KR102637372B1 - Ventilation System, and Controlling Method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실내공간에 대하여 환기작동을 수행하는 환기장치(110)와, 상기 환기장치(110)를 제어하는 통합 제어기(120)를 구비하며, 통합 제어기(120)는 감염위험도 산출모듈(1), 감염자 계수모듈(2), 감염원 배출량 분석모듈(3), 비감염자 호흡량 분석모듈(4), 환기량 파악모듈(5), 데이터 입력모듈(6), 제어 실행모듈(7) 및 데이터베이스(8)을 포함하고 있으며, 실내공간 내에 존재하는 재실자 중에 존재하는 호흡기 감염병의 감염자 수(數), 재실자의 활동특성(활동량) 등에 기반하여 산출된 호흡기 감염병의 <공기전파 감염위험도>에 기반하여 해당 실내공간에 대한 급배기를 위한 환기장치의 작동을 제어함으로써, 호흡기 감염병의 공기전파를 낮추어서 호흡기 감염병의 확산 위험을 최소화시킬 수 있는 환기시스템과, 이러한 환기시스템을 제어하는 제어방법에 관한 것이다. The present invention includes a ventilation device 110 that performs a ventilation operation for an indoor space, and an integrated controller 120 that controls the ventilation device 110, and the integrated controller 120 includes an infection risk calculation module (1) , infected person counting module (2), infectious agent discharge analysis module (3), non-infected person respiratory volume analysis module (4), ventilation volume determination module (5), data input module (6), control execution module (7), and database (8) It includes the indoor space based on the <airborne infection risk> of respiratory infectious diseases calculated based on the number of people infected with respiratory infectious diseases among occupants in the indoor space and the activity characteristics (activity amount) of occupants. It relates to a ventilation system that can minimize the risk of spreading respiratory infectious diseases by lowering the airborne transmission of respiratory infectious diseases by controlling the operation of ventilation devices for supply and exhaust, and a control method for controlling such ventilation systems.
Description
본 발명은 실내 공기를 외부로 배출하거나 외부 공기를 실내로 공급하는 환기장치와 이를 제어하는 통합 제어기를 구비한 환기시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 실내공간 내에 존재하는 재실자 중에 존재하는 호흡기 감염병의 감염자 수(數), 재실자의 활동특성(활동량) 등에 기반하여 산출된 호흡기 감염병의 <공기전파 감염위험도>에 기반하여 해당 실내공간에 대한 급배기를 위한 환기장치의 작동을 제어함으로써, 호흡기 감염병의 공기전파를 낮추어서 호흡기 감염병의 확산 위험을 최소화시킬 수 있는 환기시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a ventilation system including a ventilation device that discharges indoor air to the outside or supplies outside air to the inside and an integrated controller that controls the same, and a method of controlling the same. Specifically, it relates to a ventilation system and a method of controlling the same. By controlling the operation of the ventilation device for supply and exhaust of the indoor space based on the <airborne infection risk> of respiratory infectious diseases calculated based on the number of people infected with respiratory infectious diseases and the activity characteristics (activity amount) of occupants, etc. It relates to a ventilation system and its control method that can minimize the risk of the spread of respiratory infectious diseases by lowering the airborne transmission of respiratory infectious diseases.
코로나19(COVID-19) 등과 같이 공기를 통해서 전파되고 감염되는 호흡기 감염병에 대해 다양한 대책이 제시되고 있다. 대한민국 등록특허 제10-2429109호에는 엘리베이터 카(elevator car), 감염병 선별진료소의 검체 채취실 등과 같은 실내공간에 대하여 사람의 재실/비재실 상태를 자동적으로 파악하여 UVC(자외선C)의 조사에 의한 공기 살균 및 표면살균을 진행함으로써 호흡기 감염병에 적극적으로 대처할 수 있는 매우 유용한 기술이 제시되어 있다. Various measures are being proposed for respiratory infectious diseases such as COVID-19, which are transmitted and infected through the air. Republic of Korea Patent No. 10-2429109 automatically determines the presence/absence status of people in indoor spaces such as elevator cars and sample collection rooms at infectious disease screening clinics by irradiating UVC (ultraviolet C). A very useful technology has been proposed that can actively combat respiratory infectious diseases by conducting air sterilization and surface sterilization.
그런데 호흡기 감염병의 확산 방지를 위해서는 위와 같이 UVC를 이용한 적극적인 살균뿐만 아니라 실내의 급배기를 통한 실내의 적절한 환기도 매우 중요하다. 호흡기 감염병에 감염된 자 또는 감염된 것으로 의심되는 자가 실내공간에 존재하는지의 여부, 재실자가 실내공간 내에 머무르는 시간, 재실자의 활동량에 따른 감염원(바이러스) 방출량, 재실자의 호흡량 등에 따라 실내공간 내에 존재하는 호흡기 감염병의 감염원 농도가 달라지고, 그에 따라 재실자 중에서 비감염자가 호흡기 감염병에 감염될 위험 및 확산 정도가 달라지므로 호흡기 감염병의 실내 전파, 그리고 감염 확산의 위험을 낮추기 위해서는 상황에 맞는 적절한 실내 환기가 매우 중요한 것이다. 편의상 본 명세서 전체에서 "감염자"는 호흡기 감염병에 감염된 자와, 호흡기 감염병에 감염된 것으로 의심되는 자를 모두 포함하는 의미로 사용한다. 그리고 "재실자"는 해당 실내공간에 존재하는 자로서 감염자와 비감염자를 모두 포함하는 의미로 사용한다.However, in order to prevent the spread of respiratory infectious diseases, not only active sterilization using UVC as above, but also proper ventilation of the room through indoor air supply and exhaust is very important. Respiratory infectious diseases exist in indoor spaces depending on whether a person infected with a respiratory infectious disease or suspected to be infected is present in the indoor space, the time the occupants stay in the indoor space, the amount of infectious agents (viruses) released according to the activity of the occupants, and the respiratory rate of the occupants. Because the concentration of infectious agents varies, and the risk and degree of spread of respiratory infectious diseases among non-infected residents vary accordingly, appropriate indoor ventilation according to the situation is very important in order to reduce the risk of indoor transmission of respiratory infectious diseases and the spread of infection. For convenience, throughout this specification, “infected person” is used to include both a person infected with a respiratory infectious disease and a person suspected of being infected with a respiratory infectious disease. And “occupant” is used to mean a person who exists in the indoor space and includes both infected and non-infected people.
환기장치가 설치되어 있는 실내의 경우, 환기장치를 작동시켜서 실내 공기를 외부로 배출하거나 외부 공기를 실내로 공급하여 실내에 대해 급배기함으로써 호흡기 감염병의 전파 및 확산 위험을 낮출 수 있는데, 종래의 환기장치는 일반적으로 사용자에 의해 그 환기작동이 온/오프(on/off)되는 형태로 제어되는 바, 호흡기 감염병의 전파 및 확산을 효율적으로 억제하는데는 충분하지 못하다는 한계가 있다. 최근에는 대한민국 등록특허 제10-1133621호, 미국 공개특허 US2022/0228756 A1 등을 통해서 미세먼지, 이산화탄소, 포름알데히드 등의 오염물질 농도를 측정하고 그 측정치를 기반으로 환기장치를 제어하는 기술이 제안되고 있다. 그러나 이러한 오염물질의 농도 측정에 기반을 둔 종래의 환기장치 운전 제어(환기작동 제어)는 단순히 해당 실내공간 내에서 오염물질의 농도가 일정 수준으로 높아진 이후에야 환기장치가 작동되는 방식이므로, 이는 호흡기 감염병의 공기전파 위험 및 감염확산 위험을 낮추는데는 큰 효용성이 없다. 왜냐하면 이러한 종래 기술에서는 해당 실내공간에서 호흡기 감염병을 유발하는 바이러스 등의 오염물질 농도가 상당한 수준에 이르러야 비로소 환기장치가 작동하게 되는데, 이와 같이 해당 실내공간에서 바이러스 등의 오염물질 농도가 상당한 수준에 이르게 되면, 재실자는 이미 호흡기 감염병에 상당 정도로 노출된 상태이므로 이 때 비로소 환기장치를 작동시켜 해당 실내를 환기시킬지라도 감염병의 공기전파 및 감염확산을 막기에 늦은 상태가 되기 때문이다. In the case of a room where a ventilation device is installed, the risk of transmission and spread of respiratory infectious diseases can be reduced by operating the ventilation device to exhaust indoor air to the outside or by supplying and exhausting outside air into the room. The device is generally controlled by the user to turn the ventilation operation on/off, but it has the limitation that it is not sufficient to effectively suppress the spread and spread of respiratory infectious diseases. Recently, technology for measuring the concentration of pollutants such as fine dust, carbon dioxide, and formaldehyde and controlling ventilation devices based on the measured values has been proposed through Korean Patent No. 10-1133621 and U.S. Patent Publication US2022/0228756 A1. there is. However, the conventional ventilation operation control (ventilation operation control) based on measuring the concentration of pollutants simply operates the ventilation device only after the concentration of pollutants in the indoor space increases to a certain level, so this is a respiratory system. It is not very effective in reducing the risk of airborne transmission and spread of infectious diseases. This is because, in this conventional technology, the ventilation device operates only when the concentration of contaminants such as viruses that cause respiratory infectious diseases in the indoor space reaches a significant level. As such, the concentration of contaminants such as viruses in the indoor space reaches a significant level. At this point, the occupants have already been exposed to a significant degree of respiratory infectious disease, so even if the room is ventilated by operating the ventilation device at this point, it is too late to prevent the airborne transmission of the infectious disease and the spread of infection.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 실내공간에 대한 급배기 즉, 환기작동을 수행하는 환기장치와 이를 제어하는 통합 제어기를 구비한 환기시스템에 있어서, 호흡기 감염병을 유발하는 바이러스 등의 오염물질 농도가 상당한 수준에 이르러야 비로소 해당 실내공간에 대한 환기장치의 환기작동이 이루어지는 것이 아니라, 실내공간 내에 존재하는 재실자 중에 존재하는 호흡기 감염병의 감염자 수, 재실자가 실내공간 내에 머무르는 시간, 재실자의 활동량, 재실자의 호흡량 등을 기반으로 하여 호흡기 감염병의 공기전파 감염위험도를 산출하고, 이러한 객관적이고 정량적인 기준에 기초하여 해당 실내공간에 대한 환기장지의 환기작동이 선제적으로 이루어지게 함으로써, 호흡기 감염병의 공기전파를 억제하고 이를 통해서 호흡기 감염병의 확산 위험을 최소화시킬 수 있는 환기시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은 위와 같은 환기시스템을 효율적으로 제어할 수 있는 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was developed to overcome the limitations of the prior art as described above, and is a ventilation system equipped with a ventilation device that performs ventilation operation, that is, air supply and exhaust to an indoor space, and an integrated controller that controls the same, causing respiratory infectious diseases. The ventilation operation of the ventilation device for the indoor space is not performed until the concentration of contaminants such as viruses reaches a significant level. Instead, the number of people infected with respiratory infectious diseases among the occupants in the indoor space and the number of occupants staying in the indoor space are not activated. The risk of airborne infectious diseases of respiratory infectious diseases is calculated based on time, the occupant's activity level, the occupant's respiratory rate, etc., and based on these objective and quantitative standards, the ventilation operation of the ventilation equipment for the relevant indoor space is preemptively carried out. By doing so, the purpose is to provide a ventilation system that can suppress airborne transmission of respiratory infectious diseases and thereby minimize the risk of spread of respiratory infectious diseases. Additionally, the purpose of the present invention is to provide a control method that can efficiently control the above ventilation system.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 실내공간에 대하여 환기작동을 수행하는 환기장치와, 상기 환기장치를 제어하는 통합 제어기를 구비하며; 통합 제어기는, 실내공간 내에 존재하는 감염자 수(數)를 파악하여 계수하는 감염자 계수모듈; 감염자 1명당 공기 중 감염원 배출량을 파악하는 감염원 배출량 분석모듈; 비감염자의 실내 호흡량을 파악하는 비감염자 호흡량 분석모듈; 시간당 실내공간 내 환기량을 파악하는 환기량 파악모듈; 관리자가 사전에 정보를 정해서 입력할 수 있는 데이터 입력모듈; 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원 배출량, 공기전파 감염 위험에 노출된 비감염자의 시간당 호흡량, 관리자가 입력하는 재실자의 바이러스 노출시간, 및 시간당 실내공간 내 환기량에 대한 정보를 이용하여 호흡기 감염병이 해당 실내공간에 전파될 위험을 나타내는 공기전파 감염위험도를 산출하는 감염위험도 산출모듈; 및 산출된 공기전파 감염위험도를 사전 설정된 기준과 비교하고, 비교결과 각각에 대해 사전 설정된 작동 레벨에 맞춰서 환기장치를 작동시키는 제어 실행모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 환기시스템이 제공된다. In order to achieve the above task, the present invention includes a ventilation device that performs a ventilation operation for an indoor space, and an integrated controller that controls the ventilation device; The integrated controller includes an infected person counting module that determines and counts the number of infected people present in the indoor space; Infectious agent emission analysis module that determines the amount of infectious agent emissions into the air per infected person; A non-infected person respiratory volume analysis module that determines the indoor breathing volume of a non-infected person; A ventilation quantity detection module that determines the ventilation quantity within the indoor space per hour; A data input module that allows the administrator to determine and input information in advance; Respiratory infectious diseases are identified in the indoor space using information on the emission of infectious agents into the air per hour by an infected person, the hourly respiratory rate of non-infected people exposed to the risk of airborne infection, the virus exposure time of occupants entered by the administrator, and the ventilation volume within the indoor space per hour. An infection risk calculation module that calculates the airborne infection risk indicating the risk of transmission to; and a control execution module that compares the calculated airborne infection risk with preset standards and operates the ventilation device according to the preset operating level for each comparison result.
또한 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여 상기한 본 발명의 환기시스템을 제어하는 방법으로서, 해당 실내공간에 대하여, 각각 해당 실내공간 내에 존재하는 감염자 수(數)를 파악하여 계수하고, 시간당 실내공간 내 환기량을 산출하고, 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원 배출량을 파악하며, 공기전파 감염 위험에 노출된 비감염자의 시간당 호흡량을 파악하고, 재실자 바이러스 노출시간에 대한 정보를 파악하는 단계; 파악된 해당 실내공간 내에 존재하는 감염자 수(數), 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원 배출량, 공기전파 감염 위험에 노출된 비감염자의 시간당 호흡량, 관리자가 입력하는 재실자의 바이러스 노출시간, 및 시간당 실내공간 내 환기량에 대한 정보를 이용하여 호흡기 감염병이 해당 실내공간에 전파될 위험을 나타내는 공기전파 감염위험도를 산출하는 단계; 및 산출된 공기전파 감염위험도를 사전 설정된 기준과 비교하고, 비교결과 각각에 대해 사전 설정된 작동 레벨(level)에 맞춰서 환기장치를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 환기시스템의 제어방법이 제공된다.In addition, the present invention is a method of controlling the ventilation system of the present invention in order to achieve the above-described object, and for each indoor space, the number of infected people present in each indoor space is identified and counted, and the number of infected people present in each indoor space is determined and counted, Calculating the amount of ventilation in the space, determining the amount of infectious agents discharged into the air per hour of an infected person, determining the hourly respiratory rate of a non-infected person exposed to the risk of airborne infection, and obtaining information about the virus exposure time of the occupants; The number of infected people present in the identified indoor space, the emission of infectious agents into the air per hour per infected person, the hourly respiratory rate of non-infected people exposed to the risk of airborne infection, the virus exposure time of occupants entered by the administrator, and the indoor space per hour. Calculating an airborne infection risk indicating the risk of a respiratory infectious disease being spread to the indoor space using information about the amount of ventilation; A control method of a ventilation system is provided, comprising comparing the calculated airborne infection risk with a preset standard and operating the ventilation device according to a preset operating level for each comparison result. .
이러한 본 발명의 환기시스템 및 그 제어방법에 있어서, 통합 제어기에는, 감염자 활동 유형에 따라 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원(바이러스) 배출량을 사전 설정해둔 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>를 포함하는 정보가 저장되는 데이터베이스가 구비되어 있으며; 관리자가 미리 선정해서 데이터 입력모듈을 통해서 해당 실내공간에 부합되는 감염자 활동 유형을 입력하면, 감염원 배출량 분석모듈은 관리자가 입력한 감염자 활동 유형에 대응되는 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원(바이러스) 배출량의 값을 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>으로부터 추출하여 감염위험도 산출모듈에 제공할 수도 있고, 이와 달리 감염원 배출량 분석모듈이 해당 실내공간에 존재하는 사람이 어떠한 활동을 하고 있는지를 실시간으로 파악할 수 있는 신체활동 감지분석모듈을 구비하고 있어서, 신체활동 감지분석모듈에 의해 해당 실내공간에서 감염자를 포함하는 재실자의 활동 상태를 실시간으로 파악하고, 감염원 배출량 분석모듈은, 실시간 파악된 재실자 활동 유형에 대응되는 감염자 활동 유형에 대한 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원(바이러스) 배출량의 값을 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>으로부터 추출하여 감염위험도 산출모듈에 제공할 수도 있다. In the ventilation system and its control method of the present invention, the integrated controller includes information including <Infected Person Activity Type - Infectious Source Emission Standard>, which preset the amount of infectious agent (virus) emissions in the air per hour of an infected person according to the type of activity of the infected person. There is a database where is stored; When the administrator selects in advance and inputs the type of activity of the infected person that matches the indoor space through the data input module, the infectious agent emission analysis module calculates the amount of infectious agent (virus) emissions in the air per hour of one infected person corresponding to the activity type of the infected person entered by the administrator. The value can be extracted from <Infected Person Activity Type - Infectious Source Emission Standard> and provided to the infection risk calculation module. In contrast, the infectious agent emission analysis module can determine in real time what activities people in the indoor space are doing. Equipped with a physical activity detection and analysis module, the physical activity detection and analysis module determines the activity status of occupants, including infected people, in the indoor space in real time, and the infectious agent emission analysis module provides information corresponding to the type of occupant activity identified in real time. The value of infectious agent (virus) emissions in the air per hour of an infected person for each infected person's activity type can be extracted from <Infected person's activity type - infectious agent emission standard> and provided to the infection risk calculation module.
더 나아가, 본 발명의 환기시스템 및 그 제어방법에 있어서, 데이터베이스에는, 비감염자 활동 유형에 따라 비감염자의 시간당 호흡량을 사전 설정해둔 <비감염자 활동유형-호흡량 기준>이 저장되어 있으며; 관리자가 미리 선정해서 데이터 입력모듈을 통해서 해당 실내공간에 부합되는 비감염자 활동 유형을 입력하면, 비감염자 호흡량 분석모듈은 관리자가 입력한 비감염자 활동 유형에 대응되는 비감염자 시간당 호흡량 의 값을 <비감염자 활동유형-호흡량 기준>으로부터 추출하여 감염위험도 산출모듈에 제공하거나 또는 비감염자 호흡량 분석모듈은, 해당 실내공간에 존재하는 사람이 어떠한 활동을 하고 있는지를 실시간으로 파악할 수 있는 신체활동 감지분석모듈을 구비하고 있어서, 신체활동 감지분석모듈에 의해 해당 실내공간에서 감염자를 포함하는 재실자의 활동 상태를 실시간으로 파악하고; 비감염자 호흡량 분석모듈은, 실시간 파악된 재실자 활동 유형에 대응되는 감염자 활동 유형에 대한 비감염자 시간당 호흡량 의 값을 <비감염자 활동유형-호흡량 기준>으로부터 추출하여 감염위험도 산출모듈에 제공할 수도 있다. Furthermore, in the ventilation system and its control method of the present invention, the database stores <Non-infected person activity type-respiratory volume standard>, which preset the hourly respiratory volume of non-infected people according to the non-infected person's activity type; When the administrator selects in advance and inputs the non-infected person activity type that matches the indoor space through the data input module, the non-infected person respiratory volume analysis module calculates the value of the non-infected person's hourly respiratory volume corresponding to the non-infected person activity type entered by the administrator. Infected person activity type - respiratory volume standard> is extracted and provided to the infection risk calculation module, or the non-infected person's respiratory volume analysis module provides a physical activity detection analysis module that can determine in real time what activities people in the indoor space are doing. It is equipped with a physical activity detection and analysis module to determine the activity status of occupants, including infected people, in the relevant indoor space in real time; The non-infected person respiratory volume analysis module may extract the value of the non-infected person's hourly respiratory volume for the infected person's activity type corresponding to the real-time identified resident activity type from <Non-infected person's activity type-respiratory volume standard> and provide it to the infection risk calculation module.
본 발명에서는 해당 실내공간에 존재하는 감염자 수, 재실자와 감염자의 활동 특성(재실자가 실내공간 내에 머무르는 시간, 재실자의 활동량, 재실자의 호흡량) 등과 같은 해당 실내공간의 상황에 대한 객관적인 정보를 이용하여 공기전파 감염위험도를 정량적으로 산출하고, 이에 기반하여 해당 실내공간에 대해 최적의 환기가 이루어질 수 있도록 선제적으로 환기장치의 운전을 제어하게 된다. In the present invention, objective information about the situation of the indoor space, such as the number of infected people present in the indoor space, the activity characteristics of the occupants and the infected person (the time the occupant stays in the indoor space, the activity level of the occupant, the respiratory rate of the occupant), etc. The risk of spreading infection is calculated quantitatively, and based on this, the operation of the ventilation device is preemptively controlled to ensure optimal ventilation for the relevant indoor space.
따라서 본 발명에 의하면, 호흡기 감염병의 공기전파 위험을 크게 낮출 수 있고, 그에 따라 호흡기 감염병의 감염확산 위험을 최소화시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다. Therefore, according to the present invention, the risk of airborne transmission of respiratory infectious diseases can be greatly reduced, thereby minimizing the risk of spread of respiratory infectious diseases.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 환기시스템의 구성을 보여주는 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 환기시스템에 구비된 통합 제어기의 구체적인 구성을 보여주는 개략적인 블록도이다.
도 3은 실내공간에서의 감염자 활동유형을 파악하게 되는 첫 번째 방식을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 4는 실내공간에서의 감염자 활동유형을 파악하게 되는 두 번째 방식을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 5는 실내공간에서의 비감염자 활동유형을 파악하게 되는 첫 번째 방식을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 6은 실내공간에서의 비감염자 활동유형을 파악하게 되는 두 번째 방식을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 7은 본 발명에 따라 환기시스템을 제어하는 방법의 구체적인 과정을 보여주는 개략적인 흐름도이다. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of a ventilation system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic block diagram showing the specific configuration of the integrated controller provided in the ventilation system of the present invention.
Figure 3 is a schematic block diagram to explain the first method of identifying the type of activity of an infected person in an indoor space.
Figure 4 is a schematic block diagram to explain the second method of identifying the type of activity of an infected person in an indoor space.
Figure 5 is a schematic block diagram to explain the first method of identifying the activity type of non-infected people in an indoor space.
Figure 6 is a schematic block diagram to explain the second method of identifying the activity type of non-infected people in indoor space.
Figure 7 is a schematic flowchart showing a specific process of a method for controlling a ventilation system according to the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. The present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is described as one embodiment, and the technical idea of the present invention and its core configuration and operation are not limited thereby.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기시스템(100)의 구성을 보여주는 개략적인 블록도가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 환기시스템(100)은, 실내 공기를 외부로 배출하거나 외부 공기를 실내로 공급하여 실내공간에 대하여 환기작동을 수행하는 환기장치(110)와, 이를 제어하는 통합 제어기(120)를 구비하고 있다. 본 발명에서 통합 제어기(120)는 실내공간 내의 재실자 중에 존재하는 호흡기 감염병의 감염자 수, 재실자의 활동특성(활동량) 등을 이용하여 호흡기 감염병의 공기전파 감염위험도를 정량적으로 산출하고, 산출된 호흡기 감염병의 공기전파 감염위험도에 기반하여 해당 실내공간에 대해 효율적으로 환기가 이루어지도록 환기장치(110)를 제어하게 된다. 환기장치(110) 자체는 공지된 것이다. Figure 1 shows a schematic block diagram showing the configuration of a
도 2에는 본 발명의 환기시스템(100)에 구비된 통합 제어기(120)의 구체적인 구성을 보여주는 개략적인 블록도가 도시되어 있다. 본 발명에서는 해당 실내공간에서 호흡기 감염병이 전파되어 재실자가 호흡기 감염병에 감염될 위험의 정도를 정량적으로 나타내는 해당 실내공간에 대한 호흡기 감염병의 공기전파 감염위험도 를 산출하게 되는데, 이를 위하여 본 발명의 통합 제어기(120)에는 도 2에 예시된 것처럼 해당 실내공간에 대한 호흡기 감염병의 공기전파 감염위험도 를 산출하는 "감염위험도 산출모듈(1)"이 구비되어 있다. 편의상 본 명세서에서 실내공간에 대한 호흡기 감염병의 공기전파 감염위험도는 "공기전파 감염위험도 "라고 약칭한다. Figure 2 shows a schematic block diagram showing the specific configuration of the integrated
감염위험도 산출모듈(1)은 구체적으로 아래의 수학식 1에 따라 공기전파 감염위험도 를 산출한다. The infection risk calculation module (1) specifically calculates the airborne infection risk according to
위 수학식 1에 기재된 기호 각각의 의미는 아래와 같다. The meaning of each symbol described in
: 공기전파 감염위험도(Airborne Infection Risk / 단위 : %) : Airborne Infection Risk (Unit: %)
: 시간당 실내공간 내 환기량(Room Ventilation Rate/ 단위 : m3/h) : Ventilation rate in indoor space per hour (Room Ventilation Rate/unit: m 3 /h)
: 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원(바이러스) 배출량(Pathogen Generation Rate per Infector / 단위 : quanta/h) : Infectious agent (virus) emissions in the air per hour per infected person (Pathogen Generation Rate per Infector / Unit: quanta/h)
: 호흡기 감염병의 공기전파 감염 위험에 노출된 개체(비감염자)의 시간당 호흡량 (단위 : m3/h) : Respiratory volume per hour of an individual (non-infected person) exposed to the risk of airborne infection of respiratory infectious diseases (unit: m 3 /h)
: 해당 실내공간 내 존재하는 감염자의 수(Number of Infectors / 단위 : 人) : Number of infected people in the indoor space (Number of Infectors / Unit: people)
: 재실자의 감염원 노출시간 (단위 : hours) : Exposure time of occupants to infectious agents (unit: hours)
여기서, 1 quanta = 1,000 viral RNA Copies이다. Here, 1 quanta = 1,000 viral RNA Copies.
실내공간에 감염자가 많을수록 해당 실내공간에서 호흡기 감염병이 전파될 가능성이 높아지며, 위의 수학식 1에서 알 수 있듯이 감염자 수(數) 가 클수록 공기전파 감염위험도 가 높아진다. 따라서 신뢰도 높은 공기전파 감염위험도 를 산출하기 위해서는 해당 실내공간 내에 존재하는 감염자 수(數) 를 정확하게 파악해야 한다. 이를 위하여 통합 제어기(120)에는 해당 실내공간 내에 존재하는 감염자 수(數)를 파악하여 계수하는 감염자 계수모듈(2)이 구비되어 있다. 앞서 언급한 것처럼 본 명세서 전체에서 "감염자"는 호흡기 감염병에 감염된 자와 호흡기 감염병에 감염된 것으로 의심되는 자를 모두 포함하는 의미로 사용되며, 위 수학식 1에서도 이와 동일하다다. The more infected people there are in an indoor space, the higher the likelihood that respiratory infectious diseases will spread in that indoor space, and as can be seen in
호흡기 감염병에 감염되었을 경우 일반적으로 상당한 신체의 발열이 일어나므로 체온을 측정함으로써 감염자에 해당하는지의 여부를 파악할 수 있다. 구체적으로 감염자 계수모듈(2)에는 체온감지센서와 판정모듈이 구비되어, 체온감지센서가 해당 실내공간에 들어와 있는 재실자를 스캔하여 재실자 각각의 체온을 측정하고, 판정모듈에서는 측정된 재실자의 체온을 사전 설정된 <판정기준 체온>에 따라 그 이상인 경우와 미만인 경우로 분류하여, 판정기준 체온 이상의 체온을 보이는 개체를 감염자로 간주하고 그 수를 계수함으로써 감염자의 수를 파악할 수 있다. When infected with a respiratory infectious disease, a significant body temperature usually occurs, so it is possible to determine whether the person is infected by measuring body temperature. Specifically, the infected person counting module (2) is equipped with a body temperature detection sensor and a judgment module. The body temperature detection sensor scans the occupants in the indoor space and measures the body temperature of each occupant, and the judgment module measures the body temperature of the measured occupants. According to the preset <determination standard body temperature>, it is classified into cases above and below the standard temperature, and the number of infected people can be determined by considering individuals with a body temperature above the standard body temperature as infected and counting the number.
감염자 해당 여부를 판단하고 그 수를 계수함에 있어서, 체온감지센서를 적외선 온도계 등과 같은 신체 체온의 측정이 가능한 온도계로 구성하고 이를 실내공간의 출입문에 설치하여 해당 실내공간으로 입장하는 사람들의 체온을 측정하고, 판정모듈에서는 소정 온도 이상의 체온을 보이는 자를 감염자로 간주하여 계수함으로써 감염자의 수를 파악할 수도 있으며, 이러한 예시 이외에도 기타 다양한 방법과 구성으로 해당 실내공간 내의 감염자 수를 파악할 수 있다. 체온감지센서 자체, 및 체온을 기준으로 실내 공간에 존재하는 사람을 감염자와 비감염자로 분류하고 계수하는 판정모듈을 실현하기 위한 구체적인 기술 자체는 공지된 것인 바 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. In determining whether an infected person is infected and counting the number, a body temperature sensor is configured with a thermometer capable of measuring body temperature, such as an infrared thermometer, and installed at the door of an indoor space to measure the body temperature of people entering the indoor space. In addition, the determination module can determine the number of infected people by counting people with a body temperature above a certain temperature as infected. In addition to these examples, the number of infected people in the indoor space can be determined using various other methods and configurations. Since the body temperature sensor itself and the specific technology for realizing the judgment module that classifies and counts people present in an indoor space as infected and non-infected based on body temperature are well known, a detailed description thereof will be omitted.
감염자 계수모듈(2)에서 파악하여 계수한 해당 실내공간 내에 존재하는 감염자 수(數) 의 값은 통합 제어기(120)의 감염위험도 산출모듈(1)로 보내진다. Number of infected people present in the indoor space identified and counted by the infected person counting module (2) The value is sent to the infection risk calculation module (1) of the integrated controller (120).
감염자가 실내공간에서 배출하는 호흡기 감염병의 감염원 배출량이 클수록 호흡기 감염병이 전파될 가능성 및 위험이 높아지므로, 공기전파 감염위험도 를 산출하기 위해서는 감염자 1명이 공기 중에 감염원을 배출하는 량(감염원 배출량)을 파악할 필요가 있다. 이를 위하여 통합 제어기(120)에는 감염자 1명당 공기 중 감염원 배출량을 분석하고 파악하는 "감염원 배출량 분석모듈(3)"이 구비되어 있다. The greater the amount of infectious agents of respiratory infectious diseases emitted by an infected person in an indoor space, the higher the possibility and risk of respiratory infectious diseases being spread, thus increasing the risk of airborne infectious diseases. In order to calculate, it is necessary to determine the amount of infectious agent discharged by one infected person into the air (infectious agent discharge). For this purpose, the
일반적으로 감염원 배출량은 감염자가 실내공간에서 어떠한 활동을 하는지에 달려 있다. 즉, 감염자가 실내공간에서 휴식을 취하고 있는지, 조용한 대화를 하고 있는지, 아니면 큰 소리로 대화를 하고 있는지, 더 나아가 감염자가 가벼운 활동을 하고 있는지, 달리기 등과 같은 격렬한 운동을 하고 있는지 등에 따라 감염자가 실내공간에서 감염원(호흡기 전염병 바이러스)를 배출하는 량이 달라지는 것이다. 따라서 본 발명에서는 감염자 1명의 공기 중 감염원 배출량을 파악하는 방법으로서, 감염자가 실내공간에서 하게 되는 활동을 사전에 유형화시키고, 감염자의 활동 유형의 각각에 대해 객관적인 방법에 의해 시간당 감염원 배출량을 파악하여 이를 미리 표준화시킨 기준을 만들어 놓은 후, 실내공간에서 감염자가 실제로 어떠한 활동을 하고 있는 지를 파악하거나, 또는 관리자가 실내공간에서 일반적으로 재실자가 하게 되는 활동에 맞춰서 실내공간에 대한 활동특성을 지정하여 설정하게 되면, 이를 이용하여 표준화된 기준으로부터 감염원 배출량의 값을 취득하게 된다. In general, the amount of infectious agent emissions depends on what activities an infected person does in an indoor space. In other words, whether the infected person is resting in an indoor space, having a quiet conversation or talking loudly, and furthermore, whether the infected person is engaging in light activity or vigorous exercise such as running, etc. The amount of infectious agents (respiratory infectious viruses) emitted from space varies. Therefore, in the present invention, as a method of determining the emission of infectious agents in the air by one infected person, the activities that the infected person engages in in the indoor space are categorized in advance, and the emission of infectious agents per hour is determined by an objective method for each type of activity of the infected person. After creating standardized standards in advance, we can identify what activities infected people are actually doing in indoor spaces, or managers can specify and set activity characteristics for indoor spaces according to the activities that residents generally engage in in indoor spaces. Once this is done, the value of infectious agent emissions is obtained from a standardized standard.
이를 좀더 구체적으로 살펴보면, 우선 본 발명에서는 재실자가 해당 실내공간에서 하게 되는 활동을 종류에 따라 구분하여 미리 유형화시킨다. 즉, 재실자의 활동을 특성에 따라 구분하여 미리 유형화시키는 것이다. 그리고 재실자의 활동유형 각각을 감염자가 하게 되었을 때 감염자 1명이 공기 중에 감염원을 배출하게 되는 량을 다양한 방법으로 미리 파악한다. 관리자는 이렇게 사전에 구분해둔 재실자의 활동유형과, 미리 파악해둔 각각의 재실자 활동유형에 따른 감염원 배출량을 이용하여 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>을 미리 설정해둔다. 사전 설정된 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>은 통합 제어기(120)에 구비된 데이터베이스(8)에 저장된다. 데이터베이스(8)에는 상기한 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준> 뿐만 아니라, 후술하는 <비감염자 활동유형-호흡량 기준>, 그리고 기타 본 발명의 환기시스템(100)에서 이용되도록 입력되고 출력되는 각종 정보들이 저장된다. Looking at this in more detail, first of all, in the present invention, the activities that occupants engage in in the indoor space are classified according to type and categorized in advance. In other words, the activities of residents are classified according to their characteristics and categorized in advance. In addition, when an infected person engages in each type of activity, the amount of infectious agents emitted into the air by one infected person is determined in advance using various methods. The manager sets <infected person activity type - infectious agent discharge standard> in advance using the activity types of occupants classified in advance and the infectious agent emissions according to each occupant activity type identified in advance. The preset <infected person activity type - infectious agent emission standard> is stored in the
아래의 표 1에는 본 발명의 감염위험도 산출모듈(1)에서 위 수학식 1에 따라 "개별 공기전파 감염위험도 "를 산출함에 있어서, 영어 소문자 로 표시된 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원(바이러스) 배출량의 파악에 이용할 수 있는 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>의 일예가 제시되어 있다. Table 1 below shows the "individual airborne infection risk" according to
(단위 : Quanta/hr) value of
(Unit: Quanta/hr)
감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원(바이러스) 배출량 의 값을 산정할 때 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>으로서 위 표 1으로 정리 예시한 것을 이용할 수 있는 것이다. Infectious agent (virus) emissions into the air per hour per infected person When calculating the value, the example summarized in Table 1 above can be used as <Infected person activity type - infectious agent emission standard>.
해당 실내공간에서의 감염자 활동유형이 정해지면 감염원 배출량 분석모듈(3)에서는 정해진 감염자 활동유형에 해당하는 감염자 1명당 공기 중 감염원 배출량 값을 사전 설정된 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>으로부터 추출하여 감염위험도 산출모듈(1)에 제공하게 된다. 즉, 감염자의 활동유형이 정해지면, 감염원 배출량 분석모듈(3)에서는 정해진 감염자의 활동유형에 해당하는 "감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원(바이러스) 배출량 의 값"을 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>(예를 들면, 위 표 1에 정리된 기준)으로부터 추출하여 감염위험도 산출모듈(1)에 제공하게 되는 것이다. 감염위험도 산출모듈(1)에서는 제공받은 "감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원(바이러스) 배출량 의 값"을 수학식 1의 연산에 이용하게 된다. Once the type of activity of the infected person in the indoor space is determined, the infectious agent emissions analysis module (3) extracts the value of infectious agent emissions in the air per infected person corresponding to the designated activity type from the preset <Infected Person Activity Type - Infectious Source Emission Standard> to determine infection. It is provided to the risk calculation module (1). In other words, once the activity type of the infected person is determined, the infectious agent emission analysis module (3) calculates the "emission of infectious agent (virus) in the air per hour per infected person" corresponding to the designated activity type of the infected person. The value of "is extracted from <Infected person activity type - infectious agent discharge standard> (e.g., the standards summarized in Table 1 above) and provided to the infection risk calculation module (1). In the infection risk calculation module (1), The provided “airborne infectious agent (virus) emissions per hour per infected person The “value of” is used in the calculation of
이 때, 해당 실내공간에서의 감염자 활동유형을 파악하게 되는 방식으로서 본 발명에서는 2가지 방식을 선택적으로 이용할 수 있다. At this time, the present invention can selectively use two methods to determine the type of activity of the infected person in the indoor space.
도 3에는 실내공간에서의 감염자 활동유형을 파악하게 되는 첫 번째 방식을 설명하기 위한 개략적인 블록도가 도시되어 있다. 첫 번째 방식에서는 도 3에 예시된 것처럼 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>으로 정해져 있는 감염자 활동유형 중에서 해당 실내공간에 적합한 감염자 활동유형을 관리자가 선택하여 데이터 입력모듈(6)을 통해서 입력하고, 감염원 배출량 분석모듈(3)에서는 관리자가 선택한 감염자 활동유형에 해당하는 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원(바이러스) 배출량을 데이터베이스(8)에 저장되어 있는 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>으로부터 추출하여 감염위험도 산출모듈(1)에 제공한다. 즉, 관리자가 해당 실내공간에 부합되는 감염자의 활동유형을 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>(예를 들면 위 표 1)에서 선택하여 데이터 입력모듈(6)을 통해서 미리 입력해두는 것이고, 감염원 배출량 분석모듈(3)에서는 선택된 감염자의 활동유형에 해당하는 "감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원(바이러스) 배출량 의 값"을 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>(예를 들면 위 표 1)에서 추출하여 감염위험도 산출모듈(1)에 제공하게 되고, 감염위험도 산출모듈(1)에서는 이를 수학식 1의 연산에 이용하는 것이다. Figure 3 shows a schematic block diagram to explain the first method of identifying the type of activity of an infected person in an indoor space. In the first method, as illustrated in Figure 3, the administrator selects the infected person activity type appropriate for the indoor space among the infected person activity types determined by <infected person activity type - infectious agent emission standard> and inputs it through the data input module (6), In the infectious agent emission analysis module (3), the hourly airborne infectious agent (virus) emissions of one infected person corresponding to the activity type of the infected person selected by the administrator are extracted from <Infected Person Activity Type - Infectious Agent Emission Standard> stored in the database (8) to determine infection. It is provided to the risk calculation module (1). In other words, the manager selects the type of activity of the infected person that matches the indoor space from <Infected person activity type-infection source emission standard> (e.g., Table 1 above) and inputs it in advance through the data input module (6). In the emission analysis module (3), the “airborne infectious agent (virus) emissions per hour per infected person” corresponds to the activity type of the selected infected person. The value of "is extracted from <Infected person activity type - infectious agent discharge standard> (e.g. Table 1 above) and provided to the infection risk calculation module (1), and the infection risk calculation module (1) calculates this in
구체적으로 예를 들어 보면, 실내공간이 요양원과 같이 노령자가 생활하는 요양시설 내의 각 병실(입원실)일 경우, 해당 실내공간에 있는 재실자는 주로 누워 있거나 편안한 상태로 휴식을 취하고 있을 가능성이 매우 높다. 따라서 관리자는 본 발명의 환기시스템(100)에 대하여 미리 감염자 활동유형을 위의 표 1에서 <휴식(Resting), 구강호흡(Oral Breathing) 등>에 해당하는 것으로 설정해둘 수 있다. 본 발명의 환기시스템(100)에 대해 감염자 활동유형이 위 표 1의 <휴식(Resting), 구강호흡(Oral Breathing) 등>에 해당하는 것으로 선정된 경우, 감염원 배출량 분석모듈(3)에서는 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원(바이러스) 배출량 의 값으로서 위 표 1에 정해져 있는 0.74 Quanta/hr를 추출하여 감염위험도 산출모듈(1)에 제공하게 되고, 감염위험도 산출모듈(1)에서는 수학식 1의 값에 0.74 Quanta/hr를 대입하여 "개별 공기전파 감염위험도 "를 산출하게 되는 것이다. Specifically, for example, if the indoor space is a hospital room (hospital room) in a nursing facility where the elderly live, such as a nursing home, it is very likely that the occupants in the indoor space are mainly lying down or resting comfortably. Therefore, the manager can set the activity type of the infected person in advance for the
만일 실내공간이 일반적인 회사의 사무실일 경우, 재실자는 앉아서 가벼운 작업을 수행하고 있는 상황이 일반적이므로 감염자 활동유형을 위의 표 1에서 <휴식(Resting), 대화(Speaking) 등>에 해당하는 것으로 볼 수 있다. 이 경우 관리자는 본 발명의 환기시스템(100)에 대해 감염자 활동유형을 위 표 1의 <휴식(Resting), 대화(Speaking) 등>에 해당하는 것으로 선택하게 되고, 그에 따라 감염원 배출량 분석모듈(3)에서는 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원(바이러스) 배출량 의 값으로서 위 표 1에 정해져 있는 3.64 Quanta/hr를 감염위험도 산출모듈(1)에 제공하게 되고, 감염위험도 산출모듈(1)에서는 이를 수학식 1의 연산에 사용하게 된다. 한편, 실내공간이 어린이집처럼 다소 활발한 활동이 일어나는 공간이라면, 관리자는 감염자 활동유형을 예를 들어 위의 표 1에서 <가벼운 활동(Light Exercise), 구강호흡(Oral Breathing) 등>이나 <가벼운 활동(Light Exercise), 대화(Speaking) 등>, 또는 <가벼운 활동(Light Exercise), 큰소리의 대화(Loudly Speaking) 등> 중에서 상황과 활동 정도에 맞춰서 적절히 선택하여 설정할 수 있으며, 해당 실내공간이 헬스클럽처럼 재실자가 주로 서서 격렬한 운동을 하게 되는 공간일 경우, 관리자는 예를 들어 위의 표 1에서 <격렬한 활동(Heavy Exercise), 구강호흡(Oral Breathing) 등>이나 <격렬한 활동(Heavy Exercise), 대화(Speaking) 등>, 또는 <격렬한 활동(Heavy Exercise), 큰소리의 대화(Loudly Speaking) 등> 중에서 상황과 활동 정도에 맞춰서 감염자 활동유형을 적절히 선택하여 설정할 수 있다. 그에 따라 감염원 배출량 분석모듈(3)에서는 관리자가 선택한 감염자의 활동유형에 맞춰서 위 표 1에 정해져 있는 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원(바이러스) 배출량 의 값을 감염위험도 산출모듈(1)에 제공하고, 감염위험도 산출모듈(1)에서는 이를 수학식 1의 연산에 사용한다. If the indoor space is a general company office, the occupants are generally sitting and performing light work, so the activity type of the infected person can be considered to fall under <Resting, Speaking, etc.> in Table 1 above. You can. In this case, the manager selects the activity type of the infected person for the
도 4에는 실내공간에서의 감염자 활동유형을 파악하게 되는 두 번째 방식을 설명하기 위한 개략적인 블록도가 도시되어 있다. 두 번째 방식에서는 위에서 설명한 것처럼 관리자가 해당 실내공간의 특성에 맞춰서 미리 감염자의 활동유형을 선택하여 데이터 입력모듈(6)을 통해서 입력하는 방식이 아니라, 감염원 배출량 분석모듈(3)이 해당 실내공간에서 재실자 또는 감염자의 활동을 실시간으로 파악하고, 그 결과에 따라 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>에 유형화되어 있는 감염자 활동유형에서 해당 실내공간에 적합한 감염자 활동유형을 감염원 배출량 분석모듈(3)이 선정하고, 그에 따라 "감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원(바이러스) 배출량 의 값"을 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>으로부터 추출하여 감염위험도 산출모듈(1)에 제공하게 된다. Figure 4 shows a schematic block diagram to explain the second method of identifying the type of activity of an infected person in an indoor space. In the second method, as described above, rather than the method where the manager selects the activity type of the infected person in advance according to the characteristics of the indoor space and inputs it through the data input module (6), the infectious agent emission analysis module (3) is used in the indoor space. The activities of occupants or infected people are identified in real time, and based on the results, the infectious agent emission analysis module (3) selects the infectious agent activity type appropriate for the indoor space from the infectious agent activity types categorized in <Infected Person Activity Type - Infectious Source Emission Standard>. And, accordingly, “emission of infectious agents (viruses) into the air per hour per infected person.” The value of "is extracted from <Infected person activity type-infection source discharge standard> and provided to the infection risk calculation module (1).
구체적으로 수학식 1의 연산을 위하여 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>(예를 들면 위 표 1)에 분류 정리된 감염자 활동 유형 중에서 해당 실내공간에 부합되는 것을 선택함에 있어서, 감염원 배출량 분석모듈(3)에서 직접 실시간으로 해당 실내공간에서 감염자를 포함하는 재실자의 활동상태를 파악하여, 그 결과에 따라 감염자의 활동유형을 선택한다. 그리고 선택된 감염자의 활동유형에 해당하는 "감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원 배출량 의 값"을 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>(예를 들면 위 표 1)에서 추출하여 감염위험도 산출모듈(1)에 제공하고, 감염위험도 산출모듈(1)에서는 이를 수학식 1의 연산에 이용하는 것이다.Specifically, in order to calculate
이를 위해서 감염원 배출량 분석모듈(3)에는 "신체활동 감지분석모듈"이 구비될 수 있다. 신체활동 감지분석모듈은 다양한 공지의 방법에 의해 해당 실내공간에 존재하는 사람이 어떠한 활동을 하고 있는지를 실시간으로 파악할 수 있도록 구성될 수 있는데, 사람의 활동을 인지하고 그 활동의 종류를 파악하는 기술 자체는 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0000091호 등과 같은 다양한 종래 특허에 의해 공지된 것이고 신체활동 감지분석모듈은 이러한 공지 기술을 이용하여 구성될 수 있는 것이므로 신체활동 감지분석모듈을 구현하기 위한 구체적인 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. For this purpose, the infectious agent
호흡기 감염병이 전파될 가능성 및 위험은, 실내공간에서의 감염자 활동유형뿐만 아니라 호흡기 감염병의 공기전파 감염 위험에 노출된 개체(비감염자)의 실내 활동 유형에 의해서도 크게 영향을 받는다. 비감염자가 실내공간에서 휴식을 취하고 있는지, 조용한 대화를 하고 있는지, 아니면 큰 소리로 대화를 하고 있는지, 더 나아가 비감염자가 가벼운 활동을 하고 있는지, 달리기 등과 같은 격렬한 운동을 하고 있는지에 따라 비감염자의 실내 호흡량이 달라지며 그에 따라 비감염자가 흡입하게 되는 감염원(호흡기 전염병 바이러스) 량이 달라져서 호흡기 감염병이 전파될 가능성 및 위험이 달라지는 것이다. 따라서 공기전파 감염위험도 를 파악하기 위해서는 비감염자의 실내 호흡량을 파악하여야 하며, 이를 위하여 본 발명의 통합 제어기(120)에는 비감염자의 실내 호흡량을 파악하기 위한 "비감염자 호흡량 분석모듈(4)"이 구비되어 있다. The possibility and risk of spreading respiratory infectious diseases is greatly influenced not only by the type of activity of an infected person in an indoor space, but also by the type of indoor activity of an individual (non-infected person) exposed to the risk of airborne infection of a respiratory infectious disease. The indoor breathing rate of a non-infected person depends on whether the non-infected person is resting in an indoor space, having a quiet conversation, or talking loudly, and furthermore, whether the non-infected person is engaging in light activity or vigorous exercise such as running. As this changes, the amount of infectious agent (respiratory infectious disease virus) inhaled by non-infected people changes accordingly, which changes the possibility and risk of spreading respiratory infectious diseases. Therefore, the risk of airborne infection is In order to determine the indoor breathing volume of a non-infected person, it is necessary to determine the indoor breathing volume of a non-infected person, and for this purpose, the
위에서 살펴본 것처럼 비감염자의 실내 호흡량도 결국 비감염자가 실내공간에서 어떠한 활동을 하는지에 달려 있다. 따라서 본 발명에서는 비감염자의 호흡량을 파악함에 있어서는, 앞서 설명한 감염자의 감염원 배출량 파악과 유사하게, 비감염자가 실내공간에서 하게 되는 활동을 종류에 따라 구분하여 미리 유형화시키고, 비감염자의 활동유형 각각에 대하여, 객관적인 방법에 의해 시간당 호흡량을 파악하여 이를 사전에 표준화시켜서 <비감염좌 활동유형-호흡량 기준>을 미리 설정해둔다. 사전에 표준화되어 설정된 <비감염자 활동유형-호흡량 기준>은 데이터베이스(8)에 저장된다. As seen above, the amount of indoor breathing of non-infected people ultimately depends on what activities the non-infected person does in the indoor space. Therefore, in the present invention, in determining the respiratory volume of non-infected people, similar to the identification of infectious agent emissions of infected people described above, the activities that non-infected people engage in in indoor spaces are classified and categorized in advance according to type, and each activity type of non-infected people is classified into types. , identify the hourly respiratory volume using an objective method, standardize it in advance, and set the <non-infected position activity type-respiratory volume standard> in advance. <Non-infected person activity type-respiratory volume standards> that are standardized and set in advance are stored in the database (8).
아래의 표 2에는 본 발명의 감염위험도 산출모듈(1)에서 위 수학식 1에 따라 "개별 공기전파 감염위험도 "를 산출함에 있어서, 영어 소문자 로 표시된 호흡기 감염병의 공기전파 감염 위험에 노출된 개체(비감염자)의 시간당 호흡량의 파악에 이용할 수 있는 <비감염자 활동유형-호흡량 기준>의 일예가 제시되어 있다. Table 2 below shows the "individual airborne infection risk" according to
(단위 : ㎥/hr) value of
(Unit: ㎥/hr)
호흡기 감염병의 공기전파 감염 위험에 노출된 개체(비감염자)의 시간당 호흡량 의 값을 산정할 때, <비감염자 활동유형-호흡량 기준>으로서 표 2로 정리하여 예시한 것을 이용할 수 있는 것이다. Respiratory volume per hour of an individual (non-infected person) exposed to the risk of airborne infection of respiratory infectious diseases When calculating the value, the example summarized in Table 2 can be used as <Activity type of non-infected person - respiratory volume standard>.
해당 실내공간에서의 비감염자 활동유형이 정해지면 비감염자 호흡량 분석모듈(4)에서는 정해진 비감염자 활동유형에 해당하는 비감염자의 시간당 호흡량 값을 사전 설정된 <비감염자 활동유형-호흡량 기준>으로부터 추출하여 감염위험도 산출모듈(1)에 제공하게 된다. 즉, 비감염자의 활동유형이 정해지면, 비감염원 호흡량 분석모듈(4)에서는 정해진 비감염자의 활동유형에 해당하는 "비감염자의 시간당 호흡량 의 값"을 <비감염자 활동유형-호흡량 기준>(예를 들면, 위 표 2에 정리된 기준)으로부터 추출하여 감염위험도 산출모듈(1)에 제공하게 되는 것이다. 감염위험도 산출모듈(1)에서는 제공받은 "비감염자의 시간당 호흡량 의 값"을 수학식 1의 연산에 이용하게 된다. When the non-infected person's activity type in the indoor space is determined, the non-infected person's respiratory volume analysis module (4) extracts the hourly respiratory volume value of the non-infected person corresponding to the determined non-infected person's activity type from the preset <Non-infected person's activity type - respiratory volume standard> The infection risk is also provided to the calculation module (1). In other words, once the activity type of the non-infected person is determined, the non-infected source respiratory volume analysis module (4) The value of "is extracted from <Non-infected person activity type-respiratory volume standard> (e.g., the standards summarized in Table 2 above) and provided to the infection risk calculation module (1). In the infection risk calculation module (1), “Non-infected person’s respiratory rate per hour” provided The “value of” is used in the calculation of
비감염자 호흡량 분석모듈(4)에서 "비감염자의 시간당 호흡량 의 값"을 파악함에 있어서도, 앞서 설명한 "감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원(바이러스) 배출량 의 값"을 파악할 때와 마찬가지로, 2가지 방식을 이용할 수 있다. In the non-infected person's respiratory volume analysis module (4), "Non-infected person's hourly respiratory volume In determining the value of "the amount of infectious agent (virus) emitted into the air per hour per infected person" explained earlier. As with figuring out the “value of,” two methods can be used.
도 5에는 실내공간에서의 비감염자 활동유형을 파악하게 되는 첫 번째 방식을 설명하기 위한 개략적인 블록도가 도시되어 있다. 첫 번째 방식에서는 도 5에 예시된 것처럼 <비감염자 활동유형-호흡량 기준>으로 정해져 있는 비감염자 활동유형 중에서 해당 실내공간에 적합한 비감염자 활동유형을 관리자가 선택하여 데이터 입력모듈(6)을 통해서 입력하고, 비감염자 호흡량 분석모듈(4)에서는 관리자가 선택한 비감염자 활동유형에 해당하는 비감염자의 시간당 호흡량을 데이터베이스(8)에 저장되어 있는 <비감염자 활동유형-호흡량 기준>으로부터 추출하여 감염위험도 산출모듈(1)에 제공한다. Figure 5 shows a schematic block diagram to explain the first method of identifying the activity type of non-infected people in an indoor space. In the first method, as illustrated in Figure 5, the manager selects the non-infected person activity type appropriate for the indoor space among the non-infected person activity types determined by <Non-infected person activity type - respiratory volume standard> and inputs it through the data input module (6). In addition, in the non-infected person respiratory volume analysis module (4), the hourly respiratory volume of the non-infected person corresponding to the non-infected person activity type selected by the administrator is extracted from <Non-infected person activity type - respiratory volume standard> stored in the database (8) to calculate the infection risk. Provided in module (1).
물론 비감염자 호흡량 분석모듈(4)이 "신체활동 감지분석모듈"을 구비여 이를 이용하여 해당 실내공간에서 비감염자의 활동을 실시간으로 파악하여 그 결과를 이용할 수 있고, 앞서 설명한 감염자 배출량 분석모듈(3)에 구비된 "신체활동 감지분석모듈"에 의해 파악된 결과를 이용할 수도 있다. 도 6에는 비감염자 활동유형을 파악하게 되는 두 번째 방식으로서 신체활동 감지분석모듈을 이용하는 방식을 설명하기 위한 개략적인 블록도가 도시되어 있다. 도 6에 도시된 것처럼 두 번째 방식에서는 신체활동 감지분석모듈을 이용하여 실내공간에서의 비감염자 활동유형을 실시간으로 파악하게 된다. 이러한 신체활동 감지분석모듈로는 감염자 배출량 분석모듈(3)에 구비된 것을 이용할 수도 있고, 만일 감염자 배출량 분석모듈(3)에 신체활동 감지분석모듈이 구비되어 있지 않는 경우에는 비감염자 호흡량 분석모듈(4)이 별도로 신체활동 감지분석모듈을 구비하여 이를 이용할 수도 있다. 물론 감염자 배출량 분석모듈(3)에 신체활동 감지분석모듈에 있더라도 비감염자 호흡량 분석모듈(4) 역시 추가로 신체활동 감지분석모듈을 구비할 수도 있다. Of course, the non-infected person's respiratory volume analysis module (4) is equipped with a "physical activity detection analysis module", which can be used to identify the activities of non-infected people in real time in the indoor space and use the results, and the previously described infected person's emission analysis module ( You can also use the results determined by the “physical activity detection analysis module” provided in 3). Figure 6 shows a schematic block diagram to explain a method of using a physical activity detection analysis module as a second method of identifying the activity type of a non-infected person. As shown in Figure 6, in the second method, the activity type of non-infected people in an indoor space is identified in real time using a physical activity detection analysis module. As this physical activity detection and analysis module, the one provided in the infected person discharge analysis module (3) can be used. If the infected person discharge analysis module (3) is not equipped with the physical activity detection and analysis module, the non-infected person respiratory volume analysis module ( 4) You can also use a separate physical activity detection and analysis module. Of course, even if the infected person's emission analysis module (3) includes a physical activity detection analysis module, the non-infected person's respiratory volume analysis module (4) may also be equipped with an additional physical activity detection analysis module.
따라서 이와 같이 신체활동 감지분석모듈을 이용하여 직접 실시간으로 해당 실내공간에서의 재실자 활동상태를 파악하고, 그 결과에 따라 비감염자 호흡량 분석모듈(4)은 비감염자 활동유형을 선택하여, 선택된 비감염자의 활동유형에 해당하는 "비감염자의 시간당 호흡량 의 값"을 <비감염자 활동유형-호흡량 기준>으로부터 추출하여 감염위험도 산출모듈(1)에 제공할 수 있는 것이다. Therefore, using the physical activity detection and analysis module, the activity status of the occupants in the indoor space is directly identified in real time, and according to the results, the non-infected person respiratory volume analysis module (4) selects the non-infected person activity type and selects the selected non-infected person. "Non-infected person's hourly respiratory rate corresponding to the activity type of The value of "can be extracted from <Non-infected person activity type - respiratory volume standard> and provided to the infection risk calculation module (1).
위 수학식 1에서 는 시간당 실내공간 내 환기량(Room Ventilation Rate/ 단위 : m3/h)인데, 이는 "해당 실내공간에서 실제 이루어지고 있는 공기의 유입/유출량"을 의미한다. 따라서 위 수학식 1의 는 <틈새를 통해 실내공간으로 유입/유출되는 침기량>과 <환기장치(110)를 통해 실내공간으로 유입/유출되는 환기량>의 합(合)으로 산출될 수 있다. 틈새를 통해 실내공간으로 유입/유출되는 침기량은 해당 실내공간에 대해 사전 조사를 통해서 미리 파악되어 사전 입력됨으로써 통합 제어기(120)에 제공되는 값이다. 즉, 관리자는 해당 실내공간에 대한 침기량을 미리 파악하여 데이터 입력모듈(6)을 통해서 입력하고, 입력된 데이터는 데이터베이스(8)에 저장된다. In
환기장치(110)에 의해 실내공간으로 유입되는 공기량 및 실내공간에서 외부로 유출되는 공기량 즉, 실내공간으로 유입/유출되는 환기량은 환기량 파악모듈(5)에 의해 실시간으로 파악된다. 환기량 파악모듈(5)은 환기장치(110)에 기본적으로 구비될 수도 있고, 아니면 환기장치(110)와는 구분되는 별도의 장비로서 구비될 수도 있다. 환기량 파악모듈(5)을 통해 파악된 시간당 실내공간으로 유입/유출되는 환기량 즉, 시간당 실내공간 내 환기량 는 통합 제어기(120)로 입력된다. The amount of air flowing into the indoor space by the
위 수학식 1에서 는 재실자 감염원 노출시간(단위 : hours) 즉, 재실자가 해당 실내공간에 머물러 있게 되어 바이러스 등과 같은 호흡기 감염병의 감염원에 노출되는 시간을 의미한다. 이러한 재실자 감염원 노출시간 는 관리자가 해당 실내공간의 특성에 맞춰서 사전에 미리 설정해두게 된다. 즉, 해당 실내공간에서 재실자가 일반적으로 머물게 되는 시간을 사전에 파악해두어서, 이를 데이터 입력모듈(6)을 통해서 미리 입력해두는 것이고, 감염위험도 산출모듈(1)에서는 이렇게 미리 설정해둔 재실자 감염원 노출시간 을 이용하여 수학식 1의 연산을 수행하게 되는 것이다. In
감염위험도 산출모듈(1)에서 해당 실내공간에 대하여 공기전파 감염위험도 를 산출하게 되면, 제어 실행모듈(7)에서는 산출된 공기전파 감염위험도 를 사전 설정된 기준과 비교하고, 그 결과에 맞춰서 각각 사전 설정된 작동모드로 환기장치(110)가 작동할 수 있도록 환기장치(110)를 제어하게 된다. In the infection risk calculation module (1), the risk of airborne infection is calculated for the indoor space. When calculated, the control execution module (7) calculates the risk of airborne infection. is compared with a preset standard, and the
도 7에는 본 발명에 따라 환기시스템(100)을 제어하는 방법의 구체적인 과정을 보여주는 개략적인 흐름도가 도시되어 있다. Figure 7 shows a schematic flow chart showing the specific process of the method for controlling the
앞서 설명한 것처럼 본 발명에 따른 환기시스템(100)에서 "호흡기 감염병의 공기전파 감염위험도 기반 제어 모드(mode)"가 작동 개시되면(단계 S0), 통합 제어기(120)에서는 감염자 계수모듈(2)을 통해서 해당 실내공간 내에 존재하는 감염자 수(數) 를 파악하게 된다(단계 S1). 그리고 환기량 파악모듈(5)에서는 해당 실내공간으로 유입/유출되는 환기량을 파악하여 시간당 실내공간 내 환기량 를 산출한다(단계 S2). 이 때 해당 실내공간으로 유입/유출되는 환기량은 환기량 파악모듈(4)에 의해 실시간으로 파악된다. 이와 같이 파악되어 입수된 해당 실내공간 내에 존재하는 감염자 수(數) 및 산출된 시간당 실내공간 내 환기량 에 대한 각각의 정보는 통합 제어기(120)로 제공된다. As described above, when the “control mode based on the risk of airborne infectious diseases of respiratory infectious diseases” starts operating in the
한편, 통합 제어기(120)는 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원 배출량 , 공기전파 감염 위험에 노출된 비감염자의 시간당 호흡량 , 및 재실자 바이러스 노출시간 에 대한 정보를 수집한다(단계 S3). Meanwhile, the
사전에 정해 놓은 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>의 감염자 활동 유형 중에서 해당 실내공간에 적합한 것을 관리자가 미리 선택하여 데이터 입력모듈(6)을 통해 입력해둔 경우, 감염원 배출량 분석모듈(3)은 입력 정보를 기반으로 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>(예를 들면 상기한 표 1)에서 해당 감염자 활동 유형(관리자가 미리 지정해둔 것)에 대응되는 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원 배출량 의 값을 추출한다. If the administrator selects in advance the type of activity of the infected person that is suitable for the indoor space among the predetermined <infected person activity type-infectious agent emission standard> and inputs it through the data input module (6), the infectious agent emission analysis module (3) inputs it. Based on the information, <Infected person activity type-infectious agent emission standard> (e.g. Table 1 above), the amount of infectious agent emissions in the air per hour of one infected person corresponding to the corresponding infectious person activity type (as specified in advance by the administrator) Extract the value of
한편 감염원 배출량 분석모듈(3)에 신체활동 감지분석모듈이 구비된 경우에는, 신체활동 감지분석모듈에서 해당 실내공간에서의 감염자 활동을 실시간으로 파악하게 되고, 그에 따라 감염원 배출량 분석모듈(3)에서는 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>에 분류 정리된 감염자 활동 유형 중에서 파악된 활동에 부합되는 활동 유형을 선택하고, 해당 감염자 활동 유형에 대해 부여된 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원 배출량 의 값을 추출하게 된다. Meanwhile, if the infectious agent emission analysis module (3) is equipped with a physical activity detection analysis module, the physical activity detection analysis module identifies the activities of infected people in the indoor space in real time, and accordingly, the infectious agent emission analysis module (3) Select the type of activity that matches the identified activity among the activity types of the infected person classified and organized in <Infected person activity type-infectious agent emission standard>, and calculate the amount of infectious agent emissions in the air per hour of an infected person assigned for that infected person activity type. The value of is extracted.
공기전파 감염 위험에 노출된 비감염자의 시간당 호흡량 에 대한 정보를 수집함에 있어서, 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원 배출량 의 값에 대한 정보를 수집할 때와 마찬가지로, 사전에 정해 놓은 <비감염자 활동유형-호흡량 기준>의 비감염자 활동 유형 중에서 해당 실내공간에 적합한 것을 관리자가 미리 선택하여 데이터 입력모듈(6)을 통해 입력해둔 경우, 비감염자 호흡량 분석모듈(4)은 입력 정보를 기반으로 <비감염자 활동유형-호흡량 기준>(예를 들면 상기한 표 1)에서 해당 비감염자 활동 유형(관리자가 미리 지정해둔 것)에 대응되는 비감염자의 시간당 호흡량 의 값을 추출한다. 한편 비감염자 호흡량 분석모듈(4)에 신체활동 감지분석모듈이 구비된 경우에는, 신체활동 감지분석모듈에서 해당 실내공간에서의 비감염자 활동을 실시간으로 파악하게 되고, 그에 따라 비감염자 호흡량 분석모듈(4)에서는 <비감염자 활동유형-호흡량 기준>에 분류 정리된 비감염자 활동 유형 중에서 파악된 활동에 부합되는 활동 유형을 선택하고, 해당 비감염자 활동 유형에 대해 부여된 비감염자의 시간당 호흡량 의 값을 추출할 수 있다. Respiratory volume per hour of non-infected people exposed to the risk of airborne infection In collecting information on, the amount of infectious agents emitted into the air per hour per infected person As when collecting information on the value of , the manager selects in advance the one suitable for the indoor space among the non-infected person activity types of the pre-determined <non-infected person activity type - respiratory volume standard> and enters the information through the data input module (6). If entered, the non-infected person's respiratory volume analysis module (4) determines the non-infected person's activity type (pre-designated by the administrator) from <Non-infected person's activity type - respiratory volume standard> (e.g., Table 1 above) based on the input information. The hourly respiratory rate of a non-infected person corresponds to Extract the value of On the other hand, if the non-infected person's respiratory volume analysis module (4) is equipped with a physical activity detection analysis module, the physical activity detection and analysis module determines the non-infected person's activities in the relevant indoor space in real time, and accordingly, the non-infected person's respiratory volume analysis module ( In 4), select the activity type that matches the identified activity among the non-infected person activity types classified and organized in <Non-infected person activity type - respiratory volume standard>, and determine the non-infected person's hourly respiratory volume assigned for the non-infected person activity type. The value of can be extracted.
통합 제어기(120)는 관리자가 해당 실내공간의 특성에 맞춰서 데이터 입력모듈(6)을 통해서 미리 입력해둔 재실자 바이러스 노출시간 에 대한 정보를 수집한다. The
위의 설명에서는 단계 S1 내지 단계 S3를 각각 구분하여 서술하였지만, 단계 S1 내지 단계 S3은 동시에 진행될 수도 있고 선, 후를 가지고 진행될 수도 있는데, 단계 S1 내지 단계 S3가 선,후를 가지고 진행될 때 어느 단계를 먼저 수행할지는 임의로 선택할 수 있다. In the above description, steps S1 to S3 are described separately, but steps S1 to S3 may be carried out simultaneously or may be carried out before and after. When steps S1 to S3 are carried out before and after, which step You can arbitrarily choose whether to perform first.
감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원 배출량 , 공기전파 감염 위험에 노출된 비감염자의 시간당 호흡량 , 재실자 바이러스 노출시간 , 및 시간당 실내공간 내 환기량 에 대한 정보가 모두 수집되면, 감염위험도 산출모듈(1)에서는 상기한 수학식 1의 연산을 수행하여 "공기전파 감염 위험도 "를 산출한다(단계 S4). Emission of infectious agents into the air per hour per infected person , respiratory volume per hour of non-infected people exposed to the risk of airborne infection , resident virus exposure time , and ventilation volume in indoor space per hour Once all information is collected, the infection risk calculation module (1) performs the calculation of
공기전파 감염 위험도 가 산출되면, 제어 실행모듈(7)은 산출된 공기전파 감염위험도 를 사전 설정된 기준과 비교하고(단계 S5), 비교결과 각각에 대해 사전 설정된 작동 레벨(level)에 맞춰서 환기장치(110)를 작동시킨다(단계 S6). 공기전파 감염위험도 의 수준에 따른 환기장치(110)의 작동모드 형태는 미리 정해두게 되는데, 예를 들어 환기장치(110)의 작동모드를 그 작동강도(환기량 정도)에 따라 약(弱), 중(中), 강(强)의 3가지 레벨로 정해두고, 공기전파 감염위험도 가 낮은 값(예를 들어 10% 미만)일 경우에는 환기장치(110)를 "약(弱) 레벨"로 작동시키고, 공기전파 감염위험도 가 중간값(예를 들어 10% 이상 20% 미만)일 경우에는 환기장치(110)를 "중(中) 레벨"로 작동시키며, 공기전파 감염위험도 가 높은 값(예를 들어 20% 이상)일 경우에는 환기장치(110)를 "강(强) 레벨"로 작동시키는 것이다. Risk of airborne infection When calculated, the
이렇게 산출된 공기전파 감염위험도 에 따라 사전 설정된 레벨에 따라 작동모드를 조절하여 환기장치(110)를 작동시킨 후에는 다시 단계 S0으로 되돌아가서 상기한 과정을 반복하여 수행할 수 있다. 이 때, 단계 S0으로 되돌아가는 것은 사전에 설정된 일정 시간이 경과한 후에 이루어지게 할 수도 있고, 이와 달리 정해진 시간마다 이루어지게 할 수도 있으며, 기타 관리자가 원하는 때에 이루어지게 할 수도 있고, 상기한 것의 다양한 형태의 조합으로 이루어지게 할 수도 있다. The risk of airborne infection calculated in this way After operating the
호흡기 감염병을 일으키는 감염원(바이러스)의 공기 중 농도를 정량적으로 파악할 수 있는 센서는 현재 존재하지 않는다. 그리고 앞서 설명한 것처럼 미세먼지, 이산화탄소, 포름알데히드 등과 같은 오염물질의 공기 중 농도를 센싱하는 것에 기반하여 환기장치를 운전 제어하는 종래 기술의 경우, 해당 실내공간에서 오염물질의 농도가 일정 수준으로 높아진 이후에 비로소 환기장치가 운전되는 형태이므로, 감염자와 동일한 실내공간에 존재하는 비감염자에 대한 호흡기 감염병의 전파 및 확산의 우려가 매우 크다는 문제가 있다. There is currently no sensor that can quantitatively determine the concentration of infectious agents (viruses) in the air that cause respiratory infectious diseases. And, as explained earlier, in the case of the conventional technology that controls the operation of the ventilation device based on sensing the concentration of pollutants such as fine dust, carbon dioxide, formaldehyde, etc. in the air, after the concentration of pollutants in the indoor space increases to a certain level, Since the ventilation device is finally in operation, there is a very high risk of transmission and spread of respiratory infectious diseases to non-infected people existing in the same indoor space as the infected person.
그러나 본 발명에서는 위와 같이 해당 실내공간에 존재하는 감염자 수, 재실자와 감염자의 활동 특성(재실자가 실내공간 내에 머무르는 시간, 재실자의 활동량, 재실자의 호흡량) 등과 같은 해당 실내공간의 상황에 대한 객관적인 정보를 이용하여 공기전파 감염위험도를 정량적으로 산출하고, 이에 기반하여 해당 실내공간에 대해 최적의 환기가 이루어질 수 있도록 선제적으로 환기장치의 운전을 제어하게 된다. 따라서 본 발명에 의하면, 호흡기 감염병의 공기전파 위험을 크게 낮출 수 있고, 그에 따라 호흡기 감염병의 감염확산 위험을 최소화시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다. However, in the present invention, as described above, objective information about the situation of the indoor space, such as the number of infected people present in the indoor space, the activity characteristics of the occupants and the infected person (the time the occupant stays in the indoor space, the activity level of the occupant, the respiratory rate of the occupant), etc. Using this, the risk of airborne infection is quantitatively calculated, and based on this, the operation of the ventilation device is preemptively controlled to ensure optimal ventilation for the relevant indoor space. Therefore, according to the present invention, the risk of airborne transmission of respiratory infectious diseases can be greatly reduced, thereby minimizing the risk of spread of respiratory infectious diseases.
1: 감염위험도 산출모듈
2: 감염자 계수모듈
3: 감염원 배출량 분석모듈
4: 비감염자 호흡량 분석모듈
5: 환기량 파악모듈
6: 데이터 입력모듈
7: 제어 실행모듈
8: 데이터베이스
100: 환기시스템
110 : 환기장치
120: 통합 제어기1: Infection risk calculation module
2: Infected person counting module
3: Infectious agent emission analysis module
4: Non-infected person respiratory volume analysis module
5: Ventilation amount detection module
6: Data input module
7: Control execution module
8: Database
100: Ventilation system
110: Ventilation device
120: integrated controller
Claims (11)
통합 제어기(120)는,
실내공간 내에 존재하는 감염자 수를 계수하는 감염자 계수모듈(2);
감염자 1명당 공기 중 감염원 배출량을 파악하는 감염원 배출량 분석모듈(3);
비감염자의 실내 호흡량을 파악하는 비감염자 호흡량 분석모듈(4);
시간당 실내공간 내 환기량을 파악하는 환기량 파악모듈(5);
관리자가 정보를 입력할 수 있는 데이터 입력모듈(6);
감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원 배출량, 공기전파 감염 위험에 노출된 비감염자의 시간당 호흡량, 관리자가 입력하는 재실자의 바이러스 노출시간, 및 시간당 실내공간 내 환기량에 대한 정보를 이용하여 호흡기 감염병이 해당 실내공간에 전파될 위험을 나타내는 공기전파 감염위험도를 산출하는 감염위험도 산출모듈(1); 및
산출된 공기전파 감염위험도를 사전 설정된 기준과 비교하고, 비교결과 각각에 대해 사전 설정된 작동 레벨에 맞춰서 환기장치(110)를 작동시키는 제어 실행모듈(7)을 포함하여 구성되며;
통합 제어기(120)에는, 감염자 활동 유형에 따라 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원(바이러스) 배출량을 사전 설정해둔 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>과, 비감염자 활동 유형에 따라 비감염자의 시간당 호흡량을 사전 설정해둔 <비감염자 활동유형-호흡량 기준>을 포함하는 정보가 저장되는 데이터베이스(8)가 구비되어 있으며;
관리자가 미리 선정해서 데이터 입력모듈(6)을 통해서 해당 실내공간에 부합되는 감염자 활동유형과 해당 실내공간에 부합되는 비감염자 활동유형을 각각 입력하면, 감염원 배출량 분석모듈(3)은 관리자가 입력한 감염자 활동유형에 대응되는 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원(바이러스) 배출량 의 값을 <감염자 활동유형-감염원 배출량 기준>으로부터 추출하여 감염위험도 산출모듈(1)에 제공하고, 비감염자 호흡량 분석모듈(4)은 관리자가 입력한 비감염자 활동유형에 대응되는 비감염자 시간당 호흡량 의 값을 <비감염자 활동유형-호흡량 기준>으로부터 추출하여 감염위험도 산출모듈(1)에 제공하며;
감염위험도 산출모듈(1)은 수학식 1에 따라 공기전파 감염위험도 를 산출하는 것을 특징으로 하는 환기시스템.
(수학식 1)
(수학식 1에서, 는 공기전파 감염위험도이고, 는 시간당 실내공간 내 환기량이며, 는 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원(바이러스) 배출량이고, 는 호흡기 감염병의 공기전파 감염 위험에 노출된 비감염자의 시간당 호흡량이며, 는 실내공간 내 존재하는 감염자의 수이고, 는 재실자의 감염원 노출시간이다.)It is provided with a ventilation device (110) that performs a ventilation operation for the indoor space, and an integrated controller (120) that controls the ventilation device (110);
The integrated controller 120,
Infected person counting module (2) that counts the number of infected people present in the indoor space;
Infectious agent emission analysis module (3), which determines the amount of infectious agent emissions into the air per infected person;
A non-infected person respiratory volume analysis module (4) that determines the indoor breathing volume of a non-infected person;
Ventilation quantity detection module (5) that determines the ventilation quantity within the indoor space per hour;
A data input module (6) through which the manager can input information;
Respiratory infectious diseases are identified in the indoor space using information on the emission of infectious agents into the air per hour by an infected person, the hourly respiratory rate of non-infected people exposed to the risk of airborne infection, the virus exposure time of occupants entered by the administrator, and the ventilation volume within the indoor space per hour. Infection risk calculation module (1) that calculates the airborne infection risk indicating the risk of transmission to; and
It is configured to include a control execution module (7) that compares the calculated airborne infection risk with preset standards and operates the ventilation device (110) according to the preset operating level for each comparison result;
The integrated controller 120 includes <Activity Type of Infected Person - Standard for Emission of Infectious Sources>, which preset the hourly airborne infectious agent (virus) emissions of one infected person according to the type of activity of the infected person, and hourly respiratory rate of the non-infected person according to the activity type of the non-infected person. A database (8) is provided in which information including the preset <non-infected person activity type - respiratory volume standard> is stored;
When the administrator selects in advance and enters the activity type of the infected person and the activity type of the non-infected person that matches the indoor space through the data input module (6), the infectious agent emission analysis module (3) enters the data input module (6). The amount of infectious agents (viruses) emitted into the air per hour by an infected person corresponding to the type of activity of the infected person. The value of is extracted from <Infected person activity type - Infectious agent discharge standard> and provided to the infection risk calculation module (1), and the non-infected person's respiratory volume analysis module (4) provides the non-infected person's hourly respiratory volume corresponding to the non-infected person's activity type entered by the administrator. The value of is extracted from <Non-infected person activity type - respiratory volume standard> and provided to the infection risk calculation module (1);
The infection risk calculation module (1) calculates the airborne infection risk according to Equation 1. A ventilation system characterized by calculating.
(Equation 1)
(In Equation 1, is the risk of airborne infection, is the amount of ventilation in the indoor space per hour, is the amount of infectious agent (virus) emitted into the air per hour per infected person, is the hourly respiratory volume of non-infected people exposed to the risk of airborne infection of respiratory infectious diseases, is the number of infected people in the indoor space, is the exposure time of the occupants to the infectious agent.)
환기량 파악모듈(5)은, 환기장치(110)를 통해 해당 실내공간으로 유입/유출되는 환기량을 실시간으로 파악하고, 틈새를 통해 해당 실내공간으로 유입/유출되는 침기량과, 실시간 파악된 환기량을 합하여, 시간당 실내공간 내 환기량 을 산정하여 감염위험도 산출모듈(1)에 제공하는 것을 특징으로 하는 환기시스템.In claim 1,
The ventilation amount detection module 5 determines in real time the amount of ventilation flowing into/out of the indoor space through the ventilation device 110, and determines the amount of ventilation flowing in/out of the indoor space through the gap and the ventilation amount identified in real time. In total, the amount of ventilation in the indoor space per hour A ventilation system characterized in that it calculates and provides the infection risk calculation module (1).
감염자 계수모듈(2)은, 해당 실내공간에 들어와 있는 재실자를 스캔하여 재실자 각각의 체온을 측정하는 체온감지센서와, 측정된 재실자의 체온을 이용하여 사전 설정된 판정기준 체온 이상인 경우는 감염자로 간주하고 그 수를 계수하는 판정모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 환기시스템. In claim 1,
The infected person counting module (2) uses a body temperature detection sensor that scans the occupants in the relevant indoor space and measures the body temperature of each occupant, and uses the measured body temperature of the occupants to treat the occupants as infected if their body temperature is higher than a preset standard. A ventilation system characterized in that it includes a judgment module that counts the number.
감염자 계수모듈(2)은, 해당 실내공간의 출입문에 설치되어 실내공간으로 입장하는 사람들의 체온을 각각 측정하는 체온감지센서와, 측정된 재실자의 체온을 이용하여 사전 설정된 판정기준 체온 이상인 경우는 감염자로 간주하고 그 수를 계수하는 판정모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 환기시스템. In claim 1,
The infected person counting module (2) is installed at the door of the indoor space and uses a body temperature detection sensor to measure the body temperature of each person entering the indoor space, and uses the measured body temperature of the occupant to determine whether the infected person is infected if the body temperature is higher than a preset standard. A ventilation system characterized in that it includes a judgment module that considers and counts the number.
해당 실내공간에 대하여, 각각 해당 실내공간 내에 존재하는 감염자 수(數)를 파악하여 계수하고, 시간당 실내공간 내 환기량을 산출하고, 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원 배출량을 파악하며, 공기전파 감염 위험에 노출된 비감염자의 시간당 호흡량을 파악하고, 재실자 바이러스 노출시간에 대한 정보를 파악하는 단계;
파악된 해당 실내공간 내에 존재하는 감염자 수(數), 감염자 1명의 시간당 공기 중 감염원 배출량, 공기전파 감염 위험에 노출된 비감염자의 시간당 호흡량, 관리자가 입력하는 재실자의 바이러스 노출시간, 및 시간당 실내공간 내 환기량에 대한 정보를 이용하여 호흡기 감염병이 해당 실내공간에 전파될 위험을 나타내는 공기전파 감염위험도를 산출하는 단계; 및
산출된 공기전파 감염위험도를 사전 설정된 기준과 비교하고, 비교결과 각각에 대해 사전 설정된 작동 레벨(level)에 맞춰서 환기장치를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 환기시스템의 제어방법.As a control method, the ventilation system 100 of claim 1 is provided with a ventilation device 110 that performs a ventilation operation for an indoor space and an integrated controller 120 that controls the ventilation device 110,
For each indoor space, the number of infected people present in the indoor space is identified and counted, the amount of ventilation within the indoor space per hour is calculated, the emission of infectious agents into the air per hour per infected person is determined, and the risk of airborne infection is determined. Determining the hourly respiratory rate of exposed non-infected people and determining information on the virus exposure time of occupants;
The number of infected people present in the identified indoor space, the emission of infectious agents into the air per hour per infected person, the hourly respiratory rate of non-infected people exposed to the risk of airborne infection, the virus exposure time of occupants entered by the administrator, and the indoor space per hour. Calculating an airborne infection risk indicating the risk of a respiratory infectious disease being spread to the indoor space using information about the amount of ventilation; and
A control method of a ventilation system comprising comparing the calculated airborne infection risk with a preset standard and operating the ventilation device according to a preset operating level for each comparison result.
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