KR102477937B1 - 광촉매 필터 및 광촉매 필터를 포함한 공기조화장치 - Google Patents

광촉매 필터 및 광촉매 필터를 포함한 공기조화장치 Download PDF

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Abstract

광촉매 필터가 개시된다. 본 광촉매 필터는, 유체가 통과할 수 있는 내부 공간이 형성된 기재 및 내부 공간에 마련되는 복수의 광촉매 비드를 포함하고, 내부 공간의 표면은 광반사성을 갖는다.

Description

광촉매 필터 및 광촉매 필터를 포함한 공기조화장치 { PHOTOCATALYST FILTER AND AIR CONDITIONER INCLUDING PHOTOCATALYTIC FILTER }
본 개시는 광촉매 필터 및 광촉매 필터를 포함한 공기조화장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 광반사 구조를 이용하여 광효율을 증대시킨 광촉매 필터 및 광촉매 필터를 포함한 공기조화장치에 관한 것이다.
최근 대기 오염, 미세먼지, 황사 등 때문에 실내 공기를 정화하기 위한 공기 정화 장치에 대한 수요가 증가하면서, 다양한 방식의 공기 정화 장치가 생산되었다. 예를 들어, 부직포 형태의 필터를 사용하거나 전기집진 방식의 정전 필터 등을 사용하는 공기 정화 장치가 있었다. 하지만, 이러한 필터로는 먼지를 거르는 것은 가능하지만 악취를 제거하거나 세균을 살균하는 것은 곤란하였다. 따라서 탈취를 위하여 활성탄으로 만들어진 별도의 탈취 필터가 사용되기도 하였으나, 활성탄을 이용한 탈취 필터는 내구성이 좋지 않고, 공기 중에 포함된 유해한 미생물을 살균할 수 없다는 문제가 있었다.
이러한 문제들을 해결하기 위해 탈취, 살균 등의 공기 정화 기능을 수행할 수 있는 광촉매 물질을 이용하는 기술이 연구되고 있었고, 대표적인 광촉매 물질로서 이산화티타늄(TiO2)을 들 수 있다. 이산화티타늄은 자외선을 받으면 라디칼을 생성하는데, 이러한 라디칼이 가지는 강한 산화력에 의해 미생물을 살균할 수 있고, 악취를 유발하는 냄새 물질을 분해시킬 수도 있다.
이와 같은 광촉매 물질을 이용하기 위해선 공기 정화기에 LED와 같은 별도의 광원이 구비될 필요가 있다. 광원이 많을수록 광촉매 반응이 증가하여 공기 정화 효과가 증가될 수 있으나, 그만큼 에너지 소비량도 증가한다는 단점이 있었다.
따라서, 에너지 소비를 절감할 수 있으면서도 공기 정화 효과를 향상시킬 수 있는 광촉매가 적용된 공기 정화 장치에 대한 요구가 있었다.
본 개시는 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 개시의 목적은 광반사 구조를 이용하여 광효율을 증대시킨 광촉매 필터 및 광촉매 필터를 포함한 공기조화장치를 제공함에 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따른 광촉매 필터는 유체가 통과할 수 있는 내부 공간이 형성된 기재 및 상기 내부 공간에 마련되는 복수의 광촉매 비드를 포함하고, 상기 내부 공간의 표면은 광반사성을 갖는다.
이 경우, 상기 내부 공간은 상기 기재 내측의 복수의 벽으로 정의되고, 상기 복수의 벽 모두는 광반사성을 가질 수 있다.
이 경우, 상기 복수의 벽은 반사성 물질로 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 반사성 물질은, 금속 또는 광반사성 수지일 수 있다.
한편, 상기 복수의 광촉매 비드는, 광촉매 물질 및 흡착제를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 흡착제는, 활성탄 및 제올라이트와 같은 기존 물질 중 적어도 하나일 수 있다.
한편, 상기 복수의 광촉매 비드는, 내부가 비어있는 구 형상일 수 있다.
한편, 상기 복수의 광촉매 비드는, 표면에 돌기를 가질 수 있다.
한편, 본 실시 예에 따른 광촉매 필터는 상기 광촉매 비드가 상기 기재로부터 이탈되지 않도록 상기 기재에 부착되는 커버를 더 포함하며, 상기 커버는 광촉매 물질을 포함할 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 공기조화장치는 유체가 통과할 수 있는 내부 공간이 형성된 기재와 상기 내부 공간에 마련되는 복수의 광촉매 비드를 포함하고, 상기 내부 공간의 표면은 광반사성을 갖는 광촉매 필터, 상기 필터에 공기를 유입하는 팬 유닛, 상기 필터에 광을 조사하는 광원부 및 상기 팬 유닛과 상기 광원부의 구동을 제어하는 프로세서를 포함한다.
이 경우, 본 실시 예에 따른 공기조화장치는 복수의 광촉매 비드를 포함하는 제2 광촉매 필터를 더 포함하고, 상기 팬 유닛은, 상기 광촉매 필터에 공기를 유입하는 제1 팬 및 상기 제2 광촉매 필터에 공기를 유입하는 제2 팬을 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 광촉매 필터에 포함된 광촉매 비드와 상기 제2 광촉매 필터에 포함된 광촉매 비드는 크기, 모양 및 성분 중 적어도 하나에서 서로 다를 수 있다.
한편, 본 실시 예에 따른 공기조화장치는 유해 물질을 감지하는 센서를 더 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 센서에서의 센싱 결과에 따라 상기 제1 팬 및 제2 팬의 구동을 개별적으로 제어할 수 있다.
한편, 본 실시 예에 따른 공기조화장치는 복수의 광촉매 비드를 포함하는 제2 광촉매 필터를 더 포함하고, 상기 광원부는, 상기 광촉매 필터에 빛을 조사하는 제1 광원, 상기 제2 광촉매 필터에 빛을 조사하는 제2 광원을 포함할 수 있다.
이 경우, 본 실시 예에 따른 공기조화장치는 해 물질을 감지하는 센서를 더 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 센서에서의 센싱 결과에 따라 상기 제1 광원 및 제2 광원의 구동을 개별적으로 제어할 수 있다.
도 1 내지 도 2는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 광촉매 필터를 설명하기 위한 도면,
도 3a 내지 도 3b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 광촉매 비드의 제조 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 광촉매 필터에서의 광반사를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 광촉매 필터의 광반사 구조물을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 공기조화장치를 도시한 도면,
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 공기조화장치의 구성을 설명하기 위한 블럭도,
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 공기조화장치의 분해 사시도,
도 9 내지 도 10은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 공기조화장치의 광원부를 설명하기 위한 도면,
도 11 내지 도 14는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 공기조화장치의 광촉매 필터를 설명하기 위한 도면,
도 15a는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 공기조화장치의 분해 사시도,
도 15b 내지 도 15c는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 공기조화장치에서의 공기 흐름 제어를 설명하기 위한 도면,
도 16 내지 도 17은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 광촉매 필터의 오염도에 대한 정보를 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 18은 본 개시의 일 실시 예에 따른 필터 교체 주기 알림 방식을 설명하기 위한 도면,
도 19는 본 개시의 일 실시 예에 따른 가스 분석 방식을 설명하기 위한 도면,
도 20및 도 22는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 광촉매 비드의 충진율에 대한 정보를 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 21은 본 개시의 일 실시 예에 따른 광촉매 비드의 충진 방식에 대한 정보를 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 23 은 본 개시의 일 실시 예에 따른 광촉매 필터의 동작 진행 상황에 대한 정보를 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 24내지 도 25는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 광촉매 필터 내 각 공간의 상태에 대한 정보를 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면, 그리고
도 26 내지 도 27은 공기조화장치 및 서버에 대한 본 개시의 다양한 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관계 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예에 있어서 ‘모듈’ 혹은 ‘부’는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의‘모듈’ 혹은 복수의‘부’는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 ‘모듈’ 혹은 ‘부’를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 필터를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고하면 광촉매 필터(100)는 유체(물, 공기)가 통과할 수 있는 적어도 하나의 내부 공간(1 ~ 9)이 형성된 기재(110)와, 적어도 하나의 내부 공간(1 ~ 9)에 마련된 광촉매 비드(10)를 포함한다.
광촉매 필터(100)는 광촉매 물질을 이용해 항균, 대기정화, 탈취, 방오, 정수 기능을 할 수 있다. 예컨대, 광촉매 필터(100)는 각종 병원균과 박테리아를 살균할 수 있으며, 공기 중의 질소산화물(NOX), 유황산화물(SOX), 포름알데히드 등과 같은 유해물질을 제거할 수 있으며, 아세트알데히드, 암모니아, 황화수소 등의 악취물을 분해할 수 있으며, 담배연기, 기름찌꺼기 등 유기물질을 분해할 수 있으며, 오폐수의 유해성 유기화합물을 분해할 수 있다.
광촉매 필터(100)의 적어도 하나의 내부 공간(1 ~ 9)은 기재(110) 내 측의 복수의 벽으로 정의된다.
도 1은 사각형의 적어도 하나의 내부 공간(1 ~ 9)으로 이루어진 광촉매 필터(100)를 도시한 것이다. 적어도 하나의 내부 공간(1 ~ 9)은 4 개의 벽으로 정의되고, 각 공간에 광촉매 비드(10)들이 채워진다.
광촉매 필터(100)의 적어도 하나의 내부 공간(1 ~ 9)은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 예컨대, 도 1에 도시한 것처럼 사각형 형상일 수 있고, 벌집 구조 또는, 다른 다각형 구조일 수 있으며, 원형의 형상일 수도 있다. 예시로서, 도 2에 벌집 구조의 내부 공간을 갖는 광촉매 필터를 도시하였다.
도 2를 참고하면, 광촉매 필터(100)의 기재(110)는 6개의 벽으로 이루어지는 벌집 구조의 복수의 내부 공간을 포함하며 각 공간에 광촉매 비드(10)들이 채워져 있다.
도 1을 참고하면, 광촉매 필터(100)에는 광촉매 비드(10)들이 이탈되지 않도록 하는 통기성의 커버가 광촉매 필터(100)의 앞면과 뒷면에 배치될 수 있다. 커버는 그물망 구조일 수 있다. 커버들(110a, 110b)은 내부 공간들을 정의하는 벽들의 적어도 하나와 접착되어 고정될 수 있다. 벽들과 커버(110a, 110b) 간의 접착력이 시간에 따라 약해질 수도 있으므로, 커버들(110a, 110b)을 보다 강하게 고정시키기 위해 광촉매 비드(10)가 채워지지 않은 부분에서 앞면 커버(110a)와 뒷면 커버(110b)가 서로 닿도록 접착시킬 수 있다.
광촉매 필터(100)에 마련된 각 공간별로 같은 종류의 광촉매 비드가 채워질 수 있고, 다른 종류의 광촉매 비드가 채워질 수도 있다. 여기서 다른 종류라 함은, 광촉매 비드를 구성하는 광촉매 물질이 다르거나, 광촉매 비드의 형상, 크기 등이 다른 것을 의미할 수 있다. 광촉매 비드의 형상, 크기는 제거할 가스의 종류, 제거율, 제거 속도에 따라 적정한 것으로 선택될 수 있다. 광촉매 필터(100) 내 각 공간은 서로 다른 가스 제거를 담당할 수 있고, 서로 다른 제거율, 제거 속도를 가질 수 있다. 이에 따라 각 공간에 채워지는 광촉매 비드의 종류, 예컨대 크기, 형상, 구성 물질 등에 있어서 서로 다를 수 있다. 즉, 예컨대, 제1 공간(1)과 제2 공간(2)에 채워지는 광촉매 비드들의 종류가 서로 다를 수 있다. 또한, 같은 공간 내에서도 다른 종류의 광촉매 비드들이 존재할 수 있다. 또한, 광촉매 필터(100)에 마련된 각 공간마다 채워지는 광촉매 비드의 개수는 같거나 다를 수 있다.
도 1와 도 2에서 도시한 것은 예시일 뿐, 이외에도 광촉매 필터(100)는 다양한 구조의 공간으로 이루어질 수 있다. 또한, 광촉매 필터(100)를 구성하는 공간들의 개수는 도 1과와 도 2에서 도시한 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 광촉매 필터(100)는 반드시 복수의 공간으로 이루어져야 하는 것은 아니고 하나의 공간으로 이루어질 수도 있다.
광촉매 필터(100)에 채워지는 광촉매 비드는 광촉매 물질 자체로 이루어진 것이거나, 광촉매 물질과 추가의 다른 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 광촉매 비드(10)는 광촉매 물질과, 불순물을 좀 더 잘 흡착시킬 수 있도록 흡착제(ex. 활성탄(Activated carbon), 제올라이트(zeolite), 해포석(sepiolite), SiO2, 점토(clay) 등)를 포함할 수 있다. 광촉매 비드의 형태는 예를 들어 구형 형상, 원통 형상, 육면체, 다공성 형상 등일 수 있으나, 특정한 형태에 한정되는 것은 아니고 어떠한 형태라도 가능하며, 매끈한 표면을 가질 수 있고, 반응 표면적을 넓히기 위해 표면에 돌기를 가질 수도 있다. 그리고 광촉매 비드의 크기는 예컨대 평균 지름 0.5 내지 4mm일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 반응 표면적, 광촉매 필터(100)의 크기 등 다양한 요소를 고려하여 결정될 수 있다. 그리고 광촉매 (100)의 각 공간에 채워지는 광촉매 비드의 개수는 다양하며, 각 공간에 채워지는 개수는 서로 다를 수 있다. 그리고 광촉매 비드의 질량은 예컨대 500~1000g일 수 있다.
광촉매 비드는 다른 말로 광촉매 입자, 광촉매 펠렛 등과 같은 용어로 명명될 수도 있다.
광촉매 비드를 구성하는 광촉매 물질로는, 예를 들어 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 황화카드늄(CdS), 산화텅스텐(WO3), 산화바나듐(V2O3) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3a 내지 도 3b는 광촉매 비드의 다양한 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 속이 비어있는 광촉매 비드를 제조하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a를 참고하면, 쉽게 제거 가능한 입자(sacrificial core)의 표면을 광촉매 물질로 코팅한 뒤에 내부 입자는 연소시키거나 산/염기 에칭 등을 통해 제거하여 속이 빈 구 형태의 광촉매 비드를 제작할 수 있다.
내부 입자는 쉽게 제거 가능한 것이면 어떤 것이든 사용할 수 있다. 예컨대, SiO2, CaCO3, 폴리스티렌 등을 사용할 수 있다.
내부 입자를 코팅하는 광촉매 물질로 사용할 수 있는 것에는 예컨대, 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 황화카드늄(CdS), 산화텅스텐(WO3), 산화바나듐(V2O3) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이 내부가 비어있는 구 형상의 광촉매 비드는 밀도가 낮으므로, 공기가 유입되었을 때 광촉매 필터(100)의 내부 공간에서 자유롭게 움직일 수 있고, 따라서 공기와의 접촉 면적이 증가될 수 있다.
도 3b는 또 다른 형태의 광촉매 비드(10)를 제작하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3b를 참고하면, 희생 입자들(sacrificial particles)을 광촉매 입자들과 혼합시켜서 중간 입자를 생성하고, 연소 또는 산/염기 에칭 등을 통해 중간 입자에서 희생 입자들을 제거시키게 되면, 희생 입장들이 제거된 공간들을 포함하여 넓은 표면적을 갖는, 광촉매 비드를 제작할 수 있다.
희생 입자들로 사용될 수 있는 물질은 쉽게 제거 가능한 것이면 어떤 것이든 사용할 수 있다. 예컨대, SiO2, CaCO3, 폴리스티렌 등을 사용할 수 있다.
희생 입자와 함께 혼합되는 광촉매 입자로 사용할 수 있는 것에는 예컨대, 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 황화카드늄(CdS), 산화텅스텐(WO3), 산화바나듐(V2O3) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 방법에 따라 제조된 광촉매 비드는 표면이 울퉁불퉁하며, 또한 내부에 복수의 공간을 가지므로, 공기와의 접촉 면적이 증가될 수 있다. 이와 같이 공기와의 접촉 면적이 증가된 광촉매 비드를 사용하게 되면 광촉매 반응이 더 많이 일어날 수 있으므로 필터 효율이 증가할 수 있다. 한편, 도 3a 와 도 3b에서 설명한 형태는 예시에 불과할 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상술한 광촉매 비드의 제조 방법 이외에도, 재료를 반죽, 결합, 흡착시켜 제조하거나, 특정 형상을 갖는 주형(mold)을 이용하여 균일한 모양으로 제조할 수도 있다.
한편, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따르면 광촉매 비드(10)들 뿐만 아니라, 광촉매 비드(10)를 담는 기재(110) 자체도 광촉매 물질을 포함할 수 있으며, 커버(110a, 110b)도 광촉매 물질을 포함할 수 있다. 일 예로서, 기재(110) 자체가 광촉매 물질로 제작되거나, 기타 다른 물질로 형태가 완성된 후 광촉매 물질로 코팅될 수 있다. 그리고 커버(110a, 110b)도 그 자체가 광촉매 물질로 제작되거나, 다른 물질로 형태가 완성된 후 광촉매 물질로 코팅될 수 있다.
광촉매 필터(100)의 광촉매 비드(10), 기재(110), 커버(110a, 110b)에 포함된 광촉매 물질은 빛과 반응하여 유해 가스, 냄새 물질, 미생물 등을 제거할 수 있다. 빛을 효율적으로 활용하기 위하여, 본 개시의 일 실시 예에 따르면 광촉매 필터(100)에는 빛을 반사시키기 위한 구성을 포함할 수 있다. 이에 대해선 도 4를 참고하여 설명하도록 한다.
도 4는 도 1에서 설명한 광촉매 필터(100)를 구성하는 복수의 내부 공간 중 제1 공간(1)만을 측면에서 바라본 것을 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 제1 공간(1)은 제1 내지 제4 벽(11, 12, 13, 14)으로 이루어진다. 제1 내지 제4 벽(11, 12, 13, 14) 중 일부 또는 모두는 광반사성을 갖는다. 예컨대, 제1 내지 제4 벽(11, 12, 13, 14)은 중 적어도 하나의 표면은 빛 반사율이 높은 물질, 예를 들어, 알루미늄, 은, 백금 등의 금속, 광반사성 수지, 유리, 나노 메탈 등을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제4 벽(11, 12, 13, 14) 자체가 반사율이 높은 물질로 제조될 수 있고, 또는, 제1 내지 제4 벽(11, 12, 13, 14)의 기본 자재는 반사율이 높지 않은 물질이고, 기본 자재를 반사율이 높은 물질로 코팅할 수 있다. 제1 내지 제4 벽(11, 12, 13, 14)의 내부만 반사성이 높은 물질로 이루어지거나 외부도 반사성이 높은 물질로 이루어질 수 있다.
도 4에 도시된 점선은 빛의 방향을 나타낸 것으로, 빛이 제1 내지 제4 벽(11, 12, 13, 14) 중 적어도 하나에서 반사되어 광촉매 비드(10)들로 도달할 수 있다.
도 4에선 사각형 구조의 공간들을 갖는 광촉매 필터를 예를 들어 설명하였으나, 도 2의 벌집 구조의 공간들을 갖는 광촉매 필터 또는 다른 형태의 공간들을 갖는 광촉매 필터에서도 도 4에서 설명한 것과 마찬가지로 공간들을 정의하는 벽의 표면이 광반사성을 가질 수 있다.
또한, 광촉매 필터(100)의 앞면 커버(110a) 및 뒷면 커버(110b) 중 적어도 하나는 반사율이 높은 물질을 함유할 수 있다.
상술한 것과 같이 광촉매 필터(100)가 빛을 반사시키기 위한 구성을 포함하고 있으므로, 광촉매 비드(10)에 도달하는 광량이 증가할 수 있다. 즉, 광 효율이 증가할 수 있다.
광반사 구성은 광촉매 필터(100)의 다른 부분에도 배치될 수 있다. 이와 관련한 본 개시의 일 실시 예에 대해선 도 5를 참고하여 설명하도록 한다.
도 5는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 광촉매 필터(100)를 도시한 것으로서, 광촉매 필터(100)는 기재(110)의 모서리에 광반사 구조물(51 ~ 54)을 포함할 수 있다. 도 5에선 모든 모서리에 광반사 구조물(51 ~ 54)이 배치된 것으로 도시하였으나, 모서리들 중 일부에만 배치되는 것도 가능하다.
일 실시 예에 따르면, 광반사 구조물(51 ~ 54)은 각도가 조절될 수 있는 MEMS 구동 거울(MEMS mirror)일 수 있다. 광반사 구조물(51 ~ 54)의 표면은 예컨대, 빛 반사율이 높은 물질(예를 들어, 알루미늄, 은, 백금 등의 금속, 유리, 나노 메탈 등)을 포함할 수 있다.
도 5에선 광촉매 필터(100)의 모서리에만 광반사 구조물이 배치되는 것으로 도시하였으나, 광반사 구조물은 광촉매 필터(100)의 가장자리 변에도 배치될 수 있다. 광반사 구조물이 많을수록 광 효율은 높아질 수 있다.
본 개시에 따른 광촉매 필터(100)는 상술한 바와 같이 광촉매 물질을 이용해 항균, 대기정화, 탈취, 방오, 정수 기능을 할 수 있으므로, 본 개시는 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 예컨대, 광촉매 필터(100)는 냉장고, 김치 냉장고, 벽장, 신발장, 세탁기, 정화조, 살균기, 가습기, 청소기, 에어컨, 공기조화장치 등에 배치되어 악취 제거, 물 정화, 세균을 제거, 실내 공기를 정화 등의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 광촉매 필터(100)는 소형 제품에서도 이용될 수 있는데, 예컨대, 스마트 폰, 태블릿 PC, 스마트 워치, 패치, 또는 기타 제품(예컨대, 장갑, 밴드, 목걸이, 팔찌, 반지, 헤드밴드, 이어폰, 귀걸이, 의류 등)에도 배치될 수 있다. 또한 창문틀, 벽지, 시공, 공조시스템, 화장실 타일 등에 이용되는 것도 가능하다. 광촉매 필터는 적용 분야에 따라 광촉매 비드의 면적, 개수, 구성 물질 등이 다를 수 있다. 예컨대 냉장고에 배치되는 광촉매 필터는 보관된 음식의 종류에 따라 광촉매 필터의 면적, 개수, 구성물질 등이 다를 수 있다. 그리고 세탁기의 경우 광촉매 필터는 친수성 물질이 결합될 수 있는 물질로 구성될 수 있고, 살균기에 적용되는 광촉매 필터는 살균 물질이 결합될 수 있는 물질로 구성될 수 있다. 그리고 밴드에 적용되는 광촉매 필터는 간편하게 부착될 수 있도록 부착형 물질을 포함할 수 있고, 적용 면적에 따라 개수가 다양할 수 있다. 그리고 벽지에 적용되는 광촉매 필터는 탈취 물질이 결합될 수 있는 물질로 구성될 수 있고, 광촉매 필터의 면적, 개수도 다양하게 할 수 있다.
이하에선 상술한 다양한 적용 예들 중에서, 공기조화장치에 광촉매 필터(100)가 설치된 예시에 대해 설명하도록 한다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 공기조화장치(1000)를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참고하면, 공기조화장치(1000)는 외관을 형성하는 본체(610), 실내 공간으로부터 공기를 흡입하기 위한 흡입구(611), 유입되어 정화된 공기가 토출되는 토출구(613a, 613b), 입력부(620), 공기조화장치(1000)의 동작 상태를 표시하기 위한 표시부(660)를 포함할 수 있다.
공기조화장치(1000)는 공기를 청정화 시키는 기능을 구비한 모든 디바이스를 의미하는 것이다. 예컨대, 공기조화장치(1000)는 공기청정기, 에어컨, 가습기 등으로 구현될 수 있다.
입력부(620)는 공기조화장치(1000)의 턴온 또는 턴오프시키기 위한 전원 버튼, 공기조화장치(1000)의 구동 시간을 설정하기 위한 타이머 버튼, 입력부의 오 조작을 방지하기 위해 입력부의 조작을 제한하기 위한 잠금버튼 등과 같은 공기조화장치(1000)와 관련된 각종 제어정보를 입력하기 위한 버튼을 포함할 수 있다. 이때, 각 입력 버튼은 사용자의 가압을 통해 입력신호를 발생시키는 방식의 푸시 스위치(push switch)와 멤브레인 스위치(membrane) 또는 사용자의 신체 일부의 터치를 통해 입력 신호를 발생시키는 터치 스위치(touch switch)일 수 있다.
만약, 입력부(620)가 터치 스위치 방식을 채용하는 경우, 입력부(620)는 표시부(660)와 일체형으로 구현되는 것도 가능하다.
표시부(660)는 공기조화장치(1000)의 상태에 대한 정보를 표시할 수 있다. 예컨대, 광촉매 필터(100)의 오염도에 대한 정보, 광촉매 필터(100)의 교체 시기에 대한 정보, 광촉매 필터(100) 내의 광촉매 비드의 충진율에 대한 정보(예컨대, 충진수, 시점별 충진 비율, 충진 필요 여부 등에 대한 정보), 광촉매 필터(100)의 상태에 대한 정보(예컨대, 광촉매 비드 충진 후 사용 일수 또는 누적 시간에 대한 정보), 현재 진행 중인 활동에 대한 정보(예컨대, 공기질 센싱 단계 또는 필터링 단계인지에 대한 정보, 공기 이동방향에 대한 정보)를 표시할 수 있다. 이와 같은 정보는 광촉매 필터(100) 내 복수의 공간 별로 제공될 수 있다. 한편, 이와 같은 정보는 표시부(660)를 통해 제공될 수 있고, 또 다른 실시 예에 따르면 공기조화장치(1000)와 통신하는 스마트 폰과 같은 외부 장치에서 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따르면 상술한 것과 같은 정보들을 포함한 UI가 표시부(660) 또는 공기조화장치(1000)와 통신하는 스마트 폰과 같은 외부 장치에서 표시될 수 있다.
이하에선 표시부(660) 또는 공기조화장치(1000)와 통신하는 스마트 폰과 같은 외부 장치에서 표시될 수 있는 UI의 다양한 예들에 대해 설명하도록 한다.
도 16은 광촉매 비드의 오염도를 나타내는 UI를 설명하기 위한 도면이다. 도 16의 UI는 광촉매 필터(100)에 채워진 광촉매 비드를 형상화한 것이다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 광촉매 비드는 오염도에 따라 색상이 변하는 물질로 구성될 수 있다. 예컨대, 가스 흡착에 따라 변색할 수 있는 화학물질로는 클로로페놀레드(Chlorophenol red), 브로모크레졸 그린 (Bromocresol Green), 브로모페놀 블루(Bromophenol Blue), 브로모티몰 블루(Bromothymol blue), 크레졸 레드(Cresol red), 메틸 오렌지(Methyl orange), 메틸레드(Methyl red), 페놀레드(Phenol red), 페놀프탈레인(Phenolphthalein), 티몰블루(Thymol blue), m-크레졸 퍼플(m-cresol Purple), 에나미논 계열 화합물, 베타-diketone/amine pair 계열 화합물 등이 사용될 수 있다.
도 16(a) 내지 도 16(c)를 참고하면 오염 정도에 따라 변화된 색상을 가지는 광촉매 비드가 UI 상에 표시될 수 있다. 예컨대, 광촉매 비드의 색상이 진할수록 오염도가 높다. 그리고 광촉매 필터(100)내의 각 공간별로 오염도에 대한 정보를 도 16(d)와 같은 UI로 제공하여 줄 수 있다.
도 17은 광촉매 필터(100)의 오염도에 대한 정보를 다양한 방식으로 제공하는 방법을 설명하기 위한 것이다. UI는 광촉매 필터(100) 공간별 정보를 제공할 수 있다. 도 17은 예컨대 광촉매 필터(100)가 4개의 공간으로 이루어진 경우에 관한 것이다.
도 17의 (a) 내지 (d)를 참고하면, 광촉매 필터(100)의 각 공간의 오염도를 색상으로 표현한 UI 가 제공될 수 있다. 예컨대, 오염도가 높을수록 색상을 진하게 표시할 수 있다. 도 17의 (c)는 표정을 통해 오염도를 나타낸 것이다. 그리고 도 17의 (d)는 광촉매 필터 내에 광촉매 비드의 색상으로 오염도 정도를 나타낸 것이다. 예컨대 광촉매 비드의 색상이 진할수록 오염도가 높은 것을 뜻한다.
한편, 도 17의 (d)는 광촉매 필터(100)를 실제 촬영한 영상일 수 있다. 예컨대, 광촉매 비드의 표면은 유해 가스가 흡착되면 변색할 수 있는 화학물질로 구성될 수 있고, 공기조화장치(1000) 내에는 광촉매 필터(100)를 촬영하기 위한 카메라가 배치될 수 있다. 촬영 영상은 공기조화장치(1000)와 통신하는 사용자 단말 등으로 전송되어 사용자 단말에서 도 17(d)와 같은 UI가 제공될 수 있다.
도 18은 본 개시의 일 실시 예에 따른 필터 교체 주기 알림 방식을 설명하기 위한 도면이다.
공기조화장치(1000)로 유해가스가 유입되면 공기조화장치(1000) 내에 배치된 공기 질을 감지하기 위한 센서에서 감지된 결과에 따라, 광촉매 필터 1 및 광촉매 필터 2 중 적어도 하나가 작동될 수 있다. 광촉매 필터 1과 광촉매 필터 2는 서로 다른 종류의 가스를 필터링하기 위해 서로 다른 종류의 광촉매 비드가 채워진 것일 수 있다. 예컨대, 센싱 결과 유입된 가스가 광촉매 필터 1를 통해 필터링이 필요한 것이면 광촉매 필터 1만 동작할 수 있다. 광촉매 필터 1만 동작하도록 하는 방법에는, 예컨대 공기의 유입 경로를 제어하여 광촉매 필터 1로만 공기가 유입되도록 하는 방법 또는 광촉매 필터 1에만 광을 조사하는 방법 등이 있다.
상술한 것처럼 광촉매 필터에 채워진 광촉매 비드는 가스가 흡착되면 변색할 수 있는 화학물질로 구성될 수 있고, 흡착 농도에 따라 색상이 변화될 수 있다. 예컨대 흡착 농도가 클수록 색상이 진하다. 공기조화장치(1000) 내에는 카메라 등의 장치가 배치되어 필터를 촬영할 수 있고, 촬영된 영상을 분석하여 광촉매 비드의 색상에 기초하여 광촉매 비드의 오염 정도를 판단할 수 있고, 그에 따라 필터 교체 주기를 알림할 수 있다. 이 경우, 촬영 영상이 스마트 폰과 같은 외부 장치로 제공될 수 있다. 또는, 공기조화장치(1000)의 외부 하우징이 투명 또는 반투명 물질로 제작되어서 필터 내 광촉매 비드의 색상 변화를 사용자가 눈으로 직접 관찰할 수 있게 할 수도 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면 공기조화장치(1000)가 가동되지 않는 상태에서 광원부(210)가 오염된 광촉매 필터에 UV를 조사하여 광촉매 비드를 재생시킬 수 있다. 이에 따라 도 18에 도시된 것처럼 오염되었던 광촉매 필터 1의 광촉매 비드가 재생될 수 있다.
도 19는 본 개시의 일 실시 예에 따른 가스 분석 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 19를 참고하면, 광촉매 필터 내에 충진된 광촉매 비드의 색상 변화를 통해 어떤 가스가 많이 유입되고 분해되었는지 분석할 수 있다. 예컨대, 광촉매 비드 표면은 포름알데히드와 반응하면 붉은색, 암모니아와 반응하면 녹색, 아세트알데히드와 반응하면 파란색으로 변할 수 있는 화학물질로 코팅될 수 있다. 혹은 몇 개의 광촉매 비드는 포름알데히드와 반응하면 색상이 변하고, 다른 몇 개의 광촉매 비드는 암모니아와 반응하면 색상이 변하도록 구성될 수 있다. 광촉매 비드 표면에 코팅된 화학물질을 유해가스 종류에 따라 다르게 반응하는 물질로 구성할 수 있다. 공기조화장치(1000)의 외부 하우징이 투명 또는 반투명 물질로 제작되어서 필터 내 광촉매 비드의 색상 변화를 사용자가 눈으로 직접 보고 유입된 가스를 분석할 수 있거나, 또는 공가조화장치(1000) 내에 마련된 카메라 등을 통해 광촉매 비드를 촬영한 영상에 대한 이미지 분석을 하여 유입된 가스를 분석할 수도 있다. 분석 결과를 통해 일정 기간 동안 가정 내 공기질 악화 요인을 파악할 수 있다.
도 20은 광촉매 필터(100) 내에 광촉매 비드의 충진율에 대한 정보를 제공하는 다양한 UI 를 설명하기 위한 도면이다. UI는 표시부(660) 또는 스마트 폰과 같은 외부 장치에서 표시될 수 있다.
도 20을 참고하면, 광촉매 필터(100) 내에 채워진 광촉매 비드의 양을 알리는 UI가 제공될 수 있다. 도 20(a)가 처음의 광촉매 비드의 양이라면, 도 20(b)는 추가된 광촉매 비드의 양을 나타낸다. 추가된 광촉매 비드는 기존의 광촉매 비드와는 다른 색상 혹은 오염률에 따라 더 작은 크기나 모양의 것일 수 있다. 광촉매 비드를 여러가지 색상으로 제작하여 사용자가 손쉽게 적절한 광촉매 비드를 선택하여 충진할 수 있게 한다. 예컨대, 주황색 광촉매 비드는 포름알데히드를 제거하기 위한 용도이고, 초록색 광촉매 비드는 아세트 알데히드를 제거하기 위한 용도일 수 있다. 광촉매 비드의 색상에 대한 정보를 포함한 설명서가 광촉매 비드 구매 시 함께 제공될 수 있다. 이러한 설명서는 전자적 데이터 형태로 제공될 수 있다. 사용자는 스마트폰과 같은 장치에서 설명서를 다운로드받아 이용할 수 있다. 예컨대, 설명서는 도 21의 (a) 에 도시한 것처럼 광촉매 필터(100) 내의 각 공간에 어느 높이까지 광촉매 비드를 채워야 하는 지에 대한 정보를 포함할 수 있고, 또는, 도 21의 (b)에 도시한 것처럼 "주황색 비드를 두 스푼 넣어주세요"와 같은 가이드를 포함할 수 있다.
도 20(c)는 기존의 광촉매 비드 중 일부를 새로운 광촉매 비드로 교체한 것을 나타낸 것이다. 그리고 광촉매 필터(100)내의 각 공간별로 충진률에 대한 정보를 도 20(d)와 같은 UI로 제공하여 줄 수 있다. 또 한편 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 각 광촉매 비드의 충진시기 별 색상을 각각 다르게 구성하여 오래된 광촉매 비드를 색상으로 구분할 수 있도록 한다. 이에 따라 사용자가 오래된 광촉매 비드를 새로운 광촉매 비드로 교체하는 것을 보다 용이하게 할 수 있다.
도 22는 광촉매 필터(100)의 각 공간 내의 충진율에 대한 정보를 다양한 방식으로 제공하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
도 22의 (a) 내지 (b)를 참고하면, 광촉매 필터(100)의 각 공간의 충진도를 색상으로 표현한 UI 가 제공될 수 있다. 도 22의 (a)를 참고하면 어떤 종류의 광촉매 비드가 광촉매 필터(100)의 각 공간 내 얼만큼의 양으로 채워져 있는지 알 수 있다. 예컨대, 제1 가스 제거용 광촉매 비드는 진한 색으로, 제2 가스 제거용 광촉매 비드는 옅은 색으로 표현될 수 있다. 도 22의 (b)에 도시된 것과 같이 광촉매 비드의 충진율을 %로 나타내거나, 도 22의 (c)에 도시된 것과 같이 광촉매 비드의 충진율을 도형 내 색이 채워진 크기로 나타내거나, 도 22의 (d)에 도시된 것과 같이 여러 가지 색상으로 충진율을 나타내거나, 도 22의 (e)에 도시된 것과 같이 광촉매 비드의 개수로 나타낼 수 있다.
도 23은 광촉매 필터(100)의 동작 상태에 대한 정보를 제공하는 다양한 UI 를 설명하기 위한 도면이다.
도 23의 (a)와 같은 UI를 통해 광촉매 필터(100)의 각 공간 내의 활동 영역이 색상으로 표시될 수 있다. 도 23의 (b)를 참고하면 광촉매 필터(100)의 각 공간의 광촉매 비드의 사용 일수에 대한 정보가 제공될 수 있다. 도 23의 (c)를 참고하면 광촉매 필터(100)로의 공기 이동 방향에 대한 정보가 예컨대 화살표 모양으로 제공될 수 있다. 도 23의 (d)를 참고하면 필터의 동작 진행 상황 또는 센서의 동작 진행 상황에 대한 정보가 제공될 수 있다. 도 23의 (e)를 참고하면 광촉매 필터(100) 내 각 공간 내에서 공기의 통과에 의해 광촉매 비드가 흩날리는 애니메이션을 통해 어떤 공간에서 필터링이 이루어지고 있는지, 공기의 통과 유속은 어떤지에 대한 정보 등을 나타낼 수 있다.도 24는 본 개시의 일 실시 예에 따른 광촉매 필터 내 배치된 LED의 이용을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 4 개의 공간으로 이루어진 광촉매 필터(100)를 도시한 것으로서, 광촉매 필터(100) 내 각 공간에는 LED가 배치되거나 기존의 LED에 색상을 나타내도록 구성할 수도 있다. LED 는 도 24의 (a)와 같이 각 공간의 일면에 배치되거나, 도 24의 (b) 또는 (d)와 같이 한쪽 모퉁이에 배치되거나, 도 24의 (c)와 같이 광촉매 필터(100)의 각 벽을 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다. 이와 같이 광촉매 필터(100) 내의 배치된 LED를 점등함으로써, 각 공간별 정보를 제공할 수 있다. 예컨대, 각 공간별 광촉매 비드의 오염율, 재생율, 충진율, 유해가스의 종류 등에 대한 정보를 LED의 점등 횟수, 점등 색상, 점등 시간 등으로 표현할 수 있다. 예를 들어, 광촉매 필터(100) 내 제1 공간(1)에 채워진 광촉매 비드의 교체가 요구되는 경우, 제1 공간(1)에 배치된 LED(1a)가 반짝이도록 제어할 수 있다. 공기조화장치(1000)가 투명 또는 반투명으로 제작된 경우 사용자는 LED의 점등 상태를 관찰함으로써 광촉매 필터(100)의 상태를 파악할 수 있다.
한편, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따르면 광촉매 필터에 LED가 배치되지 않고, 스마트폰과 같은 사용자 단말을 통해 광촉매 필터의 상태에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 것도 가능하다. 도 25를 참고하면, 광촉매 필터(100)는 도 24에서 설명한 것과는 달리 LED를 포함하지 않으며, 대신 공기조화장치(1000)와 통신하는 외부 장치(200)에서 광촉매 필터에 대한 정보가 표시될 수 있다. 외부 장치(200)는 공기조화장치(1000)와 블루투스 등의 통신 방식으로 통신할 수 있다.
도 7은 도 6에서 설명한 공기조화장치(1000) 내에 포함된 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참고하면 공기조화장치(1000)는 광촉매 필터(100), 광원부(210), 팬 유닛(220), 프로세서(230)를 포함한다.
광촉매 필터(100)에 대한 설명은 앞서 설명한 부분과 중복되는 부분에선 생략하도록 한다.
광원부(210)는 광촉매 필터(100)에 빛을 조사하기 위한 구성이다. 광촉매 필터(100)의 광촉매 물질은 광원부(210)로부터 조사되는 빛과 반응하여 유해 가스, 냄새 물질, 미생물 등을 제거할 수 있다.
광원부(210)은 광촉매 필터(100)에 포함된 광촉매 물질에서 광촉매 반응을 일으키기에 적합한 광원을 발광할 수 있다. 예컨대, 광원부(210)는 형광등, 백열등과 같은 소자 또는 LED로 구현될 수 있으며, 백색광, 적색광, 녹색광, 청색광, 자외선 (10~400nm), 가시광선 (400~700nm), 적외선 (전체, 700nm~1mm), NIR (0.75~1.4μm), SWIR (1.4~3μm), MWIR (3~8μm), LWIR (8~15μm), FIR (15~1000μm) 등의 파장 범위를 갖는 빛을 발광할 수 있다.
예컨대, 광원부(210)는 광 집중화 장치(예컨대, 프레넬 렌즈, 볼록렌즈, 오목렌즈 등)를 포함할 수 있으며, 프로세서(230)에 의해 밝기, 조명색, 색온도, 광 포커싱(영역) 등이 제어될 수 있고 색필터를 포함할 수 있다.
팬 유닛(220)은 실내 공간에 퍼져있는 공기가 흡입구(611)를 통해 본체(610) 내부로 유입되도록 하기 위한 구성이다. 흡입구(611)로 유입되는 공기는 광촉매 필터(100)를 경유하게 되어, 공기 중 불순물이 광촉매 필터(100)를 통해 필터링되는 것이다.
프로세서(230)는 공기조화장치(1000)의 전반적인 동작을 제어할 수 있는 구성으로서, 예컨대 프로세서(230)는 적어도 하나의 CPU(또는 DSP, MPU 등), RAM, ROM, 시스템 버스를 포함할 수 있다. 프로세서(230)는 MICOM(MICRO COMPUTER), ASIC(application specific integrated circuit) 등으로 구현될 수 있다.
프로세서(230)는 팬 유닛(220)과 광원부(210)의 구동을 제어할 수 있다. 또한 프로세서(230) 상술한 것과 같은 다양한 UI를 표시부(660)를 통해 제공하거나 또는 타 장치와 통신하여 외부 장치로 제공할 수 있다. 타 장치와의 통신을 위해, 공기조화장치(1000)는 통신부를 포함할 수 있다. 통신부는 예컨대, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network) 및 인터넷망을 통해 외부 기기에 접속되는 형태뿐만 아니라, 무선 통신(예를 들어, Z-wave, 4LoWPAN, RFID, LTE D2D, BLE, GPRS, Weightless, ZigBee, Edge Zigbee, ANT+, NFC, IrDA, DECT, WLAN, 블루투스, 와이파이(WiFi), Wi-Fi Direct, GSM, UMTS, LTE, WiBRO, Cellular (3/4/5G), 초음파 등의 무선 통신) 방식에 의해서 외부 기기에 접속될 수 있다.
공기조화장치(1000)는 통신부를 통해 타 장치로 다양한 정보를 제공할 수 있다. 예컨대, 프로세서(230)는 공기조화장치(1000)의 상태 정보(예컨대, 필터 교체 시기에 대한 알림)를 사용자 단말 장치(예컨대 스마트 폰, 태블릿 PC, 스마트 워치 등)으로 전송할 수 있으며, 또는, 프로세서(230)는 공기조화장치(1000)에 배치되어 공기 질을 센싱하는 센서에서 감지된 결과에 기초하여 타 장치를 제어(예컨대, 창문 개폐 장치가 창문을 열도록 제어, 로봇 청소기가 청소를 수행하도록 제어)하기 위한 제어 명령을 전송할 수 있다.
또한 공기조화장치(1000) 내에는 광촉매 필터(100)를 촬영하기 위한 카메라가 배치되어 있을 수 있고, 프로세서(230)는 광촉매 필터(100) 내 채워진 광촉매 비드를 촬영한 영상으로부터 광촉매 비드를 분석하여 광촉매 비드의 오염도, 유입된 가스의 종류, 광촉매 비드의 충진율, 광촉매 비드의 교체 시기, 재생 필요 여부, 재생 상태 등에 대한 정보를 표시부(660)를 통해 제공하거나 상기와 같은 정보를 블루투스 등과 같은 통신 방식으로 스마트폰 등의 외부 장치로 전송할 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 공기조화장치(1000)의 개략적인 분해 사시도이다.
도 8을 참고하면, 공기조화장치(1000)는 본체(610) 내부에 도 7에서 설명한 광원부(210)와 광촉매 필터(100), 팬 유닛(220)를 포함한다. 추가로, 공기조화장치(1000)는 프리 필터(810), 헤파(HEPA) 필터(820)를 포함할 수 있다. 그리고 도시하진 않았지만 프리 필터(810)와 헤파 필터(820) 사이에 활성탄을 포함하는 탈취 필터를 더 포함할 수 있다. 필터들의 배치 순서는 도 8에 도시된 바에 따를 수 있고, 다른 순서로 배치되는 것도 가능하다. 한편, 도 8에선 공기조화장치(1000)에 광촉매 필터(100)가 한 개 존재하는 것으로 도시하였으나, 공기조화장치(1000)는 복수의 광촉매 필터를 포함할 수 있다.
프리 필터(810)에서는 비교적 큰 먼지 입자가 일차적으로 걸러진다. 헤파 필터(820)는 앞서서 걸러지지 않은 미세 먼지 등을 거르기 위한 구성으로 예컨대 유리 섬유로 구성될 수 있다.
광원부(210)는 자외선 또는 가시광선을 광촉매 필터(100)로 조사한다. 도 8에선 광원부(210)가 광촉매 필터(100) 일면에 배치된 것으로 도시하였으나, 반드시 이러한 배치 형태에 한정되는 것은 아니고, 광촉매 필터(100)의 양면 각각에 구비될 수도 있다. 또한, 광원부(210)는 광촉매 필터(100)와 반드시 마주보도록 배치되어야 하는 것은 아니고 광촉매 필터(100)에 빛을 조사하기에 적합한 위치 어디라도 배치될 수 있다.
도 8에선 광원부(210)가 램프인 것으로 도시하였으나, 또 다른 실시 예에 따르면 광원부(210)는 도 9에 도시한 것처럼 복수의 발광 소자가 기판에 배치된 칩(chip)으로 구현될 수도 있다.
광원부(210)는 복수의 발광소자를 포함할 수 있고, 발광소자의 개수는 광촉매 필터(100)에서 필요한 광량에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 광원부(210)는 광촉매 필터(100)를 구성하는 공간의 개수만큼의 발광소자를 가질 수 있다. 이 경우, 예컨대 도 10에 도시한 바와 같이 광원부(210)에 포함된 복수의 발광소자(211 ~ 219)는 광촉매 필터(100)에 포함된 복수의 내부 공간(1 ~ 9) 에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 복수의 발광소자(211 ~ 219)는 예컨대 광촉매 필터(100)의 커버(110a, 110b)에 부착될 수 있다. 또는, 복수의 발광소자는 별도의 기판에 배치되고, 기판이 광촉매 필터(100)와 마주보게 배치될 수 있다. 다만, 도 10에 도시한 것처럼 광원부(210)의 발광 소자들의 개수가 광촉매 필터(100)를 구성하는 공간의 개수와 일치할 필요는 없고, 다른 개수로 존재할 수도 있다. 예컨대, 광원부(210)는 한 개의 발광소자만 포함하며, 이 한 개의 발광 소자가 광촉매 필터(100)에 빛을 조사할 수 있도록 배치되는 것도 가능하다. 광원부(210)가 한 개의 발광소자만 포함한 경우라도 예컨대 도 5에서 설명한 것과 같이 광반사 구조물(51 ~ 54)을 이용하여 광촉매 필터(100)의 각 공간에 고르게 빛이 제공될 수 있다.
한편, 일 실시 예에 따르면 광원부(210)는 공기조화장치(1000) 내에서 이동, 회전될 수 있으며, 이동, 회전하면서 필요한 곳에 적절하게 빛을 제공할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 공기조화장치(1000)는 의 질(quality)을 측정하기 위한 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 센서는 공기가 유입되는 공기가 흡입구(611)에 인접하여 배치될 수 있다.
센서는 공기에 포함된 물질의 종류, 농도 등을 측정할 수 있다. 예컨대, 센서는 가스 센서일 수 있다. 가스 센서는 측정하는 원리에 따라 반도체식 센서, 접촉 연소식 센서, 전기화학 센서, 광학식 센서, 색 변환 센서 등이 사용될 수 있다. 반도체식 센서는 가스와의 반응에 따른 금속산화물의 저항 변화에 따라 가스를 감지한다. 전기 화학식 센서는 가스와의 반응에 의한 반응 및 기준 전극 간의 기전력 변화로 가스를 감지한다. 접촉 연소식 센서는 가연성 가스와의 발열 반응에 의한 열선의 저항 변화로 가스를 감지한다. 광학식 센서는 가스에 의한 적외선 흡수도 변화로 가스를 감지한다. 색 변환 센서는 측정 대상 물질과 반응하면 색상이 변화하는 지시 염료를 포함하는 센서로서, 색 변화를 통해 물질을 판별할 수 있다.
또한, 센서는 예컨대 먼지센서를 포함할 수 있다. 먼지센서는 외부에서 유입된 먼지가 측정영역을 지나가게 되면 LED로부터 조사되는 적외선이 먼지에 의해 산란되고 그것이 적외선 검출기에서 감지되는 원리로 동작한다. 또한, 공기조화장치(1000)는 상술한 공기 질 감지 센서뿐만 아니라, 온도 센서, 습도 센서 등도 더 포함할 수 있다.
프로세서(230)는 센서에서의 센싱 결과를 기초로 공기의 질을 결정하고, 결정된 공기의 질에 따라 공기의 이동 경로를 제어할 수 있고, 팬 유닛(220)과 광원부(210)를 제어할 수 있다.
프로세서(230)는 센서에서 센싱 결과를 기초로 공기의 질을 예컨대, 4가지(아주 좋음, 좋음, 나쁨, 아주 나쁨) 중 어느 하나로 결정할 수 있다. 그리고 결정된 공기의 질에 따라 공기의 이동 경로를 제어할 수 있다. 공기의 이동 경로 제어에 관한 일 실시 예를 이하 도 11을 참고하여 설명하도록 한다. 도 11은 공기조화장치(1000)에 앞서 설명한 광촉매 필터(100)뿐만 아니라 추가의 광촉매 필터들(100a, 100b, 100c)이 포함된 실시 예에 관한 것이다. 이하에선 설명의 편의를 위해, 도면 부호 100은 제1 광촉매 필터에, 100a는 제2 광촉매 필터에, 100b는 제3 광촉매 필터, 100c는 제4 광촉매 필터에 대응시켜 설명하도록 한다.
프로세서(230)는 센서에서의 센싱 결과에 기초해서 공기 질이 아주 좋음으로 결정된 공기(①)가 유입된 것으로 판단되면, 공기가 제1 광촉매 필터(100)만 통과하도록 공기의 유로를 제어할 수 있고, 공기 질이 좋음으로 결정된 공기(②)가 유입된 것으로 판단되면, 공기가 제1 광촉매 필터(100)와 제2 광촉매 필터(100a)를 통과하도록 공기의 유로를 제어할 수 있고, 공기 질이 나쁨으로 결정된 공기(③)가 유입된 것으로 판단되면, 공기가 제1 광촉매 필터(100), 제2 광촉매 필터(100a) 및 제3 광촉매 필터(100b)를 통과하도록 공기의 유로를 제어할 수 있고, 공기 질이 아주 나쁨으로 결정된 공기(④)가 유입된 것으로 판단되면, 공기가 제1 광촉매 필터(100), 제2 광촉매 필터(100a), 제3 광촉매 필터(100b) 및 제4 광촉매 필터(100c)를 통과하도록 공기의 유로를 제어할 수 있다.
이와 같은 방식에 따르면, 공기의 질이 나쁜 공기에 대해선 많은 광촉매 필터를 통과하게끔 하여 유해물질의 제거율을 높일 수 있다. 그리고 공기의 질이 나쁘지 않은 공기에 대해선 일부 광촉매 필터만 통과하게끔 하여 필터링 속도를 높일 수 있고, 이 경우, 상기 일부를 제외한 나머지 필터는 사용되지 않으므로 그 나머지 필터의 수명을 증가시킬 수 있다는 장점이 있다.
도 11에선 화살표로 공기의 유로를 간단하게 도시하였으나, 공기의 유로를 제어하는 방법의 일 예를 구체적으로 설명하자면, 복수의 광촉매 필터(100, 100a, 100b, 100c) 사이에 공기 유로 차단 장치(미도시)를 배치하고, 프로세서(230)는 공기 유로 차단 장치의 여닫힘을 제어할 수 있다. 예를 들어, 공기 질이 아주 좋음으로 결정된 공기(①)가 유입된 것으로 판단되면, 프로세서(230)는 제1 광촉매 필터(100)와 제2 광촉매 필터(100a) 사이에 배치된 공기 유로 차단 장치를 닫아서 공기가 제2 광촉매 필터(100a)로 진행하지 못하게끔 막을 수 있고, 공기 질이 좋음으로 결정된 공기(②)가 유입된 것으로 판단되면, 프로세서(230)는 제1 광촉매 필터(100)와 제2 광촉매 필터(100a) 사이의 공기 유로 차단 장치는 열어두되 제2 광촉매 필터(100a)와 제3 광촉매 필터(100b) 사이의 공기 유로 차단 장치는 닫아서 공기가 제3 광촉매 필터(100b)로 진행하지 못하게끔 막을 수 있다.
상술한 바와 같이 공기의 흐름을 공기 유로 차단 장치라는 물리적인 구성으로 제어할 수도 있으나, 또 다른 예에 따르면, 프로세서(230)는 팬 유닛(220)의 구동을 제어하여 공기의 흐름을 제어할 수도 있다.
도 11에선 복수의 광촉매 필터 각각이 동일한 종류의 광촉매 비드(10)를 포함하는 것으로 도시하였으나, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따르면 복수의 광촉매 필터 각각은 서로 다른 종류의 광촉매 비드를 포함할 수 있다. 이에 대해선 도 12a 내지 도 12c를 참고하여 설명하도록 한다.
도 12a에서 설명하는 실시 예는 도 11에서 설명한 것처럼 공기 질에 따라 공기의 유로가 제어될 수 있다. 다만, 도 11에서 설명한 것과는 달리 복수의 광촉매 필터(100, 100a, 100b, 100c)에 포함된 광촉매 비드(10)의 크기가 점진적으로 작아진다. 광촉매 비드(10)의 크기가 작아질수록 공기와의 접촉 면적이 증가하므로 필터링 성능이 증가된다. 도 12a에서 설명한 실시 예에 따르면 공기의 질이 나쁠수록 통과해야 하는 필터의 개수가 증가할 뿐만 아니라, 더 작은 광촉매 비드를 통과해야 하므로 나쁜 질의 공기도 더욱 효과적으로 정화될 수 있다.
도 12b에서 설명하는 실시 예는 도 11에서 설명한 것과 마찬가지로 공기 질에 따라 공기의 유로가 제어될 수 있다. 다만, 도 11에서 설명한 것과는 달리 복수의 광촉매 필터(100, 100a, 100b, 100c)에 포함된 광촉매 비드의 형태가 서로 다른 것을 도시하였다. 제1 광촉매 필터(100), 제2 광촉매 필터(100a), 제3 광촉매 필터(100b), 제4 광촉매 필터(100c)로 갈수록 광촉매 비드가 공기와의 접촉 면적이 증가되는 형태이다.
도 12c에서 설명하는 실시 예는 도 11에서 설명한 것과 마찬가지로 공기 질에 따라 공기의 유로가 제어될 수 있다. 다만, 도 11에서 설명한 것과는 달리 복수의 광촉매 필터(100, 100a, 100b, 100c)에 포함된 광촉매 비드를 구성하는 물질이 다르다. 예컨대, 제1 광촉매 필터(100)에 포함된 광촉매 비드(10a), 제2 광촉매 필터(100a)에 포함된 광촉매 비드(10b), 제3 광촉매 필터(100b)에 포함된 광촉매 비드(10c), 제4 광촉매 필터(100c)에 포함된 광촉매 비드(10d)는 서로 광촉매 물질에 있어서 다르거나, 광촉매 물질에 추가로 포함된 물질(예컨대, 흡착제)에 있어서 다를 수 있다.
한편, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따르면, 앞서 설명한 것처럼 공기의 흐름을 제어하는 방식 대신에, 복수의 광촉매 필터 각각을 활성화 시키거나 비활성화 시키는 방법을 이용해서 앞서 도 11 내지 도 12c에서 설명한 실시 예들의 효과와 동일한 효과를 거두는 것도 가능하다. 광촉매 필터를 '활성화'시키는 것이란 광촉매 필터로 빛을 조사해서 광촉매 반응이 일어날 수 있는 상태로 만드는 것을 의미하고, 반대로 '비활성화'시키는 것이란 광촉매 필터로 빛이 조사되지 않게끔 하여 광촉매 반응이 일어나지 않는 상태로 만드는 것을 의미한다. 본 실시 예에 대해선 이하 도 13a 내지 도 13d를 참고하여 설명하도록 한다.
구체적으로, 도 13a에 도시한 바와 같이 공기 질이 아주 좋음으로 결정된 공기(①)가 유입된 것으로 판단되면, 프로세서(230)는 제1 광촉매 필터(100)에 빛을 조사하도록 광원부(210)을 제어할 수 있고, 도 13b에 도시한 바와 같이 공기 질이 좋음으로 결정된 공기(②)가 유입된 것으로 판단되면, 프로세서(230)는 제1 광촉매 필터(100) 및 제2 광촉매 필터(100a)에 빛을 조사하도록 광원부(210)을 제어할 수 있고, 도 13c에 도시한 바와 같이 공기 질이 나쁨으로 결정된 공기(③)가 유입된 것으로 판단되면, 프로세서(230)는 제1 광촉매 필터(100), 제2 광촉매 필터(100a) 및 제3 광촉매 필터(100b)에 빛을 조사하도록 광원부(210)을 제어할 수 있고, 도 13d에 도시한 바와 같이 공기 질이 매우 나쁨으로 결정된 공기(④)가 유입된 것으로 판단되면, 프로세서(230)는 제1 광촉매 필터(100), 제2 광촉매 필터(100a), 제3 광촉매 필터(100b) 및 제4 광촉매 필터(100c)에 빛을 조사하도록 광원부(210)을 제어할 수 있다.
이 경우, 일 실시 예에 따르면, 광원부(210)은 제1 광촉매 필터(100) 전용의 제1 광원, 제2 광촉매 필터(100a) 전용의 제2 광원, 제3 광촉매 필터(100b) 전용의 제3 광원, 제4 광촉매 필터(100c) 전용의 제4 광원을 포함하여, 프로세서(230)가 제1 내지 제4 광원을 개별적으로 턴온 또는 턴오프 시켜서 제1 내지 제4 광촉매 필터(100, 100a, 100b, 100c)를 개별적으로 활성화 또는 비활성화시킬 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 제1 내지 제4 광촉매 필터(100, 100a, 100b, 100c) 각각마다 전용의 광원부가 존재할 필요 없이, 하나의 광원부에서 발생한 빛의 방향을 예컨대 MEMS 거울의 각도를 변경하여 제어하는 것도 가능하다.
도 13a 내지 도 13d를 참고하여 상술한 설명한 실시 예에 따르면 공기의 유로를 제어하기 위한 별도의 구성이 필요 없다는 장점이 있다. 공기의 질이 나쁘지 않은 공기에 대해선 일부의 광촉매 필터만 활성화시켜서 나머지 광촉매 필터에서는 광촉매 반응이 일어나지 않도록 하여 그 나머지 필터의 수명을 증가시킬 수 있고, 공기의 질이 나쁜 공기에 대해선 다수의 광촉매 필터를 활성화시켜서 유해물질의 제거율을 높일 수 있다.
도 13a 내지 도 13d에서 설명한 실시 예에서도 도 12a 내지 도 12c에서 설명한 것과 같이 다양한 종류의 광촉매 비드를 사용할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 도 11 내지 도 13d에서 설명한 것과는 다른 방식으로 필터를 배치할 수도 있다. 이에 대해선 도 14를 참고하여 설명하도록 한다.
도 14를 참고하면 공기 질이 아주 좋음으로 결정된 공기(①)가 유입된 것으로 판단되면, 프로세서(230)는 공기가 제1 광촉매 필터(100)만 통과하는 방향으로 유입되도록 팬 유닛(220)을 제어할 수 있고, 공기 질이 좋음으로 결정된 공기(②)가 유입된 것으로 판단되면, 프로세서(230)는 공기가 제1 광촉매 필터(100) 및 제2 광촉매 필터(100a)를 통과하는 방향으로 유입되도록 팬 유닛(220)을 제어할 수 있고, 공기 질이 나쁨으로 결정된 공기(③)가 유입된 것으로 판단되면, 프로세서(230)는 공기가 제1 광촉매 필터(100), 제2 광촉매 필터(100a) 및 제3 광촉매 필터(100b)를 통과하는 방향으로 유입되도록 팬 유닛(220)을 제어할 수 있고, 공기 질이 매우 나쁨으로 결정된 공기(④)가 유입된 것으로 판단되면, 프로세서(230)는 공기가 제1 광촉매 필터(100), 제2 광촉매 필터(100a), 제3 광촉매 필터(100b) 및 제4 광촉매 필터(100c) 를 통과하는 방향으로 유입되도록 팬 유닛(220)을 제어할 수 있다.
한편, 도 11 내지 도 14에선 공기 질을 4단계로 구분하는 것으로 설명하였으나, 이는 일 예시일 뿐, 2단계, 3단계, 5단계 등 다양한 단계로 구분될 수 있다. 그리고 도 11 내지 도 14에선 광촉매 필터가 4개 사용되는 것으로 설명하였으나, 이는 일 예시일 뿐, 이용될 수 있는 필터의 개수에는 제한이 없다. 하나의 광촉매 필터가 이용될 수도 있다. 하나의 광촉매 필터가 이용되는 경우, 프로세서(230)는 센서에서의 센싱 결과에 기초해서 공기 질이 나쁠수록 광량을 증가시키도록 광원부(210)을 제어할 수 있다.
한편, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따르면, 공기조화장치(1000)가 복수의 광촉매 필터를 포함하고, 팬 유닛(220)이 복수의 광촉매 필터 각각에 대응하는 복수의 팬을 포함할 수 있다. 이에 대해선 도 15a 내지 도 15c를 참고하여 설명하도록 한다.
도 15a는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 공기정화장치(1000) 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 15a를 참고하면, 공기조화장치(1000)는 제1 광촉매 필터(100) 및 제2 광촉매 필터(100a)를 포함하고, 팬 유닛(220)은 제1 광촉매 필터(100)에 대응하는 위치에 배치된 제1 팬(221) 및 제2 광촉매 필터(100a)에 대응하는 위치에 배치된 제2 팬(222)을 포함한다. 그리고 공기조화장치(1000)는 유해 물질을 감지하는 센서(830)를 포함할 수 있다.
제1 광촉매 필터(100)와 제2 광촉매 필터(100a)에 포함된 광촉매 비드와 제2 광촉매 필터(100a)에 포함된 광촉매 비드는, 크기, 모양 및 성분 중 적어도 하나에서 서로 다를 수 있다.
제1 팬(221)은 제1 광촉매 필터(100)에 공기를 유입하며, 제2 팬(222)은 제2 광촉매 필터(100a)에 공기를 유입한다.
프로세서(230)는 센서(830)에서 센싱 결과에 따라 제1 팬(221) 및 제2 팬(222)의 구동을 개별적으로 제어할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(230)가 제1 팬(221) 및 제2 팬(222) 중 제1 팬(221)만 구동하는 경우,도 15b에 도시한 것처럼 공기는 제1 광촉매 필터(100)가 배치된 곳으로만 통과할 수 있다. 또는, 프로세서(230)가 제1 팬(221) 및 제2 팬(222) 중 제2 팬(222)만 구동하는 경우, 도 15c에 도시한 것처럼 공기는 제2 광촉매 필터(100a)가 배치된 곳으로만 통과할 수 있다.
예를 들어, 제1 광촉매 필터(100)는 공기 질이 매우 나쁠 때 사용하면 좋으나 필터링 속도가 느리고, 제2 광촉매 필터(100a)는 필터링 속도는 제1 광촉매 필터(100)보다는 빠르지만 제1 광촉매 필터(100)보다는 필터링 성능이 좋지 않은 것일 수 있다. 이러한 경우, 공기 질이 매우 나쁘지 않다면 제2 광촉매 필터(100a)만 사용되도록 하여 제1 광촉매 필터(100)의 수명을 증가시키도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 이처럼 제1 광촉매 필터(100)와 제2 광촉매 필터(100a) 중 어느 하나만 사용하는 것이 바람직한 경우가 있다.
따라서, 프로세서(230)는 센서(830)에서의 센싱 결과에 기초하여 제1 팬(221) 및 제2 팬(222)의 구동을 개별적으로 제어하여, 특정 상황에서는 공기가 제1 광촉매 필터(100)로만 통과하도록 하고, 또 다른 상황에서는 공기가 2 광촉매 필터(100a)로만 통과하도록 할 수 있다. 물론, 프로세서(230)는 제1 팬(221) 및 제2 팬(222)을 동시에 구동해서 공기가 제1 광촉매 필터(100)와 제2 광촉매 필터(100a) 모두로 통과하도록 할 수 있다.
한편, 상술한 실시 예와 같이 제1 광촉매 필터(100)만 사용되도록 하거나 제2 광촉매 필터(100a)만 사용되도록 하기 위해 제1 팬(221) 및 제2 팬(222)을 개별적으로 구동하는 방식을 이용할 수도 있으나, 광원부(210)를 제어하여 동일한 효과를 거두는 것도 가능하다.
구체적으로, 도 15a에 도시한 바와 같이 광원부(210)는 제1 광원(211)과 제2 광원(212)을 포함할 수 있다. 프로세서(230)는 센서(830)에서의 센싱 결과를 기초로, 제1 광원(211)과 제2 광원(212)을 개별적으로 제어할 수 있다.
공기가 제1 광촉매 필터(100)와 제2 광촉매 필터(100a)를 모두 통과하는 상황이더라도, 제1 광원(211)과 제2 광원(212) 중에서 프로세서(230)가 제1 광원(211)만 턴온한 경우, 제2 광촉매 필터(100a)에도 어느 정도 제1 광원(211)의 빛은 도달하겠지만 제1 광촉매 필터(100)만 주로 활성화되므로 제1 광촉매 필터(100)와 제2 광촉매 필터(100a) 중에서 제1 광촉매 필터(100)만 사용하는 효과를 얻을 수 있다. 마찬가지로, 제1 광원(211)과 제2 광원(212) 중에서 프로세서(230)가 제2 광원(212)만 턴온한 경우, 제1 광촉매 필터(100)에도 어느 정도 제2 광원(212)의 빛은 도달하겠지만 제2 광촉매 필터(100a)만 주로 활성화되므로 제1 광촉매 필터(100)와 제2 광촉매 필터(100a) 중에서 제2 광촉매 필터(100a)만 사용하는 효과를 얻을 수 있다. 물론, 프로세서(230)는 제1 광원(211) 및 제2 광원(212)를 동시에 턴온해서 제1 광촉매 필터(100)와 제2 광촉매 필터(100a)를 모두 활성화시키는 것도 가능하다.
한편, 도 15a에선 광촉매 필터 개수에 대응되는 개수로 광원이 존재하는 것으로 도시하였으나, 광원부(210)은 한 개의 광원만 포함하며, 이 한 개의 광원에서 발생되는 빛의 방향을 예컨대 MEMS 거울 등을 이용해 조절하는 것도 가능하다. 한편, 도 15a에선 광촉매 필터와 팬이 2개씩 존재하는 것으로 도시하였으나 이러한 개수에 한정되는 것은 아니고 다양한 개수로 구현될 수도 있다.
상술한 다양한 실시 예에 따르면 광촉매 필터에서의 광효율을 높일 수 있으며, 공기 질에 따라 공기 유로를 제어하거나, 선택적으로 광촉매 필터를 이용할 수 있으므로 필터링 효율을 높일 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시 예에 따르면, 공기조화장치(1000)는 공기조화장치(1000)에서 수행된 여러 동작에 관한 정보를 서버로 전송할 수 있고, 서버에선 수신된 동작 정보를 기초로 공기조화장치(1000)의 자동 제어를 위한 제어 정보를 공기조화장치(1000)로 전송하거나 또는 공기조화장치(1000) 외부의 사용자 단말 장치로 공기 정화와 관련한 관리 정보를 전송할 수 있다. 제어 정보를 수신한 공기조화장치(1000)는 제어 정보에 대응하는 동작을 수행할 수 있으며, 관리 정보를 수신한 사용자 단말 장치는 관리 정보에 대응하는 정보를 출력할 수 있다. 본 실시 예에 대해선 이하 도 26 내지 27을 참고하여 설명하도록 한다
도 26은 본 개시의 일 실시 예에 따른 공기조화장치(1000)의 동작 정보 에 기반한 관리 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 26을 참고하면, 서버(300)는 예컨대, 클라우드 컴퓨팅 기술을 이용하는 클라우드 서버 또는 인터넷 허브 장치, 게이트웨이 장치 등으로 구현될 수 있고, 사용자 단말 장치(400)는 예컨대 스마트 폰, TV, 태블릿 PC 등의 전자 장치로 구현될 수 있다.
공기조화장치(1000)와 서버(300), 서버(300)와 사용자 단말 장치(400) 그리고 사용자 단말 장치(400)와 공기조화장치(1000)는 예컨대, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network) 및 인터넷망을 통해 통신할 수 있으며, 또는 무선 통신(예를 들어, Z-wave, 4LoWPAN, RFID, LTE D2D, BLE, GPRS, Weightless, ZigBee, Edge Zigbee, ANT+, NFC, IrDA, DECT, WLAN, 블루투스, 와이파이(WiFi), Wi-Fi Direct, GSM, UMTS, LTE, WiBRO, Cellular (3/4/5G), 초음파 등의 무선 통신) 방식으로 통신할 수 있다.
공기조화장치(1000)는 공기조화와 연관된 동작을 수행하고(S2600), 그에 대한 정보를 서버(300)로 전송할 수 있다(S2610). 예컨대 공기조화장치(1000)는 공기조화장치(1000)에 마련된 센서를 통해 공기 질을 센싱하는 동작을 수행하고, 센싱 정보를 서버(300)로 전송할 수 있다. 또 다른 예로, 공기조화장치(1000)는 공기조화장치(1000)에서 수행된 정화 동작에 대한 정보(예컨대, 미세먼지 정화 모드가 수행되었는지, 탈취 모드가 수행되었는지, 어떤 필터가 동작되었는지 등에 관한 정보)를 서버(300)로 전송할 수 있다.
서버(300)는 공기조화장치(1000)로부터 수신한 동작 정보를 분석하여(S2620), 사용자 단말 장치(400)로 관리정보를 전송할 수 있고(S2630), 이를 기초로 사용자 단말 장치(400)는 관리 정보를 출력할 수 있다(S2635).
또는, 서버(300)는 공기조화장치(1000)로부터 수신한 동작 정보를 수신하고 이를 분석하여(S2620), 공기조화장치 자동 제어를 위한 제어 정보를 전송하고(S2640), 공기조화장치(1000)는 수신한 제어 정보에 대응하는 동작을 수행할 수 있다(S2645).
일 실시 예에 따르면, 서버(300)는 공기조화장치(1000)로부터 수신한 센싱 정보를 바탕으로, 현재의 공기 질을 관리하는데 적합한 관리 정보를 사용자 단말 장치(400)에 제공할 수 있다. 예컨대, 공기조화장치(1000)로부터 수신한 센싱 정보를 바탕으로 이산화탄소 농도가 일정량 이상으로 높아진 것으로 판단되면, 서버(300)는 사용자 단말 장치(400)로 이와 관련한 관리 정보를 전송할 수 있고, 사용자 단말 장치(400)에선 예컨대 "실내에 이산화탄소 농도가 높습니다. 창문을 열어 환기해주세요." 등과 같은 문구가 디스플레이를 통해 출력될 수 있다. 또는, 서버(300)는 공기조화장치(1000)로 이산화탄소 제거를 위한 동작을 수행하도록 하는 제어정보를 전송할 수 있고, 이에 기반하여 공기조화장치(1000)는 이산화탄소 제거를 위한 동작 모드로 자동으로 전환될 수 있다. 또는, 사용자 단말 장치(400)가 서버(300)로부터 수신한 관리 정보를 바탕으로 공기조화장치를 이산화탄소 제거 모드로 동작할지 여부를 문의하는 UI 화면을 출력할 수 있고, 상기 UI 화면에서 사용자 동의가 입력되면 사용자 단말 장치(400)가 공기조화장치(1000)로 해당 제어를 위한 제어 신호를 전송하는 것도 가능하다.
또 다른 예로, 서버(300)는 공기조화장치(1000)로부터 수신한 센싱 정보를 축적하고, 축적된 센싱 정보를 바탕으로 공기조화장치(1000)가 배치된 공간의 공기 질 특성을 파악할 수 있고, 이에 기반하여 맞춤형 관리 정보를 제공할 수 있다. 예컨대, 서버(300)는 공기조화장치(1000)로부터 일정 기간 동안 수신된 센싱 정보를 바탕으로 공기조화장치(1000)가 배치된 공간의 시간 대별 공기 질을 판단할 수 있다. 그리고 서버(300)는 시간대 별 관리 정보를 사용자 단말 장치(400)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 공기조화장치(1000)로부터 제공된 센싱 정보에 기반하여 오후 2~4시 사이에 오염도가 증가되는 경향이 분석되면, 서버(300)는 이러한 분석에 대응하는 관리 정보를 사용자 단말 장치(400)로 제공하고, 사용자 단말 장치(400)에선 예컨대 "오후 2~4시 사이에 오염도가 높습니다."등과 같은 안내 문구가 디스플레이를 통해 출력될 수 있다. 이러한 안내 문구는 해당 시간에 제공되거나, 미리 제공될 수 있다. 또는, 서버(300)는 오후 2시에서 4시 사이에 공기조화장치(1000)가 공기 정화 동작을 하도록 하는 제어정보를 전송할 수 있고, 이에 기반하여 공기조화장치(1000)는 자동으로 오후 2시에서 4시 사이에 공기 정화 동작을 수행할 수 있다.
또 다른 예로, 서버(300)는 공기조화장치(1000)로부터 수신한 정화 동작 정보를 축적하고, 축적된 정보를 바탕으로 사용자의 공기조화장치(1000)의 사용 패턴을 파악할 수 있다. 예컨대 서버(300)의 분석 결과 공기조화장치(1000)가 사용자가 오후 8시에서 9시 사이에 공기조화장치(1000)를 탈취 모드로 동작시키는 일정한 사용 패턴이 분석되면, 서버(300)는 오후 8시에서 9시 사이에 공기조화장치(1000)가 자동으로 탈취 모드로 동작하게끔 하는 제어 정보를 공기조화장치(1000)로 전송할 수 있다.
한편, 도 26에선 서버(300)가 한 대의 공기조화장치와 연결되는 것으로 설명하였으나, 여러 대의 공기정화장치와 연결되는 형태도 가능하다. 예컨대 도 27에 도시한 바와 같이, 서버(300)는 각 방마다 설치된 공기조화장치들(1000-1, 1000-2, 1000-3)과 연결될 수 있다. 그리고 서버(300)는 공기조화장치들(1000-1, 1000-2, 1000-3)로부터 수신한 동작 정보를 바탕으로 공기조화장치들(1000-1, 1000-2, 1000-3) 각각을 제어하기 위한 제어 정보를 각각의 공기조화장치들(1000-1, 1000-2, 1000-3)로 전송할 수 있다. 또는 서버(300)는 공기조화장치들(1000-1, 1000-2, 1000-3)로부터 수신한 동작 정보를 바탕으로 종합적인 관리 정보를 사용자 단말 장치(400)로 제공할 수 있다.
예컨대, 서버(300)는 공기조화장치들(1000-1, 1000-2, 1000-3)로부터 수신한 동작 정보를 바탕으로, 첫 번째 방에 있는 공기조화장치(1000-1)에서 오후 2시에서 4시 사이에 오염도가 증가하는 경향이 관찰되면, 이에 대한 관리 정보를 사용자 단말 장치(400)로 전송할 수 있고, 사용자 단말 장치(400)에선 도 27에 도시된 바와 같이 "오후 2~4시 사이에 ROOM 1에서 오염도가 높습니다."와 같은 문구가 출력될 수 있다.
또는, 서버(300)는 공기조화장치들(1000-1, 1000-2, 1000-3)로부터 수신한 동작 정보를 종합하고 이를 사용자 단말 장치(400)로 제공하여, 사용자 단말 장치(400)에서 공기조화장치들(1000-1, 1000-2, 1000-3) 각각의 현재 상태를 확인할 수 있다.
또 다른 예로, 서버(300)는 공기조화장치들(1000-1, 1000-2, 1000-3)로부터 수신한 센싱 정보를 종합하여 공기 질이 일정 오염도 이하인 것으로 판단되면, 공기조화장치들(1000-1, 1000-2, 1000-3) 중 어느 하나만 동작하도록 하고 나머지는 턴오프 시키도록 하는 제어 정보를 공기조화장치들(1000-1, 1000-2, 1000-3)로 전송할 수 있다. 이에 따라 전력 소비를 감소시킬 수 있다.
한편, 서버(300)는 공기조화장치뿐만 아니라 가정 내 통신이 가능한 다른 가전 제품들과도 연결될 수 있다. 예컨대, 서버(300)는 로봇 청소기와 연결될 수 있고, 로봇 청소기가 동작하는 것으로 감지되면, 먼지 발생이 예상되므로 공기 청정 동작을 하도록 하는 제어 정보를 공기조화장치들(1000-1, 1000-2, 1000-3)로 전송할 수 있다. 또 다른 예로, 서버(300)는 제1 공기조화장치(1000-1)가 있는 공간에 배치된 쿡탑과 연결될 수 있고, 쿡탑에서 요리가 수행되는 것으로 감지되면 제1 공기조화장치(1000-1)가 탈취 모드로 동작하도록 하는 제어 정보를 제1 공기조화장치(1000-1)로 전송할 수 있다.
상기 설명한 예들 이외에도, 서버(300)는 공기조화장치로부터 제공되는 정보에 기초하여 다양한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 도 27에선 서버(300)가 한 가정 내에 배치되는 것으로 설명하였으나, 또 다른 실시 예에 따르면 여러 가정의 공기조화장치를 관리하는 종합 서버로서 구현될 수도 있다. 이 경우, 서버(300)는 여러 가정 내에 있는 공기조화장치들로부터 동작 정보를 수집해서 빅데이터를 구축할 수 있고, 이와 같은 빅데이터를 기반으로 보다 적합한 관리 정보 또는 제어 정보를 제공하여 줄 수도 있다.
상술한 실시 예들에 따르면, 사용자의 공기조화장치(1000) 사용 패턴, 공기조화장치(1000)의 동작 히스토리에 대한 정보가 수집될 수 있고, 이에 기초하여 적절한 공기 질 관리가 가능할 수 있다.
한편, 공기조화장치(1000), 서버(300) 또는 사용자 단말 장치(400)에서의 처리 동작을 수행하기 위한 컴퓨터 명령어(computer instructions)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer-readable medium) 에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 명령어는 특정 기기의 프로세서에 의해 실행되었을 때 상술한 다양한 실시 예에 따른 처리 동작을 상기 특정 기기가 수행하도록 한다.
비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 구체적인 예로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 있을 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100: 광촉매 필터
110: 기재
10: 광촉매 비드

Claims (15)

  1. 광촉매 필터에 있어서,
    유체가 통과할 수 있는 내부 공간이 형성된 기재;
    상기 내부 공간에 마련되는 복수의 광촉매 비드; 및
    상기 기재에 부착되며 광촉매 물질을 포함하는 커버; 를 포함하고,
    상기 내부 공간의 표면은 광반사성을 갖는 광촉매 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 공간은 상기 기재 내측의 복수의 벽으로 정의되고,
    상기 복수의 벽 모두는 광반사성을 갖는 광촉매 필터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 벽은 반사성 물질로 구성되는 광촉매 필터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 반사성 물질은,
    금속 또는 광반사성 수지인 광촉매 필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광촉매 비드는,
    광촉매 물질 및 흡착제를 포함하는 광촉매 필터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 흡착제는,
    활성탄 및 제올라이트 중 적어도 하나인 광촉매 필터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광촉매 비드는,
    내부가 비어있는 구 형상인 광촉매 필터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광촉매 비드는,
    표면에 돌기를 갖는 광촉매 필터.
  9. 삭제
  10. 공기조화장치에 있어서,
    유체가 통과할 수 있는 내부 공간이 형성된 기재와 상기 내부 공간에 마련되는 복수의 광촉매 비드 및 상기 기재에 부착되며 광촉매 물질을 포함하는 커버를 포함하고, 상기 내부 공간의 표면은 광반사성을 갖는 광촉매 필터;
    상기 필터에 공기를 유입하는 팬 유닛;
    상기 필터에 광을 조사하는 광원부; 및
    상기 팬 유닛과 상기 광원부의 구동을 제어하는 프로세서;를 포함하는 공기조화장치.
  11. 제10항에 있어서,
    복수의 광촉매 비드를 포함하는 제2 광촉매 필터;를 더 포함하고,
    상기 팬 유닛은,
    상기 광촉매 필터에 공기를 유입하는 제1 팬; 및
    상기 제2 광촉매 필터에 공기를 유입하는 제2 팬;을 포함하는 공기조화장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 광촉매 필터에 포함된 광촉매 비드와 상기 제2 광촉매 필터에 포함된 광촉매 비드는 크기, 모양 및 성분 중 적어도 하나에서 서로 다른 공기조화장치.
  13. 제11항에 있어서,
    유해 물질을 감지하는 센서;를 더 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 센서에서의 센싱 결과에 따라 상기 제1 팬 및 제2 팬의 구동을 개별적으로 제어하는 공기조화장치.
  14. 제10항에 있어서,
    복수의 광촉매 비드를 포함하는 제2 광촉매 필터를 더 포함하고;
    상기 광원부는,
    상기 광촉매 필터에 빛을 조사하는 제1 광원;
    상기 제2 광촉매 필터에 빛을 조사하는 제2 광원;을 포함하는 공기조화장치.
  15. 제14항에 있어서,
    유해 물질을 감지하는 센서;를 더 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 센서에서의 센싱 결과에 따라 상기 제1 광원 및 제2 광원의 구동을 개별적으로 제어하는 공기조화장치.
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