KR102082421B1

KR102082421B1 - 하이브리드 공조 시스템

Info

Publication number: KR102082421B1
Application number: KR1020190096763A
Authority: KR
Inventors: 최준남
Original assignee: 최준남
Priority date: 2019-08-08
Filing date: 2019-08-08
Publication date: 2020-02-27

Abstract

본 발명은 공조 시스템을 개시한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 정기정화설비, 환기설비 등 사람들이 생활하는 공간내 공기 정화를 위해 학교, 관공서 등에 설치, 운용되는 공기정화를 위한 다수의 공조 설비를 하나의 장치로 구현한 하이브리드 공조 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 종래의 공기 청정기와 공기 순환 설비를 하나의 공조 시스템으로 구현할 수 있으며, 또한 내부 네트워크를 통해 중앙 제어 서버와 연결함으로써 각 구역별로 설치된 다수의 공조 시스템을 중앙에서 제어하여 학교 및 관공서 등 여러 개로 구획된 구역에서 용이하게 관리, 운용할 수 있는 효과가 있다.

Description

하이브리드 공조 시스템{HYBRID AIR CONDITIONING SYSTEM}

본 발명은 공조 시스템에 관한 것으로, 공기정화설비, 환기설비 등 사람들이 생활하는 공간내 공기 정화를 위해 학교, 관공서 등에 설치, 운용되는 공기정화를 위한 다수의 공조 설비를 하나의 장치로 구현한 하이브리드 공조 시스템에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 최근의 건물은 사람들의 삶의 질적 향상을 추구하기 위해 끊임없이 다양한 기능을 적용하면서 개량되고 있으며, 특히 학교, 관공서와 다수의 사람들이 장시간 상주하는 밀집형 건물은 공기의 질이 매우 저하되고 있는 실정이다. 따라서, 각종 환경오염을 유발하는 기계장치나 기타 공기오염의 원인이 되는 자동차 등에서 배출되는 공기에 함유되는 각종 미세 먼지 및 이물질은 건강을 위협하는 수준까지 이르렀으며, 이에 다양한 형태의 공기 청정기가 상용화되었으나, 단순 공기 청정기만으로는 공기질이 원하는 만큼 개선되지 않는 한계가 있다.

특히, 다수의 학생들이 장시간 생활하는 학교 등의 경우에는 현행 법규에 의하면 실내공기질 관리법 제2조제5호에 따라 실내공간의 오염물질을 없애거나 줄이는 설비로서 환기설비의 안에 설치되거나, 환기설비와 따로 설치되는 공기정화 설비와, 학교보건법 시행규칙 별표2의 따른 환기설비의 구조 및 설치기준에 따라 오염물질 제거장치(필터)를 거쳐 오염된 실내공기를 밖으로 내보내고 신선한 바깥공기를 실내로 끌어들여 실내공간의 공기를 쾌적한 상태로 유지시키는 설비인 환기설비가 필수적으로 설치, 운용되어야 한다.

또한, 전술한 설비 이외에도 환경에 따라, 실내 공기 중의 분진포집, 냄새탈취 등의 기능이 있는 기기로서 내부에 집진부와 송풍기가 내장되어 있는 공기청정기 등이 더 필요한 장소도 존재할 수 있다.

그러나, 교실 및 사무실 등 다수의 구역으로 구획된 형태의 학교 및 관공서의 경우에는 각 구역별로 공기정화설비, 환기설비 및 공기청정기 등의 모든 설비를 설치 및 운용 하는데는 어려움이 있다.

공개특허공보 제10-2008-0081536호(공개일자: 2008.09.10.)

본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 학교 관공서 등 복수의 생활구역으로 분리되어 있는 건물을 대상으로 내부 공기를 정화 및 순화시키는 복수의 공기 청정설비를 하나의 장치로 구현하고, 중앙의 관제 서버와 연결되어 중앙 제어식으로 구현한 하이브리드형 공조 시스템을 제공하는 데 과제가 있다.

전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템은, 건물 내 구획된 각 구역에 설치되는 공조 시스템으로서, 하나 이상의 배관을 통해 실외 공기를 실내로 유입시키는 메인 팬, 하나 이상의 배관을 통해 실내 공기를 실외로 배출시키는 보조 팬, 제1 및 제2 유입배관 사이에 연결되어 실외 공기의 유입을 조절하는 급기 댐퍼, 실내외 공기를 필터링하여 정화된 공기를 배출하는 하나 이상의 에어필터, 제1 및 제2 배출배관 사이에 연결되어 실내 공기의 배출을 조절하는 배기 댐퍼 및 상기 급기 댐퍼 및 배기 댐퍼의 개폐를 제어하고, 상기 팬을 구동하여 실내외 공기의 유입 및 배출을 제어하는 콘트롤러를 포함할 수 있다.

상기 제2 유입배관 및 제1 배출배관은, 배출되는 실내 공기의 일부를 다시 실내로 순환시키는 보조 댐퍼를 통해 서로 연결될 수 있다.

상기 에어필터는, 상기 제1 및 제2 유입배관 사이 및, 상기 제1 및 제2 배출배관 사이 중, 하나 이상에 설치되고, 프리필터, 케미컬 필터 및 HEPA/ULPA 필터 중, 하나 이상을 포함할 수 있다.

실내 공기의 오염정도를 감지하는 하나 이상의 센서부를 포함하고, 상기 콘트롤러는, 상기 센서부에 의한 감지결과에 따라 상기 급기 댐퍼, 배기 댐퍼 및 보조 댐퍼 중, 하나 이상의 개폐를 조절하여 실내 공기의 내부순환 및 실외 공기의 내부 유입을 조절할 수 있다.

중앙 제어 서버와 내부 네트워크를 통해 유선 또는 무선으로 연결되어 데이터 통신을 수행하는 통신모듈을 포함하고, 상기 콘트롤러는, 상기 통신모듈을 통해 상기 센서부에 의한 감지결과를 상기 중앙 제어 서버에 전송할 수 있다.

상기 콘트롤러는, 상기 중앙 제어 서버의 제어신호에 대응하여 상기 메인 팬 및 보조 팬의 구동을 제어할 수 있다.

상기 중앙 제어 서버는, 상기 내부 네트워크를 통해 통신모듈과 데이터 통신을 수행하는 통신부, 센서부에 의한 감지결과에 따라 각 구역별 오염정도를 수집하는 모니터링부, 수집된 오염정도에 기초하여 각 구역에 대한 공기질을 수치화하는 공기질 판단부, 산출된 공기질에 따라, 각 구역에 대한 공기 정화 및 순환을 위한 제어신호를 생성하여 상기 통신모듈에 전송하는 중앙 제어부를 포함할 수 있다.

상기 중앙 제어 서버는, 일정기간 동안 수집된 각 구역의 오염정도 및 공기 정화 구동에 기초하여 상기 에어필터의 예상수명에 따른 필터교체시기를 산출하는 시스템 관리부를 포함할 수 있다.

상기 중앙 제어 서버는, 외부기관 서버와 연결되어 해당 건물의 위치한 지역의 미세먼지 농도를 포함하는 외부정보를 수집하는 외부정보 수집부를 포함하고, 상기 중앙 제어부는, 상기 외부정보에 따라 각 구역의 공기 정화 및 순환시기를 조정할 수 있다.

상기 통신모듈은, RS485, RS232 및 CAN 프로토콜 중, 어느 하나에 의한 내부 네트워크에 접속하여 상기 중앙 제어 서버와 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 종래의 공기 청정기와 공기 순환 설비를 하나의 공조 시스템으로 구현할 수 있으며, 또한 내부 네트워크를 통해 중앙 제어 서버와 연결함으로써 각 구역별로 설치된 다수의 공조 시스템을 중앙에서 제어하여 학교 및 관공서 등 여러 개로 구획된 구역에서 용이하게 관리, 운용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템의 설치 형태에 관한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템의 구조에 관한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템과 연결되는 중앙 제어 서버의 구조에 관한 도면이다.
도 4a은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템의 정면방향에서의 외관 구조에 관한 도면이다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템의 측면방향에서의 내부 구조에 관한 도면이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

또한, 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위 (above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에 설명된 다양한 기법은 하드웨어 또는 소프트웨어와 함께 구현되거나, 적합한 경우에 이들 모두의 조합과 함께 구현될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "...부(Unit)", "...서버(Server)" 및 "...시스템(System)" 등의 용어는 마찬가지로 컴퓨터 관련 엔티티(Entity), 즉 하드웨어, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행 시의 소프트웨어와 등가로 취급할 수 있다. 또한, 본 발명의 프로그램에서 실행되는 각 기능은 모듈단위로 구성될 수 있고, 하나의 물리적 메모리에 기록되거나, 둘 이상의 메모리 및 기록매체 사이에 분산되어 기록될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템의 설치 형태에 관한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템(100)은 학교, 관공서 등 사람들의 생활공간이 복수의 구역으로 구획된 건물에 적합한 공조 시스템으로서 각 구역에 하나씩 설치될 수 있고, 내부 네트워크를 통해 유, 무선으로 중앙 제어 서버와 연결되어 중앙 집중식으로 제어, 관리될 수 있다.

상세하게는, 본 발명의 하이브리드 공조 시스템(100)은 실내(2)에 설치되어 실외(1)의 공기를 유입시켜 탑재된 에어필터를 통해 필터링하고, 신선한 외부의 공기를 실내(2)로 유입시켜 실내 공기의 정화, 순환을 수행함으로써 실내(2)의 공기질을 향상시키게 된다.

또한, 실내(2)의 오염된 공기를 에어필터를 통해 필터링 후 외부로 배출함으로써 실내 공기를 환기시킬 수 있다.

이러한 기능을 구현하기 위해, 본 발명의 하이브리드 공조 시스템(100)은 실외 공기의 유입부(102) 및 실내 공기의 배출부(103)를 탑재하고 있고, 각각 하이브리드 공조 시스템(100)의 내부에 탑재된 댐퍼에 의해 실내외 공기를 유입 또는 배출하거나, 실내 공기의 순환을 제어할 수 있다.

이러한 하이브리드 공조 시스템(100)은 실내(2)의 일측에 설치될 수 있고, 스탠드 형(stand type) 및 벽걸이 형(wall-hanging)으로 설치될 수 있으며, 제1 유입배관(121) 및 제2 배출배관(142)을 통해 실내(2) 및 실외(1)와 연결되어 통해 공기를 유입 및 배출하게 된다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템(100)은 실외 공기의 유입경로, 실내공기의 매출경로 및 실내 공기의 순환경로를 구성하는 시스템으로서, 유입부(102) 및 배출부(103)를 구비하고 있고, 댐퍼를 통해 경로를 개방 또는 폐쇄함으로써 각 경로를 통한 공기 정화, 순환 및 환기의 기능을 하나의 장치로 구현할 수 있다.

또한, 하이브리드 공조 시스템(100)은 실내(2)의 공기질을 측정할 수 있는 하나 이상의 센서를 탑재할 수 있고, 그 센서의 측정결과에 따라, 공기 정화, 순환 및 환기 기능을 선택적으로 실행할 수 있다.

특히, 해당 건물의 각 구역의 하이브리드 공조 시스템(100)은 내부 네트워크를 통해 중앙 관제 서버와 연결될 수 있으며, 중앙 관제 서버의 제어를 통해 각 구역별로 구분되어 공기질을 관리할 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템의 구조에 관한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템(100)은 건물 내 구획된 각 구역에 설치되는 공조 시스템으로서, 하나 이상의 배관을 통해 실외 공기를 실내로 유입시키는 메인 팬(110), 실내 공기를 실외로 배출시키는 보조 팬(115), 제1 유입배관(121) 및 제2 유입배관(122) 사이에 연결되어 실외 공기의 유입을 조절하는 급기 댐퍼(120), 실내외 공기를 필터링하여 정화된 공기를 배출하는 하나 이상의 에어필터(130) 및 캐미컬 필터(135), 제1 배출배관(141) 및 제2 배출배관(142) 사이에 연결되어 실내 공기의 배출을 조절하는 배기 댐퍼(140), 급기 댐퍼(120), 배기 댐퍼(140) 및 보조 댐퍼(145)의 개폐를 제어하고, 메인 팬(110) 및 보조 팬(115)을 구동하여 실내외 공기의 유입 및 배출을 제어하는 콘트롤러(150), 실내 공기의 오염정도를 감지하는 하나 이상의 센서부(160) 및 중앙 제어 서버와 내부 네트워크를 통해 유선 또는 무선으로 연결되어 데이터 통신을 수행하는 통신모듈(170)을 포함할 수 있다.

메인 팬(110) 및 보조 팬(115)은 콘트롤러(150)의 제어에 따라 회전을 통해 하이브리드 공조 시스템(100)의 내부에서 실내외 공기를 흡입하여 유입 및 배출하거나, 실내 공기를 순환시키는 역할을 한다.

메인 팬(110) 및 보조 팬(115)의 회전 속도는 필요에 따라 콘트롤러(150)에 의해 조절될 수 있다. 즉, 실내(2)로 유입되는 실내 공기 또는 실외 공기의 유량을 증가시키기 위해 고속으로 회전하도록 제어될 수도 있고, 유량을 감소시키기 위해 저속으로 회전될 수도 있다.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 메인 팬(110)은 제1 및 제2 유입배관(121, 122) 사이에 연결되고, 보조 팬(115)은 제1 및 제2 배출배관(141, 142) 사이에 각각 연결되어 공기의 유입 및 배출을 제어할 수 있다.

이러한 메인 팬(110) 및 보조 팬(115)은 임펠러(impeller) 형태로 하이브리드 공조 시스템(100)에 탑재될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

급기 댐퍼(120)는 실외에서 실내로 유입되거나, 실내에서 다시 실내로 순환되는 실내 공기의 경로를 형성하는 것으로, 실외(1)와 연결되는 제1 유입배관(121) 및 실내(2)와 연결되는 제2 유입배관(122) 사이에 연결될 수 있고, 콘트롤러(150)의 제어에 따라 개방되어 깨끗한 실외 공기를 실내(2)로 유입되도록 한다.

에어필터(130) 및 캐미컬 필터(135)는 하이브리드 공조 시스템(100)에서 공기 정화 및 탈취의 기능을 하는 것으로, 복수의 필터로 구성될 수 있고 오염된 실내공기를 정화하여 실외(1)로 배출되도록 하거나, 정화된 실내공기를 다시 실내(2)로 유입되도록 하여 깨끗한 공기가 실내(2)에서 순환되도록 할 수 있고, 미세먼지 농도가 높은 날에 실내(2)로 유입되는 실외 공기를 정화할 수 있도록 한다.

이에 따라, 본 발명의의 하이브리드 공조 시스템(100)에는 제1 유입배관(121)에 연결되는 캐미컬 필터(135) 및 제1 배출배관(141)에 연결되는 에어필터(130)가 구비될 수 있고, 설계자의 의도에 따라 이중 하나 이상 또는 전부가 구비될 수 있다.

이러한 필터들(130 135)은 프리필터 및 HEPA/ULPA 필터 중, 하나 이상을 포함할 수 있다.

여기서, 전술한 배관들(121, 122, 141, 142)은 공기의 두 유입 및 배출경로를 서로 연결함으로써, 공기정화 기능 및 환기뿐만 아니라, 내부공기 순환기능을 하나의 장치로 구현할 수 있도록 하는 특징을 가지며, 이에 따라 특히 내부표면 오염방지에 유리하도록 설계되어야 한다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 배관들(121, 122, 141, 142)은 공기중에 방사된 오염물질로부터 내부표면이 오염 및 부식되는 것을 방지하기 위한 표면 보호층이 도포 처리될 수 있다. 이러한 표면 보호층은 오염 방지용 코팅 조성물로 이루어질 수 있고, 이러한 코팅 조성물은, 76.42-76.58 중량%로 함유되는 아미노실란 화합물, 3.21-3.38 중량%로 함유되는 용제 및 19.76-19.93 중량%로 함유되는 첨가제를 포함할 수 있다.

전술한 아미노실란 화합물 및 이의 조성비는, 배관의 내부 표면에 발수성을 부여하고, 미세먼지 또는 염소이온이 포함된 수분의 접촉각을 크게 하여 상기 미세먼지 또는 염소이온이 부착되는 현상을 최소화하는 역할을 할 뿐만 아니라 공기 유동에 따른 내부 표면의 자가 세정을 가능하게 한다. 특히, 아미노실란 화합물의 조성물은, 3-아미노프로필메틸디에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란 및 3-아미노프로필트리에톡시실란으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.

배기 댐퍼(140)는 실내에서 실외로 배출되는 실내 공기의 경로를 형성하는 것으로, 실내(2)와 연결되는 제1 배출배관(141) 및 실외(1)와 연결되는 제2 배출배관(142) 사이에 연결될 수 있고, 콘트롤러(150)의 제어에 따라 개방되어 오염된 실내 공기를 실외(1)로 배출되도록 한다.

보조 댐퍼(145)는 제1 배출배관(141)과 제2 유입배관(122)을 서로 연결되어 실내에서 다시 실내로 순환되는 공기의 경로를 형성할 수 있고, 급기 댐퍼(120)의 개방 및 배기 댐퍼(140)의 폐쇄와, 보조 팬(115)의 구동에 따라, 실내(2)의 공기를 순환시키게 된다.

콘트롤러(150)는 하이브리드 공조 시스템(100)의 각 구성부들과 연결되어 그 구동을 제어하는 역할을 한다. 이러한 콘트롤러(150)는 공기정화, 순환 및 환기 등의 기능을 수행하기 위한 로직(logic)이 프로그래밍된 공지의 마이크로 콘트롤러(MCU)가 이용될 수 있다.

상세하게는, 콘트롤러(150)는 하이브리드 공조 시스템(100)에 탑재되는 조작부의 입력 또는 내부 네트워크로 연결된 중앙 제어 서버로부터 입력되는 제어신호에 대응하여 팬(110)을 구동하여 실내 공기의 정화 및 순환 등의 기능을 실행할 수 있고, 이때 현재 구동모드에 따라 급기 댐퍼(120) 및 배기 댐퍼(140)를 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템(100)은 설치된 구역의 실내(2)의 공기질에 따라 적절한 구동모드를 선택적으로 운영할 수 있도록 하나 이상의 센서로 구성되는 센서부(160)를 포함할 수 있다.

센서부(160)는 현재 실내 공기에 포함된 각종 오염물질을 감지하고, 그 감지결과를 콘트롤러(150)에 제공할 수 있다. 센서부(160)는 실내 공기질을 포함하여 실내(2)에 휘발성 유기화합물(VOCs), CO₂ 및 라돈 등 유해물질을 검출할 수 있고, 콘트롤러(150)는 유해물질의 검출시 팬(110) 및 배기 댐퍼(140)를 제어하여 실내 공기를 신속하게 외부로 배출할 수 있다.

또한, 건물 내 각 구역에 설치되는 하이브리드 공조 시스템(100)은 내부 네트워크를 통해 중앙 제어 서버(200)와의 데이터 통신을 위한 통신모듈(170)을 포함할 수 있다.

통신모듈(170)은 데이터 통신을 통해 센서부(160)가 측정한 감지결과를 중앙 제어 서버(200)에 실시간으로 제공할 수 있고, 중앙 제어 서버(200)로부터 전송되는 제어신호를 수신하여 콘트롤러(150)에 전달 수 있다. 여기서, 제어신호는 해당 각 구역에 대한 현재 공기질에 따른 적절한 공기 정화 및 순환을 위한 구동모드를 결정하는 신호로서, 콘트롤러(150)는 이러한 제어신호에 대응하여 공기 정화, 환기 및 순환 중, 어느 하나의 구동모드로 시스템을 제어할 수 있다.

이러한 통신모듈(170)은 중앙 제어 서버(200)와 연결되는 해당 건물 내 설치된 라우터와 RS485, RS232 또는 CAN 통신 프로토콜을 통해 유선 또는 무선으로 접속하여 데이터 통신을 수행할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템과 연결되는 중앙 제어 서버를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템과 연결되는 중앙 제어 서버의 구조에 관한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 중앙 제어 서버(200)는 내부 네트워크를 통해 통신모듈과 데이터 통신을 수행하는 통신부(210), 센서부에 의한 감지결과에 따라 각 구역별 오염정도를 수집하는 모니터링부(220), 수집된 오염정도에 기초하여 각 구역에 대한 공기질을 수치화하는 공기질 판단부(230), 산출된 공기질에 따라, 각 구역에 대한 공기 정화 및 순환을 위한 제어신호를 생성하여 통신모듈에 전송하는 중앙 제어부(240), 일정기간 동안 수집된 각 구역의 오염정도 및 공기 정화 구동에 기초하여 에어필터의 예상수명에 따른 필터교체시기를 산출하는 시스템 관리부(250), 각 구역의 하이브리드 공조 시스템(100)의 관리를 위한 정보를 저장하는 데이터 베이스(260) 및 외부기관 서버와 연결되어 해당 건물의 위치한 지역의 미세먼지 농도를 포함하는 외부정보를 수집하는 외부정보 수집부(270)를 포함할 수 있다.

통신부(210)는 해당 건물 내 구축된 내부 네트워크와 연결되어 각 구역의 하이브리드 공조 시스템(100)과 데이터 통신을 수행할 수 있다. 통신부(210)는 하이브리드 공조 시스템(100)에서 측정한 각 구역의 실내공기 오염정도를 실시간으로 수신할 수 있고, 중앙 제어부(240)에 의한 하이브리드 공조 시스템(100)의 구동 제어를 위한 제어신호를 송신할 수 있다.

모니터링부(220)는 통신부(210)가 수신한 각 구역의 오염정도를 수집하고, 이에 따라 각 구역에 대한 공기질을 모니터링 할 수 있다. 수집되는 오염정도에는 초미세먼지 농도, 미세먼지 농도, 이산화탄소의 농도 및 VOCs의 농도와, 온도 및 습도 등의 측정결과를 포함할 수 있고, 모니터링부(220)는 각 구역별로 현재 공기질 측정결과를 실시간으로 수집할 수 있다.

공기질 판단부(230)는 모니터링부(220)에 의해 수집된 각 구역의 측정결과를 에 대하여 미리 설정된 기준치와 비교하여 오염여부를 판단하고, 그 비교결과에 대한 수치값을 중앙 제어부(240)에 보고할 수 있다.

중앙 제어부(240)는 공기질 판단부(230)가 산출한 각 구역의 오염정도에 대한 수치값에 기초하여 하이브리드 공조 시스템(100)의 구동모드를 결정할 수 있고, 이에 대응하는 제어신호를 생성하여 해당 구역을 하이브리드 공조 시스템(100)을 각각 제어할 수 있도록 한다.

특히, 중앙 제어부(240)는 데이터 베이스(260)를 참조하여 각 구역에 설치된 하이브리드 공조 시스템(100)을 식별하고, 실내 공기질이 일정 수준 이상으로 지속적으로 유지될 수 있도록 실시간으로 모니터링부(220) 및 공기질 판단부(230)의 모니터링 결과 및 공기질 판단결과를 확인하고, 수시로 제어신호를 생성 및 전송할 수 있다.

시스템 관리부(250)는 데이터 베이스(260)에 저장된 각 하이브리드 공조 시스템(100)에 관한 설치일자, 사양, 에어필터 종류 및 성능 등의 정보를 참조하여 필터교체시기를 산출하고, 이를 관리자 등에게 알릴 수 있다.

또한, 시스템 관리부(250)는 현재까지 운영중인 하이브리드 공조 시스템(100)들의 가동내역, 시스템 가동에 따른 공기질 개선정도 등을 산출하고 그 정보를 관리자에게 제공할 수 있다.

데이터 베이스(260)는 건물 내 각 구역에 설치된 하이브리드 공조 시스템(100)과 관련된 각종 정보를 저장할 수 있고, 중앙 제어부(240)는 그 정보를 참조하여 각 구역의 공기질에 적합한 구동모드로 구동할 수 있도록 한다.

또한, 데이터 베이스(260)는 중앙 제어 서버(200)를 운영하기 위한 각종 설정정보 등이 저장될 수 있다.한편, 본 발명의 실시예에 따른 중앙 제어 서버(200)는 외부로부터 실외 공기에 관련된 정보를 수집하여 이를 하이브리드 공조 시스템(100)의 제어시 그 정보를 반영하도록 하기 위한 외부정보 수집부(270)를 더 포함할 수 있다.
이러한 외부정보 수집부(270)는 외부 네트워크를 통해 기상청 등에서 운영하는 기관 서버와 연결될 수 있고, 해당 건물이 위치한 지역의 현재 날씨, 미세먼지 농도, 기온 및 습도 등에 대한 정보를 수집하여 중앙 제어부(240)에 전달할 수 있다. 이에, 중앙 제어부(240)는 실외 공기질이 좋지 않다고 판단되는 경우, 실외 공기 유입, 환기 등의 기능을 제한적으로 수행하거나, 내부 실내공기의 순환으로 구동하도록 제어할 수 있다.

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이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템의 내부 및 외관에 대하여 설명한다.

도 4a은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템의 정면방향에서의 외관 구조에 관한 도면이고, 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템의 측면방향에서의 내부 구조에 관한 도면이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 공조 시스템(100)은 공기 청정기능과 공기 순환기능을 통합하여 하나의 시스템으로 구현한 것으로, 실내에 설치 가능하며 별도의 배관을 통해 실외와 연결되어 공기를 유입 또는 배출할 수 있다.

이러한 하이브리드 공조 시스템(100)은 팬, 댐퍼 및 기타 구성부들이 내장되는 몸체(101)와, 몸체(011)의 상부로는 실외 공기를 유입하는 유입부(102)가 배치될 수 있고, 그 하부로는 실내 공기를 외부로 배출하는 배출부(103)가 배치될 수 있다.

또한, 몸체(101)의 정면으로는 조작패널(105)이 배치될 수 있으며, 이러한 조작패널(105)은 사용자 인터페이스를 제공하고, 내부의 콘트롤러와 연결됨에 따라 사용자가 하이브리드 공조 시스템(100)의 구동을 직접 제어할 수 있도록 한다.

도면에서는 몸체(101)는 스탠드 형을 예시하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 벽 상에 고정 부착되는 벽걸이 형으로도 구현될 수 있다.

또한, 몸체(101)의 내부 구조를 참조하면, 내부 중앙으로 팬(110)이 고정 설치되고, 그 배면방향으로 캐미컬 필터(135) 및 급기 댐퍼(120) 가 배치될 수 있다. 급기 댐퍼(120)는 실외와 연결된 유입배관의 공기 경로와 연결되고, 콘트롤러의 제어에 따라, 공기정화 구동시 개방되고 메인 팬(110)이 구동하여 유입배관으로의 실외 공기를 유입시키고, 이어서 상부의 에어필터(130)를 거쳐 유입배관(122) 및 유입부(102)를 통해 실내로 유입시키게 된다.

그리고, 몸체(101)의 하부방향으로는 배출부(103), 보조 팬(115) 및 배출배관의 공기 경로와 연결되는 배기 댐퍼(140)가 배치될 수 있다. 이러한 구조에 따라, 보조 팬(115) 및 배기 댐퍼(140)는 콘트롤러의 제어에 따라 환기 구동시 각각 폐쇄 및 개방되어 실내의 오염된 공기를 외부로 배출시키게 된다.

전술한 공기청정 기능 및 환기 기능을 별도로 또는 동시에 실행될 수 있고, 급기 댐퍼(120) 및 배기 댐퍼(140)는 해당 기능에 적절하게 개폐 제어되게 된다.

특히, 유입배관 및 배출배관은 보조 댐퍼(145)을 통해 서로 연결되어 있고, 실내 공기의 순환 기능의 실행시 그 공기 경로를 형성할 수 있다.

또한, 도시되어 있지는 않지만, 각 배관 사이 적절한 위치에는 하나 이상의 에어필터가 더 배치되어 하이브리드 공조 시스템(100)의 내부를 유동하는 공기를 정화할 수 있다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

100 : 하이브리드 공조 시스템 101 : 본체
102 : 유입부 103 : 배출부
110 : 팬 120 : 급기 댐퍼
121 : 제1 유입배관 122 : 제2 유입배관
123 : 보조배관 130, 131, 135 : 에어필터
140 :배기 댐퍼 141 : 제1 배출배관
142 : 제2 배출배관 150 : 콘트롤러
160 : 센서부 170 : 통신모듈
200 : 중앙 제어 서버 210 : 통신부
220 : 모니터링부 230 : 공기질 판단부
240 : 중앙 제어부 250 : 시스템 관리부
260 : 데이터 베이스 270 : 외부정보 수집부

Claims

건물 내 구획된 각 구역에 설치되는 공조 시스템으로서,
몸체;
상기 몸체의 내부 중앙에 고정 설치되고, 제1 및 제2 유입배관 사이에 설치되어 실외 공기를 실내로 유입시키는 메인 팬;
상기 몸체의 하부에 설치되고, 제1 및 제2 배출배관 사이에 설치되어 실내 공기를 실외로 배출시키는 보조 팬;
상기 제1 및 제2 유입배관 사이에 연결되고, 상기 메인 팬과 대향 배치되어 실외 공기의 유입을 조절하는 급기 댐퍼;
실내외 공기를 필터링하여 정화된 공기를 배출하는 하나 이상의 에어필터;
상기 몸체의 하부에 설치되고, 상기 제1 및 제2 배출배관 사이에 연결되어 실내 공기의 배출을 조절하는 배기 댐퍼;
상기 제2 유입배관 및 제1 배출배관 사이에 연결되어 배출되는 실내 공기의 일부를 다시 실내로 순환시키는 보조 댐퍼;
중앙 제어 서버와 내부 네트워크를 통해 유선 또는 무선으로 연결되어 데이터 통신을 수행하는 통신모듈;
실내 공기의 오염정도를 감지하는 하나 이상의 센서부; 및
상기 급기 댐퍼 및 배기 댐퍼의 개폐를 제어하고, 상기 메인 팬, 보조 팬을 구동하여 실내외 공기의 유입 및 배출을 제어하고, 상기 센서부에 의한 감지결과에 따라 상기 급기 댐퍼, 배기 댐퍼 및 보조 댐퍼 중, 하나 이상의 개폐를 조절하여 실내 공기의 내부순환 및 실외 공기의 내부 유입을 조절하되, 상기 센서부에 의해 실내 유해물질 검출시 상기 보조 팬을 구동 및 상기 배기 댐퍼를 개방하여 실내 공기를 외부로 배출하고, 상기 통신모듈을 통해 상기 센서부에 의한 감지결과를 상기 중앙 제어 서버에 전송하는 콘트롤러를 포함하고,
상기 중앙 제어 서버는,
상기 내부 네트워크를 통해 통신모듈과 데이터 통신을 수행하는 통신부;
상기 센서부에 의한 감지결과에 따라 각 구역별 오염정도를 수집하는 모니터링부;
수집된 오염정도에 기초하여 각 구역에 대한 공기질을 수치화하는 공기질 판단부;
외부기관 서버와 연결되어 해당 건물의 위치한 지역의 미세먼지 농도를 포함하는 외부정보를 수집하는 외부정보 수집부;
건물 내 각 구역에 설치된 하이브리드 공조 시스템에 관한 설치일자, 사양, 에어필터 종류 및 성능에 대한 정보가 저장된 데이터 베이스; 및
산출된 공기질에 따라, 상기 데이터 베이스를 참조하여 각 구역에 설치된 하이브리드 공조 시스템을 식별하고, 각 구역에 대한 공기 정화 및 순환을 위한 제어신호를 생성하여 상기 통신모듈에 전송하고, 상기 외부정보에 따라 각 구역의 공기 정화 및 순환시기를 조정하는 중앙 제어부를 포함하고,
상기 중앙 제어부는, 해당 지역의 실외 공기질이 좋지 않다고 판단된 경우, 실외 공기 유입, 환기 등의 기능을 제한적으로 수행하도록 상기 제어신호를 생성하고, 상기 콘트롤러는 상기 제어신호에 대응하여 상기 메인 팬 및 보조 팬의 구동을 제어하고,
상기 제1 및 제2 유입배관과 제1 및 제2 배출배관은, 내부표면에 코팅 조성물로 이루어지는 표면 보호층이 도포 처리되고,
상기 코팅 조성물은,
76.42-76.58 중량%로 함유되는 아미노실란 화합물, 3.21-3.38 중량%로 함유되는 용제 및 19.76-19.93 중량%로 함유되는 첨가제를 포함하는 하이브리드 공조 시스템.
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제 1 항에 있어서,
상기 에어필터는,
상기 제1 및 제2 유입배관 사이 및, 상기 제1 및 제2 배출배관 사이 중, 하나 이상에 설치되고,
프리필터, 케미컬 필터 및 HEPA/ULPA 필터 중, 하나 이상을 포함하는 하이브리드 공조 시스템.
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제 1 항에 있어서,
상기 중앙 제어 서버는,
일정기간 동안 수집된 각 구역의 오염정도 및 공기 정화 구동에 기초하여 상기 에어필터의 예상수명에 따른 필터교체시기를 산출하는 시스템 관리부
를 포함하는 하이브리드 공조 시스템.
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제 1 항에 있어서,
상기 통신모듈은,
RS485, RS232 및 CAN 프로토콜 중, 어느 하나에 의한 내부 네트워크에 접속하여 상기 중앙 제어 서버와 연결되는 하이브리드 공조 시스템.