한 것이면 무엇이든 가능할 수 있다. 상세하게는, LoRa(Long Range)모듈(310)와 WiFi(Wireless Fidelity)모듈(330)이 장치 내에 구비되어 있어, 통신환경에 맞게 취사선택할 수 있도록 하여 안정적인 데이터 전송 환경을 유지할 수 있다.

추가적으로는, 모니터와 같은 디스플레이(350) 장치를 이용하여, 센서에 의해 측정된 측정결과나 후술할 정보처리장치에서 분석된 결과에 의한 대응방안이 자동적으로 제어되는 상황을 모니터링하도록 표시 및 사용자가 구체적으로 수행할 수 있도록 하는 대응방안 등이 표시되도록 할 수 있다.

장치에 구비되는 디스플레이(350)와는 별도로, 무선통신에 의하여 개인이 가지고 있는 스마트폰과 같은 모바일 화면에도 대응방안이나 측정결과나 대응방법등이 표시되도록 하는 것도 가능할 수 있다.

다음으로, 정보처리장치(미도시)를 살펴본다.

정보처리장치는 상기 다중통신모듈(300)에 의해 송수신된 상기 미세먼지측정센서(100) 및 상기 공기성분측정센서(200)에서 측정된 값을 이용하여, 오염여부의 판단 및 오염방지를 위한 제어명령이 실행되도록 할 수 있다.

상세하게는, 오염여부의 판단은 후술할 공기질 개선 방법에서 통합점수부여단계(S200)에 의하여 판단이 되고, 이에 대응되는 공기질 개선 방법이 표시되어 간접적으로 사용자가 수행하도록 하거나 직접적으로 후술할 공기조화기를 작동함으로써 공기질을 개선할 수 있도록 할 수 있다.

정보처리장치는, 측정된 데이터를 전송받아 이러한 정보를 분석하는 연산이 수행되는 중앙처리장치와, 중앙처리장치를 보조하는 보조처리장치, 각종 센서 등에 전원을 공급하는 전원연결부 및 데이터의 직접적 송수신이 가능하도록 연결하여 주는 USB연결부 등으로 이루어진 것일 수 있다.

오염여부에 따른 대응 방법에 대한 자세한 설명은 공기질 개선방법에서 후술하기로 한다.

마지막으로, 공기조화기(400)를 살펴본다.

공기조화기(400)는 일반적으로 쾌적한 실내 환경의 조성을 위하여 실내 공기의 온도와 습도 조절 및 공기 순환을 통한 환기 효과 등을 얻어낼 수 있는 장치를 말할 수 있다,

공기조화기(400)는 상기 정보처리장치에서 실행되는 제어명령에 따라 작동됨으로써 실내 공기의 개선을 직접적으로 수행할 수 있다.

바람직하게는, 공기조화기(400)는 사용자의 별도 조작 등을 실행하지 않아도 자동으로 작동되도록 하는 것일 수 있다.

공기조화기(400)는 상술한 바와 같이, 일반적으로 실내의 공기와 실외의 공기를 교환하는 환기시스템이나 실내 공기의 순환을 일으키는 공기순환시스템 및 냉온 기능을 수행하는 냉온시스템 등 실내 공기의 환경을 개선하는 장치로 어떠한 형태로든 가능할 수 있다.

추가적으로는, 온.습도측정센서(미도시)가 구비될 수 있다.

온.습도측정센서는 실내 공기의 물성치인 온도와 습도를 측정할 수 있다. 온도와 습도는 상술한 미세먼지나 초미세먼지와 같이 체내에 축적되어 그 영향의 발현이 늦은 것이 아니어서 치명적이지는 않으나, 사용자에게 실내 환경의 개선 여부가 가장 실제적으로 체감되어 즉각적으로 사용자에게 영향을 미치는 것이므로 실시간 측정이 필요할 수 있다.

다만, 온.습도측정센서는 실내 공기질의 오염 여부를 판단하기에는 인체에 직접적으로 미치는 영향이 미미하다고 할 수 있어, 현재 실내 환경의 상태 정도를 파악하여 사용자에게 인지시켜 주는 용도로만 사용하는 것이 바람직할 수 있다.

온.습도측정센서는 매우 정밀한 측정센서센서를 사용할 수 있으며, 본 발명이 개인적인 사용에도 적용되도록 한다는 목적을 고려하면 그 비용의 절감을 위하여 일반적으로 쉽게 구할 수 있는 범용 측정센서를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.

이하에서는 복합 공기질 측정장치에 의해 측정된 데이터를 이용한 공기질 개선 방법을 살펴본다.

공기질 개선 방법은 크게 측정단계(S100), 통합점수부여단계(S200), 표시단계(S300) 및 공기조화단계(S400)로 나눌 수 있다.

측정단계(S100)는 상술한 공기질 측정장치에 구비된 구성요소들을 이용하여 실내 공기의 물성치를 측정하는 단계이다. 측정에 의해 상술한 미세먼지 농도, 온.습도 상태, 공기성분의 종류 및 농도 등 실내 공기의 물성 측정데이터가 수집되게 된다.

수집된 측정데이터는 그 자체만으로는 물성치를 나타내는 수치에 불과한 것이고, 특히 여러가지 측정데이터에 대한 개별적 대응은 해당 측정데이터에만 적용되는 임시방편이므로, 복합적으로 이를 분석하여 대응방안을 제공하는 것이 바람직하다.

이러한 복합적인 분석을 위하여 통합점수부여단계(S200)가 수행되는데, 상기 측정데이터가 다중통신모듈(300)에 의해 정보처리장치로 전송이 되면, 정보처리장치는 해당 측정데이터들을 종합하여, 오염데이터의 판단 및 그 수준에 따라 통합점수를 부여하게 된다.

통합점수는 수치가 낮을수록 오염도가 높은 것으로서, 통합점수부여단계(S200)에서 하기에 서술하는 계산 방법에 의하여 부여된다.

<계산 방법>

1) 측정단계(S100)에서 측정된 물성치를 표 1과 같이 기설정된 표의 점수에 매칭(matching)한다. 단, 물성치가 기설정된 표와 정확하게 일치하지 않을 경우에는, 측정된 물성치에 최근접한 고점과 저점 중 저점을 적용한다.

2) 매칭된 점수가 50점 이하인 물성치를 오염데이터로 설정한다.

3) 오염데이터의 갯수가 1개인 경우에는 해당 오염데이터의 매칭된 점수를 통합점수로 부여한다.

4) 오염데이터의 갯수가 2개인 경우에는 매칭된 점수가 가장 낮은 오염데이터의 매칭된 점수에서 10점을 감산한다.

5) 오염데이터의 갯수가 3개 이상인 경우에는 매칭된 점수가 가장 낮은 오염데이터의 매칭된 점수에서 15점을 감산한다.

점수	PM _2.5 (㎍/m ³ )	PM ₁₀ (㎍/m ³ )	VOCs(㎍/m ³ )	CO ₂ (ppm)
100	<10	<30	<100	<450
90	11	31	101	451
89	13	32.5	106	463.5
88	14	34	111	476
87	16	35.5	116	488.5
86	17	37	121	501
85	19	38.5	126	513.5
84	20	40	131	526
83	22	41.5	136	538.5
82	23	43	141	551
81	25	44.5	146	563.5
80	26	46	151	576
79	28	47.5	156	588.5
78	29	49	161	601
77	31	50.5	166	613.5
76	32	52	171	626
75	34	53.5	176	638.5
74	35	55	181	651
73	37	56.5	186	663.5
72	38	58	191	676
71	40	59.5	196	688.5
70	41	61	201	701
69	43	63	206	716
68	44	65	211	731
67	46	67	216	746
66	47	69	221	761
65	49	71	226	776
64	50	73	231	791
63	52	75	236	806
62	53	77	241	821
61	55	79	246	836
60	56	81	251	851
59	58	83	256	866
58	59	85	261	881
57	61	87	266	896
56	62	89	271	911
55	64	91	276	926
54	65	93	281	941
53	67	95	286	956
52	68	97	291	971
51	70	99	296	986
50	71	101	301	1001
49	73	103.5	311	1101
48	74	106	321	1201
47	76	108.5	331	1301
46	77	111	341	1401
45	79	113.5	351	1501
44	80	116	361	1601
43	82	118.5	371	1701
42	83	121	381	1801
41	85	123.5	391	1901
40	86	126	401	2001
39	88	128.5	411	2101
38	89	131	421	2201
37	91	133.5	431	2301
36	92	136	441	2401
35	94	138.5	451	2501
34	95	141	461	2601
33	97	143.5	471	2701
32	98	146	481	2801
31	100	148.5	491	2901
30	101	151	501	3001
29	104	156	521	3101
28	107	161	541	3201
27	110	166	561	3301
26	113	171	581	3401
25	116	176	601	3501
24	119	181	621	3601
23	122	186	641	3701
22	125	191	661	3801
21	128	196	681	3901
0	>130	>200	>700	>4000

<점수매칭 테이블>

물성치가 기설정된 표의 기준점과 일치하지 않는 경우에, 물성치에 최근접한 고점과 저점 중 저점을 적용하는 것은 오염물질의 잠재적 위험성을 고려하였을 때 높은 점수보다 낮은 점수를 부여함으로써 사용자들이 현상황에 더욱 빠르게 대처할 수 있게 하기 위함이다.

예를 들면. pm_2.5가 48㎛/㎥인 경우에는 정확히 일치하는 점수가 없으나, 이에 최근접한 고점인 66점과 저점인 65점 중 저점인 65점을 적용하게 된다.

상술한 계산 방법에서 매칭된 점수가 50점 이하인 물성치가 없는 경우에는, 실내 공기의 상태가 양호한 경우에 해당하고, 가장 낮은 점수를 가지는 데이터를 기준으로 후술할 대응 방법이 나타날 수 있다.

통합점수부여단계(S200)에서 통합점수를 부여하는 예를 들어본다.

PM_2.5가 71(㎛/㎥), PM₁₀이 67(㎛/㎥), VOCs가 221(㎛/㎥), CO₂가 731(ppm)인 경우의 통합점수를 상기 계산방법의 순서를 기준으로 살펴본다.

1) 각 측정치를 표 1의 표에 점수를 매칭하면, PM_2.5은 50점, PM₁₀은 67점, VOCs가 66점, CO₂가 68점이 된다.

2) 매칭된 점수가 50점 이하인 PM_2.5가 오염데이터가 된다.

3) 오염데이터의 갯수가 1개이므로, PM_2.5의 매칭된 점수인 50점이 통합점수가 된다.

다른 경우로, PM_2.5가 74(㎛/㎥), PM₁₀이 85(㎛/㎥), VOCs가 261(㎛/㎥), CO₂가 1101(ppm)인 경우의 통합점수를 상기 계산방법의 순서를 기준으로 살펴본다.

1) 각 측정치를 표 1의 표에 점수를 매칭하면, PM_2.5은 48점, PM₁₀은 58점, VOCs가 58점, CO₂가 49점이 된다.

2) 매칭된 점수가 50점 이하인 PM_2.5, CO₂가 오염데이터가 된다.

4) 오염데이터의 갯수가 2개이므로, 매칭된 점수가 가장 낮은 PM_2.5의 매칭된 점수인 48점에서 10점을 감산한 38점이 통합점수가 된다.

상기 통합점수부여단계(S200)가 완료되면, 부여된 통합점수에 대응되는 조치 내용이 표시되는 표시단계(S300)가 이루어지도록 할 수 있다.

통합점수	표시 내용
통합점수	공기상태	대응방법
100	쾌적	- 실내활동 권장
90 ~ 71	양호	- 실내활동 권장
70 ~ 51	오염 시작	- 창문 개방, 환풍기 작동 필요 - 물청소 필요
50 ~ 31	오염	- 즉시 창문 개방 및 환풍기 작동 필요 - 마스크 착용 및 수분 섭취 권장 - 청소시 창문개방
30 ~ 0	위험	- 즉시 다른 장소로 이동 - 즉시 창문 개방 및 환풍기 작동 - 마스크 착용 및 수분 섭취 필수 - 입실 금지 - 눈이 아프거나 두통, 인후통시 병원방문

<대응방법 표시 내용 예>

일반적으로 통합점수 부여 방식은 대기질지수(AQI, Air Quality Index)의 방식을 참고하나, 흔히 사용되는 AQI지수는 그 범위가 0에서 500까지로 설정되어 있고, 숫자가 높을수록 대기질이 좋지 않는 것을 나타낸다.

미국의 AQI지수에 대한 기준을 살펴보면, 아래 표 3과 같다.

수치	구분	내용
0 ~ 50	Good	- 공기가 좋고 건강에 위해가 되지 않음 - 집을 환기할 것
51 ~ 100	Moderate	- 민감한 사람은 호흡기에 불편함이 있을 수 있으니 야외활동을 자제
101 ~ 150	Unhealthy for sensitive group	- 일반인들은 자극과 호흡기 질환을 겪게될 위험이 있음
151 ~ 200	Unhealthy	- 일반인에게 심장과 폐의 악영향과 악화 가능성이 증가하며, 민감군에게는 특히 위험
200 ~ 300	Very unhealthy	- 일반인들도 눈에 띄게 영향을 받음 - 민감군은 활동이 힘들어지므로 실내에 있거나 활동을 제한해야 함
301 ~ 500	Hazardous	- 일반인과 민감군 모두 위험하며, 강한 자극을 받고 다른 질병을 유발할 수 있는 위험이 있음 - 모든 사람들이 운동을 피하고 실내에 있어야 함

<미국 AQI지수 기준 표>

표 3에 나타난 바와 같이, 미국의 AQI지수는 점수의 배점 구간이 500점으로 되어 있어 매우 광범위하게 잡혀있어 시인성이 떨어지고, 그 산정방법이 복잡하여 쉽게 적용되지 못하였다.

본 발명은 이러한 배점 구간을 100으로 구분하고 이에 따른 산정방법을 적용함으로써, 오염도를 사용자에게 직관적으로 인식되게 하면서, 그 산정방법이 용이하게 되도록 하고 있다.

표시단계(S300)는 사용자가 휴대하고 있는 모바일 기기나 별도 디스플레이장치(490)에 현재 실내 공기상태에 대한 판단결과와, 사용자가 직접 대응방안을 수행하도록 경고, 알람 등이 나타나게 할 수 있다.

사용자는 표시단계(S300)에서 제시되는 대응방법을 열람함으로써 실내 공기질의 상태를 인지할 수 있게 되고, 경고나 알람과 같은 시그널의 발생시 사용자 스스로 대응방법을 수행하도록 함으로써 즉각적이고 확실한 대응이 이루어지도록 할 수 있다.

표시단계(S300)에서 표시된 대응방안은 공기조화기(400)에 의하여 실행되도록 하는 공기조화단계(S400)가 수행되어, 실내 공기의 환기 및 순환에 의하여 실내 공기의 개선이 이루어질 수 있다.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.

10: 하우징
20: 제1공간
21: 정량펌프
23: 급기구
25: 급기구커버
30: 제2공간
31: 팬
100: 미세먼지측정센서
200: 공기성분측정센서
210: VOCs센서
230: CO₂센서
250: CO센서
300: 다중통신모듈
310: LoRa모듈
330: WiFi모듈
350: 디스플레이
400: 공기조화기
S100: 측정단계
S200: 통합점수부여단계
S300: 표시단계
S400: 공기조화단계

Claims

삭제
삭제
삭제
미세먼지측정센서와, 공기성분측정센서와, 상기 미세먼지측정센서 및 상기 공기성분측정센서에서 측정된 값이 송수신되도록 하는 다중통신모듈과, 오염여부의 판단 및 오염방지를 위한 제어명령이 실행되는 정보처리장치 및 공기조화기로 구성되어 실내 공기의 오염여부를 판단하는 공기질 측정장치를 이용하는 방법에 있어서,
상기 공기질 측정장치를 이용하여 공기질의 다중항목에 대해 물성치를 측정하는 측정단계;
상기 측정단계에서 수집된 상기 물성치를 이용하여 오염여부를 판단하기 위한 통합점수가 부여되는 통합점수부여단계;
상기 통합점수부여단계에서 부여된 점수를 기설정된 대응방안 테이블에 매칭하고, 매칭된 대응방안이 표시되는 표시단계;및
상기 표시단계에 표시된 상기 대응방안이 실행되는 공기조화단계로 이루어지되,
상기 통합점수부여단계는,
1) 상기 측정단계에서 측정된 다중항목의 상기 물성치가 기설정된 표의 점수에 매칭되고,
2) 다중항목의 상기 매칭된 점수가 50점 이하인 상기 물성치는 오염데이터로 설정되고,
3) 상기 오염데이터로 설정된 다중항목의 갯수가 1개인 경우에는 상기 오염데이터로 설정된 다중항목의 매칭된 점수가 통합점수로 부여되되, 정확하게 매칭되지 않는 경우 근접한 점수중 저점이 통합점수로 부여되고,
4) 상기 오염데이터로 설정된 다중항목의 갯수가 2개인 경우에는, 상기 오염데이터로 설정된 다중항목의 매칭된 점수 중 가장 낮은 점수에서 10점을 감산한 점수가 통합점수로 부여되고,
5) 상기 오염데이터로 설정된 다중항목의 갯수가 3개 이상인 경우에는, 상기 오염데이터로 설정된 다중항목의 매칭된 점수 중 가장 낮은 점수에서 15점을 감산한 점수가 통합점수로 부여되는 것을 특징으로 하는 복합 공기질 측정장치를 이용한 공기조화 방법.
삭제