KR102521538B1 - 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템 - Google Patents
실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102521538B1 KR102521538B1 KR1020210149329A KR20210149329A KR102521538B1 KR 102521538 B1 KR102521538 B1 KR 102521538B1 KR 1020210149329 A KR1020210149329 A KR 1020210149329A KR 20210149329 A KR20210149329 A KR 20210149329A KR 102521538 B1 KR102521538 B1 KR 102521538B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- indoor
- air
- indoor air
- damper
- exhaust
- Prior art date
Links
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 title abstract description 4
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 20
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 19
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 claims description 19
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 claims description 17
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 6
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 6
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 6
- 230000006399 behavior Effects 0.000 claims description 5
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 claims description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 18
- 230000036541 health Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 25
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 9
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 8
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 5
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 3
- 238000003905 indoor air pollution Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000001877 deodorizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001483 mobilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000003542 behavioural effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 210000003296 saliva Anatomy 0.000 description 1
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- 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
- F24F11/65—Electronic processing for selecting an operating mode
-
- 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
- F24F11/0001—Control or safety arrangements for ventilation
-
- 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
- F24F11/56—Remote control
-
- 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
- F24F11/64—Electronic processing using pre-stored data
-
- 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
- F24F12/002—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an intermediate heat-transfer fluid
- F24F12/003—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an intermediate heat-transfer fluid using a heat pump
-
- 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
- F24F13/08—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates
- F24F13/10—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers
-
- 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
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N20/00—Machine learning
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
- H04L67/01—Protocols
- H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
- H04L67/125—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks involving control of end-device applications over a network
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Fuzzy Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
본 발명은 실내외 환경에 의해 실내 공기질이 악화되지 않도록 사전에 환기장치를 동작시키는 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 실내외 환경 데이터를 수집하여 실내 공기질을 예측하는 실내 공기질 예측모델의 예측 결과에 따라 원격 제어기가 실내환경에 최적합한 운전 모드를 도출하여 열회수 환기장치를 운전 제어함으로써 쾌적한 실내환경을 조성하여 재실자의 건강을 보호할 수 있다.
Description
본 발명은 실내외 환경에 의해 실내 공기질이 악화되지 않도록 사전에 환기장치를 동작시키는 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내 및 실외 환경 데이터를 수집하여 실내 공기질을 예측하는 실내 공기질 예측모델의 예측 결과에 따라 원격 제어기가 실내환경에 최적합한 운전 모드를 도출하여 열회수 환기장치를 운전 제어함으로써 쾌적한 실내환경을 조성하여 재실자의 건강을 보호할 수 있는 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템에 관한 것이다.
사람들이 주로 생활하는 실내 환경은 많은 사람들의 몸에서 배출되는 열기, 많은 사람들의 입에서 배출되는 수증기, 많은 컴퓨터에서 배출되는 열기 등으로 인해 온도 및 습도가 쉽게 상승할 뿐만 아니라, 재채기 등에 의해 배출되는 타액, 땀 냄새, 음식 냄새, 먼지 등에 의해 쉽게 오염된다. 온도 및 습도의 상승, 심각한 실내 공기의 오염은, 공용되는 실내 공간에서 많은 시간을 보내야 하는 학생 및 직장인의 학습 효율, 업무 효율, 건강 등에 심각한 악영향을 미칠 수 있다.
실내 환경에 생활하는 재실자의 쾌적도에 영향을 주는 요소는 온도 뿐만 아니라 습도, 공기 오염도 등의 다른 요소도 영향을 주게 된다. 근래에는 미세 먼지에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이에 따라 공기 청정기나 공기 청정 시스템의 보급이 급속히 늘어나는 추세이다. 또한 최근에는 쾌적한 실내 환경을 위하여 외기를 내부로 순환시키는 환기 장치에 대한 관심도 증가하고 있다.
종래 기술에 따른 환기장치의 경우 실내 환경을 측정하는 센서, 예를 들어 온도 센서, 습도 센서, CO2 센서, 미세 먼지 센서 등 센서 측정값에 따라 제어부에 미리 저장된 운전제어 프로그램에 의해 환기 장치의 동작을 제어하는 방식이 주로 적용되고 있다. 이에 따라 실내 공기질이 악화된 이후 사후적으로 환기장치를 작동시키게 되기 때문에 실내 공기질이 적정 기준치 이하로 정화되는 시간 동안 재실자의 건강을 해치게 되는 문제가 있다.
없음
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 본 발명의 목적은 실내외 환경에 의해 직접 영향을 받는 실내 공기질을 모니터링하여 실내 공기질 예측모델을 기반으로 일정 시간 이후 실내 공기질을 예측하고 실내 공기질이 악화되지 않도록 사전에 열회수 환기장치를 동작시켜 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있는 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 실내공기질 예측 모델의 예측 결과에 따라 열회수 환기장치에서 실내 환기 운전, 데시칸트가 도포된 열교환기에 대한 제습 및 재생 운전, 외기냉방 운전, 공기청정 운전을 실행함으로써 실내환경의 공기질 변화에 능동적으로 대처할 수 있는 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 환기장치의 제어모듈과 통신하는 원격 제어기가 실내 벽체에 이미 설치된 룸컨트롤러와 연결되는 시스템을 구성하여 룸컨트롤러에서도 사용자가 편리하게 환기장치를 동작시킬 수 있는 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템은, 실내에 설치되고 전열교환기를 구비한 환기장치; 상기 환기장치에 설치되어 환기장치의 동작을 제어하는 환기장치 제어모듈; 상기 환기장치 제어모듈과 사전 설정된 통신방식으로 연결되어 상기 환기장치를 원격 제어하는 원격 제어기; 상기 원격 제어기에 연결되고 실내 벽체에 설치된 룸컨트롤러;를 포함하되, 상기 원격 제어기는 실내 환경에 영향을 미치는 인자를 측정하기 위한 센서들을 구비한 환경센서부, 상기 환경센서부에서 수집된 데이터를 바탕으로 미리 설정된 시간 이후의 실내공기질을 예측하는 실내환경 예측모델링부, 상기 실내환경 예측모델링부에서 예측된 실내공기질에 따라 상기 환기장치를 동작시키기 위한 운전 명령을 상기 제어모듈에 전송하는 제어부를 구비하며, 상기 원격 제어기의 제어부는 사용자에 의해 직접 입력되거나 상기 룸컨트롤러를 통해 입력된 상기 환기장치에 대한 사용자 명령에 따라 제어 신호를 상기 환기장치 제어모듈에 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 실내환경 예측모델링부는 머신러닝의 학습모델을 이용하여 실내공기질을 예측하고, 상기 학습모델은 LSTM(Long-Short Term Memory) 모델을 적용하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 실내환경 예측모델링부의 학습모델은 실내외 온도 및 습도의 시간별 데이터, 실내공기질의 시간별 데이터, 실외공기질의 시간별 데이터, 실외공기질의 시간별 데이터, 재실자의 수 및 행동에 대한 시간별 데이터를 입력층으로 하고, 미리 정해진 시간이 경과한 이후의 실내공기질 데이터를 출력층으로 하며, 입력층과 출력층 사이에 위치하여 입력층으로부터 데이터를 받아 특성을 추출하여 출력층으로 전달하는 적어도 하나의 은닉층으로 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 원격 제어기는 실내환경 예측모델링부의 예측 결과에 따라 실내 환기, 데시칸트가 도포된 열교환기에 대한 제습 및 재생, 외기냉방, 공기청정 기능 중 적어도 어느 하나를 실행시키기 위하여 운전 명령을 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 환기장치를 수동 제어하기 위한 관리 단말, 상기 관리 단말에 유무선 통신망을 통해 연결되는 클라우드 저장부를 포함하고, 상기 원격 제어기는 관리 단말과 통신하기 위한 관리단말 통신접속부를 구비하며, 상기 관리 단말은 관리단말 접속부를 통해 상기 원격 제어기에 수집하여 저장된 데이터를 상기 클라우드 저장부에 저장하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 원격 제어기는 룸컨트롤러의 제조사 및 제품 모델에 대응하여 운전 신호의 코드와 신호 유형을 매칭시킨 테이블을 이용하여 룸컨트롤러의 운전 신호를 인식하여 환기장치의 제어모듈에 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 환기장치는 서로 구획된 상부 모듈과 하부 모듈이 하나로 적층되어 결합되고, 데시칸트가 도포된 상부 모듈의 제1 열교환기와 데시칸트가 도포된 하부 모듈의 제2 열교환기를 냉매관으로 연결한 히트 펌프, 상기 상부 모듈의 제1 실외측 급기 댐퍼 및 제1 실내측 배기 댐퍼 중 어느 하나의 작동에 의해 실외 공기와 실내 공기 중 어느 하나가 유입되는 제1 공통 급배기 유로, 상기 상부 모듈의 제1 실외측 배기 댐퍼 및 제1 실내측 급기 댐퍼 중 어느 하나의 작동에 의해 실외 공기와 실내 공기 중 어느 하나가 유출되는 제2 공통 급배기 유로, 상기 하부 모듈의 제2 실외측 급기 댐퍼 및 제2 실내측 배기 댐퍼 중 어느 하나의 작동에 의해 실외 공기와 실내 공기 중 어느 하나가 유입되는 제3 공통 급배기 유로, 상기 하부 모듈의 제2 실외측 배기 댐퍼 및 제2 실내측 급기 댐퍼 중 어느 하나의 작동에 의해 실외 공기와 실내 공기 중 어느 하나가 유출되는 제4 공통 급배기 유로, 상기 상부 모듈의 상기 제1 공통 급배기 유로와 상기 제2 공통 급배기 유로 사이에 형성되고, 제1 바이패스 댐퍼의 작동에 의해 상기 제1 공통 급배기 유로에 유입된 실외 공기와 실내 공기 중 어느 하나가 상기 제1 열교환기를 우회하여 상기 제2 공통 급배기 유로측으로 안내하는 제1 바이패스 유로, 상기 하부 모듈의 상기 제3 공통 급배기 유로와 상기 제4 공통 급배기 유로 사이에 형성되고, 제2 바이패스 댐퍼의 작동에 의해 상기 제3 공통 급배기 유로에 유입된 실외 공기와 실내 공기 중 어느 하나가 상기 제2 열교환기를 우회하여 상기 제4 공통 급배기 유로측으로 안내하는 제2 바이패스 유로를 포함하고, 상기 상부 하우징 내부에 제1 공통 급배기 유로와 제1 바이패스유로를 구분하는 상부 격벽이 설치되며, 상기 하부 하우징 내부에 제2 공통 급배기 유로와 제2 바이패스유로를 구분하는 하부 격벽이 설치되고, 상기 제1 공통 급배기 유로에 상기 전열교환기의 일측과 상기 제1 열교환기가 이격 설치되며, 상기 제2 공통 급배기 유로에 상기 전열교환기의 타측과 상기 제2 열교환기가 이격 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 실내 환경에 영향을 미치는 복합 변수에 대한 데이터를 수집하여 딥러닝 기반 실내공기질 예측모델을 이용하여 실내 공기질을 예측하고, 예측된 실내공기질에 따라 실내 환기 운전, 데시칸트가 도포된 열교환기의 제습 및 재생 운전, 외기냉방 운전, 공기청정 운전을 실행함으로써 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있다.
본 발명에 따르면 룸컨트롤러로부터 운전 신호를 받은 원격 제어기가 실내 공기질의 예측 결과에 따라 환기장치를 제어할 수 있고, 이에 따라 사용자는 실내 벽체에 이미 설치된 기존 룸컨트롤러를 활용하여 환기장치를 운전 제어할 수 있기 때문에 사용 편리성이 뛰어나고 경제적인 부담을 줄일 수 있다.
본 발명에 따르면 실내 공기질 예측모델에 의해 동작되는 열회수 환기장치가 제1 및 제2 제습 및 환기운전을 번갈아 수행하여 데시칸트 열교환기에 대한 제습 및 재생이 효율적으로 이루어져 열교환기의 제습력을 양호하게 유지할 수 있다.
본 발명에 따르면 열회수 환기장치의 상부 모듈과 하부 모듈에 각각 형성된 바이패스 유로를 이용하여 외기냉방 운전과 공기청정 운전을 수행할 수 있고, 실내 공기질 예측모델에 의해 실내 오염도가 매우 높게 예측되는 경우 열회수 환기장치의 상부 모듈과 하부 모듈을 모두 동원하여 급속 공기청정 운전을 수행하여 신속하게 실내 공기를 빠르게 정화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원격 제어기가 룸컨트롤러에 연결된 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템의 전체 구성도,
도 2는 도 1의 원격 제어기의 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원격 제어기가 환기장치의 제어모듈에 연결된 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템의 전체 구성도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열회수 환기장치의 외관을 나타내는 사시도,
도 5는 도 4의 A-A선 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1 제습 및 환기 모드에서 상부 모듈과 하부 모듈의 동작을 설명하기 위한 도 5의 B-B선 및 C-C선 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제2 제습 및 환기 모드에서 상부 모듈과 하부 모듈의 동작을 설명하기 위한 도 5의 B-B선 및 C-C선 단면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제1 공기청정 모드에서 상부 모듈과 하부 모듈의 동작을 설명하기 위한 도 5의 B-B선 및 C-C선 단면도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제2 공기청정 모드에서 상부 모듈과 하부 모듈의 동작을 설명하기 위한 도 5의 B-B선 및 C-C선 단면도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 외기냉방 및 환기 모드에서 상부 모듈과 하부 모듈의 동작을 설명하기 위한 도 5의 B-B선 및 C-C선 단면도이다.
도 2는 도 1의 원격 제어기의 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원격 제어기가 환기장치의 제어모듈에 연결된 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템의 전체 구성도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열회수 환기장치의 외관을 나타내는 사시도,
도 5는 도 4의 A-A선 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1 제습 및 환기 모드에서 상부 모듈과 하부 모듈의 동작을 설명하기 위한 도 5의 B-B선 및 C-C선 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제2 제습 및 환기 모드에서 상부 모듈과 하부 모듈의 동작을 설명하기 위한 도 5의 B-B선 및 C-C선 단면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제1 공기청정 모드에서 상부 모듈과 하부 모듈의 동작을 설명하기 위한 도 5의 B-B선 및 C-C선 단면도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제2 공기청정 모드에서 상부 모듈과 하부 모듈의 동작을 설명하기 위한 도 5의 B-B선 및 C-C선 단면도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 외기냉방 및 환기 모드에서 상부 모듈과 하부 모듈의 동작을 설명하기 위한 도 5의 B-B선 및 C-C선 단면도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명함으로써 본 발명을 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원격 제어기가 룸컨트롤러에 연결된 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템의 전체 구성도이고, 도 2는 도 1의 원격 제어기의 제어 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템은 열회수 환기장치(10)(20)에 설치되어 환기장치의 동작을 제어하는 환기장치 제어모듈(100), 환기장치 제어모듈(100)과 연결되고 실내공기질 예측모델의 예측 결과에 따라 열회수 환기장치(10)(20)를 원격 제어하는 원격 제어기(200)를 포함할 수 있다.
또한 실시예에서 원격 제어기(200)를 매개로 열회수 환기장치(10)(20)를 관리자가 수동 제어하기 위한 관리 단말(300), 및 유무선 통신망을 통해 관리 단말(300)에 연결되어 원격 제어기(200)로부터 전송받은 데이터를 저장하기 위한 클라우드 저장부(400)를 포함할 수 있다.
또한 실시예에서 원격 제어기(200)가 룸컨트롤러(500)에 연결된다. 예를 들어 원격 제어기(200)는 실내 벽체에 이미 설치된 통상적인 룸컨트롤러(500)와 연결될 수 있다. 이 룸컨트롤러(500)에는 사용자의 명령을 입력하기 위한 조작버튼과 운전 상태를 시각화하는 디스플레이가 마련될 수 있다. 이 룸컨트롤러(500)는 온도 및 습도 설정, 환기장치의 운전 시작 및 종료, 풍속 및 풍향, 자동 운전과 수동 운전 설정과 같이 사용자에 의해 직접 환기장치를 동작시키기 위한 간편 기능을 수행하는 역할을 한다.
원격 제어기(200)는 룸컨트롤러(500)로부터 운전 신호를 인식하여 환기장치의 제어모듈(100)에 운전 신호를 전송할 수 있다.
도 2를 참고하여, 실시예에 따른 원격 제어기(200)는 제어부(210), 환경센서부(220), 실내환경 예측모델링부(230), 수집 데이터 저장부(240), 사용자 인터페이스부(250)를 포함할 수 있다.
실내 환경은 복합 변수 예를 들어 온도, 습도, 공기 오염도, 재실자의 행동 등에 영향을 받는다. 실내 환경에 영향을 미치는 인자를 환경 센서부(220)가 측정하여 획득하는 역할을 한다.
환경 센서부(220)는 실내 환경 정보를 측정하기 위한 실내 온도센서, 실내 습도센서, 실내 공기질 센서를 구비하고, 실외 환경 정보를 측정하기 위한 실외 온도센서, 실외 습도센서, 실외 공기질 센서를 구비할 수 있다. 여기서 실내 온도센서 및 실내 습도센서, 실외 온도센서 및 실외 습도센서는 통상의 온도 및 습도를 감지하는 센서로 구현할 수 있다. 또한, 실내 공기질센서 및 실외 공기질센서는 공기 오염도를 측정하는 센서 예를 들어 CO2 감지센서, 미세먼지 감지센서, 초미세먼지 감지센서 등과 같이 실내 공기 또는 실외 공기의 오염도를 감지할 수 있는 센서로 구현할 수 있다. 이외에 환경 센서부(220)는 움직임 감지센서를 구비할 수 있다. 움직임 감지센서는 재실자의 움직임을 감지할 수 있는 초음파 센서나 적외선 센서로 구현하며, 재실자의 수와 행동을 파악하여 실내 환경의 예측모델에 반영할 수 있다. 이와 같은 센서들은 실내외 공기의 온도, 습도, 공기질, 및 재실자를 측정할 수 있는 범위 내에서 실내측과 실외측에 각각 장착될 수 있다.
환경 센서부(220)에서 수집된 데이터는 수집데이터 저장부(240)에 저장된다. 수집데이터 저장부(240)는 플래시 메모리 예를 들어 SD 카드(secure digital card)로 구현할 수 있다.
수집데이터 저장부(240)는 실내외 온도 및 습도의 시간별 데이터, 실내공기질의 시간별 데이터, 실외공기질의 시간별 데이터, 환기장치의 동작 상태에 대한 시간별 데이터, 재실자의 수 및 행동에 대한 시간별 데이터, 예측모델을 학습하기 위한 훈련 데이터 등을 저장한다. 수집 데이터 저장부(240)의 저장 데이터는 관리 단말(300)에 의해 클라우드 저장부(400)에 저장되고, 일정 주기로 업데이트될 수 있다.
실시예에 따른 실내환경 예측모델링부(230)는 딥러닝 기반 예측모델을 이용하여 일정 시간 이후의 실내공기질을 예측한다.
딥러닝 기반 예측모델은 머신러닝의 학습모델로서 LSTM(Long-Short Term Memory) 모델을 적용할 수 있다. 즉, 딥러닝 기반 예측모델은 실내 환경에 영향을 미치는 인자 예를 들어 실내외 온도 및 습도의 시간별 데이터, 실내공기질의 시간별 데이터, 실외공기질의 시간별 데이터, 환기장치의 동작 상태에 대한 시간별 데이터, 재실자의 수 및 행동에 대한 시간별 데이터를 입력층으로 하고 미리 정해진 시간이 경과한 이후의 실내공기질 데이터를 출력층으로 하여 학습하는 것으로, 입력층과 출력층 사이에 위치하여 입력층으로부터 데이터를 받아 특성을 추출하여 출력층으로 전달하는 적어도 하나의 은닉층으로 구성하며, 이 학습모델에 의해 예측된 실내공기질 정보가 제어부(200)에 제공된다.
사용자 인터페이스부(250)는 사용자의 명령을 입력하기 위한 조작 버튼과 환기장치의 운전 상태를 시각화하기 위한 디스플레이로 구현할 수 있다. 이에 따라 사용자가 사용자 인터페이스부(250)를 통하여 직접 운전 명령을 입력하는 경우 원격 제어기(200)는 입력된 운전 명령에 따라 환기장치 제어모듈(100)를 매개로 환기장치(10)(20)의 동작을 제어할 수 있다.
또한 원격 제어기(200)는 제어모듈(100)과 통신하기 위한 환기장치 통신접속부(260), 관리 단말(300)과 통신하기 위한 관리단말 통신접속부(270), 룸컨트롤러(500)와 통신하기 위한 룸컨트롤러 통신접속부(280), 각 구성부에 구동 전원을 공급하기 위한 전원부(290)를 포함할 수 있다.
환기장치 통신접속부(260)는 원격 제어기(200)가 환기장치의 제어모듈(100)과 통신하기 위한 것으로, 사전 설정된 통신방식 예를 들어 DC 링크 통신(DC link communication)을 이용하여 원격 제어기(200)의 운전 명령을 전송하는 역할을 한다.
관리단말 통신접속부(270)는 원격 제어기(200)가 관리 단말(300)과 통신하기 위한 것으로, 관리자에 의해 환기장치를 수동으로 작동시키는 경우와 같이 관리단말(300)에 접속하기 위한 장치로서 범용 비동기화 송수신기(UART), USB(Universal serial bus) 포트를 구비할 수 있다.
룸컨트롤러 통신접속부(280)는 원격 제어기(200)가 룸컨트롤러(500)와 통신하기 위한 것으로, 룸컨트롤러 통신접속부(280)를 통하여 실내 벽체에 이미 설치된 통상적인 룸컨트롤러(500)로부터 운전 신호가 원격 제어기(200)에 인가된다. 여기서 원격 제어기(200)는 룸컨트롤러(500)의 제조사 및 제품 모델과 운전 신호의 코드와 신호 유형에 대한 정보를 매칭시킨 테이블을 사전에 저장하고 있고, 이를 이용하여 룸컨트롤러(500)의 운전 신호를 인식할 수 있다. 예를 들어 원격 제어기(200)는 룸컨트롤러(500)로부터 자동 운전 명령을 입력받은 경우, 실내 공기질의 예측 결과에 따라 환기장치를 자동 운전하는 예측 자동운전 기능을 실행시킬 수 있다. 이는 룸컨트롤러(500)가 직접 환기장치에 연결된 기존의 방식에서는 발휘할 수 없는 예측 자동운전이 원격 제어기(200)를 매개로 수행될 수 있는 것으로, 룸컨트롤러(500)에서도 원격 제어기(200)에 부여된 예측 자동운전을 간편하게 활용할 수 있다. 즉, 사용자는 실내 벽체에 이미 설치된 기존 룸컨트롤러를 활용하여 능동적으로 환기장치를 운전 제어할 수 있기 때문에 사용 편리성이 뛰어나고 경제적인 부담을 줄일 수 있다.
원격 제어기(200)의 제어부(210)는 실내공기질이 악화되기 이전에 실내환경 예측모델링부(230)의 예측 결과 즉, 일정 시간 이후의 실내 공기질에 따라 환기장치를 제어하는 예측 자동운전, 사용자에 의해 설정된 조건(목표 온도, 목표 습도, 목표 실내공기질)과 환경센서부(220)의 센서 측정값에 따라 환기장치를 제어하는 일반 자동운전, 및 사용자의 운전 명령에 따라 환기장치의 동작을 제어하는 일반 수동운전 등의 다양한 운전 모드를 수행할 수 있다. 이러한 해당 운전 모드에 대응하는 환기장치의 동작은 후술하기로 한다.
도 3을 참고하여, 실시예에 따른 룸컨트롤러(500)를 배제하고 원격 제어기(200)가 환기장치의 제어모듈(100)에 연결되는 경우, 원격 제어기(200)의 사용자 인터페이스부(250)를 통하여 사용자 명령을 입력함에 따라 제어부(210)가 다양한 운전 모드를 수행시킬 수도 있다.
환기장치 제어모듈(100)은 원격 제어기(200)의 제어부(210)의 제어 명령에 따라 열회수 환기장치(10)(20)에 대한 전반적인 동작을 제어하며, 이 열회수 환기장치(10)(20)의 구조와 동작을 이하에서 자세하게 설명한다.
본 발명은 실내 공기와 실외 공기 사이에 열교환하여 폐열을 회수하는 전열 교환기를 구비하는 통상적인 열회수 환기장치를 제어 대상으로 하는데, 환기장치 제어모듈(100)에 의해 동작 제어될 수 있으면 열회수 환기장치의 기능 및 구조가 특정하게 제한될 필요는 없다. 예를 들어 환기장치가 전열 교환기를 이용한 열회수 기능, 공기 흐름을 바꾸는 바이패스 기능, 냉난방을 선택적으로 절환하는 히트펌트 기능 중 적어도 어느 하나를 적용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 열회수 환기장치는, 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이 적층 결합되는 상부 모듈(10) 및 하부 모듈(20)을 포함할 수 있다. 하부 모듈(20)은 상부 모듈(10)과 구획되도록 상부 모듈(10)의 하부에 결합될 수 있다.
상부 모듈(10)은 대략 박스 형태로 이루어진 상부 하우징(11), 상부 하우징(11)의 각각의 측면에 마련된 4개의 상부 급배기구, 상부 급배기구에 각각 마련된 4개의 상부 급배기구 댐퍼를 포함한다. 여기서 4개의 상부 급배기구는 각각 실내측에 마련된 제1 실내측 배기구(12a) 및 제1 실내측 급기구(12c), 실외측에 마련된 제1 실외측 급기구(12b) 및 제1 실외측 배기구(12d)로 구성된다. 또한 이에 대응하여 4개의 상부 급배기 댐퍼는 각각 실내측에 마련된 제1 실내측 배기 댐퍼(13a) 및 제1 실내측 급기 댐퍼(13c), 실외측에 마련된 제1 실외측 급기 댐퍼(13b) 및 제1 실외측 배기 댐퍼(13d)로 구성된다.
또한 상부 모듈(10)은 상부 하우징(11)의 내부에 설치된 제1 댐퍼 구동부를 포함하고, 제1 댐퍼 구동부가 4개의 상부 급배기 댐퍼를 작동시킨다. 여기서 상부 급배기 댐퍼는 개폐 조절이 가능한 전동 댐퍼로 구성될 수 있으며, 제1 댐퍼 구동부는 상부 급배기구 각각의 일측에 설치되어 해당 급배기구에 설치된 전동 댐퍼를 구동하여 개폐 및/또는 개도를 제어하는 전동모터로 구성될 수 있다.
또한 상부 모듈(10)은 히트펌프(40)를 구성하는 압축기(41), 사방 밸브(42), 제1 송풍팬(43), 데시칸트가 도포된 제1 열교환기(44), 상부 공기필터(18)를 더 포함하도록 구성된다. 이들은 상술한 4개의 상부 급배기구 사이에 설치된다.
상부 공기필터(18)는 제1 실내측 급기구(12c) 후면의 상부 필터박스(17)에 설치되는데, 일예로 미세먼지 및/또는 초미세먼지를 제거할 수 있는 등급의 헤파필터로 구성될 수 있으며, 필요에 따라서는 프리필터, 탈취필터, 및 항균필터 등을 더 포함하는 필터모듈로 구성될 수도 있다.
또한 하부 모듈(20)에는 대략 박스 형태로 이루어진 하부 하우징(21), 하부 하우징(21)의 각각의 측면에 마련된 4개의 하부 급배기구, 하부 급배기구에 각각 마련된 4개의 하부 급배기 댐퍼를 포함하여 구성된다. 여기서 4개의 하부 급배기구는 각각 실내측에 마련된 제2 실내측 배기구(22a) 및 제2 실내측 급기구(22c), 실외측에 마련된 제2 실외측 급기구(22b) 및 제2 실외측 배기구(22d)로 구성된다. 또한 이에 대응하여 4개의 하부 급배기구 댐퍼는 각각 실내측에 마련된 제2 실내측 배기 댐퍼(23a) 및 제2 실내측 급기 댐퍼(23c), 실외측에 마련된 제2 실외측 급기 댐퍼(23b) 및 제2 실외측 배기 댐퍼(23d)로 구성된다.
또한 하부 모듈(20)은 하부 하우징(21)의 내부에 제2 댐퍼 구동부를 포함하고, 제2 댐퍼 구동부가 4개의 하부 급배기 댐퍼를 작동시킨다. 여기서 하부 급배기 댐퍼는 개폐 조절이 가능한 전동 댐퍼로 구성될 수 있으며, 제2 댐퍼 구동부는 하부 급배기구 각각의 일측에 설치되어 해당 급배기구에 설치된 전동 댐퍼를 구동하여 개폐 및/또는 개도를 제어하는 전동모터로 구성될 수 있다.
또한 하부 모듈(20)은 히트펌프(40)를 구성하는 팽창 밸브(45), 데시칸트가 도포된 제2 열교환기(46), 제2 송풍팬(47), 하부 공기필터(28)를 더 포함하도록 구성된다. 이들은 상술한 4개의 하부 급배기구 사이에 설치된다.
하부 공기필터(28)는 제2 실내측 급기구(22c) 후면의 하부 필터박스(27)에 설치되는데, 일예로 미세먼지 및/또는 초미세먼지를 제거할 수 있는 등급의 헤파필터로 구성될 수 있으며, 필요에 따라서는 프리필터, 탈취필터, 및 항균필터 등을 더 포함하는 필터모듈로 구성될 수도 있다.
또한 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 모듈(10)의 상부 하우징(11)과 하부 모듈(20)의 하부 하우징(21)의 경계에 전열교환기(30)가 설치되고, 이 전열교환기(30)에서 실외로 배기되는 실내공기와 실내로 급기되는 실외 공기 사이에 열교환이 이루어져 배기열을 회수할 수 있다.
이러한 전열교환기(30) 주위에 서로 구획된 복수의 공통 급배기 유로가 형성된다. 일예로 제1 공통 급배기 유로(19a)는 상부 모듈(10)의 제1 실외측 급기 댐퍼(13b) 및 제1 실내측 배기 댐퍼(13a) 중 어느 하나의 작동에 의해 실외 공기와 실내 공기 중 어느 하나가 유입되는 통로를 형성한다.
제2 공통 급배기 유로(19b)는 상부 모듈(10)의 제1 실외측 배기 댐퍼(13d) 및 제1 실내측 급기 댐퍼(13c) 중 어느 하나의 작동에 의해 실외 공기와 실내 공기 중 어느 하나가 유출되는 통로를 형성한다.
제3 공통 급배기 유로(19c)는 하부 모듈(20)의 제2 실외측 급기 댐퍼(23b) 및 제2 실내측 배기 댐퍼(23a) 중 어느 하나의 작동에 의해 실외 공기와 실내 공기 중 어느 하나가 유입되는 통로를 형성한다.
제4 공통 급배기 유로(19d)는 하부 모듈(20)의 제2 실외측 배기 댐퍼(23d) 및 제2 실내측 급기 댐퍼(23c) 중 어느 하나의 작동에 의해 실외 공기와 실내 공기 중 어느 하나가 유출되는 통로를 형성한다.
상부 모듈(10) 및 하부 모듈(20)에 각각 실외 공기와 실내 공기 중 어느 하나를 우회시키는 바이패스 유로를 형성한다. 일예로 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 모듈(10)의 상부 하우징(11) 내부에 제1 바이패스 유로(14)를 형성하고, 하부 모듈(20)의 하부 하우징(21) 내부에 제2 바이패스 유로(24)를 형성한다.
상부 하우징(11) 내부에 제1 공통 급배기 유로(19a)와 제1 바이패스 유로(14)를 구분하는 상부 격벽(16)이 설치되며, 상부 격벽(16)에 제1 바이패스 댐퍼(15)가 마련된다. 제1 바이패스 댐퍼(15)의 작동에 따라 실외 공기 또는 실내 공기가 제1 바이패스 유로(14)에 유입된다.
하부 하우징(21) 내부에 제3 공통 급배기 유로(29a)와 제2 바이패스 유로(24)를 구분하는 하부 격벽(26)이 설치되며, 하부 격벽(26)에 제2 바이패스 댐퍼(25)가 마련된다. 제2 바이패스 댐퍼(25)의 작동에 따라 실외 공기 또는 실내 공기가 제2 바이패스 유로(24)에 유입된다.
원격 제어기(200)는 환경센서부(220)에서 수집된 데이터를 기초로 실내외 환경에 의해 직접 영향을 받는 실내 공기질을 모니터링하고, 실내환경 예측모델링부(230)가 딥러닝 기반 예측모델을 이용하여 미리 설정된 시간 예를 들어 10분 이후의 실내공기질을 예측한다. 이에 따라 제어부(210)는 실내공기질이 악화되지 않도록 예측 결과에 따라 실내환경에 최적합한 운전 모드를 결정하고, 환기장치의 동작을 제어하기 위한 운전 제어 명령을 제어모듈(100)에 전송한다. 제어모듈(100)은 전송받은 운전 제어 명령에 따라 해당 운전에 대응하여 열회수 환기장치(10)(20)의 각 구성부를 동작시키게 된다. 제어모듈(100)은 상부 모듈(10)의 댐퍼를 구동하는 제1 댐퍼 구동부, 하부 모듈(20)의 댐퍼를 구동하는 제2 댐퍼 구동부, 상부 모듈(10)의 송풍팬을 구동하는 제1 송풍팬 구동부, 하부 모듈(20)의 송풍팬을 구동하는 제2 송풍팬 구동부, 사방 밸브를 구동하는 사방밸브 구동부, 압축기 구동부를 포함할 수 있다.
실내환경에 최적한 운전 모드는 실외 공기의 유입으로 실내공기의 오염도를 감소시키기 위한 일반적인 운전에 대비되는 것으로, 실내 환경에 영향을 미치는 요인을 미리 예측하여 능동적으로 대처할 수 있도록 전열교환기에서 실외로 배기되는 실내공기와 실내로 급기되는 실외 공기 사이에 열교환이 이루어져 배기열을 회수하는 환기 운전 뿐만 아니라 제습 및 재생 운전, 외기냉방 운전, 공기청정 운전과 병행함으로써 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있는 능동적인 운전을 의미한다.
실시예에서 원격 제어기(200)가 제1 제습 및 환기모드, 제2 제습 및 환기모드, 제1 공기청정 모드, 제2 공기청정모드, 외기내방 및 환기 모드 등의 다양한 운전모드에 따라 환기장치의 동작을 제어한다. 이하에서 해당 운전 모드의 동작을 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1 제습 및 환기 모드에서 상부 모듈과 하부 모듈의 동작을 설명하기 위한 도 5의 B-B선 및 C-C선 단면도이다.
원격 제어기(200)가 제1 제습 및 환기 모드를 실행하기 위한 운전 명령을 전송하면, 제어모듈(100)은 상부 모듈(10)의 제1 실외측 급기 댐퍼(13b) 및 제1 실외측 배기 댐퍼(13d)를 열고, 하부 모듈(20)의 제2 실내측 배기 댐퍼(23a) 및 제2 실내측 급기 댐퍼(23c)를 열고, 압축기(41) 및 제1, 제2 송풍팬(43)(47)을 구동시킨다. 또한 제어모듈(100)은 제1 열교환기(44)가 응축기 역할을 하고 제2 열교환기(46)가 증발기 역할을 하도록 히트 펌프(40)의 동작을 제어한다.
이에 따라 열려진 제1 실외측 급기 댐퍼(13b)를 통해 제1 공통 급기구 유로(19a)에 유입된 실외 공기는 전열교환기(30) 및 제2 열교환기(46)를 거치면서 제습되고, 제습된 실외 공기는 열려진 제2 실내측 급기 댐퍼(23c)를 통해 실내에 공급된다. 동시에 열려진 제2 실내측 배기 댐퍼(23a)를 통해 제3 공통 급기구 유로(29a)에 유입된 실내 공기는 전열교환기(30)를 거치면서 실외 공기와 열교환하고 이후 제1 열교환기(44)를 거쳐 열려진 제1 실외측 배기 댐퍼(13d)를 통해 외부로 배출된다. 이때 실내 공기가 응축기 역할을 하는 제1 열교환기(44)를 거쳐가면서 제1 열교환기(44)에 도포된 데시칸트의 재생이 이루어진다.
제2 열교환기(46)에서 실외 공기를 제습하는 과정이 일정 시간 지속되면 제2 열교환기(46)에 도포된 데시칸트의 제습력이 저하될 수 있기 때문에, 제습과 환기를 동시에 수행하면서 제2 열교환기(46)의 데시칸트를 재생시킬 필요가 있다.
원격 제어기(200)가 제2 제습 및 환기 모드를 실행하기 위한 운전 명령을 전송하면 제어모듈(100)이 도 7에 도시된 바와 같이, 도 6의 상부 모듈(10)과 하부 모듈(20)의 역할을 서로 바꾸는 제2 제습 및 환기 모드를 실행시킨다. 즉, 제어모듈(100)이 하부 모듈(20)의 제2 실외측 급기 댐퍼(23b) 및 제2 실외측 배기 댐퍼(23d)를 열고, 상부 모듈(10)의 제1 실내측 배기 댐퍼(13a) 및 제1 실내측 급기 댐퍼(13c)를 열고, 압축기(41) 및 제1, 제2 송풍팬(43)(47)을 구동시킨다. 또한 제어모듈(100)이 제1 열교환기(44)가 증발기 역할을 하고 제2 열교환기(46)가 응축기 역할을 하도록 히트 펌프(40)의 동작을 제어한다.
이에 따라 열려진 제2 실외측 급기 댐퍼(23b)를 통해 제3 공통 급기구 유로(29a)에 유입된 실외 공기는 전열교환기(30) 및 제1 열교환기(44)를 거치면서 제습되고, 제습된 실외 공기는 열려진 제1 실내측 급기 댐퍼(13c)를 통해 실내에 공급된다. 동시에 열려진 제1 실내측 배기 댐퍼(13a)를 통해 제1 공통 급기구 유로(19a)에 유입된 실내 공기는 전열교환기(30)를 거치면서 실외 공기와 열교환하고 이후 제2 열교환기(46)를 거쳐 열려진 제2 실외측 배기 댐퍼(23d)를 통해 외부로 배출된다. 이때 실내 공기가 응축기 역할을 하는 제2 열교환기(46)를 거쳐가면서 제2 열교환기(46)에 도포된 데시칸트의 재생이 이루어진다.
이와 같이, 제습 운전과 환기 운전이 동시에 이루어지는 제1 제습 및 환기 운전 모드와 제2 제습 및 환기 운전 모드를 번갈아 수행함으로서 제1 열교환기(44)의 데시칸트와 제2 열교환기(46)의 데시칸트에 대하여 제습과 재생이 교번으로 이루어져 제1 및 제2 열교환기(44)(46)는 양호한 제습력을 유지할 수 있어 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있다.
원격 제어기(200)는 실내공기질의 예측 결과에 따라 공기청정 운전을 실행시키는데, 예측된 실내공기의 오염도에 따라 제1 및 제2 공기청정 운전을 선택적으로 결정한다. 예측 결과 실내공기의 오염도가 높지 않으면 상부 모듈(10)과 하부 모듈(20) 중 어느 하나를 이용하여 실내 공기를 정화하고 정화된 공기를 실내에 공급하기 위하여 도 8에서와 같이 제1 공기청정 운전을 실행시킨다. 또한 실내공기의 오염도가 상대적으로 높으면 상부 모듈(10)과 하부 모듈(20)을 모두 동원하여 실내 공기를 정화시키기 위하여 도 9에서와 같이 제2 공기청정 운전을 실행시킨다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제1 공기청정 모드에서 상부 모듈과 하부 모듈의 동작을 설명하기 위한 도 5의 B-B선 및 C-C선 단면도이다.
원격 제어기(200)가 제1 공기청정 모드를 실행하기 위한 운전 명령을 전송하면, 상부 모듈(10)과 하부 모듈(20) 중 어느 하나를 이용하여 실내 공기를 정화하고 정화된 공기를 실내에 공급하는 공기 순환 과정을 수행할 수 있다. 예를 들어 제어모듈(100)은 상부 모듈(10)의 제1 실내측 배기 댐퍼(13a), 제1 바이패스 댐퍼(15), 및 제1 실내측 급기 댐퍼(13c)를 열고, 제1 송풍팬(43)을 구동시킨다. 이에 따라 열려진 제1 실내측 배기 댐퍼(13a)를 통해 유입된 오염된 실내 공기는 제1 바이패스 유로(14)를 거쳐 상부 모듈(10)의 상부 필터박스(17)에 설치된 상부 공기 필터(18)를 거치면서 정화되고, 정화된 실내 공기는 열려진 제1 실내측 급기 댐퍼(13c)를 통해 실내에 공급된다.
한편, 실내환경 예측모델링부(230)의 예측 결과 실내 공기의 오염도가 높아 미리 설정된 시간 이후 실내공기질의 악화가 예측되는 경우, 원격 제어기(200)는 상부 모듈(10) 및 하부 모듈(20)를 모두 동원하여 공기청정 운전하는 제2 공기청정 모드를 실행하기 위한 운전 명령을 전송한다.
도 9에 도시된 바와 같이 제어모듈(100)은 상부 모듈(10)의 제1 실내측 배기 댐퍼(13a), 제1 바이패스 댐퍼(15), 및 제1 실내측 급기 댐퍼(13c)를 열고, 제1 송풍팬(43)을 구동시키고, 동시에 하부 모듈(20)의 제2 실내측 배기 댐퍼(23a), 제2 바이패스 댐퍼(25), 및 제2 실내측 급기 댐퍼(23c)를 열고, 제2 송풍팬(47)을 구동시킨다. 이에 따라 열려진 제1 실내측 배기 댐퍼(13a)를 통해 유입된 오염된 실내 공기는 제1 바이패스 유로(14)를 거쳐 상부 모듈(10)의 상부 필터박스(17)에 설치된 상부 공기 필터(18)를 거치면서 정화되고, 정화된 실내 공기는 열려진 제1 실내측 급기 댐퍼(13c)를 통해 실내에 공급된다. 이와 동시에 열려진 제2 실내측 배기 댐퍼(23a)를 통해 유입된 오염된 실내 공기는 제2 바이패스 유로(24)를 거쳐 하부 모듈(20)의 하부 필터박스(27)에 설치된 하부 공기 필터(28)를 거치면서 정화되고, 정화된 실내 공기는 열려진 제2 실내측 급기 댐퍼(23c)를 통해 실내에 공급된다. 이와 같이 상부 모듈(10)의 제1 바이패스 유로(14)와 하부 모듈(20)의 제2 바이패스 유로(24)를 통해 복수의 경로를 따라 유입된 실내 공기가 상부 공기필터(18)와 하부 공기필터(28)에 의해 각각 정화되어 실내에 공급되기 때문에, 오염된 실내 공기를 신속하게 정화할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 외기냉방 및 환기 모드에서 상부 모듈과 하부 모듈의 동작을 설명하기 위한 도 5의 B-B선 및 C-C선 단면도이다.
원격 제어기(200)가 외기냉방 및 환기 모드를 실행하기 위한 운전 명령을 전송하면, 상부 모듈(10)과 하부 모듈(20) 중 어느 하나는 실외 공기를 유입하여 실내에 공급하고, 다른 하나는 실내 공기를 유입하여 실외로 배출함으로써 외기냉방과 환기 운전을 동시에 수행할 수 있다. 즉 제어모듈(100)은 상부 모듈(10)의 제1 실내측 배기 댐퍼(13a), 제1 바이패스 댐퍼(15), 및 제1 실외측 배기 댐퍼(13d)를 열고, 제1 송풍팬(43)을 구동시키고, 동시에 하부 모듈(20)의 제2 실외측 급기 댐퍼(23b), 제2 바이패스 댐퍼(25), 및 제2 실내측 급기 댐퍼(23c)를 열고, 제2 송풍팬(47)을 구동시킨다. 이에 따라 열려진 제1 실내측 배기 댐퍼(13a)를 통해 유입된 실내 공기는 제1 바이패스 유로(14)를 거쳐 열려진 제1 실외측 배기 댐퍼(13d)를 통해 실외로 배출되고, 동시에 열려진 제2 실외측 급기 댐퍼(23b)를 통해 유입된 실외 공기는 제2 바이패스 유로(24)를 거쳐 열려진 제2 실내측 급기 댐퍼(23c)를 통해 실내에 공급된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
10, 20 : 환기장치
100 : 환기장치 제어모듈
200 : 원격 제어기
300 : 관리단말
400 : 클라우드 저장부
500 : 룸컨트롤러
100 : 환기장치 제어모듈
200 : 원격 제어기
300 : 관리단말
400 : 클라우드 저장부
500 : 룸컨트롤러
Claims (7)
- 실내에 설치되고 전열교환기를 구비한 환기장치;
상기 환기장치에 설치되어 환기장치의 동작을 제어하는 환기장치 제어모듈;
상기 환기장치 제어모듈과 사전 설정된 통신방식으로 연결되어 상기 환기장치를 원격 제어하는 원격 제어기;
상기 원격 제어기에 연결되고 실내 벽체에 설치된 룸컨트롤러;를 포함하되,
상기 원격 제어기는 실내 환경에 영향을 미치는 인자를 측정하기 위한 센서들을 구비한 환경센서부, 상기 환경센서부에서 수집된 데이터를 바탕으로 미리 설정된 시간 이후의 실내공기질을 예측하는 실내환경 예측모델링부, 상기 실내환경 예측모델링부에서 예측된 실내공기질에 따라 상기 환기장치를 동작시키기 위한 운전 명령을 상기 제어모듈에 전송하는 제어부를 구비하며,
상기 원격 제어기의 제어부는 사용자에 의해 직접 입력되거나 상기 룸컨트롤러를 통해 입력된 상기 환기장치에 대한 사용자 명령에 따라 제어 신호를 상기 환기장치 제어모듈에 전송하되,
상기 원격 제어기는 룸컨트롤러의 제조사 및 제품 모델에 대응하여 운전 신호의 코드와 신호 유형을 매칭시킨 테이블을 이용하여 룸컨트롤러의 운전 신호를 인식하여 환기장치의 제어모듈에 전송하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 실내환경 예측모델링부는 머신러닝의 학습모델을 이용하여 실내공기질을 예측하고,
상기 학습모델은 LSTM(Long-Short Term Memory) 모델을 적용하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 실내환경 예측모델링부의 학습모델은 실내외 온도 및 습도의 시간별 데이터, 실내공기질의 시간별 데이터, 실외공기질의 시간별 데이터, 재실자의 수 및 행동에 대한 시간별 데이터를 입력층으로 하고, 미리 정해진 시간이 경과한 이후의 실내공기질 데이터를 출력층으로 하며, 입력층과 출력층 사이에 위치하여 입력층으로부터 데이터를 받아 특성을 추출하여 출력층으로 전달하는 적어도 하나의 은닉층으로 구성하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 원격 제어기는 실내환경 예측모델링부의 예측 결과에 따라 실내 환기, 데시칸트가 도포된 열교환기에 대한 제습 및 재생, 외기냉방, 공기청정 기능 중 적어도 어느 하나를 실행시키기 위하여 운전 명령을 전송하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 환기장치를 수동 제어하기 위한 관리 단말, 상기 관리 단말에 유무선 통신망을 통해 연결되는 클라우드 저장부를 포함하고,
상기 원격 제어기는 관리 단말과 통신하기 위한 관리단말 통신접속부를 구비하며,
상기 관리 단말은 관리단말 접속부를 통해 상기 원격 제어기에 수집하여 저장된 데이터를 상기 클라우드 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 환기장치는 서로 구획된 상부 모듈과 하부 모듈이 하나로 적층되어 결합되고,
데시칸트가 도포된 상부 모듈의 제1 열교환기와 데시칸트가 도포된 하부 모듈의 제2 열교환기를 냉매관으로 연결한 히트 펌프,
상기 상부 모듈의 제1 실외측 급기 댐퍼 및 제1 실내측 배기 댐퍼 중 어느 하나의 작동에 의해 실외 공기와 실내 공기 중 어느 하나가 유입되는 제1 공통 급배기 유로,
상기 상부 모듈의 제1 실외측 배기 댐퍼 및 제1 실내측 급기 댐퍼 중 어느 하나의 작동에 의해 실외 공기와 실내 공기 중 어느 하나가 유출되는 제2 공통 급배기 유로,
상기 하부 모듈의 제2 실외측 급기 댐퍼 및 제2 실내측 배기 댐퍼 중 어느 하나의 작동에 의해 실외 공기와 실내 공기 중 어느 하나가 유입되는 제3 공통 급배기 유로,
상기 하부 모듈의 제2 실외측 배기 댐퍼 및 제2 실내측 급기 댐퍼 중 어느 하나의 작동에 의해 실외 공기와 실내 공기 중 어느 하나가 유출되는 제4 공통 급배기 유로,
상기 상부 모듈의 상기 제1 공통 급배기 유로와 상기 제2 공통 급배기 유로 사이에 형성되고, 제1 바이패스 댐퍼의 작동에 의해 상기 제1 공통 급배기 유로에 유입된 실외 공기와 실내 공기 중 어느 하나가 상기 제1 열교환기를 우회하여 상기 제2 공통 급배기 유로측으로 안내하는 제1 바이패스 유로,
상기 하부 모듈의 상기 제3 공통 급배기 유로와 상기 제4 공통 급배기 유로 사이에 형성되고, 제2 바이패스 댐퍼의 작동에 의해 상기 제3 공통 급배기 유로에 유입된 실외 공기와 실내 공기 중 어느 하나가 상기 제2 열교환기를 우회하여 상기 제4 공통 급배기 유로측으로 안내하는 제2 바이패스 유로를 포함하고,
상부 하우징 내부에 제1 공통 급배기 유로와 제1 바이패스유로를 구분하는 상부 격벽이 설치되며, 하부 하우징 내부에 제2 공통 급배기 유로와 제2 바이패스유로를 구분하는 하부 격벽이 설치되고,
상기 제1 공통 급배기 유로에 상기 전열교환기의 일측과 상기 제1 열교환기가 이격 설치되며, 상기 제2 공통 급배기 유로에 상기 전열교환기의 타측과 상기 제2 열교환기가 이격 설치되는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210149329A KR102521538B1 (ko) | 2021-11-03 | 2021-11-03 | 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210149329A KR102521538B1 (ko) | 2021-11-03 | 2021-11-03 | 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102521538B1 true KR102521538B1 (ko) | 2023-04-17 |
Family
ID=86128271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210149329A KR102521538B1 (ko) | 2021-11-03 | 2021-11-03 | 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102521538B1 (ko) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004212036A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-29 | Lg Electronics Inc | 換気兼用空気調和システム |
| KR101301811B1 (ko) | 2010-04-05 | 2013-08-29 | (주)엘지하우시스 | 창호형 환기장치를 활용한 실내 공기 환기장치 및 환기방법 |
| KR20150112118A (ko) * | 2014-03-26 | 2015-10-07 | 주식회사 나인에코 | 대형건물 실내공기질 예측 서비스 제공 시스템 |
| KR20170029442A (ko) * | 2017-02-22 | 2017-03-15 | 주식회사 레오테크 | 실내외 공기질 측정 기반의 환기 시스템 |
| KR101717374B1 (ko) | 2015-10-12 | 2017-03-16 | 김상동 | 열회수환기장치 및 그를 이용한 열회수환기 제어방법 |
| KR20210049499A (ko) * | 2019-10-25 | 2021-05-06 | 한국전자기술연구원 | 공기질 개선기기 관리방법 및 이 방법이 적용된 공기질 개선기기 |
-
2021
- 2021-11-03 KR KR1020210149329A patent/KR102521538B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004212036A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-29 | Lg Electronics Inc | 換気兼用空気調和システム |
| KR101301811B1 (ko) | 2010-04-05 | 2013-08-29 | (주)엘지하우시스 | 창호형 환기장치를 활용한 실내 공기 환기장치 및 환기방법 |
| KR20150112118A (ko) * | 2014-03-26 | 2015-10-07 | 주식회사 나인에코 | 대형건물 실내공기질 예측 서비스 제공 시스템 |
| KR101717374B1 (ko) | 2015-10-12 | 2017-03-16 | 김상동 | 열회수환기장치 및 그를 이용한 열회수환기 제어방법 |
| KR20170029442A (ko) * | 2017-02-22 | 2017-03-15 | 주식회사 레오테크 | 실내외 공기질 측정 기반의 환기 시스템 |
| KR20210049499A (ko) * | 2019-10-25 | 2021-05-06 | 한국전자기술연구원 | 공기질 개선기기 관리방법 및 이 방법이 적용된 공기질 개선기기 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 없음 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100491851C (zh) | 通风系统和用于驱动该通风系统的方法 | |
| KR101956591B1 (ko) | 열회수기능을 가진 환기형 공기정화 시스템 | |
| KR100776602B1 (ko) | 공기 순환 시스템 및 그 제어방법 | |
| CN105765311A (zh) | 供排型换气装置 | |
| CN109959076A (zh) | 一种房间温控通风系统及其控制方法 | |
| KR102424786B1 (ko) | 실내 스탠드형 전열교환기 | |
| KR20210045738A (ko) | 인공지능을 이용한 환기 시스템 | |
| JPH1078254A (ja) | 換気空調システム | |
| JP6200663B2 (ja) | 換気システム | |
| KR102374216B1 (ko) | 열회수 기능을 구비한 제습 환기시스템 | |
| KR102521538B1 (ko) | 실내 공기질 예측모델 기반 실내환경 관리 시스템 | |
| JPH0979648A (ja) | 全館空調制御システム | |
| KR101426733B1 (ko) | 폐열 회수용 열교환 공조장치 및 그 제어방법 | |
| JP6053563B2 (ja) | 熱交換換気装置 | |
| JPH09178241A (ja) | 換気装置の運転制御装置 | |
| JPH09178242A (ja) | 換気装置の運転制御装置 | |
| JP4328942B2 (ja) | 空気調和機 | |
| JP4502859B2 (ja) | 空気調和装置 | |
| CN114811908A (zh) | 用于空调器的控制方法及装置、空调器、存储介质 | |
| JP2008304106A (ja) | 空調装置の掃除方法 | |
| JP2021177111A (ja) | 空調システム | |
| JPH0626692A (ja) | 空気調和装置 | |
| JPWO2020050114A1 (ja) | 空気調和機、および空気調和方法 | |
| US20230160597A1 (en) | Ventilation apparatus and control method thereof | |
| JPH03148543A (ja) | 換気装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |