KR20070019355A

KR20070019355A - 환기시스템 및 그 운전방법

Info

Publication number: KR20070019355A
Application number: KR1020050074252A
Authority: KR
Inventors: 김정연
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-08-12
Filing date: 2005-08-12
Publication date: 2007-02-15
Also published as: EP1752715A1; CN100491851C; CN1912482A

Abstract

본 발명은 환기시스템 및 그 운전방법에 관한 것으로, 실내공기를 실외로 배출시키고 실외공기를 실내로 유입시키는 환기유닛과, 상기 실내공기를 정화하는 공기청정유닛과, 실내 오염도를 측정하는 실내오염 감지부와, 실외 오염도를 측정하는 실외오염 감지부와, 상기 실내 오염도와 실외 오염도의 크기를 비교하여 상기 환기유닛 및 공기청정유닛의 구동여부를 결정하는 제어부를 포함한다.

Description

환기시스템 및 그 운전방법{A ventilation system and a driving method thereof}

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 환기시스템의 단면도이다.

도2는 도1에 도시한 환기시스템의 공기청정유닛을 상세하게 도시한 사시도이다.

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 환기시스템의 제어구성을 보인 블록도이다.

도4는 도1 내지 도3에 도시한 환기시스템의 운전방법을 도시한 흐름도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10:공기청정유닛 20:환기유닛

24:전열교환기 22c:급기팬

23c:배기팬 54:송풍팬

90:제어부 91:실내오염 감지부

92,96:이산화탄소 센서 93,97:유해물질센서

94,98:먼지센서

본 발명은 환기시스템 및 그 운전방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내공기의 오염도 뿐만 아니라 실외공기의 오염도도 함께 고려하여 환기유닛 또는 공기청정유닛을 구동시키는 환기시스템 및 그 운전방법에 관한 것이다.

일반적으로 사무실과 같은 밀폐된 공간에서 여러 사람이 활동하게 되면 시간이 지남에 따라 이산화탄소의 증가 등에 의해 공기의 질이 저하된다. 따라서 수시로 실내공기를 실외의 신선한 공기와 교체해 주는 것이 필요한데, 이를 위해 고안된 것이 환기장치이다. 종래에 사용된 환기장치는 다양한 형태가 있으나 최근 에는 전열교환기를 구비하여 열손실 없이 환기가 이루어지도록 하는 환기장치가 널리 사용되고 있다.

그러나 이러한 환기장치는 실내공기를 배출시키고 실외공기가 유입되게 할 수는 있으나 실내공기를 정화할 수 있는 기능이 없어 실내공기의 정화를 위해서는 사용자가 별도로 공기청정기를 사용하여야 하는 불편함이 있었다. 이러한 불편함을 고려하여 대한민국 공개특허 특2005-10366호에 개시된 바와 같이 공기청정과 환기를 모두 수행할 수 있는 환기시스템이 개발되었다.

위 시스템은 환기유닛, 공기청정유닛, 실내의 이산화탄소의 농도를 감지하기 위한 가스센서, 가스센서에 의해 감지된 이산화탄소의 농도에 따라 환기모드 또는 공기청정모드를 수행하기 위해 환기유닛 또는 공기청정유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 실내의 이산화탄소 농도를 측정하여 실내의 이산화탄소 농도가 높으면 환기유닛이, 반대로 실내의 이산화탄소 농도가 낮으면 공기청정유닛이 구동되도록 하였다.

그러나 이와 같은 공기청정기능이 결합된 종래의 환기시스템은 실내공기의 이산화탄소 농도만을 기준으로 환기여부를 결정하므로 경우에 따라 환기에 의해 실내공기 보다 더 오염된 실외공기가 실내로 유입되는 문제점이 있었다. 즉, 실내공기 보다 실외공기의 질이 더 좋지 않은 경우(예를 들어 황사발생시)에도 실내공기의 이산화탄소 농도가 높으면 환기유닛을 구동시키므로 환기에 의해 오히려 실내공기의 질이 더 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 실내공기와 실외공기의 오염도를 모두 고려하여 환기여부를 결정하는 환기시스템 및 그 운전방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실내공기를 실외로 배출시키고 실외공기를 실내로 유입시키는 환기유닛과, 상기 실내공기를 정화하는 공기청정유닛과, 실내 오염도를 측정하는 실내오염 감지부와, 실외 오염도를 측정하는 실외오염 감지부와, 상기 실내 오염도와 실외 오염도의 크기를 비교하여 상기 환기유닛 및 공기청정유닛의 구동여부를 결정하는 제어부를 포함한다.

또한 상기 제어부는 상기 실내 오염도의 크기가 상기 실외 오염도의 크기보 다 크면 상기 환기유닛이 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제어부는 상기 실내 오염도의 크기가 상기 실외오염도의 크기 보다 작거나 같으면 상기 공기청정유닛은 구동되고 상기 환기유닛은 구동되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 실내오염 감지부 및 실외 오염 감지부는 먼지를 감지하는 먼지센서와, 이산화탄소를 감지하는 이산화탄소 센서와, 유해물질을 감지하는 유해물질 센서 중에서 적어도 하나의 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 실내오염도와 실외 오염도를 측정하고, 상기 실내 오염도와 실외 오염도의 크기를 비교하고, 상기 실내 오염도의 크기가 상기 실외 오염도의 크기보다 크면 환기유닛을 구동하고, 상기 실내오염도의 크기가 상기 실외 오염도의 크기보다 작거나 같으면 공기청정유닛을 구동하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 도 1및 도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 환기시스템은 실내에 마련된 공기청정유닛(10)과, 공기청정유닛(10)에 연결되어 실내공기를 환기시키는 환기유닛(20)을 포함한다.

환기유닛(20)은 외형을 이루는 몸체(21) 내부에 각각 입구(22a,23a)와 출구(22b,23b)를 구비하는 급기유로(22)와 배기유로(23)가 형성되며, 급기유로(22)와 배기유로(23)의 일측에는 각각 급기팬(22c)과 배기팬(23c)이 형성된다. 또한 급기유로(22)와 배기유로(23)는 상호 교차되도록 마련되고, 이러한 급기유로(22)와 배기유로(23)의 교차부에는 배기유로(23)의 공기와 급기유로(22)의 공기가 상호 열교 환되도록 하는 전열교환기(24)가 설치된다. 전열교환기(24)는 환기유닛(20)을 통해 실내로 급기되는 실외공기가 환기유닛(20)를 통해 실외로 배기되는 실내공기와 열교환되도록 함으로써 실내로 유입되는 실외공기와 실내공기 사이의 온도차가 줄어들도록 하기 위한 것이다.

위 환기유닛(20)은 급기팬(22c)이 구동됨에 따라 급기유로(22)의 입구(22a)를 통해 유입된 공기가 급기유로(22)의 출구(22b)를 통해 몸체(21) 외부로 토출되도록 하며, 배기팬(23c)이 구동됨에 따라 배기유로(23)의 입구(23a)를 통해 유입된 공기가 배기유로(23)의 출구(23b)를 통해 몸체(21) 외부로 토출되도록 하는데, 급기유로(22)의 출구(22b)와 배기유로(23)의 입구(23a)에는 각각 공기청정유닛 본체(10)와 환기유닛(20) 사이를 연결하는 급기덕트(31)와 배기덕트(32)의 일단이 연결되며, 급기덕트(31)와 배기덕트(32)의 타단에는 실내 벽면을 통해 실내공간 내부로 연장되는 연장부(31a,32a)가 마련된다.

한편, 공기청정유닛 본체(10)의 후면에는 실내로 연장된 각 덕트(31,32)의 연장부(31a,32a)가 결합되는 덕트연결부(40)가 마련되고, 이러한 덕트연결부(40)에는 급기덕트(31)와 연결되도록 마련된 외기유입구(41)와 배기덕트(32)와 연결되도록 마련된 내기배출구(42)가 형성된다.

본체(10) 내부공간은 외기유입구(41)와 통하도록 넓게 마련된 우측의 급기공간(50)과 내기배출구(42)와 통하도록 좁게 마련된 좌측의 배기공간(60)이 구획판(43)을 통해 상호 구획되도록 마련되며, 이때 배기공간(60)의 전면에는 실내공기가 배기공간(60) 내부로 유입되도록 내기유입구(61)가 마련되고, 이러한 배기공간(60) 은 배기공간(60)을 통한 공기의 소통이 원활하게 이루어지도록 본체(10)의 내측면을 따라 형성된다.

또한, 급기공간(50)은 그 내부를 상하로 구분하는 구분판(44)을 통해 상측의 제1급기공간(70)과 하측의 제2급기공간(80)으로 구분되며, 제1급기공간(70)의 전면에는 급기공간(50) 내부의 공기를 실내로 토출시키기 위한 토출구(51)가 마련되고, 제2급기공간(80)의 하면에는 실내공기가 급기공간(50) 내부로 유입되도록 형성된 흡입구(52)가 마련된다.

또한, 흡입구(52) 상부의 제2급기공간(80)에는 흡입구(52)를 덮도록 마련된 것으로 흡입구(52)를 통해 급기공간(50) 내부로 유입된 실내공기를 여과시키기 위한 필터(53)가 설치되며, 제1급기공간(70)에는 외기유입구(41)와 흡입구(52)를 통해 급기공간(50) 내부로 유입된 공기를 토출구(51) 측으로 송풍시키기 위해 원심팬으로 마련되는 송풍팬(54)이 설치되고, 송풍팬(54)을 회전시키는 송풍팬 모터(55)는 본체(10)의 내측 상면에 고정된다. 또한 구분판(44)에는 제1급기공간(70)과 제2급기공간(80) 내부가 서로 통하도록 연통공(44a)이 형성되고, 이러한 연통공(44a)은 송풍팬(54)의 입구와 대응하는 위치에 마련되며, 제1급기공간(70)에는 송풍팬(54)에 의해 송풍되는 공기를 토출구(51) 측으로 안내하기 위한 송풍가이드(71)가 마련된다.

또한, 배기공간(60)의 중도에는 이러한 배기공간(60)을 통한 공기의 흐름을 개폐하기 위한 배기댐퍼(62)가 마련되고, 외기유입구(41)에는 외기유입구(41)를 개폐하기위한 급기댐퍼(45)가 마련된다. 이러한 급기댐퍼(45) 및 배기댐퍼(62)는 공 기청정유닛 본체(10)가 실내 공기청정기능만을 수행하도록 하거나 환기기능을 수행할 수 있도록 하는 것으로, 각각 회전 가능하도록 마련된 개폐부재(45a,62a)와, 개폐부재(45a,62a)를 회전시키는 급기댐퍼모터 및 배기댐퍼모터(45b,62b)를 구비한다.

덕트연결부(40)의 하부에 위치되는 외기유입구(41)는 제2급기공간(80)의 측면에 형성되게 되며, 이러한 외기유입구(41)를 통해 제2급기공간(80) 내부로 유입되는 공기는 구분판(44)과 필터(53) 사이를 경유하여 연통공(44a)을 통해 제1급기공간(70) 내부로 유입되게 된다.

도3에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 환기시스템은 도1 및 도2에 도시한 장치외에 실내공기의 오염도를 측정하는 실내오염 감지부(91)와, 실외공기의 오염도를 측정하는 실외오염 감지부(95)와, 복수의 모터(55,97,98,45b,62b)를 구동하는 모터구동부(99)와, 실내공기의 오염도 및 실외공기의 오염도에 따라 환기유닛(20) 또는 공기청정유닛(10)을 구동시키는 제어부(90)을 포함한다.

실내오염 감지부(91)는 이산화탄소(CO₂)의 농도를 측정하는 이산화탄소 센서(92)와, 포름알데히드, VOCs 등의 독성물질을 검지하는 유해물질센서(93)와, 먼지를 검지하는 먼지센서(94)를 포함하여 실내공기의 오염도를 측정한다. 이 때 이산화탄소 센서(92)는 이산화탄소를 감지할 수 있는 가스센서를 사용하며, 유해물질센서(93)는 각종 유해물질을 감지할 수 있는 가스센서를 사용한다. 또한, 실내오염 감지부(91)는 이산화탄소 센서(92), 유해물질센서(93)를 별도로 구비하지 않고, 하나의 전자코 센서만을 구비하여 이산화탄소 및 각종 유해물질을 감지할 수도 있다. 이러한 실내오염 감지부(91)의 각 센서들은 실내공기와 쉽게 접촉할 수 있는 흡입구(52)의 주위에 설치하는 것이 바람직하다.

실외오염 감지부(95)도 실내오염 감지부(91)와 동일한 센서들(96,97,98)을 구비하여 실외공기의 오염도를 측정하며, 실외오염 감지부(95)의 각 센서들은 실외공기와 쉽게 접촉할 수 있도록 급기유로(22)에 설치함이 바람직하다.

이하에서 도4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 환기시스템의 운전방법을 설명한다. 먼저 실내공기의 오염도를 파악하기 위해 제어부(90)는 실내오염 감지부(91)의 이산화탄소 센서(92), 유해물질센서(93) 및 먼지센서(94)에서 출력된 이산화탄소, 유해물질 및 먼지의 농도를 파악한다(110). 그리고 실외공기의 오염도도 파악하기 위해 실외오염 감지부(95)의 이산화탄소 센서(96), 유해물질센서(97) 및 먼지센서(98)에서 출력된 이산화탄소, 유해물질 및 먼지의 농도를 파악한다.

다음으로 제어부(90)는 실내공기의 오염도와 실외공기의 오염도를 비교하여 실내공기의 오염도가 실외공기의 오염도 보다 큰지 판단한다(112). 이 때 조건의만족여부는 환기시스템이 설치되는 장소에 따라 다르도록 할 수 있다. 예를 들어 실내공기의 이산화탄소, 유해물질, 먼지 농도가 모두 실외공기의 이산화탄소, 유해물질, 먼지 농도 보다 낮을 때 112단계의 조건을 만족(즉, 실내공기의 오염도가 실외공기의 오염도 보다 크다고 판단함)하는 것으로 설정하거나, 실내공기의 먼지농도 는 실외공기의 먼지농도 보다 낮지만 실내공기의 이산화탄소 및 유해물질의 농도가 실외공기의 이산화탄소 및 유해물질의 농도 보다 높으면 112단계의 조건을 만족하는 것으로 설정할 수도 있다.

만약 실내공기의 오염도가 실외공기의 오염도 보다 크면 환기시스템은 환기모드를 수행한다(116). 환기모드에서는 급기댐퍼(45)와 배기댐퍼(62)를 회전시켜 급기유로(22)와 배기유로(23)를 개방하고 급기팬(22c), 배기팬(23c) 및 송풍팬(54)을 구동한다. 그러면 실외공기는 급기유로(22)의 입구(22a)로 흡입되어 송풍팬(54)을 거친 후 토출구(51)에서 배출된다. 또한, 송풍팬(54)의 구동에 의해 실내공기는 흡입구(52)에서 흡입되어 필터(53)를 거친 후 토출구(51)로 배출된다(도1의 실선화살표). 이처럼 환기모드에서는 송풍팬(54)을 급기팬(22c)과 함께 구동시켜 환기를 시키면서 부수적으로 실내공기도 정화되도록 한다.

반대로 실내공기의 오염도가 실외공기의 오염도 보다 낮거나 같으면 환기시스템은 공기청정모드를 수행한다(114). 공기청정모드에서는 급기댐퍼(45)와 배기댐퍼(62)를 회전시켜 급기유로(22)와 배기유로(23)를 폐쇄하고 송풍팬(54)을 구동시킨다. 그러면 실내공기는 흡입구(52)로 흡입되어 필터(53) 및 송풍팬(54)을 거친 후에 토출구(51)로 배출된다(도1의 점선화살표). 이 때 급기유로(22) 및 배기유로(23)는 폐쇄되어 있으므로 송풍팬(54)의 구동에 의해 실외공기가 실내로 유입되거나 실내공기가 실외로 배출되지는 않으며 실내공기의 정화동작만 이루어진다.

본 실시예에서는 실내공기의 질을 보다 높이기 위해 환기시에 공기정화도 되는 환기시스템을 예시하였으나 실외에서 실내로 공급되는 공기가 송풍팬(54)을 거 치지 않도록 급기유로(22)를 변경하여 환기모드에서는 환기만 이루어 지도록 할 수도 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 실내공기의 오염도 뿐만 아니라 실외공기의 오염도도 함께 고려하여 환기유닛 및 공기청정유닛을 구동시키므로 환기에 의해 더 오염된 공기가 실내로 공급되는 것을 방지할 수 있다.

Claims

실내공기를 실외로 배출시키고 실외공기를 실내로 유입시키는 환기유닛과,

상기 실내공기를 정화하는 공기청정유닛과,

실내 오염도를 측정하는 실내오염 감지부와,

실외 오염도를 측정하는 실외오염 감지부와,

상기 실내 오염도와 실외 오염도의 크기를 비교하여 상기 환기유닛 및 공기청정유닛의 구동여부를 결정하는 제어부를 포함하는 환기시스템
제1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 실내 오염도의 크기가 상기 실외 오염도의 크기보다 크면 상기 환기유닛이 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 환기시스템
제1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 실내 오염도의 크기가 상기 실외오염도의 크기 보다 작거나 같으면 상기 공기청정유닛은 구동되고 상기 환기유닛은 구동되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 환기시스템
제1항에 있어서,

상기 실내오염 감지부 및 실외 오염 감지부는 먼지를 감지하는 먼지센서와, 이산화탄소를 감지하는 이산화탄소 센서와, 유해물질을 감지하는 유해물질 센서 중에서 적어도 하나의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 환기시스템
실내오염도와 실외 오염도를 측정하고,

상기 실내 오염도와 실외 오염도의 크기를 비교하고,

상기 실내 오염도의 크기가 상기 실외 오염도의 크기보다 크면 환기유닛을 구동하고, 상기 실내오염도의 크기가 상기 실외 오염도의 크기보다 작거나 같으면 공기청정유닛을 구동하는 것을 특징으로 하는 환기시스템의 운전방법