KR20170050206A

KR20170050206A - 대기 환경 측정기와 연동되는 공기조화시스템

Info

Publication number: KR20170050206A
Application number: KR1020150151442A
Authority: KR
Inventors: 정찬면
Original assignee: 정찬면
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2017-05-11

Abstract

대기 환경 측정기와 연동되는 공기조화시스템이 개시되어 있다.
개시된 대기 환경 측정기와 연동되는 공기조화시스템은, 외부 대기 중의 일산화탄소, 아황산가스, 미세먼지, 황사의 농도를 측정하는 대기 환경 측정기; 외기도입량을 조절하기 위한 제1 외기댐퍼가 내장 설치된 외기덕트; 상기 외기덕트의 외부에 설치되되, 상기 제1 외기댐퍼의 전방부위와 후방부위를 연통되게 연결하며, 그 내부에는 외기도입량을 조절하기 위한 제2 외기댐퍼 및 오염된 외기를 여과하기 위한 제1 여과필터가 순차적으로 설치된 제1 바이패스관; 상기 외기덕트와 연결된 채, 그 내부에 제2 여과필터, 열교환기 및 실내로 급기하는 급기팬이 순차적으로 설치된 공조기; 상기 실내의 공기를 배출하기 위해, 그 내부에 리턴팬 및 제1 배기댐퍼가 설치된 배기덕트; 상기 배기덕트의 외부에 설치되되, 상기 제1 배기댐퍼의 전방부위와 후방부위를 연통되게 연결하며, 그 내부에는 제2 배기댐퍼가 설치된 제2 바이패스관; 상기 공조기의 제2 여과필터 전방부위와, 상기 배기덕트의 리턴팬 및 제1 배기댐퍼 사이를 연통되게 연결하고 있으며, 그 내부에는 외기덕트와 배기덕트의 개방정도를 조절하는 믹싱댐퍼가 설치된 믹싱덕트; 및 상기 대기 환경 측정기의 측정값과 설정값을 비교하여, 상기 제1, 2 외기댐퍼 및 제1, 2 배기댐퍼의 개방정도를 제어하는 컨트롤러;로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

대기 환경 측정기와 연동되는 공기조화시스템{Air Quality Meter works with the air conditioning system}

본 발명은 대기 환경 측정기와 연동되는 공기조화시스템에 관한 것이다.

특히, 외부대기의 오염상태를 측정하는 대기 환경 측정기와 건물의 냉난방시스템을 연동 되게 하여, 대기 환경 측정기에서 측정된 외부 대기 오염상태에 따라 공기조화시스템의 외기댐퍼들과 배기댐퍼들의 개방정도 및 1차 여과필터의 통과여부를 선택적으로 적용함으로써 실내공기를 최적으로 유지할 수 있도록 한 대기 환경 측정기와 연동되는 공기조화시스템에 관한 것이다.

본 발명과 유사한 선행기술로서, 국내실용신안등록 제20-0283883호에는 외기의 엔탈피를 이용한 공기조화기가 개시된 바 있다.

위의 선행문헌은, 도 1에서와 같이, 실내온도감지센서(11a)를 통해 건물 실내의 온도를 검출하는 실내온도감지부(11)와, 외기온도감지센서(12a)를 통해 건물 외부에서 건물 내부로 유입되는 공기의 온도를 검출하는 외기온도감지부(12)와, 배출온도 감지센서(13a)를 통해 건물 외부로 배출되는 공기의 온도를 감지하는 배출공기온도감지부(13)와, 습도센서(14a) 및 외부온도습도센서(14b)를 통해 건물 내부 및 외부의 습도를 검출하는 실내외 습도감지부(14)와, 실내환기팬(40a)의 RPM(회전수)를 검출하는 RPM감지부(15)와, 이산화탄소 감지센서를 이용하여 건물 내의 이산화탄소(CO₂)의 농도를 검출하는 이산화탄소감지부(16)를 포함하는 감지부(10);

상기 감지부(10)의 감지신호를 입력받아 외부로부터 유입되는 공기의 엔탈피를 산출하고, 건물 내부로부터 외부로 배출되는 공기의 엔탈피를 검출하여 양자의 엔탈피 차가 크게 되면, 외기유입댐퍼(50a) 및 배출댐퍼(60a)의 개방정도를 크게 줄여주어 외기가 건물 내로 적게 유입되도록 하고, 내부공기는 외부로 적게 배출되도록 제어하는 제어부(20);

건물 실내 온도를 설정하는 온도설정부(31)와, 건물 실내 습도를 설정하는 습도설정부(32)를 포함하며, 설정된 키 값을 상기 제어부(20)로 입력하는 설정부(30);

실내의 공기를 순환시키는 실내 환기팬(40a)을 상기 제어부(20)의 제어에 따라 구동시키는 실내 환기팬 구동부(40);

외부(out)의 공기를 건물 내로 유입하는 외기유입댐퍼(50a)를 상기 제어부(20)의 제어에 따라 구동시키는 외기유입 댐퍼 구동부(50);

실내의 공기를 건물 외부로 배출시키는 내부공기 배출댐퍼(60a)를 상기 제어부(20)의 제어에 따라 구동시키는 배출댐퍼구동부(60) 및

난방장치(70a), 냉방장치(80a) 및 가습장치(90a)를 구동시키는 난방구동부(70), 냉방구동부(80) 및 가습구동부(90);를 포함하여 된 것을 특징으로 하고 있다.

이러한 선행문헌은 외기 온도의 엔탈피와 건물 내부에서 외부로 배출되는 배출공기 엔탈피를 검출하여, 그 차이에 따라 외부로부터 건물 내부로 유입되는 공기량과 건물 내부로부터 외부로 배출되는 공기량을 자동으로 조절하도록 함에 따라 매우 효율적이고 이상적인 에너지 절약이 가능하다는 장점을 갖는다.

그러나, 상기한 선행문헌은 외기의 이산화탄소 농도만을 검출하여 외부공기의 유입을 조절하는 것이어서 앞서 언급한 바 있는 미세먼지, 황사, 일산화탄소 등 대기에 포함된 유해물질에 대한 검출이 미비함에 따라 이의 실내 유입에 대한 대처가 어렵다는 문제가 있었다.

선행문헌 1 : 국내실용신안등록 제20-0283883호

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 주 목적은 외부대기의 오염상태를 측정하는 대기 환경 측정기와 건물의 냉난방시스템을 연동 되게 하여, 대기 환경 측정기에서 측정된 외부 대기 오염상태에 따라 공기조화시스템의 외기댐퍼들과 배기댐퍼들의 개방정도 및 1차 여과필터의 통과여부를 선택적으로 적용함으로써 실내공기를 최적으로 유지할 수 있도록 한 대기 환경 측정기와 연동되는 공기조화시스템에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외부 대기 중의 일산화탄소, 아황산가스, 미세먼지, 황사의 농도를 측정하는 대기 환경 측정기; 외기도입량을 조절하기 위한 제1 외기댐퍼가 내장 설치된 외기덕트; 상기 외기덕트의 외부에 설치되되, 상기 제1 외기댐퍼의 전방부위와 후방부위를 연통되게 연결하며, 그 내부에는 외기도입량을 조절하기 위한 제2 외기댐퍼 및 오염된 외기를 여과하기 위한 제1 여과필터가 순차적으로 설치된 제1 바이패스관; 상기 외기덕트와 연결된 채, 그 내부에 제2 여과필터, 열교환기 및 실내로 급기하는 급기팬이 순차적으로 설치된 공조기; 상기 실내의 공기를 배출하기 위해, 그 내부에 리턴팬 및 제1 배기댐퍼가 설치된 배기덕트; 상기 배기덕트의 외부에 설치되되, 상기 제1 배기댐퍼의 전방부위와 후방부위를 연통되게 연결하며, 그 내부에는 제2 배기댐퍼가 설치된 제2 바이패스관; 상기 공조기의 제2 여과필터 전방부위와, 상기 배기덕트의 리턴팬 및 제1 배기댐퍼 사이를 연통되게 연결하고 있으며, 그 내부에는 외기덕트와 배기덕트의 개방정도를 조절하는 믹싱댐퍼가 설치된 믹싱덕트; 및 상기 대기 환경 측정기의 측정값과 설정값을 비교하여, 상기 제1, 2 외기댐퍼 및 제1, 2 배기댐퍼의 개방정도를 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 대기 환경 측정기와 연동되는 공기조화시스템이 제공된다.

여기서, 상기 대기 환경 측정기에서 측정된 측정값이 설정값 보다 큰 경우에는 상기 컨트롤러에 의해 제1 외기댐퍼와 제1 배기댐퍼를 차단함과 아울러 제2 외기댐퍼와 제2 배기댐퍼는 개방하여, 제2 외기댐퍼의 외기도입량을 최소한으로 설정하며, 상기 대기 환경 측정기에서 측정된 측정값이 설정값 보다 작은 경우에는 상기 컨트롤러에 의해 제1 외기댐퍼와 제1 배기댐퍼는 개방함과 아울러 제2 외기댐퍼와 제2 배기댐퍼는 차단할 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 제1 여과필터 및 제2 여과필터에는 필터의 오염도를 측정하기 위한 필터차압센서가 설치된 것을 더 포함할 수 있다.

이상의 본 발명은 외부 대기의 오염상태를 측정하는 측정기와 건물의 냉난방시스템을 연동되게 하여, 대기 환경 측정기의 측정값과 설정값을 비교하여 제1, 2 외기댐퍼 및 제1, 2 배기댐퍼의 개폐 및 개방 정도를 최적상태로 조절함으로써 실내 공기를 최적으로 유지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 공기조화기의 일예가 적용된 건물의 평면도
도 2는 종래 공기조화기의 회로 블록도
도 3은 본 발명에 따른 대기 환경 측정기와 연동되는 공기조화시스템의 구성도
도 4는 본 발명에 따른 제어 블록도
도 5는 본 발명에 제어시스템 블록도

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는 "의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

첨부된 도 3은 본 발명에 따른 대기 환경 측정기와 연동되는 공기조화시스템의 구성도이다.

도 3에 따르면, 본 발명에 따른 대기 환경 측정기와 연동되는 공기조화시스템은 대기 환경 측정기(120), 외기덕트(211), 제1 바이패스관(211a), 공조기, 배기덕트(240), 제2 바이패스관(240a) 및 믹싱덕트(250)를 포함한다.

대기 환경 측정기(120)는 외부 대기 중의 일산화탄소, 아황산가스 미세먼지, 황사 등의 농도를 측정하는 센서이다.

외기덕트(211)는 외부 공기를 실내로 유입되게 하는 공기유입통로, 그 내부에는 외기도입량을 조절할 수 있는 제1 외기댐퍼(212)가 설치된다.

제1 바이패스관(211a)은 외기덕트(211)의 외부에 설치되되, 상기 제1 외기댐퍼(212)의 전방부위와 후방부위를 연통되게 연결하게 구성된다. 따라서, 외기덕트(211)를 통해 유입되는 외기는 외기덕트(211)를 통하거나 또는 제1 바이패스관(211a)을 통하는 2개의 경로를 갖게 된다.

여기서, 상기 외기덕트(211)의 내부에는 오염된 외기를 여과하기 위한 제1 여과필터(211b)가 설치될 수 있다.

그리고, 상기 제1 바이패스관(211a)의 내부에는 외기도입량을 조절하기 위한 제2 외기댐퍼(215)가 설치될 수 있다. 상기 제2 외기댐퍼(215)를 폐쇄하면 외기는 제1 외기댐퍼(212)를 통해서만 유입되고, 반면 제2 외기댐퍼(215)를 개방하면 제2 외기댐퍼(215)를 통과하게 된다.

공조기는 상기 외기덕트(211) 또는 제1 바이패스관(211a)을 통과한 공기를 저온 또는 고온으로 열교환하기 위한 것으로, 그 내부에는 상기 제1 여과필터(211b)에 의해 여과되지 않은 잔여 이물질을 재차 여과하여 주는 제2 여과필터(214)가 설치된다.

또한, 상기 제2 여과필터(214)의 후방에는 열교환기(213)가 설치되며, 상기 제2 여과필터(214)의 후방에는 실내로 공기를 급기하여 주는 급기팬(220)이 설치된다.

배기덕트(240)는 실내 공기를 외부로 배출하기 위한 통로로서, 배기덕트(240)의 내부에는 실내 공기를 배출하기 위한 리턴팬(230)이 설치되고, 리턴팬(230)의 전방에는 배기량을 조절하기 위한 제1 배기댐퍼(241)가 설치된다.

제2 바이패스관(240a)은 상기 배기덕트(240)의 외부에 설치되되, 상기 제1 배기댐퍼(241)의 전방부위와 후방부위를 연통되게 연결하여 구성된다. 따라서, 배기덕트(240)를 통해 배기되는 외기는 배기덕트(240)를 통하거나 또는 제2 바이패스관(240a)을 통하는 2개의 경로를 갖게 된다.

여기서, 상기 제2 바이패스관(240a)의 내부에는 제2 바이패스관의 유로를 개폐하기 위한 제2 배기댐퍼(216)가 설치될 수 있다. 상기 제2 배기댐퍼(216)를 차단하게 되면 제1 배기댐퍼(241)를 통해서만 배기가 이루어지고, 제2 배기댐퍼(216)를 개방하면 제2 배기댐퍼를 통과하게 된다.

믹싱덕트(250)는 상기 공조기의 제2 여과필터(214)의 전방부위와, 상기 배기덕트(240)의 리턴팬(230) 및 제1 배기댐퍼(241) 사이를 연통되게 연결하고 있으며, 그 내부에는 외기덕트(211)와 배기덕트(240)의 개방정도를 조절하는 믹싱댐퍼(251)가 설치될 수 있다.

한편, 상기 제1 외기댐퍼(212), 제1 배기댐퍼(241), 제2 외기댐퍼(215), 제2 배기댐퍼(216)는 컨트롤러(300)에 의해 동작이 제어될 수 있다.

즉, 상기 대기 환경 측정기(120)에서 측정된 측정값이 컨트롤러(300)에 저장된 설정값 보다 큰 경우에는 컨트롤러(300)에 의해 제1 외기댐퍼(212)는 닫히고 제2 외기댐퍼(215)는 개방되며, 제2 외기댐퍼의 외기도입량을 최소한으로 설정하고 유입된 외기는 제1 여과필터(211b)를 통하여 여과 된다.

그리고, 상기 대기 환경 측정기(120)에서 측정된 측정값이 컨크롤러(300)에 설정된 설정값 보다 큰 경우에는 컨트롤러(300)에 의해 제1 배기댐퍼(241)는 닫히고, 제2 배기댐퍼(216)는 개방된다.

반면, 상기 대기 환경 측정기(120)에서 측정된 측정값이 컨트롤러(300)에 설정된 설정값보다 작은 경우, 제1 외기댐퍼(212)는 개방되고 제2 외기댐퍼(215)는 닫히게 된다.

또한, 상기 대기 환경 측정기(120)에서 측정된 측정값이 컨트롤러(300)에 의해 설정된 값보다 작은 경우, 제1 배기댐퍼(241)는 개방되고, 제2 배기댐퍼(216)는 닫히게 된다.

다만, 상기 외기 도입량과 배기 배출량은 제1 여과필터(211b)에 설치되는 제1 차압센서(140)의 측정값에 따라 압력손실율을 계산하여 제2 외기댐퍼(215)의 개폐율을 제2 배기댐퍼(216)보다 크게 설정해야 한다.

한편, 상기 컨트롤러(300)는

DDC(Direct Digital Control),

PLC(Programmable Logic Controller),

PID(Proportional Integral Derivative Control)

조절기 중 어느 하나가 적용될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 이들과 유사한 역할을 하는 여타 컨트롤러도 적용될 수 있음은 물론이다.

한편, 상기에서, 제1 여과필터(211b)는 활성탄소섬유 부직포와 이온교환섬유 부직포를 THF(테트라하이드로퓨란 : tetrahydrofuran)에 침지시켜 제조될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 공기중에 포함된 오염물질을 효과적으로 여과할 수 있다면 어떠한 필터도 적용 가능하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

120 : 대기 환경 측정기 140 : 제1 차압센서
150 : 제2 차압센서 211 : 외기덕트
211a : 제1 바이패스관 211b : 제1 여과필터
212 : 제1 외기댐퍼 213 : 열교환기
214 : 제2 여과필터 215 : 제2 외기댐퍼
216 : 제2 배기댐퍼 220 : 급기팬
230 : 리턴팬 240 : 배기덕트
240a : 제2 바이패스관 241 : 제1 배기댐퍼
250 : 믹싱덕트 251 : 믹싱댐퍼
300 : 컨트롤러

Claims

외부 대기 중의 일산화탄소, 아황산가스, 미세먼지, 황사의 농도를 측정하는 대기 환경 측정기; 외기도입량을 조절하기 위한 제1 외기댐퍼가 내장 설치된 외기덕트;
상기 외기덕트의 외부에 설치되되, 상기 제1 외기댐퍼의 전방부위와 후방부위를 연통되게 연결하며, 그 내부에는 외기도입량을 조절하기 위한 제2 외기댐퍼 및 오염된 외기를 여과하기 위한 제1 여과필터가 순차적으로 설치된 제1 바이패스관;
상기 외기덕트와 연결된 채, 그 내부에 제2 여과필터, 열교환기 및 실내로 급기하는 급기팬이 순차적으로 설치된 공조기;
상기 실내의 공기를 배출하기 위해, 그 내부에 리턴팬 및 제1 배기댐퍼가 설치된 배기덕트;
상기 배기덕트의 외부에 설치되되, 상기 제1 배기댐퍼의 전방부위와 후방부위를 연통되게 연결하며, 그 내부에는 제2 배기댐퍼가 설치된 제2 바이패스관;
상기 공조기의 제2 여과필터 전방부위와, 상기 배기덕트의 리턴팬 및 제1 배기댐퍼 사이를 연통되게 연결하고 있으며, 그 내부에는 외기덕트와 배기덕트의 개방정도를 조절하는 믹싱댐퍼가 설치된 믹싱덕트;
상기 대기 환경 측정기의 측정값과 설정값을 비교하여, 상기 제1, 2 외기댐퍼 및 제1, 2 배기댐퍼의 개방정도를 제어하는 컨트롤러;
를 포함하는 대기 환경 측정기와 연동되는 공기조화시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 대기 환경 측정기에서 측정된 측정값이 설정값 보다 큰 경우에는 상기 컨트롤러에 의해 제1 외기댐퍼와 제1 배기댐퍼를 차단함과 아울러 제2 외기댐퍼와 제2 배기댐퍼는 개방하여, 제2 외기댐퍼의 외기도입량을 최소한으로 설정하며,
상기 대기 환경 측정기에서 측정된 측정값이 설정값 보다 작은 경우에는 상기 컨트롤러에 의해 제1 외기댐퍼와 제1 배기댐퍼는 개방함과 아울러 제2 외기댐퍼와 제2 배기댐퍼는 차단하는 대기 환경 측정기와 연동되는 공기조화시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 여과필터 및 제2 여과필터에는 필터의 오염도를 측정하기 위한 필터차압센서가 설치된 것을 더 포함하는 대기 환경 측정기와 연동되는 공기조화시스템.