KR20080028157A - 공기환경 제어기 및 공기환경 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내공기환경을 제어하는 방법과 실내공기 환경을 제어하기 위한 장치를 제공하는데, 기존의 측정기가 한 개의 측정치만을 제공할 뿐 공기중에 존재하는 다양한 물질들의 함량을 제공하지는 못하였으며 한 개의 값의 측정치만으로는 실내공기의 환경에 대한 종합적이고 구체적인 정보를 제공하지 못하는 한계가 있었다. 그러나 본원 발명에 의할 때 공기안에 포함된 물질들 중에서 인간에게 영향을 미칠 수 있는 물질들의 함량을 기준치와 함께 종합적으로 표시할 뿐만 아니라 그 함량의 변화를 체크함으로써 실내공기질의 변화와 함께 실내가 어떠한 상황혹은 사고에 처해있는지까지 판단하고 이에 대한 적절한 대처까지 가능하게 한다.

Description

공기환경 제어기 및 공기환경 제어 방법{METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE AIR OF INDOORS}

도1은 본 발명에 따른 공기환경제어기의 구성 블록도를 도시하는 도면.

도2,3은 본 발명에 따른 공기환경제어기의 실시예를 도시하는 도면.

도4는 본 발명에 따른 공기환경제어방법의 순서도를 도시하는 도면.

도5는 본 발명에 따른 공기환경제어의 실시예를 도시하는 도면.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11: 센서부 12: 신호처리부

13: 메모리부 14: 표시부

15: 알람부 16: 외부인터페이스부

17:구동부 18: 중앙처리부

최근 오피스빌딩, 공동주택, 신축건물등에서 많은 사람들이 두통, 집중력 감소, 피로, 어지러움, 두드러기및 붉은 반점등의 다양한 증상을 호소하고 있으며 안좋은 실내 공기 때문에 미국의 한 지방법원에서는 건물 내의 모든 사람들이 대피하 는 소동이 벌어지기도 했으며 우리나라에서도 신축아파트 모델하우스에서 발생하는 각종 오염물질로 인하여 실신사고가 일어나는 경우도 있었으며 이처럼 실내환경의 질에 대한 문제는 사회적으로 큰 이슈가 되고 있다.

일반적으로 이러한 증상을 건물 증후군(Sick Building Syndrome,SBS)라고 한다. 그러나 현재까지의 연구에도 불구하고 건물증후군에 대한 정확한 원인은 아직까지 밝혀진바가 없으며 일반적으로 건물의 기밀성, 건축자재, 사무기기등으로부터 발생되는 오염물질등과 관련되어 있다고 보고 있다. 그러나 SBS는 실내공기오염뿐만 아니라, 온도 습도 및 냄새 등의 물리적환경, 곰팡이와 같은 미생물성 물질 등 다양한 실내 환경적 원인이 복합적으로 발생하는 것으로서 성별, 연령등 사회인구학적 특성, 직급, 근속연수, 업무성격등 업무관련특성 및 업무 만족고등 사회심리학적 특성등이 복합적으로 작용하여 발생하는 것이므로 전반적인 실내환경에 대한 이해가 필요하다.

특히, 오늘날 현대인은 하루의 90%이상을 실내에서 보내며 그 절반이상을 사무실에서 보내기 때문에 오늘날의 오피스환경은 기존의 업무능률 및 생산성 향상을 위한 효율을 갖춰야 할뿐 아니라 삶의 질을 향상시키기 위해서 쾌적한 주거환경이 요청되고 있으며 업무공간에 있어서도 실내 환경문제는 현대건축에서 중요한 과제로 부각되고 있다.

실내공기의 오염도를 측정하기 위해서는 이산화탄소, 일산화탄소, 미생물, 포름알데히드, 석면, 납, 미세먼지등이 공기 안에 얼마나 포함되어 있는지를 알아야 한다. 이산화탄소는 실내에 사람이 모이게 되면 호흡작용에 의해 증가하게 되는 데 그 자체에 의하여 중독을 일으키거나 신체장해를 일으키지는 않지만 두통, 권태, 현기증, 구토, 불쾌감등의 증상을 초래할 수 있는데 이것은 환기의 불량으로 공기의 화학적 조성이 변화하고 온도, 습도등의 변화가 생기기 때문이다. 일산화탄소는 무색무미, 무취의 기체로 무연탄과 각종 유류등 연료의 불환전한 연소로 발생되며 특히 산소의 공급이 부족할 때 그 발생량을 급증시키는데 두통, 구역질, 현기증, 구토, 판단력저하를 가져 올 수 있으며 저산소증에 의한 장기의 손상을 가져 올 수도 있다. 포름알데히드는 혜에 자극을 주고 폐기종을 일으킬 수 있으며 신경계통에 영향을 미칠수도 있으며 석면은 폐암, 소화기계통에 암을 일으킬 수 있다. 이외에도 아황산 가스, 이산화질소, 납, 오존, 라돈등이 실내공기경의 질에 영향을 줄 수 있다. 그러나 실내에서 이러한 물질들의 발생이나 유출에 대하여 종합적으로 실시간으로 감시하는 장비등에 관하여는 소개된 바가 없어서 실내공기의 오염에 그대로 노출되어 있으며 원인을 알 수 없는 사고등에 의하여 석면이나 포름알데히드, 미세먼지등에 노출되어 피해가 직접 일어나기까지는 그 사실을 알 방법이 없었다.

이러한 실내공기의 오염에 대해 일부 물질을 측정할 수 있는 장비들이 있다고 하여도 각각 해당되는 용도에 맞추어서 해당 종류의 물질만을 측정하도록 되어 있기 때문에 이 정보들을 통합하기 위해서는 별도의 단계를 거칠 수 밖에 없었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 단점을 극복하기 위하여 안출된것으로서, 대기중에 있는 이산화탄소, 일산화탄소, 미세먼지등 실내공기를 오염시키는 물질의 농 도를 그 기준치와 함께 제공함으로써 실내공기의 상태를 체크할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 실내공기의 상태가 안좋아 환풍기 작동등의 강제배기가 필요한 경우 적극적으로 공기의 상태를 개선하기 위한 작동을 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 공기환경 제어기에 의한 제어가 불가능하고 소방서등의 외부기관의 도움이 필요한 경우 자동적으로 연결을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 실내공기환경제어방법과 실내공기환경제어장치를 제공하는데, 실내공기환경을 제어하는 방법으로서,

온도, 습도를 포함하여 실내 공기 중에 포함된 물질의 함량을 일정시간마다 측정하는 측정단계와;

상기 측정된 물질의 함량을 기준치와 비교하는 비교단계와;

상기 물질의 함량이 기준치로부터 벗어나는 경우에 이를 외부에 알리는 고지단계를 포함할 수 있다.

상기 측정된 물질의 함량을 기준치와 비교하는 단계는 상기 측정된 물질의 함량의 변화율을 단위시간마다 구하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 고지단계는 통신회선을 통하여 관공서에 연락하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 측정되는 물질은 미세먼지, 이산화탄소, 포름알데히드, 일산화탄소, 이 산화질소, 라돈, 휘발성유기화합물, 석면, 오존 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

실내공기환경제어장치로서,

한군데이상의 장소에서 공기에 포함되있는 물질을 감지하기 위한 센서부와;

상기 센서부로부터 측정된 측정값을 저장하기 위한 메모리부와;

상기 센서부로부터 측정된 공기내의 함량을 상기 물질의 이름과 함께 표시하는 표시부와;

상기 표시부에 표시된 측정값이 기준치 값을 넘는 경우에 시각적인 정보와 청각적인 정보로서 위급함을 알리기 위한 알람부와;

상기 센서부, 메모리부, 표시부, 알람부를 포함하여 실내공기환경제어장치의 작동을 제어하기 위한 중앙처리부와;

실내공기환경제어장치와 외부와의 통신을 위한 외부인터페이스부를 포함할 수 있다.

상기 센서부에서 측정되는 물질은 미세먼지, 이산화탄소, 포름알데히드, 일산화탄소, 이산화질소, 라돈, 휘발성유기화합물, 석면, 오존중 하나 이상일 수 있다.

상기 외부인터페이스부는 상기 메모리부의 데이터를 전송하기 위한 통신포트, 외부 기관에의 전화연락을 위한 전화선연결부, 네트워크 상으로의 데이터 전송을 위한 네트워크 연결부 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도1은 본 발명에 따라는 실내환경제어기의 구성을 도시하는 블록도이다. 상기 실내환경 제어기는 온도, 습도를 포함하여 미세먼지, 단에는 주위의 온도와 습도를 표시하는 부분이 있으며 그 아래쪽으로는 미세먼지, 이산화탄소, 포름알데히드, 일산화탄소, 이산화질소, 라돈, 휘발성 유기화합물, 석연, 오존등의 함량을 측정하여 실내공기의 상태를 측정하는 센서부(10)와 상기 센서부의 신호들을 받아 실내환경제어기에서 사용할 수 있는 디지털데이터로 변환하는 신호처리부(12)와 측정된 정보들과 실내환경 제어기의 각종 정보를 저장하기 위한 메모리부(13)와 측정된 정보들을 표시하기 위한 표시부(14)와 측정된 값들이 기준값을 넘어가는 경우 경보를 울리기 위한 알람부(15)와 측정된 값이 기준값을 크게 초과하여 즉각적인 외부에서 즉각적인 조치가 취해지기 위해 외부와 연결하기 위한 외부인터페이스부(16)와 외부에서의 조치가 취해지기 전의 임시 조치나 장치자체에서의 조치로 해결이 가능한 경우 실내환경 제어기가 직접 외부의 장치를 구동시키기 위한 구동부(17)와 이러한 구성부분을 제어하기 위한 중앙처리부(18)를 포함할 수 있다. 구동부는 전동창문, 가스밸브, 누전차단기등의 장치를 작동시키거나 개폐하도록 동작한다.

도2는 상기한 바와 같은 실내환경 제어기의 일실시예를 도시하는 도면이다. 센서부는 온도와 습도를 포함하여 미세먼지, 이산화탄소, 포름알데히드, 일산화탄소, 이산화질소, 라돈, 휘발성 유기화합물, 석연, 오존등의 함량을 측정하는 센서를 포함하여 구성된다. 상기 물질을 검출해내기 위한 센서는 공지된 것으로서 본 발명에서는 이것에 대한 자세한 기술을 생략한다. 그러나 상기 물질은 예시로서 실 내공기의 질에 영향을 줄 수 있는 물질이라면 본 발명에 따른 제어기에서 그 센서를 부착하여 사용이 가능하며 상기 물질 이외에 다른 물질의 측정을 배제하는 것은 아니다. 센서를 통해 검출되는 물질의 함향에 관한 신호는 증폭되고 신호처리부에서 디지털 데이터로 변환되어 메모리부 및 중앙처리부로 전달이 된다. 센서부는 실내공기제어기에 일체로 형성된 것일 수도 있지만 센서부만 분리가능한 것일 수도 있어서 실내의 곳곳에 다수의 센서를 설치하고 이곳에서 오는 정보를 유무선으로 받아 실내외의 곳곳의 정보를 종합적으로 처리하는 것이 가능하다.

중앙처리부는 입력되는 각 센서들의 신호를 받아 표시부에 넘겨 각 물질의 공기중 함량을 메모리부에 저장된 기준치와 함께 표시부에 표시하며 현재 공기중의 물질의 함량이 기준치를 넘어가거나 기준치에 가까워 지고 있는 경우, 그 변화량이 크게 증가하고 있는 경우 등에 알람을 울리거나 외부의 도움을 청하는등 구체적인 구제작업을 하도록 하며 외부인터페이스를 포함하여 기타 다른 구성부분의 작동을 지시한다.

표시부는 센서들로부터 검출된 먼지량등 공기중에 포함된 각각의 유해성분의 현재 공기중의 양과 기준허용치와 함께 표시한다. 이것은 기준허용치로부터 현재값과 차이가 얼마나 나는지를 한눈에 확인할 수 있도록 하기 위한 것으로서 현재값이 기준허용치를 넘어서는 경우나 기준허용치에 가까운 경우, 그 수치가 갑자기 급격하게 증가하는 경우등에는 색깔을 달리하여 표시함으로써 위험한 상황임을 알릴 수 있도록 한다. 또한, 위험한 상황임을 한번에 알아 볼 수 있도록 시각적으로 표시하기 위하여 표시부에는 각각의 물질의 함량을 표시하는 부분 옆에 별도의 알람표시 등을 두어 기준치보다 아래쪽에 있을때에는 녹색을 표시하고 기준치보다 높은 경우에는 빨간색으로 표시하는등 색깔을 달리하여 위험을 알릴수 있다.

알람부는 시각적인 위험 표시만으로는 사람이 위험상태를 인지하지 못하는 경우가 생길 수 있기 때문에 청각적인 정보를 전달하기 위하여 알람을 발생시킨다. 알람부가 동작하는 시점은 갑작스럽게 일부의 물질 함량이(즉 변화율이) 높아지는 경우이거나 현재 값이 기준치값을 상회하여 위험할 정도로 함량이 높아지는 경우이다.

외부인터페이스부는 컴퓨터와 같은 외부기기에 연결하기 위한 통신포트와 비상시에 외부에 연락하기 위한 전화연결모듈을 포함한다. 통신포트를 통하여 외부기기와 연결함으로써 메모리에 저장되어 있는 정보를 PC등에 전달하여 시간에 따른 공기질의 분석이 가능하여 단순 측정과 알람이 아닌 종합적인 분석기기로서의 사용이 가능하다. 통신포트는 외부 네트워크를 포함할 수 있다. 또한 전화연결모듈에 전화선을 연결하여 비상시에는 소방서와 같은 외부기관에 직접 연결을 취하도록 할 수 있다.

도3은 본 발명에 따르는 공기환경제어기의 또다른 실시예를 도시하는 도면이다. 도3의 공기환경제어기는 다수개의 센서를 실내의 곳곳에 장치한 후에 각각의 위치에서의 공기가 포함하고 있는 물질의 함량을 구분하여 볼 수 있으며 이에따라 종합적으로 공기환경질을 감시하는 것이 가능하다. 이 경우 사용의 편의를 위하여 터치스크린을 사용할 수 있다.

도4는 본 발명에 따르는 공기환경제어기의 동작의 순서도를 도시하는 도면이 다. 공기환경기는 센서를 통하여 실내 공기속에 있는 물질의 양을 측정하는 측정단계와 상기 측정치를 기준치와 비교하는 비교단계를 거치는데 비교단계에서는 측정된 물질의 현재 공기중의 양 뿐 아니라 공기중의 변화량을 계산하여 비교하며 상기 측정치가 정상범위를 넘는 경우에는 알람을 울리거나 시각적인 경보를 알리고 긴급한 도움이 필요한 경우에는 외부에 알리는 단계를 가질 수 있다.

도5는 본 발명에 따르는 공기환경제어기가 실제로 동작하는 동작예를 도시하는 도면이다. 공기환경제어기가 작동하고 있는 동안 온도 습도를 비롯하여 실내공기에 다양하게 함유된 물질들의 함량의 상태및 함량의 변화량을 체크하여 실내공기질을 항상 확인할 수 있도록 한다. 예를들어 이산화탄소나 포름알데히드와 같은 성분의 함량이 높아졌을 경우에는 창문의 구동장치를 작동시켜 창문을 열어 환기 시킨다. 또한, 최근 지어지는 주택에는 산소발생기나 커튼조절시스템 같은 장치가 부착되어 있지만 수동으로 작동되도록 설계되어 있기 때문에 본원 발명과 같은 실내공기 제어기와 연동한다면 이산화탄소의 양이 한정된 공간에서 기준을 초과하거나 급격히 증가하는 경우에 산소발생기를 작동시키고 커튼을 열고 창문을 열도록 할 수 있으며 그외에도 이산화질소, 라돈, 휘발성유기화합물 등이 기준을 초과했을 경우에는 가습기 및 공기청정기를 연동시킬 수 있으며 창문을 작동시켜 내부 환기를 시키는 것도 가능하며 창문을 여는 것만으로 환기가 안되는 경우에는 외부공기 급배기 팬을 같이 작동시켜 실내공기와 실외공기를 전환할 수 있다.

도면에 도시된 것은 실내에 화재가 난 것과 같은 긴급사태의 경우의 대처로서 실내에 불이 난 경우에는 발화지점부터 시작하여 그 주위로 온도가 급격하게 높 아지며 실내의 일산화탄소의 양도 발화점을 중심으로 증가 할 수 있다. 이처럼 온도와 일산화탄소의 값의 변화량이 크며 그것이 일정지점을 중심으로 퍼져 나가는 경우에는 집안 어느 곳에 불이 난 것으로 보아 즉시 경고벨을 울리고 누전차단기를 작동시켜서 각 콘센트의 전기공급을 중단시키고 전동으로 가스밸브를 차단시킨뒤 소방설비를 작동시키며 소방서에 연락을 취할 수 있다. 소방서에의 연락은 외부인터페이스부에 전화선을 직접 연결하여 메모리부에 미리 녹음된 신고메세지를 전송하여 소방차의 출동을 요청 할 수 있다,

그밖에도 실내에서 산소의 비율이 줄어드는 경우는 유해한 일부물질이 어디선가 새고 있는 것으로 판단할 수 있으며 상기 제어기에서 계속적으로 체크하고 있는 물질중 어느 하나의 물질의 함량이 증가한다면 의심할 여지 없이 경고를 하고 해당 물질의 누출에 대한 시나리오가 있다면 화재의 경우와 같이 경우에 맞는 시나리오에 따른 대처를 할 수 있다. 그밖에도 센서에서 포착되어 체크하고 있는 물질중 어느 하나 혹은 두 개 이상의 값의 변화량이 급격해 지는 경우에는 외부기관의 도움을 청하도록 할 수 있다.

상기한 바와 같은 발명에 의하여 실내공기환경 제어기를 사용할 때 실내 공기에 포함되어 있는 유해물질의 현재량 및 변화량을 즉각적으로 알 수 있어 여기에 대한 즉각적인 대처가 가능하며 한번에 여러가지 물질에 대해 체크하기 때문에 화재등 긴급한 상황의 경우에 즉시 발견 및 즉각적인 대처가 가능한 효과가 있다.

Claims (7)

1. 실내공기환경을 제어하는 방법으로서,

   온도, 습도를 포함하여 실내 공기 중에 포함된 물질의 함량을 일정시간마다 측정하는 측정단계와;

   상기 측정된 물질의 함량을 기준치와 비교하는 비교단계와;

   상기 물질의 함량이 기준치로부터 벗어나는 경우에 이를 외부에 알리는 고지단계를 포함하는, 실내 공기환경제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 측정된 물질의 함량을 기준치와 비교하는 단계는 상기 측정된 물질의 함량의 변화율을 단위시간마다 구하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 실내 공기환경제어방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 고지단계는 통신회선을 통하여 관공서에 연락하는 단계를 더 포함하는, 실내 공기환경제어방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 측정되는 물질은 미세먼지, 이산화탄소, 포름알데히드, 일산화탄소, 이산화질소, 라돈, 휘발성유기화합물, 석면, 오존 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 실내 공기환경제어방법.
5. 실내공기환경제어장치로서,

   한군데이상의 장소에서 공기에 포함되있는 물질을 감지하기 위한 센서부와;

   상기 센서부로부터 측정된 측정값을 저장하기 위한 메모리부와;

   상기 센서부로부터 측정된 공기내의 함량을 상기 물질의 이름과 함께 표시하는 표시부와;

   상기 표시부에 표시된 측정값이 기준치 값을 넘는 경우에 시각적인 정보와 청각적인 정보로서 위급함을 알리기 위한 알람부와;

   상기 센서부, 메모리부, 표시부, 알람부를 포함하여 실내공기환경제어장치의 작동을 제어하기 위한 중앙처리부와;

   실내공기환경제어장치와 외부와의 통신을 위한 외부인터페이스부를 포함하는, 실내공기환경제어장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 센서부에서는 측정되는 물질은 미세먼지, 이산화탄소, 포름알데히드, 일산화탄소, 이산화질소, 라돈, 휘발성유기화합물, 석면, 오존중 하나 이상인 , 실내공기환경제어장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 외부인터페이스부는 상기 메모리부의 데이터를 전송하기 위한 통신포트, 외부 기관에의 전화연락을 위한 전화선연결부, 네트워크 상으로의 데이터 전송을 위한 네트워크 연결부 중 어느 하나 이상을 포함하는, 실내공기환경제어장치.

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