KR102130497B1 - 실내 오염을 예측하는 실내 공기질 제어 시스템 및 제어방법 - Google Patents

실내 오염을 예측하는 실내 공기질 제어 시스템 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면은 건물 내부의 실내 오염 정도를 예측해서 실내 공기질을 제어하는 제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면은 건물의 내부에 설치되어 실내 공기질을 측정하여 실내 공기질 정보를 송신하는 실내 공기질 측정수단; 상기 건물의 내부에 설치되어 실내 공기의 정화를 수행하는 실내 공기 정화수단; 및
상기 실내 공기 정화수단의 오염물질 항목별 실내 공기정화 능력치를 산출하고, 상기 실내 공기질 측정수단으로부터 상기 실내 공기질 정보를 수신하며, 상기 실내 공기질 정보에 상기 산출된 실내 공기정화 능력치를 적용하여 항목별 실내 오염예상등급을 산출하고, 상기 실내 오염예상등급이 기준치 이상인 항목을 고려하여 상기 건물의 환기구를 제어하는 제어부;를 포함하는 실내 공기질 제어 시스템을 제공할 수 있다.

Description

실내 오염을 예측하는 실내 공기질 제어 시스템 및 제어방법{Air Quality Control System and Method}
본 발명의 일 측면은 건물 내부의 실내 오염 정도를 예측해서 실내 공기질을 제어하는 제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 실내 공기질 정보와 실내의 공기 정화장치의 능력치를 고려하여 실내 공기질을 제어하는 제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로 공기질을 측정하기 위해서 대기환경기준에서 말하는 항목들은 사람의 건강 보호와 쾌적한 환경 조성을 위하여 설정되어 있는 항목들을 의미하며, 이러한 기준은 환경정책기본법에 규정되어 있다.
공기질 측정장치는 상기 항목들에 영향을 주는 공기에 포함된 오염물질들을 측정하는 것인데 이러한 오염물질은 대표적으로 미세먼지(초미세먼지), 온도, 습도, 이산화탄소(CO2), 아황산가스(SO2), 일산화탄소(CO), 이산화질소(NO2), 오존(O3), 납(Pb)과 벤젠 등을 포함한다.
공기질 측정장치는 이러한 오염물질을 측정하는 센서들을 포함하여 구성된다. 즉, 각각의 오염물질을 측정하는 복수의 센서들이 조립된 하나의 센서모듈이 장착되는 형태로 구성된다.
한편, 대부분의 도시민은 건축물 내에서 하루의 대부분을 보내기 때문에, 실내 공기질은 도시민의 건강에 직접적인 영향을 줄 수 있다. 즉, 한정된 공간 속에서 인공적인 설비를 통하여 계속적으로 순환되는 오염된 공기에 노출되거나, 환기설비가 없는 밀폐된 공간에서 오랫동안 생활함으로써 각종 인체 유해 오염물질들을 흡입하게 됨으로써 각종 호흡기 관련 질환에 시달리고 있는 현대인이 증가하고 있다.
최근 실내 환경문제가 국민건강의 주요 이슈로 부각되면서 주요 오염물질에 대한 실시간 관리의 필요성이 대두되고 있다. 특히, 최근 경제적 수준과 과학의 발달에 따라 복잡하고 다양한 생활용품, 건축 내장재 등으로부터 다양한 오염물질이 방출되는 등 실내공간에서 생활하는 거주자들로부터 빌딩 증후군 증상을 호소하는 사례가 증가하고 있다.
실내공기질 관리법에 포함되는 법적 대상 시설인 주요 다중이용시설을 대상으로 2006년부터 국립환경과학원과 한국환경 공단에서 실내공기질 자동측정망(TMS)을 운영하여 측정결과를 실시간으로 제공하고 있다. 그러나 대형건물에서 오염도를 측정할 수 있는 지점 한정되어 있으며, 실내공기질을 예측할 수 있는 프로그램 등이 마련되어 있지 않고 있는 실정이다.
이에 본 발명에 따른 일 측면은, 전술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 유형의 오염원에 따라 오염물질을 측정하는 실내 공기질 측정장치로부터 발생되는 실내 공기질 정보를 기초로하여 오염물질의 정도를 예측하여 정보를 제공하고, 건물에 설치된 공기정화장치의 오염물질 항목별 공기정화 능력치를 현재 실내공기질의 오염 상태에 적용할 경우에 예상되는 오염물질 항목별 공기정화 예측정보를 이용하여 능동적으로 건물의 실내공기질을 제어할 수 있는 실내공기질의 예측을 통한 공기질 제어 시스템 및 그 제어방법을 제공한다
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
위에 제기된 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은 건물의 내부에 설치되어 실내 공기질을 측정하여 실내 공기질 정보를 송신하는 실내 공기질 측정수단; 상기 건물의 내부에 설치되어 실내 공기의 정화를 수행하는 실내 공기 정화수단; 및
상기 실내 공기 정화수단의 오염물질 항목별 실내 공기정화 능력치를 산출하고, 상기 실내 공기질 측정수단으로부터 상기 실내 공기질 정보를 수신하며, 상기 실내 공기질 정보에 상기 산출된 실내 공기정화 능력치를 적용하여 항목별 실내 오염예상등급을 산출하고, 상기 실내 오염예상등급이 기준치 이상인 항목을 고려하여 상기 건물의 환기구를 제어하는 제어부;를 포함하는 실내 공기질 제어 시스템을 제공할 수 있다.
상기 제어부는 상기 실내 오염예상등급이 기준치 이상인 항목에 대하여 상기 실내 오염예상등급과 외부 오염등급을 비교하여 상기 건물의 환기구를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
대기 오염정보를 전송하는 대기 환경 정보서버; 상기 건물의 주변에 설치되어 상기 건물의 주변 공기질을 측정하여 주변 공기질 정보를 송신하는 주변 공기질 측정수단;을 추가로 포함하되,
상기 외부 오염등급은 상기 대기 환경 정보서버로부터 상기 대기 오염정보를 전송받고, 상기 주변 공기질 측정수단으로부터 상기 주변 공기질 정보를 수신하며, 상기 대기 오염정보를 상기 주변 공기질과 비교하여 산출되는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 실내 오염예상등급이 상기 외부 오염등급 보다 높으면 상기 환기구를 개방 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 실내 오염예상등급이 설정값 이상이거나, 상기 실내 공기질 정보가 상기 실내 공기 정화수단에 설정된 항목에 없다고 판단한 경우, 즉시 상기 건물의 환기구를 개방 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 대기 오염정보를 전송하는 대기 환경 정보서버; 상기 건물의 내부에 설치되어 실내 공기질을 측정하여 실내 공기질 정보를 송신하는 실내 공기질 측정수단;
상기 건물의 주변에 설치되어 상기 건물의 주변 공기질을 측정하여 주변 공기질 정보를 송신하는 주변 공기질 측정수단; 상기 건물의 내부에 설치되어 실내 공기의 정화를 수행하는 실내 공기 정화수단;
상기 대기 환경 정보서버로부터 상기 대기 오염정보를 수신하고, 상기 실내 대기질 측정수단과 상기 주변 공기질 측정수단으로부터 상기 실내 공기질 정보와 상기 주변 공기질 정보를 수신하며,
상기 실내 공기 정화수단의 오염물질 항목별 실내 공기정화 능력치를 산출하며, 상기 실내 공기질 정보에 상기 산출된 실내 공기정화 능력치를 적용하여 오염물질 항목별 실내 오염예상등급을 산출하고,
상기 대기 오염정보를 전송받아 상기 주변 공기질과 비교하여 항목별 외부 오염등급을 산출하며, 상기 오염예상등급을 받은 오염물질 중에서 기준치 이상의 내부 오염예상등급을 받은 오염물질을 그 대응하는 상기 항목별 외부 오염등급과 비교하여 상기 오염물질의 실내 오염등급이 상기 항목별 외부 오염등급 보다 나쁘면 상기 건물의 환기구를 개방 제어하는 제어부;를 포함하는 실내 공기질 제어 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은, 실내 공기질 정보를 확보하는 실내정보 확보단계; 실내 공기 정화수단의 오염물질 항목별 실내 공기정화 능력치를 산출하는 능력치 산출단계;
상기 실내 공기질 정보와 상기 항목별 실내 공기정화 능력치를 비교하여 항목별 실내 오염예상등급을 산출하는 실내 오염예상등급 산출단계; 및
상기 실내 오염예상등급을 외부 오염등급과 비교하고, 그 결과값에 기하여 건물 공기조화수단을 제어하는 제어단계;를 포함하는 실내 공기질 제어방법을 제공할 수 있다.
상기 제어단계는 상기 실내 오염예상등급을 받은 오염물질 중에서 기준값 이상의 상기 실내 오염예상등급을 받은 오염물질에 대하여 상기 외부 오염등급과 비교하는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 따라서는, 대기 오염정보를 확보하는 대기정보 확보단계; 주변 공기질 정보를 확보하는 주변정보 확보단계; 및 상기 대기 오염정보와 상기 주변 공기질 정보를 비교 분석하여 상기 외부 오염등급을 산출하는 외부 오염등급 산출단계;를 추가로 포함하는 실내 공기질 제어방법을 제공할 수 있다.
상기 실내정보 확보단계에서, 상기 실내 공기질 정보가 설정값 이상이거나, 상기 실내 공기질 정보가 상기 실내 공기 정화수단에 설정된 항목에 없는 경우는 상기 능력치 산출단계, 상기 실내 오염예상등급 산출단계 및 상기 제어단계를 생략하고 즉시 건물 환기구를 개방 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 실시간 예측 프로그램 기술 개발, 위해성을 고려한 예측 프로그램 개발, 환기를 제어하기 위한 실내공기질 예측기술 개발 등을 수행함으로써, 실내공기질의 실시간 자료를 이용한 실내공기질 제어기법, 실내외에서 유입 또는 발생한 오염물질을 효과적으로 제거하는 기술의 평가 및 적용기법, 자연환기 및 기계환기 시스템 계획 및 적용기법 등 실내 공기질에 대한 다각적 측면에서 활용될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 건물의 현재 오염예상등급을 통해 미래의 오염도 특성 변화를 반영한 예측정보를 제공함으로써 공기정화 능력치를 고려한 환기시설의 제어 등을 통해 항상 쾌적한 실내 공기질을 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 유비쿼터스 기술, 실내공기질 제어 및 관리 기술이 실시간 실내공기질을 모니터링 할 수 있는 건물의 통합관리 시스템과 상호 보완적으로 운영되어 오염원 부하 예측 및 유해인자 초고속 검출, 실내공기질 제어 및 관리에 더욱 효과가 크게 발휘될 수 있다.
이외에도, 본 발명의 효과는 실시예에 따라서 우수한 범용성을 가지는 등 다양한 효과를 가지며, 그러한 효과에 대해서는 후술하는 실시예의 설명 부분에서 명확하게 확인될 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 일 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 공기질 제어 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 공기질 제어방법을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실내 공기질 제어방법을 나타낸다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 공기질 제어 시스템을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실내 공기질 제어 시스템(100)은 건물의 내부에 설치되어 실내 공기질을 측정하여 실내 공기질 정보를 송신하는 실내 공기질 측정수단(110);
상기 건물의 내부에 설치되어 실내 공기의 정화를 수행하는 실내 공기 정화수단(120); 및
상기 실내 공기 정화수단(120)의 오염물질 항목별 실내 공기정화 능력치를 산출하고, 상기 실내 공기질 측정수단(110)으로부터 상기 실내 공기질 정보를 수신하며, 상기 실내 공기질 정보에 상기 산출된 실내 공기정화 능력치를 적용하여 항목별 실내 오염예상등급을 산출하고, 상기 실내 오염예상등급이 기준치 이상인 항목을 고려하여 상기 건물의 환기구(140)를 제어하는 제어부(130);를 포함하여 구성될 수 있다.
실내 공기질 측정수단(110)는 실시예에 따라서 실내 공기질 측정장치를 포함할 수 있다. 즉, 건물 내부에 설치되어 실내의 공기질을 측정하는 장치, 소자 등을 의미할 수 있다.
일반적으로 공기질을 측정하기 위해서 대기환경기준에서 말하는 항목들은 사람의 건강 보호와 쾌적한 환경 조성을 위하여 설정되어 있는 항목들을 의미하며, 이러한 기준은 환경정책기본법에 규정되어 있는데,
실내 공기질 측정장치는 상기 항목들에 영향을 주는 공기에 포함된 오염물질들을 측정하는 것이다. 이러한 오염물질은 미세먼지(초미세먼지), 온도, 습도, 이산화탄소(CO2), 아황산가스(SO2), 일산화탄소(CO), 이산화질소(NO2), 오존(O3) 등과 납(Pb), 벤젠, 포름알데히드, 라돈 등 휘발성 유기화합물(voc)을 포함하지만 이들에 한정되지 않는다.
실내 공기질 측정장치는 이러한 오염물질을 측정하는 센서들을 포함하여 구성될 수 있다. 실내 공기질 측정장치는 실시예에 따라서 함체 내부에 각각의 오염물질을 측정하는 복수의 센서들이 조립, 장착되는 형태로 구성될 수 있다.
실내 공기질 측정장치는 실시예에 따라서 IoT에 기반할 수 있다. IoT 기반 실내 공기질 측정장치(일종의 시스템)은 공기질 USN 노드를 포함할 수 있으며, 공기질 USN 노드는 실내에 설치되어 USN(ubiquitous sensor network)을 형성하도록 구성될 수 있다.
공기질 USN 노드는 실내 곳곳의 실내 공기질을 측정하도록 구성될 수 있다. 여기서, 공기질 USN 노드는 예컨대 라돈(Radon), 이산화탄소, 일산화탄소, 미세 먼지 및 오존 등을 측정하도록 구성될 수 있다.
공기질 USN 노드는 지그비(zigbee) 또는 블루투스(Bluetooth), 와이파이(wifi) 등의 근거리 무선 통신 방식으로 위 측정된 실내 공기질을 실시간으로 무선 송신하도록 구성될 수 있다. 이때, 공기질 USN 노드는 실내 공기질과 함께 공기질 USN 노드가 설치된 정확한 위치 또는 ID(identification)의 정보를 함께 송신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 위치는 건물은 물론 건물의 층수, 호수 등까지도 세세하게 설정될 수 있다.
실내 공기 정화수단(120)은 본 실시예에서 건물 내부에 설치되어 실내의 공기를 정화하는 장치를 의미할 수 있다. 실시예에 따라서는 실내 공기 정화수단(120)은 공기 청정 기능과 공기 살균 기능과 화학물질의 분해 기능과 악취 분해 기능을 포함하는 장치를 의미할 수 있다.
즉, 실내 공기 정화수단(120)은 예컨대 오염된 공기를 정화하여 신선한 공기로 바꾸는 장치일 수 있다. 공기를 필터에 통과시켜 먼지와 세균을 없애고 나쁜 냄새를 제거할 수 있다. 오염된 공기를 팬으로 흡입하고 필터에 의해 0.01μm 정도까지의 미세한 먼지나 세균류를 집진(集塵)하여 체취나 담배냄새를 탈취할 수 있다. 필터에는 몰트프렌이나 유리섬유를 사용해서 집진하는 기계식 필터 등이 있을 수 있다.
제어부(130)는 상기 실내 공기 정화수단(120)의 오염물질 항목별 실내 공기정화 능력치를 산출하고, 상기 실내 공기질 측정수단(110)으로부터 상기 실내 공기질 정보를 수신하며, 상기 실내 공기질 정보에 상기 산출된 실내 공기정화 능력치를 적용하여 오염물질 항목별 실내 오염예상등급을 산출하고, 상기 실내 오염예상등급이 기준치 이상인 항목을 고려하여 상기 건물의 환기구(140)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 실내 오염물질을 모니터링할 뿐만 아니라 실내 공기 정화수단(120)도 함께 모니터링할 수 있다. 환기구(140)는 건물의 창문 또는 환기 시스템을 의미할 수 있다.
실내 공기 정화수단(120)은 건물 내부에 복수 개가 배치될 수 있으며, 복수의 실내 공기 정화수단(120)은 각각 기 설정된 오염물질 항목 리스트 상에 포함된 오염물질을 정화할 수 있다. 예컨대 실내 공기 정화수단(120)은 해당 리스트 상에 항목으로 표시된 오염물질이 미세먼지, 일산화탄소(CO), 악취물질인 경우, 해당 항목(미세먼지, 일산화탄소, 악취물질) 각각에 대하여 정화 기능을 수행할 수 있으며 해당 항목 각각에 대하여 정화기능을 수행하기 위해서 실내 공기 정화수단(120)은 해당 항목에 대응하는 기능부를 구비할 수 있다. 위 예에서 기능부는 각각 미세먼지를 제거하는 헤파 필터, 일산화탄소를 제거하는 홉칼라이트 필터, 악취성분을 제거하는 냄새분해제가 함유된 필터 등을 포함할 수 있다. 여기서 기능부는 필터를 예로 들었으나 필터에 한정되는 것은 아니다.
실내 공기 정화수단(120)에 구비된 각각의 기능부는 교체 가능한 소모품 부분으로서 자신이 처리해야 하는 오염물질 항목을 정화하면서 시간이 지나면서 점차 그 기능이 떨어지게 되며, 일정 수준 이상으로 기능이 떨어지면 교체되어야 한다. 그리고 교체된 새 기능부는 다시 자기 자리에서 자신이 처리해야 하는 오염물질을 정화하게 된다.
즉, 각각의 기능부는 시간이 지나면서 능력치가 저하되고 새로 교체된 기능부가 다시 정화기능을 수행하는 것이다. 위 예에서 홉칼라이트 필터, 헤파 필터, 냄새분해제가 함유된 필터는 시간이 지나면서 정화 능력치가 점차 저하되어 결국에는 새 제품으로 교체되어야 하는 것이다.
제어부(130)는, 실내 공기 정화수단(120)이 가지는, 오염물질 항목에 대응하는 기능부들의 기능 수행력이 어느 정도인지를 확인하여 오염물질 항목별로 실내 공기정화 능력치를 산출하는 것이다.
제어부(130)는 실내 공기질 측정수단(110)으로부터 실내 공기질 정보를 수신한다. 여기서 실내 공기질 정보는 건물 내부의 오염물질에 대한 정보일 수 있다. 실내 공기질 정보는 위 예에서 미세먼지, 일산화탄소, 악취의 농도를 나타내는 정보일 수 있다.
제어부(130)는 실내 공기질 정보에다가 실내 공기정화 능력치를 적용하여 오염물질 항목별 실내 오염예상등급을 산출할 수 있다. 예컨대 제어부(130)는 현재 실내에 분포된 미세먼지의 농도와 미세먼지를 제거하는 헤파 필터의 현재의 오염정도를 비교분석하여 현재 미세먼지의 농도보다 현재의 헤파 필터의 오염정도가 더욱 심한 경우, 실내 공기정화수단의 해당 기능부(여기서는 헤파 필터)를 최대한으로 가동하더라도 설정된 시간 구간 동안 헤파필터가 실내의 미세먼지를 충분하게 걸러내지 못할 것이라는 예측을 수행할 수 있으며, 이를 기초로 미세먼지 항목에 대한 실내 오염예상등급을 산출할 수 있다.
또 전술한 예에서 제어부(130)는 현재 실내의 공기에 함유된 일산화탄소의 농도와 실내 공기 정화수단(120)에 구비된 홉칼라이트 필터의 용량, 오염정도 등을 비교분석하여 현재 일산화탄소의 농도보다 현재의 홉칼라이트 필터의 용량이 부족하거나 오염정도가 심한 경우, 홉칼라이트 필터를 최대한 가동하더라도 설정된 시간 구간 내에 실내에 분포된 일산화탄소를 충분하게 제거하지 못할 것이라는 예측을 수행할 수 있으며, 이 예측을 기초로 일산화탄소에 대한 실내 오염예상등급을 산출할 수 있다.
또 전술한 예에서 반대로 제어부(130)는 현재 실내의 공기에 함유된 악취물질의 농도와 실내 공기 정화수단(120)에 구비된 악취분해제의 양을 비교분석하여, 현재 악취분해제의 양이 현재 실내에 분포된 악취물질의 농도보다 많은 경우 설정된 시간 구간 내에 악취를 충분히 제거할 수 있다는 예측을 수행할 수도 있으며, 이 예측을 기초로 악취물질에 대한 실내 오염예상등급을 산출할 수 있다. 이 경우 악취물질 항목에 대한 실내 오염예상등급은 전술한 예에서 미세먼지나 일산화탄소 항목에 대한 실내 오염예상등급보다 낮을 수 있다.
제어부(130)는 위 예에서 미세먼지, 일산화탄소, 악취물질 중에서 실내 오염예상등급이 기준치 이상인 항목이 있는 경우 해당 항목을 고려하여 건물의 환기구(140) 시스템을 제어할 수 있다. 즉, 여러 항목 중에서 실내 오염예상등급이 기준치 이상인 항목이 하나 이상 확인된 경우에는 건물의 환기구(140)를 개방하는 제어를 수행할 수 있다. 여기서 표시된 기준치는 기 설정되는 것을 의미할 수 있다.
실시예에 따라서 제어부(130)는 실내 오염예상등급이 기준치 이상인 항목에 대하여 실내 오염예상등급과 외부 오염등급을 비교하여 건물의 환기구(140)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 실내 오염예상등급이 외부 오염등급 보다 높으면 환기구(140)를 개방 제어할 수 있다.
여기서 표시된 실내 오염예상등급이 기준치 이상인 항목은 상기 설정된 시간 구간 내(예컨대 6시간 이내)에 실내 정화수단(120)에 의하여 해당 항목인 오염물질이 충분히 제거될 수 없게 되는 항목을 의미할 수 있다. 실시예에 따라서 이 기준치 이상인 항목들이 복수개 예측된 경우, 제어부는 해당 항목들을 모두 외부 오염등급과의 비교대상으로 삼거나 또는 가장 실내 오염예상등급이 높은 항목에 대하여 외부 오염등급과의 비교대상으로 삼을 수 있다.
이 경우 실시예에 따라서는 '오염물질 항목별'로 실내 오염예상등급과 외부 오염등급을 비교할 수도 있다. 즉, 전술한 예에서 미세먼지 항목에 대한 실내 오염예상등급이 기준치 이상이거나, 다른 항목들과 비교하여 미세먼지 항목이 가장 실내 오염예상등급이 높은 경우에 제어부(130)는 미세먼지 항목에 대한 실내 오염예상등급과 건물 외부의 대기 중에 분포된 미세먼지 항목에 대한 외부 오염등급을 비교하고, 미세먼지 항목에 대하여 실내 오염예상등급이 외부 오염등급 보다 더 높은 경우에는 건물 환기구(140)를 제어할 수 있는 것이다.
본 실시예에 의한 실내 공기질 제어 시스템(100)은 대기 오염정보를 전송하는 대기 환경 정보서버; 상기 건물의 주변에 설치되어 상기 건물의 주변 공기질을 측정하여 주변 공기질 정보를 송신하는 주변 공기질 측정수단;을 추가로 포함하여 구성될 수 있다.
상기 외부 오염등급은 상기 대기 환경 정보서버로부터 상기 대기 오염정보를 전송받고, 상기 주변 공기질 측정수단으로부터 상기 주변 공기질 정보를 수신하며, 상기 대기 오염정보를 상기 주변 공기질과 비교하여 산출될 수 있다.
예컨대 대기 오염정보는 수도권 지역에 발생한 황사 정보일 수 있으며, 주변 공기질 정보는 해당 건물의 주변에서 위치한 굴뚝 등에서 분출하는 매연 또는 해당 건물 앞 도로에서 차량의 정체에서 발생하는 자동차 매연을 의미할 수 있다. 즉, 해당 건물의 주변에서 발생할 수 있는 오염정보를 의미할 수 있다.
제어부(130)는 대기 환경 정보서버 및 주변 공기질 측정수단으로부터 각각 대기 오염정보와 주변 공기질 정보를 수집할 수 있으며, 대기 오염정보와 주변 공기질 정보를 비교분석해서 외부 오염등급을 산출할 수 있다.
예컨대 주변 공기질이 좋더라도 대기 오염정보인 황사의 농도가 기준치 이상인 경우, 대기 오염정보를 기초로 외부 오염등급을 산출할 수 있으며, 반대로 대기 오염정보인 황사의 농도가 낮고, 주변 공기질이 기준치 이상으로 안좋은 경우 주변 공기질을 기준으로 외부 오염등급을 산출할 수 있다.
제어부(130)는 이렇게 산출된 외부 오염등급을 실내 오염예상등급과 비교하여 실내 오염예상등급이 더욱 높은 경우에는 건물의 환기구(140)를 개방 제어할 수 있다.
실시예에 따라서 제어부(130)는, 실내 오염예상등급이 설정값 이상이거나, 실내 공기질 정보가 실내 공기 정화수단(120)에 설정된 항목에 없다고 판단한 경우, 즉시 상기 건물의 환기구(140)를 개방 제어할 수 있다. 실내 오염예상등급이 특별하게 높은 경우 또는 실내 공기 정화수단(120)에 실내 공기질 정보에 대응하는 기능부가 없는 경우에는 위급상황으로 판단하고 외부 오염등급을 수집하는 과정과 실내 오염예상등급과 외부 오염등급을 비교하는 과정을 생략하고 신속히 건물 환기구(140)를 개방 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 대기 오염정보를 전송하는 대기 환경 정보서버; 상기 건물의 내부에 설치되어 실내 공기질을 측정하여 실내 공기질 정보를 송신하는 실내 공기질 측정수단(110);
상기 건물의 주변에 설치되어 상기 건물의 주변 공기질을 측정하여 주변 공기질 정보를 송신하는 주변 공기질 측정수단; 상기 건물의 내부에 설치되어 실내 공기의 정화를 수행하는 실내 공기 정화수단(120);
상기 대기 환경 정보서버로부터 상기 대기 오염정보를 수신하고, 상기 실내 대기질 측정수단과 상기 주변 공기질 측정수단으로부터 상기 실내 공기질 정보와 상기 주변 공기질 정보를 수신하며, 상기 실내 공기 정화수단(120)의 오염물질 항목별 실내 공기정화 능력치를 산출하며, 상기 실내 공기질 정보에 상기 산출된 실내 공기정화 능력치를 적용하여 오염물질 항목별 실내 오염예상등급을 산출하고, 상기 대기 오염정보를 전송받아 상기 주변 공기질과 비교하여 항목별 외부 오염등급을 산출하며, 상기 오염예상등급을 받은 오염물질 중에서 기준치 이상의 내부 오염예상등급을 받은 오염물질을 그 대응하는 상기 항목별 외부 오염등급과 비교하여 상기 오염물질의 실내 오염등급이 상기 항목별 외부 오염등급 보다 나쁘면 상기 건물의 환기구(140)를 개방 제어하는 제어부(130);를 포함하는 실내 공기질 제어 시스템(100)을 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 공기질 제어방법을 나타낸다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 실내 공기질 정보를 확보하는 실내정보 확보단계(S200); 실내 공기 정화수단(120)의 오염물질 항목별 실내 공기정화 능력치를 산출하는 능력치 산출단계(S210);
상기 실내 공기질 정보와 상기 항목별 실내 공기정화 능력치를 비교하여 항목별 실내 오염예상등급을 산출하는 실내 오염예상등급 산출단계(S220); 및 상기 실내 오염예상등급을 외부 오염등급과 비교하고, 그 결과값에 기하여 건물 공기조화수단을 제어하는 제어단계(S230);를 포함하는 실내 공기질 제어방법을 제공할 수 있다. 본 실시예에 따른 실내 공기질 제어방법은 전술한 실시예에서의 실내 공기질 제어 시스템(100)의 제어방법과 실질적으로 동일한 것일 수 있다.
실시예에 따르면 상기 제어단계(S230)에서는 상기 실내 오염예상등급을 받은 오염물질 중에서 기준값 이상의 상기 실내 오염예상등급을 받은 오염물질에 대하여 상기 외부 오염등급과 비교할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실내 공기질 제어방법을 나타낸다.
또한 본 실시예에 따른 실내 공기질 제어방법은 전술한 제어방법에서 상기 실내 오염예상등급 산출단계(S220) 및 상기 제어단계(S230) 사이에 다음의 단계가 추가되어 구성될 수 있다.
즉, 대기 오염정보를 확보하는 대기정보 확보단계(S221); 주변 공기질 정보를 확보하는 주변정보 확보단계(S222); 및 상기 대기 오염정보와 상기 주변 공기질 정보를 비교 분석하여 상기 외부 오염등급을 산출하는 외부 오염등급 산출단계(S223);를 추가로 포함하여 구성될 수 있다.
실시예에 따라서는 실내정보 확보단계(S200)에서, 상기 실내 공기질 정보가 설정값 이상이거나, 상기 실내 공기질 정보가 상기 실내 공기 정화수단(120)에 설정된 항목에 없는 경우는 상기 능력치 산출단계(S210), 상기 실내 오염예상등급 산출단계(S220) 및 상기 제어단계(S230)를 생략하고 즉시 건물 환기구(140)를 개방 제어할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 실내 공기질 제어 시스템
110: 실내 공기질 측정수단
120: 실내 공기 정화수단
130: 제어부
140: 환기구
S200: 실내정보 확보단계
S210: 능력치 산출단계
S220: 실내 오염예상등급 산출단계
S230: 제어단계
S221: 대기정보 확보단계
S222: 주변정보 확보단계
S223: 외부 오염등급 산출단계

Claims (10)

  1. 건물의 내부에 설치되어 실내 공기질을 측정하여 실내 공기질 정보를 송신하는 실내 공기질 측정수단;
    상기 건물의 내부에 설치되어 실내 공기의 정화를 수행하는 실내 공기 정화수단; 및
    상기 실내 공기 정화수단의 오염물질 항목별 실내 공기정화 능력치를 산출하고, 상기 실내 공기질 측정수단으로부터 상기 실내 공기질 정보를 수신하며, 상기 실내 공기질 정보에 상기 산출된 실내 공기정화 능력치를 적용하여 항목별 실내 오염예상등급을 산출하고, 상기 실내 오염예상등급이 기준치 이상인 항목을 고려하여 상기 건물의 환기구를 제어하는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 실내 오염예상등급이 기준치 이상인 항목에 대하여 상기 실내 오염예상등급과 외부 오염등급을 비교하여 상기 건물의 환기구를 제어하며,
    대기 오염정보를 전송하는 대기 환경 정보서버;
    상기 건물의 주변에 설치되어 상기 건물의 주변 공기질을 측정하여 주변 공기질 정보를 송신하는 주변 공기질 측정수단;을 추가로 포함하되,
    상기 외부 오염등급은 상기 대기 환경 정보서버로부터 상기 대기 오염정보를 전송받고, 상기 주변 공기질 측정수단으로부터 상기 주변 공기질 정보를 수신하며, 상기 대기 오염정보를 상기 주변 공기질과 비교하여 산출되고,
    상기 제어부는 상기 실내 오염예상등급이 상기 외부 오염등급 보다 높으면 상기 환기구를 개방 제어하며,
    상기 제어부는, 상기 실내 오염예상등급이 설정값 이상이거나, 상기 실내 공기질 정보가 상기 실내 공기 정화수단에 설정된 항목에 없다고 판단한 경우, 즉시 상기 건물의 환기구를 개방 제어하고,
    상기 실내공기질 측정수단은 실내에 설치되어 근거리 무선 통신 방식으로 측정된 실내 공기질을 실시간으로 무선 송신하도록 구성되는 USN(ubiquitous sensor network)을 형성하는 공기질 USN 노드를 포함하여 구성되되,
    상기 공기질 USN 노드는 자신이 설치된 위치 또는 ID 정보를 함께 송신하도록 구성되고, 여기서 상기 위치는 상기 건물의 위치는 물론 상기 건물의 층수, 호수까지도 설정할 수 있는 것이고,
    상기 제어부는 실내 오염물질을 모니터링할 뿐만 아니라 상기 실내 공기 정화수단도 함께 모니터링하되,
    상기 실내 공기 정화수단은 상기 건물 내부에 복수 개가 배치될 수 있으며, 복수의 실내 공기 정화수단은 각각 기 설정된 오염물질 항목 리스트 상에 포함된 오염물질을 정화할 수 있고, 상기 항목 리스트 상에 항목으로 표시된 오염물질이 미세먼지, 일산화탄소, 악취물질인 경우, 상기 미세먼지, 일산화탄소, 악취물질 항목 각각에 대하여 정화 기능을 수행하며,
    상기 실내 공기 정화수단은 상기 미세먼지, 일산화탄소, 악취물질 항목 각각에 대하여 정화기능을 수행하기 위해서 상기 미세먼지, 일산화탄소, 악취물질 항목 각각에 대응하는 기능부를 구비하되,
    상기 기능부는 각각 상기 미세먼지를 제거하는 헤파 필터, 상기 일산화탄소를 제거하는 홉칼라이트 필터, 상기 악취물질을 제거하는 냄새분해제가 함유된 필터를 포함할 수 있으며,
    상기 실내 공기 정화수단에 구비된 상기 각각의 기능부는 교체 가능한 소모품 부분으로서 상기 각각의 기능부가 처리해야 하는 오염물질 항목을 정화하면서 시간이 지나 점차 그 기능이 떨어지게 되며, 일정 수준 이상으로 기능이 떨어지면 교체되어야 하는 것이고, 상기 각각의 기능부는 시간이 지나면서 상기 능력치가 저하되고 새로 교체된 기능부가 다시 정화기능을 수행하는 것이며,
    상기 제어부는, 상기 실내 공기 정화수단이 가지는, 오염물질 항목에 대응하는 상기 각각의 기능부의 기능 수행력이 어느 정도인지를 확인하여 오염물질 항목별로 상기 실내 공기정화 능력치를 산출하는 것이되,
    상기 제어부는 상기 실내 공기질 측정수단으로부터 상기 실내 공기질 정보를 수신하되, 상기 실내 공기질 정보는 상기 건물 내부의 오염물질에 대한 정보로서 미세먼지의 농도, 일산화탄소의 농도, 악취물질의 농도를 나타내는 정보이며,
    상기 제어부는 상기 실내 공기질 정보에다가 상기 실내 공기정화 능력치를 적용하여 오염물질 항목별 실내 오염예상등급을 산출할 수 있되, 상기 제어부는 실내에 분포된 상기 미세먼지의 농도와 상기 미세먼지를 제거하는 상기 헤파 필터의 오염정도를 비교분석하여 상기 미세먼지의 농도보다 상기 헤파 필터의 오염정도가 더욱 심한 경우, 상기 실내 공기정화수단의 상기 헤파 필터를 최대한으로 가동하더라도 설정된 시간 구간 동안 상기 헤파필터가 실내의 미세먼지를 충분하게 걸러내지 못할 것이라는 예측을 수행할 수 있으며, 이를 기초로 상기 미세먼지 항목에 대한 상기 실내 오염예상등급을 산출는 것이고,
    상기 제어부는 실내의 공기에 함유된 상기 일산화탄소의 농도와 상기 실내 공기 정화수단에 구비된 상기 홉칼라이트 필터의 용량을 비교분석하여 상기 일산화탄소의 농도보다 상기 홉칼라이트 필터의 용량이 부족한 경우, 상기 홉칼라이트 필터를 최대한 가동하더라도 설정된 시간 구간 내에 실내에 분포된 상기 일산화탄소를 충분하게 제거하지 못할 것이라는 예측을 수행할 수 있으며, 이 예측을 기초로 상기 일산화탄소 항목에 대한 상기 실내 오염예상등급을 산출할 수 있으며,
    상기 제어부는 실내의 공기에 함유된 상기 악취물질의 농도와 상기 실내 공기 정화수단에 구비된 상기 냄새분해제의 양을 비교분석하여, 상기 냄새분해제의 양이 실내에 분포된 상기 악취물질의 농도보다 많은 경우 설정된 시간 구간 내에 악취를 충분히 제거할 수 있다는 예측을 수행할 수 있으며, 이 예측을 기초로 상기 악취물질에 대한 상기 실내 오염예상등급을 산출할 수 있는 실내 공기질 제어 시스템.
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