KR102249411B1 - 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 및 방법 - Google Patents
자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에서는 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 및 방법을 개시한다. 본 발명은, 센서모듈, 전력량측정계, 원격측정장치, 관리서버, 사용자단말을 포함한다. 센서모듈은 굴뚝 내부에 설치되고, 미세먼지센서와 VOC센서를 포함한다. 굴뚝에는 배출구를 개폐하는 덮개를 설치하여 외부 영향을 최소화한다. 센서모듈에서 측정된 데이터는 원격측정장치를 통해서 관리서버로 전송된다. 관리서버는 측정데이터를 보정하고 보정데이터를 저장한다. 관리서버는 필터교체 이후의 누적전력량을 체크하여 필터교체시기를 알려준다. 본 발명에 의하면, 자동차 도장작업장의 대기오염물질에 대한 관리를 용이하게 할 수 있으며, 적당한 시기에 필터를 교체할 수 있어서 환경오염을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배기가스 중의 미세먼지, 휘발성 유기화합물 등 대기오염물질의 측정데이터를 보정하여 정확한 보정데이터를 구하고, 송풍팬의 전력량을 이용하여 정확한 필터교체 시기를 사용자단말로 알릴 수 있는 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
산업화는 인류의 경제발전을 이끌었지만, 반대로 대기오염, 수질오염, 토양오염, 온난화, 오존층파괴 등 환경문제를 야기하였다. 특히 도시에 인구가 밀집하면서 주거난방 및 교통수단의 밀집으로 인한 대기오염이 주요한 환경문제로 대두되고 있다. 최근에는 미세먼지가 국가적인 재난으로 여겨질 정도로 문제되고 있다.
최근 자동차를 보유한 사람들이 많아지고, 자동차가 단순히 이동수단이 아닌 소장품으로 여기는 경우도 늘고 있다. 자동차의 내구성과 외관을 유지하기 위해, 자동차 스크래치를 복원하는 도장작업도 증가하고 있다. 자동차 도장작업은 페인트, 용제 등의 화학약품을 사용하므로, 배기가스 중에 대기오염물질인 미세먼지, 휘발성 유기화합물(Volatiile Organic Compounds; VOC) 등을 배출하게 된다.
소규모 자동차 수리업체의 경우, 도장시설을 주택가에 설치하여 운영하는 경우도 많다. 자동차 부분도장 시설 중 총 부피가 5m3 이하, 동력 3hp 이하는 대기배출방지시설 신고대상에서 제외되고 있으며, 이로 인한 소규모의 도장시설의 대기오염도가 심각한 실정이다. 한편 대기환경 관련 법규에 따라 운영기록부를 기록하여야 하는데, 소규모 업체의 경우 매일 점검하지 못하는 것이 현실이다.
등록특허공보 제10-0419567호 “인터넷을 이용한 실시간 대기배출시설 종합관리 시스템”에는 굴뚝에서 대기오염물질 배출농도를 연속적으로 측정하는 원격 계측 시스템과 인터넷망을 이용하여 연속적으로 기상요소를 제공하는 인터넷 실시간 기상자료 전송시스템을 대기확산모델에 접목하여 굴뚝주변 대기환경을 종합적으로 관리하는 인터넷을 이용한 실시간 대기배출시설 종합관리시스템이 개시되어 있다. 시시각각으로 변화하는 주변기상의 영향을 고려해 줄 수 있어 굴뚝 주변의 오염물질의 확산을 현재기상을 고려하여 정확히 예측할 수 있다는 장점이 있으나, 필터교체 등에 대해서는 개시되고 있지 않다.
등록특허공보 제10-1828970호 “자동차 도장부스의 멀티형 배기장치”에서는 자동차 도장부스 내부에서 도장 및 열처리 작업을 할 때 발생되는 오염물질(분진 및 악취voc)을 필터로 제거하는 작업과 배기필터의 재생이 동시에 이루어지도록 하여 별도의 소제 없이도 반영구적으로 사용할 수 있도록 한 자동차 도장부스의 멀티형 배기장치가 개시된다. 필터구조체의 배기가스 통과공간을 폐쇄한 상태에서 상기 에어공급관으로부터 유입된 압축공기 또는 가열공기를 통해 상기 필터구조체의 각 필터를 재생할 수 있는 효과가 있으나, 고온의 가열공기가 필요하고 재포집된 오염물질을 별도의 공해방지시설에서 처리해야 한다.
본 발명의 목적은, 도장작업장에서 발생하는 대기환경오염을 방지하며, 부패취를 예방하고, 악취로 인한 민원을 사전 예방할 수 있는 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 대기환경과 관련된 법률규제에 대응할 수 있도록 운영기록부를 자동으로 작성하여 환경관리 감독할 수 있는 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 대기오염 및 부패취를 예방하면서 전력에너지를 효율적으로 감소시킬 수 있는 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 이루기 위한 하나의 양태에 따르면, 자동차 도장작업장에서 굴뚝을 통해 배출되는 대기오염물질을 관리하기 위한 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템은, 센서모듈, 전력량측정계, 원격측정장치, 관리서버, 사용자단말을 포함한다.
상기 센서모듈은 상기 굴뚝의 내부에 설치되고, 상기 굴뚝을 통해 배출되는 가스의 미세먼지를 측정하는 미세먼지센서; 및 상기 굴뚝을 통해 배출되는 가스의 휘발성 유기 화합물(VOC)의 양을 측정하는 VOC센서;를 포함한다.
상기 전력량측정계는 상기 굴뚝을 통해 대기오염물질을 배출시키는 송풍팬에서 소모되는 전력량을 측정한다.
상기 원격측정장치는, 상기 센서모듈의 센서들과 상기 전력량측정계로부터 각각의 측정데이터를 입력받는 센서통신모듈; 상기 측정데이터를 상기 관리서버로 전송하고, 상기 관리서버로부터 상기 측정데이터를 보정한 보정데이터를 수신하는 서버통신모듈; 출력장치로 상기 보정데이터를 송신하는 출력모듈; 및 상기 송풍팬의 가동을 제어하는 제어모듈;을 포함한다.
상기 관리서버는, 상기 측정데이터의 보정에 사용하는 기준데이터를 수신하는 외부서버통신부; 상기 기준데이터를 이용하여 상기 측정데이터로부터 보정데이터를 구하는 제어부; 상기 보정데이터를 저장장치에 기록하는 기록관리부; 상기 사용자단말로 상기 보정데이터와 필터정보를 송신하는 단말통신부; 및 상기 원격측정장치로부터 상기 측정데이터를 수신하고, 상기 원격측정장치로 상기 보정데이터를 송신하는 측정장치통신부;를 포함할 수 있다.
상기 관리서버는, 상기 기준데이터가 측정데이터를 보정할 만한 수준인 경우에 최근 측정데이터(R1)와 10분전 측정데이터(R10)를 이용하여, T분 경과된 이후의 보정데이터(VR)를 VR = R1 + (R10 - R1) / 10 * T 로 구할 수 있다.
상기 관리서버는, 보정데이터가 허용기준치를 초과하는 경우에, 상기 사용자단말로 필터교환 알림을 송신할 수 있다.
상기 관리서버는, 필터교환 이후 상기 송풍팬에서 소모한 누적전력량이 임계전력량을 초과하는 경우에, 상기 사용자단말로 필터교환 알림을 송신할 수 있다.
상기 대기오염물질 배출관리 시스템은, 상기 굴뚝의 배출구에 결합하고 상기 센서통신모듈의 신호에 의해 개폐되는 덮개;를 더 포함할 수 있다.
상기 덮개는 상기 배출구를 개폐하기 위하여 상하로 이동하는 개폐가이드;를 포함할 수 있다.
상기 덮개는, 상기 굴뚝을 통해 배출되는 대기오염물질이 상기 센서모듈에서 검출되도록 상기 굴뚝을 통해 배출되는 가스가 회전하며 배출되도록 유도하는 스크류형 배출가이드;를 포함할 수 있다.
상기 목적을 이루기 위한 다른 양태에 따르면, 자동차 도장작업장에서 굴뚝을 통해 배출되는 대기오염물질을 관리하기 위하여, 센서모듈, 전력량측정계, 원격측정장치, 관리서버, 사용자단말을 포함하는 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템의 대기오염물질 배출관리 방법에 있어서, 상기 원격측정장치가 사용자로부터 작업개시 신호를 입력받는 단계; 상기 원격측정장치가 상기 굴뚝의 배출구 덮개를 개방하는 단계; 상기 원격측정장치가 송풍팬의 가동을 시작하는 단계; 상기 원격측정장치가 상기 센서모듈로부터 측정데이터를 수신하는 단계; 상기 원격측정장치가 상기 관리서버로 상기 측정데이터를 송신하는 단계; 상기 원격측정장치가 상기 관리서버로부터 상기 측정데이터를 보정한 보정데이터를 수신하는 단계; 상기 원격측정장치가 출력장치로 상기 보정데이터를 출력하는 단계; 상기 원격측정장치가 상기 관리서버로부터 필터상태에 대하여 수신하는 경우, 상기 출력장치로 상기 필터상태를 출력하는 단계; 상기 원격측정장치가 사용자로부터 작업종료 신호를 입력받는 단계; 상기 원격측정장치가 상기 송풍팬의 가동을 정지하는 단계; 및 상기 원격측정장치가 상기 굴뚝의 배출구 덮개를 폐쇄하는 단계;를 포함한다.
상기 목적을 이루기 위한 또 다른 양태에 따르면, 자동차 도장작업장에서 굴뚝을 통해 배출되는 대기오염물질을 관리하기 위하여, 센서모듈, 전력량측정계, 원격측정장치, 관리서버, 사용자단말을 포함하는 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템의 대기오염물질 배출관리 방법에 있어서, 상기 관리서버가 배기가스 중 대기오염물질의 배출기준을 설정하는 단계; 상기 관리서버가 상기 원격측정장치로부터 측정데이터를 수신하는 단계; 상기 관리서버가 외부서버로부터 기준데이터를 수신하는 단계; 상기 관리서버가 상기 측정데이터를 보정하여 보정데이터를 구하는 단계; 상기 관리서버가 상기 원격측정장치로 상기 보정데이터를 송신하는 단계; 상기 관리서버가 저장장치로 상기 보정데이터를 저장하는 단계; 상기 관리서버가 필터상태를 확인하는 단계; 상기 관리서버가 상기 필터상태가 이상인 것으로 판단한 경우, 상기 원격측정장치로 상기 필터상태에 대하여 송신하는 단계; 및 상기 관리서버가 상기 필터상태가 이상인 것으로 판단한 경우, 상기 사용자단말로 상기 필터상태에 대하여 알림을 송신하는 단계;를 포함한다.
상기 보정데이터를 구하는 단계는, 상기 관리서버가 상기 기준데이터가 상기 측정데이터를 보정할 만한 수준지 파악하는 단계; 및 최근 측정데이터(R1)와 10분전 측정데이터(R10)를 이용하여, T분 경과된 이후의 보정데이터(VR)를 VR = R1 + (R10 - R1) / 10 * T 로 구하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 필터상태를 확인하는 단계는, 필터교환 이후 상기 전력량측정계를 이용하여 측정한 송풍팬에서 소모한 누적전력량을 임계전력량과 비교하는 단계; 및 상기 누적전력량이 상기 임계전력량을 초과하는 경우, 필터상태를 이상으로 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 및 방법은, 필터를 기준에 맞추어 교환하도록 함으로써, 도장작업장에서 발생하는 대기환경오염을 방지하며, 부패취를 예방하고, 악취로 인한 민원을 사전 예방할 수 있다.
본 발명에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 및 방법은, 운영기록부를 자동으로 작성하므로, 대기환경과 관련된 법률규제에 대응할 수 있으며, 환경관리 감독을 용이하게 할 수 있다.
본 발명에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 및 방법은, 전력량과 가동시간에 대한 정보를 기준으로 필터교환 시기를 알리므로 대기오염 및 부패취를 예방하면서 효율적으로 전력에너지를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 중 원격측정장치의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 중 원격측정장치의 출력장치 화면을 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 중 관리서버의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 중 굴뚝의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템에서 측정한 필터교환 여부에 따른 대기오염물질 농도 및 전력량을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템에서 수행되는 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템에서 원격측정장치가 동작하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템에서 관리서버가 동작하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 중 원격측정장치의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 중 원격측정장치의 출력장치 화면을 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 중 관리서버의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 중 굴뚝의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템에서 측정한 필터교환 여부에 따른 대기오염물질 농도 및 전력량을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템에서 수행되는 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템에서 원격측정장치가 동작하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템에서 관리서버가 동작하는 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면들 및 후술되어 있는 내용을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 및 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
자동차 도장작업장의 도장부스(112)에서 발생하는 대기오염물질은 송풍팬(114)을 이용하여 굴뚝(116)을 통해 배출된다. 배출가스 중의 대기오염물질을 관리하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템은, 원격측정장치(130), 관리서버(150), 사용자단말(170)을 포함한다.
굴뚝(116)에는 배출되는 배기가스 중에 대기오염물질의 양을 측정하는 센서들이 설치된다. 원격측정장치(130)는 굴뚝에 있는 센서들과 통신할 수 있도록 연결된다. 센서들로부터 측정된 대기오염물질에 대한 측정데이터를 원격측정장치(130)로 전송되고, 원격측정장치(130)는 측정데이터를 관리서버(150)로 전송할 수 있다.
관리서버(150)는 측정데이터를 보정할 필요가 있는지 판단하고, 보정할 필요가 있는 경우 보정을 실시한다. 관리서버(150)는 보정된 측정데이터인 보정데이터를 저장장치로 저장할 수 있다. 보정데이터는 원격측정장치(130)로 전송되어 출력장치로 표시할 수 있다.
관리서버(150)는 사용자단말(170)과 통신할 수 있는 수단을 구비하여, 필터교체 정보를 사용자단말로 전송할 수 있다. 사용자단말(170)로부터 대기오염물질의 배출 데이터를 요청받는 경우, 관리서버(150)는 저장장치에 기록되어 있는 보정데이터를 사용자단말로 전송할 수 있다.
대기오염물질 측정 센서들을 일체화시켜 센서모듈로 구현할 수 있다. 도 5를 참조하면, 굴뚝(116)의 내부에 센서모듈(530)을 설치할 수 있다. 센서모듈(530)은 미세먼지센서와 VOC센서를 포함한다.
미세먼지센서는 굴뚝(116)을 통해 배출되는 가스 중의 미세먼지 농도를 측정한다. 환경부에서는 미세먼지를 입자의 지름이 10 μm 이하인 미세먼지(PM10)와 입자의 지름이 2.5 μm 이하인 초미세먼지(PM2.5)로 구분한다. 미세먼지(PM10)는 연간 평균치를 50 μg/m3 이하로, 24시간 평균치를 100 μg/m3 이하로 관리하고, 입자 지름이 더 작아 인체에 더욱 유해한 초미세먼지(PM2.5)는 연간 평균치를 15 μg/m3 이하로, 24시간 평균치를 35 μg/m3 이하로 관리한다. 미세먼지(PM10)는 베타선흡수법으로 측정하고, 초미세먼지(PM2.5)는 중량농도법으로 측정하는 것이 원칙이다.
VOC센서는 굴뚝(116)을 통해 배출되는 가스 중에 휘발성 유기화합물(Volatiile Organic Compounds; VOC)의 양을 측정할 수 있다.
송풍팬(114)에는 전력량측정계를 연결하여, 송풍팬(114)에서 소모되는 전력량을 측정할 수 있다. 전력량측정계는 원격측정장치(130)와 통신할 수 있도록 설치되어, 측정된 전력데이터를 원격측정장치로 전송할 수 있다. 원격측정장치는 수신된 전력데이터를 관리서버(150)로 전송하고, 관리서버는 전력데이터를 저장장치에 기록할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 중 원격측정장치의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
원격측정장치(130)는 센서통신모듈(210), 제어모듈(230), 서버통신모듈(250), 출력모듈(270)을 포함한다. 추가로 출력장치(290)를 포함할 수 있다.
센서통신모듈(210)은 센서모듈(530)의 센서들과 송풍팬(114)에 연결된 전력량측정계로부터 각각의 측정데이터를 입력받는다. 센서통신모듈(210)은 송풍팬(114)의 가동을 제어하는 신호를 송풍팬(114)으로 송신할 수 있다. 도 5를 참조하면, 굴뚝(116)의 배출구(540)에 덮개(570)를 설치할 수 있다. 센서통신모듈(210)은 덮개(570)의 개폐를 제어하는 신호를 송신할 수 있다.
서버통신모듈(250)은 센서통신모듈을 통해 수신된 각각의 측정데이터를 관리서버(150)로 전송하고, 관리서버(150)로부터 측정데이터를 보정한 보정데이터를 수신한다. 관리서버(150)로부터 필터정보를 수신할 수 있다.
출력모듈(270)은 보정데이터 및 필터정보를 출력장치(290)로 송신할 수 있다. 출력장치(290)는 전송된 정보를 출력한다. 출력장치로는 모니터, 터치패널 등을 사용할 수 있다.
제어모듈(230)은 사용자로부터 작업여부에 대한 입력을 수신한다. 사용자의 입력은 키보드, 터치패드 등을 통하여 입력받을 수 있다. 사용자로부터 작업 가동 신호를 입력받은 경우, 배출구 덮개를 개방하고 송풍팬(114)의 가동을 개시한다. 사용자로부터 작업 중지 신호를 입력받는 경우, 송풍팬의 가동을 중지하고 배출구 덮개를 폐쇄한다. 제어모듈의 신호는 센서통신모듈을 통해 배출구 덮개와 송풍팬으로 전달할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 중 원격측정장치의 출력장치 화면을 나타내는 사진이다.
출력장치(290)는 출력모듈을 통해 전달된 각종 정보를 출력할 수 있다. 센서모듈(530)을 통해서 측정된 미세먼지농도(310), VOC측정량(330) 뿐만 아니라 전력량측정계로부터 전달된 송풍팬(114)의 전력소모량(350)과 누적전력소모량(360)을 표시한다. 그밖에 당일 가동시간(330)과 현재전압(340) 등도 출력할 수 있다. 센서 또는 외부서버로부터 입수된 온도, 습도 등의 환경데이터(370)도 표시할 수 있다.
도 3에서 출력장치(290)는 원격측정장치(130)와 일체로 구성하였다. 출력장치(290)를 터치스크린으로 구성하면, 사용자의 입력(390)을 입력받아 제어모듈(230)로 전달할 수 있다. 사진 하부에는 원격측정장치의 센서통신모듈에 연결되어 있는 케이블(390)이 있어서, 외부의 센서모듈(530)로부터 측정데이터를 수신할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 중 관리서버의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
관리서버(150)는 단말통신부(450), 외부서버통신부(420), 제어부(430), 단말통신부(450), 기록관리부(470)를 포함한다. 추가로 저장장치(490)를 포함할 수 있다.
측정장치통신부(410)는 원격측정장치(130)로부터 측정데이터를 수신한다. 제어부에서 측정데이터를 보정한 보정데이터를 원격측정장치(130)로 송신할 수 있다.
외부서버통신부(420)는 측정데이터의 보정에 사용하기 위하여 기준데이터를 외부의 서버로부터 수신한다. 기준데이터로는 측정지역의 온도, 습도 등의 외부환경데이터 뿐만 아니라, 미세먼지농도, 오존농도, 이산화질소, 이산화탄소, 아황산가스 등 대기오염물질의 농도를 수신할 수 있다.
제어부(430)는 기준데이터를 이용하여 보정여부를 판단하고, 측정데이터로부터 보정데이터를 구한다. 제어부는 필터교체 시기가 되었는지 여부도 판단한다. 보정데이터가 법적으로 허용되는 허용기준치인 미세먼지 50 ppm 과, VOC 200 ppm 를 초과하는 경우에 관리서버는 사용자단말로 필터교체 알람을 송신한다. 미세먼지와 VOC가 법적기준치 이내인 경우라도, 주간 누적전력량이 임계전력량보다 커지는 경우에 사용자단말로 미리 필터를 교체하도록 알림을 전송할 수 있다. 이때 임계전력량은 필터교체후 최초 1주간 전력량의 1.8배로 설정할 수 있다.
기록관리부(470)는 보정데이터를 저장장치(490)에 기록한다.
단말통신부(450)는 사용자단말(170)로 필터교체 정보를 송신한다. 필터교체 정보는 푸시 서비스를 이용하여 제공할 수 있다. 사용자단말(170)로부터 보정데이터 요청을 전달받는 경우, 단말통신부는 유무선 통신수단을 통해서 보정데이터를 사용자단말로 송신할 수 있다.
도 5를 참조하면, 굴뚝(116)을 통해 배출되는 배기가스는 필터(510)를 통과하므로 대기오염물질 농도가 급격하게 변하지 않는다. 그러나 최근 문제가 많이 되고 있는 미세먼지의 경우 배기가스의 배출 통로를 역류하여 들어올 수 있으며, 이러한 경우 측정데이터에 오류가 발생할 수 있다.
예를 들어, 매 1분 간격으로 측정한 측정데이터가 10분전에 측정한 측정데이터보다 30% 이상의 변화가 있거나, 외부 서버로부터 입수한 미세먼지(PM10) 기준데이터가 80 μg/m3 이상인 경우, 외부 미세먼지에 의한 영향을 보정할 필요가 있는 것으로 판단한다.
미세먼지에 의한 보정을 하는 방법으로는, 최근 측정데이터(R1)와 10분전 측정데이터(R10)의 시간당 상승률(기울기)인 (R10 - R1) / 10 을 이용하여, T분 경과된 이후의 보정데이터(VR)를 VR = R1 + (R10 - R1) / 10 * T 식으로 구할 수 있다. 외부서버로부터 수신한 미세먼지(PM10) 기준데이터가 80 μg/m3 이하가 되는 경우 보정을 중지한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템 중 굴뚝의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
굴뚝(116)에서 배기가스가 진입하는 부분에는 필터(510)를 설치하여 배기가스의 대기오염물질을 제거한다. 필터를 거친 배기가스는 센서모듈(530)을 통과하고, 센서모듈 내의 미세먼지(PM10)센서, 휘발성 유기화합물(VOC)센서 등에 의하여 대기오염물질의 농도가 측정된다. 배기가스는 굴뚝의 배출구(540)을 통하여 외부 대기로 방출된다.
미세먼지 포집 및 원활한 배기를 위해서 부직포 또는 유리섬유 재질의 필터를 사용할 수 있다. 휘발성 유기화합물을 흡착하기 위해서는 주로 활성탄을 포함한 필터가 사용된다. 필터는 용도에 맞추어 복수로 사용하는 것이 바람직하다.
작업을 하지 않는 경우에 외부로부터 굴뚝으로 대기오염물질이 역류하여 들어오는 것을 방지하기 위하여, 굴뚝(116)의 배출구(540)에 덮개(570)를 결합할 수 있다. 덮개(570)는 센서통신모듈(210)의 신호에 의해 개폐될 수 있다. 송풍팬(114)의 가동 전에 덮개를 열고, 송풍팬의 가동이 중지하는 경우에 덮개를 덮는 것이 바람직하다.
덮개(570)는 굴뚝의 배출구(540)를 개폐하기 위하여 상하로 이동하는 개폐가이드(550)를 포함할 수 있다. 개폐 가이드에 랙기어를 형성하면, 모터로 동작하는 피니언 기어에 의해 손쉽게 덮개를 상하이동 시킬 수 있다.
한편, 굴뚝(116)에는 스크류형 배출가이드(595)를 포함할 수 있다. 스크류형 배출가이드(595)는 굴뚝(116)을 통해 배출되는 가스가 회전하며 배출되도록 유도할 수 있어서, 굴뚝(116)을 통해 배출되는 대기오염물질이 센서모듈(530)에서 용이하게 검출할 수 있다. 또한 스크류형 배출가이드(595)는 외부 대기가 역류하는 것을 효과적으로 방지할 수 있어서, 미세먼지 등의 외부 대기오염물질이 센서모듈(530)로 직접 닿는 것을 방지하여 정확한 측정에 도움을 줄 수 있다.
스크류형 배출가이드(595)의 중앙에는 고정축(590)을 구비할 수 있다. 고정축(590)은 배출구의 덮개(570)에 나사 등으로 중앙부에 결합할 수 있어서, 기존의 굴뚝(116) 배출구에 덮개를 설치할 때, 스크류형 배출가이드도 함께 설치할 수 있다.
<실험예 1.>
도장 시스템을 실험실 수준(Lab Scale)으로 제작하고 이 시스템을 헤파필터 공조기기가 장착된 4000*2500*2833 크기의 크린부스[대한바이오테크사]에 넣어 외부 미세먼지에 의한 영향을 평가하였다. 도장부스의 거친 입자를 포획하기 위한 여과프리필터로는 합성재질의 롤필터인 OMEGA600G-5M-1/20 (www.venfilter.com, 스페인)을 사용하였고, 도장부스의 본필터로는 골판지재질의 추출필터인 VCART-ECO100 (www.venfilter.com, 스페인)을 사용하였다.
페인트, 세정신너, 킬링제, 응집 부상제, 소포제 등의 시료는 동일한 제품을 동일하게 주입하였다. 송풍팬은 동일한 모델로 전력 공급량을 동일하게 하였다.
외부 미세먼지에 의한 영향모델에 근접하기 위하여, 악조건 모델로서 2시간가동하여 실험 10분 후 100분간 미세먼지(PM10)을 인공적으로 만들어 데이터가 80 μg/m3 나오도록 하여 도장시스템 배출구에서 60 cm 거리를 두고 3 m/s [보퍼트 풍력 계급 13등급중 2등급이 연풍수준의 바람] 속도로 가하였다. 100분간 외부 미세먼지 영향을 준 후 외부 미세먼지를 20 μg/m3 이하로 만들고 이후 10분간 더 측정하였다. 동일 조건으로 각각 3번씩 실험하여 평가하였다.
외부 미세먼지에 의한 보정을 하는 방법으로는, 최근 측정데이터(R1)와 10분전 측정데이터(R10)의 시간당 상승률(기울기)인 (R10 - R1) / 10 을 이용하여, T분 경과된 이후의 보정데이터(VR)를 VR = R1 + (R10 - R1) / 10 * T 식으로 구하였다. 또한 보정값과 실제 도장 시스템으로부터 측정값이 유사한지를 확인하기 위하여 외부 영향을 제거하고 10분간 미세먼지(PM10)를 측정하여 동일한 방법으로 3번씩 비교하였다.
표 1은 실험 120분간 미세먼지(PM10) 데이터를 측정한 값과 보정한 값을 정리한 표이다. R11, R51, R110 은 외부 미세먼지의 영향이 있는 경우의 데이터이고, R1~R10 은 외부 미세먼지의 영향을 받기 전의 데이터이고, R111~R120은 외부 미세먼지의 영향이 끝난 후의 경우의 데이터이다.
| 실험 1회 | 실험 2회 | 실험 3회 | |||||
| 구분 | 시간(분) | 측정값 | 보정값 | 측정값 | 보정값 | 측정값 | 보정값 |
| R1 | 1 | 10.1 | 10.2 | 10.1 | |||
| R2 | 2 | 10.1 | 10.2 | 10.2 | |||
| R3 | 3 | 10.3 | 10.3 | 10.3 | |||
| R4 | 4 | 10.2 | 10.4 | 10.3 | |||
| R5 | 5 | 10.3 | 10.4 | 10.3 | |||
| R6 | 6 | 10.4 | 10.4 | 10.4 | |||
| R7 | 7 | 10.5 | 10.5 | 10.5 | |||
| R8 | 8 | 10.5 | 10.5 | 10.5 | |||
| R9 | 9 | 10.6 | 10.6 | 10.6 | |||
| R10 | 10 | 10.6 | 10.6 | 10.6 | |||
| R11 (외부 영향) | 11 | 14.5 | 10.65 | 14.1 | 10.54 | 15.6 | 10.65 |
| R51 (외부 영향) | 51 | 19.6 | 12.65 | 18.9 | 12.14 | 20.2 | 12.65 |
| R110 (외부 영향) | 110 | 30.5 | 15.60 | 32.5 | 14.50 | 32.5 | 15.60 |
| R111 | 111 | 15.1 | 15.65 | 13.6 | 14.54 | 15.6 | 15.65 |
| R112 | 112 | 15.5 | 15.70 | 13.9 | 14.58 | 15.8 | 15.70 |
| R113 | 113 | 15.5 | 15.75 | 14.2 | 14.62 | 15.7 | 15.75 |
| R114 | 114 | 15.8 | 15.80 | 14.3 | 14.66 | 16.2 | 15.80 |
| R115 | 115 | 15.8 | 15.85 | 15.1 | 14.70 | 16.2 | 15.85 |
| R116 | 116 | 16.0 | 15.90 | 15.1 | 14.74 | 16.1 | 15.90 |
| R117 | 117 | 16.1 | 15.95 | 15.3 | 14.78 | 16.3 | 15.95 |
| R118 | 118 | 16.2 | 16.00 | 15.8 | 14.82 | 16.3 | 16.00 |
| R119 | 119 | 16.2 | 16.05 | 15.9 | 14.86 | 16.4 | 16.05 |
| R120 | 120 | 16.3 | 16.10 | 16.1 | 14.90 | 16.4 | 16.10 |
표 1에서 보는 것과 같이 외부 미세먼지 영향이 있는 R11~R110 까지는 측정값이 이전 측정 10분전 평균값보다 30% 이상 증가하였고 보정값과는 차이가 많이 나타남을 관찰 할 수 있었다. 이후 외부 영향을 제거한 R111~R120 까지는 측정값과 보정값이 유사함을 검증 할 수 있었다.
표 2는 외부 영향을 제거한 110분 이후의 10분간 미세먼지(PM10) 데이터를 측정한 값과 보정한 값의 평균을 정리한 표이다. 보정값 평균이 15.49로서 측정값 3회 범위인 14.93~16.10 사이에 있음을 확인하였고, 측정값 평균인 15.63과도 유사함을 확인하였다.
| 측정값 평균(R111~R120) | 보정값 평균(R111~R120) | |
| 실험 1회 | 15.85 | 15.88 |
| 실험 2회 | 14.93 | 14.72 |
| 실험 3회 | 16.10 | 15.87 |
| 전체 평균 | 15.63 | 15.49 |
<실험예 2>
도장 시스템을 실험실 수준(Lab Scale)으로 제작하여 평가하였다. 동일한 평가 조건을 위해, 동일한 테스트 장치 2세트(A장치, B장치)를 제작하였다. 도장부스의 거친 입자를 포획하기 위한 여과프리필터로는 합성재질의 롤필터인 OMEGA600G-5M-1/20 (www.venfilter.com, 스페인)을 사용하였고, 도장부스의 본필터로는 골판지재질의 추출필터인 VCART-ECO100 (www.venfilter.com, 스페인)을 사용하였다.
페인트, 세정신너, 킬링제, 응집 부상제, 소포제 등의 시료는 동일한 제품을 동일하게 주입하였다. 송풍팬은 동일한 모델로 전력 공급량을 동일하게 하였다.
대기환경보전법기준에 따른 허용기준치에 근접하기 위하여, 악조건 모델로서 8시간/일, 5일/주로 가동하여(1주 40시간 가동) 총 4주 동안 평가하였다. 전력량 및 필터 교환유무에 따른 배기오염 농도를 평가하기 위해, 2세트 중 A장치는 3주 후 필터를 교환하여주고, B장치의 필터는 그대로 두었다.
각 도장장치의 배기 굴뚝으로부터 미세먼지(PM10)와 휘발성 유기화합물(VOC)의 농도 및 송풍팬에서 소모된 전력량을 측정하였다. 표 1은 3주후 필터를 교체한 A장치에서 측정한 결과를 정리한 표이다. 표 2는 4주 동안 필터를 교체하지 않은 B장치에서 측정한 결과를 정리한 표이다.
| PM10 mg/m3 (ppm) |
VOC mg/m3 (ppm) |
누적 전력량 (kWh) |
1주당 전력량 (kWh) |
|
| 초기 | 1 | 1 | 1 | - |
| 1주후 | 10 | 35 | 100 | 100 |
| 2주후 | 22 | 90 | 220 | 120 |
| 3주후 | 35 | 140 | 370 | 150 |
| 3주후(필터교체) | 1 | 1 | 371 | - |
| 4주후 | 9 | 30 | 471 | 100 |
| PM10 mg/m3 (ppm) |
VOC mg/m3 (ppm) |
누적 전력량 (kWh) |
1주당 전력량 (kWh) |
|
| 초기 | 1 | 1 | 1 | - |
| 1주후 | 10 | 35 | 100 | 100 |
| 2주후 | 22 | 90 | 220 | 120 |
| 3주후 | 35 | 140 | 370 | 150 |
| 4주후 | 48 | 195 | 550 | 180 |
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템에서 측정한 필터교환 여부에 따른 대기오염물질 농도 및 전력량을 나타내는 그래프이다. 도면에서 가로축은 초기, 1주후, 2주후, 3주후, 4주후를 나타낸다.
도 6(a)는 미세먼지 농도(PM10)를 mg/m3 (ppm) 단위로 나타낸 것이고, 도 6(b)는 휘발성 유기화?d물(VOC)의 농도를 ppm 단위로 나타낸 것이고, 도 6(c)는 전력량을 kWh 단위로 나타낸 것이다. 3주후 필터를 교체한 A장치에서 측정된 데이터는 삼각형 표시와 직선으로 나타내었고, 4주 동안 필터를 교체하지 않은 B장치에서 측정된 데이터는 원형 표시와 점선으로 나타내었다.
도 6(a)와 도 6(b)를 참조하면, 사용이 증가할수록 필터를 거친 배기가스의 대기오염물질 농도가 점점 증가한다. 이는 필터의 성능이 점점 저하되는 것을 알려준다. 필터를 교체하면 필터 성능이 회복되어 미세먼지 농도와 VOC농도가 급격히 줄어드는 것을 보여준다.
한편, 도 6(c)를 참조하면, 필터교체하지 않은 경우, 필터에 부착되는 대기오염물질이 증가함에 따라 송풍팬의 부하가 증가하여 소요되는 전력량이 점점 늘어난다. 그래프 우측 하단에 사각형으로 표시한 필터 교체후의 전력량을 참조하면, 필터를 교체하는 경우 송풍팬의 부하가 감소하여 소모되는 전력량도 감소한다.
따라서, 필터교환 이후 송풍팬(114)에서 소모한 누적전력량이 임계전력량을 초과하는 경우에, 필터교체시기로 판단할 수 있다. 관리서버에서 필터교체시기를 판단한 경우, 사용자단말(170)로 필터교환 알림을 송신할 수 있다.
표 4에서 처음 1주차의 전력소모량은 100인데 비해서, 미세먼지와 VOC 측정치가 법적 허용기준치에 임박한 4주차의 전력소모량은 180으로, 1주차 전력소모량의 1.8배로 증가하였다.
필터교체후 매주 전력량을 측정하여, 임계전력량을 필터교체후 1주차의 전력량의 1.8배로 설정할 수 있다. 주간 누적전력량이 임계전력량을 초과하는 경우에는 사용자단말로 필터교체를 하도록 알림을 송신할 수 있다. 실제 작업 환경에서는 작업량에 따라 가동시간이 다를 수 있으므로, 가동시간 40시간을 기준으로 누적전력량을 계산하여 판단할 수 있다.
필터교체를 늦게 하는 경우 대기오염물질의 방출량이 증가하여 환경오염 문제가 발생하며, 송풍팬에서 소모하는 전력량도 증가한다. 따라서 전력량에 따른 적정한 시기의 필터교체는 전력소모를 줄이며, 대기오염물질의 배출도 감소시킬 수 있다.
법적으로 허용되는 허용기준치인 미세먼지 50 ppm 과, VOC 200 ppm 를 초과하는 경우에 관리서버는 사용자단말로 필터교체 알람을 송신한다. 미세먼지와 VOC가 법적기준치 이내인 경우라도, 주간 누적전력량이 임계전력량보다 커지는 경우에 사용자단말로 미리 필터를 교체하도록 알림을 전송할 수 있다. 이때 임계전력량은 필터교체후 최초 1주간 전력량의 1.8배로 설정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템에서 수행되는 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7을 참조하여, 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저 원격측정장치(130)는 센서 등이 정상적으로 동작하는지 확인하는 장치 초기화 작업을 실시한다(S710). 관리서버(150)는 배출기준을 미리 설정한다(S715).
작업개시 신호가 원격측정장치로 입력되면(S720), 원격측정장치는 배출구를 개방하고(S725) 송풍팬을 가동시킨다. 센서모듈(530)로부터 대기오염물질의 농도에 대한 측정데이터를 입력받고, 전력량측정계로부터 송풍팬(114)의 전력소모량에 대한 측정데이터를 입력받는다(S730).
측정데이터는 관리서버로 전송되고(S735), 관리서버는 외부 서버로부터 수신한 기준데이터를(S740) 이용하여 측정데이터를 보정한다(S745). 보정된 데이터는 원격측정장치로 전송되어(S750) 출력장치로 출력된다(S755).
관리서버는 보정데이터를 저장장치에 저장하여(S757), 사용자단말로부터 요청이 있는 경우(S790), 요청된 데이터를 검색하여(S795) 사용자단말로 해당 데이터를 전송할 수 있다(S797).
관리서버는 필터상태를 확인하여(S760), 필터상태에 이상이 있다고 판단하면 사용자단말로 필터상태에 대한 알림을 전송한다(S765). 관리서버는 원격측정장치로 필터상태에 대하여 전송할 수 있고(S770), 원격측정장치는 필터상태를 출력장치를 이용하여 출력할 수 있다(S775).
작업종료 신호가 원격측정장치로 입력되면(S780), 원격측정장치는 송풍팬을 정지시키고, 배출구를 폐쇄한다(S785).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템에서 원격측정장치가 동작하는 방법을 나타내는 순서도이다.
원격측정장치(130)는 기동하면 우선 장치를 초기화하고 정상동작을 하는지 확인한다(S810). 사용자로부터 작업개시 신호를 입력받으면, 굴뚝의 배출구 덮개(570)를 개방한다(S820). 그리고 송풍팬(114)의 가동을 시작하고 전력량 측정데이터를 수신한다(S825).
원격측정장치(130)는 센서모듈(530)로부터 대기오염물질에 대한 측정데이터를 수신한다(S830). 수신된 대기오염물질 및 전력량에 대한 측정데이터를 관리서버(150)로 송신하면(S840), 관리서버에서 측정데이터를 보정한 보정데이터를 송신하고, 원격측정장치가 보정데이터를 수신한다(S850). 원격측정장치는 보정데이터를 출력장치(290)로 보내고, 출력장치는 사용자에게 보정데이터를 보여준다(S860).
원격측정장치(130)는 관리서버로부터 전력량 데이터 또는 필터상태에 대하여 수신하는 경우(S870), 필터상태를 출력장치로 보내서 출력한다(S880).
원격측정장치(130)가 사용자로부터 작업종료 신호를 입력받는 경우(S890), 송풍팬(114)의 가동을 정지하고(S890), 굴뚝의 배출구 덮개(570)를 폐쇄한다(S895).
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템에서 관리서버가 동작하는 방법을 나타내는 순서도이다.
관리서버(150)는 배기가스 중 대기오염물질의 배출기준을 설정하고(S910), 원격측정장치(130)로부터 대기오염물질 농도, 전력량 등의 측정데이터를 수신한다(S920).
관리서버(150)는 외부서버(미도시)로부터 보정에 활용하는 기준데이터를 수신하고(S930), 보정이 필요한 경우(S940) 측정데이터를 보정하여 보정데이터를 구하고(S945), 보정데이터를 저장장치(490)에 저장하고(S950), 원격측정장치(130)로 보정데이터를 송신한다(S960).
관리서버(150)는 필터상태를 확인하여(S970), 필터상태가 이상인 것으로 판단한 경우 원격측정장치로 필터상태에 대하여 송신할 수 있고, 사용자단말(170)로 필터상태에 대하여 알림을 송신할 수 있다(S975).
사용자단말로부터 데이터 요청이 있는 경우(S980), 데이터를 검색하여 사용자단말로 송신할 수 있다(S985).
관리서버(150)가 보정데이터를 구하기 위해 먼저 기준데이터가 측정데이터를 보정할 만한 수준지 파악한다(S940). 예를 들어, 매 1분 간격으로 데이터를 측정하고, 최근 측정데이터(R1)가 10분전에 측정한 측정데이터(R10)보다 30% 이상의 변화가 있거나, 외부 서버로부터 입수한 미세먼지(PM10) 기준데이터가 80 μg/m3 이상인 경우, 외부 미세먼지에 의한 영향을 보정할 필요가 있는 것으로 판단한다.
관리서버(150)가 보정데이터를 구하는(S945) 방법의 예로는, 최근 측정데이터(R1)와 10분전 측정데이터(R10)의 시간당 상승률(기울기)인 (R10 - R1) / 10 을 이용하여, T분 경과된 이후의 보정데이터(VR)를 VR = R1 + (R10 - R1) / 10 * T 식으로 구할 수 있다. 외부서버로부터 수신한 미세먼지(PM10) 기준데이터가 80 μg/m3 이하가 되는 경우 보정을 중지한다.
필터상태를 확인하기(S970) 위해서, 보정데이터를 법적으로 허용되는 허용기준치와 비교한다. 법적인 허용기준치는 미세먼지 50 ppm 과, VOC 200 ppm 이며, 이를 초과하는 경우에 관리서버는 사용자단말로 필터교체 알람을 송신한다.
필터상태를 확인하기(S970) 위해서, 전력량측정계를 이용하여 필터교환 이후 주간 누적전력량을 측정할 수 있다. 미세먼지와 VOC가 법적기준치 이내인 경우라도, 주간 누적전력량이 임계전력량보다 커지는 경우에 사용자단말로 미리 필터를 교체하도록 알림을 전송할 수 있다. 이때 임계전력량은 필터교체후 최초 1주간 전력량의 1.8배로 설정할 수 있다.
112 : 도장부스(112)
114 : 송풍팬(114)
116 : 굴뚝(116)
130 : 원격측정장치(130)
150 : 관리서버(150)
170 : 사용자단말(170)
210 : 센서통신모듈(210)
230 : 제어모듈(230)
250 : 서버통신모듈(250)
270 : 출력모듈(270)
290 : 출력장치(290)
410 : 측정장치통신부(410)
420 : 외부서버통신부(420)
430 : 제어부(430)
450 : 단말통신부(450)
470 : 기록관리부(470)
490 : 저장장치(490)
510 : 필터(510)
530 : 센서모듈(530)
540 : 배출구(540)
550 : 개폐가이드(550)
570 : 덮개(570)
590 : 고정축(590)
595 : 배출가이드(595)
114 : 송풍팬(114)
116 : 굴뚝(116)
130 : 원격측정장치(130)
150 : 관리서버(150)
170 : 사용자단말(170)
210 : 센서통신모듈(210)
230 : 제어모듈(230)
250 : 서버통신모듈(250)
270 : 출력모듈(270)
290 : 출력장치(290)
410 : 측정장치통신부(410)
420 : 외부서버통신부(420)
430 : 제어부(430)
450 : 단말통신부(450)
470 : 기록관리부(470)
490 : 저장장치(490)
510 : 필터(510)
530 : 센서모듈(530)
540 : 배출구(540)
550 : 개폐가이드(550)
570 : 덮개(570)
590 : 고정축(590)
595 : 배출가이드(595)
Claims (9)
- 자동차 도장작업장에서 굴뚝을 통해 배출되는 대기오염물질을 관리하기 위하여, 센서모듈, 전력량측정계, 원격측정장치, 관리서버, 사용자단말을 포함하는 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템에 있어서,
상기 센서모듈은 상기 굴뚝의 내부에 설치되고,
상기 굴뚝을 통해 배출되는 가스의 미세먼지를 측정하는 미세먼지센서; 및
상기 굴뚝을 통해 배출되는 가스의 휘발성 유기 화합물(VOC)의 양을 측정하는 VOC센서;를 포함하며,
상기 전력량측정계는 상기 굴뚝을 통해 대기오염물질을 배출시키는 송풍팬에서 소모되는 전력량을 측정하며,
상기 원격측정장치는,
상기 센서모듈의 센서들과 상기 전력량측정계로부터 각각의 측정데이터를 입력받는 센서통신모듈;
상기 측정데이터를 상기 관리서버로 전송하고, 상기 관리서버로부터 상기 측정데이터를 보정한 보정데이터를 수신하는 서버통신모듈;
출력장치로 상기 보정데이터를 송신하는 출력모듈; 및
상기 송풍팬의 가동을 제어하는 제어모듈;을 포함하고,
여기서, 상기 보정데이터는, 미리 정해진 시간 동안 상기 미세먼지센서의 상기 측정데이터의 변화율이 임계 값을 초과하는 경우 또는 대기의 미세먼지 농도를 나타내는 기준데이터가 미리 정해진 값 이상인 경우, 상기 대기의 미세먼지에 의한 영향을 반영하여 상기 미세먼지센서의 상기 측정데이터가 수정된 것인 것을 특징으로 하는 대기오염물질 배출관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 관리서버는,
상기 측정데이터의 보정에 사용하는 상기 기준데이터를 수신하는 외부서버통신부;
상기 기준데이터를 이용하여 상기 미세먼지센서의 측정데이터로부터 보정데이터를 구하는 제어부;
상기 보정데이터를 저장장치에 기록하는 기록관리부;
상기 사용자단말로 상기 보정데이터와 필터정보를 송신하는 단말통신부; 및
상기 원격측정장치로부터 상기 측정데이터를 수신하고, 상기 원격측정장치로 상기 보정데이터를 송신하는 측정장치통신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기오염물질 배출관리 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 관리서버는,
상기 기준데이터가 상기 미리 정해진 값 이상인 경우,
최근 미세먼지 측정데이터(R1)와 10분전 미세먼지 측정데이터(R10)를 이용하여, T분 경과된 이후의 보정데이터(VR)를
VR = R1 + (R10 - R1) / 10 * T
로 구하는 것을 특징으로 하는 대기오염물질 배출관리 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 관리서버는,
상기 보정데이터가 허용기준치를 초과하는 경우와 필터교환 이후 상기 송풍팬에서 소모한 누적전력량이 임계전력량을 초과하는 경우에, 상기 사용자단말로 필터교환 알림을 송신하는 것을 특징으로 하는 대기오염물질 배출관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 굴뚝의 배출구에 결합하고, 상기 센서통신모듈의 신호에 의해 개폐되는 덮개;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기오염물질 배출관리 시스템. - 자동차 도장작업장에서 굴뚝을 통해 배출되는 대기오염물질을 관리하기 위하여, 센서모듈, 전력량측정계, 원격측정장치, 관리서버, 사용자단말을 포함하는 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템의 대기오염물질 배출관리 방법에 있어서,
상기 원격측정장치가 사용자로부터 작업개시 신호를 입력받는 단계;
상기 원격측정장치가 상기 굴뚝의 배출구 덮개를 개방하는 단계;
상기 원격측정장치가 송풍팬의 가동을 시작하는 단계;
상기 원격측정장치가 상기 센서모듈로부터 측정데이터를 수신하는 단계;
상기 원격측정장치가 상기 관리서버로 상기 측정데이터를 송신하는 단계;
상기 원격측정장치가 상기 관리서버로부터 상기 측정데이터를 보정한 보정데이터를 수신하는 단계;
상기 원격측정장치가 출력장치로 상기 보정데이터를 출력하는 단계;
상기 원격측정장치가 상기 관리서버로부터 필터상태에 대하여 수신하는 경우, 상기 출력장치로 상기 필터상태를 출력하는 단계;
상기 원격측정장치가 사용자로부터 작업종료 신호를 입력받는 단계;
상기 원격측정장치가 상기 송풍팬의 가동을 정지하는 단계; 및
상기 원격측정장치가 상기 굴뚝의 배출구 덮개를 폐쇄하는 단계;를 포함하고,
상기 보정데이터는 상기 센서모듈의 미세먼지센서의 측정데이터가, 미리 정해진 시간 동안 상기 미세먼지센서의 상기 측정데이터의 변화율이 임계 값을 초과하는 경우 또는 대기의 미세먼지 농도를 나타내는 기준데이터가 미리 정해진 값 이상인 경우, 상기 대기의 미세먼지에 의한 영향을 반영하여 수정된 것인 것을 특징으로 하는 대기오염물질 배출관리 방법. - 자동차 도장작업장에서 굴뚝을 통해 배출되는 대기오염물질을 관리하기 위하여, 센서모듈, 전력량측정계, 원격측정장치, 관리서버, 사용자단말을 포함하는 자동차 도장작업장의 대기오염물질 배출관리 시스템의 대기오염물질 배출관리 방법에 있어서,
상기 관리서버가 배기가스 중 대기오염물질의 배출기준을 설정하는 단계;
상기 관리서버가 상기 원격측정장치로부터 측정데이터를 수신하는 단계;
상기 관리서버가 외부서버로부터 기준데이터를 수신하는 단계;
상기 관리서버가 상기 측정데이터를 보정하여 보정데이터를 구하는 단계;
상기 관리서버가 상기 원격측정장치로 상기 보정데이터를 송신하는 단계;
상기 관리서버가 저장장치로 상기 보정데이터를 저장하는 단계;
상기 관리서버가 필터상태를 확인하는 단계;
상기 관리서버가 상기 필터상태가 이상인 것으로 판단한 경우, 상기 원격측정장치로 상기 필터상태에 대하여 송신하는 단계; 및
상기 관리서버가 상기 필터상태가 이상인 것으로 판단한 경우, 상기 사용자단말로 상기 필터상태에 대하여 알림을 송신하는 단계;를 포함하고,
상기 기준데이터는 대기의 미세먼지 농도에 관한 것이며,
상기 보정데이터는 상기 측정데이터 중 미세먼지 측정데이터가, 미리 정해진 시간 동안 상기 미세먼지 측정데이터의 변화율이 임계 값을 초과하는 경우 또는 상기 기준데이터가 미리 정해진 값 이상인 경우, 상기 대기의 미세먼지에 의한 영향을 반영하여 수정된 것인 것을 특징으로 하는 대기오염물질 배출관리 방법. - 제7항에 있어서,
상기 보정데이터를 구하는 단계는,
상기 관리서버가 상기 기준데이터가 상기 미리 정해진 값 이상인지 파악하는 단계; 및
최근 미세먼지 측정데이터(R1)와 10분전 미세먼지 측정데이터(R10)를 이용하여, T분 경과된 이후의 보정데이터(VR)를
VR = R1 + (R10 - R1) / 10 * T
로 구하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기오염물질 배출관리 방법. - 제7항에 있어서,
상기 필터상태를 확인하는 단계는,
필터교환 이후 상기 전력량측정계를 이용하여 측정한 송풍팬에서 소모한 누적전력량을 임계전력량과 비교하는 단계; 및
상기 누적전력량이 상기 임계전력량을 초과하는 경우, 필터상태를 이상으로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기오염물질 배출관리 방법.
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