KR20120107229A - 공기 청정 및 에너지 저감 시스템 - Google Patents

공기 청정 및 에너지 저감 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실내로 환기를 위한 공기를 공급하도록 설치되는 환기팬; 실내의 공기를 가열하도록 설치되는 히터; 실내의 공기를 냉각시키도록 설치되는 냉방기; 실내의 공기에 대한 오염 정도 및 온도를 측정하여 감지신호로 출력하는 감지부; 및 감지부를 통해 수신되는 신호로부터 1차적으로 실내의 오염 정도가 미리 설정된 값을 초과시 환기팬을 구동시키고, 환기팬의 구동을 정지시킨 상태에서 감지부를 통해 수신되는 신호로부터 2차적으로 실내의 온도가 설정된 온도에 도달하도록 히터 또는 냉방기를 제어하는 제어부를 포함하도록 한 공기 청정 및 에너지 저감 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 실내의 쾌적한 환경을 위해서 환기를 수행하도록 하고, 이러한 환기시 열손실을 최소화하여 에너지를 절약하도록 하며, 실내의 공기를 쾌적한 상태로 유지하도록 하여 생활 환경이 뛰어나도록 하고, 기존 건축물을 크게 변경하지 않고서도 손쉽게 설치할 수 있도록 한다.

Description

공기 청정 및 에너지 저감 시스템{AIR CLEANING AND ENERGY SAVING SYSTEM}
본 발명은 공기 청정 및 에너지 저감 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내의 쾌적한 환경을 위해서 환기를 수행하도록 하고, 이러한 환기시 열손실을 최소화하여 에너지를 절약하도록 하는 공기 청정 및 에너지 저감 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 주택의 주거공간이나 사무실, 공장의 실내 등은 오염된 공기를 여과하여 쾌적한 환경을 제공하기 위한 공기 청정 시스템이 설치된다.
또한, 실내에서는 계절에 따라 냉방 또는 난방을 하게 되는데, 이때, 외기흡입구를 통해 유입되는 외기는 실외 기온에 따라서 냉기 또는 온기를 가지게 되며, 이로 인해 실내의 공기를 쾌적하기 위해서 공급되는 외기는 외기의 온도에 따라 냉기 또는 온기를 실내로 공급하게 된다.
그러나, 실내를 환기시, 환기를 위해 공급되는 공기가 외기의 온도에 따라 실내로 냉기 또는 온기를 공급하게 됨으로써 열손실을 초래하나, 실내의 쾌적한 환경을 위해서는 환기를 할 수밖에 없으며, 이 경우 열 손실을 최소화하고, 에너지를 절약하도록 하는 시스템의 개발이 필요하게 되었다. 또한, 이러한 시스템이 실내의 공기를 생활이나 활동 등에 적합하도록 보다 쾌적하게 할 필요가 있으며, 나아가서, 기존 건축물을 크게 변경하지 않고서도 손쉽게 설치할 수 있도록 할 필요를 가지게 되었다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 실내의 쾌적한 환경을 위해서 환기를 수행하도록 하고, 이러한 환기시 열손실을 최소화하여 에너지를 절약하도록 하며, 실내의 공기를 쾌적한 상태로 유지하도록 하여 생활 환경이 뛰어나도록 하고, 기존 건축물을 크게 변경하지 않고서도 손쉽게 설치할 수 있도록 한다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 실내로 환기를 위한 공기를 공급하도록 설치되는 환기팬; 상기 실내의 공기를 가열하도록 설치되는 히터; 상기 실내의 공기를 냉각시키도록 설치되는 냉방기; 상기 실내의 공기에 대한 오염 정도 및 온도를 측정하여 감지신호로 출력하는 감지부; 및 상기 감지부를 통해 수신되는 신호로부터 1차적으로 실내의 오염 정도가 미리 설정된 값을 초과시 상기 환기팬을 구동시키고, 상기 환기팬의 구동을 정지시킨 상태에서 상기 감지부를 통해 수신되는 신호로부터 2차적으로 실내의 온도가 설정된 온도에 도달하도록 상기 히터 또는 상기 냉방기를 제어하는 제어부를 포함하는 공기 청정 및 에너지 저감 시스템이 제공된다.
상기 감지부는, 상기 실내의 이산화탄소를 측정하여 상기 제어부로 감지신호를 출력하는 이산화탄소센서; 상기 실내의 연기를 측정하여 상기 제어부로 감지신호를 출력하는 연기센서; 상기 실내의 먼지를 측정하여 상기 제어부로 감지신호를 출력하는 먼지센서; 및 상기 실내의 온도를 측정하여 상기 제어부로 감지신호를 출력하는 온도센서를 포함할 수 있다.
상기 감지부는 실내의 온도를 측정하여 상기 제어부로 감지신호를 출력하는 습도센서를 더 포함하고, 상기 제어부에 의해 제어되며, 상기 실내에 습기를 제공하는 가습기; 상기 제어부에 의해 제어되며, 상기 실내의 습기를 제거하는 제습기; 및 상기 제어부에 의해 제어되며, 상기 실내의 브라인드 또는 커튼을 열고 닫을 수 있도록 하는 브라인드/커튼구동부를 더 포함하며, 상기 브라인드/커튼구동부는 화이트와 블랙 색상으로 이루어진 브라인드 또는 커튼 중에서 상기 제어부의 제어에 의해 색상을 선택하여 브라인드 또는 커튼을 열고 닫도록 할 수 있다.
상기 환기팬, 상기 히터, 상기 냉방기, 상기 가습기, 상기 제습기 및 상기 브라인드/커튼구동부는, 상기 제어부로부터 제어신호가 전원선을 이용한 전력선 통신에 의해 각각 수신받아 제어되도록 상기 제어부와는 별개로 모듈화된 전력선통신팬콘트롤러,전력선통신히터콘트롤러, 전력선통신냉방기콘트롤러, 전력선통신가습기콘트롤러, 전력선통신제습기콘트롤러, 및 전력선통신구동부콘트롤러를 각각 가지거나, 상기 제어부로부터 제어신호가 송신부를 이용한 블루투스, 지그비 중 어느 하나의 무선통신에 의해 각각 수신받아 제어되도록 상기 제어부와는 별개로 모듈화된 팬수신부, 히터수신부, 냉방기수신부, 가습기수신부, 제습기수신부 및 구동부수신부를 각각 가질 수 있다.
본 발명에 따른 공기 청정 및 에너지 저감 시스템에 의하면, 실내의 쾌적한 환경을 위해서 환기를 수행하도록 하고, 이러한 환기시 열손실을 최소화하여 에너지를 절약하도록 하며, 실내의 공기를 쾌적한 상태로 유지하도록 하여 생활 환경이 뛰어나도록 하고, 기존 건축물을 크게 변경하지 않고서도 손쉽게 설치할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 청정 및 에너지 저감 시스템을 도시한 구성도이고,
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기 청정 및 에너지 저감 시스템의 신호 송수신을 위한 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해 되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 청정 및 에너지 저감 시스템을 도시한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 청정 및 에너지 저감 시스템(100)은 환기팬(110), 히터(120), 냉방기(130), 감지부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.
환기팬(110)은 거주공간, 사무실, 공장 등의 실내로 환기를 위해 공기를 공급하도록 흡기덕트나 흡기구에 설치되는데, 흡입되는 공기에 포함된 먼지 등의 오염물질을 제거하도록 필터가 설치되거나, 공기 청정기의 송풍팬으로 이루어질 수도 있다.
히터(120)는 실내의 공기를 가열하도록 설치되는데, 예를 들면 전기 히터이거나, 공기를 가열하여 송풍시키는 온풍기일 수 있다.
냉방기(130)는 실내에 냉각된 공기를 공급함으로써 실내의 공기를 냉각시키도록 설치된다.
감지부(140)는 실내의 공기에 대한 오염 정도 및 온도를 측정하여 감지신호로 출력하는데, 일례로, 실내의 이산화탄소를 측정하여 제어부(150)로 감지신호를 출력하는 이산화탄소센서(141)와, 실내의 연기를 측정하여 제어부(150)로 감지신호를 출력하는 연기센서(142)와, 실내의 먼지를 측정하여 제어부(150)로 감지신호를 출력하는 먼지센서(143)와, 실내의 온도를 측정하여 제어부(150)로 감지신호를 출력하는 온도센서(144)를 포함할 수 있다.
제어부(150)는 감지부(140)를 통해 수신되는 신호로부터 1차적으로 실내의 오염 정도가 미리 설정된 값을 초과시 환기팬(110)을 구동시키고, 환기팬(110)의 구동을 정지시킨 상태에서 감지부(140)를 통해 수신되는 신호로부터 2차적으로 실내의 온도가 설정된 온도에 도달하도록 히터(120) 또는 냉방기(130)를 제어한다. 여기서, 제어부(150)는 이산화탄소센서(141), 연기센서(142) 및 먼지센서(143)를 통해서 실내의 오염 정도를 파악하되, 이들 중 어느 하나의 측정값이라도 해당하는 설정된 값을 초과시 환기팬(110)을 구동시키게 되며, 온도센서(144)를 통해서 실내의 온도를 파악하게 된다.
제어부(150)는 사용자가 실내의 오염 한도나 온도 등을 설정하기 위한 스위치입력부(151)를 가짐으로써 스위치입력부(151)를 통한 사용자의 조작신호에 따라 환기팬(110), 히터(120) 및 냉방기(130)를 각각의 기능 수행을 위해 제어하게 되며, 표시창(152)을 통해 사용자의 설정 내용, 현재의 동작 상태나 실내 상태 등을 디스플레이할 수 있다.
한편, 감지부(140)는 실내의 온도를 측정하여 제어부(150)로 감지신호를 출력하는 습도센서(145)를 더 포함할 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 공기 청정 및 에너지 저감 시스템(100)은 제어부(150)에 의해 제어됨과 아울러 실내에 습기를 제공하는 가습기(160)와, 제어부(150)에 의해 제어됨과 아울러 실내의 습기를 제거하는 제습기(170)를 더 포함할 수 있으며, 나아가서, 제어부(150)에 의해 제어됨과 아울러 실내의 브라인드 또는 커튼을 열고 닫을 수 있도록 하는 브라인드/커튼구동부(180)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제어부(150)는 습도센서(145)를 통해서 실내의 습도가 미리 설정된 범위에 도달하도록 가습기(160) 및 제습기(170)를 각각 제어하게 된다.
브라인드/커튼구동부(180)는 일례로 모터의 회전력을 기어나 벨트 또는 체인을 통해 브라인드나 커튼으로 전달함으로써 유리창 등으로부터 브라인드나 커튼이 열리거나 닫히도록 하며, 화이트와 블랙 색상으로 이루어진 브라인드 또는 커튼 중에서 제어부(150)의 제어에 의해 색상을 선택하여 브라인드 또는 커튼을 열고 닫도록 할 수 있다.
도 1의 본 실시예에서처럼, 환기팬(110), 히터(120), 냉방기(130), 가습기(160), 제습기(170) 및 브라인드/커튼구동부(180)는 제어부(150)로부터 제어신호가 전원선을 이용한 전력선 통신에 의해 각각 수신받아 제어되도록 제어부(150)와는 별개로 모듈화된 전력선통신팬콘트롤러(111),전력선통신히터콘트롤러(112), 전력선통신냉방기콘트롤러(113), 전력선통신가습기콘트롤러(116), 전력선통신제습기콘트롤러(117) 및 전력선통신구동부콘트롤러(118)를 각각 가질 수 있다.
도 2의 다른 실시예에서처럼, 환기팬(210), 히터(220), 냉방기(230), 가습기(260), 제습기(270) 및 브라인드/커튼구동부(280)는 제어부(250)로부터 제어신호가 송신부(251)를 이용한 블루투스, 지그비 중 어느 하나의 무선통신에 의해 각각 수신받아 제어되도록 제어부(250)와는 별개로 모듈화된 팬수신부(211), 히터수신부(221), 냉방기수신부(231), 가습기수신부(261), 제습기수신부(271) 및 구동부수신부(281)를 각각 가질 수도 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 공기 청정 및 에너지 저감 시스템의 작용을 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 공기 청정 및 에너지 저감 시스템에 의하면, 각종 센서를 활용하여 이산화탄소의 양이나 먼지 미립자 또는 유해가스를 검출하여 환기팬(110)을 가동함으로써 공기를 정화하고, 온도센서(144)에 의해 미리 설정된 온도를 유지할 수 있도록 히터(120)와 냉방기(130)를 가동하고, 브라인드/커튼구동부(180)에 의해 브라인드나 커튼 등을 열고 닫음으로써 열손실을 줄여 에너지를 절약하며, 습도센서(145)에 의해 생활하기에 최적의 조건이 될 수 있도록 건기와 우기에는 가습기(160)와 제습기(170)를 각각 가동하여 최적 습도와 최적 온도를 유지함으로써 에너지 손실을 줄이도록 한다.
또한, 이러한 기능들의 구현을 위하여 제어부(150,250)로부터 제어신호를 수신받아 환기팬(110,120), 히터(120,220), 냉방기(130,230), 가습기(150,260), 제습기(170,270) 및 브라인드/커튼구동부(180,280)를 제어하기 위한 장치들을 모듈화함으로써 기존 건축물을 크게 변경하지 않고서도 손쉽게 설치할 수 있다.
제어부(150)는 이산화탄소센서(141)에서 검출된 이산화탄소의 양을 미리 설정된 수치와 비교하여 검출된 수치가 설정된 수치범위보다 높으면 환기팬(110)을 가동시켜서 이산화탄소의 양을 설정치 범위 이내로 낮추도록 한다. 또한, 제어부(150)는 연기센서(142)에 의해 연기가 검출되면, 환기팬(110)을 가동하여 연기양을 설정치 범위 이내로 낮춘다. 그리고, 제어부(150)는 먼지센서(143)에 의해 검출된 먼지의 양이 미리 설정된 수치와 비교하여, 검출된 수치가 설정된 수치보다 높으면 환기팬(110)을 가동시켜서 먼지의 미립자 양을 설정치 범위 이내로 낮춘다.
제어부(150)는 온도센서(144)에 의해 검출된 온도값과 미리 설정된 온도값을 비교하여 검출된 온도값이 설정된 온도값보다 높으면, 낮인 경우 브라인드/커튼구동부(180)에 의해 화이트 색상의 브라인드 또는 하이트 색상의 커튼을 쳐서 외기 온도를 차단하고, 일정시간이 지나도 온도가 설정치 이하로 내려가지 않으면 냉방기(130)를 작동하여 온도를 설정치 범위 이내로 낮추도록 한다. 또한, 제어부(150)는 외기 온도가 설정 온도보다 낮을 경우 블랙 색상의 브라인드 또는 블랙 색상의 커튼을 쳐서 태양열을 흡수하도록 하여 실내 온도를 상승시키고, 일정 시간이 지나도 설정 온도에 도달하지 않을 경우 히터(120)를 가동하여 온도를 상승시킨다. 한편, 제어부(150)는 밤인 경우 브라인드나 커튼에 상관없이 난방을 작동하여 온도를 설정치 범위 이내로 상승시킬 수 있다.
제어부(150)는 습도센서(145)에 의해 검출된 습도값이 미리 설정된 습도값보다 높으면 제습기(170)를 가동하여 습도를 설정치 범위 이내로 내리도록 하며, 검출된 습도값이 미리 설정된 습도값보다 낮으면 가습기(160)를 가동하여 습도값을 설정치 범위 이내로 올리도록 한다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110,210 : 환기팬 111 : 전력선통신팬콘트롤러
120,220 : 히터 121 : 전력선통신히터콘트롤러
130,230 : 냉방기 131 : 전력선통신냉방기콘트롤러
140 : 감지부 141 : 이산화탄소센서
142 : 연기센서 143 : 먼지센서
144 : 온도센서 145 : 습도센서
150,250 : 제어부 151 : 스위치입력부
152 : 표시창 160,260 : 가습기
161 : 전력선통신가습기콘트롤러 170,270 : 제습기
171 : 전력선통신제습기콘트롤러 180,280 : 브라인드/커튼구동부
181 : 전력선통신구동부콘트롤러 211 : 팬수신부
221 : 히터수신부 231 : 냉방기수신부
261 : 가습기수신부 271 : 제습기수신부
281 : 구동부수신부

Claims (4)

  1. 실내로 환기를 위한 공기를 공급하도록 설치되는 환기팬;
    상기 실내의 공기를 가열하도록 설치되는 히터;
    상기 실내의 공기를 냉각시키도록 설치되는 냉방기;
    상기 실내의 공기에 대한 오염 정도 및 온도를 측정하여 감지신호로 출력하는 감지부; 및
    상기 감지부를 통해 수신되는 신호로부터 1차적으로 실내의 오염 정도가 미리 설정된 값을 초과시 상기 환기팬을 구동시키고, 상기 환기팬의 구동을 정지시킨 상태에서 상기 감지부를 통해 수신되는 신호로부터 2차적으로 실내의 온도가 설정된 온도에 도달하도록 상기 히터 또는 상기 냉방기를 제어하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 청정 및 에너지 저감 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 감지부는,
    상기 실내의 이산화탄소를 측정하여 상기 제어부로 감지신호를 출력하는 이산화탄소센서;
    상기 실내의 연기를 측정하여 상기 제어부로 감지신호를 출력하는 연기센서;
    상기 실내의 먼지를 측정하여 상기 제어부로 감지신호를 출력하는 먼지센서; 및
    상기 실내의 온도를 측정하여 상기 제어부로 감지신호를 출력하는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 청정 및 에너지 저감 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 감지부는 실내의 온도를 측정하여 상기 제어부로 감지신호를 출력하는 습도센서를 더 포함하고,
    상기 제어부에 의해 제어되며, 상기 실내에 습기를 제공하는 가습기;
    상기 제어부에 의해 제어되며, 상기 실내의 습기를 제거하는 제습기; 및
    상기 제어부에 의해 제어되며, 상기 실내의 브라인드 또는 커튼을 열고 닫을 수 있도록 하는 브라인드/커튼구동부를 더 포함하며,
    상기 브라인드/커튼구동부는 화이트와 블랙 색상으로 이루어진 브라인드 또는 커튼 중에서 상기 제어부의 제어에 의해 색상을 선택하여 브라인드 또는 커튼을 열고 닫도록 하는 것을 특징으로 하는 공기 청정 및 에너지 저감 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 환기팬, 상기 히터, 상기 냉방기, 상기 가습기, 상기 제습기 및 상기 브라인드/커튼구동부는,
    상기 제어부로부터 제어신호가 전원선을 이용한 전력선 통신에 의해 각각 수신받아 제어되도록 상기 제어부와는 별개로 모듈화된 전력선통신팬콘트롤러,전력선통신히터콘트롤러, 전력선통신냉방기콘트롤러, 전력선통신가습기콘트롤러, 전력선통신제습기콘트롤러, 및 전력선통신구동부콘트롤러를 각각 가지거나, 상기 제어부로부터 제어신호가 송신부를 이용한 블루투스, 지그비 중 어느 하나의 무선통신에 의해 각각 수신받아 제어되도록 상기 제어부와는 별개로 모듈화된 팬수신부, 히터수신부, 냉방기수신부, 가습기수신부, 제습기수신부 및 구동부수신부를 각각 가지는 것을 특징으로 하는 공기 청정 및 에너지 저감 시스템.
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