KR102210161B1 - 하이브리드 공기정화 시스템 - Google Patents

하이브리드 공기정화 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 공기정화 시스템에 관한 것으로, 실내압을 대기압 보다 높게 하여 실내로 유입되는 오염물질을 차단하고 하이브리드 공기정화 시스템에 있어서, 양압팬, 오존필터, 전기집진기, 플라즈마발생기를 포함하여 실외의 오염된 공기를 하이브리드 공기정화장치에 의해 청정한 공기를 실내로 양압할 수 있으며, 일측에 외부공기를 흡입하는 흡입부와; 상기 하이브리드 공기정화장치의 배출포트에 연결되어 실내에 청정 공기를 공급하는 급기라인과; 실내 및 실외에 각각 설치된 실내압센서 및 대기압센서의 감지에 따라 상기 하이브리드 공기정화장치의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 구성으로 창문이나 출입구 틈새로 오염물질의 유입을 방지하고, 실내 공기 정화 및 환기를 수행하는 하이브리드 공기정화 시스템에 관한 것이다.

Description

하이브리드 공기정화 시스템{Hybrid air purification system}
본 발명은 하이브리드 공기정화 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 창문이나 출입구 틈새로 오염물질의 유입을 방지하여 실내 공기질을 개선하고, 오염된 실내 공기의 정화 및 환기를 수행하는 하이브리드 공기정화 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 실내의 공기를 창 밖의 공기와 교화하여 오염 공기를 배출하고 동시에 외부의 신선한 공기를 제공하여 실내를 쾌적하게 유지하는 화기는 보통 창문이나 환기구를 통해 풍압 또는 실내외의 온도차를 이용하 환기하는 자연환기(natural ventilation)방법과, 송풍기나 환풍기 등으로 강제적으로 환기시키는 기계환기(mechanical ventilation)방법이 제공되었다.
최근에는 도심에 경우 중국에서 불어오는 황사 그리고, 미세먼지로 인해 실내 환기를 위해 창문을 개방하는 경우 더욱 오염된 공기가 실내로 유입될 수 있어 실내에 모든 창을 닫고 공기청정기를 사용하는 가정이 급증하고 있다.
따라서, 기존에 자연환기 및 기계환기 방식으로는 실내 공기를 청정하게 환기하기에 어려움이 있다.
특히, 활동량이 많은 유소년이 모여서 생활하는 유치원, 초/중/고등학교에서 발생하는 미세먼지 및 각종 세균을 흡입할 수 있고, 아파트에 경우 화장실이나 주방에 연결된 환기구를 통해 유입되는 담배연기에 의해 실내 공기가 오염되는 것은 물론, 실내에서 음식물을 조리할 때 발생하는 미세먼지 등의 발암물질에 의해 인체에 악영향을 미치는 문제점이 있다.
한편, 실내 공조 및 환기를 위해 특허문헌 1이 제안되었으나, 아파트 또는 빌딩 등 공조 시설을 갖춘 대형 건물의 덕트라인에 적용해야 하므로 기초적인 공사 비용이 증가되는 문제가 있다.
KR 10-2011-0124909 A
상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 공기 정화가 가능한 하이브리드 공기정화장치를 구성하여 실내오염 및 실내압에 따라 양압을 공급할 수 있어 창문이나 출입구 틈새로 오염물질의 유입을 방지하고, 실내 공기 정화 및 환기를 수행하는 하이브리드 공기정화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실내압을 대기압 보다 높게 하기 위해 강제적으로 공기를 공급하는 공기정화 시스템에 있어서, 양압팬, 오존필터, 전기집진기, 플라즈마발생기를 포함하여 청정한 공기를 양압할 수 있으며, 일측에 외부공기를 흡입하는 흡입부를 갖는 하이브리드 공기정화장치와; 상기 하이브리드 공기정화장치의 배출포트에 연결되어 실내에 청정 양압공기를 공급하는 급기라인과; 실내 및 실외에 각각 설치된 실내압센서 및 대기압센서의 감지에 따라 상기 하이브리드 공기정화장치의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 공기정화 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 흡입부는 상기 하이브리드 공기정화장치로 흡입되는 실외의 외부공기를 단속하는 흡입밸브와; 실내의 환기구에 연결된 순환라인을 통해 상기 하이브리드 공기정화장치로 흡입되는 실내의 오염공기를 단속하는 순환밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 컨트롤러는 상기 흡입밸브 및 순환밸브의 개폐를 제어할 수 있도록 실내오염 상태에 대한 감지신호를 제공하는 가스센서 및 먼지센서가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 컨트롤러는 실내오염의 상승 및 실내압이 낮은 경우에는 상기 흡입밸브 및 순환밸브를 동시에 개방되고, 실내오염의 상승 및 실내압이 높은 경우에는 상기 순환밸브만 개방되며, 실내가 청정함과 동시에 실내압이 낮는 경우에는 상기 흡입밸브만 개방되고, 실내가 청정함과 동시에 실내압이 높은 경우에는 상기 하이브리드 공기정화장치의 작동을 정지하여 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 급기라인은 실내 벽체의 상측 몰딩 설치되어 청정 양압공기가 실내 벽면에 커튼 방식으로 분사될 수 있도록 하측에 길이 방향을 따라 다수의 누즐공이 형성된 몰딩노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
마지막으로, 상기 급기라인에는 공급되는 양압공기에 열교환을 수행하여 실내 온도차를 최소화할 수 있도록 냉/난방기에 사용되는 증발기 또는 응축기가 권선 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 실내오염 및 실내압에 따라 양압을 공급할 수 있어 창문이나 출입구 틈새로 오염물질의 유입을 방지하고, 실내 공기 정화 및 환기를 자동으로 수행하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 공기정화 시스템을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 공기정화 시스템의 구동 및 제어를 나타내는 개념도.
이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 하이브리드 공기정화시스템은 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 대기압 보다 상대적으로 높은 압력으로 공기를 공급하는 것을 양압(陽壓)이라 하며, 청정 공기를 요구하는 일반 가정 및 공공 시설의 실내압을 상승시켜 오염물질의 유입을 방지하고 실내 공기를 청정하게 유지할 수 있는 시스템이다.
이에 따라, 실내(IS)에 강제로 청정공기를 공급하는 하이브리드 공기정화장치(100)가 필수적으로 필요하며, 실내(IS)와 실외(OS)의 경계하는 벽체 또는 실외(OS)에 설치된다.
상기 하이브리드 공기정화장치는(100) 실외(OS) 공기를 청정하게 실내(IS)로 공급하기 위해 플라즈마발생기(140), 전기집진기(130), 오존필터(120), 가 순차적으로 구비되어 양압팬(110)을 통해 이를 통과시켜 실내(IS)로 청정된 공기를 제공할 수 있다.
상기 오존필터(120)는 광촉매(photocatalyst)가 제공되는 것으로 섬유필터에 광촉매가 도포되어 있어, 실내 또는 제품에 장착된 조명에 의해 반사되는 빛으로 공기 중 유해 물질을 제거할 수 있다.
이러한 광촉매는 햇빛에 노출시키면 교체 없이 장기간 사용할 수 있다.
상기 전기집진부(electric precipitation, 電氣集塵機)는 플라즈마 반응부에 의해 전하 된 미세입자들을 정전적인 힘으로 모아 기체를 깨끗하게 하는 장치이다.
상기 플라즈마발생기(140)에서 발생하는 플라즈마를 이용한 방식의 경우, 필터를 이용하여 공기를 정화하는 방법에 비하여 공기정화의 효율성이 높고 필터교환이 필요 없어 편리하다는 장점을 가지고 있다. 물질 중에서 가장 낮은 에너지 상태를 가지고 있는 고체에 열을 가하여 온도가 올라가면 액체가 되고 다시 열에너지가 가해지면 기체로 전이를 일으킨다. 계속해서 기체가 더 큰 에너지를 받으면 상태전이와는 다른 이온화된 입자들이 만들어 지게 되며 이때 양이온과 음이온의 총 전하수는 거의 같아진다. 이러한 상태가 전기적으로 중성을 띄는 플라스마 상태이다.
상기 하이브리드 공기정화장치(100)의 배출포트(160)에는 실내(IS)에 청정 양압공기를 공급하는 급기라인(200)이 연결될 수 있다.
그리고, 실내(IS)에는 실내(IS) 및 실외(OS)에 각각 설치된 실내압센서(310) 및 대기압센서(320)의 감지에 따라 상기 하이브리드 공기정화장치(100)의 작동을 제어하는 컨트롤러(300)가 구비될 수 있다.
한편, 상기 흡입부(150)는 실내 공기를 흡입하는 순환밸브(153)와, 실외 공기를 흡입하는 흡입밸브(151)를 포함할 수 있다.
상기 흡입밸브(151)는 상기 하이브리드 공기정화장치(100)로 흡입되는 실외(OS)의 외부공기를 단속할 수 있다.
그리고, 상기 순환밸브(153)는 실내(IS)의 환기구에 연결된 순환라인(400)을 통해 상기 하이브리드 공기정화장치(100)로 흡입되는 실내(IS)의 오염공기를 단속할 수 있다.
즉, 실내(IS)에 설치된 컨트롤러(300)의 제어에 의해 상기 흡입밸브(151) 및 순환밸브(153)를 개폐 작동시켜 상기 하이브리드 공기정화장치(100)에 실내 공기 및 실외 공기를 선택적으로 제공할 수 있다.
한편, 상기 컨트롤러(300)는 상기 흡입밸브(151) 및 순환밸브(153)의 개폐를 제어할 수 있도록 실내오염 상태에 대한 감지신호를 제공하는 가스센서(340) 및 먼지센서(330)가 더 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 컨트롤러(300)의 제어를 통해 흡입밸브(151) 및 순환밸브(153)를 제어하여 아래 표 1과 같이, 실내 환경에 따라 다양하게 적용될 수 있다.
Figure 112019131641640-pat00001
[표 1] 실내오염도 및 실내압력에 따라 각 밸브의 개폐
Case 1에 경우 상기 가스센서(340) 및 먼지센서(330)를 통해 실내(IS) 오염도를 감지한 신호를 컨트롤러(300)에 제공하여 실내오염의 상승 및 실내압이 낮은 경우에는 상기 흡입밸브(151) 및 순환밸브(153)를 동시에 개방시켜 실내공기의 순환과 동시에 외부공기를 실내(IS)로 유입시켜 환기를 동시에 수행할 수 있다.
Case 2에 경우 각 센서의 감지를 통해 실내오염의 상승 및 실내압이 높은 상황을 확인하여 컨트롤러(300)의 제어를 통해 상기 순환밸브(153)만 개방시켜 실내공기만 하이브리드 공기정화장치(100)에 순환시켜 실내공기를 청정시킬 수 있다.
Case 3에 경우 각 센서의 감지를 통해 실내(IS)의 청정함을 확인하고, 실내압이 낮는 경우에는 컨트롤러(300)의 제어를 통해 상기 흡입밸브(151)만을 개방시킬 수 있다.
Case 4에 경우 각 센서의 감지를 통해 실내(IS)의 청정함과 실내압이 높은 것을 확인할 수 있으며, 상기 하이브리드 공기정화장치(100)의 작동을 정지시킬 수 있다.
한편, 상기 급기라인(200)은 실내(IS) 벽체의 상측 몰딩 설치되어 청정 양압공기가 실내(IS) 벽면에 커튼 방식으로 분사될 수 있도록 하측에 길이 방향을 따라 다수의 노즐공(211)이 형성된 몰딩노즐(210)을 포함할 수 있다.
한편, 상기 급기라인(200)에는 공급되는 양압공기에 열교환을 수행하여 실내(IS) 온도차를 최소화할 수 있도록 냉/난방기에 사용되는 열교환부(500)가 권선 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 공기정화 시스템.
상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 실내오염 및 실내압에 따라 양압을 공급할 수 있어 창문이나 출입구 틈새로 오염물질의 유입을 방지하고, 실내 공기 정화 및 환기를 자동으로 수행하는 효과가 있다.
이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
100: 하이브리드 공기정화장치
110: 양압팬
120: 오존필터
130: 전기집진기
140: 플라즈마발생기
150: 흡입부
151: 흡입밸브
153: 순환밸브
160: 배출포트
200: 급기라인
210: 몰딩노즐
211: 노즐공
300: 컨트롤러
310: 실내압센서
320: 대기압센서
330: 먼지센서
340: 가스센서
400: 순환라인
IS: 실내
OS: 실외

Claims (6)

  1. 실내압을 대기압 보다 높게 하기 위해 강제적으로 공기를 공급하는 하이브리드 공기정화 시스템에 있어서,
    양압팬(110), 오존필터(120), 전기집진기(130), 플라즈마발생기(140)를 포함하여 청정한 공기를 양압할 수 있으며, 일측에 외부공기를 흡입하는 흡입부(150)를 갖는 하이브리드 공기정화장치(100)와;
    상기 하이브리드 공기정화장치(100)의 배출포트(160)에 연결되어 실내(IS)에 청정 양압공기를 공급하는 급기라인(200)과;
    실내(IS) 및 실외(OS)에 각각 설치된 실내압센서(310) 및 대기압센서(320)의 감지에 따라 상기 하이브리드 공기정화장치(100)의 작동을 제어하는 컨트롤러(300)를 포함하여 구성되며,
    상기 급기라인(200)에는 실내(IS) 벽체의 상측 몰딩 설치되어 청정 양압공기가 실내(IS) 벽면에 커튼 방식으로 분사될 수 있도록 하측에 길이 방향을 따라 다수의 노즐공(211)이 형성된 몰딩노즐(210)을 포함하며,
    상기 흡입부(150)는,
    상기 하이브리드 공기정화장치(100)로 흡입되는 실외(OS)의 외부공기를 단속하는 흡입밸브(151)와;
    실내(IS)의 환기구에 연결된 순환라인(400)을 통해 상기 하이브리드 공기정화장치(100)로 흡입되는 실내(IS)의 오염공기를 단속하는 순환밸브(153)를 포함하고,
    상기 컨트롤러(300)는,
    상기 흡입밸브(151) 및 순환밸브(153)의 개폐를 제어할 수 있도록 실내오염 상태에 대한 감지신호를 제공하는 가스센서(340) 및 먼지센서(330)가 더 구비되며,
    실내오염의 상승 및 실내압이 낮은 경우에는 상기 흡입밸브(151) 및 순환밸브(153)를 동시에 개방되고,
    실내오염의 상승 및 실내압이 높은 경우에는 상기 순환밸브(153)만 개방되며,
    실내가 청정함과 동시에 실내압이 낮은 경우에는 상기 흡입밸브(151)만 개방되고,
    실내가 청정함과 동시에 실내압이 높은 경우에는 상기 하이브리드 공기정화장치(100)의 작동을 정지하여 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 공기정화 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 급기라인(200)에는,
    공급되는 양압공기에 열교환을 수행하여 실내(IS) 온도차를 최소화할 수 있도록 냉/난방기에 사용되는 열교환부(500)가 권선 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 공기정화 시스템.
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