KR20060014157A - Control apparatus for ventilation system and control method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실내 공간을 환기하기 위한 환기 시스템, 상기 실내 공간의 오염을 감지하기 위한 실내오염 감지센서, 및 상기 실내오염 감지센서의 기준값과 최고 출력을 비교하여 그 차가 설정값 보다 크면 상기 기준값을 재설정하는 제어부를 포함한다.The present invention compares the reference value and the maximum output of the ventilation system for ventilating the indoor space, the indoor pollution detection sensor for detecting the contamination of the indoor space, and the indoor pollution detection sensor and resets the reference value if the difference is greater than a set value. It includes a control unit.
본 발명에 따르면, 실내오염을 감지하는 실내오염 감지센서의 기준값을 재설정함으로써 센서 오차에 의한 악영향을 배제할 수 있어서 저가의 센서를 사용하더라도 실내공기의 오염을 정확하게 감지할 수 있어 경제적 부담을 줄이면서도 제품의 신뢰성을 더욱 높일 수 있다.According to the present invention, by resetting the reference value of the indoor pollution detection sensor for detecting indoor pollution, it is possible to eliminate the adverse effect of the sensor error, even if the low-cost sensor can accurately detect the pollution of the indoor air, while reducing the economic burden Product reliability can be further increased.
Description
도 2는 이산화탄소의 농도에 대한 이산화탄소 감지센서의 출력 특성을 나타낸 도면이다.2 is a view showing the output characteristics of the carbon dioxide sensor for the concentration of carbon dioxide.
도 3은 이산화탄소의 농도에 대한 이산화탄소 감지센서의 출력 전압을 나타낸 도면이다.3 is a view showing the output voltage of the carbon dioxide sensor for the concentration of carbon dioxide.
도 4는 이산화탄소 감지센서의 출력 전압에 대한 기준값의 관계를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a relationship between a reference value and an output voltage of a carbon dioxide sensor.
도 5는 본 발명에 따른 환기 시스템의 제어장치의 블록 구성도이다.5 is a block diagram of a control device of the ventilation system according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따라 이산화탄소 감지센서의 기준값을 재설정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a process of resetting the reference value of the carbon dioxide sensor according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 환기 시스템의 제어방법을 나타내는 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a control method of a ventilation system according to the present invention.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main functions of the drawings *
10 : 제어부10: control unit
11 : 메모리11: memory
20 : 환기 시스템20: ventilation system
30 : 이산화탄소 감지센서30: carbon dioxide sensor
본 발명은 환기 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내오염 감지센서의 기준값을 재설정하는 환기 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ventilation system and a control method thereof, and more particularly, to a ventilation system and a control method for resetting the reference value of the indoor pollution detection sensor.
실내 공간에 거주하는 사람의 호흡 등으로 인하여 실내 공간의 오염이 심화됨에 따라 실내 공기를 배출하고 실외 공기를 급기하여 실내 공간을 청정 상태로 만들어 주는 환기 시스템을 도입하고 있다.As the pollution of indoor space is intensified due to the breathing of people living in the indoor space, a ventilation system is introduced to exhaust indoor air and supply outdoor air to make the indoor space clean.
일반적인 환기시스템은 실내오염 감지센서를 통하여 감지한 실내 오염이 설정 값에 이르면 환기 운전을 자동 수행하도록 되어 있다.The general ventilation system is to perform the ventilation operation automatically when the indoor pollution detected by the indoor pollution detection sensor reaches the set value.
실내 공기 중의 이산화탄소 농도는, 도 1에 도시한 바와 같이, 대기중의 이산화탄소의 농도(표준농도)를 최저로 하여 주기적으로 나타나며 실내에 거주하는 인원수와 활동량 등에 따라 영향을 받지만 대략 24시간을 주기로 일정 패턴으로 나타난다.As shown in FIG. 1, the carbon dioxide concentration in the indoor air is periodically displayed with the lowest concentration (standard concentration) of carbon dioxide in the atmosphere, and is affected by the number of people living in the room and the amount of activity, but is constant every 24 hours. Appears as a pattern.
이산화탄소 감지센서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 이산화탄소의 농도에 대하여 센서 출력전압이 로그(log) 함수적으로 낮게 나타나는 관계가 있다. 도 3에서, 실내 공간의 이산화 탄소의 농도가 350ppm 인 경우에 비하여 1000ppm 인 경우에서 센서의 출력전압이 낮다.As illustrated in FIG. 2, the carbon dioxide sensor has a relationship in which the sensor output voltage is logically low with respect to the concentration of carbon dioxide. In FIG. 3, the output voltage of the sensor is lower at 1000 ppm than at the concentration of 350 ppm of carbon dioxide in the indoor space.
이산화탄소 감지센서는 실내 공기 중의 이산화탄소의 농도에 대응하는 출력 전압을 제어부에 인가하여 환기 운전의 제어에 적용한다. 그런데 시간의 경과에 따라 이산화탄소 감지센서의 기준값이 변화된다. 즉, 이산화탄소의 농도가 동일하더라도 시간이 경과함에 따라 이산화탄소 감지센서의 성능 저하, 실내 환경 등으로 인하여, 도 4와 같이, 센서의 최고 출력이 감소하는 현상(Drift)이 나타난다. 따라서 처음에 이산화탄소 감지센서의 최고 출력으로 기준값이 맞추어져 있지만 시간이 경과하여 Q1과 같이 이산화탄소 감지센서의 출력전압과 기준값의 차이는 커지며, 1일 단위로 기준값을 미세하게 보정하여 주어도 이산화탄소 감지센서의 출력 전압과 기준값의 차이는 더욱 커져서 나타내고 이러한 센서 오차로 인하여 실내 공기 중의 이산화탄소 농도를 정확하게 감지할 수 없게 된다. 특히 가정용 환기 시스템에 주로 채택하고 있는 반도체식이나 고체전해질식을 적용하는 저가의 이산화탄소 감지센서에서 두드러지게 발생한다.The carbon dioxide sensor applies an output voltage corresponding to the concentration of carbon dioxide in the indoor air to the control unit and applies the control to the ventilation operation. However, as time passes, the reference value of the carbon dioxide sensor changes. That is, even if the concentration of carbon dioxide is the same, the maximum output power of the sensor decreases as shown in FIG. 4 due to the deterioration of the performance of the carbon dioxide sensor and the indoor environment. Therefore, the reference value is initially set to the maximum output of the carbon dioxide sensor, but as time passes, the difference between the output voltage and the reference value of the carbon dioxide sensor increases, as in Q1. The difference between the output voltage and the reference value becomes larger and this sensor error prevents accurate detection of the carbon dioxide concentration in the indoor air. This is especially true for low-cost carbon dioxide sensors using semiconductor or solid electrolytes, which are commonly used in home ventilation systems.
이에 따라 이산화탄소의 출력전압이 변화하더라도 그 변화에 따라 이산화탄소 감지센서의 기준값을 재설정하도록 하는 과정, 도 4의 Q2와 같이 센서 최고 출력에 대응되게 기준값을 재설정하여 환기 운전을 효율적으로 수행하는 것이 요구된다.Accordingly, even if the output voltage of the carbon dioxide changes, the process of resetting the reference value of the carbon dioxide sensor according to the change, it is required to efficiently perform the ventilation operation by resetting the reference value corresponding to the sensor maximum output as shown in Q2 of FIG. .
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 저가의 센서를 사용하더라도 실내공기 오염 상태를 정확하게 감지하여 환기운전에 적용할 수 있는 환기 시스템 및 제어방법을 제공함에 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a ventilation system and control method that can be applied to the ventilation operation by accurately detecting the indoor air pollution state even using a low-cost sensor.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실내 공간을 환기하기 위한 환기 시스템; 상기 실내 공간의 오염을 감지하기 위한 실내오염 감지센서; 및 상기 실내오염 감지센서의 기준값과 최고 출력을 비교하여 그 차가 설정값 보다 크면 상기 기준값을 재설정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a ventilation system for ventilating the indoor space; An indoor pollution detection sensor for detecting pollution of the indoor space; And a control unit for comparing the reference value of the indoor pollution detection sensor with the highest output and resetting the reference value if the difference is greater than a set value.
상기 실내오염 감지센서는 일정 주기 마다 적어도 1회의 최고 출력 및 최저 출력을 가진다.The indoor pollution detecting sensor has at least one highest output and the lowest output at regular intervals.
상기 실내오염 감지센서는 이산화탄소의 농도를 감지하는 이산화탄소 감지센서이다.The indoor pollution sensor is a carbon dioxide sensor for detecting the concentration of carbon dioxide.
상기 제어부는 상기 환기 시스템을 제어하여 강제로 환기하고 나서 상기 기준값을 재설정한다.The control unit controls the ventilation system to force the ventilation and then resets the reference value.
상기 실내오염 감지센서의 기준값을 저장하는 메모리를 더 포함한다.The apparatus may further include a memory configured to store a reference value of the indoor pollution detecting sensor.
상기 메모리는 상기 기준값을 재설정할 때 재설정한 기준값을 저장한다.The memory stores the reset reference value when resetting the reference value.
상기 메모리는 순시 정전에 대비하여 저장한 기준값을 보존하기 위한 전기적 소거 가능한 램(EEPROM)이다.The memory is an electrically erasable RAM (EEPROM) for preserving reference values stored in preparation for instantaneous power failure.
상기 제어부는 순시정전이 발생하고 나서 복귀하는 경우 상기 메모리에 저장된 기준값을 적용한다.The controller applies the reference value stored in the memory when the momentary power failure occurs and then returns.
상기 제어부는 시스템 초기화 운전을 마치고 환기 시스템에 의해 강제 환기하고 나서 상기 기준값을 초기 설정한다.The control unit initializes the reference value after the system initialization operation is completed and forced ventilation by the ventilation system.
상기 기준값은 상기 실내오염 감지센서의 출력이 포화되는 상태의 전압이다.The reference value is a voltage at which the output of the indoor pollution detection sensor is saturated.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실내 공간을 환기 운전하기 위한 환 기 시스템과 상기 실내 공간의 오염을 감지하기 위한 실내오염 감지센서을 구비한 환기시스템의 제어방법에 있어서, 시스템 초기화 운전을 하고, 초기화 운전을 마친 경우 상기 환기 시스템을 이용하여 강제 환기한 후 상기 실내오염 감지센서의 출력을 감지하고, 상기 실내오염 감지센서의 최고 출력과 기준값을 비교하고, 상기 실내오염 감지센서의 최고 출력과 기준값의 차가 설정값보다 큰 경우 상기 실내오염 감지센서의 기준값을 재설정하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, in the control method of the ventilation system having a ventilation system for ventilating the indoor space and the indoor pollution detection sensor for detecting the contamination of the indoor space, the system initialization operation, When the initialization operation is completed, after forced ventilation by using the ventilation system, the output of the indoor pollution detection sensor is detected, the maximum output and the reference value of the indoor pollution detection sensor are compared, and the maximum output and the reference value of the indoor pollution detection sensor. If the difference is greater than the set value, characterized in that for resetting the reference value of the indoor pollution detection sensor.
상기 실내오염 감지센서는 이산화탄소 농도를 감지하며, 상기 이산화탄소 농도는 일정 시간 마다 저장한다.The indoor pollution sensor detects the carbon dioxide concentration, and the carbon dioxide concentration is stored every predetermined time.
상기 이산화탄소 농도가 환기 운전을 개시하기 위해 설정한 환기개시 설정값 보다 크면 환기 운전을 개시하고 상기 이산화탄소 농도가 환기 운전을 종료하기 위해 설정한 환기종료 설정값 보다 작으면 환기 운전을 종료한다.If the carbon dioxide concentration is greater than the ventilation start setting value set to start the ventilation operation, the ventilation operation is started, and if the carbon dioxide concentration is smaller than the ventilation end setting value set to end the ventilation operation, the ventilation operation is terminated.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 따른 환기 시스템의 제어장치의 블록 구성도이다.5 is a block diagram of a control device of the ventilation system according to the present invention.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 환기 시스템의 제어장치는 실내 공간의 이산화탄소 농도를 감지하는 이산화탄소 감지센서(30)와 이산화탄소 감지센서의 출력에 따라 환기 시스템(20)을 제어하여 환기 운전을 수행하는 제어부(10)를 구비한다. As shown, the control device of the ventilation system according to the present invention performs a ventilation operation by controlling the
또한 본 발명은 이산화탄소 감지센서의 기준값을 저장하는 메모리(11)를 포함한다. 메모리(11)는 순시 정전이 발생하더라도 저장 데이터를 보존하는 전기적 소거 가능 롬(EEPROM)으로 구현한다.The present invention also includes a
환기시스템(20)은 실내공기를 밖으로 배출하고 실외 공기를 급기하기 위한 급기팬, 실내팬, 전열교환기 등의 구성품을 포함한다.The
제어부(10)는 이산화탄소 감지센서(30)의 출력전압에 따라 이산화탄소 감지센서의 기준값을 재설정한다. 이렇게 이산화탄소 감지센서(30)의 기준값을 설정할 때, 제어부(10)는 환기 운전을 강제적으로 실시한 후 센서의 최고 출력을 기준값으로 결정한다.The
도 6에 도시한 바와 같이, 이산화탄소 감지센서의 최고 출력(K1)은 초기의 기준값과 일치하고, 시간이 경과하는 경우 이산화탄소 감지센서의 최고 출력(K2)과 기준값의 차이가 있는데, 그 차이는 허용할 수 있는 정도이다. 더 많은 시간이 경과하여 시점(Ta)에서 이산화탄소 감지센서의 최고 출력(K3)과 기준값의 차이는 설정값 보다 커지게 된다. 이때 제어부(10)는 환기 시스템(20)을 제어하여 강제 환기 운전한 후 센서의 최고 출력(K4)에 일치되게 기준값을 재설정한다.As shown in FIG. 6, the maximum output K1 of the carbon dioxide sensor matches the initial reference value, and when time passes, there is a difference between the maximum output K2 and the reference value of the carbon dioxide sensor, and the difference is allowed. That's enough. As time elapses, the difference between the peak output K3 of the carbon dioxide sensor and the reference value becomes larger than the set value at the time Ta. At this time, the
시스템에 전원이 공급되면 초기화 운전하는데, 초기환 운전하는 경우 강제 환기 운전에 앞서 센서가 정상 능력을 발휘하도록 설정시간 예를 들어 20분 동안 전원을 인가받고 대기 상태(aging)를 유지한다. 다만, 순시정전이 발생한 후 복귀하는 경우에는 메모리(11)에 저장된 기준값을 적용할 수 있기 때문에 강제 환기 운전만을 수행하도록 한다.When the power is supplied to the system, the initial operation is performed. In the initial operation, the sensor is supplied with power for a set time, for example, 20 minutes, to maintain the normal capability before the forced ventilation operation. However, when returning after instantaneous power failure, only the forced ventilation operation may be performed because the reference value stored in the
상기 구성을 갖는 본 발명에 따른 환기 시스템의 제어방법을 설명한다.The control method of the ventilation system which concerns on this invention which has the said structure is demonstrated.
먼저, 시스템에 전원이 공급되면 설정시간 동안 초기화 운전한다(101). 초기 화 운전에서 이산화탄소 감지센서(30)는 정상 감지 능력을 발휘하기 위한 대기 상태(aging)가 되며, 통상 20분 소요된다. 초기화 운전을 마치고, 제어부(10)는 환기시스템(20)을 제어하여 실내 공간을 강제 환기하는데, 도시하지 않은 급기팬과 배기팬을 구동하여 실내 공기를 배출하고 실외 공기를 실내 안으로 급기한다(103).First, when power is supplied to the system, it initializes for a set time (101). In the initial operation, the
강제 환기를 마치고 나서 제어부(10)는 이산화탄소 감지센서(30)의 출력이 포화되어 최고 출력에 도달한 상태인지 판단한다(105). 그 판단 결과 센서 출력이 포화된 경우 이산화탄소 감지센서(30)의 최고 출력으로 기준값을 초기 설정하고(107), 초기 설정한 기준값(Cb)을 메모리(11)에 저장한다(109).After completing the forced ventilation, the
기준값을 초기 설정한 후, 제어부(10)는 이산화탄소 감지센서(30)를 통해 감지한 이산화탄소 농도가 환기 운전을 개시하기 위해 사전 설정한 환기개시 설정값 보다 큰 지를 판단한다(111). After initial setting the reference value, the
제어부(10)는 순시정전이 발생한 후 복귀하는 경우 별도의 초기화 운전은 하지 않고 바로 환기 시스템(20)을 제어하여 실내 공간을 강제 환기하고(102), 동작 111로 진행한다.The
동작 111에서 이산화탄소 농도가 환기개시 설정값 보다 큰 경우 제어부(10)는 환기 시스템(20)을 제어하여 실내 공간을 환기한다(113). 환기 운전하는 동안 이산화탄소 농도가 환기 운전을 종료하기 위해 사전 설정한 환기종료 설정값 보다 작은 지를 판단한다(115). 이산화탄소 농도가 환기종료 설정값 보다 작은 경우 제어부(10)는 환기 시스템(20)을 제어하여 환기 운전을 정지한다(117).If the carbon dioxide concentration is greater than the ventilation start setting value in
동작 117에서 환기 운전을 정지하거나 동작 111에서 이산화탄소 농도가 환기 개시 설정값 보다 크지 않은 경우 설정한 기준 시간 마다 이산화탄소 감지센서(3)를 통해 감지한 이산화탄소 농도 즉 센서의 출력을 메모리(11)에 저장한다(119).If the ventilation operation is stopped in
이어 제어부(10)는 최근까지의 시간 예를 들어 최근 24 시간 동인 감지한 이산화탄소 농도 중 최저값 즉 센서의 출력 중 가장 큰 최고 출력(Ca)을 체크하고(121), 그 최고 출력(Ca)이 메모리(11)에 저장된 기준값(Cb) 보다 큰지를 판단한다(123). 최고 출력(Ca)이 기준값(Cb) 보다 크면 최고 출력(Ca)으로 기준값을 갱신하고(125), 갱신한 기준값(Ca)을 메모리(11)에 저장하고(127), 동작 111로 진행한다.Subsequently, the
동작 123의 판단결과 최고 출력(Ca)이 메모리(11)에 저장된 기준값(Cb) 보다 크지 않은 경우, 저장된 기준값과 최고 출력의 차(Cb-Ca)가 설정값(Cg)보다 큰지를 판단한다(129). 그 판단 결과 차가 설정값 보다 크면 동작 103 내지 동작 109에 따라 강제 운전하고 기준값을 재설정한다.If the maximum output Ca is not greater than the reference value Cb stored in the
동작 129의 판단결과 차가 설정값 보다 크지 않으면 동작 111로 진행한다.If the difference is not greater than the set value as a result of the determination of
이상과 같이 본 발명에 따르면, 실내오염을 감지하는 실내오염 감지센서의 기준값을 재설정함으로써 센서 오차에 의한 악영향을 배제할 수 있고, 이로써 저가의 센서를 사용하더라도 실내공기의 오염을 정확하게 감지할 수 있어 경제적 부담을 줄이면서도 제품의 신뢰성을 더욱 높일 수 있다.According to the present invention as described above, by resetting the reference value of the indoor pollution detection sensor for detecting indoor pollution, it is possible to exclude the adverse effect of the sensor error, thereby accurately detecting the contamination of the indoor air even using a low-cost sensor It can reduce the economic burden and increase the reliability of the product.
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