KR102540997B1 - 지능형 공기 압축 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
지능형 공기 압축 시스템 및 방법에 관한 것이며, 지능형 공기 압축 시스템은 공기를 압축하는 공기 압축 장치; 공기 압축 장치의 공기 압축 과정 및 공기 압축 장치가 구비된 대상 공간의 공기를 모니터링하고, 모니터링 정보에 기초하여 공기 압축 장치를 제어하는 모니터링 장치; 대상 공간으로 외부의 공기를 공급하는 급기 장치; 및 급기 장치에 대향하도록 대상 공간에 마련되며, 대상 공간의 내부 공기를 외부로 배기하는 배기 장치를 포함하되, 공기 압축 장치는 모니터링 장치의 제어에 의해 압축될 대상 공간 내의 공기를 여과하는 공기 여과부; 공기 여과부를 통해 여과된 공기를 흡입하여 압축하는 공기 압축부; 저장된 기름을 기름 공급로를 통해 공기 압축부로 공급하는 기름 보관부; 및 공기 압축부로부터 공기 공급로를 통해 기름 보관부로 공급되는 압축공기를 공급받아 압축공기 중 기름을 분리해서 기름 보관부로 회수시키고, 기름이 제거된 압축공기를 토출하는 제1기름 분리부를 포함할 수 있다.
Description
본원은 지능형 공기 압축 시스템 및 방법에 관한 것이다.
공기 압축 장치는 공기에 압력을 가하여 압축시킴으로써 단위 부피당 공기량이 증가된 압축공기를 생산하는데, 윤활유 공급 유무에 따라 급유식과 무급유식으로 나뉠 수 있다.
압축공기는 반도체나 정밀기계 제조 공정 등에서 사용되는데, 이 때의 압축공기는 청정하지 않은 저품질일 경우 목적품 생산에 큰 하자를 발생시킬 수 있다.
기술적으로 고도된 반도체 및 정밀기계를 생산하기 위해서는 더욱 높은 품질의 청정한 압축 공기를 필요로 한다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-1253086호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 생산되는 압축 공기의 품질이 상대적으로 낮은 문제를 해결할 수 있는 지능형 공기 압축 시스템 및 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 지능형 공기 압축 시스템은 공기를 압축하는 공기 압축 장치; 공기 압축 장치의 공기 압축 과정 및 공기 압축 장치가 구비된 대상 공간의 공기를 모니터링하고, 모니터링 정보에 기초하여 공기 압축 장치를 제어하는 모니터링 장치; 대상 공간으로 외부의 공기를 공급하는 급기 장치; 및 급기 장치에 대향하도록 대상 공간에 마련되며, 대상 공간의 내부 공기를 외부로 배기하는 배기 장치를 포함하되, 공기 압축 장치는 모니터링 장치의 제어에 의해 압축될 대상 공간 내의 공기를 여과하는 공기 여과부; 공기 여과부를 통해 여과된 공기를 흡입하여 압축하는 공기 압축부; 저장된 기름을 기름 공급로를 통해 공기 압축부로 공급하는 기름 보관부; 및 공기 압축부로부터 공기 공급로를 통해 기름 보관부로 공급되는 압축공기를 공급받아 압축공기 중 기름을 분리해서 기름 보관부로 회수시키고, 기름이 제거된 압축공기를 토출하는 제1기름 분리부를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 공기 압축 장치는 공기 여과부와 공기 압축부 사이에 구비되고, 공기 압축 정도에 기초하여 모니터링 장치에 의해 공기 압축부에 여과된 공기의 공급을 차단하도록 잠기거나 공기 압축부에 여과된 공기의 공급을 허용하도록 열리는 공기 밸브; 기름 보관부로부터 공기 압축부로 공급되는 기름을 여과하는 기름 여과부; 제1기름 분리부의 공기 토출구 쪽에 설치되어 기름 보관부의 기 설정된 압력을 유지하는 압력유지 밸브; 제1기름 분리부로부터 토출되는 압축공기의 압력에 기초하여 공기 밸브를 개폐 동작시키는 공기 밸브 제어부; 기름 보관부에 설치되어 기름의 온도를 측정하는 기름 온도 측정부; 기름 공급로에 설치되어 기름의 온도를 낮추는 기름 냉각부; 기름 공급로에 연결되어 기름 냉각기를 우회하는 기름 우회로; 기름 우회로에 설치되어 기름 온도 측정부의 온도 정보를 기반으로 기름 우회로를 개폐하는 기름 우회로 밸브; 및 압력유지 밸브를 통과한 압축공기를 공급받아 압축공기 중 잔여 기름을 분리해서 기름 보관부로 회수시키고, 잔여 기름이 제거된 압축공기를 토출하는 제2기름 분리부를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 공기 공급로는 외부층과 중간층과 내부 관이 적층된 형태로 탄성을 갖는 관으로 이루어져 고압으로 공급되는 압축공기를 통과시키면서 진동을 흡수하며, 기름 보관부로 유입되는 압축공기에 원심력을 가하도록 기름 보관부의 측면에 접선 방향으로 연결되고, 제1기름 분리부는 기름 분리 여과부와 하우징을 포함하고, 기름 분리 여과부는 하단이 막힌 구조로 외부로부터 측면을 통해 압축공기가 통과하면서 기름을 분리하며 상단에 기름이 제거된 압축공기를 배출하는 배출구를 가지며, 하우징은 외부 둘레를 따라 기름 보관부의 내면으로부터 이격되어 이격된 사이로 압축공기가 흐를 수 있도록 기름 보관부의 상측 내부공간에 수용되어 지지되고, 내부 둘레를 따라 기름 분리 여과부의 외부 둘레로부터 이격되어 이격된 사이로 압축공기가 흐를 수 있도록 상측 내부공간에 유분리 여과부를 수용해서 지지하고, 하단에 압축공기가 유입되도록 개구된 형태로 이루어지고, 하단에 서로 이격된 사이로 압축공기를 통과시켜 하우징의 하단 개구로 전달하는 스커트들을 구비하며, 중앙에 홀을 갖고 유분리 여과부의 하측에 배치되어 하우징의 내부공간을 상하로 구획하는 차단판을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 제2기름 분리부는 공기 압축부로부터 토출되는 압축공기를 내부공간으로 공급받아 외부로 통과시키는 과정에서 대기 중에 부유하는 미립자 형태의 기름을 액체 방울 형태로 합쳐서 외부로 낙하시키는 여과부; 및 여과부를 수용해서 지지하고, 공기 압축부로부터 토출되는 압축공기를 유입구를 통해 여과부의 내부 공간으로 유입시키며, 여과부를 통과한 압축공기를 토출구를 통해 토출시키며, 여과부를 통과하면서 액체 방울 형태로 합쳐져 여과부의 외부로 낙하하는 기름을 회수구를 통해 기름 보관부로 회수시키는 여과부 하우징을 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 공기 여과부는 여과 필름; 여과 필름 내부에 형성된 전도체; 및 여과 필름의 전도체가 형성되지 아니하는 영역에 형성된 다수의 홀을 포함하고, 전도체는 유리질 탄소(glassy carbon)를 포함하되, 여과 필름의 일부가 적외선 레이저 조사에 의한 광열효과(Photothermal Effect)에 의해 탄화되어 유리질 탄소로 변환되어 형성되고, 공기 여과부는 전도체 상에 전압이 인가되어 홀 내부에 발생하는 전기장에 의해 미세 물질이 필터링되고, 홀의 직경은 200㎛ 내지 2mm이고, 여과 필름은 방향족 탄화 수소를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 장치는 대상 공간의 공간 정보, 재실자 정보 및 공기질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 감지 정보를 획득하는 수집부; 감지 정보에 기초하여 모니터링 대상이 되는 감염성 바이러스에 대한 최소 감염량(Minimum Infectious Dose, MID)과 연계된 제1기준 정보 및 대상 공간의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출하는 연산부; 급기 장치 및 배기 장치 중 적어도 하나의 구동을 제1기준 정보 및 제2기준 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제어하는 구동 제어부; 및 공기 압축 장치를 제어하는 압축제어부를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 급기 장치와 배기 장치가 상하 방향을 기준으로 대향하도록 대상 공간에 설치되어 대상 공간에 급기 장치로부터 배기 장치를 향하는 상하 방향에 따른 기류 흐름이 형성될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 급기 장치가 대상 공간의 상부 영역에 마련되고, 배기 장치가 대상 공간의 하부 영역에 마련될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 구동 제어부는 제1기준 정보를 기초로 하여 대상 공간에 존재하는 재실자의 내부 공기에 대한 흡입으로 인하여 재실자가 감염성 바이러스에 감염되지 않도록 급기 장치 및 배기 장치 중 적어도 하나의 구동 수준을 조정할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 재실자 정보는 대상 공간에 위치하는 재실자의 수 정보, 재실자 각각의 성별 및 연령을 포함하는 인적 사항 정보 및 재실자 각각의 위치 정보를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 구동 제어부는 기 설정된 복수의 레벨로 상호 구분되는 복수의 모드 중 어느 하나의 모드를 감지 정보에 기초하여 결정하고, 결정된 모드에 대응하는 레벨로 급기 장치 및 배기 장치 중 적어도 하나의 구동 수준을 결정할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 구동 수준은 대상 공간에 존재하는 재실자의 내부 공기에 대한 흡입으로 인하여 재실자가 감염성 바이러스에 감염되지 않도록 하는 수준으로 제1기준 정보를 고려하여 결정될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 배기 장치는 내부 공기의 배기를 위한 송풍 팬을 포함하고, 모니터링 장치는 결정된 구동 수준에 따라 송풍 팬의 출력을 조정할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 장치는 제1기준 정보에 기초하여 대상 공간의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출하고, 제2기준 정보에 기초하여 구동 수준을 결정할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 장치는 대상 공간을 촬영한 대상 이미지를 획득하는 촬영 모듈을 통해 대상 이미지를 획득하고, 대상 이미지에 대한 인공지능 기반의 분석을 통해 재실자 정보를 획득할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따른 지능형 공기 압축 방법은 공기 압축 장치가 공기를 압축하는 단계; 모니터링 장치가 공기 압축 장치의 공기 압축 과정 및 공기 압축 장치가 구비된 대상 공간의 공기를 모니터링하고, 모니터링 정보에 기초하여 공기 압축 장치를 제어하는 단계; 급기 장치가 대상 공간으로 외부의 공기를 공급하는 단계; 및 배기 장치가 대상 공간의 내부 공기를 외부로 배기하는 단계를 포함하되, 공기를 압축하는 단계는 공기 여과부가 모니터링 장치의 제어에 의해 압축될 대상 공간 내의 공기를 여과하는 단계; 공기 압축부가 공기 여과부를 통해 여과된 공기를 흡입하여 압축하는 단계; 기름 보관부가 저장된 기름을 기름 공급로를 통해 공기 압축부로 공급하는 단계; 및 제1기름 분리부가 공기 압축부로부터 공기 공급로를 통해 기름 보관부로 공급되는 압축공기를 공급받아 압축공기 중 기름을 분리해서 기름 보관부로 회수시키고, 기름이 제거된 압축공기를 토출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 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, 지능형 공기 압축 시스템 및 방법을 제공함으로써, 고품질의 압축 공기를 생산할 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 지능형 공기 압축 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 지능형 공기 압축 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 공기 여과부의 모식도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 공기 여과부의 모식도이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 지능형 공기 압축 시스템의 개략적인 개념도이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 대상 공간을 촬영한 대상 이미지에 대한 분석을 통해 재실자 정보를 획득하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 지능형 공기 압축 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 지능형 공기 압축 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 공기 여과부의 모식도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 공기 여과부의 모식도이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 지능형 공기 압축 시스템의 개략적인 개념도이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 대상 공간을 촬영한 대상 이미지에 대한 분석을 통해 재실자 정보를 획득하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 지능형 공기 압축 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.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A, B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 지능형 공기 압축 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 지능형 공기 압축 시스템(1)(이하, '본 시스템(1)'이라고도 한다.)은 공기 압축 장치(100)가 공기를 압축하고, 모니터링 장치(200, 500, 600)가 공기 압축 장치(100)의 공기 압축 과정 및 공기 압축 장치(100)가 구비된 대상 공간(a)의 공기를 모니터링하고, 모니터링 정보에 기초하여 공기 압축 장치(100)를 제어하고, 급기 장치(300)가 대상 공간(a)으로 외부의 공기를 공급하며, 배기 장치(400)가 대상 공간의 내부 공기를 외부로 배기할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 본 시스템(1)은 사용자 단말(미도시)로 공기 압축 메뉴, 모니터링 메뉴, 급기 메뉴, 배기 메뉴, 내외부 공기 확인 메뉴 및 수동 필터 작동 메뉴를 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 시스템(1)이 제공하는 어플리케이션 프로그램을 사용자 단말(미도시)이 다운로드하여 설치하고, 설치된 어플리케이션을 통해 공기 압축 메뉴, 모니터링 메뉴, 급기 메뉴 및 배기 메뉴가 제공될 수 있다.
본 시스템(1)은 사용자 단말(미도시)과 데이터, 콘텐츠, 각종 통신 신호를 네트워크(10)를 통해 송수신하고, 데이터 저장 및 처리의 기능을 가지는 모든 종류의 서버, 단말, 또는 디바이스를 포함할 수 있다.
사용자 단말(미도시)은 네트워크(10)를 통해 본 시스템(1)과 연동되는 디바이스로서, 예를 들면, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(Smart Pad), 태블릿 PC, 웨어러블 디바이스 등과 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 장치 및 데스크탑 컴퓨터, 스마트 TV와 같은 고정용 단말기일 수도 있다.
공기 압축 장치(100), 모니터링 장치(200, 500, 600), 급기 장치(300), 배기 장치(400), 바이러스 저감 장치(700) 및 사용자 단말(미도시) 간의 정보 공유를 위한 네트워크(10)의 일 예로는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 유무선 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, Wifi 네트워크, NFC(Near Field Communication) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함될 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다.
대상 공간(a)은 공기 압축 장치(100)가 구비된 소정의 공간을 의미할 수 있다. 대상 공간(a) 내에 공기 압축 장치(100), 급기 장치(300) 및 배기 장치(400) 등이 구비될 수 있다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 지능형 공기 압축 시스템(1)의 개략적인 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 시스템(1)은 공기 압축 장치(100), 모니터링 장치(200, 500, 600), 급기 장치(300) 및 배기 장치(400)를 포함할 수 있다. 공기 압축 장치(100)는 공기 여과부(110), 공기 압축부(120), 기름 보관부(130) 및 제1기름 분리부(140)를 포함할 수 있다. 또한 공기 압축 장치(100)는 공기 밸브, 기름 여과부, 압력유지 밸브를 포함할 수 있다. 본 시스템(1)은 바이러스 저감 장치(700) 및 사용자 단말(미도시)을 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 공기 압축 장치(100)는 공기를 압축할 수 있다.
일 예로, 공기 압축 장치(100)는 사용자 단말에 의해 제어되어 공기를 압축할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 공기 압축 장치(100)의 공기 압축 과정 및 공기 압축 장치(100)가 구비된 대상 공간의 공기를 모니터링할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 모니터링 정보에 기초하여 공기 압축 장치(100)를 제어할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 급기 장치(300)는 대상 공간으로 외부의 공기를 공급할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 배기 장치(400)는 급기 장치(300)에 대향하도록 대상 공간에 마련되며, 대상 공간의 내부 공기를 외부로 배기할 수 있다.
급기 장치(300)와 배기 장치(400)는 상하 방향을 기준으로 대향하도록 대상 공간에 설치되어 대상 공간에 급기 장치(300)로부터 배기 장치(400)를 향하는 상하 방향에 따른 기류 흐름이 형성되는 것일 수 있다.
일 예로, 본 시스템(1)은 급기 장치(300)가 대상 공간의 상부 영역에 마련되고, 배기 장치(400)가 대상 공간의 하부 영역에 마련되는 형태로 구비될 수 있다.
즉, 본 시스템(1)은 대상 공간에서 압축 공기에 불순물이 될 수 있는 입자 내지 에어로졸이 혼합되지 않고, 빨리 특정 방향(예를 들면, 바닥이 위치하는 하측 방향)으로 이동하도록(가라앉도록) 하고, 재비산이 방지되도록 급기 장치(300)와 배기 장치(400)를 제어하여 대상 공간에서의 실내 공기의 흐름 방향이 특정한 한 방향으로 일정하게 형성되도록 조절할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 공기 여과부(110)는 모니터링 장치(200, 500, 600)의 제어에 의해 압축될 대상 공간 내의 공기를 여과할 수 있다.
일 예로, 공기 여과부(110)는 대상 공간 내의 공기를 여과할 수 있다. 공기 여과부(110)는 대기압 상태의 공기, 즉 대기를 통과시키면서 공기 중의 미세먼지 등과 같은 이물질을 걸러줌으로써, 이물질이 걸러진 공기를 후술될 공기 압축부(120)로 공급할 수 있다. 공기 여과부(110)는 공지의 다양한 구성으로 이루어질 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 공기 압축부(120)는 공기 여과부(110)를 통해 여과된 공기를 흡입하여 압축할 수 있다.
일 예로, 공기 압축부(120)는 공기 여과부(110)를 거쳐 흡입되는 공기를 압축해서 토출할 수 있다. 예컨대, 공기 압축부(120)는 에어 엔드(air end)와 모터를 포함하여 구성될 수 있다. 에어 엔드는 스크류 방식으로 구성될 수 있다. 에어 엔드는 로터 케이싱 내에서 2개의 스크류 로터들이 서로 맞물려 회전시킴에 따라 공간 용적을 감소시켜 공기를 압축하도록 구성될 수 있다. 모터는 스크류 로터들을 회전 구동시킬 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 기름 보관부(130)는 저장된 기름을 기름 공급로를 통해 공기 압축부(120)로 공급할 수 있다.
일 예로, 기름 보관부(130)는 기름 공급로를 통해 공기 압축부(120)의 에어 엔드로 기름을 공급할 수 있다. 에어 엔드로 공급된 기름은 스크류 로터들을 윤활하면서 틈새도 밀봉하는 작용 등을 수행할 수 있다. 기름 보관부(130)에는 내부 압력을 측정하는 압력 센서가 설치될 수 있다. 기름 보관부(130)에는 저장된 기름의 레벨을 측정해서 표시하는 기름 레벨 게이지가 설치될 수 있다. 기름 보관부(130)에는 과도한 압력을 방지하기 위한 안전 밸브가 설치될 수 있다. 기름 보관부(130)에는 기름을 배출하기 위한 기름 드레인 밸브가 설치될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 제1기름 분리부(140)는 공기 압축부(120)로부터 공기 공급로를 통해 기름 보관부(130)로 공급되는 압축공기를 공급받아 압축공기 중 기름을 분리해서 기름 보관부(130)로 회수시키고, 기름이 제거된 압축공기를 토출할 수 있다.
이와 같이, 공기 압축부(120)로부터 공급되는 압축공기는 제1기름 분리부(140)에 의해 유분이 제거되어, 고품질의 청정 상태로 반도체나 정밀 기계 제조 공정 등에서 적합하게 사용될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 공기 압축 장치(100)는 공기 밸브, 기름 여과부, 압력유지 밸브, 공기 밸브 제어부, 기름 온도 측정부, 기름 냉각부, 기름 우회로, 기름 우회로 밸브 및 제2기름 분리부를 포함할 수 있다.
일 예로, 공기 압축 장치(100)는 기름 공급로를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 공기 밸브는 공기 여과부(110)와 공기 압축부(120) 사이에 구비되고, 공기 압축 정도에 기초하여 모니터링 장치(200, 500, 600)에 의해 공기 압축부(120)에 여과된 공기의 공급을 차단하도록 잠기거나 공기 압축부(120)에 여과된 공기의 공급을 허용하도록 열릴 수 있다.
일 예로, 공기 밸브는 공기 여과부(110)로부터 공기 압축부(120)의 에어 엔드로 공기를 공급하는 공기 공급로에 설치될 수 있다. 공기 밸브는 공기 공급로의 통로를 개폐함에 따라 공기 압축부(120)에 대한 공기의 흡입을 차단하거나 허용할 수 있다. 공기 밸브는 공압에 의해 밸브체를 폐쇄 위치로 이동시키고, 복귀 스프링에 의해 밸브체를 개방 위치로 복귀시키도록 구성될 수 있다. 공기 공급로에는 공기 압축부(120)로부터 공기 여과부(110)로 기름의 역류를 방지하기 위한 체크 밸브가 설치될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 기름 여과부는 기름 보관부(130)로부터 공기 압축부(120)로 공급되는 기름을 여과할 수 있다.
일 예로, 기름 여과부는 기름 중의 이물질을 걸러줌으로써, 이물질이 걸러진 기름을 에어 엔드의 스크류 로터들에 공급해서 스크류 로터들의 작동이 원활히 이루어질 수 있게 할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 압력유지 밸브는 제1기름 분리부(140)의 공기 토출구 쪽에 설치되어 기름 보관부(130)의 기 설정된 압력을 유지할 수 있다.
압력유지 밸브는 제1기름 분리부(140)의 공기 토출구에 연결된 제2 공기 공급로에 설치될 수 있다. 압력유지 밸브는 공기 압축부(120)의 가동 시 또는 무부하 운전 중 공기 압축부(120)에 대한 기름 공급에 필요한 압력을 유지할 수 있다.
공기 압축부(120)가 가동되면, 기름 보관부(130)의 압력이 높아지게 되는데, 기름 보관부(130)의 압력이 기 설정된 압력에 도달할 때까지 압력유지 밸브는 폐쇄 동작한 상태로 유지될 수 있다. 기름 보관부(130)의 압력이 기 설정된 압력을 초과하면, 압력유지 밸브는 개방 동작함으로써 압축공기를 송출할 수 있다.
이후, 공기 압축부(120)의 무부하 운전 조건이 되면 기름 보관부(130)의 압력이 낮아질 수 있다. 기름 보관부(130)의 압력이 기 설정된 압력까지 낮아지면, 압력유지 밸브는 폐쇄 동작함으로써 압축공기의 송출을 차단할 수 있다. 한편, 압력유지 밸브는 후단으로부터 기름 보관부(130)로 압축공기가 역류하는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 공기 밸브 제어부는 제1기름 분리부(140)로부터 토출되는 압축공기의 압력에 기초하여 공기 밸브를 개폐 동작시킬 수 있다.
일 예로, 작동관이 제2 공기 공급로로부터 분기되어 공기 밸브에 연결될 수 있다. 공기 밸브 제어부는 작동관에 설치될 수 있다. 공기 밸브 제어부는 솔레노이드 방식의 밸브로 이루어질 수 있다.
공기 밸브 제어부는 정지(폐쇄) 동작 시 작동관을 개방시켜 공압에 의해 공기 밸브의 밸브체를 폐쇄 위치로 이동시킴으로써, 공기 밸브를 폐쇄 동작시킬 수 있다. 공기 밸브 제어부는 구동(개방) 동작 시 작동관을 폐쇄시켜 복귀 스프링에 의해 공기 밸브의 밸브체를 개방 위치로 복귀시킴으로써, 공기 밸브를 개방 동작시킬 수 있다. 공기 밸브 제어부는 압력제어 스위치를 포함할 수 있다. 공기 밸브 제어부는 압력제어 스위치에 의해 제어되어 공기 밸브를 개폐 동작시킬 수 있다.
구체적으로, 압축공기의 소비량이 감소하여 토출 압축공기의 압력이 기 설정된 상한 압력까지 높아지면, 압력제어 스위치의 접점이 절환되어 공기 밸브 제어부가 정지(폐쇄) 동작하고, 그에 따라 공기 밸브가 폐쇄 동작할 수 있다. 이 때, 벤트 밸브가 개방 동작하여 내압을 방출시킬 수 있다. 압축공기의 소비량이 증가하여 토출 압축공기의 압력이 기 설정된 하한 압력까지 낮아지면, 압력제어 스위치의 접점이 복귀되어 공기 밸브 제어부가 구동 동작하고, 그에 따라 공기 밸브가 개방 동작할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 기름 온도 측정부는 기름 보관부(130)에 설치되어 기름의 온도를 측정할 수 있다.
기름 공급로에는 기름 냉각부를 우회하는 기름 우회로가 연결될 수 있다. 기름 우회로에는 기름 우회로 밸브가 설치될 수 있다. 기름 보관부(130) 내의 기름 온도가 기 설정된 온도를 초과할 경우, 기름 우회로 밸브는 기름 온도 측정부의 온도 정보를 기반으로 기름 우회로를 폐쇄시키도록 제어되어 기름을 기름 냉각부로 보낼 수 있다. 기름 보관부(130) 내의 기름 온도가 기 설정된 온도 이하일 경우, 기름 우회로 밸브는 기름 온도 측정부의 온도 정보를 기반으로 기름 우회로를 개방시키도록 제어되어 기름을 기름 냉각부로 보내지 않고 우회시킬 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 기름 냉각부는 기름 공급로에 설치되어 기름의 온도를 낮출 수 있다.
일 예로, 기름 공급로에는 기름 냉각부가 설치될 수 있다. 기름 보관부(130)는 공기 압축부(120)로부터 제1기름 분리부(140)에 의해 기름을 회수할 수 있다. 기름이 공기 압축부(120)에 의한 압축열로 가열되어 기름 보관부(130)로 회수될 경우, 기름 냉각부는 기름 보관부(130)로부터 기름 공급로를 흐르는 기름의 온도를 기 설정된 온도 이하로 냉각시켜 공기 압축부(120)로 공급하도록 할 수 있다. 기름 냉각부는 기름을 냉매와 열교환시켜 냉각시키도록 구성될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 기름 우회로는 기름 공급로에 연결되어 기름 냉각기를 우회할 수 있다.
일 예로, 기름 공급로에는 기름 냉각부가 설치될 수 있다. 기름 보관부(130)는 공기 압축부(120)로부터 제1기름 분리부(140)에 의해 기름을 회수할 수 있다. 기름이 공기 압축부(120)에 의한 압축열로 가열되어 기름 보관부(130)로 회수될 경우, 기름 냉각부는 기름 보관부(130)로부터 기름 공급로를 흐르는 기름의 온도를 기 설정된 온도 이하로 냉각시켜 공기 압축부(120)로 공급하도록 할 수 있다. 기름 냉각부는 기름을 냉매와 열교환시켜 냉각시키도록 구성될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 기름 우회로 밸브는 기름 우회로에 설치되어 기름 온도 측정부의 온도 정보를 기반으로 기름 우회로를 개폐할 수 있다.
일 예로, 기름 보관부(130) 내의 기름 온도가 기 설정된 온도를 초과하면, 기름 우회로 밸브는 기름 온도 측정부의 온도 정보를 기반으로 기름 우회로를 폐쇄시키도록 제어되어 기름을 기름 냉각부로 보낼 수 있다. 또한, 기름 보관부(130) 내의 기름 온도가 기 설정된 온도 이하일 경우, 기름 우회로 밸브는 온도 측정부의 온도 정보를 기반으로 기름 우회로를 개방시키도록 제어되어 기름을 기름 냉각부로 보내지 않고 우회시킬 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 제2기름 분리부는 압력유지 밸브를 통과한 압축공기를 공급받아 압축공기 중 잔여 기름을 분리해서 기름 보관부(130)로 회수시키고, 잔여 기름이 제거된 압축공기를 토출할 수 있다.
공기 압축 장치(100)는 제2기름 분리부를 포함할 수 있다. 제2기름 분리부는 제1기름 분리부(140)에 의해 1차적으로 기름이 분리된 압축공기로부터 잔여 기름을 2차적으로 분리하므로, 압축공기의 청정도를 더욱 높일 수 있다.
제2기름 분리부는 압력유지 밸브와 제2냉각부 사이에 배치되어 제2공기 공급로에 연결될 수 있다. 제2공기 공급로는 분리되어 한쪽이 제2기름 분리부의 유입구에 연결되고, 다른 쪽이 제2기름 분리부의 토출구에 연결될 수 있다. 따라서, 제2기름 분리부는 한쪽의 제2공기 공급로로부터 압축공기를 공급받아 기름을 분리해서 기름이 제거된 압축공기를 다른 쪽의 제2공기 공급로로 토출할 수 있다.
기름 회수관의 한쪽 단이 제2기름 분리부의 회수구에 연결되고, 기름 회수관의 다른 쪽 단이 공기 밸브의 출구단에 연결될 수 있다. 따라서, 제2기름 분리부는 압축공기로부터 분리된 기름을 기름 회수관을 통해 공기 압축부(120)로 회수시킬 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 공기 공급로는 외부층과 중간층과 내부 관이 적층된 형태로 탄성을 갖는 관으로 이루어져 고압으로 공급되는 압축공기를 통과시키면서 진동을 흡수하며, 기름 보관부(130)로 유입되는 압축공기에 원심력을 가하도록 기름 보관부(130)의 측면에 접선 방향으로 연결될 수 있다.
일 예로, 공기 압축부(120)는 공기 출구단, 즉 에어 엔드의 공기 출구단이 공기 공급로에 의해 기름 보관부(130)에 연결될 수 있다. 제1기름 분리부(140)는 에어 엔드로부터 공기 공급로를 통해 기름 보관부(130)로 공급되는 압축공기를 공급받을 수 있다.
공기 공급로는 압축공기 통과시 탄성에 의해 팽창과 수축을 반복하면서 진동을 흡수할 수 있다. 일 예로, 공기 공급로의 외부층과 내부 관은 합성고무 등으로 이루어져 탄성을 가질 수 있다. 공기 공급로의 중간층은 다수의 강선들을 나선 등으로 겹쳐 내압성 및 굽힘성을 갖도록 구성될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 제1기름 분리부(140)는 기름 분리 여과부와 하우징을 포함할 수 있다.
하우징은 상측 내부공간에 기름 분리 여과부를 수용해서 지지할 수 있다. 하우징은 내부 둘레를 따라 기름 분리 여과부의 외부 둘레로부터 이격되어 이격된 사이로 압축공기가 흐를 수 있게 할 수 있다. 하우징은 기름 보관부(130)의 상측 내부 공간에 수용되어 지지될 수 있다. 하우징은 외부 둘레를 따라 기름 보관부(130)의 내면으로부터 이격되어 이격된 사이로 압축공기가 흐를 수 있게 할 수 있다. 하우징은 하단에 압축공기가 유입되도록 개구된 형태로 이루어질 수 있다.
하우징은 하단에 스커트들을 가질 수 있다. 스커트들은 서로 이격된 사이로 압축공기를 통과시켜 하우징의 하단 개구로 전달할 수 있다. 스커트들은 기름 보관부(130) 내의 기름에 잠겨서 압축공기의 흐름에 따른 와류 현상을 최소화할 수 있게 할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 기름 분리 여과부는 하단이 막힌 구조로 외부로부터 측면을 통해 압축공기가 통과하면서 기름을 분리하며 상단에 기름이 제거된 압축공기를 배출하는 배출구를 가질 수 있다.
하우징은 내부에 차단판을 구비할 수 있다. 차단판은 기름 분리 여과부의 하측에 배치되어 하우징의 내부공간을 상하로 구획하며, 중앙에 홀을 가질 수 있다. 압축공기는 차단판의 홀을 통해 상측으로 유입되어 기름 분리 여과부의 하단에 충돌하면서 소용돌이와 같은 흐름을 가질 수 있다. 그에 따라, 압축공기는 기름 분리 여과부와 차단판 사이에서 장시간 체류하여 기름 분리 여과부와 차단판에 접촉됨으로써, 압축공기로부터 기름이 더욱 효과적으로 분리될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 하우징은 외부 둘레를 따라 기름 보관부(130)의 내면으로부터 이격되어 이격된 사이로 압축공기가 흐를 수 있도록 기름 보관부(130)의 상측 내부공간에 수용되어 지지되고, 내부 둘레를 따라 기름 분리 여과부의 외부 둘레로부터 이격되어 이격된 사이로 압축공기가 흐를 수 있도록 상측 내부공간에 유분리 여과부를 수용해서 지지하고, 하단에 압축공기가 유입되도록 개구된 형태로 이루어지고, 하단에 서로 이격된 사이로 압축공기를 통과시켜 하우징의 하단 개구로 전달하는 스커트들을 구비하며, 중앙에 홀을 갖고 유분리 여과부의 하측에 배치되어 하우징의 내부공간을 상하로 구획하는 차단판을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
공기 압축부(120)로부터 기름 보관부(130)의 내부공간으로 유입된 압축공기는 기름 보관부(130)의 내면과 하우징의 외면 사이에서 회전하면서 하측으로 이동할 수 있다. 이 과정에서, 압축공기로부터 유분이 원심력에 의해 분리되면서 하우징과 접촉해서 액화 처리된 후 기름 보관부(130)의 하측에 모일 수 있다. 이어서, 압축공기는 하우징의 하단으로 이동하여 차단판의 홀을 통해 유입된 후 기름 분리 여과부의 하단에 충돌하면서 소용돌이 흐름을 생성할 수 있다. 이 과정에서, 압축공기로부터 기름이 분리되어 기름 분리 여과부와 차단판과 접촉해서 액화 처리된 후 기름 보관부(130)의 하측에 모일 수 있다. 압축공기는 하우징의 내면과 기름 분리 여과부의 외면 사이로 이동하여 기름 분리 필터의 측면을 통과하고, 이 과정에서 압축공기로부터 기름이 분리되어 기름 보관부(130)의 하측에 모이게 되며, 기름이 제거된 압축공기는 기름 분리 여과부의 배출구를 통해 배출될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 제2기름 분리부는 공기 압축부(120)로부터 토출되는 압축공기를 내부공간으로 공급받아 외부로 통과시키는 과정에서 대기 중에 부유하는 미립자 형태의 기름을 액체 방울 형태로 합쳐서 외부로 낙하시키는 여과부를 포함할 수 있다.
여과부는 상부가 개구된 내부공간을 갖는 형태로 이루어질 수 있다. 여과부는 적어도 둘레 부위가 공극을 갖는 마이크로 파이버로 이루어질 수 있다. 여과부의 마이크로 파이버는 내층에서 미립자 형태의 유분을 포획하고 미립자 형태의 유분이 외층을 통과함에 따라 액적 형태로 합쳐지게 구성될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 제2기름 분리부는 여과부를 수용해서 지지하고, 공기 압축부(120)로부터 토출되는 압축공기를 유입구를 통해 여과부의 내부 공간으로 유입시키며, 여과부를 통과한 압축공기를 토출구를 통해 토출시키며, 여과부를 통과하면서 액체 방울 형태로 합쳐져 여과부의 외부로 낙하하는 기름을 회수구를 통해 기름 보관부(130)로 회수시키는 여과부 하우징을 포함할 수 있다.
여과부 하우징은 여과부를 수용해서 지지할 수 있다. 여과부 하우징은 내부 둘레를 따라 여과부의 외부 둘레로부터 이격될 수 있다. 그러므로, 여과부를 거친 압축공기는 여과부 하우징과 여과부 사이의 이격 공간을 흘러서 여과부 하우징의 토출구로 토출될 수 있다. 그리고, 여과부를 거치면서 생성된 액적 형태의 기름은 여과부 하우징과 여과부 사이의 이격 공간을 통해 낙하해서 여과부 하우징의 회수구로 모일 수 있다.
여과부 하우징은 공기 압축부(120)로부터 토출되는 압축공기를 유입구를 통해 여과부의 내부공간으로 유입시킬 수 있다. 여과부 하우징은 여과부를 통과한 압축공기를 토출구를 통해 토출시킬 수 있다. 여과부 하우징의 유입구는 한쪽의 제2 공기 공급로와 연결되어 압축공기를 유입시키고, 여과부 하우징의 토출구는 다른 쪽의 제2 공기 공급로와 연결되어 압축공기를 토출시킬 수 있다.
여과부 하우징은 여과부를 통과하면서 액적 형태로 합쳐져 여과부의 외부로 낙하하는 기름을 회수구를 통해 공기 압축부(120)로 회수시킬 수 있다. 여과부 하우징의 회수구는 기름 회수관과 연결되어 기름을 회수시킬 수 있다. 여과부 하우징은 알루미늄 등의 금속 재질로 이루어질 수 있다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 공기 여과부(110)의 모식도이다.
도 3을 참조하면, 공기 여과부(110)는 여과 필름을 포함하고, 여과 필름 내부에 형성된 전도체(111) 및 여과 필름의 전도체(111)가 형성되지 아니하는 영역에 형성된 다수의 홀(112)을 포함할 수 있다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 공기 여과부(110)의 모식도이다.
도 4를 참조하면, 수직 방향의 공기 여과부(110)를 확인할 수 있다. 공기 여과부(110)는 조사하는 적외선 레이저의 조건에 따라 폴리이미드 표면에 전도체(111)를 드러내거나, 폴리이미드 중간에 전도체(111)를 형성할 수 있기 때문에 별도의 도전층 또는 보호층이 요구되지 않을 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 공기 여과부(110)는 여과 필름을 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 공기 여과부(110)는 여과 필름 내부에 형성된 전도체(111)를 포함할 수 있다.
일 예로, 전도체(111)는 여과 필름의 일부가 탄화되어 유리질 탄소로 변환되어 형성된 것일 수 잇으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 전도체(111)는 금속을 포함하지 않는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
반면, 공기 여과부(110)는 여과 필름 일부에 전도성 물질로서 금속을 증착하지 않고도 전도체(111) 패턴을 형성할 수 있다. 이에 따라, 정전방식으로 미세먼지를 포집하여 제거할 수 있다. 즉, 여과 필름의 일부가 적외선 레이저 조사에 의한 광열효과(Photothermal Effect)에 의해 탄화되어 전도성을 가지는 유리질 탄소를 형성한 것이므로 대전기가 금속으로 구성되지 않는 필터를 제공할 수 있는 장점이 있다.
유리질 탄소는 유리 탄소(glassy carbon, glassreous carbon) 등으로 불리우며, 유리(glass) 및 세라믹의 장점과 흑연의 장점을 동시에 가지는 순수 탄소 물질이다. 상기 유리질 탄소는 sp2 혼성 탄소로 이루어져 있으며, 비정질 혹은 메시형태의 구조를 가진다. 이러한 구조에 의해, 상기 유리질 탄소는 물리적으로 등방성의 성질을 가지며, 저항이 낮고, 전기화학반응이 활발하며, 내식성, 강도, 내열성 등이 우수하며 그 밖에도 고유한 장점을 가진다.
구체적으로, 유리질 탄소는 다른 탄소 물질과는 달리 표면 품질이 우수하여 입자를 발생시키지 않으므로 반도체 등의 정밀 산업에 이용 가능하다. 이와 관련하여 상기 유리질 탄소는 극한의 조건에서도 그래파이트(graphite)화 되지 않는다. 예를 들어, 그래핀(graphene)은 고온 열처리할 경우 그래파이트화 되어, 상기 그래파이트를 이루는 그래핀층이 분리되어 입자가 발생하는 문제가 있으나, 본원에 따른 공기 여과부(110)는 유리질 탄소를 포함하므로 입자 발생의 문제를 방지할 수 있다.
또한, 종래의 일 공기 여과부(110)의 경우 금속으로 구성된 대전기의 무게로 인해 초경량, 초소형 제품에 활용되기 어려운 단점이 있었으나, 유리질 탄소는 강도 등의 기계적 특성이 세라믹과 유사한 수준으로 우수하고, 이와 유사한 수준의 기계적 특성을 가지는 다른 물질에 비하여 밀도가 낮으므로 대전기가 금속으로 구성되지 않은 공기 여과부(110)는 경량화, 소형화가 가능하여 공기 압축 장치(100) 생산에 드는 비용을 감소시킬 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 전도체(111)는 여과 필름의 일부가 적외선 레이저 조사에 의한 광열효과(Photothermal Effect)에 의해 탄화되어 유리질 탄소로 변환되어 형성된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원에 따른 공기 여과부(110)는 파장이 길고 에너지가 작은 적외선 레이저로 상기 여과 필름을 조사함으로써, 광열효과(Photothermal Effect)가 적용되어, 여과 필름에 있는 산소 혹은 질소 등의 결합이 열에너지에 의해 끊어진다. 또한, 본원에 따른 공기 여과부(110)의 제조 방법은 상기 광열효과로 인하여 여과 필름 및 유리질 탄소가 유기적으로 연결됨으로써 유리질 탄소의 박리에 따른 문제점을 해소한 공기 여과부(110)를 제공할 수 있는 장점이 있다.
유리질 탄소의 형성 정도는 레이저의 출력, 주파수등에 의해 결정될 수 있으며, 유리질 탄소 형성 과정에서 적외선 레이저를 포함하여 2 가지 이상의 레이저가 동시에 적용 될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본원에 따른 공기 여과부(110)는 조사하는 적외선 레이저의 조건에 따라 폴리이미드 표면에 전도체(111)를 드러내거나, 폴리이미드 중간에 전도체(111)를 형성할 수 있기 때문에 별도의 도전층 또는 보호층이 요구되지 않는 공기 여과부(110)를 제공할 수 있다. 한편, 종래의 일 공기 여과부(110)는 정전기력을 상실하는 경우 재사용 하기가 어려우며, 재사용을 한다고 하더라도 공기정화능력이 상당히 저하된다는 문제점이 있었으나, 본원에 따른 공기 여과부(110)는 유리질 탄소를 보호함과 동시에 PDMS, PET 등을 이용하여 소독, 세척 또는 재사용이 가능하도록 기능성을 더할 수 있는 장점이 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 전도체(111) 상에 전압이 인가되어 홀(112) 내부에 발생하는 전기장에 의해 미세 물질이 필터링 되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
종래의 일 공기 여과부(110)는 필터와 미세먼지간에 마찰정전기를 이용하기 때문에 먼지를 포집하는 능력이 떨어지는 문제점이 있었으나, 본원에 따른 공기 여과부(110)는 전도체(111) 상에 전압이 인가되어 홀(112) 내부에 발생하는 전기장에 의해 미세 물질이 필터링되는 것이므로 미세 물질 필터링 능력이 극대화 된 공기 여과부(110)를 제공할 수 있는 장점이 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 홀(112)의 직경은 약 200 ㎛ 내지 약 2 mm 인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
홀(112)의 직경이 일정 이상 미세할 경우 생산에 곤란함이 발생하고, 홀(112)의 직경이 약 2 mm 보다 크면, 필터 성능이 저하되는 문제점이 발생한다. 따라서, 동일한 필터 성능을 유지하면서도 넓은 공기 여과 구멍을 가지도록 하는 것은 매우 중요한 의미를 갖는다.
종래의 일 초미세구멍 필터는 생산 시 불량이 발생하는 문제점이 있었으나, 본원에 따른 공기 여과부(110)는 전도체(111) 상에 전압이 인가되어 홀(112) 내부에 발생하는 전기장에 의해 미세 물질 필터링 능력이 극대화됨으로써, 동일한 필터 성능을 지니면서 비교적 공기 여과 구멍이 넓은 필터를 제작할 수 있는 장점이 있다.
이에 따라, 본원에 따른 공기 여과부(110)는 우수한 필터 성능을 지니면서도 비교적 넓은 공기 여과 구멍을 가짐으로써, 상대적으로 불량률이 적게 생산될 수 있는 장점이 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 여과 필름은 방향족 탄화 수소를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 방향족 탄화 수소를 포함하여, 탄화 과정에서 밀도 높은 탄소를 제공함으로써, 치밀한 유리질 탄소를 구성하는 효과를 가진다. 바람직하게는 방향족 탄화 수소는 벤젠(C6H6)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 여과 필름은 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리노르보넨, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르설폰, 폴리스타 일렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리아미드, 폴리틸렌테레프탈레 이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리디메틸실록산, 폴리페닐설파이드, 폴리에테르에테르케톤, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
바람직하게는, 여과 필름은 폴리이미드일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
여과 필름 상에 레이저를 조사하여 여과 필름 내부에 전도체(111)를 형성하는 단계 및 여과 필름의 전도체(111)가 형성되지 아니하는 영역에 다수의 홀(112)을 형성하는 단계를 포함하는 공기 여과부(110)의 제조 방법에 있어서, 레이저는 적외선 영역대의 파장을 가지는 것이고, 전도체(111)는 여과 필름의 일부가 탄화되어 형성된 유리질 탄소를 포함하는 것인, 공기 여과부(110)의 제조 방법을 제공한다. 본원에 따른 공기 여과부(110)의 제조 방법은 복잡한 금속 증착 공정 없이 여과 필름 상에 레이저를 조사하여 전도체(111)를 형성하기 때문에 내장형 전도체(111) 제작 공정이 단순화될 수 있고, 적은 비용으로도 제작될 수 있으며, 경제성이 우수한 장점이 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 여과 필름이 광열효과(Photothermal Effect)에 의해 탄화되어 유리질 탄소를 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원에 따른 공기 여과부(110)의 제조 방법은 파장이 길고 에너지가 작은 적외선 레이저로 여과 필름을 조사함으로써, 광열효과 (Photothermal Effect)가 적용되어, 여과 필름에 있는 산소 혹은 질소 등의 결합이 열에너지에 의해 끊어진다.
이에 따라, 본원에 따른 공기 여과부(110)의 제조 방법은 광열 효과로 인하여 여과 필름 및 유리질 탄소가 유기적으로 연결됨으로써 유리질 탄소의 박리에 따른 문제점을 해소한 공기 여과부(110)를 제공할 수 있다. 본원의 일 구현예에 따르면, 레이저의 레이저 포커스를 조절하여 여과 필름 내에서 전도체(111)가 형성되는 깊이를 조절하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원에 따른 공기 여과부(110)의 제조 방법은 파장이 긴 적외선 레이저 조사에 의해 전도체(111)를 형성하기 때문에 초점이 맞춰지는 지점에서 광열효과(Photothermal Effect)가 시작되므로 여과 필름 상에 형성되는 전도체(111)의 깊이를 조절할 수 있는 장점이 있다. 이에 따라, 적외선 레이저의 조건에 따라 폴리이미드 표면에 전도체(111)를 드러내거나, 폴리이미드 중간에 전도체(111)를 형성할 수 있기 때문에 별 도의 도전층 또는 보호층이 요구되지 않는 장점이 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 레이저의 에너지 밀도에 따라 여과 필름 내부에 형성되는 전도체(111)의 두께가 조절되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본원의 일 구현예에 따르면, 레이저를 이동시키며 조사하여 전도체(111)를 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
레이저를 이동시키며 목적에 맞도록 패턴의 모양 및 전도성을 조절하여 전도체(111)를 형성할 수 있다.
본원에 따른 공기 여과부(110)는 전도체(111)의 패턴 및 필터의 크기를 용도에 맞게 조절할 수 있기 때문에, 다양한 공기 압축 장치(100)의 규격에 도입되기 용이한 장점이 있다.
예를 들어, 경량의 무게 및 공기 여과 통로가 확보되어야 하는 제품에는 단층으로 구성하고, 필터의 성능이 중요한 경우에는 다층으로 구성할 수 있어, 범용성이 넓은 장점이 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 탄화된 전도체(111)는 면저항이 감소하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 여과 필름 상에 레이저를 조사함으로써 여과 필름이 탄화되고, 이에 따라 여과 필름이 유리질 탄소로 변환되면서 상기 면저항이 감소하고, 전도성이 증가하므로, 전도체(111)를 형성할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 레이저의 조사 시간에 따라 면저항이 조절되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로는, 레이저의 조사 시간에 따라 탄화 정도를 조절할 수 있고 이에 따라 회로 패턴 상의 면저항 및 전도성을 조절할 수 있으므로, 레이저를 이동시키는 속도를 조절하여 패턴의 모양을 형성하면서, 동시에 전도체(111) 상의 면저항 및 전도성을 조절할 수 있다.
전도체(111)는, 예를 들어, 대전기 외에 온도 센서 등의 용도로 동시에 활용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 홀(112)을 형성하는 단계는 레이저 조사를 이용하여 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 레이저는 자외선 영역대의 파장을 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
홀(112)의 형성 과정에서 자외선 레이저를 포함하여 2 가지 이상의 레이저가 동시에 적용 될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
종래의 일 공기 여과부(110)의 경우 대전기 및 필터의 무게로 인해 초경량 및 초소형으로 제품화 하기 어려운 문제점이 있었으나, 본원에 따른 공기 여과부(110)는 대전기가 금속으로 구성되지 않음으로써, 초경량 및 초소형 규격으로서 활용될 수 있다.
[실시예]
150 μm 두께의 캡톤 폴리이미드를 구입하여 약 10 x 7 cm 로 절단한 뒤에, 하단에 스테인 글라스를 위치한 뒤에 펄스폭 4 ns, 펄스 반복률 150 kHz, 파워 12W의 레이저를 400 mm/s의 속도로 이동시키며 적외선 레이저를 조사하였다. 레이저를 조사하며, 설계에 따라 사각형 형태의 폴리이미드 내부에 전도체(111)를 형성하였다.
이어서, 자외선 레이저로 전도체(111)가 형성된 폴리이미드 필름 영역에 설계된 홀(112) 패턴으로 펄스폭 4 ns, 펄스 반복률 150 kHz, 파워 20 W 의 레이저를 100 mm/s 의 속도로 이동시키며 다수의 홀(112)을 100 μm 간격으로 형성하였다.
본원의 일 실시예에 따르면, 공기 여과부(110)는 여과 필름의 전도체(111)가 형성되지 아니하는 영역에 형성된 다수의 홀(112)을 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 전도체(111)는 유리질 탄소(glassy carbon)를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 여과 필름의 일부가 적외선 레이저 조사에 의한 광열효과(Photothermal Effect)에 의해 탄화되어 유리질 탄소로 변환되어 형성될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 공기 여과부(110)는 전도체(111) 상에 전압이 인가되어 홀(112) 내부에 발생하는 전기장에 의해 미세 물질이 필터링될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 홀(112)의 직경은 200㎛ 내지 2mm일 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 여과 필름은 방향족 탄화 수소를 포함할 수 있다.
압축 공기의 사용 특성 상 인체에 친화적인 에너지원으로서 사용 목적의 일면이 있기 때문에, 압축 공기가 감염성 바이러스를 포함하면, 산업적 이용 가치가 감소할 수 있다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 지능형 공기 압축 시스템(1)의 개략적인 개념도이다.
도 5를 참조하면, 본 시스템(1)은 급기 장치(300), 배기 장치(400) 및 감염성 바이러스와 에어로졸을 저감시키는 바이러스 저감 장치(700)를 포함할 수 있다. 모니터링 장치(200, 500, 600)는 바이러스 저감 장치(700)의 구동을 제어하여 감염성 바이러스와 에어로졸의 전파(확산)를 억제할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 급기 장치(300) 등의 본 시스템(1)의 하위 구성을 조작하기 위한 사용자 입력을 수신하는 사용자 단말(미도시)과 연동하는 것일 수 있다. 예를 들어, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 사용자 단말(미도시)로 인가된 공조 제어 입력에 기초하여 급기 장치(300), 배기 장치(400) 등의 구동을 제어하는 것일 수 있다.
또한, 도 5를 참조하면, 급기 장치(300)는 대상 공간으로 공급되는 외부 공기의 풍량을 조절하기 위한 제1댐퍼(D1)를 포함할 수 있다. 또한, 도 5를 참조하면, 배기 장치(400)는 대상 공간으로부터 배출되는 내부 공기의 풍량을 조절하기 위한 제2댐퍼(D2)를 포함할 수 있다.
또한, 본 시스템(1)은 배기 장치(400)의 구동 수준을 제어하기 위한 송풍 팬(410) 및 냉난방 공기를 제공하기 위한 송풍 팬(420)을 포함할 수 있다. 또한, 이와 관련하여 본 시스템(1)은 냉난방을 위한 송풍 팬(420)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 모니터링 장치(200, 500, 600)가 수행하는 급기 장치(300) 및 배기 장치(400)와 연계되는 구동 수준을 제어하는 프로세스는 송풍 팬(410)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(700)는 예시적으로 오존, UV, 플라즈마 등을 활용하여 대상 공간으로부터 배출된 공기에 잔존하는 바이러스를 제거함으로써, 바이러스가 제거된 청정 공기가 재차 대상 공간에 급기 장치(300)를 통하여 공급되거나 외부로 배출되도록 할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 바이러스 저감 장치(700)의 효율적 구동을 위하여, 계측 모듈(520)과 송풍 팬(410, 420)의 구동을 상호 연동되도록 하여, 바이러스에 대한 감염 우려가 없는(상대적으로 낮은) 경우에는 바이러스 저감 장치(700)를 거치지 않고 대상 공간으로부터 배출된 공기를 바이패스시키고, 바이러스에 대한 감염 우려가 일부 존재하거나 대상 공간에 바이러스 감염자가 위치하는 경우에는 바이러스 저감 장치(700)의 가동률을 높이도록 제어할 수 있다.
이와 관련하여, 본 시스템(1)은 배기된 내부 공기를 바이러스 저감 장치(700)로 공급하기 위한 제4댐퍼(D4) 및 배기된 내부 공기를 바이러스 저감 장치(700)를 거치지 않고 재차 대상 공간으로 급기하기 위한 제5댐퍼(D4), 바이러스 저감 장치(700)에 의해 바이러스가 제거된 청정 공기를 외부로 배출하기 위한 제6댐퍼(D6)를 포함할 수 있다.
모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간의 공간 정보, 재실자 정보 및 공기질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 감지 정보를 획득할 수 있다.
구체적으로, 공간 정보는 대상 공간의 면적, 부피, 높이(층고) 정보, 대상 공간에 배치된 객체(장애물) 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 재실자 정보는 대상 공간에 재실자가 존재하는지 여부, 재실자의 수, 재실자 각각의 개인 특성 정보(연령, 성별, 신장, 체격, 기저질환 유무 등), 재실자의 대상 공간 내부의 분포 정보, 재실자 밀도 정보, 재실자의 이동 반경 정보, 재실자별 이동량 정보 등을 포함할 수 있다.
또한, 공기질 정보는 대상 공간의 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 모니터링 장치(200, 500, 600)는 촬영 모듈(510) 및 계측 모듈(520)을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 촬영 모듈(510)은 대상 공간을 촬영한 대상 이미지를 획득할 수 있다. 예시적으로, 촬영 모듈(510)은 대상 공간에 설치되는 폐쇄회로 텔레비전(CCTV) 디바이스, IoT 장비 등일 수 있다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 대상 공간을 촬영한 대상 이미지에 대한 분석을 통해 재실자 정보를 획득하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6을 참조하면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 촬영 모듈(510)로부터 획득한 대상 이미지에 대한 인공지능 기반의 분석을 통해 전술한 재실자 정보를 추론(획득)할 수 있다. 달리 말해, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간을 촬영한 대상 이미지로부터 재실자 정보를 자동적으로 파악하는 인공지능 기반의 영상 분석 알고리즘을 보유할 수 있다.
예시적으로, 모니터링 장치(200, 500, 600)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, 모니터링 장치(200, 500, 600)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(520)은 실시간 간접탐지 및 간접 탐지된 수치를 세부 분석하는 직접탐지를 포함하는 바이러스 탐지기능을 제공할 수 있다.
먼저, 계측 모듈(520)은 실시간 간접탐지의 일 예로서 대상 공간에서의 감염성 바이러스의 존재 가능성과 관련성이 높고 계측이 용이한 지표를 활용하여 대상 공간의 실시간 공기질을 분석함으로써 간접적으로 감염성 바이러스의 존부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 실시간 간접탐지를 위하여 고려될 수 있는 주요 지 표로는 대상 공간의 CO2 농도, 초미세먼지 농도, 인체유해 여부와 관련없이 계측 가능한 총 바이러스 수 및 세균 수 정보 등을 포함할 수 있다.
이와 관련하여, 계측 모듈(520)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, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 계측 모듈(520)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 사람 간 전파를 억제하고, 재실자들은 감염검사를 실시하여 감염자는 무증상이라도, 선별진료소와 같은 치료소로 격리 이송하여 생활공간 감염을 최소화 하는데 활용할 수 있다.
모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간의 공간 정보, 재실자 정보 및 공기질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 감지 정보를 획득할 수 있다.
모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간의 감지 정보에 기초하여 모니터링 대상이 되는 감염성 바이러스에 대한 최소 감염량(Minimum Infectious Dose, MID)과 연계된 제1기준 정보 및 대상 공간의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출할 수 있다.
또한, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간으로 외부 공기를 공급하는 급기 장치(300) 및 대상 공간의 내부 공기를 배기하는 배기 장치(400) 중 적어도 하나의 구동을 앞서 도출한 제1기준 정보 및 제2기준 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제어할 수 있다.
구체적으로, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 도출된 제1기준 정보를 기초로 하여 대상 공간에 존재하는 재실자의 내부 공기에 대한 흡입으로 인하여 해당 재실자가 감염성 바이러스에 감염되지 않도록 급기 장치(300) 및 배기 장치(400) 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 모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간에서의 감염성 바이러스의 분포(농도)가 제1기준 정보인 최소 감염량(MID) 이하로 설정되도록 급기 장치(300) 및 배기 장치(400) 중 적어도 하나의 구동을 제어함으로써 재실자가 실내 공기를 흡입 하더라도 감염으로부터 안전한 상태에 놓이도록 할 수 있다.
예를 들어, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 계측 모듈(520)을 통해 계측된 대상 공간의 감염성 바이러스의 농도 정보를 탐지하여 기 설정된 임계 수준 이상 감염성 바이러스가 존재하는 것으로 파악하면, 대상 공간에 존재하는 바이러스 비말 또는 비말 핵(에어로졸)이 제1기준 정보에 따른 최소 감염량(MID) 이하가 되도록 배기 장치(400)의 배기량을 신속히 증가시켜 대상 공간의 실내 공기 중에 잔존하는 감염성 바이러스의 수(개체 수)를 최소화할 수 있다.
한편, 본원의 일 실시예에 따르면, 배기 장치(400)에 의해 대상 공간의 외부로 배출되는 실내 공기는 잔존하는 바이러스가 바이러스 저감 장치(700)에 의해 제거(정제)된 후 재차 급기 장치(300)로 공급되어 대상 공간으로 순환 공기로서 투입되도록 하거나 대상 공간이 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, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간에 위치하는 각각의 재실자의 개인 특성과 연계된 정보인 재실자 정보를 판별할 수 있는 인공지능 기반의 분석 알고리즘을 보유할 수 있다.
또한, 모니터링 장치(200, 500, 600)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(300) 및 배기 장치(400) 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 종류 별 독성이 가장 큰 변수로 작용한다. 바이러스 종류별 최소 감염량(MID)의 예시로 서 감기 바이러스의 경우, MID는 1회의 호흡(흡입)을 기준으로 3000개의 바이러스 입자 이하의 수치로 결정되고, 사스 바이러스의 경우, MID는 1회의 호흡(흡입)을 기준으로 500개 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 본 시스템(1)은 실내 공간인 대상 공간에서 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, 12~18세 는 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 모니터링 장치(200, 500, 600)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/m3 h]과 연계된 제2기준 정보를 도출할 수 있다.
나아가, 도출된 제2기준 정보와 관련하여 모니터링 장치(200, 500, 600)는 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD) 농도 이하가 되도록 대상 공간의 실내 공기질을 관리할 수 있으며, 구체적으로, 복수의 재실자가 대상 공간에 위치하는 경우, 모니터링 장치(200, 500, 600)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(300) 및 배기 장치(400) 중 적어도 하나의 구동 수준을 결정할 수 있다.
또한, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 급기 장치(300) 및 배기 장치(400) 중 적어도 하나의 구동 수준이 기 설정된 복수의 레벨로 상호 구분되는 복수의 모드 중 어느 하나의 모드를 감지 정보에 기초하여 결정할 수 있다. 또한, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 결정된 모드에 대응하는 레벨로 구동 수준을 조정할 수 있다.
예를 들어, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간의 감지 정보에 특이 사항이 존재하지 않는 평상시에는 급기 장치(300)와 배기 장치(400)를 기 설정된 구동 수준 중 가장 낮은 단계의 구동 수준으로 급기 장치(300) 및/또는 배기 장치(400)를 가동하되, 모니터링 장치(200, 500, 600)에 의해 감지 정보의 변화가 발생(예를 들면, 감염성 바이러스 의 농도 상승 등으로 인한 감염 위험성 증가 등)한 것으로 파악되면 급기 장치(300) 및/또는 배기 장치(400)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 공간에서 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 공간에 재실자가 존재하지 않고, 시스템 가동이 필요치 않는 단계의 구동 수준으로 가동되고, 제2모드는 대상 공간 내에 존재하는 재실자의 수가 미리 설정된 임계값 이하로 적고, 모든 재실자가 대상 공간의 특정 국부적인 영역에 치우치게 배치되어 있는 단계의 구동 수준으로 가동되고, 제3모드는 대상 공간 내에 존재하는 재실자의 수가 임계값을 초과하는 경우에 대응하여 설정된 구동 수준으로 가동되고, 제4모드는 대상 공간에서 계측 모듈(520)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(410, 420)의 가동이 중단되고 도 5의 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, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 제2댐퍼(D2)를 통하여 배출되는 공기의 잉여량을 제7댐퍼(D7)를 통하여 일부 배출하도록 제어할 수 있다.
모니터링 장치(200, 500, 600)는 수집부, 연산부, 구동 제어부를 포함할 수 있다.
수집부는 대상 공간의 공간 정보, 재실자 정보 및 공기질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 감지 정보를 획득할 수 있다. 연산부는 대상 공간의 감지 정보에 기초하여 모니터링 대상이 되는 감염성 바이러스에 대한 최소 감염량(Minimum Infectious Dose, MID)과 연계된 제1 기준 정보 및 대상 공간의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출할 수 있다. 또한, 연산부는 제1기준 정보에 기초하여 대상 공간의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출할 수 있다. 구동 제어부는 대상 공간으로 외부 공기를 공급하는 급기 장치(300) 및 대상 공간의 내부 공기를 배기하는 배기 장치(400) 중 적어도 하나의 구동을 연산부가 도출한 제1기준 정보 및 제2기준 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제어할 수 있다.
구체적으로, 구동 제어부는 도출된 제1기준 정보를 기초로 하여 대상 공간에 존재하는 재실자의 내부 공기에 대한 흡입으로 인하여 해당 재실자가 감염성 바이러스에 감염되지 않도록 급기 장치(300) 및 배기 장치(400) 중 적어도 하나의 구동 수준을 조정할 수 있다.
또한, 구동 제어부는 대상 공간으로 외부 공기를 공급하는 급기 장치(300) 및 대상 공간의 내부 공기를 배기하는 배기 장치(400) 중 적어도 하나의 구동을 제1기준 정보 및 제2기준 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제어할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간의 공간 정보, 재실자 정보 및 공기질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 감지 정보를 획득하는 수집부를 포함할 수 있다.
일 예로, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간의 외부 공간에 구비되어 외부 센싱 정보를 생성하는 외부 센서를 포함할 수 있다. 또한, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 제어 신호에 기초하여 대상 공간으로 외부 공기를 유입시키도록 구동하는 외부 공기 여과부를 포함할 수 있다. 또한, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 외부 센싱 정보에 기초하여 대상 공간 외부의 공기질의 변화에 대한 예측 정보를 생성하고, 예측 정보에 기초하여 외부 공기 여과부를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
모니터링 장치(200, 500, 600)는 데이터 클라우드 등을 통해 기상정보를 수신하고, 기상정보 및 외부 센싱 정보에 기초하여 대상 공간 외부의 공기질의 변화에 대한 예측 정보를 생성하고, 생성된 예측 정보를 바탕으로 외부 공기 여과부가 대상 공간으로 외부 공기를 유입시키거나 대상 공간으로 외부 공기를 유입시키지 않는 작동을 하도록 외부 공기 여과부를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 외부 공기 여과부란 먼지 필터 및 가스상 물질 필터를 총칭한 용어이다. 또한 모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간 외부의 공간(외부 공간)의 공기질 변화에 대한 예측 정보를 생성하도록 구축된 인공지능 신경망 모델을 포함할 수 있다.
데이터 클라우드는 기상정보(일기 예보), 국가 대기질(air quality) 정보 및 교통량 정보 등을 제공하는 서버, 데이터베이스 및 정보제공처 등을 포함할 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 기상정보는 강우량, 강설량, 미세 먼지 정도, 습도(상대습도), 기온, 일조량 등을 포함할 수 있고 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본원의 실시예에 관한 설명에서 '대상 공간'은 본 시스템(1)이 이루어지는 다양한 실내 공간을 폭넓게 지칭하는 것일 수 있다. 일 예로, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간의 유형에 따라 외부 공기 여과부의 제어를 다르게 할 수 있다.
외부 센서 및 내부 센서는 풍속 센서, 강수 감지 센서, 화재 감지 센서, 미세먼지 센서, 가스 센서 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 필터를 통해 대상 공간에 대하여 유동하는 공기의 유입 방향은 본원의 구현예에 따라 대상 공간의 외부에서 내부로 진행하는 방향, 대상 공간의 내부에서 외부로 진행하는 방향 등을 포함할 수 있다. 공기의 유입 방향은 외부 공기 여과부가 필터 패널을 제어하여 결정될 수 있고, 별도의 송풍 장치 등을 통해서도 결정될 수 있다.
모니터링 장치(200, 500, 600)는 출력 장치 및 사용자 단말(미도시) 중 적어도 하나를 통해 기상정보, 교통량정보, 외부 센싱정보, 내부 센싱정보, 예측정보 및 외부 공기 여과부 구동 상태 중 적어도 하나를 출력할 수 있고, 출력 장치는 디스플레이 장치, 음성 출력 장치, 인쇄 장치 등을 포함할 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다.
본원의 일 실시예에 따른 모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간의 실내 공기를 대상 공간 내부에서 정화하여 대상 공간으로 재공급하도록 동작하는 실내 공기 순환 시스템(indoor air circulation system)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 실내 공기 순환 시스템은 프리필터(Prefilter), 제1필터(First filter), 제2필터(Second filter), 제3필터(Third filter) 등을 포함하는 복수의 층으로 이루어진 외부 공기 여과부와 외부 공기 여과부에 의해 정화된 내부 공기를 대상 공간으로 재차 유입시키기 위한 순환팬을 포함할 수 있다.
본원에서 개시하는 모니터링 장치(200, 500, 600)는 실내 공기 순환 시스템을 활용하여 대상 공간의 내부 공기를 정화하여 재공급하는 프로세스와 외부 공간으로부터 대상 공간으로 유입되는 외부 공기를 외부 공기 여과부를 이용하여 정하여 공급하는 프로세스를 병렬적으로 수행할 수 있다.
예시적으로, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 외부 공기의 유입 비율과 내부 공기의 순환 비율이 미리 설정된 비율로 유지되도록 할 수 있다. 보다 구체적으로 예시하면, 외부 공기의 일정시간 유입 비율은 대상 공간에서 순환하는 전체 공기의 20%의 수준일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니고, 본원의 구현예에 따라 대상 공간의 특성, 대상 공간의 부피, 면적, 계절, 대상 공간 내지 외부 공간의 온습도 등을 고려하여 다양한 비율로 설정될 수 있음은 물론이다.
예를 들어, 본원에서 개시하는 모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간 전체에서 순환하는 유량이 10000m3/hr인 것을 가정할 때, 대상 공간의 환기가 필요한 것으로 판단되면, 2000m3/hr의 유량은 간헐적으로 환기하고, 이 때 대상 공간 내부는 8000m3/hr의 유량을 유지시킬 수 있다. 즉, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 상시에 2000m3/hr의 유량을 외부 공간으로부터 유입시키는 것이 아니라, 대상 공간 내부의 이산화탄소 농도 등에 비추어 대상 공간에 환기가 필요할 것으로 판단되는 경우 미리 설정된 유입 비율에 따라 공기가 순환되도록 제어할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 계절 정보를 기초로 하여 공기 순환 시스템을 선택적으로 구동시키거나 외부 공기의 유입 비율과 내부 공기의 순환 비율을 계절 정보에 기초하여 결정함으로써 대상 공간의 공기를 정화하기 위하여 소모되는 에너지를 계절을 고려하여 절약하도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 계절 정보가 대상 공간과 외부 공간의 온도 차이가 상대적으로 적은 봄 또는 가을인 경우, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 외부 공간으로부터 유입되는 외부 공기를 활용하여 대상 공간의 공기를 환기 및 정화하되, 공기 순환 시스템은 미구동시키는 반면, 이와 달리 계절 정보가 대상 공간에 냉방 또는 난방이 이루어짐에 따라 대상 공간과 외부 공간의 온도 차이가 상대적으로 큰 여름 또는 겨울인 경우, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 외부 공기의 유입과 내부 공기의 순환을 미리 설정된 비율에 따라 병행하도록 동작할 수 있다.
외부 센서는 다양한 센서들을 포함할 수 있고, 대상 공간의 외부(외부 공간)에 구비되되, 종류에 따라 센싱하기 좋은 최적의 위치에 구비될 수 있다.
외부 공기 여과부는 제어 신호에 기초하여 외부 공기 여과부 작동을 시작하는 시점 및 외부 공기 여과부 작동을 중지하는 시점을 고려하여 구동될 수 있다.
모니터링 장치(200, 500, 600)는 이하에서 후술하는 바와 같이 내부 센서의 센싱 결과를 기준으로 하여 대상 공간의 내부 공기를 정화 내지 순환시키기 위하여 외부 공간의 공기를 대상 공간으로 유입시킬 필요성이 있는 것으로 판단(달리 말해, 대상 공간의 환기가 필요한 것으로 판단)되되, 예측 정보에 따르면 외부 공간의 공기질이 미리 설정된 수준 이상 우수한 것으로 예측되는 경우 외부 공간의 공기가 대상 공간으로 유입되도록 제어하되, 외부 공기 여과부는 작동하지 않도록 제어할 수 있다. 이와 달리, 대상 공간의 환기가 필요한 것으로 판단되지만 예측 정보에 따르면 공기질이 전술한 미리 설정된 수준 미만으로 악화될 것으로 예측되는 경우 외부 공간의 공기가 대상 공간으로 유입되도록 제어하는 동시에 외부 공기 여과부를 구동시켜 외부 공간의 공기가 외부 공기 여과부에 의해 정화된 후 대상 공간으로 유입되도록 할 수 있다.
또한, 이하에서는 모니터링 장치(200, 500, 600)를 적용할 수 있는 신경망 모델에 관해 설명하도록 한다. 본원의 실시예에 관한 설명에서, 신경망 모델은 RNN 모델, LSTM 신경망 모델, GRU 신경망 모델, Peephole-LSTM 등을 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니고, 종래에 이미 공지되었거나 향후 개발되는 다양한 인공지능 모델을 포함할 수 있다.
먼저, RNN(Recurrent Neural Network, 순환 신경망)은 은닉층의 결과가 다시 같은 은닉층의 입력으로 들어가도록 연결되어 있으며, RNN이라는 명칭에서 알 수 있듯이 은닉층의 결과가 다시 은닉층으로 들어가는 특징을 가진 신경망 모델이다. 이러한 특성은 RNN이 이전의 일반적인 신경망과는 다르게 시간적인 측면을 고려할 수 있는 모델이 될 수 있게 한다. 또한 RNN에서 주목하는 개념은 인간의 능력 중 '기억력'이다. 인간은 과거의 대화 내용을 기억해서 현재의 대화 문맥을 이해하는 것처럼 RNN은 이전에 들어왔던 데이터를 기억하고, 그 속에서 정보를 파악하도록 동작할 수 있다.
RNN에서 은닉층의 뉴런에 자기 자신을 가리키는 화살표를 순환 가중치라고 부른다. 순환 가중치는 순환과정에서 현재 학습에 반영하는 개념으로, 과거의 데이터 정보를 기억하고, 이를 통해 새로운 데이터를 처리할 때 과거의 기억을 사용한다.
또한, 모니터링 장치(200, 500, 600)가 보유한 인공지능 기반의 신경망 모델은 외부 공간의 공기질을 나타내는 파라미터에 대한 시계열 변화를 예측할 수 있도록 시퀀스 기반의 알고리즘인 LSTM(Long-Short Term Memory) 신경망 모델일 수 있다. 예를 들어, 모니터링 장치(200, 500, 600)가 보유한 인공지능 기반의 신경망 모델은 LSTM에서 변형된 구조를 가진 신경망 모델 또한 활발하게 제시되었는데, 대표적으로 GRU(Gated Recurrent Unit), LSTM-Peephole connections 등이 있다.
RNN의 경우에 다음 셀로 전달되는 정보는 직전 셀의 정보뿐이기 때문에 단기 기억만이 가능한 반면, LSTM은 그 명칭에서 볼 수 있듯이 장기 기억, 단기 기억이 모두 기억되는 구조로 입력의 길이가 길어져도 이전의 정보를 더 오래 기억할 수 있어 비교적 긴 길이의 데이터를 처리하는 데에 RNN보다 성능이 우수하다. LSTM은 3개의 게이트가 있는 셀(Cell)로 이루어 지며 각 연산 단위를 통해 셀의 정보를 저장하거나, 이전의 정보를 불러올 수 있는 기능이 있다. 구체적으로, LSTM 신경망 모델은 장기 기억을 위한 데이터인 Cell State와 단기 기억을 위한 데이터(단기 기억 메모리)인 Hidden State를 사용하며 각 게이트의 출력값은 언제 신호를 불러올지, 내보낼지, 유지할지 등과 연관된다. 입력 게이트(Input Gate)는 새로 들어온 데이터의 입력이 셀로 유입되는 범위를 제어하고, 망각 게이트(Forget Gate)는 셀에 과거의 정보가 유입되는 범위를 제어하며 출력 게이트(Output Gate)는 어떤 출력값을 출력할지 결정한다. 이처럼 LSTM은 입력의 값을 무조건 State에 반영하지 않고, 정보의 전달량을 조절하는 게이트를 구비함으로써 장거리 의존성 반영이 가능하도록 개선된 RNN의 구조를 갖는다.
또한, LSTM은 비교적 연산에 필요한 수식이 복잡하기 때문에 보다 단순화된 변형 구조가 제시되었는데, 일예로 GRU는 LSTM의 수식과 변수가 단순화된 구조로, 망각 게이트와 입력 게이트를 하나의 갱신 게이트(Update Gate)로 통합하여, 장기 기억과 단기 기억을 합쳐 사용하는 구조를 갖는다. 다른 예로, Peephole connections는 각 게이트가 장기 기억 및 단기 기억을 모두 입력으로 사용하는 구조를 갖는다.
한편, 모니터링 장치(200, 500, 600)에 의해 생성되는 제어 신호는 외부 센싱 정보에 기초하여 결정되는 외부 공기 여과부 작동을 시작하는 시점 및 외부 공기 여과부 작동을 중지하는 시점에 관한 정보를 포함할 수 있다.
일 예로, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 강우량 및 강설량 중 적어도 하나를 포함하는 기상정보를 수신하고, 기상정보를 고려하여 예측 정보를 생성할 수 있다.
모니터링 장치(200, 500, 600)는 데이터 클라우드로부터 강우량 및 강설량 중 적어도 하나를 포함하는 기상정보를 수신할 수 있다. 기상정보는 기 설정된 기간 동안의 정보인 것일 수 있다.
일 예로, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 획득한 기상정보에 대한 분석을 통해, 특정 시점 이후에 변화할 것으로 예측된 공기질이 외부 공기 여과부를 통과하여 대상 공간 내부로 유입되기 적절한 수준(레벨)의 대기질인지 판단하여, 적절할 경우 해당 시점에 외부 공기 여과부를 작동하는 제어 신호를 생성하고, 적절하지 않을 경우 해당 시점에 외부 공기 여과부 작동을 중지하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
외부 센서는 강수 감지 센서를 포함할 수 있다. 또한, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 기상정보에 포함된 강우량이 기 설정된 제1수치 범위를 만족하고, 강수 감지 센서에 의해 외부 공간에서 강우 상태가 기 설정된 시간을 초과하도록 유지되는 것으로 판단되면, 외부 공간의 공기질 정보가 미세 먼지 농도 등이 상대적으로 낮아지는 방향으로 변화할 것으로 예상하여 외부 공기 여과부의 작동을 개시하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
모니터링 장치(200, 500, 600)는 기상정보에 포함된 강우량이 제1수치 범위인 0mm 초과 5mm 미만인 범위 내에 존재하고, 습도 정보가 기 설정된 임계값 이상이면 전술한 기상정보에 포함된 강우량 정보와 외부 센서를 통해 대상 공간의 외부에서 실제로 계측된 강우 상태가 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 다른 예로, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 강수 감지 센서에 의해 외부 공간이 강우 상태를 1시간 이상 유지하는 것으로 판단되면, 강우 기간 동안 공기가 낮은 먼지 농도를 유지할 것이라고 예측하는 예측 정보를 생성할 수 있다. 그리고 모니터링 장치(200, 500, 600)는 예측 정보에 기초하여 외부 공기 여과부를 작동하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
참고로, 강우량이 전술한 제1수치 범위인 0mm 초과 5mm미만인 범위 내에 존재하되, 강우 유지 시간이 1시간 미만이면, 미세 먼지 농도 등이 낮아지는 등 외부 공기질이 개선될 것이라는 예측은 오류를 포함할 수 있음을 고려하여 모니터링 장치(200, 500, 600)는 강우량 정보가 제1수치 범위에 부합하나 강우 유지 시간이 소정 수준 이상 유지되지 않는 경우에는, 대상 공간 외부의 공기질이 유의미하게 개선되지 않을 것으로 예측하여 외부 공기 여과부의 작동을 개시하지 않을 수 있다.
모니터링 장치(200, 500, 600)는 기상정보의 강우량이 전술한 제1수치 범위 대비 상대적으로 많은 양으로 설정되는 제2수치 범위인 5mm 이상 10mm 이하인 범위 내에 존재하고, 습도 정보가 기 설정된 임계값 이상이면 전술한 기상정보에 포함된 강우량 정보와 외부 센서를 통해 대상 공간의 외부에서 실제로 계측된 강우 상태가 일치하는 것으로 판단하고, 강우 기간 동안 공기가 낮은 먼지 농도를 유지할 것이라고 예측하는 예측 정보를 생성할 수 있다. 그리고 모니터링 장치(200, 500, 600)는 예측 정보에 기초하여 외부 공기 여과부를 작동하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
기상정보의 강우량이 제2수치 범위인 5mm 이상 10mm 이하인 범위 내에 존재하고, 습도 정보가 기 설정된 임계값 이상이면 모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간에 구비된 송풍 장치(미도시)가 작동하여 외부 공기 여과부의 구동에 더하여 대상 공간의 외부에서 내부로 공기를 유입하는 속도를 증가시킬 수 있다.
일 예로, 외부 센서는 강수 감지 센서를 포함하고, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 강우량이 기 설정된 수치 범위를 만족하고, 강수 감지 센서에 의해 외부 공간이 강우 상태인 것으로 판단되면, 외부 공기 여과부를 작동하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 예로, 외부 센서는 강수 감지 센서를 포함하고, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 강설량이 기 설정된 수치를 초과하고, 강수 감지 센서에 의해 외부 공간이 강설 상태인 것으로 판단되면, 외부 공기 여과부를 기 설정된 제1기간의 경과 후에 작동시키는 제어 신호를 생성할 수 있다.
기상정보의 강설량이 10mm 초과인 범위 내에 존재하고, 습도 정보가 기 설정된 임계값 이상이면 전술한 기상정보의 강설량이 실제 계측된 강설 상태와 일치하는 것으로 판단하고, 제1기간이 24시간이라고 설정되어 강설 시작 시점의 24시간 후부터 강설 종료 시점의 24시간 후까지 공기가 낮은 먼지 농도를 유지할 것이라고 예측하는 예측 정보가 생성될 수 있다. 그리고 모니터링 장치(200, 500, 600)는 예측 정보에 기초하여 외부 공기 여과부를 작동하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
모니터링 장치(200, 500, 600)는 강우량이 기 설정된 수치를 초과하고, 강수 감지 센서에 의해 외부 공간이 강우 상태인 것으로 판단되면, 외부 공기 여과부를 기 설정된 제2기간의 경과 후에 작동시키는 제어 신호를 생성할 수 있다.
기상정보의 강우량이 10mm 초과인 범위 내에 존재하고, 습도 정보가 기 설정된 임계값 이상이면 전술한 기상정보의 강우량은 참이라고 판단하고, 제2기간이 48시간이라고 설정되어 강우 시작 시점의 48시간 후부터 강우 종료 시점의 48시간 후까지 공기가 낮은 먼지 농도를 유지할 것이라고 예측하는 예측 정보가 생성될 수 있다. 그리고 모니터링 장치(200, 500, 600)는 예측 정보에 기초하여 외부 공기 여과부를 작동하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 즉, 제2기간은 전술한 제1기간보다 길게 설정될 수 있다.
일 예로, 외부 센서는 강수 감지 센서 및 풍속 센서를 포함하고, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 강우량이 기 설정된 수치 범위를 만족하고, 강수 감지 센서에 의해 외부 공간이 강우 상태인 것으로 판단되고, 풍속 센서에 의해 측정된 풍속 정보가 기 설정된 임계값을 초과하면, 외부 공기 여과부를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
기상정보의 풍속이 3m/s초과이고, 강우량이 기 설정된 임계치 미만인 범위 내에 존재하고, 강수 감지 센서에 의해 외부 공간이 강우 상태인 것으로 판단되면, 전술한 기상정보의 강우량은 참이라고 판단하고, 해당 기상 조건 동안 공기가 낮은 먼지 농도를 유지할 것이라고 예측하는 예측 정보가 생성될 수 있다. 그리고 모니터링 장치(200, 500, 600)는 예측 정보에 기초하여 외부 공기 여과부를 작동하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 예로, 외부 센서는 습도 센서를 포함하고, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 강우량이 기 설정된 수치 미만이고, 습도 센서에 의해 측정된 외부 공간의 습도 정보가 미리 설정된 임계 수준을 초과하면, 외부 공기 여과부를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
모니터링 장치(200, 500, 600)는 기상정보인 강우량이 0mm(달리 말해, 강우가 없는 상태)이고, 습도 정보(상대습도)가 미리 설정된 임계 수준인 70% 이상인 상태로 24시간 이상 지속되면, 해당 조건 동안 공기가 낮은 먼지 농도를 유지할 것이라고 예측하는 예측 정보에 기초하여 외부 공기 여과부를 작동하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 예로, 외부 센서는 풍속 센서를 포함하고, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 풍속 센서에 의해 측정된 풍속 정보가 기 설정된 임계값을 초과하는 상태를 기 설정된 시간을 초과하도록 유지하면, 외부 공기 여과부를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
기상정보의 풍속이 4m/s초과인 상태로 1시간 이상 지속되면, 해당 기상 조건 동안 공기가 낮은 먼지 농도를 유지할 것이라고 예측하는 예측 정보가 생성될 수 있다. 그리고 모니터링 장치(200, 500, 600)는 예측 정보에 기초하여 외부 공기 여과부를 작동하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 예로, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간으로부터 기 설정된 임계 반경 내의 지역의 교통량 정보를 수신하고, 교통량 정보를 고려하여 예측 정보를 생성할 수 있다.
일 예로, 외부 센서는 풍속 센서를 포함하고, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 교통량 정보가 기 설정된 수치 미만이고, 풍속 센서에 의해 측정된 풍속 정보가 기 설정된 임계값 미만이면, 외부 공기 여과부를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
모니터링 장치(200, 500, 600)는 교통량 정보가 기 설정된 수치 미만이고, 풍속이 2m/s 이상이면, 해당 조건 동안 공기가 낮은 먼지 농도를 유지할 것이라고 예측하는 예측 정보를 생성할 수 있다. 그리고 모니터링 장치(200, 500, 600)는 예측 정보에 기초하여 외부 공기 여과부를 작동하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 예로, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간의 내부에 구비되어 내부 센싱 정보를 센싱하는 내부 센서를 포함하고, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 내부 센싱 정보에 기초하여 외부 공기 여과부를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
내부 센서는 해당 센싱 정보를 센싱하기에 최적의 대상 공간 내의 위치에 구비된 것일 수 있다. 내부 센서는 풍속 센서, 습도 센서, 화재 감지 센서, 미세먼지 센서, 가스 센서 등을 포함할 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본원에서 개시하는 모니터링 장치(200, 500, 600)는 내부 센싱 정보에 기초하여 대상 공간의 공기 정화 필요 여부(달리 말해, 환기 필요 여부)를 판단할 수 있다. 구체적으로 본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 내부 센싱 정보 중 미세먼지 센서에 의해 계측되는 대상 공간 내부의 미세먼지 농도 및 초미세먼지 농도 중 적어도 하나를 미리 설정된 임계 농도와 비교함으로써 대상 공간의 공기 정화 필요 여부를 결정하는 것일 수 있다. 다른 예로, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 내부 센싱 정보 중 이산화탄소 정보와 기 설정된 임계값을 비교함으로써 대상 공간의 공기 정화 필요 여부를 결정할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간의 공기 정화(환기) 필요 여부를 판단하기 위한 기준을 계절 정보를 고려하여 가변적으로 적용할 수 있다. 예를 들어, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간 내부의 온도를 적절한 수준으로 유지하는 것이 중요한 여름 또는 겨울의 계절에는 내부 센싱 정보 중 이산화탄소 정보를 기준으로 대상 공간의 공기 정화(환기) 필요 여부를 판단하되, 이외의 계절(봄 또는 가을)에는 내부 센싱 정보 중 대상 공간 내부의 미세먼지 농도 및 초미세먼지 농도 중 적어도 하나를 기준으로 대상 공간의 공기 정화(환기) 필요 여부를 판단할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 내부 센서는 이산화탄소 측정 센서를 포함하고, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 이산화탄소 측정 센서에 의해 측정된 이산화탄소 정보가 기 설정된 임계값을 초과하면 제어 신호를 생성할 수 있다.
즉, 본원의 일 실시예에 따르면, 내부 센서는 이산화탄소 측정 센서를 포함하고, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 이산화탄소 측정 센서에 의해 측정된 이산화탄소 정보가 기 설정된 임계값을 초과하면 대상 공간의 공기를 정화할 필요가 있는 것으로 판단하여 전술한 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 예로, 내부 센서는 이산화탄소 측정 센서를 포함하되, 이산화탄소 측정 센서에 의해 측정된 이산화탄소 정보가 1000ppm 미만이면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 외부 공기 여과부 작동을 정지하는 제어 신호를 생성하고, 외부 공기 여과부는 제어 신호에 기초하여 외부 공기 여과부 구동을 정지할 수 있다.
또한, 내부 센서는 이산화탄소 측정 센서를 포함하되, 이산화탄소 측정 센서에 의해 측정된 이산화탄소 정보가 1000ppm 초과이면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 외부 공기 여과부 작동을 시작하는 제어 신호를 생성하고, 외부 공기 여과부는 제어 신호에 기초하여 외부 공기 여과부 구동을 시작할 수 있다.
외부 공기 여과부가 구동 중인 상태에서 모니터링 장치(200, 500, 600)에 의해 외부 공기 여과부 구동을 시작하는 제어 신호를 외부 공기 여과부가 수신하면, 외부 공기 여과부 구동을 유지하되, 해당 제어 신호의 조건에 따르는 것을 의미할 수 있다. 또한, 외부 공기 여과부가 구동 정지 중인 상태에서 모니터링 장치(200, 500, 600)에 의해 외부 공기 여과부 구동을 정지하는 제어 신호를 수신하면, 외부 공기 여과부 구동 정지를 유지하되, 해당 제어 신호의 조건에 따르는 것을 의미할 수 있다.
모니터링 장치(200, 500, 600)는 데이터 클라우드로부터 강우량을 포함하는 기상정보를 수신하되, 외부 센서에 포함된 강수 감지 센서와 습도 센서가 강수를 센싱하고 동시에 습도를 센싱하여 센싱된 습도가 기 설정된 임계값 이상이면, 모니터링 장치(200, 500, 600)가 수신한 강우량을 참이라고 판단하고, 강우량 및 강우 시간 중 적어도 하나에 기초하여 외부 공기 여과부 구동을 시작하는 제어 신호를 생성하고, 외부 공기 여과부는 생성된 제어 신호에 기초하여 외부 공기 여과부 구동을 시작할 수 있다.
일 예로, 기상정보의 강우량이 0mm 초과 5mm 미만인 범위 내에 존재하고, 습도 정보가 기 설정된 임계값 이상이면 전술한 기상정보의 강우량은 참이라고 판단하고, 습도 센서에 의해 측정된 습도 정보가 기 설정된 임계값 이상인 상태를 1시간 이상 유지하면, 강우 기간 동안 공기가 낮은 먼지 농도를 유지할 것이라고 예측하는 예측 정보가 생성될 수 있다. 그리고 모니터링 장치(200, 500, 600)는 예측 정보에 기초하여 외부 공기 여과부를 작동하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 예로, 기상정보의 강우량이 5mm 이상 10mm 이하인 범위 내에 존재하고, 습도 정보가 기 설정된 임계값 이상이면 전술한 기상정보의 강우량은 참이라고 판단하고, 강우 기간 동안 공기가 낮은 먼지 농도를 유지할 것이라고 예측하는 예측 정보가 생성될 수 있다. 그리고 모니터링 장치(200, 500, 600)는 예측 정보에 기초하여 외부 공기 여과부를 작동하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 예로, 기상정보의 강우량이 10mm 초과인 범위 내에 존재하고, 습도 정보가 기 설정된 임계값 이상이면 전술한 기상정보의 강우량은 참이라고 판단하고, 기 설정된 임계값이 제2기간인 48시간이라고 설정되어 강우 시작 시점의 48시간 후부터 강우 종료 시점의 48시간 후까지 공기가 낮은 먼지 농도를 유지할 것이라고 예측하는 예측 정보가 생성될 수 있다. 그리고 모니터링 장치(200, 500, 600)는 예측 정보에 기초하여 외부 공기 여과부를 작동하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 예로, 기상정보의 풍속이 3m/s초과이고, 강우량이 기 설정된 임계치 미만인 범위 내에 존재하고, 습도 정보가 기 설정된 임계값 이상이면 전술한 기상정보의 강우량은 참이라고 판단하고, 해당 기상 조건 동안 공기가 낮은 먼지 농도를 유지할 것이라고 예측하는 예측 정보가 생성될 수 있다. 그리고 모니터링 장치(200, 500, 600)는 예측 정보에 기초하여 외부 공기 여과부를 작동하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
내부 센서는 이산화탄소 측정 센서를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 이산화탄소 측정 센서에 의해 측정된 이산화탄소 정보가 미리 설정된 임계값인 1000ppm 미만이면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 외부 공기 여과부 작동을 정지하는 제어 신호를 생성하고, 외부 공기 여과부는 제어 신호에 기초하여 외부 공기 여과부의 구동을 정지할 수 있다.
또한, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 이산화탄소 측정 센서에 의해 측정된 이산화탄소 정보가 1000ppm 초과이면, 외부 공기 여과부 작동을 시작하는 제어 신호를 생성하고, 외부 공기 여과부는 제어 신호에 기초하여 외부 공기 여과부 구동을 개시할 수 있다.
외부 센서가 미세먼지 센서 및 초미세먼지 센서를 포함하고, 모니터링 장치(200, 500, 600)가 수신한 공기질 기상정보의 
(이하, '미세먼지'라 함.)의 농도 및 
(이하, '초미세먼지'라 함.)의 농도가 각각 기 설정된 미세먼지 농도 기준과 기 설정된 초미세먼지 농도 기준 미만이면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 해당 공기질 기상정보 날짜의 공기질이 환기용으로 적합할 것이라는 예측 정보를 생성하고, 해당 공기질 기상정보 날짜가 도래하여 외부 센서를 통해 획득한 대상 공간 외부의 미세먼지 정보 및 초미세먼지 정보가 각각 기 설정된 미세먼지 농도 기준과 기 설정된 초미세먼지 농도 기준 미만이면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 공기질 예측 정보가 참이라고 판단하고, 예측 정보에 기초하여 외부 공기 여과부 작동을 시작하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 그리고 외부 공기 여과부는 제어 신호에 기초하여 외부 공기 여과부 작동을 시작할 수 있다.
일 예로, 외부 공기 여과부는 복수의 캠축도르래를 포함하고, 캠축 도르래 각각에 하나씩 구비된 복수의 필터패널을 포함하고, 모터를 포함하고, 모터와 복수의 캠축도르래를 연결하는 타이밍 벨트를 포함할 수 있다. 또한, 외부 공기 여과부가 작동 제어 신호를 수신하면, 모터를 구동하여 타이밍 벨트에 의해 캠축도르래가 회전하도록 하고, 캠축도르래의 회전에 따라 필터패널이 회전하여 대상 공간으로 유입되는 외부 공기의 양을 증가시킬 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 감지 정보에 기초하여 모니터링 대상이 되는 감염성 바이러스에 대한 최소 감염량(Minimum Infectious Dose, MID)과 연계된 제1기준 정보 및 대상 공간의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출하는 연산부를 포함할 수 있다.
일 예로, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 과거의 기 설정된 일 시점부터 현재 시점까지 다른 바이러스에 비해 상대적으로 감염자를 많이 발생시킨 복수의 바이러스를 순위를 매겨 획득하고, 순위를 매긴 복수의 바이러스 정보에서 상위 기 설정된 수만큼 바이러스 종류를 추출하여 모니터링 대상으로 설정하고, 설정된 모니터링 대상이 되는 감염성 바이러스에 대한 최소 감염량(Minimum Infectious Dose, MID)과 연계된 제1기준 정보 및 대상 공간의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출하는 연산부를 포함할 수 있다.
다른 일 예로, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 과거의 기 설정된 일 시점부터 현재 시점까지 다른 바이러스에 비해 상대적으로 감염 시 사망률이 높은 복수의 바이러스를 순위를 매겨 획득하고, 순위를 매긴 복수의 바이러스 정보에서 상위 기 설정된 수만큼 바이러스 종류를 추출하여 모니터링 대상으로 설정하고, 설정된 모니터링 대상이 되는 감염성 바이러스에 대한 최소 감염량(Minimum Infectious Dose, MID)과 연계된 제1기준 정보 및 대상 공간의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출하는 연산부를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 급기 장치(300) 및 배기 장치(400) 중 적어도 하나의 구동을 제1기준 정보 및 제2기준 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제어하는 구동 제어부를 포함할 수 있다.
일 예로, 대상 공간 내의 감염성 바이러스가 제1기준 정보인 최소 감염량을 초과하고, 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량 농도를 초과하면, 모니터링 장치(200, 500, 600)가 급기 장치(300) 및 배기 장치(400) 중 적어도 하나를 제어하여 대상 공간에서의 감염성 바이러스가 제1기준 정보 및 제2기준 정보 이하가 되도록 실내 공기질을 관리할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 공기 압축 장치(100)를 제어하는 압축제어부를 포함할 수 있다.
일 예로, 대상 공간 내의 감염성 바이러스가 제1기준 정보 및 제2기준 정보를 초과하는 시점부터 대상 공간 내의 감염성 바이러스가 제1기준 정보 및 제2기준 정보 이하가 되는 시점 전까지 모니터링 장치(200, 500, 600)가 공기 압축 장치(100)의 공기 압축 수행을 정지하도록 제어하고, 대상 공간 내의 감염성 바이러스가 제1기준 정보 및 제2기준 정보 이하가 되는 시점부터 모니터링 장치(200, 500, 600)가 공기 압축 장치(100)의 공기 압축 수행을 재개하도록 제어할 수 있다.
또한, 제1기준 정보 및 제2기준 정보에만 한정되는 것은 아니고, 대상 공간에 구비된 내부 센서의 센싱 정보가 기 설정된 정상 범위를 벗어나면 기 설정된 정상 범위로 회복되는 시점 전까지 모니터링 장치(200, 500, 600)가 공기 압축 장치(100)의 공기 압축 수행을 정지하도록 제어하고, 내부 센싱 정보가 기 설정된 정상 범위로 회복되는 시점부터 모니터링 장치(200, 500, 600)가 공기 압축 장치(100)의 공기 압축 수행을 재개하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 시스템(1)은 대상 공간 내의 감염성 바이러스가 제1기준 정보 및 제2기준 정보를 초과하는 시점을 중심으로 기 설정된 제1시간 전부터 기 설정된 제2시간 후 사이에 압축된 공기의 압축을 해제하는 공기 압축 해제 장치를 포함하고, 압축 공기의 압축 해제 시 발생하는 에너지로 발전 터빈을 회전시켜 발전하는 발전 장치를 포함하고, 공기 압축 해제에 의해 발전된 전기가 충전되는 배터리를 포함할 수 있다. 본 시스템(1)은 배터리에 충전된 전기를 예비 전력으로 사용할 수 있다.
또한, 제1기준 정보 및 제2기준 정보에만 한정되는 것은 아니고, 공기 압축 해제 장치는 대상 공간에 구비된 내부 센서의 센싱 정보가 기 설정된 정상 범위를 벗어나는 시점을 중심으로 기 설정된 제1시간 전부터 제2시간 후 사이에 압축된 공기의 압축을 해제하고, 발전 장치가 압축 공기의 압축 해제 시 발생하는 에너지로 발전을 수행하여 배터리를 충전시키고, 본 시스템(1)은 배터리에 충전된 전기를 예비 전력으로 사용할 수 있다.
일 예로, 모니터링 장치(200, 500, 600)가 외부 공기 여과부를 가동시키면, 급기 장치(300), 배기 장치(400) 및 바이러스 저감 장치(700) 또한 가동시키고, 대상 공간 내에 감염성 바이러스가 제1기준 정보 및 제2기준 정보가 초과 상태에서 이하 상태로 전환되면 공기 압축 장치(100)를 구동시킬 수 있다. 또한, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 외부 공기 여과부를 구동 정지시키는 동안, 공기 압축 장치(100), 급기 장치(300), 배기 장치(400) 및 바이러스 저감 장치(700)를 구동 정지시킬 수 있다.
예를 들어, 모니터링 장치(200, 500, 600)가 대상 공간 내에서 제1기준 정보 및 제2기준 정보를 초과하는 감염성 바이러스를 검출하면, 외부 공기 여과부가 구동 가능한 상태일 경우에만 외부 공기 여과부, 급기 장치(300), 배기 장치(400) 및 바이러스 저감 장치(700)를 가동시키고, 대상 공간 내에 감염성 바이러스가 제1기준 정보 및 제2기준 정보가 초과 상태에서 이하 상태로 전환되면 모니터링 장치(200, 500, 600)는 공기 압축 장치(100)를 구동시킬 수 있다.
또한, 다른 예를 들어, 모니터링 장치(200, 500, 600)가 대상 공간 내에서 제1기준 정보 및 제2기준 정보를 초과하는 감염성 바이러스를 검출하되, 외부 공기 여과부를 구동시킬 수 없으면, 급기 장치(300), 배기 장치(400) 및 바이러스 저감 장치(700)를 가동시키고, 대상 공간 내에 감염성 바이러스가 제1기준 정보 및 제2기준 정보가 초과 상태에서 이하 상태로 전환되면 공기 압축 장치(100)를 구동시키되, 외부 공기 여과부가 구동가능하게 될 경우, 전술한 과정과 별개로 외부 공기 여과부를 구동시킬 수 있다.
또한, 제1기준 정보 및 제2기준 정보에만 한정되는 것은 아니고, 모니터링 장치(200, 500, 600)가 외부 공기 여과부를 가동시키면, 급기 장치(300), 배기 장치(400) 및 바이러스 저감 장치(700) 또한 가동시키고, 대상 공간에 구비된 내부 센서의 센싱 정보가 기 설정된 정상 범위를 벗어난 상태에서 내부 센서의 센싱 정보가 기 설정된 정상 범위 내로 회복되면 모니터링 장치(200, 500, 600)는 공기 압축 장치(100)를 구동시킬 수 있다. 또한, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 외부 공기 여과부를 구동 정지시키는 동안, 공기 압축 장치(100), 급기 장치(300), 배기 장치(400) 및 바이러스 저감 장치(700)를 구동 정지시킬 수 있다.
예를 들어, 대상 공간에 구비된 내부 센서의 센싱 정보가 기 설정된 정상 범위를 벗어나면, 외부 공기 여과부가 구동 가능한 상태일 경우에만 모니터링 장치(200, 500, 600)가 외부 공기 여과부, 급기 장치(300), 배기 장치(400) 및 바이러스 저감 장치(700)를 가동시키고, 대상 공간에 구비된 내부 센서의 센싱 정보가 기 설정된 정상 범위를 벗어난 상태에서 정상 범위 이내의 상태로 회복되면 공기 압축 장치(100)를 구동시킬 수 있다.
또한, 다른 예를 들어, 대상 공간에 구비된 내부 센서의 센싱 정보가 기 설정된 정상 범위를 벗어나되, 외부 공기 여과부를 구동시킬 수 없으면, 급기 장치(300), 배기 장치(400) 및 바이러스 저감 장치(700)를 가동시키고, 대상 공간에 구비된 내부 센서의 센싱 정보가 기 설정된 정상 범위를 벗어난 상태에서 정상 범위 이내의 상태로 회복되면 공기 압축 장치(100)를 구동시키되, 외부 공기 여과부가 구동가능하게 될 경우, 전술한 과정과 별개로 외부 공기 여과부를 구동시킬 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 급기 장치(300)와 배기 장치(400)가 상하 방향을 기준으로 대향하도록 대상 공간에 설치되어 대상 공간에 급기 장치(300)로부터 배기 장치(400)를 향하는 상하 방향에 따른 기류 흐름이 형성될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 급기 장치(300)가 대상 공간의 상부 영역에 마련될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 배기 장치(400)가 대상 공간의 하부 영역에 마련될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 구동 제어부는 제1기준 정보를 기초로 하여 대상 공간에 존재하는 재실자의 내부 공기에 대한 흡입으로 인하여 재실자가 감염성 바이러스에 감염되지 않도록 급기 장치(300) 및 배기 장치(400) 중 적어도 하나의 구동 수준을 조정할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 재실자 정보는 대상 공간에 위치하는 재실자의 수 정보, 재실자 각각의 성별 및 연령을 포함하는 인적 사항 정보 및 재실자 각각의 위치 정보를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 구동 제어부는 기 설정된 복수의 레벨로 상호 구분되는 복수의 모드 중 어느 하나의 모드를 감지 정보에 기초하여 결정하고, 결정된 모드에 대응하는 레벨로 급기 장치(300) 및 배기 장치(400) 중 적어도 하나의 구동 수준을 결정할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 구동 수준은 대상 공간에 존재하는 재실자의 내부 공기에 대한 흡입으로 인하여 재실자가 감염성 바이러스에 감염되지 않도록 하는 수준으로 제1기준 정보를 고려하여 결정될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 배기 장치(400)는 내부 공기의 배기를 위한 송풍 팬(410)을 포함하고, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 결정된 구동 수준에 따라 송풍 팬의 출력을 조정할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 제1기준 정보에 기초하여 대상 공간의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 제2기준 정보를 도출하고, 제2기준 정보에 기초하여 구동 수준을 결정할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 장치(200, 500, 600)는 대상 공간을 촬영한 대상 이미지를 획득하는 촬영 모듈(510)을 통해 대상 이미지를 획득하고, 대상 이미지에 대한 인공지능 기반의 분석을 통해 재실자 정보를 획득할 수 있다.
이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 지능형 공기 압축 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 지능형 공기 압축 방법은 S11 단계 내지 S14 단계를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, S11 단계에서 공기 압축 장치(100)가 공기를 압축할 수 있다.
다음으로 S12 단계에서, 모니터링 장치(200, 500, 600)가 공기 압축 장치(100)의 공기 압축 과정 및 공기 압축 장치(100)가 구비된 대상 공간의 공기를 모니터링하고, 모니터링 정보에 기초하여 공기 압축 장치(100)를 제어할 수 있다.
다음으로 S13 단계에서, 급기 장치(300)가 대상 공간으로 외부의 공기를 공급할 수 있다.
다음으로 S14 단계에서, 배기 장치(400)가 대상 공간의 내부 공기를 외부로 배기할 수 있다.
일 예로, S11 단계는, 공기 여과부(110)가 모니터링 장치(200, 500, 600)의 제어에 의해 압축될 대상 공간 내의 공기를 여과하는 단계; 공기 압축부(120)가 공기 여과부(110)를 통해 여과된 공기를 흡입하여 압축하는 단계; 기름 보관부(130)가 저장된 기름을 기름 공급로를 통해 공기 압축부(120)로 공급하는 단계; 및 제1기름 분리부(140)가 공기 압축부(120)로부터 공기 공급로를 통해 기름 보관부(130)로 공급되는 압축공기를 공급받아 압축공기 중 기름을 분리해서 기름 보관부(130)로 회수시키고, 기름이 제거된 압축공기를 토출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
도 7에 도시된 지능형 공기 압축 방법은 앞서 설명된 본 시스템(1)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 본 시스템(1)에 대하여 설명된 내용은 지능형 공기 압축 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 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 실시 예에 따른 지능형 공기 압축 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 지능형 공기 압축 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.
1: 지능형 공기 압축 시스템
10: 네트워크
100: 공기 압축 장치
110: 공기 여과부
111: 전도체 112: 홀
120: 공기 압축부
130: 기름 보관부 140: 제1기름 분리부
200: 모니터링 장치
300: 급기 장치
400: 배기 장치
410: 송풍 팬 420: 송풍 팬
500: 모니터링 장치
510: 촬영 모듈 520: 계측 모듈
600: 모니터링 장치
700: 바이러스 저감 장치
10: 네트워크
100: 공기 압축 장치
110: 공기 여과부
111: 전도체 112: 홀
120: 공기 압축부
130: 기름 보관부 140: 제1기름 분리부
200: 모니터링 장치
300: 급기 장치
400: 배기 장치
410: 송풍 팬 420: 송풍 팬
500: 모니터링 장치
510: 촬영 모듈 520: 계측 모듈
600: 모니터링 장치
700: 바이러스 저감 장치
Claims (17)
- 지능형 공기 압축 시스템에 있어서,
공기를 압축하는 공기 압축 장치;
상기 공기 압축 장치의 공기 압축 과정 및 상기 공기 압축 장치가 구비된 대상 공간의 공기를 모니터링하고, 모니터링 정보에 기초하여 상기 공기 압축 장치를 제어하는 모니터링 장치;
상기 대상 공간으로 외부의 공기를 공급하는 급기 장치; 및
상기 급기 장치에 대향하도록 상기 대상 공간에 마련되며, 상기 대상 공간의 내부 공기를 상기 외부로 배기하는 배기 장치,
를 포함하되,
상기 공기 압축 장치는,
상기 모니터링 장치의 제어에 의해 압축될 상기 대상 공간 내의 공기를 여과하는 공기 여과부;
상기 공기 여과부를 통해 여과된 공기를 흡입하여 압축하는 공기 압축부;
저장된 기름을 기름 공급로를 통해 상기 공기 압축부로 공급하는 기름 보관부; 및
상기 공기 압축부로부터 공기 공급로를 통해 상기 기름 보관부로 공급되는 압축공기를 공급받아 상기 압축공기 중 기름을 분리해서 상기 기름 보관부로 회수시키고, 기름이 제거된 압축공기를 토출하는 제1기름 분리부,
를 포함하고,
상기 모니터링 장치는,
상기 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;
상기 급기 장치 및 배기 장치 중 적어도 하나의 구동을 상기 제1기준 정보 및 상기 제2기준 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제어하는 구동 제어부; 및
상기 공기 압축 장치를 제어하는 압축제어부,
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,
지능형 공기 압축 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 공기 압축 장치는,
상기 공기 여과부와 상기 공기 압축부 사이에 구비되고, 상기 공기 압축 정도에 기초하여 상기 모니터링 장치에 의해 상기 공기 압축부에 여과된 공기의 공급을 차단하도록 잠기거나 상기 공기 압축부에 여과된 공기의 공급을 허용하도록 열리는 공기 밸브;
상기 기름 보관부로부터 상기 공기 압축부로 공급되는 기름을 여과하는 기름 여과부;
상기 제1기름 분리부의 공기 토출구 쪽에 설치되어 상기 기름 보관부의 기 설정된 압력을 유지하는 압력유지 밸브;
상기 제1기름 분리부로부터 토출되는 압축공기의 압력에 기초하여 상기 공기 밸브를 개폐 동작시키는 공기 밸브 제어부;
상기 기름 보관부에 설치되어 기름의 온도를 측정하는 기름 온도 측정부;
상기 기름 공급로에 설치되어 기름의 온도를 낮추는 기름 냉각부;
상기 기름 공급로에 연결되어 상기 기름 냉각부를 우회하는 기름 우회로;
상기 기름 우회로에 설치되어 상기 기름 온도 측정부의 온도 정보를 기반으로 상기 기름 우회로를 개폐하는 기름 우회로 밸브; 및
상기 압력유지 밸브를 통과한 압축공기를 공급받아 압축공기 중 잔여 기름을 분리해서 상기 기름 보관부로 회수시키고, 잔여 기름이 제거된 압축공기를 토출하는 제2기름 분리부,
를 포함하는 것인,
지능형 공기 압축 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 공기 공급로는,
외부층과 중간층과 내부 관이 적층된 형태로 탄성을 갖는 관으로 이루어져 고압으로 공급되는 압축공기를 통과시키면서 진동을 흡수하며, 상기 기름 보관부로 유입되는 압축공기에 원심력을 가하도록 상기 기름 보관부의 측면에 접선 방향으로 연결되고,
상기 제1기름 분리부는,
기름 분리 여과부와 하우징을 포함하고,
상기 기름 분리 여과부는,
하단이 막힌 구조로 외부로부터 측면을 통해 압축공기가 통과하면서 기름을 분리하며 상단에 기름이 제거된 압축공기를 배출하는 배출구를 가지며,
상기 하우징은,
외부 둘레를 따라 상기 기름 보관부의 내면으로부터 이격되어 이격된 사이로 압축공기가 흐를 수 있도록 상기 기름 보관부의 상측 내부공간에 수용되어 지지되고, 내부 둘레를 따라 상기 기름 분리 여과부의 외부 둘레로부터 이격되어 이격된 사이로 압축공기가 흐를 수 있도록 상측 내부공간에 상기 기름 분리 여과부를 수용해서 지지하고, 하단에 압축공기가 유입되도록 개구된 형태로 이루어지고, 하단에 서로 이격된 사이로 압축공기를 통과시켜 상기 하우징의 하단 개구로 전달하는 스커트들을 구비하며, 중앙에 홀을 갖고 상기 기름 분리 여과부의 하측에 배치되어 상기 하우징의 내부공간을 상하로 구획하는 차단판을 구비하는 것을 특징으로 하는 것인,
지능형 공기 압축 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 제2기름 분리부는,
상기 공기 압축부로부터 토출되는 압축공기를 내부공간으로 공급받아 외부로 통과시키는 과정에서 대기 중에 부유하는 미립자 형태의 기름을 액체 방울 형태로 합쳐서 외부로 낙하시키는 여과부; 및
상기 여과부를 수용해서 지지하고, 상기 공기 압축부로부터 토출되는 압축공기를 유입구를 통해 상기 여과부의 내부 공간으로 유입시키며, 상기 여과부를 통과한 압축공기를 토출구를 통해 토출시키며, 상기 여과부를 통과하면서 액체 방울 형태로 합쳐져 상기 여과부의 외부로 낙하하는 기름을 회수구를 통해 상기 기름 보관부로 회수시키는 여과부 하우징,
을 포함하는 것인,
지능형 공기 압축 시스템. - 제4항에 있어서,
상기 공기 여과부는,
여과 필름;
상기 여과 필름 내부에 형성된 전도체; 및
상기 여과 필름의 상기 전도체가 형성되지 아니하는 영역에 형성된 다수의 홀;
을 포함하고,
상기 전도체는 유리질 탄소(glassy carbon)를 포함하되, 상기 여과 필름의 일부가 적외선 레이저 조사에 의한 광열효과(Photothermal Effect)에 의해 탄화되어 상기 유리질 탄소로 변환되어 형성되고,
상기 공기 여과부는,
상기 전도체 상에 전압이 인가되어 상기 홀 내부에 발생하는 전기장에 의해 미세 물질이 필터링되고,
상기 홀의 직경은 200㎛ 내지 2mm이고,
상기 여과 필름은 방향족 탄화 수소를 포함하는 것인,
지능형 공기 압축 시스템. - 삭제
- 제5항에 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 것인,
지능형 공기 압축 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 급기 장치가 상기 대상 공간의 상부 영역에 마련되고, 상기 배기 장치가 상기 대상 공간의 하부 영역에 마련되는 것인,
지능형 공기 압축 시스템. - 제8항에 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,
지능형 공기 압축 시스템. - 제9항에 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,
지능형 공기 압축 시스템. - 제10항에 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,
지능형 공기 압축 시스템. - 제11항에 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,
지능형 공기 압축 시스템. - 제12항에 있어서,
상기 배기 장치는 상기 내부 공기의 배기를 위한 송풍 팬을 포함하고,
상기 모니터링 장치는,
상기 결정된 구동 수준에 따라 상기 송풍 팬의 출력을 조정하는 것인,
지능형 공기 압축 시스템. - 제13항에 있어서,
상기 모니터링 장치는,
상기 제1기준 정보에 기초하여 상기 대상 공간의 단위 시간 및 단위 부피당 감염 회피량(Infectious Avoidable Dose, IAD)과 연계된 상기 제2기준 정보를 도출하고, 상기 제2기준 정보에 기초하여 상기 구동 수준을 결정하는 것인,
지능형 공기 압축 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 모니터링 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,
지능형 공기 압축 시스템. - 지능형 공기 압축 방법에 있어서,
공기 압축 장치가 공기를 압축하는 단계;
모니터링 장치가 상기 공기 압축 장치의 공기 압축 과정 및 공기 압축 장치가 구비된 대상 공간의 공기를 모니터링하고, 모니터링 정보에 기초하여 상기 공기 압축 장치를 제어하는 단계;
급기 장치가 상기 대상 공간으로 외부의 공기를 공급하는 단계; 및
배기 장치가 상기 대상 공간의 내부 공기를 상기 외부로 배기하는 단계,
를 포함하되,
상기 공기를 압축하는 단계는,
공기 여과부가 상기 모니터링 장치의 제어에 의해 압축될 상기 대상 공간 내의 공기를 여과하는 단계;
공기 압축부가 상기 공기 여과부를 통해 여과된 공기를 흡입하여 압축하는 단계;
기름 보관부가 저장된 기름을 기름 공급로를 통해 상기 공기 압축부로 공급하는 단계; 및
제1기름 분리부가 상기 공기 압축부로부터 공기 공급로를 통해 상기 기름 보관부로 공급되는 압축공기를 공급받아 상기 압축공기 중 기름을 분리해서 상기 기름 보관부로 회수시키고, 기름이 제거된 압축공기를 토출하는 단계,
를 포함하고,
상기 모니터링 정보에 기초하여 상기 공기 압축 장치를 제어하는 단계는,
수집부가 상기 대상 공간의 공간 정보, 재실자 정보 및 공기질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 감지 정보를 획득하는 단계;
연산부가 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 단계;
구동 제어부가 상기 급기 장치 및 배기 장치 중 적어도 하나의 구동을 상기 제1기준 정보 및 상기 제2기준 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제어하는 단계; 및
압축제어부가 상기 공기 압축 장치를 제어하는 단계,
를 포함하되,
상기 획득하는 단계는,
상기 수집부가 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 제1기준 정보 및 상기 제2기준 정보 중 적어도 하나에 기초하여 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, 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 것을 특징으로 하는 것인,
지능형 공기 압축 방법. - 제16항의 지능형 공기 압축 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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| KR1020220056455A KR102540997B1 (ko) | 2022-05-09 | 2022-05-09 | 지능형 공기 압축 시스템 및 방법 |
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| KR1020220056455A KR102540997B1 (ko) | 2022-05-09 | 2022-05-09 | 지능형 공기 압축 시스템 및 방법 |
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