KR102505837B1 - 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 시스템 및 그의 구동 방법 - Google Patents
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Abstract
감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 장치, 시스템 및 그의 구동 방법이 개시되며, 본원의 일 실시예에 따른 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 장치는, 대상 공간의 공간 정보, 재실자 정보 및 공기질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 감지 정보를 획득하는 수집부, 상기 감지 정보에 기초하여 모니터링 대상이 되는 감염성 바이러스에 대한 최소 감염량(Minimum Infectious Dose, MID)과 연계된 제1기준 정보 및 상기 대상 공간의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출하는 연산부 및 상기 대상 공간으로 외부 공기를 공급하는 급기 장치 및 상기 대상 공간의 내부 공기를 배기하는 배기 장치 중 적어도 하나의 구동을 상기 제1기준 정보 및 상기 제2기준 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제어하는 구동 제어부를 포함할 수 있다.
Description
본원은 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 시스템 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
호흡기 감염을 유발하는 바이러스는 여러 가지 크기의 입자를 통해 전파가 가능하다. 이와 관련하여, 입자의 크기에 따라 입자의 지름이 5 내지 10μm 보다 크면 비말로, 5μm 보다 작으면 비말 핵 또는 에어로졸로 정의할 수 있다.
이러한 에어로졸은 연기나 안개처럼 기체 중에 고체 또는 액체의 미립자가 부유하고 있는 입자를 총칭하는 용어로서, 그 크기는 통상적으로 0.0001 내지 5μm 정도에 해당하며, 상대적으로 크기가 큰 비말은 중력으로 인해 감염원으로부터 2미터 이내의 거리에 대부분 떨어지게 된다.
한편, 비말이 이동하는 거리는 대화, 기침, 재채기에 따라 달라질 수 있으며, 이중 재채기는 가장 멀리 비말을 보낼 수 있는 수단이 된다. 비말에 의한 감염은 비말을 직접적으로 흡입함으로써 발생하거나 접촉 매개물(예를 들면, 비말이 묻은 문고리나 엘리베이터 버튼)을 거쳐 간접적으로 일어날 수 있다.
반면, 에어로졸의 경우 상대적으로 더 먼 거리를 이동할 수 있으며, 미국 MIT의 연구진은 바이러스를 함유한 에어로졸이 7에서 8m 가량의 긴 거리를 이동할 수 있다는 분석을 내놓으며, 보건당국이 권장하는 2m 거리 두기 기준을 더 강화해야 한다는 의견을 밝히기도 했다(JAMA Insights, 2020).
또한, 최근 중국 군사의학과학원 연구진은 병원 중환자실의 공기 표본을 채취해 검사한 결과, 바이러스가 환자로부터 최대 4m까지 전파된다고 밝힌바 있다(Emerging Infectious Disease, 2020).
이와 관련하여, 바이러스의 최소 감염량(MID, Minimum Infectious Dose)은 바이러스의 농도, 노출 시간, 숙주의 면역상태, 바이러스의 병원독성 등 복합적 요인에 의해 결정된다. 예컨대, 에어로졸의 크기가 작아질수록 공기 중에서 멀리 이동할 수 있지만, 에어로졸에 포함된 바이러스 입자 수는 그만큼 적어지고 감염성은 떨어진다.
밀폐된 공간에서는 바이러스 농도와 노출 시간이 감염 여부를 결정하는 중요한 요소로 작용하며, 실험 조건 설정이 상대적으로 용이하다. 하지만 실제 환경처럼 열린 공간에서는 공기 흐름의 속도, 방향 등 예측하기 어려운 변수까지 고려해 감염성을 판단해야 한다. 에어로졸에 포함된 바이러스 입자 수, 배출 방법, 에어로졸 액체의 점도에 따라 달라진다. 비말 형태로 배출되더라도 수초 내에 증발에 의해 크기가 작아져 감염원으로부터 더 멀리 이동할 수도 있는데, 이 과정도 습도의 영향을 받는다. 이러한 복합적 요인을 모두 고려해야 하므로 바이러스의 공기전파 가능성을 규명하는 데는 상당한 시간이 소요된다.
그러나 최근 국내 종교시설, 요양원, 커피숍, 식당 등 집단 감염사례에서 알 수 있듯, 점차 비말뿐 아니라 비말 핵인 에어로졸을 통한 바이러스 공기 전파가 더욱 설득력을 얻고 있어 이러한 바이러스 전파를 방지 내지 저감할 수 있는 기술적 대책의 개발이 요구된다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-1988486호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 실내 공간인 대상 공간의 기류 흐름을 조절하여 실내공기 혼합을 억제하며 바이러스 비말입자 및 비말 핵(에어로졸)의 침강속도를 빠르게 하여 공기 중 바이러스 입자 수를 최소화 함으로써 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 시스템 및 그의 구동 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 시스템은, 대상 공간으로 외부 공기를 공급하는 급기 장치, 상기 급기 장치에 대향하도록 상기 대상 공간에 마련되며, 상기 대상 공간의 내부 공기를 배기하는 배기 장치, 상기 대상 공간의 공간 정보, 재실자 정보 및 공기질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 감지 정보를 획득하는 센싱 장치 및 상기 감지 정보에 기초하여 상기 급기 장치 및 상기 배기 장치 중 적어도 하나를 제어하는 제어 장치를 포함할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 시스템은, 상기 급기 장치와 상기 배기 장치가 상하 방향을 기준으로 대향하도록 상기 대상 공간에 설치되어 상기 대상 공간에 상기 급기 장치로부터 상기 배기 장치를 향하는 상기 상하 방향에 따른 기류 흐름이 형성될 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 시스템은, 상기 급기 장치가 상기 대상 공간의 상부 영역에 마련되고, 상기 배기 장치가 상기 대상 공간의 하부 영역에 마련될 수 있다.
또한, 상기 제어 장치는, 상기 감지 정보에 기초하여 모니터링 대상이 되는 감염성 바이러스에 대한 최소 감염량(Minimum Infectious Dose, MID)과 연계된 제1기준 정보를 획득하고, 상기 제1기준 정보에 기초하여 상기 급기 장치 및 상기 배기 장치 중 적어도 하나의 구동 수준을 결정할 수 있다.
또한, 상기 구동 수준은, 상기 대상 공간에 존재하는 재실자의 상기 내부 공기에 대한 흡입으로 인하여 상기 재실자가 상기 감염성 바이러스에 감염되지 않도록 하는 수준으로 상기 제1기준 정보를 고려하여 결정될 수 있다.
또한, 상기 배기 장치는 상기 내부 공기의 배기를 위한 송풍 팬을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어 장치는, 상기 결정된 구동 수준에 따라 상기 송풍 팬의 출력을 조정할 수 있다.
또한, 상기 제어 장치는, 상기 제1기준 정보에 기초하여 상기 대상 공간의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출하고, 상기 제2기준 정보에 기초하여 상기 구동 수준을 결정할 수 있다.
또한, 상기 센싱 장치는, 상기 대상 공간을 촬영한 대상 이미지를 획득하는 촬영 모듈을 통해 상기 대상 이미지를 획득하고, 상기 대상 이미지에 대한 인공지능 기반의 분석을 통해 상기 재실자 정보를 획득할 수 있다.
또한, 상기 재실자 정보는, 상기 대상 공간에 위치하는 재실자의 수 정보, 상기 재실자 각각의 성별 및 연령을 포함하는 인적 사항 정보 및 상기 재실자 각각의 위치 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어 장치는, 상기 구동 수준이 기 설정된 복수의 레벨로 상호 구분되는 복수의 모드 중 어느 하나의 모드를 상기 감지 정보에 기초하여 결정하고, 결정된 모드에 대응하는 레벨로 상기 구동 수준을 조정할 수 있다.
한편, 본원의 일 실시예에 따른 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 장치는, 대상 공간의 공간 정보, 재실자 정보 및 공기질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 감지 정보를 획득하는 수집부, 상기 감지 정보에 기초하여 모니터링 대상이 되는 감염성 바이러스에 대한 최소 감염량(Minimum Infectious Dose, MID)과 연계된 제1기준 정보 및 상기 대상 공간의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출하는 연산부 및 상기 대상 공간으로 외부 공기를 공급하는 급기 장치 및 상기 대상 공간의 내부 공기를 배기하는 배기 장치 중 적어도 하나의 구동을 상기 제1기준 정보 및 상기 제2기준 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제어하는 구동 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동 제어부는, 상기 제1기준 정보를 기초로 하여 상기 대상 공간에 존재하는 재실자의 상기 내부 공기에 대한 흡입으로 인하여 상기 재실자가 상기 감염성 바이러스에 감염되지 않도록 상기 급기 장치 및 상기 배기 장치 중 적어도 하나의 구동 수준을 조정할 수 있다.
한편, 본원의 일 실시예에 따른 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 방법은, 대상 공간의 공간 정보, 재실자 정보 및 공기질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 감지 정보를 획득하는 단계, 상기 감지 정보에 기초하여 모니터링 대상이 되는 감염성 바이러스에 대한 최소 감염량(Minimum Infectious Dose, MID)과 연계된 제1기준 정보를 도출하는 단계, 상기 제1기준 정보에 기초하여 상기 대상 공간의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출하는 단계 및 상기 대상 공간으로 외부 공기를 공급하는 급기 장치 및 상기 대상 공간의 내부 공기를 배기하는 배기 장치 중 적어도 하나의 구동을 상기 제1기준 정보 및 상기 제2기준 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 실내 공간인 대상 공간의 기류 흐름을 조절하여 실내공기 혼합을 억제하며 바이러스 비말입자 및 비말 핵(에어로졸)의 침강속도를 빠르게 하여 공기 중 바이러스 입자 수를 최소화 함으로써 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 시스템 및 그의 구동 방법을 제공할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 인공지능 기반의 분석 및 능동 제어를 통해 대상 공간의 위치하는 재실자 각각에 영향을 미치는 바이러스 수치를 최소 감염량(Minimum Infectious Dose, MID) 이하로 관리함으로써 감염자가 존재하는 실내 공간에서도 비감염 재실자의 바이러스 감염을 방지할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 교실, 식당, 요양원, 회의실과 같이 재실자의 밀집도가 높고, 장시간 마스크 착용이 어려운 실내공간에서도 COVID-19와 같은 감염성 바이러스나 기타 세균 전파를 효율적으로 억제할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 증상이 없는 바이러스 감염자를 생활공간에서 찾아내고, 조기치료로 연결될 수 있도록 유도할 수 있으며, 기존의 선별 검사소 역할을 생활공간에서 할 수 있게 되므로 감염성 바이러스의 사회적 전파를 억제할 수 있다.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 대상 공간을 촬영한 대상 이미지에 대한 분석을 통해 재실자 정보를 획득하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 장치의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 2는 대상 공간을 촬영한 대상 이미지에 대한 분석을 통해 재실자 정보를 획득하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 장치의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 방법에 대한 동작 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
참고로, 본원의 실시예에 관한 설명 중 방향이나 위치에 관련된 용어(상부, 하부, 상하방향 등)는 도면에 나타나 있는 각 구성의 배치 상태를 기준으로 설명한 것이다. 예를 들면, 도1에서 보았을 때 상하 방향은 12시에서 6시방향일 수 있다.
다만, 이러한 방향 설정은 본원 장치의 배치 상태에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 필요에 따라서는 도 1 기준 상향이 수평 방향(좌우 방향)을 향하도록 본원 장치가 배치될 수 있고, 다른 예로 도 1 기준 상향이 비스듬한 경사 방향을 향하도록 본원 장치가 배치될 수 있다.
본원은 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 시스템 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 시스템(10)(이하, '실내 공기 제어 시스템(10)'이라 한다.)는, 급기 장치(100), 배기 장치(200), 센싱 장치(300), 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 장치(400)(이하, '제어 장치(400)'라 한다.) 및 바이러스 저감 장치(500)를 포함할 수 있다.
급기 장치(100), 배기 장치(200), 센싱 장치(300), 제어 장치(400) 및 바이러스 저감 장치(500) 상호간은 네트워크(미도시)를 통해 통신할 수 있다. 네트워크(미도시)는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크(미도시)의 일 예에는, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), wifi 네트워크, 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 제어 장치(400)는 급기 장치(100) 등의 실내 공기 제어 시스템(10)의 하위 구성을 조작하기 위한 사용자 입력을 수신하는 사용자 단말(미도시)과 연동하는 것일 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(400)는 사용자 단말(미도시)로 인가된 공조 제어 입력에 기초하여 급기 장치(100), 배기 장치(200) 등의 구동을 제어하는 것일 수 있다.
사용자 단말(미도시)은 예를 들면, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(SmartPad), 태블릿 PC등과 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말기 같은 모든 종류의 무선 통신 장치일 수 있다.
급기 장치(100)는 대상 공간(1)으로 외부 공기를 공급하는 구성일 수 있다. 또한, 이와 대비하여 배기 장치(200)는 급기 장치(100)에 대향하도록 대상 공간(1)에 마련되며, 대상 공간(1)의 내부 공기를 배기하는 구성일 수 있다.
한편, 본원에서 개시하는 실내 공기 제어 시스템(10)의 급기 장치(100)와 배기 장치(200)는 상하 방향을 기준으로 대향하도록 대상 공간(1)에 설치되어 대상 공간(1)에 급기 장치(100)로부터 배기 장치(200)를 향하는 상하 방향에 따른 기류 흐름이 형성되는 것일 수 있다.
일 예로, 실내 공기 제어 시스템(10)은 급기 장치(100)가 대상 공간(1)의 상부 영역에 마련되고, 배기 장치(200)가 대상 공간(1)의 하부 영역에 마련되는 형태로 구비될 수 있다.
즉, 본원에서 개시하는 실내 공기 제어 시스템(10)은 대상 공간(1)에서 비말 입자 내지 에어로졸이 혼합되지 않고, 빨리 특정 방향(예를 들면, 바닥이 위치하는 하측 방향)으로 이동하도록(가라앉도록) 하고, 재비산이 방지되도록 급기 장치(100)와 배기 장치(200)를 제어하여 대상 공간(1)에서의 실내 공기의 흐름 방향이 특정한 한 방향으로 일정하게 형성되도록 조절할 수 있다.
또한, 도 1을 참조하면, 급기 장치(100)는 대상 공간(1)으로 공급되는 외부 공기의 풍량을 조절하기 위한 제1댐퍼(D1)를 포함할 수 있다. 또한, 도 1을 참조하면, 배기 장치(200)는 대상 공간(1)으로부터 배출되는 내부 공기의 풍량을 조절하기 위한 제2댐퍼(D2)를 포함할 수 있다.
또한, 실내 공기 제어 시스템(10)은 배기 장치(200)의 구동 수준을 제어하기 위한 송풍 팬(210) 및 냉난방 공기를 제공하기 위한 송풍 팬(220)을 포함할 수 있다. 또한, 이와 관련하여 실내 공기 제어 시스템(10)은 냉난방을 위한 송풍 팬(220)으로부터 공급되는 공기의 풍량을 조절하기 위한 제3댐퍼(D3) 및 잔존하는 잉여 공기를 건물 외부로 배출하기 위하여 개방되는 제7댐퍼(D7)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 후술하는 바와 같이 제어 장치(400)가 수행하는 급기 장치(100) 및 배기 장치(200)와 연계되는 구동 수준을 제어하는 프로세스는 송풍 팬(210, 220)의 가동 풍량, 기류 순환(환기) 횟수 등을 조정하는 동작을 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 바이러스 저감 장치(500)는 예시적으로 오존, UV, 플라즈마 등을 활용하여 대상 공간(1)으로부터 배출된 공기에 잔존하는 바이러스를 제거함으로써, 바이러스가 제거된 청정 공기가 재차 대상 공간(1)에 급기 장치(100)를 통하여 공급되거나 외부로 배출되도록 할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 제어 장치(400)는 바이러스 저감 장치(500)의 효율적 구동을 위하여, 계측 모듈(320)과 송풍 팬(210, 220)의 구동을 상호 연동되도록 하여, 바이러스에 대한 감염 우려가 없는(상대적으로 낮은) 경우에는 바이러스 저감 장치(500)를 거치지 않고 대상 공간(1)으로부터 배출된 공기를 바이패스 시키고, 바이러스에 대한 감염 우려가 일부 존재하거나 대상 공간(1)에 바이러스 감염자가 위치하는 경우에는 바이러스 저감 장치(500)의 가동률을 높이도록 제어할 수 있다.
이와 관련하여, 실내 공기 제어 시스템(10)은 배기된 내부 공기를 바이러스 저감 장치(500)로 공급하기 위한 제4댐퍼(D4) 및 배기된 내부 공기를 바이러스 저감 장치(500)를 거치지 않고 재차 대상 공간(1)으로 급기하기 위한 제5댐퍼(D4), 바이러스 저감 장치(500)에 의해 바이러스가 제거된 청정 공기를 외부로 배출하기 위한 제6댐퍼(D6)를 포함할 수 있다.
센싱 장치(300)는 대상 공간(1)의 공간 정보, 재실자 정보 및 공기질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 감지 정보를 획득할 수 있다.
구체적으로, 공간 정보는 대상 공간(1)의 면적, 부피, 높이(층고) 정보, 대상 공간(1)에 배치된 객체(장애물) 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 재실자 정보는 대상 공간(1)에 재실자가 존재하는지 여부, 재실자의 수, 재실자 각각의 개인 특성 정보(연령, 성별, 신장, 체격, 기저질환 유무 등), 재실자의 대상 공간(1) 내부의 분포 정보, 재실자 밀도 정보, 재실자의 이동 반경 정보, 재실자별 이동량 정보 등을 포함할 수 있다.
또한, 공기길 정보는 대상 공간(1)의 온도 정보, 습도 정보, CO2 농도, 초미세먼지 농도, 인체유해 여부와 관련없이 계측 가능한 총 바이러스 수 및 세균 수 정보 등을 포함할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면 센싱 장치(300)는 촬영 모듈(310) 및 계측 모듈(320)을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 촬영 모듈(310)은 대상 공간(1)을 촬영한 대상 이미지를 획득할 수 있다. 예시적으로, 촬영 모듈(310)은 대상 공간(1)에 설치되는 폐쇄회로 텔레비전(CCTV) 디바이스, IoT 장비 등일 수 있다.
도 2는 대상 공간을 촬영한 대상 이미지에 대한 분석을 통해 재실자 정보를 획득하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 제어 장치(400)는 촬영 모듈(310)로부터 획득한 대상 이미지에 대한 인공지능 기반의 분석을 통해 전술한 재실자 정보를 추론(획득)할 수 있다. 달리 말해, 제어 장치(400)는 대상 공간(1)을 촬영한 대상 이미지로부터 재실자 정보를 자동적으로 파악하는 인공지능 기반의 영상 분석 알고리즘을 보유할 수 있다.
예시적으로, 제어 장치(400)는 대상 이미지에 포함되는 각각의 픽셀 별로 미리 설정된 객체 클래스를 할당하는 의미론적 영역 분할(Semantic Segmentation)을 수행하여 사람(Human)에 해당하는 국부 영역(예를 들면, 경계 상자(Bounding Box) 등)을 각각 도출하고, 구획된 각 영역의 면적 정보, 각 구획 영역에서 미리 설정된 특성 정보가 탐지되는지 여부에 따라 각 구획 영역에 대응하는 재실자의 개인 특성을 파악하도록 동작할 수 있다. 예시적으로, 제어 장치(400)는 탐지된 재실자 각각의 신장, 체격, 의상, 인접한 재실자의 통제 하에 놓여있는지 여부, 안면 인식 결과 등을 기초로 재실자 각각의 연령 정보 및 성별 정보를 도출할 수 있다.
한편, 계측 모듈(320)은 실시간 간접탐지 및 간접 탐지된 수치를 세부 분석하는 직접탐지를 포함하는 바이러스 탐지기능을 제공할 수 있다.
먼저, 계측 모듈(320)은 실시간 간접탐지의 일 예로서 대상 공간(1)에서의 감염성 바이러스의 존재 가능성과 관련성이 높고 계측이 용이한 지표를 활용하여 대상 공간(1)의 실시간 공기질을 분석함으로써 간접적으로 감염성 바이러스의 존부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 실시간 간접탐지를 위하여 고려될 수 있는 주요 지표로는 대상 공간(1)의 CO2 농도, 초미세먼지 농도, 인체유해 여부와 관련없이 계측 가능한 총 바이러스 수 및 세균 수 정보 등을 포함할 수 있다.
이와 관련하여, 계측 모듈(320)은 코로나, 감기인플루엔자, 사스, 메르스 등 인체에 유해한 바이러스를 직접탐지를 통해 감지하기 위하여는 비용과 분석에 시간이 소요되므로, 실시간 간접탐지를 선행하여 수행하고, 간접탐지 결과 예측되는 바이러스 수치가 높을 경우 직접탐지 분석을 수행하도록 유도하여 정확한 바이러스 종류를 선별할 수 있다.
또한, 제어 장치(400)는 계측 모듈(320)에 의해 획득된 센싱 정보에 따라 미리 설정된 기준치를 급격히 상회하는 바이러스 수치가 탐지되는 경우 실내 공간에 감염자가 발생한 것으로 판단(예측)할 수 있으며, 이에 대응하여 감염자 격리조치, 개별 검사 유도, 비상 탈출 등을 내용으로 하는 각 단계별 알림 신호를 생성 및 출력할 수 있다.
바이러스 직접탐지 방법에 의하여 유해 바이러스 감염자가 같은 실내공간에 있을 경우, 알람이 울리고, 실내 공기 급배기 시스템은 최고 모드로 가동되어 사람간 전파를 억제하고, 재실자들은 감염검사를 실시하여 감염자는 무증상이라도, 선별진료소와 같은 치료소로 격리 이송하여 생활공간 감염을 최소화 하는데 활용할 수 있다.
제어 장치(400)는 대상 공간(1)의 공간 정보, 재실자 정보 및 공기질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 감지 정보를 획득할 수 있다.
제어 장치(400)는 대상 공간(1)의 감지 정보에 기초하여 모니터링 대상이 되는 감염성 바이러스에 대한 최소 감염량(Minimum Infectious Dose, MID)과 연계된 제1기준 정보 및 대상 공간(1)의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출할 수 있다.
또한, 제어 장치(400)는 대상 공간(1)으로 외부 공기를 공급하는 급기 장치(100) 및 대상 공간(1)의 내부 공기를 배기하는 배기 장치(200) 중 적어도 하나의 구동을 앞서 도출한 제1기준 정보 및 제2기준 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어 장치(400)는 도출된 제1기준 정보를 기초로 하여 대상 공간(1)에 존재하는 재실자의 내부 공기에 대한 흡입으로 인하여 해당 재실자가 감염성 바이러스에 감염되지 않도록 급기 장치(100) 및 배기 장치(200) 중 적어도 하나의 구동 수준을 조정할 수 있다.
구체적으로, 제1기준 정보와 관련하여, 비말 및 에어로졸 전파 억제를 위해서는 비말 또는 에어로졸 입자가 타인에게 전파되지 않도록 하고, 전파가 되더라도 감염이 일어나지 않을 정도로 최소화 시킬 수 있는 실내 공기 제어가 필요하므로, 본원에서 개시하는 제어 장치(400)는 대상 공간(1)에서의 감염성 바이러스의 분포(농도)가 제1기준 정보인 최소 감염량(MID) 이하로 설정되도록 급기 장치(100) 및 배기 장치(200) 중 적어도 하나의 구동을 제어함으로써 재실자가 실내 공기를 흡입하더라도 감염으로부터 안전한 상태에 놓이도록 할 수 있다.
예를 들어, 제어 장치(400)는 계측 모듈(320)을 통해 계측된 대상 공간(1)의 감염성 바이러스의 농도 정보를 탐지하여 기 설정된 임계 수준 이상 감염성 바이러스가 존재하는 것으로 파악하면, 대상 공간(1)에 존재하는 바이러스 비말 또는 비말 핵(에어로졸)이 제1기준 정보에 따른 최소 감염량(MID) 이하가 되도록 배기 장치(200)의 배기량을 신속히 증가시켜 대상 공간(1)의 실내 공기 중에 잔존하는 감염성 바이러스의 수(개체 수)를 최소화할 수 있다.
한편, 본원의 일 실시예에 따르면, 배기 장치(200)에 의해 대상 공간(1)의 외부로 배출되는 실내 공기는 잔존하는 바이러스가 바이러스 저감 장치(500)에 의해 제거(정제)된 후 재차 급기 장치(100)로 공급되어 대상 공간(1)으로 순환 공기로서 투입되도록 하거나 대상 공간(1)이 마련된 건물의 외부로 배출될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 감염성 바이러스의 감염이 발생하기 위하여 연산되는 최소 감염량(MID)에 따른 제1기준 정보는 대상자(재실자)의 연령, 성별, 기저 질환 여부 등의 개인 특성에 영향을 받아 변동하므로, 제어 장치(400)는 대상 공간(1)에 위치하는 각각의 재실자의 개인 특성과 연계된 정보인 재실자 정보를 판별할 수 있는 인공지능 기반의 분석 알고리즘을 보유할 수 있다.
또한, 제어 장치(400)는 파악된 재실자 정보에 기초하여 각각의 재실자마다 도출되는 제1기준 정보 중 가장 감염성 바이러스에 취약한 것으로 평가된 재실자(예를 들면, 최소 감염량이 가장 낮게 연산된 재실자 등)의 제1기준 정보를 기초로 하여 급기 장치(100) 및 배기 장치(200) 중 적어도 하나의 구동 수준을 제어할 수 있다.
이와 관련하여, 감염성 바이러스가 포함된 비말 입자가 숙주인 사람에게 호흡을 통하여 전파되는데, 통상적으로 최소 감염량(Minimum Infectious Dose, MID) 이하의 흡입으로는 감염이 실질적으로 발생하지 않으며, 이러한 최소 감염량 수치를 초과하도록 감염성 바이러스를 흡입하는 경우에만 새로운 숙주로의 감염이 발생하게 된다.
한편, 이러한 최소 감염량을 결정하는 요인은 바이러스 감염 대상인 숙주의 나이, 건강상태, 바이러스 감염이력이 영향을 미치며, 그 중에서 바이러스의 종류별 독성이 가장 큰 변수로 작용한다. 바이러스 종류별 최소 감염량(MID)의 예시로서 감기 바이러스의 경우, MID는 1회의 호흡(흡입)을 기준으로 3000개의 바이러스 입자 이하의 수치로 결정되고, 사스 바이러스의 경우, MID는 1회의 호흡(흡입)을 기준으로 500 바이러스 입자 이하이고, 코로나 바이러스의 경우 최소 감염량은 아직 명확하게 밝혀진 바는 없으나 동물 실험을 결과를 기반으로 1회의 호흡(흡입)을 기준으로 1000개 수준의 바이러스 입자 이하 정도로 추측되고 있다.
즉, 본원에서 개시하는 실내 공기 제어 시스템(10)은 실내 공간인 대상 공간(1)에서 최소 감염량(MID)에 대응하는 제1기준 정보에 따라 최소 감염량 이하의 수치로 숙주로 침투하는 바이러스 수를 줄임으로써 심지어 감염성 바이러스에 이미 감염된 감염 환자와 비감염 환자가 함께 같은 공간에 위치하더라도 실내 공기의 적절한 기류 제어를 통해 바이러스의 전파를 막을 수 있게 된다.
이어서 제2기준 정보와 관련하여, 최소 감염량(MID)을 기준으로 한 재실자의 흡입 조건과 관련하여, 재실자의 연령별로 호흡 수 및 1회 호흡에 따른 호흡 공기량이 달라지게 되며, 통상적으로 건강한 성인의 경우 호흡수는 분당 12~20회이고, 1~3세는 30~60회, 1~3세는 24~40회, 3~6세는 22~34회, 6~12세는 18~30회, 12~18세는 12~16회 정도이다. 또한, 보통 사람이 1회의 호흡으로 흡입하는 공기의 양은 3.9L 전후이며 폐에는 늘 1.2리터의 정도의 공기가 잔류하게 되나, 이러한 수치 역시 연령별로 일부 차이가 존재하기 때문에 제어 장치(400)는 재실자 각각에 대하여 파악된 재실자 정보에 기초하여 재실자 각각의 연령별 시간당 호흡량과 호흡 횟수를 곱하여 각 연령별 시간당 총 흡입량을 도출하고, 이를 기반으로 실내 공기중 감염을 피할 수 있는 허용 바이러스 수치를 산정하여 단위 부피 및 단위 시간당 허용 가능한 감염성 바이러스 수치인 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)[단위: 바이러스 수/m3h]과 연계된 제2기준 정보를 도출할 수 있다.
나아가, 도출된 제2기준 정보와 관련하여 제어 장치(400)는 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD) 농도 이하가 되도록 대상 공간(1)의 실내 공기질을 관리할 수 있으며, 구체적으로, 복수의 재실자가 대상 공간(1)에 위치하는 경우, 제어 장치(100)는 각 재실자의 연령을 고려한 제2기준 정보를 개별 산출하고, 가장 낮은 수치로 평가된 IAD 수치(달리 말해, 가장 취약한 재실자를 기준으로 도출된 수치)를 기준으로 급기 장치(100) 및 배기 장치(200) 중 적어도 하나의 구동 수준을 결정할 수 있다.
또한, 제어 장치(400)는 급기 장치(100) 및 배기 장치(200) 중 적어도 하나의 구동 수준이 기 설정된 복수의 레벨로 상호 구분되는 복수의 모드 중 어느 하나의 모드를 감지 정보에 기초하여 결정할 수 있다. 또한, 제어 장치(400)는 결정된 모드에 대응하는 레벨로 구동 수준을 조정할 수 있다.
예를 들어, 제어 장치(400)는 대상 공간(1)의 감지 정보에 특이 사항이 존재하지 않는 평상시에는 급기 장치(100)와 배기 장치(200)를 기 설정된 구동 수준 중 가장 낮은 단계의 구동 수준으로 급기 장치(100) 및/또는 배기 장치(200)를 가동하되, 센싱 장치(300)에 의해 감지 정보의 변화가 발생(예를 들면, 감염성 바이러스의 농도 상승 등으로 인한 감염 위험성 증가 등)한 것으로 파악되면 급기 장치(100) 및/또는 배기 장치(200)의 구동 수준(가동률)을 향상시키는 능동 제어를 통한 모드(Mode)별 운영을 기반으로 전체 시스템의 수명을 충분히 확보하고, 시스템 구동에 소모되는 전력 내지 비용 등을 절감할 수 있다.
구체적으로, 구동 수준이 상호 구분되는 각각의 모드는 크게 자동 운전 모드 및 수동 운전 모드로 구분될 수 있으며, 수동 운전은 감염 우려가 없는 평상 운전으로 일반 공조 시스템과 유사하게 운영되는 모드를 의미할 수 있다. 이와 대비하여, 자동 운전 모드는 대상 공간(1)에서 주기적으로 획득되는 감지 정보 및 감지 정보에 기반한 인공지능 기반의 분석 결과를 기초로 하여 구동되는 모드일 수 있다.
이해를 돕기 위해 예시하면, 자동 모드는 재실자의 유무, 재실자의 위치, 재실자의 수 및 행위 등에 대한 분석 결과에 기초하여 제1모드 내지 제4모드의 세부적인 모드로 구분될 수 있다.
예를 들어, 제1모드는 대상 공간(1)에 재실자가 존재하지 않고, 시스템 가동이 필요치 않는 단계의 구동 수준으로 가동되고, 제2모드는 대상 공간(1) 내에 존재하는 재실자의 수가 미리 설정된 임계값 이하로 적고, 모든 재실자가 대상 공간(1)의 특정 국부적인 영역에 치우치게 배치되어 있는 단계의 구동 수준으로 가동되고, 제3모드는 대상 공간(1) 내에 존재하는 재실자의 수가 임계값을 초과하는 경우에 대응하여 설정된 구동 수준으로 가동되고, 제4모드는 대상 공간(1)에서 계측 모듈(320)에 의해 감지된 감염성 바이러스의 수치가 미리 설정된 수준 이상 탐지된 경우(예를 들면, 제1기준 정보 및 제2기준 정보 중 적어도 하나를 상회하는 수치의 감염성 바이러스가 탐지된 경우 등)에 대응하여 설정된 구동 수준으로 알람 출력과 함께 가동될 수 있다.
보다 구체적으로, 수동 모드는 감염성 바이러스 감염 우려가 없는 평상시 냉난방 공조 시스템과 유사하게 구동되는 상태로서 송풍 팬(210, 220)의 가동이 중단되고 도 1의 제2댐퍼(D2)가 닫히고, 제3댐퍼(D3)가 개방되어 제3댐퍼(D3)로 냉난방 공기가 유입되며, 마찬가지로 제4댐퍼(D4)가 닫히고, 제5댐퍼(D5)가 개방되어 가동될 수 있다.
또한, 자동 모드에서는 흡기와 배기 공기의 균형을 유지할 수 있도록 실내공기 온도 조절용 냉난방 공기의 유입량이 소정 수준 이상 증가하는 것으로 판단되면, 제어 장치(400)는 제2댐퍼(D2)를 통하여 배출되는 공기의 잉여량을 제7댐퍼(D7)를 통하여 일부 배출하도록 제어할 수 있다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 제어 장치(400)는 수집부(410), 연산부(420), 구동 제어부(430)를 포함할 수 있다.
수집부(410)는 대상 공간(1)의 공간 정보, 재실자 정보 및 공기질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 감지 정보를 획득할 수 있다.
연산부(420)는 대상 공간(1)의 감지 정보에 기초하여 모니터링 대상이 되는 감염성 바이러스에 대한 최소 감염량(Minimum Infectious Dose, MID)과 연계된 제1기준 정보 및 대상 공간1)의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출할 수 있다.
또한, 연산부(420)는 제1기준 정보에 기초하여 대상 공간(1)의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출할 수 있다.
구동 제어부(430)는 대상 공간(1)으로 외부 공기를 공급하는 급기 장치(100) 및 대상 공간(1)의 내부 공기를 배기하는 배기 장치(200) 중 적어도 하나의 구동을 연산부(420)가 도출한 제1기준 정보 및 제2기준 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제어할 수 있다.
구체적으로, 구동 제어부(430)는 도출된 제1기준 정보를 기초로 하여 대상 공간(1)에 존재하는 재실자의 내부 공기에 대한 흡입으로 인하여 해당 재실자가 감염성 바이러스에 감염되지 않도록 급기 장치(100) 및 배기 장치(200) 중 적어도 하나의 구동 수준을 조정할 수 있다.
또한, 구동 제어부(430)는 대상 공간(1)으로 외부 공기를 공급하는 급기 장치(100) 및 대상 공간(1)의 내부 공기를 배기하는 배기 장치(200) 중 적어도 하나의 구동을 제1기준 정보 및 제2기준 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제어할 수 있다.
이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 4에 도시된 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 방법은 앞서 설명된 제어 장치(400)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 제어 장치(400)에 대하여 설명된 내용은 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 단계 S11에서 수집부(410)는 대상 공간(1)의 공간 정보, 재실자 정보 및 공기질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 감지 정보를 획득할 수 있다.
다음으로, 단계 S12에서 연산부(420)는 획득한 감지 정보에 기초하여 모니터링 대상이 되는 감염성 바이러스에 대한 최소 감염량(Minimum Infectious Dose, MID)과 연계된 제1기준 정보를 도출할 수 있다.
다음으로, 단계 S13에서 연산부(420)는 제1기준 정보에 기초하여 대상 공간(1)의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출할 수 있다.
다음으로, 단계 S14에서 구동 제어부(430)는 대상 공간(1)으로 외부 공기를 공급하는 급기 장치(100) 및 대상 공간(1)의 내부 공기를 배기하는 배기 장치(200) 중 적어도 하나의 구동을 제1기준 정보 및 제2기준 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제어할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S11 내지 S14는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
본원의 일 실시예에 따른 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 전술한 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 시스템
100: 급기 장치
200: 배기 장치
210, 220: 송풍 팬
300: 센싱 장치
310: 촬영 모듈
320: 계측 모듈
400: 제어 장치
410: 수집부
420: 연산부
430: 구동 제어부
500: 바이러스 저감 장치
1: 대상 공간
100: 급기 장치
200: 배기 장치
210, 220: 송풍 팬
300: 센싱 장치
310: 촬영 모듈
320: 계측 모듈
400: 제어 장치
410: 수집부
420: 연산부
430: 구동 제어부
500: 바이러스 저감 장치
1: 대상 공간
Claims (15)
- 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 장치에 있어서,
대상 공간의 공간 정보, 재실자 정보 및 공기질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 감지 정보를 획득하는 수집부;
상기 감지 정보에 기초하여 모니터링 대상이 되는 감염성 바이러스에 대한 최소 감염량(Minimum Infectious Dose, MID)과 연계된 제1기준 정보 및 상기 대상 공간의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출하는 연산부; 및
상기 대상 공간으로 외부 공기를 공급하는 급기 장치 및 상기 대상 공간의 내부 공기를 배기하는 배기 장치 중 적어도 하나의 구동을 상기 제1기준 정보 및 상기 제2기준 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제어하는 구동 제어부,
를 포함하되,
상기 수집부는,
상기 대상 공간을 촬영한 대상 이미지에 대한 인공지능 기반의 분석을 통해 상기 재실자 정보를 획득하되, 상기 대상 이미지에 포함되는 각각의 픽셀 별로 미리 설정된 객체 클래스를 할당하여 사람에 해당하는 국부 영역을 각각 도출하고, 상기 국부 영역의 면적 정보 및 상기 국부 영역에서 미리 설정된 특성 정보가 탐지되는지 여부에 기초하여 상기 재실자 정보를 획득하고,
상기 구동 제어부는,
상기 대상 공간에서의 상기 감염성 바이러스의 수치가, 복수의 재실자 중 상기 최소 감염량이 가장 낮은 수치로 평가된 재실자의 제1기준 정보인 최소 감염량 이하의 수치가 되도록 상기 급기 장치 및 상기 배기 장치 중 적어도 하나의 구동 수준을 결정하거나, 상기 대상 공간에서의 상기 감염성 바이러스의 수치가, 복수의 재실자 중 상기 감염 회피량이 가장 낮은 수치로 평가된 재실자의 제2기준 정보인 감염 회피량 이하의 수치가 되도록 상기 급기 장치 및 상기 배기 장치 중 적어도 하나의 구동 수준을 결정하는 것인, 제어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 급기 장치와 상기 배기 장치가 상하 방향을 기준으로 대향하도록 상기 대상 공간에 설치되어 상기 대상 공간에 상기 급기 장치로부터 상기 배기 장치를 향하는 상기 상하 방향에 따른 기류 흐름이 형성되는 것을 특징으로 하는, 제어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 구동 제어부는,
상기 제1기준 정보를 기초로 하여 상기 대상 공간에 존재하는 재실자의 상기 내부 공기에 대한 흡입으로 인하여 상기 재실자가 상기 감염성 바이러스에 감염되지 않도록 상기 급기 장치 및 상기 배기 장치 중 적어도 하나의 구동 수준을 조정하는 것인, 제어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 재실자 정보는,
상기 대상 공간에 위치하는 재실자의 수 정보, 상기 재실자 각각의 성별 및 연령을 포함하는 인적 사항 정보 및 상기 재실자 각각의 위치 정보를 포함하는 것인, 제어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 구동 제어부는,
기 설정된 복수의 레벨로 상호 구분되는 복수의 모드 중 어느 하나의 모드를 상기 감지 정보에 기초하여 결정하고, 결정된 모드에 대응하는 레벨로 상기 급기 장치 및 상기 배기 장치 중 적어도 하나의 구동 수준을 결정하는 것인, 제어 장치. - 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 시스템에 있어서,
대상 공간으로 외부 공기를 공급하는 급기 장치;
상기 급기 장치에 대향하도록 상기 대상 공간에 마련되며, 상기 대상 공간의 내부 공기를 배기하는 배기 장치;
상기 대상 공간의 공간 정보, 재실자 정보 및 공기질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 감지 정보를 획득하는 센싱 장치; 및
상기 감지 정보에 기초하여 상기 급기 장치 및 상기 배기 장치 중 적어도 하나를 제어하는 제1항에 따른 제어 장치,
를 포함하는 것인, 실내 공기 제어 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 급기 장치와 상기 배기 장치가 상하 방향을 기준으로 대향하도록 상기 대상 공간에 설치되어 상기 대상 공간에 상기 급기 장치로부터 상기 배기 장치를 향하는 상기 상하 방향에 따른 기류 흐름이 형성되는 것을 특징으로 하는, 실내 공기 제어 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 급기 장치가 상기 대상 공간의 상부 영역에 마련되고, 상기 배기 장치가 상기 대상 공간의 하부 영역에 마련되는 것인, 실내 공기 제어 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 제어 장치는,
상기 감지 정보에 기초하여 모니터링 대상이 되는 감염성 바이러스에 대한 최소 감염량(Minimum Infectious Dose, MID)과 연계된 제1기준 정보를 획득하고, 상기 제1기준 정보에 기초하여 상기 급기 장치 및 상기 배기 장치 중 적어도 하나의 구동 수준을 결정하는 것인, 실내 공기 제어 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 구동 수준은, 상기 대상 공간에 존재하는 재실자의 상기 내부 공기에 대한 흡입으로 인하여 상기 재실자가 상기 감염성 바이러스에 감염되지 않도록 하는 수준으로 상기 제1기준 정보를 고려하여 결정되는 것인, 실내 공기 제어 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 배기 장치는 상기 내부 공기의 배기를 위한 송풍 팬을 포함하고,
상기 제어 장치는,
상기 결정된 구동 수준에 따라 상기 송풍 팬의 출력을 조정하는 것인, 실내 공기 제어 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 제어 장치는,
상기 제1기준 정보에 기초하여 상기 대상 공간의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출하고, 상기 제2기준 정보에 기초하여 상기 구동 수준을 결정하는 것인, 실내 공기 제어 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 센싱 장치는,
상기 대상 공간을 촬영한 대상 이미지를 획득하는 촬영 모듈을 통해 상기 대상 이미지를 획득하고, 상기 대상 이미지에 대한 인공지능 기반의 분석을 통해 상기 재실자 정보를 획득하는 것인, 실내 공기 제어 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 제어 장치는,
상기 구동 수준이 기 설정된 복수의 레벨로 상호 구분되는 복수의 모드 중 어느 하나의 모드를 상기 감지 정보에 기초하여 결정하고, 결정된 모드에 대응하는 레벨로 상기 구동 수준을 조정하는 것인, 실내 공기 제어 시스템. - 감염성 바이러스의 전파를 억제하는 실내 공기 제어 방법에 있어서,
대상 공간의 공간 정보, 재실자 정보 및 공기질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 감지 정보를 획득하는 단계;
상기 감지 정보에 기초하여 모니터링 대상이 되는 감염성 바이러스에 대한 최소 감염량(Minimum Infectious Dose, MID)과 연계된 제1기준 정보를 도출하는 단계;
상기 제1기준 정보에 기초하여 상기 대상 공간의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출하는 단계; 및
상기 대상 공간으로 외부 공기를 공급하는 급기 장치 및 상기 대상 공간의 내부 공기를 배기하는 배기 장치 중 적어도 하나의 구동을 상기 제1기준 정보 및 상기 제2기준 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제어하는 단계,
를 포함하되,
상기 획득하는 단계는,
상기 대상 공간을 촬영한 대상 이미지에 대한 인공지능 기반의 분석을 통해 상기 재실자 정보를 획득하되, 상기 대상 이미지에 포함되는 각각의 픽셀 별로 미리 설정된 객체 클래스를 할당하여 사람에 해당하는 국부 영역을 각각 도출하고, 상기 국부 영역의 면적 정보 및 상기 국부 영역에서 미리 설정된 특성 정보가 탐지되는지 여부에 기초하여 상기 재실자 정보를 획득하고,
상기 제어하는 단계는,
상기 대상 공간에서의 상기 감염성 바이러스의 수치가, 복수의 재실자 중 상기 최소 감염량이 가장 낮은 수치로 평가된 재실자의 제1기준 정보인 최소 감염량 이하의 수치가 되도록 상기 급기 장치 및 상기 배기 장치 중 적어도 하나의 구동 수준을 결정하거나, 상기 대상 공간에서의 상기 감염성 바이러스의 수치가, 상기 복수의 재실자 중 상기 감염 회피량이 가장 낮은 수치로 평가된 재실자의 제2기준 정보인 감염 회피량 이하의 수치가 되도록 상기 급기 장치 및 상기 배기 장치 중 적어도 하나의 구동 수준을 결정하는 것인, 제어 방법.
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| JP2016176637A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 株式会社東芝 | 空調装置および空調機器の制御方法 |
| KR102308237B1 (ko) * | 2021-04-06 | 2021-10-01 | 에스지생활안전 주식회사 | 환기 시스템 및 이의 제어 방법 |
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2021
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