KR20130068035A - 가습량조절방법 및 이를 이용한 가습장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원하는 목표습도를 정밀하게 얻을 수 있는 가습량조절방법 및 이를 이용한 가습장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 가습장치는, 외부공기의 습도를 측정하여 외부습도값을 출력하는 습도센서; 모터의 구동속도에 따라 회전하여 외부공기를 유입시키는 송풍팬; 회전을 통하여 표면에 물을 공급하는 것으로서, 상기 표면의 물을 기화시켜 상기 유입된 외부공기 중으로 수증기를 공급하는 가습필터; 및 상기 가습필터에 의한 외부공기의 습도상승율을 이용하여, 상기 가습필터의 동작시간을 계산하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

가습량조절방법 및 이를 이용한 가습장치 {Humidity control method and Humidifier using the same}

본 발명은 가습량조절방법 및 이를 이용한 가습장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원하는 목표습도를 얻을 수 있도록 정밀하게 제어할 수 있는 가습량조절방법 및 이를 이용한 가습장치에 관한 것이다.

일반적으로 공기 청정 장치는 오염된 공기를 정화하여 신선한 공기로 바꾸는 장치로서 공기를 필터에 통과시켜 먼지와 세균을 없애고 악취를 제거하는 기능을 수행한다.

최근에는 상기 공기 청정기에 가습 필터를 더 포함하여 가습장치로서의 기능도 수행하도록 하고 있다. 즉, 수분이 함유된 가습 필터를 이용하여 공기 중의 불순물을 제어함과 동시에, 습기를 함유한 공기를 공급하여 실내의 습도도 조절하는 것이다.

상기와 같은 가습공기청정기는, 수분을 원활하게 증발시키기 위하여 디스크 형태의 가습필터를 구비할 수 있으며 상기 가습필터는 회전하면서 상기 가습필터의 표면에 골고루 공급할 수 있다.

다만, 종래의 가습공기청정기는 단순히 공기 중에 수증기를 가할 뿐 목표로 하는 실내습도에 도달하도록 제어하는 기능이 없거나, 상기 목표로 하는 실내습도에 도달하면 자동으로 동작을 종료하는 기능은 갖추었으나 정확한 실내습도를 제공하지 못하고 큰 오차범위를 가지는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 원하는 목표습도를 정밀하게 얻을 수 있는 가습량조절방법 및 이를 이용한 가습장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 가습장치는, 외부공기의 습도를 측정하여 외부습도값을 출력하는 습도센서; 모터의 구동속도에 따라 회전하여 외부공기를 유입시키는 송풍팬; 회전을 통하여 표면에 물을 공급하는 것으로서, 상기 표면의 물을 기화시켜 상기 유입된 외부공기 중으로 수증기를 공급하는 가습필터; 및 상기 가습필터에 의한 외부공기의 습도상승율을 이용하여, 상기 가습필터의 동작시간을 계산하는 제어부를 포함할 수 있다.

여기서 상기 제어부는, 상기 외부습도값 및 상기 송풍팬의 풍량에 따라 계산된 상기 습도상승율이 기재된 테이블표를 이용하여 상기 습도상승율을 산출할 수 있다.

여기서 상기 제어부는, y = a*t + b 여기서, y는 목표습도, a는 습도상승율, t는 가습필터의 중단시점, b는 외부습도값을 이용하여, 상기 가습필터의 동작시간을 계산할 수 있다.

여기서 상기 제어부는, 상기 가습필터의 회전을 중단시킨 후 상기 가습필터가 완전히 건조될 때까지 걸리는 가습필터 건조시간을 이용하여, 상기 중단시점을 보정할 수 있다.

여기서 상기 제어부는, y = a*(t' + T) + b 여기서, y는 목표습도, a는 습도상승율, t'는 보정된 중단시점, b는 외부습도값, T는 건조시간을 이용하여, 상기 보정된 중단시점을 계산할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 가습장치는, 외부공기의 습도를 측정하여 외부습도값을 출력하는 습도센서; 모터의 구동속도에 따라 회전하여 외부공기를 유입시키는 송풍팬; 표면에서 물을 기화시켜 상기 유입된 외부공기 중으로 수증기를 공급하는 가습필터; 상기 가습필터의 하단에 배치된 것으로서, 회전을 통하여 수용홈에 물을 담은 후 다시 회전하여 상기 가습필터에 상기 수용홈에 담긴 물을 공급하는 수분공급수차; 및 상기 가습필터에 의한 외부공기의 습도상승율을 이용하여, 상기 수분공급수차의 동작시간을 계산하는 제어부를 포함할 수 있다.

여기서 상기 제어부는, y = a*t + b 여기서, y는 목표습도, a는 습도상승율, t는 수분공급수차의 중단시점, b는 외부습도값을 이용하여, 상기 수분공급수차의 동작시간을 계산할 수 있다.

여기서 상기 제어부는, 상기 수분공급수차의 회전을 중단시킨 후 상기 가습필터가 완전히 건조될 때까지 걸리는 가습필터 건조시간을 이용하여, 상기 중단시점을 보정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 제가습장치는, 외부공기의 습도를 측정하여 외부습도값을 출력하는 습도센서; 모터의 구동속도에 따라 회전하여 외부공기를 유입시키는 송풍팬; 표면에서 물을 기화시켜 상기 유입된 외부공기 중으로 수증기를 공급하는 것으로서, 회전을 통하여 표면에 물을 공급하는 가습필터; 상기 유입된 외부공기 중의 수증기를 응결시켜 상기 외부공기 중의 수증기를 제거하는 제습장치; 및 상기 가습필터 및 제습장치 중 어느 하나가 동작하도록 제어하는 것으로서, 상기 가습필터에 의한 외부공기의 습도상승율을 이용하여 상기 가습필터의 동작시간을 계산하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 가습량조절방법은, 가습필터를 회전시켜 상기 가습필터의 표면에 물을 공급하고, 상기 공급된 물을 기화시켜 공기 중으로 수증기를 공급하는 가습단계; 상기 가습필터에 의한 시간당 습도상승율을 계산하는 습도상승율 계산단계; 상기 습도상승율 및 습도센서로부터 입력받은 외부습도값을 이용하여, 상기 가습필터의 동작중단 시점을 계산하는 중단시점 계산단계; 및 상기 동작중단시점에 상기 가습필터의 회전을 중단하는 동작중단단계를 포함할 수 있다.

여기서 상기 습도상승율 계산단계는, 상기 가습필터로 유입되는 외부 공기의 풍량 및 상기 외부습도값에 따라 계산된 습도상승율이 기재된 테이블표를 이용하여 상기 습도상승율을 산출할 수 있다.

여기서 상기 중단시점 계산단계는, y = a*t + b 여기서, y는 목표습도, a는 습도상승율, t는 중단시점, b는 외부습도값을 이용하여, 상기 중단시점을 계산할 수 있다.

여기서 상기 중단시점 계산단계는, 상기 가습필터의 회전을 중단시킨 후, 상기 가습필터가 완전히 건조될 때까지 걸리는 가습필터 건조시간을 이용하여 상기 중단시점을 보정하는 중단시점 보정과정을 더 포함할 수 있다.

여기서 상기 중단시점 보정과정은, y = a*(t' + T) + b 여기서, y는 목표습도, a는 습도상승율, t'는 보정된 중단시점, b는 외부습도값, T는 건조시간을 이용하여, 상기 보정된 중단시점을 계산할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 가습량조절방법은, 수분공급수차를 회전시켜 가습필터의 표면에 물을 공급하고, 상기 공급된 물을 기화시켜 공기 중으로 수증기를 공급하는 가습단계; 상기 가습필터에 의한 시간당 습도상승율을 계산하는 습도상승율 계산단계; 상기 습도상승율 및 습도센서로부터 입력받은 외부습도값을 이용하여, 상기 수분공급수차의 동작중단 시점을 계산하는 중단시점 계산단계; 및 상기 동작중단시점에 상기 수분공급수차의 회전을 중단하는 동작중단단계를 포함할 수 있다.

여기서 상기 중단시점 계산단계는, y = a*t + b 여기서, y는 목표습도, a는 습도상승율, t는 중단시점, b는 외부습도값을 이용하여, 상기 중단시점을 계산할 수 있다.

여기서 상기 중단시점 계산단계는, 상기 수분공급수차의 회전을 중단시킨 후, 상기 가습필터가 완전히 건조될 때까지 걸리는 가습필터 건조시간을 이용하여 상기 중단시점을 보정하는 중단시점 보정과정을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 가습량조절방법 및 이를 이용한 가습장치에 의하면, 가습필터에 의한 시간당 습도상승율을 이용하여 상기 가습필터의 동작에 의한 실내습도의 변화를 정확하게 예측할 수 있다.

상기 예측된 실내습도를 바탕으로 상기 가습필터를 제어하여, 상기 실내습도를 정확하게 목표습도와 일치하도록 할 수 있다. 특히 제가습청정기에 있어서, 제습목표습도값와 가습목표습도값이 근사한 경우에도 가습필터 및 제습장치가 모두 동작하는 것을 방지할 수 있으므로, 전력낭비를 방지할 수 있고, 제가습효율을 높일 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가습장치를 나타내는 개략도이다.
도2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시예에 의한 가습장치의 수분공급수차를 나타내는 정면도이다.
도3는 본 발명의 일 실시예에 의한 가습량조절방법을 나타내는 순서도이다.
도4은 본 발명의 일 실시에에 의한 가습량조절방법을 설명하기 위한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가습장치를 나타내는 개략도이다.

도1을 참조하면, 상기 가습장치는 습도센서(10), 송풍팬(20), 가습필터(30), 제어부(40) 및 수조(50)를 포함할 수 있다.

이하, 도1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 가습장치를 설명한다.

습도센서(10)는, 외부공기의 습도를 측정하여 외부습도값을 출력할 수 있다. 상기 습도센서(10)는 일반적으로 가습장치 등에서 사용되는 것으로서 외부의 습도를 측정할 수 있는 것이면 어떠한 것이라도 활용될 수 있다. 상기 습도센서(10)는 외부의 습도를 측정하여 외부습도값을 생성할 수 있으며, 상기 외부습도값은 상기 제어부(40)로 전송될 수 있다.

여기서, 상기 외부습도값에 따라 상기 가습장치의 가습능력, 즉 시간당 습도상승율이 달라질 수 있다.

구체적으로, 상기 외부습도값이 높으면, 이미 상기 외부공기에 습기가 많이 포함되어 있음을 의미하는 것이므로, 상기 가습필터(30)에서의 기화가 활발하게 일어나지 않을 수 있다. 따라서, 상기 가습필터(30)가 공기 중으로 공급하는 수증기의 양이 적으므로 시간당 습도상승율은 낮을 수 있다.

반대로 상기 외부습도값이 낮으면, 상기 외부공기에 습기가 많이 포함되어 있지 않음을 의미하는 것이므로, 상기 가습필터(30)에서는 물의 기화가 활발하게 일어날 수 있다. 따라서, 상기 가습필터(30)가 공기 중으로 공급하는 수증기의 양이 많으므로 시간당 습도상승율이 높을 수 있다.

송풍팬(20)은, 모터의 구동속도에 따라 회전하여 외부공기를 유입시킬 수 있다. 상기 송풍팬(20)에 의하여 유입된 외부공기는 상기 가습필터(30)로 공급될 수 있으며, 상기 송풍팬(20)이 제공하는 풍량에 따라서 상기 가습필터(30)에서의 기화량이 달라질 수 있다. 일반적으로 상기 가습필터(30)에 공급되는 풍량이 많을수록 상기 기화량은 더 많아질 수 있다.

상기 송풍팬(20)이 제공하는 풍량은 상기 송풍팬(20)이 상기 가습필터(30)로 제공하는 외부공기의 단위시간당 부피를 의미할 수 있으며, 상기 풍량은 상기 모터의 구동속도에 따라서 달라질 수 있다. 즉, 상기 모터의 구동속도가 빨라질수록 상기 송풍팬(20)이 제공하는 풍량이 많아질 수 있으며, 상기 구동속도가 느릴수록 상기 풍량이 적어질 수 있다.

상기 송풍팬(20)의 풍량은, 상기 제어부(40)에서 상기 모터의 구동속도를 조절함으로써 제어할 수 있다. 상기 송풍팬(20)은 상기 모터의 구동속도에 대한 정보를 상기 제어부(50)로 전송할 수 있다.

가습필터(30)는, 회전을 통하여 표면에 물을 공급하는 것으로서, 상기 표면의 물을 기화시켜 상기 유입된 외부공기 중으로 수증기를 공급할 수 있다.

상기 가습필터(30)는 도시된 바와 같이 디스크 형태로 구비될 수 있으며, 회전을 통하여 상기 수조(50)의 물을 상기 가습필터(30)의 표면에 골고루 공급할 수 있다.

상기 가습필터(30)에 공급된 물은 상기 송풍팬(20)이 제공하는 외부공기와 만나는 표면적이 넓어지므로, 상기 수조(50)에 담긴 물에 비하여 기화가 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 상기 송풍팬(20)이 상기 가습필터(30)에 대하여 외부공기를 지속적으로 공급하므로, 상기 가습필터(30)에서의 기화가 더욱 촉진되어 많은 양의 수증기가 공기 중에 공급될 수 있다.

도시하지는 않았으나, 상기 가습필터(30)의 회전을 위하여 상기 가습필터(30)를 지지하는 지지수단을 구비할 수 있으며, 상기 가습필터(30)는 상기 지지수단에 장착 및 탈착이 가능할 수 있다. 상기 가습필터(30)가 상기 지지수단에 장착되면 상기 가습필터(30)를 회전시켜 상기 수조(50)의 물이 상기 가습필터(30)의 표면에 골고루 공급되도록 할 수 있다.

제어부(40)는, 상기 가습필터(30)에 의한 외부공기의 습도상승율을 이용하여, 상기 가습필터(30)의 동작시간을 계산할 수 있다.

상기 제어부(40)는 목표습도값을 입력받을 수 있으며, 상기 습도센서(10)에서 측정한 외부습도값이 상기 목표습도값과 일정한 오차범위내에서 일치하도록 상기 가습장치를 제어할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부(40)는, 상기 가습필터(30)의 동작에 의한 시간당 습도상승율을 계산할 수 있다. 앞서 살핀 바와 같이, 상기 가습필터(30)에서 외부공기로 공급하는 수증기의 양은 상기 습도센서(10)가 측정한 외부습도값 및 송풍팬(20)의 풍량에 따라 달라질 수 있다. 즉, 상기 습도상승율은 상기 외부습도값 및 풍량에 따라 결정될 수 있다.

따라서, 상기 가습필터(30)의 동작에 따른 습도상승율을 각각의 외부습도값 및 풍량에 따라 실험적으로 구할 수 있으며, 이를 테이블표에 기록할 수 있다. 그러므로, 상기 테이블표를 이용하여 각각의 외부습도값 및 풍량 조건에 따라 상기 습도상승율을 산출할 수 있다.

상기 습도센서(10)를 이용하면 현재의 외부습도값을 측정할 수 있으므로, 상기 목표습도값과 현재 외부습도값의 차를 구하고 이를 상기 습도상승율으로 나누면 상기 가습필터(30)를 얼마나 동작하여야 상기 목표습도에 도달할 수 있는지를 구할 수 있다. 따라서, 상기 제어부(40)는 이를 바탕으로 상기 가습필터(30)의 동작을 제어할 수 있다.

구체적으로, 도4를 참조하여 상기 가습필터(30)의 동작시간을 구할 수 있다. 여기서, 상기 직선은 y = a*t + b의 관계식을 만족하는 것으로서, y는 목표습도값, a는 습도상승율, t는 중단시점, b는 초기 외부습도값일 수 있다. 상기 직선은 상기 가습장치를 동작시키는 경우에 있어서, 시간에 따른 외부습도값의 변화를 나타내는 것이다. 따라서, 상기 직선과 목표습도값의 교점에 해당하는 시간까지 상기 가습장치를 동작함으로써 상기 목표습도값을 얻을 수 있다.

상기 도4에 의하면, t2 시점에서 상기 목표습도값에 도달할 수 있다. 다만, 상기 t2시점에 상기 가습필터(30)의 동작을 중단하더라도, 상기 가습필터(30)의 수증기 공급이 즉시 중단되지는 않는다. 즉, 상기 가습필터(30)에 남아 있는 수분이 계속하여 기화되어 공기 중으로 공급될 수 있으며, 이에 의하여 상기 가습필터(30)를 중단한 이후에도 상기 목표습도값을 초과하여 더 높은 습도값으로 높아질 수 있다. 따라서, 사용자가 원하는 정확한 습도값을 제공하지 못하게 되는 문제점이 발생할 수 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 상기 가습필터(30)의 중단시점을 보정할 수 있다. 구체적으로, 상기 가습필터(30)의 동작 중단 후 상기 가습필터(30)가 완전히 건조될 때까지 걸리는 가습필터(30)의 건조시간을 고려하여 상기 중단시점을 재설정할 수 있다. 즉, 상기 가습필터(30)의 동작을 상기 목표습도값에 도달하기 전에 미리 중단하고, 상기 건조시간동안 상기 가습필터(30)가 제공하는 수증기에 의하여 상기 목표습도에 도달하도록 할 수 있다.

상기 건조시간은 상기 가습필터(30)에 대하여 미리 실험적으로 측정할 수 있으며, 여기서 상기 가습필터(30)가 완전히 건조된다는 것은 상기 가습필터(30)에서 발생하는 기화 및 응결 현상이 동적 평형을 이룬 상태를 의미하는 것일 수 있다.

도4를 참조하여 상기 중단시점 보정을 설명하면, 상기 중단시점을 보정하는 것은 상기 t2 시점에서 건조시간 T를 빼는 것으로 구할 수 있다. 즉, 도4의 t1이 상기 보정된 중단시점일 수 있다.

여기서, 상기 보정을 고려하여 상기 직선의 공식을 수정할 수 있다. y = a*(t' + T) + b 여기서, y는 목표습도값, a는 습도상승율, t'는 보정된 중단시점, b는 초기 외부습도값, T는 건조시간을 이용하여, 상기 보정된 중단시점을 계산할 수 있다.

여기서 상기 송풍팬(20)의 동작과 관련하여, 바람직하게는 상기 도4의 t2시점까지 동작하고 상기 t2시점 이후에는 동작을 중단하는 것일 수 있다. 이는 상기 가습필터(30)가 동작을 중단한 이후에도, 상기 건조시까지는 계속하여 활발하게 공기 중으로 수증기를 공급할 필요가 있기 때문이다.

도2a 및 도2b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 가습장치의 수분공급수차를 나타내는 정면도이다.

도2a 및 도2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 가습장치는 수분공급수차(60, 60')를 더 포함할 수 있으며, 상기 수분공급수차(60, 60')는 수용홈(61, 61')을 포함할 수 있다.

이하, 도2a 및 도2b를 참조하여 상기 수분공급수차를 포함하는 가습장치를 설명한다.

도1과 도2a를 비교하면, 상기 도2a의 가습필터(30)는 수조(50)에 침지되지 않을 수 있으며, 대신 상기 가습필터(30)의 하단에 위치하는 수분공급수차(60)의 일부가 상기 수조(50)에 침지되어 상기 수조(50)의 물을 상기 가습필터(30)에 공급할 수 있다. 이는 상기 가습필터(30)를 수조에 침지되지 않도록 하여 스케일 발생을 최소화하기 위함이다.

상기 수분공급수차(60)는 회전을 통하여 상기 수용홈(61)에 상기 수조(50)의 물을 담을 수 있으며, 상기 수용홈(61)에 담긴 물은 회전을 통하여 상기 가습필터(30)에 공급될 수 있다. 상기 수분공급수차(60)의 회전에 의하여 상기 가습필터(30)도 회전할 수 있으므로, 상기 가습필터(30)의 표면에 물이 골고루 공급될 수 있다. 여기서 상기 가습필터(30)와 수분공급수차(60)는 톱니바퀴 형상을 구비하여 상기 가습필터(30) 및 수분공급수차(60)가 동시에 회전하도록 할 수 있다.

상기 도2a와 같은 수분공급수차(60)를 포함하는 가습장치는, 상기 수분공급수차(60)가 상기 가습필터(30)에 물을 공급하지 않으면 가습기능을 수행할 수 없으므로, 상기 수분공급수차(60)의 회전여부에 따라 상기 가습기능의 온, 오프가 결정될 수 있다.

따라서, 상기 수분공급수차(60)를 포함하는 가습장치는, 상기 가습필터(30)의 동작이 아닌 상기 수분공급수차(60)의 동작을 기준으로 상기 가습장치의 가습량을 조절할 수 있다.

즉, 상기 가습장치의 제어부(40)는, 상기 가습필터(30)에 의한 외부공기의 습도상승율을 이용하여 상기 수분공급수차(60)의 동작시간을 계산할 수 있으며, 또한, 상기 수분공급수차(60)의 회전을 중단시킨 후 상기 가습필터(30)가 완전히 건조될 때까지 걸리는 가습필터 건조시간을 이용하여, 상기 중단시점을 보정할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부(40)는 y = a*t + b 여기서, y는 목표습도, a는 습도상승율, t는 상기 수분공급수차의 중단시점, b는 외부습도값을 이용하여, 상기 수분공급수차의 동작시간을 계산할 수 있으며, 상기 수학식은, y = a*(t' + T) + b 여기서, y는 목표습도, a는 습도상승율, t'는 보정된 중단시점, b는 외부습도값, T는 건조시간으로 보정될 수 있다.

여기서, 수분공급수차와 가습필터는 도2b와 같이 일부분이 겹치도록 구비될 수 있다. 즉, 상기 가습필터(30)의 전면 또는 후면에 상기 수분공급수차(60')가 위치할 수 있다.

이 경우 상기 수분공급수차(60')가 공급하는 물이 상기 가습필터(30)와 접촉하는 면적이 상기 도2a에서 접촉하는 면적보다 더 넓을 수 있다. 따라서, 상기 도2b의 경우가 상기 가습필터(30)에 물을 공급하기에 더 유리할 수 있다.

또한, 상기 수용홈(61')은 상기 가습필터(30) 쪽으로 물을 공급하기 쉬운 형상을 가질 수 있다. 예를들어, 상기 가습필터(30)가 상기 수분공급수차(60')의 후면에 위치한다면, 상기 수용홈(61')은 상기 가습필터(30) 쪽이 일부 또는 전부 개방되는 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 수용홈(61')에 담긴 물이 상기 가습필터(30) 쪽으로 대부분 공급될 수 있다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 가습량조절방법을 나타내는 순서도이다. 도3을 참조하면, 상기 가습량조절방법은 가습단계(S10), 습도상승율 계산단계(S20), 중단시점 계산단계(S30) 및 동작중단단계(S40)를 포함할 수 있다.

이하, 도3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 가습량조절방법을 설명한다.

가습단계(S10)는, 가습필터를 회전시켜 상기 가습필터의 표면에 물을 공급하고, 상기 공급된 물을 기화시켜 공기 중으로 수증기를 공급할 수 있다. 상기 가습단계(S10)는 사용자가 목표습도값을 입력하거나 또는 기 설정된 동작모드에 따라 설정된 목표습도값을 입력받을 수 있으며, 상기 목표습도값에 도달하기 위하여 동작하는 것일 수 있다. 상기 가습필터는 디스크 형태로 구비될 수 있으며, 회전을 통하여 상기 가습필터의 표면에 물을 골고루 공급할 수 있다. 상기 가습필터에 공급된 물은 외부공기와 만나는 표면적이 넓어지므로, 상기 가습필터에서의 기화가 용이하게 이루어질 수 있다. 상기 가습단계(S10)에서는 송풍팬에 의하여 외부공기가 공급될 수 있으며 상기 송풍팬의 풍량에 따라 가습량이 달라질 수도 있다.

여기서 상기 가습단계(S10)는 상기 습도상승율 계산단계(S20) 및 상기 중단시점 계산단계(S30)를 통하여 중단시점을 미리 계산한 이후에 수행될 수도 있으며, 가습단계(S10)를 수행하는 도중에 상기 습도상승율 계산단계(S20) 및 상기 중단시점 계산단계(S30)가 수행될 수 있다.

여기서 상기 가습필터는, 상기 수분공급수차에 의하여 물을 공급받는 것일 수 있다. 여기서, 상기 수분공급수차는 상기 가습필터의 하단에 위치하는 것으로서 상기 가습필터와 일부분 겹치는 위치에 있을 수 있다. 이 경우, 상기 수분공급수차는 상기 가습필터의 전면 또는 후면에 위치할 수 있다.

습도상승율 계산단계(S20)는, 상기 가습필터에 의한 시간당 습도 상승율을 계산할 수 있다.

여기서 상기 습도상승율 계산단계(S20)는, 상기 가습필터로 유입되는 외부 공기의 풍량 및 외부습도값에 따라 계산된 습도상승률이 기재된 테이블표를 이용하여 상기 습도상승율을 산출할 수 있다.

앞서 살핀 바와 같이, 상기 가습필터에서 외부공기로 공급하는 수분의 양은 상기 외부공기의 풍량 및 외부습도값에 의하여 영향을 받을 수 있다. 따라서 상기 외부공기의 풍량 및 외부습도값에 따른 습도상승률을 실험적으로 측정할 수 있으며, 이를 상기 테이블표로 작성할 수 있다. 그러므로, 습도센서로부터 입력되는 외부습도값 및 상기 송풍팬을 동작시키는 모터의 회전속도를 입력받아, 상기 테이블표를 이용하여 상기 습도상승율을 산출할 수 있다.

중단시점 계산단계(S30)는, 상기 습도상승율 및 습도센서로부터 입력받은 외부습도값을 이용하여, 상기 가습필터의 동작중단 시점을 계산할 수 있다.

구체적으로, 목표습도값과 외부습도값의 차를 구하고 이를 상기 습도상승율로 나누면 상기 가습필터를 얼마나 동작하여야 상기 목표습도에 도달할 수 있는지를 구할 수 있으며, 상기 가습필터의 동작중단 시점을 얻을 수 있다. 이를 수학식으로 표현하면, y = a*t + b 여기서, y는 목표습도, a는 습도상승율, t는 중단시점, b는 외부습도값이다.

다만, 상기 중단시점에 상기 가습필터의 동작을 중단하더라도, 상기 가습필터의 수증기 공급이 즉시 중단되지는 않는다. 즉, 상기 가습필터에 남아 있는 수분이 계속하여 기화되어 공기 중으로 공급될 수 있으므로, 상기 목표습도값을 초과하여 더 높은 습도값으로 높아질 수 있다.

따라서 상기 중단시점 계산단계(S30)는, 상기 가습필터의 회전을 중단시킨 후, 상기 가습필터가 완전히 건조될 때까지 걸리는 가습필터 건조시간을 이용하여 상기 중단시점을 보정하는 중단시점 보정과정을 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 가습필터의 동작을 상기 목표습도값에 도달하기 전에 미리 중단하고, 상기 건조시간동안 상기 가습필터가 제공하는 수증기에 의하여 상기 목표습도에 도달하도록 할 수 있다. 여기서 상기 건조시간은 상기 건조필터에 대하여 미리 실험적으로 측정한 것일 수 있다.

구체적으로 상기 중단시점 보정과정은, y = a*(t' + T) + b 여기서, y는 목표습도, a는 습도상승율, t'는 보정된 중단시점, b는 외부습도값, T는 건조시간을 이용하여, 상기 보정된 중단시점을 계산할 수 있다.

앞서 살핀 바와 같이, 상기 가습필터는 상기 수분공급수차에 의하여 물을 공급받는 것일 수 있으므로, 여기서 상기 가습필터의 동작중단시점 대신에 상기 수분공급수차의 동작중단시점을 계산할 수 있다. 또한, 상기 건조시간을 고려하여 상기 수분공급수차의 동작중단시점을 보정할 수 있다. 상기 수분공급수차의 동작중단시점은 상기 가습필터의 동작중단시점을 계산하는 것과 동일한 방법으로 구할 수 있다.

동작중단단계(S40)는, 상기 동작중단시점에 상기 가습필터의 회전을 중단할 수 있으나, 바람직하게는 상기 보정된 동작시점에 상기 가습필터의 회전을 중단함으로써 정확하게 상기 목표습도값을 맞출 수 있다. 다만, 상기 송풍팬은 상기 보정전의 동작시점까지 동작하도록 할 수 있다. 이는 상기 가습필터다 동작을 중단한 이후에도, 상기 건조시까지는 계속하여 활발하게 공기 중으로 수증기를 공급할 필요가 있기 때문이다.

여기서 상기 수분공급수차를 이용하는 경우에는, 상기 가습필터 대신에 상기 수분공급수차의 회전을 중단할 수 있다.

도시하지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 의한 제가습공기청정기는 습도센서, 송풍팬, 가습필터, 제습장치 및 제어부를 포함할 수 있다.

상기 제습장치는, 유입되는 공기 중에 포함된 수증기를 물로 응결시켜 상기 공기 중에서 제거하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 제습장치는 열전소자 또는 압축기, 응축기 및 열교환기로 이루어지는 냉동사이클을 이용하여 상기 유입되는 공기를 냉각시켜, 상기 공기 중에 포함된 수증기를 물로 응결시키는 것일 수 있다. 따라서, 상기 제습장치를 이용하여 유입되는 공기 중의 수증기를 제거하여 습도를 낮출 수 있다.

상기 제습장치는 상기 제어부의 제어신호에 따라 동작하는 것일 수 있으며, 기 설정된 습도값 이상이면 제습동작을 시작하는 것일 수 있다. 여기서, 상기 가습필터의 목표습도값과 상기 제습장치의 기 설정된 습도값은 서로 일치하거나 근소한 차를 가지도록 설정될 수 있다. 따라서, 상기 가습필터가 종래와 같이 목표습도값에 도달한 이후에 동작을 중단하는 것이라면 상기 가습필터에 남아있는 수분에 의하여 계속하여 가습될 수 있으며, 외부습도값은 상기 제습장치의 기 설정된 습도값에 도달할 수 있다.

이 경우, 상기 제습장치가 제습동작을 수행할 수 있으나, 상기 가습필터가 완전히 건조되지 않은 상태에서 상기 제습장치를 가동하면, 상기 제습장치는 유입되는 공기에 포함된 수증기를 제거하는 것이 아니라, 상기 가습필터에 남아있는 수분을 제습하는 것이 될 수 있다. 따라서, 상기 제습장치의 실제 제습효율은 크게 떨어질 수 있으며, 상기 가습필터가 가습하는 것을 다시 제습하게 되어, 불필요한 전력낭비를 초래할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 제가습청정기는, 앞서 살핀바와 같이, 상기 가습필터를 제어하여, 상기 목표습도값에 도달하기 전에 미리 상기 가습필터를 중단시켜 상기 목표습도값 이상으로 가습하지 않도록 할 수 있으며, 이 경우 상기 목표습도값에서 상기 가습필터는 완전히 건조될 수 있다.

즉, 상기 가습필터의 동작을 제어하여, 상기 가습구간과 제습구간이 완전히 분리함으로써 상기 문제점을 해결할 수 있다.

상기 목표습도값에 도달하기 전에 미리 가습필터의 동작을 중단시켜 정밀하게 목표습도값을 얻을 수 있는 가습필터 및 이를 제어하는 제어부에 대한 설명은 앞서 하였으므로, 여기서는 구체적인 설명을 생략한다. 또한, 상기 제가습청정기를 구성하는 상기 습도센서 및 송풍팬에 관하여도 앞서 언급하였으므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

10: 습도센서 20: 송풍팬
30: 가습필터 40: 제어부
50: 수조 60: 수분공급수차
S10: 가습단계 S20: 습도상승율계산단계
S30: 중단시점 계산단계 S40: 동작중단단계

Claims (14)

1. 외부공기의 습도를 측정하여 외부습도값을 출력하는 습도센서;
   모터의 구동속도에 따라 회전하여 외부공기를 유입시키는 송풍팬;
   회전을 통하여 표면에 물을 공급하는 것으로서, 상기 표면의 물을 기화시켜 상기 유입된 외부공기 중으로 수증기를 공급하는 가습필터; 및
   상기 가습필터에 의한 외부공기의 습도상승율을 이용하여, 상기 가습필터의 동작시간을 계산하는 제어부를 포함하는 가습장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
   상기 외부습도값 및 상기 송풍팬의 풍량에 따라 계산된 상기 습도상승율이 기재된 테이블표를 이용하여 상기 습도상승율을 산출하는 가습장치.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
   y = a*t + b 여기서, y는 목표습도, a는 습도상승율, t는 가습필터의 중단시점, b는 외부습도값을 이용하여, 상기 가습필터의 동작시간을 계산하는 가습장치.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는
   상기 가습필터의 회전을 중단시킨 후 상기 가습필터가 완전히 건조될 때까지 걸리는 가습필터 건조시간을 이용하여, 상기 중단시점을 보정하는 가습장치.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는
   y = a*(t' + T) + b 여기서, y는 목표습도, a는 습도상승율, t'는 보정된 중단시점, b는 외부습도값, T는 건조시간을 이용하여, 상기 보정된 중단시점을 계산하는 가습장치.
   
6. 외부공기의 습도를 측정하여 외부습도값을 출력하는 습도센서;
   모터의 구동속도에 따라 회전하여 외부공기를 유입시키는 송풍팬;
   표면에서 물을 기화시켜 상기 유입된 외부공기 중으로 수증기를 공급하는 가습필터;
   상기 가습필터의 하단에 배치된 것으로서, 회전을 통하여 수용홈에 물을 담은 후 다시 회전하여 상기 가습필터에 상기 수용홈에 담긴 물을 공급하는 수분공급수차; 및
   상기 가습필터에 의한 외부공기의 습도상승율을 이용하여, 상기 수분공급수차의 동작시간을 계산하는 제어부를 포함하는 가습장치.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 제어부는
   y = a*t + b 여기서, y는 목표습도, a는 습도상승율, t는 수분공급수차의 중단시점, b는 외부습도값을 이용하여, 상기 수분공급수차의 동작시간을 계산하는 가습장치.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 제어부는
   상기 수분공급수차의 회전을 중단시킨 후 상기 가습필터가 완전히 건조될 때까지 걸리는 가습필터 건조시간을 이용하여, 상기 중단시점을 보정하는 가습장치.
   
9. 외부공기의 습도를 측정하여 외부습도값을 출력하는 습도센서;
   모터의 구동속도에 따라 회전하여 외부공기를 유입시키는 송풍팬;
   표면에서 물을 기화시켜 상기 유입된 외부공기 중으로 수증기를 공급하는 것으로서, 회전을 통하여 표면에 물을 공급하는 가습필터;
   상기 유입된 외부공기 중의 수증기를 응결시켜 상기 외부공기 중의 수증기를 제거하는 제습장치; 및
   상기 가습필터 및 제습장치 중 어느 하나가 동작하도록 제어하는 것으로서, 상기 가습필터에 의한 외부공기의 습도상승율을 이용하여 상기 가습필터의 동작시간을 계산하는 제어부를 포함하는 제가습장치.
   
10. 가습필터를 회전시켜 상기 가습필터의 표면에 물을 공급하고, 상기 공급된 물을 기화시켜 공기 중으로 수증기를 공급하는 가습단계;
    상기 가습필터에 의한 시간당 습도상승율을 계산하는 습도상승율 계산단계;
    상기 습도상승율 및 습도센서로부터 입력받은 외부습도값을 이용하여, 상기 가습필터의 동작중단 시점을 계산하는 중단시점 계산단계; 및
    상기 동작중단시점에 상기 가습필터의 회전을 중단하는 동작중단단계를 포함하는 가습량조절방법.
    
11. 제10항에 있어서, 상기 습도상승율 계산단계는
    상기 가습필터로 유입되는 외부 공기의 풍량 및 상기 외부습도값에 따라 계산된 습도상승율이 기재된 테이블표를 이용하여 상기 습도상승율을 산출하는 가습량조절방법.
    
12. 제10항에 있어서, 상기 중단시점 계산단계는
    y = a*t + b 여기서, y는 목표습도, a는 습도상승율, t는 중단시점, b는 외부습도값을 이용하여, 상기 중단시점을 계산하는 가습량조절방법.
    
13. 제10항에 있어서, 상기 중단시점 계산단계는
    상기 가습필터의 회전을 중단시킨 후, 상기 가습필터가 완전히 건조될 때까지 걸리는 가습필터 건조시간을 이용하여 상기 중단시점을 보정하는 중단시점 보정과정을 더 포함하는 가습량조절방법.
    
14. 제13항에 있어서, 상기 중단시점 보정과정은
    y = a*(t' + T) + b 여기서, y는 목표습도, a는 습도상승율, t'는 보정된 중단시점, b는 외부습도값, T는 건조시간을 이용하여, 상기 보정된 중단시점을 계산하는 가습량조절방법.

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