KR20040013679A - 실내 공기 상태 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 주거 공간에 적용되는 실내 공기질 표시 장치는 온도를 표시하는 온도표시부, 습도를 표시하는 습도표시부 및 VCOs가스함유량을 표시하는 공기질표시부로 이루어지는 표시부와 음성메시지를 출력하는 스피커를 포함하며, 그 내부의 제어부가 제어부에 입력되는 온도, 습도 및 VCOs 함유량 신호를 토대로 표시부가 각각의 온도, 습도 및 VCOs함유량을 표시하도록 제어하며, 나아가 VCOs가스의 측정 농도가 소정 농도 이상이라고 판단되는 경우 상기 스피커를 통하여 환기 경고 메시지를 출력하도록 제어하고 있다. 이러한 구성에 의하면 거주자가 온도, 습도 및 공기질등 주거 공간의 환경을 객관적인 지표로 인식할 수 있으므로 환기 및 냉난방 시간등을 효율적으로 결정할 수 있고, 쾌적한 환경 유지와 건강 증진의 효과가 기대될 수 있다.

Description

실내 공기 상태 표시 장치{Display showing variable air conditions of a room}

본 발명은 실내 공기 상태 표시 장치에 관한 것으로, 특히 실내의 공기질,온도 및 습도등 실내의 주요 공기 조건을 디스플레이 장치에 표시하여 거주자에게 적절한 환기 타이밍을 알려주기 위한 실내 공기 표시 장치에 관한 것이다.

아파트나 주택등 주거용 건물은 최근의 환경 친화용 공간에 대한 선호 증대로 거주자에게 쾌적한 환경을 제공하고 클린한 분위기를 유지할 수 있도록 하는 것에 많은 기능의 중점이 옮겨가고 있다. 실내의 거주자가 쾌적한 느낌을 받도록 하는 중요한 요소 중의 하나는 실내와 실외 공기를 교환하는 환기라고 할 수 있는데, 거주자가 객관적인 지표 없이 주로 신체가 느끼는 감각이나 후각에 의존하여 환기를 행하여 온 것이 지금까지의 일반적인 태양이라 할 수 있다. 이러한 인간의 주관적 감각에 의존하는 환기는 단순한 온, 습도 조절면에서 볼 때에는 큰 문제가 없으나, 실내에 잔존하거나 새로이 발생하는 VOCs(volatile organic compounds; 휘발성 유기 화합물)와 같은 유해 물질의 검출과 이에 따른 환기 시기 결정을 위해서는 적용될 수 없다는 근본적인 한계가 있다.

VCOs는 탄소와 수소(CxHy)를 포함하고 있는 유기 화합물로서 주로, 도장, 인쇄, 세탁시설, 유기 합성 공업 및 석유 정제 공업등에 사용되는 용제류에 많이 함유되어 있으며, 벤젠, 톨루엔, 크실렌등과 같은 방향족 화합물이나 양초의 원료가 되는 파라핀, 부탄이나 저비점연료등 생활 주변에서 흔하게 사용되는 유기 물질들이 대부분 VCOs에 포함되어 있다. 이러한 VCOs는 대류권 오존 오염, 성층권, 오존층 파괴 및 지구 온난화등 환경 파괴의 원인이 되고 있으며, 또한 대기 중에서 질소 화합물과 함께 광화학 반응에 참여하여 인체 및 동식물에 유해한 오존등 2차 오염 물질인 광화학 산화물을 형성하는 전구 물질로 작용하여 각종 질병 유발의 원인및 발암 물질 함유로 환경 및 건강에 영향을 끼치는 물질로 인식되고 있다.

이러한 VOCs를 검출하는 것은 실외 환경치의 오염 농도 측정이나 산업 시설물의 유해성 평가에 종종 활용되어 오기는 하였으나, 대개는 세부적이고 정량적인 데이터를 제공함으로써 VCOs의 배출을 규제하거나 화학적으로 제거하기 위한 용도로 활용되어 왔으며, 일반 주거용 공간에서 거주자가 용이하게 식별할 수 있는 보편적인 용도로의 활용은 시도되지 않았다.

그러므로, 본 발명은 아파트등 주거 공간에 있어 VCOs의 농도에 따른 공기질과, 선택적으로 온도 및 습도를 디스플레이 할 수 있는 새로운 유형의 실내 공기질 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가, 본 발명은 복수개의 주거 공간의 각 공기질, 온도 및 습도를 측정하여 각 공간의 공기 상태를 통합적으로 표시 및 모니터링 할 수 있는 실내 공기질 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명의 실내 공기질 표시 장치의 외관 사시도,

도2a 및 도2b는 본 발명의 공기질표시부의 확대도,

도3은 본 발명의 공기질 표시 장치의 내부 구성도, 그리고

도4는 본 발명의 통합형 공기질표시기의 구성도를 개략적으로 도시하는 도면이다.

<도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명>

1 : 공기질 표시 장치10 : 표시부

20 : 스피커12 : 온도표시부

14 : 습도표시부16 : 공기질표시부

38 : 제어부44 : 영상구동드라이버

48 : 음성구동드라이버

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 주거 공간에 적용되는 실내 공기질 표시 장치는 온도를 표시하는 온도표시부, 습도를 표시하는 습도표시부 및 VCOs가스함유량을 표시하는 공기질표시부로 이루어지는 표시부와 음성메시지를 출력하는 스피커를 포함하며, 그 내부의 제어부가 제어부에 입력되는 온도, 습도 및 VCOs 함유량 신호를 토대로 표시부가 각각의 온도, 습도 및 VCOs함유량을 표시하도록 제어하며, 나아가 VCOs가스의 측정 농도가 소정 농도 이상이라고 판단되는 경우 상기스피커를 통하여 환기 경고 메시지를 출력하도록 제어하고 있다. 이러한 구성에 의하면 거주자가 온도, 습도 및 공기질등 주거 공간의 환경을 객관적인 지표로 인식할 수 있으므로 환기 및 냉난방 시간등을 효율적으로 결정할 수 있고, 쾌적한 환경 유지와 건강 증진의 효과가 기대될 수 있다.

나아가, 본 발명의 공기질 표시 장치는 거주자가 보다 용이하게 정보를 알 수 있도록 온도 및 습도 표시부는 숫자로 표시하며, 공기질표시부는 시간의 경과에 따라 VCOs함유량을 연속 그래프로 표시하거나 이산형의 막대그래프로 표시하도록 하고 있으며, 나아가, 실내 공기 상태를 이미지로 표시하는 이미지표시부를 추가로 구비하고 있다.

더욱, 스피커를 통해 출력되는 음성 메시지를 선택하기 위한 메시지설정스위치와 공기질표시부에 표시되는 가스 농도의 표시 범위 시간을 선택하기 위한 타이밍스위치를 추가로 포함하도록 하면 장치의 다양성과 유용성의 폭이 더욱 확대되는 장점이 있다.

나아가, 본 발명은 상술한 공기질 표시 장치를 적어도 둘 이상 포함하며, 각각의 공기질표시장치가 복수의 주거 공간으로부터 각각의 온도, 습도 및 VCOs함유 농도치를 수신하여 각 표시부에 당해 정보를 표시하도록 하는 통합형의 공기질 표시 장치를 제공한다. 이러한 구성에 의하면 각 주거공간의 공기 상태를 시스템 관리 및 모니터링 측면에서 전반적이고 실시간적으로 인식할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부 도면을 참조로 설명하지만, 본 발명의 기술 사상은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

먼저, 도1은 본 발명의 실내 공기질 표시 장치의 외관 사시도를 도시하고 있다. 본 발명의 실내 공기질 표시장치(1)는 바람직하게는 액정 디스플레이로 구성되는 표시부(10)와 케이스 아래에 위치한 스피커(20)를 포함한다. 상기 표시부(10)는 온도를 표시하는 온도표시부(12), 습도를 표시하는 습도표시부(14) 및 VCOs함유량을 표시하는 공기질표시부(16)와 실내 공기 상태를 가령 아바타의 표정 변화로 알기 쉽게 표시하는 이미지표시부(18)로 이루어진다.

온도 및 습도 표시부(12,14)는 디지털화된 숫자로 표시하는 것이 바람직하다. 공기질표시부(16)는 그 확대도인 도2a에 도시한 것과 같이 시간의 경과에 따라 VCOs함유량(오염도)을 연속 그래프로 표시하거나 도2b에 도시한 것과 같은 이산형의 막대그래프로 표시할 수 있다. 도2a 및 도2b에서 오염도축과 만나는 가장 좌측의 교점은 현재 시간의 농도치를 표시하며, 시간의 경과에 따라 좌측의 그래프 영역은 우측으로 이동하고 우측단의 그래프 정보는 점차 화면상에서 소멸됨과 동시에, 새로이 측정된 농도치 값이 좌측단에 표시되는 방법을 통하여 실시간으로 VCOs 함유량 정보를 제공하게 된다. 또, 도1의 상기 이미지표시부(18)는 공기질의 현 농도가 적당함을 나타내도록 쾌적한 이미지의 아바타를 표시하고 있으나, VCOs의 농도가 임계치를 넘어 선 경우에는 가령 불쾌한 이미지를 표시하는 아바타 모양으로 전환된다. 또한 이들 이미지와 병행하여 온도 혹은 습도의 고저를 표시하는 이미지를 나란히 표시하도록 해도 좋다.

스피커(20)는 VCOs의 농도가 기준치 이상을 상회할 때 환기가 필요하다는 메시지 혹은 필요한 온 습도 정보를 거주자에게 전달하기 위한 것이다.

또, 도1에서 메시지설정스위치(Ms)는 스피커(20)를 통해 출력되는 음성 메시지를 선택하기 위한 스위치이며, 타이머스위치(Ts)는 공기질표시부(16)에 표시되는 가스 농도의 표시 범위 시간을 선택하기 위한 스위치이다.

이상 서술한 본 발명의 실내 공기질 표시장치의 외관 구성은 사용 조건에 따라 다양한 변경이 가능함은 물론이다.

도3은 본 발명의 공기질 표시 장치의 내부 구성도를 도시하고 있다. 온도 센서(30)는 열전대형 혹은 서미스터형이 일반적인데, 센서 내부에서 증폭된 전류값이 아날로그신호(t1)로서 A/D컨버터(36)로 입력되면 이 A/D컨버터(36)에 의해 변환된 디지털 신호(t2)가 CPU로 이루어지는 제어부(38)로 전달된다. 제어부(38)는 ROM(42)에 코딩된 고유의 프로그램에 따라 온도 신호가 입력된 경우에는 영상구동드라이버(44)에 데이터 신호와 함께 클록신호 및 인에이블링 신호등을 포함하는 제어신호(c)를 전송하며, 영상구동드라이버(44)는 제어신호(c)를 토대로 표시부(10)의 각 도트를 점멸하기 위한 구동신호(d)를 표시부에 전달한다. 이러한 과정을 통하여 표시부(10)의 온도표시부(12)에 현재 측정된 온도가 숫자로 표시되게 된다.

다음, 습도센서(32)로는 세라믹 습도 센서, 전해질 습도 센서, 열전도 습도 센서등을 사용하여 전압이나 주파수를 신호치로 하거나, 혹은 두 개의 평형 전극 사이에 고분자필름을 배치하여 물분자의 양에 따라 정전용량이 변하도록 한 고분자 습도 센서를 사용할 수 있다. 습도 센서(32)의 측정치를 토대로 표시부(10)의 습도 표시부(14)에 습도가 표시되는 과정은 전술한 것과 같으므로 생략한다.

다음, 가스센서(34)로는 적외선 흡수법, 반도체법, 접촉연소법등을 이용한다양한 센서가 활용될 수 있다. 적외선 흡수법을 이용한 센서는 도시가스의 주원료인 CH4, C3H8등을 포함하는 각 기체 분자가 독특한 적외선에 대한 흡수스펙트럼을 갖는다는 점을 이용한 센서로서 가스 선택의 선택성과 신뢰성이 높으나, 정확한 검출을 위해서는 온도 구배를 보정해야 하는 단점이 있다. 반도체법을 이용하는 센서는 공기 성분과 반도체 표면의 화학적인 상호 작용에 의해 그 표면의 전도 전자의 밀도 변화가 생긴다는 원리를 이용하는 것으로 측정된 감도는 센서 내부 소자의 저항 변화율로 나타나서 전압치로 공급된다. VCOs에 속하는 기체는 산소, 수소나 일산화탄소에 비하여 동일 농도를 기준으로 2배 이상 감도가 높으므로 하위 임계치를 설정하고 이 임계치를 넘어서는 감도만을 VCOs에 해당하는 저항값으로 누적 계산하도록 하는 것이 좋다. 또, 접촉 연소법을 이용하는 센서는 CH4, C3H8, C4H10등과 같은 탄화수소계의 가스 농도 검출에 특히 적합한데, 가스에 대한 감지가 거의 무시되는 기준소자와 촉매가 도입된 감지소자를 다른 두 개의 저항과 연결하여 브릿지 회로를 만들고 이 회로에 가스를 주입할 때 생기는 전압 변화량을 감도로서 측정하는 방식을 채용하고 있다.

상술한 가스 센서(34)는 그 내부에서 증폭된 전압값등의 아날로그신호(g1)를 A/D컨버터(36)로 전달하고 A/D컨버터(36)는 이를 디지털 신호(g2)로 변환하여 제어부(38)로 전송한다. RAM(40)에는 VOCs함유 가스의 환기 기준치 값이 설정되어 있다. 제어부(38)는 ROM(42)에 코딩된 프로그램에 따라, 입력된 디지털신호(g2)값과 상기 환기기준치 값을 비교하여 전자가 후자 이상인 경우에는 RAM(40)에 기억된 음성지시데이타를 토대로 음성구동드라이버(48)에 구동신호(s)를 출력하고, 음성구동드라이버(48)는 변/복조 및 증폭과정을 거친 음성신호를 스피커(20)로 전달한다. 그러면, 스피커(20)에서는 가령 "환기가 필요합니다."라는 음성메시지가 출력되게 된다. 상기한 음성 출력 프로세스와 동시에 상기 제어부(38)는 영상구동드라이버(44)에 제어신호(c)를 전송하며, 영상구동드라이버(44)는 제어신호(c)를 토대로 표시부(10)의 각 도트를 점멸하기 위한 구동신호(d)를 표시부에 전달한다. 이러한 과정을 통하여 표시부(10)의 공기질표시부(16)에 현재 측정된 가스 농도가 그래프로 표시되게 된다. 또, 과거의 공기질 표시 정보는 그래픽 장치의 버퍼메모리에 저장되어 있으므로 영상구동드라이버(44)의 제어에 의하여 도2의 화면 우측으로 이동하여 표시되게 된다.

한편, 상기 디지털신호(g2)값이 상기 환기기준치 값보다 작은 경우에는 제어부(38)는 출력신호(s)를 발생하지 않고, 제어신호(c)만을 영상구동드라이버(44)에 전달하므로 표시부(10)의 화면만이 업데이트 된다.

또, 이상의 과정에서 이미지표시부(18)에 표시되는 이미지는 제어부(38)에서 디지털신호(g2)값과 환기기준치 값을 비교한 결과에 따라 해당하는 제어신호(c)를 변경함으로써 전환된다.

다음, 메시지설정스위치(Ms) 및 타이머스위치(Ts)의 설정값은 제어부(38)를 통하여 RAM(40)의 각 테이블에 저장된 메시지 및 타이밍데이타를 지시하게 되며, 이전과 달리 설정된 메시지 및 타이밍 신호가 있는 경우 이들은 제어부(38)를 통하여 각 구동 드라이버(44,48)의 종전 신호(c,s)를 변경시켜 공기질표시부(16)의 시간축을 가령 12시간 히스토리를 나타나게 하거나(도2에서는 24시간 기준으로 표시되어 있다.) 스피커(20)의 출력메시지를 변경시킨다. 스위치(Ms,Ts)값은 원하는 경우 언제나 거주자에 의해 설정 가능함은 물론이다.

상기한 바에서 온도표시부(12), 습도표시부(14), 공기질표시부(16) 및 이미지표시부(18)는 하나의 액정 디스플레이 패널로 구현되거나, 각 부분별로 별도의 액정 디스플레이 패널이나 발광 다이오드 패널을 선택하여 구현할 수 있다. 후자의 경우를 고려하여 영상구동드라이버(44)의 변형된 적용이 가능하며, 이는 본 명세서의 기술 사상 범위내에서 자명하게 변형 실시될 수 있다.

이상은 공기질표시장치(1)내부 구성의 일례를 도시하였으나, 거주자가 알기 힘든 습도의 적절 상태를 음성 신호로 출력하기 위해서 제어부(38)가 디지털신호(h2)값과 RAM(40)내의 습도기준치 값을 비교하여 전자가 후자보다 낮은 경우에는 가령 "건조합니다."라는 메시지를 출력하게 하거나, 온도 상태를 알려주기 위한 메시지를 출력하는 것과 같은 프로세스를 추가하는 것등 다양한 변경도 가능하다.

다음, 도4는 본 발명의 통합형 공기질표시기(100)의 구성도를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 통합형 공기질표시기(100)는 상술한 각각의 공기질표시기(1,1,1)를 복수개 구비한 것으로 각 공기질표시기(1,1,1)는 가령 큰방(R1), 작은방(R2) 및 거실(L)과 유 무선으로 연결되어 각 공간(R1,R2,L)의 온도, 습도 및 공기질상태를 표시하고 있다. 이 경우 적용되는 공기질표시기(1)는 도3의 독립형공기질표시기와 비교하여 온도, 습도 및 가스센서가 각 공간에 외장 설치된다는 점에서 다르다. (200)은 선택스위치로서 사용자의 선택에 의해 공간의공기 상태를 모두 혹은 선택적으로 표시하기 위한 구성이다. 이러한 통합형의 공기질표시기(100)를 가령 거실과 같은 공용공간에 설치하여 두면 각 공간의 공기상태를 필요할 때마다 임의로 모니터링 할 수 있는 장점이 있다.

이상 서술한 본 발명은 온도, 습도는 물론 VCOs가스와 같은 공기질의 상태를 주거자가 용이하게 인식할 수 있는 표시내지 음성으로 전달하므로 환기 요구 시간을 객관적으로 정확히 알 수 있고, 나아가 각 공간의 공기 상태를 토대로 냉, 난방기 혹은 공기청정기등 가전 제품의 운전/정지 시간을 조절할 수 있는 등 쾌적한 환경 유지와 거주자의 건강 보호에 기여하는 효과를 발휘한다.

또한, 아파트나 주택등의 건설 및 보급에 있어 환경 친화적인 제품 옵션으로 수요자의 선택폭을 넓히고 상품 가치를 고양하는 효과를 발휘한다.

Claims (4)

1. 아파트등의 주거 공간에 적용되는 실내 공기질 표시 장치로서, 상기 공기질 표시 장치는 온도를 표시하는 온도표시부, 습도를 표시하는 습도표시부 및 VCOs가스함유량을 표시하는 공기질표시부로 이루어지는 표시부와 음성메시지를 출력하는 스피커를 포함하며,

   상기 공기질 표시장치의 제어부는 제어부에 입력되는 온도, 습도 및 VCOs 함유량 신호를 토대로 상기 표시부가 각각의 온도, 습도 및 VCOs함유량을 표시하도록 제어하며, 나아가 상기 VCOs가스의 측정 농도가 소정 농도 이상이라고 판단되는 경우 상기 스피커를 통하여 환기 경고 메시지를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 표시 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 온도 및 습도 표시부는 숫자로 표시되며, 상기 공기질표시부는 시간의 경과에 따라 VCOs함유량을 연속 그래프로 표시하거나 이산형의 막대그래프로 표시하고, 더욱 상기 공기질 표시 장치는 실내 공기 상태를 이미지로 표시하는 이미지표시부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 표시 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 스피커를 통해 출력되는 음성 메시지를 선택하기 위한 메시지설정스위치 및 공기질표시부에 표시되는 가스 농도의 표시 범위 시간을 선택하기 위한 타이밍스위치를 추가로 포함하며, 상기 제어부는 상기 스위치들의 선택 정보를 입력 받아 음성메시지 및 타이밍 값을 설정하는 것을 특징으로 하는 공기질 표시 장치.
4. 제1항의 공기질 표시 장치를 적어도 둘 이상 포함하며, 상기 각각의 공기질표시장치는 복수의 주거 공간으로부터 각각의 온도, 습도 및 VCOs함유 농도치를 수신하여 각 표시부에 당해 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 통합형 공기질 표시 장치.