KR20160116129A - 공조 환경 관리시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

공조 환경 관리시스템이 제공된다. 상기 공조 환경 관리시스템은 외부의 오염도에 관한 정보를 획득할 수 있는 외부 환경 감지부, 내부의 오염도에 관한 정보를 획득할 수 있는 내부 환경 감지부, 상기 외부 환경 감지부 및 내부 환경 감지부를 통해 획득된 정보를 통해 내/외부의 오염도를 비교하여 급/배기량 및 내부 순환량을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부, 상기 제어부를 통해 급/배기량을 조절하는 급/배기 유닛, 상기 제어부를 통해 내부 순환량을 조절하는 내부 순환 유닛을 포함한다.

Description

공조 환경 관리시스템 및 그 방법{Air conditioning system and method}

본 발명은 도시철도 역사 내 이용객의 쾌적성 증대를 위한 공조 환경 관리시스템에 관한 것이다.

일반적으로 건물과 같은 밀폐된 공간에서 많은 사람들이 활동하게 되는 경우에 인체에서 발생하는 이산화탄소를 포함한 다양한 유해물질로 인해 공기의 질이 저하된다.

또한 유해물질의 오염농도는 대부분의 경우에 실외보다 실내가 더 높으며, 따라서 실내에서 주로 생활하는 현대인의 건강은 실내공기 오염 수준에 따라서 직접적인 영향을 받는다.

특히 지하에 구축된 대형 상가나 유동 인구가 많은 지하철의 지하 역사는 실내 공기 오염이 상당하여 실외의 신선한 공기로 환기를 시켜주는 것이 매우 중요하며, 더욱이 지하 역사는 자연환기가 어렵고 많은 유동 인구와 지하철 차량 운행으로 발생하는 오염물질이 지하역사로 유입되기 때문에 실내공기 오염이 매우 우려되는 공간이다.

또한, 지하철 역사는 도로교통량이 많은 도심 인근에 건설되기 때문에, 지하 역사의 출입구와 급기구는 도로변에 위치하게 되며, 따라서 지상의 대기 오염물질이 유입될 가능성이 높다. 도로상 오염물질의 배출량은 정체가 심할수록 증가하는 특성이 있다. 또한 지하철 역사 내부는 다양한 오염물질의 발생원을 갖고 있게 되며, 예를 들어, 지하철 운행 동안 지속적인 레일 마찰은 중금속 성분의 먼지를 발생시키며, 역사가 지하 깊숙이 내려갈수록 암반에서 자연적으로 발생하는 라돈 가스의 유입 가능성이 높아지게 되므로, 지하 역사의 실내 공기질을 효율적으로 관리하기 위해서는 지상 오염과 지하 오염을 복합적으로 고려할 필요가 있다.

기존의 지하역사 환기설비는 단순히 외부의 공기를 도입하고, 지하의 공기를 외부로 배출하는 방식으로 구성되었으며, 공조설비의 경우에도 계절별, 시간대별 단순 ON/OFF방식의 가동으로 운영되고 있다. 일부 역사에서는 풍량조절이 가능한 인버터 방식의 기능이 설치되어 있으나, 통상 일정 풍량으로만 가동하고 있다. 승강장의 경우, 유입된 공기를 그대로 배기하는 전급기-전배기 방식이 적용되기 때문에 여름철 냉방에너지의 과다손실이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 황사 및 초미세먼지 등 외부오염 발생 시 지하역사에서는 외부공기의 유입을 전면 차단하도록 운영되고 있지만, 내부공기를 정화시킬 수 있는 방안이 없는 실정이다.

공개특허공보 제10-2007-0019355호(공개일자: 2007.02.15)

공개특허공보 제10-2007-0008200호(공개일자: 2007.01.17)

본 발명은 외기 오염도와 내부 오염도를 모니터링하여 비교 분석을 통해 외기와 내기를 급/배기 시킬 수 있도록 함으로써 도시철도 역사 내 이용객의 쾌적성을 증대시킬 수 있는 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 양태에 따르면, 외부의 오염도에 관한 정보를 획득할 수 있는 외부 환경 감지부, 내부의 오염도에 관한 정보를 획득할 수 있는 내부 환경 감지부, 상기 외부 환경 감지부 및 내부 환경 감지부를 통해 획득된 정보를 통해 내/외부의 오염도를 비교하여 급/배기량 및 내부 순환량을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부, 상기 제어부를 통해 급/배기량을 조절하는 급/배기 유닛, 상기 제어부를 통해 내부 순환량을 조절하는 내부 순환 유닛을 포함한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 외부 환경 감지부는 실시간 대기 오염도를 제공하는 사이트의 Open API(Application Programming Interface)를 이용하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 외부 환경 감지부는 교통 트래픽 관련 DATA를 더 이용하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 내부 환경 감지부는 혼잡도에 관한 정보를 더 획득하고, 상기 제어부는 혼잡도에 따른 요구 급기량을 계산하여 급/배기량 및 내부 순환량을 제어하기 위한 제어신호를 추가로 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 제어부는 상기 외부 환경 감지부 및 내부 환경 감지부를 통해 획득된 정보를 저장하는 데이터베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 제어부는 상기 외부 환경 감지부 및 내부 환경 감지부를 통해 획득된 정보를 통해 내/외부의 오염도를 비교하여 외부 오염이 내부 오염에 비해 높을 경우 내부가 오염되지 않도록 급기량을 조절하고, 내부 오염이 외부 오염에 비해 높을 경우 내부 오염도를 감소시키도록 급기량과 배기량 및 내부 순환량을 조절하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 내부 순환 유닛은 오염물질을 여과시킬 수 있는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 양태에 따르면, 외부 오염 및 내부 오염도에 관한 정보를 획득하는 제1단계, 획득된 오염도를 비교하는 제2단계 및 외부 오염이 내부 오염에 비해 높을 경우 내부가 오염되지 않도록 급기량을 조절하는 제3단계를 포함한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 제2단계에서 외부 오염도가 내부 오염도보다 작은 경우 내부 오염도를 감소시키도록 급기량과 배기량 및 내부순환량을 조절하는 제4-1단계 및 내부 공기를 필터링하여 내부 순환 유닛을 통해 내부 순환이 이루어지는 제4-2단계를 더 포함한다.

본 발명에 따른 공조 환경 관리시스템은, 실내 공기와 실외 공기의 오염도를 비교 분석하여 실외 공기의 오염도가 실내 공기 보다 심한 경우에는 외기 도입을 중단하고, 실내 공기의 오염도가 실외 공기 보다 심한 경우에는 내부 오염도를 감소시키기 위하여 깨끗한 외기의 급기량을 증가시키고 동시에 내부 순환량을 증대시켜 공기를 정화할 수 있어, 내부의 공기 질을 항시 쾌적하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 공조 환경 관리시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공조 환경 관리시스템의 작동을 보여주는 흐름도.

이하, 첨부한 도면들 및 후술되어 있는 내용을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어 지는 것이다.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여, 본 발명의 일실시 예에 따른 공조 환경 관리시스템에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 공조 환경 관리시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공조 환경 관리시스템의 작동을 보여주는 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 공조 환경 관리시스템은 크게 외부 환경 감지부(10), 내부 환경 감지부(20), 제어부(30), 급/배기 유닛(40), 내부 순환 유닛(50)을 포함하여 구성된다.

상기 외부 환경 감지부(10)는 실시간 대기 오염도를 제공하는 사이트의 Open API(Application Programming Interface)를 이용할 수 있다. 예컨대 한국환경공단에서 운영하는 Air korea 사이트를 통해 SO₂, CO, O₃, NO₂, PM₁₀ 등의 대기 오염관련 정보를 획득할 수 있다. 또한, 상기 외부 환경 감지부(10)는 상기한 다양한 오염관련 정보를 획득할 수 있는 센서를 포함하여 구성될 수도 있으며, 상기한 오염 관련 정보는 예시에 불과할 뿐 반드시 그 기재 내용으로 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.

한국환경공단에서 운영하는 Air korea 사이트를 통해 SO₂, CO, O₃, NO₂, PM₁₀ 등의 대기 오염관련 정보를 획득할 경우 일정 지역을 대표하는 지점에서의 오염도가 해당 지역의 오염도를 대표하기 때문에 지하철 역사와 같이 좁은 지역에 많은 역사가 위치하는 경우에는 더 정밀한 오염도에 관한 정보가 필요하다. 이때에는 해당 역사 주변의 교통 트래픽 관련 DATA를 수집함으로써 해당 역사 주변(특히 급기구 주변)의 대기 오염 정도를 더 정밀하게 유추할 수 있다.

예컨대 동일한 대기 오염정도를 가진 지역이라도 역사의 급기구 주변의 교통량이 많고 특히 정체가 심한 경우라면 그 반대의 경우보다 오염도가 더 심하다는 것을 유추할 수 있고, 이에 대한 상관관계를 통해 해당 역사의 오염도를 정확하게 파악해 낼 수 있다.

상기 내부 환경 감지부(20)는 역사 내부의 승강장이나 대합실 등의 오염도를 측정하게 되며, SO₂, CO, O₃, NO₂, PM₁₀ 등의 대기 오염관련 정보를 측정할 수 있는 센서를 적어도 하나 이상 포함한다. 또한, 지하철 역사 내부의 혼잡도 관련 정보를 획득함으로써, 혼잡도 정도에 따른 급/배기량을 조절할 수 있도록 하여 쾌적한 내부 환경을 항상 제공할 수 있도록 한다.

상기 제어부(30)는 상기 외부 환경 감지부(10) 및 내부 환경 감지부(20)를 통해 획득된 정보를 통해 내/외부의 오염도를 비교하여 급/배기량 및 내부 순환량을 제어하기 위한 제어신호를 생성함을 특징으로 한다. 또한, 혼잡도 정보를 통해 혼잡도에 따른 요구 급기량을 계산하여 급/배기량 및 내부 순환량을 제어하기 위한 제어신호를 추가로 생성할 수 있다. 이를 통해 역사 이용객이 밀집된 상황에서도 쾌적한 역사 내 환경을 유지시킬 수 있다.

상기 제어부(30)는 상기 외부 환경 감지부(10) 및 내부 환경 감지부(20)를 통해 획득된 정보를 저장하는 데이터베이스(31)를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부(30)는 상기 외부 환경 감지부(10) 및 내부 환경 감지부(20)를 통해 획득된 정보를 통해 내/외부의 오염도를 비교하여 외부 오염이 내부 오염에 비해 높을 경우 내부가 오염되지 않도록 급기량을 조절하고, 내부 오염이 외부 오염에 비해 높을 경우 내부 오염도를 감소시키도록 급기량과 배기량 및 내부 순환량을 조절 하는 역할을 수행한다.

상기 급/배기 유닛(40)은 상기 제어부(30)를 통해 생성된 제어신호에 의해 작동되며, 이를 통해 급/배기량을 조절하는 역할을 수행한다.

상기 내부 순환 유닛(50)은 상기 제어부(30)를 통해 생성된 제어신호에 의해 내부의 공기를 순환시키는 역할을 수행한다. 이때, 내부의 오염물질을 여과시킬 수 있는 필터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이를 통해 자체적으로 내부의 오염도를 감소시킬 수 있다.

도 2를 참조하면, 실외 및 실내의 공기 오염도를 측정하는 제1단계(S10)와, 실외 오염도와 실내 오염도를 비교 분석하는 제2단계(S20)와, 실외 오염도가 실내 오염도 보다 더 큰 경우에는 내부가 오염되지 않도록 급기량을 조절하는 제3단계(S30)를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제2단계에서 외부 오염도가 내부 오염도보다 작은 경우 내부 오염도를 감소시키도록 급기량과 배기량 및 내부순환량을 조절하는 제4-1단계(S41) 및 내부 공기를 필터링하여 내부 순환 유닛을 통해 내부 순환이 이루어지는 제4-2단계(S42)를 더 포함한다.

제1단계(S10)에서 외부 환경 감지부(10)에 의해 외기 오염도에 대한 정보가 획득되며, 내부 환경 감지부(20)에 의해 내기 오염도에 대한 정보가 획득되며, 획득된 오염도 정보는 데이터베이스(31)에 저장된다.

본 실시 예에서 각각 획득된 정보는 제어부(30)로 전달되어 데이터베이스(31)에 저장되는 것으로 예시하고 있으나, 데이터베이스(31)는 통신이 가능한 데이터베이스 서버로 구축되어 획득된 데이터가 직접 데이터베이스(31)에 저장될 수도 있을 것이다.

제2단계(S20)에서 제어부(30)는 획득된 정보를 통해 외기 오염도와 내기 오염도에 대한 비교 분석이 이루어진다.

제3단계(S30)에서는 외부 오염이 내부 오염에 비해 높을 경우 내부가 오염되지 않도록 급기량을 조절하게 된다.

한편, 제2단계(S20)에서 외부 오염도가 내부 오염도 보다 작은 경우에는 제4-1단계(S41)로써 내부 오염도를 감소시키도록 급/배기 및 내부 순환이 이루어지며, 다음으로 제4-2단계(S42)로써 내부 공기를 필터링하여 내부 순환 유닛(50)을 통해 내부 순환이 이루어진다.

이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.

10 : 외부 환경 감지부
20 : 내부 환경 감지부
30 : 제어부
31 : 데이터베이스
40 : 급/배기 유닛
50 : 내부 순환 유닛

Claims (9)

1. 외부의 오염도에 관한 정보를 획득할 수 있는 외부 환경 감지부;
   내부의 오염도에 관한 정보를 획득할 수 있는 내부 환경 감지부;
   상기 외부 환경 감지부 및 내부 환경 감지부를 통해 획득된 정보를 통해 내/외부의 오염도를 비교하여 급/배기량 및 내부 순환량을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부;
   상기 제어부를 통해 급/배기량을 조절하는 급/배기 유닛;
   상기 제어부를 통해 내부 순환량을 조절하는 내부 순환 유닛을 포함하는 공조 환경 관리시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 외부 환경 감지부는 실시간 대기 오염도를 제공하는 사이트의 Open API(Application Programming Interface)를 이용하는 것을 특징으로 하는 공조 환경 관리시스템.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 외부 환경 감지부는 교통 트래픽 관련 DATA를 더 이용하는 것을 특징으로 하는 공조 환경 관리시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 내부 환경 감지부는 혼잡도에 관한 정보를 더 획득하고,
   상기 제어부는 혼잡도에 따른 요구 급기량을 계산하여 급/배기량 및 내부 순환량을 제어하기 위한 제어신호를 추가로 생성하는 공조 환경 관리시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 외부 환경 감지부 및 내부 환경 감지부를 통해 획득된 정보를 저장하는 데이터베이스를 더 포함하는 공조 환경 관리시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 외부 환경 감지부 및 내부 환경 감지부를 통해 획득된 정보를 통해 내/외부의 오염도를 비교하여 외부 오염이 내부 오염에 비해 높을 경우 내부가 오염되지 않도록 급기량을 조절하고, 내부 오염이 외부 오염에 비해 높을 경우 내부 오염도를 감소시키도록 급기량과 배기량 및 내부순환량을 조절하는 공조 환경 관리시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 내부 순환 유닛은 오염물질을 여과시킬 수 있는 필터를 더 포함하는 공조 환경 관리시스템.
8. 외부 오염 및 내부 오염도에 관한 정보를 획득하는 제1단계;
   획득된 오염도를 비교하는 제2단계; 및
   외부 오염이 내부 오염에 비해 높을 경우 내부가 오염되지 않도록 급기량을 조절하는 제3단계를 포함하는 공조 환경 관리방법.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 제2단계에서 외부 오염도가 내부 오염도보다 작은 경우 내부 오염도를 감소시키도록 급기량과 배기량 및 내부순환량을 조절하는 제4-1단계 및 내부 공기를 필터링하여 내부 순환 유닛을 통해 내부 순환이 이루어지는 제4-2단계를 더 포함하는 공조 환경 관리방법.
   

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