KR102501859B1 - 스마트 공기 방역 환기 시스템 - Google Patents

스마트 공기 방역 환기 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102501859B1
KR102501859B1 KR1020220107050A KR20220107050A KR102501859B1 KR 102501859 B1 KR102501859 B1 KR 102501859B1 KR 1020220107050 A KR1020220107050 A KR 1020220107050A KR 20220107050 A KR20220107050 A KR 20220107050A KR 102501859 B1 KR102501859 B1 KR 102501859B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
air
ventilation
quarantine
ozone
Prior art date
Application number
KR1020220107050A
Other languages
English (en)
Inventor
김경원
Original Assignee
재단법인 서울특별시 서울기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 서울특별시 서울기술연구원 filed Critical 재단법인 서울특별시 서울기술연구원
Priority to KR1020220107050A priority Critical patent/KR102501859B1/ko
Priority to US17/980,198 priority patent/US20240068683A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102501859B1 publication Critical patent/KR102501859B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/003—Ventilation in combination with air cleaning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/32—Responding to malfunctions or emergencies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/49—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring ensuring correct operation, e.g. by trial operation or configuration checks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/50—Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication
    • F24F11/52—Indication arrangements, e.g. displays
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
    • F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
    • F24F12/006—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an air-to-air heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/28—Arrangement or mounting of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/04—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation
    • F24F7/06—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit
    • F24F7/08—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit with separate ducts for supplied and exhausted air with provisions for reversal of the input and output systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/108—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering using dry filter elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/20—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by sterilisation
    • F24F8/22—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by sterilisation using UV light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/20—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by sterilisation
    • F24F8/24—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by sterilisation using sterilising media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/30—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by ionisation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/95—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying specially adapted for specific purposes
    • F24F8/98—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying specially adapted for specific purposes for removing ozone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/20—Casings or covers
    • F24F2013/205—Mounting a ventilator fan therein
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties
    • F24F2110/64—Airborne particle content
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties
    • F24F2110/65—Concentration of specific substances or contaminants
    • F24F2110/70—Carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties
    • F24F2110/65—Concentration of specific substances or contaminants
    • F24F2110/74—Ozone

Abstract

스마트 공기 방역 환기 시스템 및 방법을 개시한다. 본 발명은 실내 공기 중에서 인체 유해성을 최소화하는 부유세균 및 부유 바이러스의 살균과 에너지 소비를 최소화할 수 있다.

Description

스마트 공기 방역 환기 시스템{SMART AIR STERILIZATION AND VENTILATION SYSTEM}
본 발명은 스마트 공기 방역 환기 시스템에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 실내 공기 중에서 인체 유해성을 최소화하는 부유세균 및 부유 바이러스의 살균과 에너지 소비를 최소화할 수 있는 스마트 공기 방역 환기 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 환기장치는 실내 또는 실외측의공기를 강제로 인입하여 실외 또는 실내측으로 송풍시키기 위한 것으로, 주로 학교, 병원, 조리실, 오피스 건물, 지하철 역사, 지하도 상가, 터미널 대합실, 공항시설, 도서관, 박물관, 찜질방, PC방 및 사무실 등과 같은 많은 인원이 함께 이용하는 다중이용시설의 환기용으로 공조기나 청정실 등에서 외부공기를 필터링(filtering)한 이후에 실내로 유입하도록 형성된다.
환기장치에 적용되는 제어기술로는 수동운전, 타임스케줄 운전, CO2 감지에 의한 자동운전이 일반적이다.
종래의 환기장치의 구조는 케이싱의 일측단에 외기유입구와 내기 배출구를 형성하고, 타측단에는 외기 배출구와 내기 유입구가 형성되며, 케이싱의 내측에는 급기팬과 배기팬이 각각 설치되고, 그 내측 중앙에 전열교환부와 필터 등이 설치됨이 일반적이다.
최근 들어, 코로나 19와 같은 바이러스에 의한 질병이 유행하며, 세계보건기구가 코로나19 바이러스의 공기전파 감염을 인정함에 따라, 실내 공기 중에서 바이러스의 전파 감염을 가능하게 하는 바이러스뿐만 아니라 세균, 비말, 에어로졸 등의 숙주를 저감하는 기술 개발이 요구되고 있다.
비말과 에어로졸은 종래 기술에 따른 공기청정기를 이용해 저감이 가능하지만, 공기 중에 떠다니는 부유 세균과 부유 바이러스를 저감하는 기술의 대부분은 오존을 이용한 방식이 사용되어 인체에도 유해한 문제점이 있다.
또한, 다중이용시설의 경우 덕트가 있는 대형 환기시설과, 덕트가 없는 소형 환기장치에 적용할 수 있는 방역 및 환기 시스템이 없어, 실내공기 중 부유 세균 및 부유 바이러스를 저감하고, 경제적으로 환기하며 살균할 수 있는 지능형 공기방역환기 시스템의 개발이 요구되고 있다.
한국 등록특허공보 등록번호 제10-2302444호(발명의 명칭: 스마트 환기시스템)
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 실내 공기 중에서 인체 유해성을 최소화하는 부유세균 및 부유 바이러스의 살균과 에너지 소비를 최소화할 수 있는 스마트 공기 방역 환기 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예는 스마트 공기 방역 환기 시스템으로서, 외기구를 통과한 실외 공기와 환기구를 통과한 실내 공기로부터 하나 이상의 필터를 이용한 비말 및 에어로졸의 제거와, 부유 바이러스 및 부유 세균의 포집과 살균을 수행하되, 상기 부유 바이러스와 부유 세균의 살균을 위한 플라즈마 유도시 발생하는 오존을 자외선과 과산화수소에 기반한 분해를 수행하고, 상기 실외 공기와 실내 공기 사이의 열교환을 수행하며, 상기 실외 공기와 실내 공기의 급기 및 배기를 위한 풍량 제어를 수행하고, 상기 실외 공기와 실내 공기에 포함된 오존 및 이산화탄소 중 하나 이상의 농도를 측정하는 방역/환기부; 상기 방역/환기부의 동작 상태를 모니터링하되, 학습된 알고리즘을 통해 모니터링 결과에 기반한 방역/환기부의 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 따른 방역/환기부의 동작 상태를 표시하는 표시부;를 포함한다.
또한, 상기 실시 예에 따른 방역/환기부는 외기구를 통과한 실외 공기와 환기구를 통과한 실내 공기로부터 하나 이상의 필터를 이용한 비말 및 에어로졸의 제거와, 부유 바이러스 및 부유 세균의 포집과 살균을 수행하고, 상기 부유 바이러스와 부유 세균의 살균을 위한 플라즈마 유도시 발생되는 오존이 자외선의 방사와 증발되는 과산화수소와 반응하여 라디칼(Radical)로 변환되도록 하는 공기 방역부; 상기 실외 공기와 실내 공기 사이의 열교환을 수행하는 열교환부; 상기 실외 공기는 실내에 급기되도록 하고, 실내 공기는 외부로 배기되도록 송풍 동작을 수행하며, 송풍에 따른 풍량 제어를 수행하는 송풍부; 및 상기 실외 공기와 실내 공기에 포함된 오존 및 이산화탄소 중 하나 이상의 농도를 측정하는 공기질 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실시 예에 따른 공기 방역부는 공기중에 포함된 비말, 에어로졸을 제거하는 하나 이상의 필터를 구비한 제1 저감부; 상기 제1 저감부를 통과한 공기에서 부유 바이러스와 부유 세균을 플라즈마를 이용하여 살균하는 플라즈마 유도부와, 상기 부유 바이러스와 부유 세균을 포집하는 헤파 필터를 구비한 제2 저감부; 및 UV-C 자외선을 출력하는 광원과 과산화수소 증발기를 구비하고, 상기 제2 저감부로 UV-C 자외선과 증발된 과산화수소를 방사하여 상기 제2 저감부에 포집된 부유 바이러스와 부유 세균이 살균되도록 하고, 상기 플라즈마 유도부의 플라즈마 유도시 발생하는 오존이 상기 UV-C 자외선과 증발되는 과산화수소에 반응하여 라디칼로 변환되도록 하는 제3 저감부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실시 예에 따른 제어부는 방역/환기부의 동작 상태를 모니터링하되, 비말 및 에어로졸을 제거하는 필터의 교체 신호와, 상기 실외 공기와 실내 공기에 포함된 오존 및 이산화탄소의 농도로부터 학습된 알고리즘에 따라 포집부, 방역부, 안전부, 환기부의 동작 제어신호를 출력하는 지능형 제어부; 상기 비말 및 에어로졸의 제거를 위한 필터에 설치되어 상기 필터의 광투과율에 따른 교체 알람 신호를 출력하는 포집부; 상기 부유 바이러스 및 부유 세균의 살균을 위한 플라즈마 유도부의 동작에 따라 발생되는 플라즈마의 세기를 조절하는 방역부; 조도 센서 및 습도 센서로부터 감지되는 정보에 기반하여 상기 자외선을 방사하는 광원의 오동작과 상기 과산화수소의 부족 여부를 감지하는 안전부; 상기 실외 공기와 실내 공기의 급기 및 배기를 위한 풍량 제어를 수행하는 환기부; 및 복수의 감지 센서를 통해 상기 실외 공기와 실내 공기에 포함된 오존 및 이산화탄소의 농도를 감지하여 미리 설정된 기준 농도의 초과 여부를 측정하는 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실시 예에 따른 지능형 제어부는 포집부에서 감지된 광투과율과 전원 공급 상태에 따라 '전원 이상', '정상', '교체' 중 어느 하나로 구분된 교체 알람 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실시 예에 따른 지능형 제어부는 하기식, P=[0.6667O3 - 4O2 + 6.3333O] - 여기서, 'O3'는 오존, 'O2'는 산소, 'O'는 산소 라디칼 임 - 으로부터 산출되는 방역값(P)에 따라 플라즈마의 세기를 미리 설정된 단계별로 증가 또는 감소되도록 플라즈마 유도부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실시 예에 따른 지능형 제어부는 하기식,
Figure 112022089425938-pat00001
- 여기서, 'L'은 자외선 광원에 대한 조도이고, 'Ls'는 기준조도 임 - 과,
Figure 112022089425938-pat00002
- 여기서, 'H'는 과산화수소 증발에 대한 습도이고, 'Hs'는 기준습도 임 - 으로부터 산출되는 자외선 안전값(UL)과 과산화수소 안전값(UH)에 따라 자외선 광원의 오동작과 상기 과산화수소의 부족 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실시 예에 따른 지능형 제어부는 하기식 V = C + 1 - 여기서, 'C'는 이산화탄소의 실내 공기질 기준농도에 대한 측정된 이산화탄소 농도의 감지값 임 - 으로부터 산출되는 환기값(V)에 따라 미리 설정된 단계별로 풍량이 증가 또는 감소되도록 송풍부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실시 예에 따른 지능형 제어부는 하기식
Figure 112022089425938-pat00003
- 여기서, '
Figure 112022089425938-pat00004
'는 측정된 오존 농도이고, '
Figure 112022089425938-pat00005
'는 오존의 실내 공기질 기준 농도 임 - 과,
Figure 112022089425938-pat00006
- 여기서, '
Figure 112022089425938-pat00007
'는 측정된 이산화탄소 농도이고, '
Figure 112022089425938-pat00008
'는 이산화탄소의 실내 공기질 기준 농도 임 - 으로부터 오존 감지값(O) 및 이산화탄소 감지값(C)을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 실내 공기 중에서 인체 유해성을 최소화하는 부유 세균 및 부유 바이러스의 살균과 에너지 소비를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 공기 방역 환기 시스템을 나타낸 블록도.
도2는 도1의 실시 예에 따른 스마트 공기 방역 환기 시스템의 방역/환기부 구성을 나타낸 블록도.
도3은 도2의 실시 예에 따른 방역/환기부의 구조를 나타낸 예시도.
도4는 도2의 실시 예에 따른 방역/환기부의 공기 방역부 구성을 나타낸 예시도.
도5는 도1의 실시 예에 따른 스마트 공기 방역 환기 시스템의 제어부 구성을 나타낸 블록도.
도6은 도1의 실시 예에 따른 스마트 공기 방역 환기 시스템의 표시부 구성을 나타낸 블록도.
도7은 도1의 실시 예에 따른 스마트 공기 방역 환기의 동작 과정을 설명하기 위해 나타낸 흐름도.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하기에 앞서, 본 발명의 기술적 요지와 직접적 관련이 없는 구성에 대해서는 본 발명의 기술적 요지를 흩뜨리지 않는 범위 내에서 생략하였음에 유의하여야 할 것이다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 발명자가 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 적절한 용어의 개념을 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다는 표현은 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, "‥부", "‥기", "‥모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 그 둘의 결합으로 구분될 수 있다.
또한, "적어도 하나의" 라는 용어는 단수 및 복수를 포함하는 용어로 정의되고, 적어도 하나의 라는 용어가 존재하지 않더라도 각 구성요소가 단수 또는 복수로 존재할 수 있고, 단수 또는 복수를 의미할 수 있음은 자명하다 할 것이다.
또한, 각 구성요소가 단수 또는 복수로 구비되는 것은, 실시 예에 따라 변경가능하다 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 공기 방역 환기 시스템 및 방법의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 공기 방역 환기 시스템을 나타낸 블록도이고, 도2는 도1의 실시 예에 따른 스마트 공기 방역 환기 시스템의 방역/환기부 구성을 나타낸 블록도이며, 도3은 도2의 실시 예에 따른 방역/환기부의 구조를 나타낸 예시도이고, 도4는 도2의 실시 예에 따른 방역/환기부의 공기 방역부 구성을 나타낸 예시도이며, 도5는 도1의 실시 예에 따른 스마트 공기 방역 환기 시스템의 제어부 구성을 나타낸 블록도이고, 도6은 도1의 실시 예에 따른 스마트 공기 방역 환기 시스템의 표시부 구성을 나타낸 블록도이다.
도1 내지 도7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 공기 방역 환기 시스템은 인체 유해성을 최소화하는 부유 세균 및 부유 바이러스의 살균과 에너지 소비를 최소화할 수 있도록 방역 환기부(100)와, 제어부(200)와, 표시부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
방역/환기부(100)는 외기구(400)를 통과한 실외 공기와 환기구(600)를 통과한 실내 공기로부터 하나 이상의 필터를 이용한 비말 및 에어로졸의 제거와, 부유 바이러스 및 부유 세균의 포집과 살균을 수행할 수 있다.
또한, 방역/환기부(100)는 부유 바이러스와 부유 세균의 살균을 위한 플라즈마 유도시 발생하는 오존을 자외선과 과산화수소에 기반한 산화과정을 통해 분해함으로서, 오존의 저감이 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 방역/환기부(100)는 실외 공기와 실내 공기 사이의 열교환을 수행할 수 있다.
또한, 방역/환기부(100)는 실외 공기와 실내 공기의 급기 및 배기를 위한 풍량 제어를 수행할 수 있다.
또한, 방역/환기부(100)는 실외 공기와 실내 공기에 포함된 오존 및 이산화탄소 중 하나 이상의 농도를 측정하여 제공할 수 있고, 이를 위해 공기 방역부(110)와, 열교환부(120)와, 송풍부(130)와, 공기질 감지부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
공기 방역부(110)는 외기구(400)를 통과한 실외 공기와 환기구(600)를 통과한 실내 공기로부터 하나 이상의 필터를 이용한 비말 및 에어로졸의 제거와, 부유 바이러스 및 부유 세균의 포집과 살균을 수행하고, 상기 부유 바이러스와 부유 세균의 살균을 위한 플라즈마 유도시 발생되는 오존이 자외선의 방사와 증발되는 과산화수소와 반응하여 라디칼(Radical)로 변환되도록 하는 구성으로서, 제1 저감부(111)와, 제2 저감부(112)와, 제3 저감부(113)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 저감부(111)는 공기중에 포함된 비말, 에어로졸을 제거하는 하나 이상의 필터를 구비하여 구성될 수 있다.
즉, 제1 저감부(111)는 비말과 미세먼지 등을 포함한 에어로졸의 제거를 위한 프리 필터(Pre filter, 111a)와, 중성능 필터(Medium filter, 111b)로 구성될 수 있다.
프리 필터(111a)는 지름의 크기가 3㎛ 이상의 부유물, 이물질 등을 제거하여 중성능 필터(111b)의 수명이 연장될 수 있도록 하고, 중량법(AFI)으로 80% 이상의 여과 효율을 갖는 부직포, 합성섬유 또는 목재섬유를 혼합하여 구성될 수 있다.
중성능 필터(111b)는 지름의 크기가 1㎛ ~ 3㎛인 입자와 에어로졸을 제거하고, 생합성(biosynthetic)재로 구성될 수 있다.
또한, 중성능 필터(111b)는 비색법을 이용하여 누적된 비말, 에어로졸에 따른 제어부(200)의 광투과율 측정이 이루어질 수 있게 구성될 수 있다.
제2 저감부(112)는 제1 저감부(111)를 통과한 공기에서 부유 바이러스와 부유 세균을 포집하고, 포집된 부유 바이러스와 부유 세균을 살균하는 구성으로서, 플라즈마를 이용하여 부유 바이러스와 부유 세균을 살균하는 플라즈마 유도부(112a)와, 부유 바이러스와 부유 세균을 포집하는 헤파 필터(112b)를 구비할 수 있다.
플라즈마 유도부(112a)는 고온 또는 유전체 플라즈마 유도장치로 구성될 수 있고, 플라즈마 유도를 통해 발생되는 오존과 라디칼에 의해 부유 바이러스와 부유 세균의 일부가 살균되도록 한다.
헤파 필터(112b)는 지름의 크기가 0.1㎛ ~ 0.3㎛인 입자를 제거할 수 있다.
제3 저감부(113)는 UV-C 자외선을 출력하는 광원과 과산화수소 증발기를 구비할 수 있다.
UV-C는 265㎚ 파장 중심의 자외선으로서, UV-C LED 또는 UV-C 램프로 구성된 하나 이상의 광원으로 구성될 수 있다.
과산화수소(H2O2) 증발기는 액체 상태의 과산화수소를 상온에서 기체 상태로 전환하여 방출되도록 한다.
또한, 제3 저감부(113)는 제2 저감부(112)의 헤파 필터(112b)로 UV-C 자외선과 증발된 과산화수소를 방사하여 제2 저감부(112)에 포집된 부유 바이러스와 부유 세균이 살균되도록 동작할 수 있다.
또한, 제3 저감부(113)는 제2 저감부(112)의 플라즈마 유도부(112a)에서 플라즈마 유도시 발생하는 부산물인 오존이 상기 UV-C 자외선과 증발되는 과산화수소에 반응하여 라디칼로 변환되도록 한다.
즉, 제3 저감부(113)는 제2 저감부(112)의 플라즈마 유도부(112a)에서 발생된 플라즈마에 의해 하이드록실 라디칼(Hydroxyl Radical, OHㆍ), 초과산화물 음이온 라디칼(ㆍO2-) 등과 오존(O3)이 생성되고, 생성된 오존(O3)은 과산화수소(H2O2)와의 광합성과 자외선과의 결합에 의한 광분해를 통해 하이드록실 라디칼(OHㆍ)로 분해하는 고도 산화 과정을 수행할 수 있다.
열교환부(120)는 외기구(400)를 통과한 실외 공기와 환기구(600)를 통과한 실내 공기 사이의 열교환을 수행할 수 있다.
또한, 열교환부(120)는 외기(OA)와 환기(RA)가 혼합되지 않는 평판형 또는 외기(OA)와 환기(RA) 혼합 방식으로 구성될 수 있고, 혼합 방식인 경우 누기율(누설률)이 0%가 되도록 제작하여 덕트와 연결된 환기시설 또는 덕트 미부착 환기시설에 설치될 수 있다.
또한, 열교환부(120)는 실내환기를 모두 실외로 배출하는 전배기(전외기) 방식으로 구성하여 소비전력을 저감하고, 실내 온도 및 습도가 조화될 수 있도록 한다.
송풍부(130)는 실외 공기를 실내에 급기하고, 실내 공기를 외부로 배기하는 송풍 동작을 수행하며, 오존(O3) 및 이산화탄소(Co2)의 농도에 따른 공기질에 따라 송풍에 따른 풍량이 제어될 수 있다.
공기질 감지부(140)는 실외 공기와 실내 공기에 포함된 오존(O3) 및 이산화탄소(Co2) 중 하나 이상의 농도를 측정하는 구성으로서, 오존 감지 센서와 이산화탄소 감지 센서로 이루어질 수 있고, 환기부(600)와 급기부(700)에 설치될 수 있다.
제어부(200)는 방역/환기부(100)의 동작 상태를 모니터링하고, 학습된 알고리즘을 통해 모니터링 결과에 기반한 방역/환기부(100)의 동작을 제어하는 구성으로서, 지능형 제어부(210)와, 포집부(220)와, 방역부(230)와, 안전부(240)와, 환기부(250)와, 감지부(260)를 포함하여 구성될 수 있다.
지능형 제어부(210)는 방역/환기부(100)의 동작 상태를 모니터링하고, 비말 및 에어로졸을 제거하는 필터의 교체 신호와, 실외 공기와 실내 공기에 포함된 오존 및 이산화탄소의 농도로부터 학습된 알고리즘에 따라 포집부(220), 방역부(230), 안전부(240), 환기부(250)의 동작 조건을 미리 학습된 알고리즘(프로그램)을 통해 다음과 같은 제어신호를 출력할 수 있다.
지능형 제어부(210)는 포집부(220)에서 감지된 광투과율과 전원 공급 상태 정보를 수신하면, 수신된 정보를 기준으로 '전원 이상'이면 '0', '정상'이면 '1', 필터의 '교체'가 필요하면 '2'로 분류된 제어신호를 포집부값(F)으로 출력할 수 있다.
또한, 지능형 제어부(210)는 방역부(230)가 부유 바이러스 및 부유 세균의 살균을 위한 제2 저감부(112)의 플라즈마 유도부(112a) 동작에 따라 발생되는 플라즈마의 세기를 조절할 수 있도록 알고리즘을 이용하여 감지부(260)의 오존 감지 센서로부터 감지되는 오존(O3) 농도에 기반한 방역값(P)을 산출할 수 있다.
방역값(P)은 하기식,
P=[0.6667O3 - 4O2 + 6.3333O] 를 통해 산출할 수 있다.
여기서, 'O3'는 오존, 'O2'는 산소, 'O'는 산소 라디칼이다.
즉, 지능형 제어부(210)는 산출되는 방역값(P)이 '0'이면, 플라즈마 유도부(112a)의 동작을 중지하고, 방역값(P)이 '1' ~ '3'이면 단계별로 플라즈마의 세기가 증가 또는 감소되도록 플라즈마 유도부(112a)의 동작 제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 지능형 제어부(210)는 안전부(240)가 제3 저감부(113)의 자외선을 방사하는 광원의 오동작과 과산화수소 증발기의 과산화수소 부족 여부를 판단할 수 있도록 알고리즘을 이용하여 조도 센서로부터 감지되는 자외선 광원의 조도에 기반한 자외선 안전값(UL)을 산출할 수 있다.
자외선 안전값(UL)은 하기식,
Figure 112022089425938-pat00009
을 통해 산출할 수 있다.
여기서, 'L'은 자외선 광원에 대한 조도이고, 'Ls'는 기준조도이다.
즉, 지능형 제어부(210)는 산출되는 자외선 안전값(UL)에 따라 자외선을 방사하는 광원의 오동작 방지를 위한 제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 지능형 제어부(210)는 안전부(240)가 제3 저감부(113)의 자외선을 방사하는 광원의 오동작과 과산화수소 증발기의 과산화수소 부족 여부를 판단할 수 있도록 알고리즘을 이용하여 습도 센서로부터 감지되는 과산화수소의 증발에 기반한 과산화수소 안전값(UH)을 산출할 수 있다.
과산화수소 안전값(UH)은 하기식,
Figure 112022089425938-pat00010
을 통해 산출할 수 있다.
여기서, 'H'는 과산화수소 증발에 대한 습도이고, 'Hs'는 기준습도이다.
즉, 지능형 제어부(210)는 산출되는 과산화수소 안전값(UH)에 따라 과산화수소를 증발시키는 과산화수소 증발기의 오동작 방지를 위한 제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 지능형 제어부(210)는 환기부(250)가 실외 공기와 실내 공기의 급기 및 배기를 위한 송풍부(130)의 풍량 제어를 수행할 수 있도록 알고리즘을 이용하여 감지부(260)의 이산화탄소 감지 센서로부터 감지되는 이산화탄소 값에 기반한 환기값(V)을 산출할 수 있다.
환기값(V)은 하기식,
V = C + 1 을 통해 산출할 수 있다.
여기서, 'C'는 이산화탄소의 실내 공기질 기준농도에 대한 측정된 이산화탄소 농도의 감지값이다.
즉, 지능형 제어부(210)는 산출되는 환기값(V)이 '0'이면, 송풍부(130)의 동작을 중지하고, 환기값(V)이 '1' ~ '3'이면 단계별로 풍량이 증가 또는 감소되도록 송풍부(130)의 동작 제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 지능형 제어부(210)는 감지부(260)가 공기질 감지부(140)의 오존 감지 센서와 이산화탄소 감지 센서를 통해 실외 공기와 실내 공기에 포함된 오존 및 이산화탄소의 농도를 감지하고, 감지된 오존 및 이산화탄소의 농도가 미리 설정된 기준 농도를 초과하는지 여부를 측정할 수 있도록 오존 감지값(O)과, 이산화탄소 감지값(C)을 산출할 수 있다.
오존 감지값(O)은 하기식,
Figure 112022089425938-pat00011
을 통해 산출할 수 있다.
여기서, '
Figure 112022089425938-pat00012
'는 측정된 오존 농도이고, '
Figure 112022089425938-pat00013
'는 오존의 실내 공기질 기준 농도이며, [ ]는 가우스 함수이다.
또한, 이산화탄소 감지값(C)은 하기식,
Figure 112022089425938-pat00014
을 통해 산출할 수 있다.
여기서, '
Figure 112022089425938-pat00015
'는 측정된 이산화탄소 농도이고, '
Figure 112022089425938-pat00016
'는 이산화탄소의 실내 공기질 기준 농도이며, [ ]는 가우스 함수이다.
포집부(220)는 비말 및 에어로졸의 제거를 위한 제1 저감부(111)의 중성능 필터(111b)에 설치되고, 비색법에 의한 중성능 필터(111b)의 광투과율을 측정하여 교체 알람 신호를 출력할 수 있다.
또한, 포집부(220)는 전원 공급 상태를 측정하여 전원 공급 상태에 대한 정보를 전송할 수도 있다.
방역부(230)는 지능형 제어부(210)의 제어신호에 따라 부유 바이러스 및 부유 세균의 살균을 위한 제2 저감부(112)의 플라즈마 유도부(112a) 동작에 따라 발생되는 플라즈마의 세기를 조절할 수 있다.
안전부(240)는 조도 센서와 습도 센서를 구비할 수 있고, 조도 센서와 습도 센서로부터 감지되는 정보에 기반하여 제3 저감부(113)의 자외선을 방사하는 광원의 오동작과 과산화수소 증발기의 과산화수소 부족 여부를 감지할 수 있다.
환기부(250)는 지능형 제어부(210)의 제어신호에 따라 실외 공기와 실내 공기의 급기 및 배기를 위한 송풍부(130)의 풍량 제어를 수행할 수 있다.
감지부(260)는 공기질 감지부(140)의 오존 감지 센서와 이산화탄소 감지 센서를 통해 실외 공기와 실내 공기에 포함된 오존 및 이산화탄소의 농도를 감지하고, 감지된 오존 및 이산화탄소의 농도가 미리 설정된 기준 농도를 초과하는지 여부를 측정할 수 있다.
표시부(300)는 제어부(200)의 제어에 따른 방역/환기부(100)의 동작 상태를 표시하는 구성으로서, 포집 표시부(310)와, 방역 표시부(320)와, 안전 표시부(330)와, 환기 표시부(340)를 포함하여 구성될 수 있다.
포집 표시부(310)는 제1 저감부(111)의 정상 동작 여부를 표시하는 구성으로서, 포집부(220)에 의한 교체 알람 신호에 따라 지능형 제어부(210)가 출력하는 포집부 제어신호에 따라 '전원 이상', '정상', '교체'로 분류하여 표시되도록 한다.
방역 표시부(320)는 제2 저감부(112)의 플라즈마 발생 강도를 표시하는 구성으로서, 지능형 제어부(210)가 출력하는 방역부 제어신호에 따라 플라즈마 발생 강도가 표시되도록 한다.
안전 표시부(330)는 제3 저감부(113)의 정상 동작 여부를 표시하는 구성으로서, 지능형 제어부(210)가 출력하는 안전부 제어신호에 따라 '0'이면 '교체', '1'이면 '정상'으로 표시되도록 한다.
환기 표시부(340)는 송풍부(130)의 정상 동작 여부와 송풍부(130)의 풍량을 표시하는 구성으로서, 지능형 제어부(210)의 환기부 제어신호에 따라 '0'이면 '정지'로 표시하고, '1' ~ '3'이면 송풍기 풍량을 '1' ~ '3'으로 표시되도록 한다.
다음은 본 발명의 실시 에에 따른 지능형 제어부(210)의 동작을 설명한다.
지능형 제어부(210)는 전원이 공급되면(S100), 미리 학습된 알고리즘의 동작에 따라 전원 공급의 이상 여부를 확인하고, 그 결과를 표시부(300)를 통해 출력할 수 있다.
또한, 지능형 제어부(210)는 포집부(220)에서 감지된 광투과율과 전원 공급 상태 정보를 수신하여 동작 상태를 판단(S200)하고, 판단 결과에 따라 '0', '1' 또는 '2' 중 어느 하나를 포집부값(F)으로 출력할 수 있다.
즉, S200 단계에서 포집부값(F)이 '0'이면 지능형 제어부(210)는 필터 교체 알람 장치의 전원 공급 이상을 확인(S210)하고, 표시부(300)를 통해 '전원 이상'으로 표시(S211)되도록 한다.
또한, S200 단계에서 포집부값(F)이 '2'이면 지능형 제어부(210)는 방역값(P)과, 오존 안전값(UL) 및 과산화수소 안전값(UH)을 포함한 안전값(U)을 '0'으로 설정(S220)하고, 제1 저감부(111)의 필터 교체를 위해 표시부(300)에 '교체'가 표시(S221)되도록 한다.
또한, S200 단계에서 포집부값(F)이 '1'이면 지능형 제어부(210)는 '정상'으로 판단하여 오존 감지값(O)을 산출하고, 산출된 오존 감지값(O)이 '0' 또는 'O > 0'인지 판단(S300)할 수 있다.
S300 단계의 판단 결과, 오존 감지값(O)이 '0'이면, 지능형 제어부(210)는 오존 감지 센서의 전원 공급 이상으로 확인(S310)하고, 표시부(300)에 '이상'이 표시(S311)되도록 한다.
또한, S300 단계에서 오존 감지값(O)이 'O > 0'이면, 플라즈마의 세기를 방역값(P)으로 설정(S320)하고, 표시부(300)에 설정된 방역값(P)이 표시(S321)되도록 한다.
계속해서, 지능형 제어부(210)는 이산화탄소 감지값(C)을 산출하고, 산출된 이산화탄소 감지값(C)이 '0' 또는 'C > 0'인지 판단(S400)할 수 있다.
S400 단계의 판단 결과, 이산화탄소 감지값(C)이 '0'이면, 지능형 제어부(210)는 이산화탄소 감지 센서의 전원 공급 이상으로 확인(S410)하고, 표시부(300)에 '이상'이 표시(S411)되도록 한다.
또한, S400 단계에서 이산화탄소 감지값(C)이 'C > 0'이면, 송풍부(130)의 세기가 환기값(V)이 되도록 설정(S420)하고, 표시부(300)에 설정된 환기값(V)이 표시(S421)되도록 한다.
또한, 지능형 제어부(210)는 오존 안전값(UL) 및 과산화수소 안전값(UH)을 포함한 안전값(U)을 산출하고, 산출된 안전값(U)이 '0' 또는 'U > 0'인지 판단(S500)할 수 있다.
S500 단계의 판단 결과, 안전값(U)이 '0'이면, 지능형 제어부(210)는 안전 이상을 판단하여 방역값(P)을 '0'으로 설정(S510)하고, 표시부(300)에 '이상'이 표시(S511)되도록 한다.
또한, S500 단계에서 안전값(U)이 'U > 0'이면, 표시부(300)에 '정상'이 표시(S601)되도록 한다.
또한, S500 단계에서 오존 안전값(UL) 및 과산화수소 안전값(UH) 중 어느 하나가 '0'이면 안전값(U)은 '0'으로 판단될 수 있다.
따라서, 실내 공기 중에서 인체 유해성을 최소화하는 부유 세균 및 부유 바이러스의 살균과 에너지 소비를 최소화할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 도면번호는 설명의 명료성과 편의를 위해 기재한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다.
또한, 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.
100 : 방역/환기부 110 : 공기 방역부
111 : 제1 저감부 111a : 프리 필터(Pre filter)
111b : 중성능 필터(Mediun filter) 112 : 제2 저감부
112a : 플라즈마 유도부 112b : 헤파 필터
113 : 제3 저감부 120 : 열교환부
130 : 송풍부 140 : 공기질 감지부
200 : 제어부 210 : 지능형 제어부
220 : 포집부 230 : 방역부
240 : 안전부 250 : 환기부
260 : 감지부 300 : 표시부
310 : 포집 표시부 320 : 방역 표시부
330 : 안전 표시부 340 : 환기 표시부
400 : 외기구 500 : 배기구
600 : 환기구 700 : 급기구

Claims (9)

  1. 외기구(400)를 통과한 실외 공기와 환기구(600)를 통과한 실내 공기로부터 하나 이상의 필터를 이용한 비말 및 에어로졸의 제거와, 부유 바이러스 및 부유 세균의 포집과 살균을 수행하되, 상기 부유 바이러스와 부유 세균의 살균을 위한 플라즈마 유도시 발생하는 오존을 자외선과 과산화수소에 기반한 분해를 수행하고, 상기 실외 공기와 실내 공기 사이의 열교환을 수행하며, 상기 실외 공기와 실내 공기의 급기 및 배기를 위한 풍량 제어를 수행하고, 상기 실외 공기와 실내 공기에 포함된 오존 및 이산화탄소 중 하나 이상의 농도를 측정하는 방역/환기부(100);
    상기 방역/환기부(100)의 동작 상태를 모니터링하되, 학습된 알고리즘을 통해 모니터링 결과에 기반한 방역/환기부(100)의 동작을 제어하는 제어부(200); 및
    상기 제어부(200)의 제어에 따른 방역/환기부(100)의 동작 상태를 표시하는 표시부(300);를 포함하며,
    상기 제어부(200)는 방역/환기부(100)의 동작 상태를 모니터링하되, 비말 및 에어로졸을 제거하는 필터의 교체 신호와, 상기 실외 공기와 실내 공기에 포함된 오존 및 이산화탄소의 농도로부터 학습된 알고리즘에 따라 포집부(220), 방역부(230), 안전부(240), 환기부(250)의 동작 제어신호를 출력하는 지능형 제어부(210);
    상기 비말 및 에어로졸의 제거를 위한 필터에 설치되어 상기 필터의 광투과율에 따른 교체 알람 신호를 출력하는 포집부(220);
    상기 부유 바이러스 및 부유 세균의 살균을 위한 플라즈마 유도부(112a)의 동작에 따라 발생되는 플라즈마의 세기를 조절하는 방역부(230);
    조도 센서 및 습도 센서로부터 감지되는 정보에 기반하여 상기 자외선을 방사하는 광원의 오동작과 상기 과산화수소의 부족 여부를 감지하는 안전부(240);
    상기 실외 공기와 실내 공기의 급기 및 배기를 위한 풍량 제어를 수행하는 환기부(250); 및 복수의 감지 센서를 통해 상기 실외 공기와 실내 공기에 포함된 오존 및 이산화탄소의 농도를 감지하여 미리 설정된 기준 농도의 초과 여부를 측정하는 감지부(260);를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 공기 방역 환기 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방역/환기부(100)는 외기구(400)를 통과한 실외 공기와 환기구(600)를 통과한 실내 공기로부터 하나 이상의 필터를 이용한 비말 및 에어로졸의 제거와, 부유 바이러스 및 부유 세균의 포집과 살균을 수행하고, 상기 부유 바이러스와 부유 세균의 살균을 위한 플라즈마 유도시 발생되는 오존이 자외선의 방사와 증발되는 과산화수소와 반응하여 라디칼(Radical)로 변환되도록 하는 공기 방역부(110);
    상기 실외 공기와 실내 공기 사이의 열교환을 수행하는 열교환부(120);
    상기 실외 공기는 실내에 급기되도록 하고, 실내 공기는 외부로 배기되도록 송풍 동작을 수행하며, 송풍에 따른 풍량 제어를 수행하는 송풍부(130); 및
    상기 실외 공기와 실내 공기에 포함된 오존 및 이산화탄소 중 하나 이상의 농도를 측정하는 공기질 감지부(140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 공기 방역 환기 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 공기 방역부(110)는 공기중에 포함된 비말, 에어로졸을 제거하는 하나 이상의 필터를 구비한 제1 저감부(111);
    상기 제1 저감부(111)를 통과한 공기에서 부유 바이러스와 부유 세균을 플라즈마를 이용하여 살균하는 플라즈마 유도부(112a)와, 상기 부유 바이러스와 부유 세균을 포집하는 헤파 필터(112b)를 구비한 제2 저감부(112); 및
    UV-C 자외선을 출력하는 광원과 과산화수소 증발기를 구비하고, 상기 제2 저감부(112)로 UV-C 자외선과 증발된 과산화수소를 방사하여 상기 제2 저감부(112)에 포집된 부유 바이러스와 부유 세균이 살균되도록 하고, 상기 플라즈마 유도부(112a)의 플라즈마 유도시 발생하는 오존이 상기 UV-C 자외선과 증발되는 과산화수소에 반응하여 라디칼로 변환되도록 하는 제3 저감부(113);를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 공기 방역 환기 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 지능형 제어부(210)는 포집부(220)에서 감지된 광투과율과 전원 공급 상태에 따라 '전원이상', '정상', '교체' 중 어느 하나로 구분된 교체 알람 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 스마트 공기 방역 환기 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 지능형 제어부(210)는 하기식
    P=[0.6667O3 - 4O2 + 6.3333O]
    - 여기서, 'O3'는 오존, 'O2'는 산소, 'O'는 산소 라디칼 임 - 으로부터 산출되는 방역값(P)에 따라 플라즈마의 세기를 미리 설정된 단계별로 증가 또는 감소되도록 플라즈마 유도부(112a)의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 공기 방역 환기 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 지능형 제어부(210)는 하기식
    Figure 112022132751995-pat00017

    - 여기서, 'L'은 자외선 광원에 대한 조도이고, 'Ls'는 기준조도 임 - 과,
    Figure 112022132751995-pat00018

    - 여기서, 'H'는 과산화수소 증발에 대한 습도이고, 'Hs'는 기준습도 임 -
    으로부터 산출되는 자외선 안전값(UL)과 과산화수소 안전값(UH)에 따라 자외선 광원의 오동작과 상기 과산화수소의 부족 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 공기 방역 환기 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 지능형 제어부(210)는 하기식
    V = C + 1
    - 여기서, 'C'는 이산화탄소의 실내 공기질 기준농도에 대한 측정된 이산화탄소 농도의 감지값 임 - 으로부터 산출되는 환기값(V)에 따라 미리 설정된 단계별로 풍량이 증가 또는 감소되도록 송풍부(130)의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 공기 방역 환기 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 지능형 제어부(210)는 하기식
    Figure 112022132751995-pat00019

    - 여기서, '
    Figure 112022132751995-pat00020
    '는 측정된 오존 농도이고, '
    Figure 112022132751995-pat00021
    '는 오존의 실내 공기질 기준 농도 임 - 과,
    Figure 112022132751995-pat00022

    - 여기서, '
    Figure 112022132751995-pat00023
    '는 측정된 이산화탄소 농도이고, '
    Figure 112022132751995-pat00024
    '는 이산화탄소의 실내 공기질 기준 농도 임 - 으로부터 오존 감지값(O)과 이산화탄소 감지값(C)을 산출하는 것을 특징으로 하는 스마트 공기 방역 환기 시스템.
KR1020220107050A 2022-08-25 2022-08-25 스마트 공기 방역 환기 시스템 KR102501859B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220107050A KR102501859B1 (ko) 2022-08-25 2022-08-25 스마트 공기 방역 환기 시스템
US17/980,198 US20240068683A1 (en) 2022-08-25 2022-11-03 Smart air disinfection ventilation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220107050A KR102501859B1 (ko) 2022-08-25 2022-08-25 스마트 공기 방역 환기 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102501859B1 true KR102501859B1 (ko) 2023-02-22

Family

ID=85329744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220107050A KR102501859B1 (ko) 2022-08-25 2022-08-25 스마트 공기 방역 환기 시스템

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20240068683A1 (ko)
KR (1) KR102501859B1 (ko)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011179791A (ja) * 2010-03-03 2011-09-15 Mitsubishi Electric Corp 空気調和機室内機の殺菌洗浄方法及び殺菌洗浄装置
KR102094915B1 (ko) * 2018-10-29 2020-03-31 주식회사 웰리스 공기살균장치
KR102302444B1 (ko) 2019-10-31 2021-09-23 씨디에스 주식회사 스마트 환기시스템
KR102304032B1 (ko) * 2020-12-14 2021-09-24 (주)힘펠 바이러스 포집, 필터 살균 기능을 가지는 환기장치 및 그 제어방법
CN113944986A (zh) * 2021-11-18 2022-01-18 珠海格力电器股份有限公司 一种空气净化器及其滤网寿命的检测方法、检测装置
KR20220031533A (ko) * 2020-09-04 2022-03-11 김정규 실내 공기 살균 및 정화 장치
KR20220035721A (ko) * 2020-09-14 2022-03-22 지엘사이언티픽(주) 광 플라즈마를 이용하는 공기 살균기

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011179791A (ja) * 2010-03-03 2011-09-15 Mitsubishi Electric Corp 空気調和機室内機の殺菌洗浄方法及び殺菌洗浄装置
KR102094915B1 (ko) * 2018-10-29 2020-03-31 주식회사 웰리스 공기살균장치
KR102302444B1 (ko) 2019-10-31 2021-09-23 씨디에스 주식회사 스마트 환기시스템
KR20220031533A (ko) * 2020-09-04 2022-03-11 김정규 실내 공기 살균 및 정화 장치
KR20220035721A (ko) * 2020-09-14 2022-03-22 지엘사이언티픽(주) 광 플라즈마를 이용하는 공기 살균기
KR102304032B1 (ko) * 2020-12-14 2021-09-24 (주)힘펠 바이러스 포집, 필터 살균 기능을 가지는 환기장치 및 그 제어방법
CN113944986A (zh) * 2021-11-18 2022-01-18 珠海格力电器股份有限公司 一种空气净化器及其滤网寿命的检测方法、检测装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20240068683A1 (en) 2024-02-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2191856C (en) Air purifier
JP4386915B2 (ja) 有限空間内空気品質改善方法及び装置
WO2000078368A1 (en) Air purifier
KR20210065430A (ko) 공기 정화기
KR102000707B1 (ko) 교실용 공기정화장치
KR101899141B1 (ko) 다단 흡입구를 가진 양압 공기정화살균장치
KR20200139020A (ko) 자외선 공기 살균기를 구비한 공기 청정기
KR102297559B1 (ko) 방역형 공기정화기
JP2020532401A (ja) 空気処理システム及び方法
CN218001750U (zh) 一种支持数据反馈功能的空气消杀装置
KR20210142252A (ko) 복합살균식 공기 살균기
CN111322694A (zh) 与空调联动的杀菌消毒设备控制方法、控制装置及空调
CN111494695A (zh) 一种高效节能空气消毒器
KR102501859B1 (ko) 스마트 공기 방역 환기 시스템
KR102369547B1 (ko) 벽걸이형 엘리베이터 내 공기살균 시스템
CN111870727B (zh) 消毒机及消毒机控制方法
CN111998485A (zh) 一种智慧自清洁负离子杀菌新风装置
US20220203284A1 (en) Air filtration system
CN215412352U (zh) 一种高辐照剂量紫外线空气净化系统
KR102395525B1 (ko) 현관 공간 입체 살균용 iot 기반 모듈형 안티 바이러스 게이트
WO2022036293A1 (en) Device containing air detection, filtering, disinfecting and conditioning elements with display
US11938241B2 (en) Foldable plant light
JP2007311227A (ja) 空気清浄機
KR102369733B1 (ko) 열회수 환기장치 및 공기청정기의 연동 운전을 이용한 실내공기 청정시스템
CN217482874U (zh) 风机盘管装置及空调设备

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant