KR102384783B1 - 실내외 대기 환경을 고려한 환기 자동제어 모듈, 방법 및 애플리케이션 - Google Patents

실내외 대기 환경을 고려한 환기 자동제어 모듈, 방법 및 애플리케이션 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실내외 대기 환경을 고려하여 환기 장치의 개폐를 제어하는 환기 자동제어 모듈에 있어서, 대기 환경을 구성하는 복수의 대기 요소에 대한 실내 데이터 및 실외 데이터를 수신받는 수신부; 상기 환기 장치의 개폐 주기를 설정하고, 상기 대기 요소가 측정되는 수치 범위 중 일정 구간을 시간과 매칭하여 상기 대기 요소가 시간화 변환되도록 변환 기준을 설정하는 기준 설정부; 상기 기준 설정부에서 설정된 변환 기준에 따라 상기 실내외 데이터를 시간으로 변환하여 변환값을 생성하는 변환부; 및 상기 개폐 주기 및 상기 변환값을 통해 상기 환기 장치의 개방시간을 산출하는 판단부를 포함하여 실내외 대기 환경에 따라 자동으로 환기 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

실내외 대기 환경을 고려한 환기 자동제어 모듈, 방법 및 애플리케이션{VENTILATION AUTOMATIC CONTROL MODULE, METHOD AND APPLICATION CONSIDERING INDOOR AND OUTDOOR ATMOSPHERIC CONDITIONS}
본 발명은 실내 공기를 환기시키는 환기 장치를 자동으로 제어할 수 있는 환기 자동제어 모듈, 방법 및 애플리케이션에 관한 것이다.
최근 미세먼지 증가 등 대기 환경이 나빠짐에 따라 공기청정기에 대한 수요가 증가하고, 공기청정기 시장 규모가 증가하였다. 대표적인 실내 공기오염 물질은 페인트, 접착제 등 건축자재에서 발생하는 포름알데히드, 휘발성 유기화합물이 있고, 히터, 가스레인지의 연소로부터 발생하는 이산화질소, 일산화탄소가 있으며, 무색·무취·무미의 자연 방사능 물질인 라돈, 오염된 카펫, 동물의 털 등에서 발생하여 천식, 습진 등을 유발하는 곰팡이, 세균 등의 부유 미생물 등 그 종류가 매우 다양하다.
공기청정기는 공기 중의 이물질을 흡입하여 필터를 통해 여과시킴으로써 미세먼지 등의 이물질을 제거하는 장치이다. 그러나, 공기청정기는 공기 중의 유기화합물을 충분히 제거하지 못하므로, 실내 공기를 환기시켜서 유기화합물을 희석하여 제거해야 한다. 그러므로, 공기청정기만으로는 실내 공기 상태를 개선시키는데 한계가 있으므로 환기가 요구된다. 이에 단체 거주 가구에서는 공기청정 기능과 공기순환 기능을 함께 이용하기 위해 공기청정기의 필터를 내장한 환기설비를 사용한다. 그러나, 공기청정 기능과 환기 기능이 결합된 기존의 제품은 일반적으로 항상 환기를 하거나 하루 중 일정 시간 동안 환기를 한다. 보통 하루 3번 30분씩 환기를 할 것이 권장되고 있다.
그러나, 최근 한국에너지기술연구원이 발표한 연구 결과에 따르면, 환기를 특정 시간에만 하는 것으로는 부족하고, 시간당 12번 정도 자주 해야 한다. 그러나, 이마저도 실내외의 공기 환경에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 실외의 미세먼지 농도가 더 높은 경우에 실내 공기를 환기하기 위해 실외 공기를 유입시키면 오히려 실내 공기 환경이 더 나빠지는 결과를 초래한다.
따라서 환기 시에는 실내 공기 환경뿐만 아니라 실외 공기 환경도 고려되어야 한다. 환기 시간을 조정하는 것과 관련하여 실내의 유기화합물 또는 이산화탄소의 배출 및 실외 공기의 유입을 모두 고려하여 환기를 위한 개방시간이 조절되어야 한다. 개방시간이 너무 짧으면 실내의 유기화합물 등이 배출되지 못하고, 개방시간이 너무 길면 실외의 유기화합물 또는 미세먼지 등의 유해물질이 유입되기 때문이다.
또한, 환기 장치 또는 공기청정기에는 전열교환기도 함께 내장되는데, 실내와 실외의 온도 차이가 클 때 작동시키면, 큰 온도차로 인해 환기설비에 내장된 전열교환 소자와 공기청정기 필터에 결로현상이 발생하게 되고, 이에 필터가 오염되거나 환기설비의 수명이 감소하는 문제가 있다. 따라서, 환기 여부 또는 환기 시간을 결정함에 있어서 실내외의 공기 환경이 모두 고려되어야 하고, 유기화합물 또는 미세먼지 농도 등 공기 환경이 모두 고려되어야 하며, 환기설비의 결로 방지될 수 있는 온도까지 종합적으로 고려되어야 한다.
이에, 본 출원인은 실내외 대기 상태를 종합적으로 고려함과 동시에 추가로 온도를 통한 결로 방지를 위하여, 실내외 상황에 따라 개방시간을 조정하는 기준을 제시하여 자동적으로 환기를 할 수 있도록 추가적인 연구 개발을 진행하였다.
본 발명은 실내외의 대기 환경을 종합적으로 고려하여 실내외 상황에 따라 자동으로 실내 공기가 환기되며, 실내외 공기가 순환하는 과정에서 환기 장치가 결로되지 않도록 하는 제어 모듈, 방법 또는 애플리케이션을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 실내외 대기 환경을 고려하여 환기 장치의 개폐를 제어하는 환기 자동제어 모듈에 있어서, 대기 환경을 구성하는 복수의 대기 요소에 대한 실내 데이터 및 실외 데이터를 수신받는 수신부; 상기 환기 장치의 개폐 주기를 설정하고, 상기 대기 요소가 측정되는 수치 범위 중 일정 구간을 시간과 매칭하여 상기 대기 요소가 시간화 변환되도록 변환 기준을 설정하는 기준 설정부; 상기 기준 설정부에서 설정된 변환 기준에 따라 상기 실내외 데이터를 시간으로 변환하여 변환값을 생성하는 변환부; 및 상기 개폐 주기 및 상기 변환값을 통해 상기 환기 장치의 개방시간을 산출하는 판단부를 포함하여 실내외 대기 환경에 따라 자동으로 환기 가능한 것을 일 특징으로 한다.
바람직하게, 동일한 유형의 상기 대기 요소에 대해 상기 실내 데이터와 상기 실외 데이터의 크기를 비교하는 데이터 비교부를 더 포함하며, 상기 기준 설정부에서 설정되는 상기 변환 기준은, 상기 데이터 비교부의 비교 결과에 따라 다를 수 있다.
바람직하게, 상기 수신부에서 수신된 상기 실내외 데이터는, 실내외의 상기 대기 요소로서 미세먼지 농도, CO2 농도, 온습도 또는 이슬점 온도를 포함할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 실내외의 미세먼지 농도, CO2 농도, 온도 및 이슬점 온도를 고려하여, 실내 공기를 환기시키는 환기 장치의 개폐 여부를 제어하는 환기 자동제어 방법에 있어서, (a) 실내외의 미세먼지 데이터, CO2 데이터, 온도 데이터 및 이슬점 데이터를 수신하는 단계; (b) 상기 환기 장치의 개폐 주기를 설정하고, 대기 환경이 갖는 수치 범위를 복수 개의 구간으로 나누어, 각 구간을 시간과 매칭시킴으로써 대기 환경의 수치를 시간화 변환하는 단계; (c) 상기 실내 미세먼지 데이터와 상기 실외 미세먼지 데이터를 비교하는 단계; (d) 상기 실외 미세먼지 데이터보다 상기 실내 미세먼지 데이터가 더 큰 경우, 상기 (b)단계의 변환 기준에 따라 상기 실내 CO2 데이터를 시간화 변환하여 변환값 C를 생성하는 단계; (e) 상기 실내 이슬점 데이터와 상기 실외 이슬점 데이터를 비교하여, 양 데이터간 차이를 상기 (b)단계의 변환 기준에 따라 시간화 변환하여 변환값 N1을 생성하는 단계; (f) 상기 개폐 주기와 상기 C, 상기 N1을 통해 상기 환기 장치의 개방시간을 설정하는 단계; 및 (g) 상기 실외 온도 데이터가 상기 실내 온도 데이터보다 낮은 경우, 상기 실외 온도 데이터를 상기 (b)단계의 변환 기준에 따라 시간화 변환하여 변환값 N2를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 (f) 단계는 상기 (g) 단계에서 생성된 N2를 포함하여 상기 개방시간을 설정하는 것을 다른 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 이동통신단말기에 설치되며, 제4항의 환기 자동제어 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 환기 자동제어 애플리케이션인 것을 다른 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 실내외 대기 환경으로서 미세먼지 농도, 유기화합물 농도, 온도, 이슬점 온도 등을 종합적으로 고려하여 환기 장치의 개폐 여부 또는 개방시간을 제어할 수 있다. 따라서, 실내 공기를 외부로 방출하거나 실외 공기를 내부로 유입시킴에 있어 효과적으로 환기 기능을 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 환기 장치에 결로가 발생하는 기준이 되는 실내외 이슬점 온도 차이와 최저 실외 온도를 고려하므로 환기 장치에 결로가 발생하는 것을 방지할 수 있어 환기 장치의 고장 발생 가능성이 낮아진다.
또한, 본 발명은 환기 장치를 제어할 수 있는 모듈, 방법 또는 애플리케이션으로서, 기존에 설치·제조된 환기 장치에 적용될 수 있으므로 별도의 환기 장치를 설치하지 않아도 되어 활용도가 높고 편리하다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 환기 자동제어 모듈의 구성도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예로서, 환기 자동제어 방법을 통해 환기 장치의 개방시간이 설정되는 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 환기 자동제어 모듈(1)의 구성도를 나타낸다.
환기 자동제어 모듈(1)은 실내의 벽면에 설치된 환기 장치의 내부에 별도로 마련될 수 있다. 환기 자동제어 모듈(1)은 환기 장치의 내부에 마련되어 개폐되면서 환기 장치 중 실내외 공기를 통과시키는 개폐부의 개방 여부 및 개방시간을 제어할 수 있다. 이때, 환기 자동제어 모듈(1)은 실내외 대기 환경을 고려하여 환기 장치의 개폐를 제어할 수 있다.
환기 자동제어 모듈(1)은 기준 설정부(11), 수신부(13), 데이터 비교부(15), 변환부(17) 및 판단부(19)를 포함할 수 있다.
기준 설정부(11)는 환기 장치의 개폐 주기를 설정할 수 있다. 즉, 환기 장치는 설정된 개폐 주기마다 측정된 실내외 대기 환경에 대한 데이터가 종합적으로 고려된 환기 장치의 개폐 여부 또는 개방시간에 따라 제어될 수 있다.
본 발명의 환기 자동제어 모듈(1)의 목적은 반복적이며 자동적으로 환기를 수행하도록 하는 점에서, 일정 주기를 기준으로 반복하여 실내외 대기 환경을 점검하고, 대기 환경에 따라 계속하여 환기를 수행할 수 있다. 또한, 환기 장치의 개폐 주기에 따라 반복적으로 환기가 되면서 실내 대기 환경은 보다 쾌적해질 수 있다.
예를 들어, 기준 설정부(11)에서 개폐 주기가 10분으로 설정된 경우, 수신부(13)는 시작 시점(0분)에서 측정된 실내외 대기 환경에 대한 실내외 데이터를 수신받는다. 이후, 후술하는 변환부(17) 및 판단부(19)에서의 수행을 통해 개폐 주기인 10분 이내에서 제1 개방시간이 설정될 수 있다. 만약, 첫 번째 주기의 제1 개방시간이 6분으로 설정되었다면, 6분 동안은 환기 장치의 개폐부가 개방되고, 4분 동안은 폐쇄된다. 이후 다음 시작 시점(10분)에서 측정된 실내외 데이터를 수신받고, 그 시점에서의 실내외 대기 환경에 따라 다음 주기에서의 제2 개방시간이 설정될 수 있다.
또한, 기준 설정부(11)는 기본 환기 시간을 설정할 수 있다. 기본 환기 시간은 실내외 대기 환경에 따른 환기 장치 개폐의 개방시간을 설정하는 기준이 될 수 있다. 즉, 개폐 주기에 따라 일정 시점의 실·내외 데이터를 수신받되, 기본 환기 시간을 기준으로 실내외 대기 환경에 따라 개방시간이 증가 또는 감소될 수 있다.
예를 들어, 개폐 주기를 10분으로 설정하고, 기본 환기 시간을 5분으로 설정하는 경우, 5분을 기준으로 개방시간이 증감되며, 최대 10분까지 개폐부가 개방될 수 있다. 기본 환기 시간을 설정하는 경우에는 복수의 대기 요소에 대한 센서를 통해 측정된 실내외 데이터의 수치가 나쁘지 않은 경우라도 기본적인 환기가 수행될 수 있다. 이는, 실내외 대기 환경을 고려하여 환기를 제어하면서도 실내 대기 순환이라는 환기의 기본적인 목적을 달성하기 위한 것이다. 복수의 센서로 대기 환경을 파악하는 것이 가능하나, 대기에 포함된 모든 요소를 각각 별개의 센서로 파악하는 데 한계가 있기 때문에 본 발명의 실시 예에서는 일정 시간이 지나면 실내외 공기를 순환시키는 기본 환경을 조성할 수 있다.
기준 설정부(11)는 대기 환경을 구성하는 복수의 대기 요소가 측정되는 각각의 수치 범위 중 일정 구간을 시간과 매칭하여 대기 요소가 시간화 변환되도록 변환 기준을 설정할 수 있다. 기준 설정부(11)에서 설정하는 시간화 변환 기준은 실내외 대기 환경을 시간에 매칭하여 개방시간을 산출하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 실내의 CO2 농도가 높을 때에는 실내 CO2 농도가 낮을 때보다 더 긴 시간 환기가 필요하다. 따라서 CO2 농도가 일정 범위(또는 구간)일 때 그에 따른 개방시간을 산정하여 각 대기 요소를 시간화 변환하는 것이다. 기준 설정부(11)가 설정하는 변환 기준은 대기 요소의 종류에 따라 다르게 설정될 수 있다. 즉, 변환 기준은 대기 요소에 따라 구분되는 구간의 범위 간격이 상이하며, 매칭되는 시간 간격이 상이할 수 있다. 또한, 이때 각 구간마다 부여되는 시간은 동일하거나 또는 다를 수 있다.
또한, 기준 설정부(11)가 설정하는 변환 기준은 데이터 비교부(15)의 비교 결과에 따라 달라질 수 있다. 보다 자세히 설명하면, 실내외 대기 환경의 차이에 따라 변환 기준이 상이할 수 있다. 예를 들어, 실내 미세먼지 농도가 실외 미세먼지 농도보다 높은 경우는 실내외 미세먼지 농도는 더 이상 고려하지 않고 실내 CO2 농도 또는 실내외 온도 등 다른 대기 요소를 종합적으로 고려한다. 반면, 실외 미세먼지 농도가 더 높을 때 환기를 하면 실외의 미세먼지가 실내로 유입되어 실내 대기 환경이 나빠지므로, 이때에는 실외 미세먼지 농도만을 개방시간 산정 기준으로 설정할 수 있다.
기준 설정부(11)는 실내외 데이터가 미세먼지 농도인 경우, 실내 미세먼지 농도를 기준으로 실외 미세먼지 농도와의 차이에 따라 시간화 변환할 수 있다. 기준 설정부(11)는 실내외 데이터가 CO2 농도인 경우, CO2 농도의 50ppm 구간당 시간화 변환할 수 있다. CO2 농도는 최소 400ppm부터 최대 1000ppm 범위에서 50ppm을 기준으로 구분될 수 있고, 각 구간마다 시간이 설정될 수 있다. 또한 기준 설정부(11)는 실내외 데이터가 이슬점 온도인 경우, 실내 이슬점 온도를 기준으로 실외 이슬점 온도와의 차이에 따라 시간화 변환할 수 있다. 이슬점 온도는 온도와 습도에 따라 결정되며, 기온이 이슬점 온도보다 낮아지면 결로현상이 발생할 수 있다. 본 발명의 환기 자동제어 모듈(1)은 실내외 이슬점 온도를 고려하여 환기 장치의 결로 현성을 방지할 수 있다. 기준 설정부(11)는 실내외 이슬점 온도의 차이를 구간화하여 시간 변환할 수 있다.
수신부(13)는 대기 환경을 구성하는 복수의 대기 요소에 대한 실내 데이터 및 실외 데이터를 수신받을 수 있다. 수신부(13)는 환기 장치의 개폐 주기로 설정된 주기마다 실내외 데이터를 수신받을 수 있다. 수신부(13)는 실내외 데이터로서 미세먼지 농도, CO2 농도, 온습도 또는 이슬점 온도 데이터를 수신받을 수 있다.
데이터 비교부(15)는 동일한 유형의 대기 요소에 대해 실내 데이터와 실외 데이터의 크기를 비교할 수 있다. 데이터 비교부(15)는 실내 미세먼지 데이터와 실외 미세먼지 데이터를 비교할 수 있으며, 실내 이슬점 데이터와 실외 이슬점 데이터를 비교할 수 있다. 데이터 비교부(15)의 비교 결과에 따라 기준 설정부(11)에서 설정되는 변환 기준이 달라질 수 있다.
변환부(17)는 수신부(13)에서 수신된 실내외 데이터를 기준 설정부(11)에서 설정된 변환 기준에 따라 시간으로 변환하여 변환값을 생성할 수 있다. 변환값을 시간일 수 있으며, 복수의 대기 요소에 대해 변환값은 각각 생성될 수 있다. 보다 자세히 설명하면, 기준 설정부(11)는 CO2 농도에 대해 400ppm를 기준으로 하여 CO2 농도가 50ppm 증가할 때마다 환기 장치의 개폐부의 개방시간을 25초 늘어나도록 변환 기준을 설정할 수 있다. 이를 기준으로 하여 변환부(17)는 특정 시점에서 측정되어 수신부(13)로 수신된 500ppm의 실내 CO2 데이터에 대해, 기준인 400ppm 보다 100ppm 높으므로 50초(25s*2)로 변환하여 변환값(50초)를 생성할 수 있다.
또한, 변환부(17)는 실내외 데이터가 복수 개인 경우, 데이터 비교부(15)의 비교 결과 또는 대기 요소의 종류에 따라 설정된 변환 기준으로 각각의 대기 요소에 따른 변환값을 생성할 수 있다. 이는 변환 기준이 데이터 비교부(15)의 비교 결과 또는 대기 요소의 종류에 따라 달라지는 것으로부터 기인한다.
판단부(19)는 개폐 주기 및 변환값을 통해 환기 장치의 개방시간을 산출할 수 있다. 판단부(19)는 복수의 대기 요소에 대해 각각 생성된 복수의 변환값을 종합하여 개방시간을 산출할 수 있다. 판단부(19)는 개방시간을 산출하는 과정에서 실내외 미세먼지 농도, CO2 농도, 이슬점 온도 순서대로 고려하여 판단할 수 있다. 개폐 주기는 환기 장치의 개폐부가 개방될 수 있는 최대 시간이며, 변환값은 0보다 크고 개폐 주기 시간보다 작은 범위로서 개폐부가 개방되는 개방시간일 수 있다. 반면, 개폐 주기에서 변환값을 제외한 시간은 개폐부가 닫힌 상태일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예로서, 환기 자동제어 방법을 통해 환기 장치의 개방시간이 설정되는 과정을 나타낸 순서도이다. 도 2에서는 실내외 대기 환경으로서 실내외의 미세먼지 농도, CO2 농도, 온도 및 이슬점 온도를 고려하는 것을 가정한다. 먼저 실내외에 마련된 복수의 센서를 통해 미세먼지, CO2, 온도, 이슬점에 대한 측정 시점에서의 실내외 데이터를 수신한다. 그 다음, 개폐 주기, 시간화 변환 주기를 설정한다. 이 단계에서 기본 환기 시간도 함께 설정할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 개폐 주기 10분, 기본 환기 시간은 5분으로 가정하여 환기 장치의 개방시간을 산출하는 과정을 설명한다. 도 2에서는 설명 및 계산의 편의를 위해 분(min)을 초(sec)로 변환하여 개방시간을 이하 계산한다.
본 발명의 실시 예에서 미세먼지에 대한 시간화 변환 주기는 실외 미세먼지 농도가 실내 미세먼지 농도보다 높을수록 개방시간을 늘리며, 최대 120s를 최대 범위로 설정할 수 있다.
CO2에 대한 시간화 변환 주기는 CO2 농도의 범위를 최소 400ppm, 최대 1,000ppm으로 설정하고, 400ppm을 기준으로 50ppm 증가할 때마다 개방시간이 25s 증가하는 것으로 설정할 수 있다. 이러한 기준으로 CO2 농도에 대해 최대 300s 개방될 수 있다.
이슬점 온도에 대한 시간화 변환 주기는 실내외 이슬점 온도차 0.5℃마다 개방시간이 4s 증가하는 것으로 설정될 수 있다. 이러한 기준으로 최대 120s 개방될 수 있다.
온도에 대한 시간화 변환 주기는 실외 온도가 영하 10℃인 것을 기준으로 1℃마다 개방시간이 10s 증가하는 것으로 설정될 수 있다. 이러한 기준으로 최대 60s 개방될 수 있다. 개폐 주기 또는 시간화 변환 주기는 실내외 대기환경에 따라 각각 다르게 설정될 수 있다. 설정 순서는 제한되지 않는다.
또한, 각 대기 요소를 시간화 변환하여 변환값을 산출할 수 있다. 도 2에서는 미세먼지 농도에 대한 변환값을 D로 표현하였으며, CO2 농도에 대한 변환값은 C, 이슬점 온도차에 대한 변환값은 N1, 실외 온도에 대한 변환값을 N2로 표현하였다. 본 발명은 개방시간을 산정함에 있어 실내외의 여러 대기 요소를 종합적으로 고려하므로, 복수의 변환값(D, C, N1, N2)를 합산하여 최종 개방시간을 산출할 수 있다.
다음 단계로, 실외 미세먼지 농도(Dout)와 실내 미세먼지 농도(Din)의 크기를 비교할 수 있다. Dout가 Din보다 큰 경우에는 장시간 환기를 하면 실외의 높은 농도의 미세먼지가 오히려 실내에 유입되어 실내 대기 환경에 이롭지 않을 수 있다. 따라서, 이 경우에는 Dout만을 고려하여 Dout의 수치 범위에 따라 변환값 D를 최소 0s에서 최대 120s 사이에서 산정할 수 있다. 이때 CO2, 온도, 이슬점 온도 등 다른 요소는 고려하지 않을 수 있다(C, N1, N2 =0).
그러나, Din가 Dout보다 크거나 같은 경우에는 환기를 통해 실내 미세먼지를 실외로 배출하거나, 미세먼지 이외의 다른 대기 요소도 고려하여 개방시간을 조절할 수 있다. Din가 Dout보다 크거나 같은 경우에는 변환값 D는 0으로 설정하고, 다른 대기 요소를 고려할 수 있다. 도 2에서는 CO2, 이슬점 온도, 실내외 온도 차를 병렬적으로 나열하여 각 대기 요소 간 판단의 순서를 별도로 두지 않았으나, 각 요소는 판단되는 순서가 설정될 수 있고 또한 변형될 수 있다.
그 중 먼저 실내 CO2 농도를 고려하면, 시간화 변환 주기를 설정하는 단계에서 전술한 바와 같이 실내 CO2 농도는 400ppm ~ 1,000ppm 범위에서 50ppm당 25s 증가하는 것으로 계산하여 변환값 C를 산출할 수 있다. 이를 하기의 수학식 1로 표현할 수 있다.
Figure 112020119620937-pat00001
예를 들어, 실내 CO2 농도가 550ppm이라면, 400ppm 기준으로부터 150ppm 높으므로, 이는 25s×3=150ppm/2로서, C는 75s일 수 있다.
다음으로, 실내 이슬점 온도(Tdi)와 실외 이슬점 온도(Tdo)의 차이에 따라 N1을 산출할 수 있다. 전술한 바와 같이 Tdi와 Tdo의 온도차이 0.5℃당 4s 증가하는 것으로 계산하여 변환값 N1을 산출할 수 있다. 이를 하기의 수학식 2로 표현할 수 있다.
Figure 112020119620937-pat00002
예를 들어, Tdi가 15.8℃이고, Tdo가 13.3℃인 경우라면, 실내외 이슬점 온도 차이가 2.5℃이므로 2.5×8로서, N1은 20s일 수 있다.
다음으로, 측정 시점에서의 실외 온도(Tout)와 겨울철 최저 기온(Tbase)을 비교할 수 있다. Tout가 Tbase보다 낮으면 환기 장치의 개폐부를 열어 환기를 하는 경우 환기 장치에 결로가 발생할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 전술한 변환 기준에 따라, Tout를 영하 10℃를 기준으로 하여 1℃당 10s 증가하는 것으로 계산하여 변환값 N2를 산출할 수 있다. 이를 하기의 수학식 3으로 표현할 수 있다.
Figure 112020119620937-pat00003
예를 들어, Tout가 영하 14℃라면, 기준인 영하 10℃보다 4℃ 낮으므로 N2는 40s일 수 있다.
반면, Tout가 Tbase와 같거나, Tout가 더 높은 경우에는 N2를 0으로 산출 할 수 있다.
각 대기 요소에 대한 변환값 D, C, N1, N2를 산출한 후, 기설정한 개폐 주기, 기준 환기 시간, 변환값을 종합적으로 고려하여 환기 장치의 개방시간(S1)을 산출할 수 있다.
기준 환기 시간(300s)을 기준으로 하여, 미세먼지(D)와 CO2(C)에 대해서는 환기 시간을 늘리고, 이슬점 온도차(N1)가 크고 실외 온도(N2)가 낮은 경우는 환기 시간을 줄여 여러 대기 요소를 종합적으로 고려할 수 있다.
또한, 개폐 주기(600s) 중 개방시간(S1) 이외 시간은 폐쇄시간(S2)으로 설정하여, 환기 장치가 반복적이며 자동적으로 구동될 수 있다.
또한, 전술한 환기 자동제어 방법은 애플리케이션으로 구현될 수 있으며, 인터넷을 통해 사용자 단말에 다운로드 될 수 있다. 환기 자동제어 방법은 기록매체에 기록될 수 있으며, 컴퓨터를 통해 실행될 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
1 : 환기 자동제어 모듈
11 : 기준 설정부
13 : 수신부
15 : 데이터 비교부
17 : 변환부
19 : 판단부

Claims (5)

  1. 실내외 대기 환경을 고려하여 환기 장치의 개폐를 제어하는 환기 자동제어 모듈에 있어서,
    대기 환경을 구성하는 복수의 대기 요소에 대한 실내 데이터 및 실외 데이터를 수신받는 수신부;
    상기 환기 장치의 개폐 주기를 설정하고, 상기 대기 요소가 측정되는 수치 범위 중 일정 구간을 시간과 매칭하여 상기 대기 요소가 시간화 변환되도록 변환 기준을 설정하는 기준 설정부;
    상기 기준 설정부에서 설정된 변환 기준에 따라 상기 실내외 데이터를 시간으로 변환하여 변환값을 생성하는 변환부;
    상기 개폐 주기 및 상기 변환값을 통해 상기 환기 장치의 개방시간을 산출하는 판단부; 및
    동일한 유형의 상기 대기 요소에 대해 상기 실내 데이터와 상기 실외 데이터의 크기를 비교하는 데이터 비교부를 포함하며,
    상기 기준 설정부에서 설정되는 상기 변환 기준은,
    상기 데이터 비교부의 비교 결과에 따라 다른 것을 특징으로 하는 환기 자동제어 모듈.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신부에서 수신된 상기 실내외 데이터는,
    실내외의 상기 대기 요소로서 미세먼지 농도, CO2 농도, 온습도 또는 이슬점 온도를 포함하는 것을 특징으로 하는 환기 자동제어 모듈.
  4. 실내외의 미세먼지 농도, CO2 농도, 온도 및 이슬점 온도를 고려하여, 실내 공기를 환기시키는 환기 장치의 개폐 여부를 제어하는 환기 자동제어 방법에 있어서,
    (a) 실내외의 미세먼지 데이터, CO2 데이터, 온도 데이터 및 이슬점 데이터를 수신하는 단계;
    (b) 상기 환기 장치의 개폐 주기를 설정하고, 대기 환경이 갖는 수치 범위를 복수 개의 구간으로 나누어, 각 구간을 시간과 매칭시킴으로써 대기 환경의 수치를 시간화 변환하는 단계;
    (c) 상기 실내 미세먼지 데이터와 상기 실외 미세먼지 데이터를 비교하는 단계;
    (d) 상기 실외 미세먼지 데이터보다 상기 실내 미세먼지 데이터가 더 큰 경우, 상기 (b)단계의 변환 기준에 따라 상기 실내 CO2 데이터를 시간화 변환하여 변환값 C를 생성하는 단계;
    (e) 상기 실내 이슬점 데이터와 상기 실외 이슬점 데이터를 비교하여, 양 데이터간 차이를 상기 (b)단계의 변환 기준에 따라 시간화 변환하여 변환값 N1을 생성하는 단계;
    (f) 상기 개폐 주기와 상기 C, 상기 N1을 통해 상기 환기 장치의 개방시간을 설정하는 단계; 및
    (g) 상기 실외 온도 데이터가 상기 실내 온도 데이터보다 낮은 경우, 상기 실외 온도 데이터를 상기 (b)단계의 변환 기준에 따라 시간화 변환하여 변환값 N2를 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 (f) 단계는, 상기 (g) 단계에서 생성된 N2를 포함하여 상기 개방시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 환기 자동제어 방법.
  5. 이동통신단말기에 설치되며, 제4항의 환기 자동제어 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 환기 자동제어 애플리케이션.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20170029442A (ko) * 2017-02-22 2017-03-15 주식회사 레오테크 실내외 공기질 측정 기반의 환기 시스템
KR20170089047A (ko) * 2015-12-28 2017-08-03 주식회사 세스코 환기 시스템

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