KR20170093446A - 자동 환기 공조 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

자동 환기 공조 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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KR20170093446A
KR20170093446A KR1020160014845A KR20160014845A KR20170093446A KR 20170093446 A KR20170093446 A KR 20170093446A KR 1020160014845 A KR1020160014845 A KR 1020160014845A KR 20160014845 A KR20160014845 A KR 20160014845A KR 20170093446 A KR20170093446 A KR 20170093446A
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이기영
이보람
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서울대학교산학협력단
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    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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    • F24F2011/0026—
    • F24F2011/0068—

Abstract

본 발명은 자동 환기 공조 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 자동 환기 공조 장치 및 그 제어 방법은, 카메라 센서를 통하여 재실자수에 대한 정보를 정확하게 측정하고, 측정된 재실자수에 대한 정보를 바탕으로 실내 공간의 이산화탄소 배출량을 미리 예측하며, 이에 따라 산출된 환기 공조율에 따라 실시간으로 환기 공조 시스템을 구동함으로써, 실내 공간의 이산화탄소 농도 증가에 따른 온실 효과를 방지하고, 최소한의 시간동안만 상기 환기 공조 시스템을 가동할 수 있어 에너지 소비 효율을 향상시킬 수 있으므로, BEMS 보급에 기여할 수 있고, 에너지 절약을 통한 실내 환기 기술 및 실내 쾌적도 유지 기술 분야에 유용하게 적용될 수 있다.

Description

자동 환기 공조 장치 및 그 제어 방법{AUTOMATIC VENTILATION AIR-CONDITIONING APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING SAME}
본 발명은 자동 환기 공조 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
최근, 국토교통부는 매년 반복되는 에너지 위기를 극복하고 온실가스를 감축하기 위해 ‘BEMS(Building Energy Management System) 보급 활성화 방안’을 마련하였다.
BEMS란, 건물내 각종 에너지 사용정보를 센서나 계측기로 수집하여 실시간으로 모니터링하고 수집정보를 분석하여 에너지사용을 최적화 및 제어하는 시스템으로, 보다 구체적으로 실내환경 및 에너지 사용 현황을 계량 또는 계측하고, 수집된 데이터로 설비운영 및 에너지 소비분석을 통해 비효율적 운영 설비를 파악하며, 최적의 설비제어를 통해 쾌적한 환경을 제공하고, 에너지 절감을 극대화하는 시스템으로, 에너지 데이터를 관리하고 그 데이터나 BEMS에 탑재된 어플리케이션, 그 외 에너지 절약 제어와의 인터페이스에 의해 건물을 종합적으로 관리하는 시스템을 통칭하는 의미이다.
이를 반영하듯, 최근 실내 환경에 대한 관심이 커지고 있으며, 이에 따라 실내 환경을 쾌적하게 하는 기술이나 방법 등이 주목받고 있다.
한편, 복합건물은 일반 가정을 위한 주거만을 위한 건물과 달리 다양한 목적의 여러 공간으로 구성되어 있으며, 공간마다 다른 실내 환경을 가지고 있다.
또한, 사람은 일하는 시간 또는 휴식을 취하는 시간 등을 포함하여 하루 24시간 중 80% 이상의 시간을 실내에서 보내고 있고, 이에 따라 실내 환경이 사람에게 많은 영향을 미칠 수 있다. 이 중 사람에게 가장 영향을 많이 끼칠 수 있는 것이 실내의 공기질이고 이에 따라 사람에게 영향을 줄 수 있다.
이러한 실내의 공기질은 실내 공간의 활용 용도나 실내 공간의 재실자수의 변화에 따라 공기질의 변화가 일어난다. 따라서, 사람이 일하는 곳인 작업공간이나 휴식을 취하는 주거공간의 실내 공기를 쾌적하게 유지하는 것이 중요하다.
따라서, 실내온도 및 습도 등 쾌적한 실내 환경 유지를 위해서 실시간 모니터링을 통한 실시간 공기 질 관리와 에너지효율을 동시에 고려한 여러 기술들이 제안되었다.
특허문헌 1 및 2는 상기 실내 환경을 유지하기 위한 기술들을 제안하고 있다.
그러나, 상기 제안된 기술을 포함한 기존의 환기 시스템은 작업공간이나 주거공간의 재실자수와 공기질이 변화된 후, 환기장치를 가동하여 공기질을 향상시키므로 쾌적한 공기질을 계속적으로 유지하는데 어려움이 있었다. 또한, 환기장치 내에서 재실자수와 공기질의 변화를 감지하여야 하므로 환기장치를 계속 동작상태로 두어야 하는데 이런 동작상태를 유지하기 위해 많은 전력이 소모되며, 실내 공간의 재실자수를 정확하게 파악함에 있어서 어려움이 있었고, 환기 시스템 설치 공간의 제약이 있어서 넓은 실내 공간의 쾌적한 공기질을 유지하기가 힘든 문제점이 있었다.
더욱이, 재실자수를 고려한 기술이라도 이러한 기술들은 이산화탄소의 배출량을 감지하여 환기를 가동시키는 방식을 사용하여 이산화탄소 농도 상승으로 인한 온도 상승 및 실내 이산화탄소 권고량을 넘는 경우가 많아 쾌적한 실내 환경의 계속적 유지 및 에너지 효율 측면에서 문제점이 여전히 존재하였다.
따라서, 재실자수를 고려하되, 실시간으로 파악된 재실자수들을 근거로 미리 환기 장치를 가동시켜 최소한의 시간동안 작동되도록 하고, 실내 공간 내에 존재하는 이산화탄소의 농도가 권고 수준을 넘지 않도록 계속적인 실내 쾌적한 환경을 유지할 수 있는 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
특허문헌 1: 대한민국 공개특허 제10-2011-0097587호 특허문헌 2: 대한민국 공개특허 특제1998-026273호
본 발명은 자동 환기 공조 장치 및 그 제어 방법을 제공한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 재실자수를 기초로 이를 카운팅함으로써 이산화탄소 배출량을 예측하여 해당 공간에 계속적으로 쾌적한 실내 환경 유지될 수 있도록 하는 자동 환기 공조 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
본 발명은 자동 환기 공조 장치에 있어서, 실내 공간의 출입구 또는 내부에 배치된 카메라 센서를 통해 재실자수를 파악하는 재실자 카운팅부; 상기 재실자수에 기초하여 상기 재실자의 이산화탄소 배출량을 예측하는 환기 공조율 모델링부; 및 상기 예측된 이산화탄소 배출량에 기초하여 산출된 환기 공조율에 따라 상기 실내 공간에 배치된 환기 공조 장치의 구동을 제어하는 환기 공조 시스템 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 환기 공조 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 자동 환기 공조 제어 방법에 있어서, 실내 공간의 출입구 또는 내부에 배치된 카메라 센서를 통해 재실자수를 카운팅하는 단계; 상기 카운팅된 재실자수에 기초하여 상기 재실자의 이산화탄소 배출량을 예측하여 환기 공조율을 산출하는 단계; 및 상기 예측된 이산화탄소 배출량에 기초하여 산출된 환기 공조율에 따라 상기 실내 공간에 배치된 환기 공조 장치의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 환기 공조 제어 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 자동 환기 공조 장치 및 그 제어 방법은, 카메라 센서를 통하여 재실자수에 대한 정보를 정확하게 측정하고, 측정된 재실자수에 대한 정보를 바탕으로 실내 공간의 이산화탄소 배출량을 미리 예측하며, 이에 따라 산출된 환기 공조율에 따라 실시간으로 환기 공조 시스템을 구동함으로써, 실내 공간의 이산화탄소 농도 증가에 따른 온실 효과를 방지하고, 최소한의 시간동안만 상기 환기 공조 시스템을 가동할 수 있어 에너지 소비 효율을 향상시킬 수 있으므로, BEMS 보급에 기여할 수 있고, 에너지 절약을 통한 실내 환기 기술 및 실내 쾌적도 유지 기술 분야에 유용하게 적용될 수 있다.
첨부된 도면은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 환기 공조 장치 및 그 제어 방법에 관한 개략적인 구성도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 환기 공조 장치의 구성도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 재실자 카운팅부의 구성도이다.
이하, 본 발명에 따른 자동 환기 공조 장치 및 그 제어 방법에 관하여 상세히 설명하나, 상기 자동 환기 공조 장치 및 그 제어 방법의 범위가 하기 설명에 의해 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 자동 환기 공조 장치에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 자동 환기 공조 장치는 실내 공간의 출입구 또는 내부에 배치된 카메라 센서를 통해 재실자수를 파악하는 재실자 카운팅부; 상기 재실자수에 기초하여 상기 재실자의 이산화탄소 배출량을 예측하는 환기 공조율 모델링부; 및 상기 예측된 이산화탄소 배출량에 기초하여 상기 실내 공간에 배치된 환기 공조 장치의 구동을 제어하는 환기 공조 시스템 제어부를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 용어, "실내 공간"은 주택, 회사, 가게 등을 포함하여 빌딩이나 건물 등의 통상적인 장소의 내부 공간을 모두 포함하는 개념이며, 용어 "재실자"는 상기 언급한 실내 공간 내에 현재 존재하는 사람을 지칭하는 의미이다. 또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, "간접적으로 연결"되어 있는 경우를 포함하는 의미이며, 그 중간에 다른 기계적 구성이나 전기적 요소를 사이에 두고, "기계적으로 연결" 또는 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 모두 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 환기 공조 장치 및 그 제어 방법에 관한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 자동 환기 공조 장치(100)는, 실내 공간에 배치된 카메라 센서를 통하여 실내 공간에 존재하는 재실자수에 대한 정보를 정확하게 측정하고, 측정된 재실자수에 대한 정보를 전송하여 해당 실내 공간의 이산화탄소 배출량을 미리 예측하여 실시간으로 HVAC(Heating, Ventilation, Air Conditioning) 시스템(환기 공조 시스템)을 구동할 수 있다.
본 발명에 따른 자동 환기 공조 장치(100)는 상기와 같이 실시간으로 환기 공조 시스템을 구동을 위하여, 도 2에서와 같이 재실자 카운팅부(200), 환기 공조율 모델링부(300) 및 환기 공조 시스템 제어부(400)를 포함한다.
본 발명의 자동 환기 공조 장치(100)는 재실자 카운팅부(200)를 포함함으로써 재실자수에 관한 정보를 정확하게 파악할 수 있다. 상기 재실자 카운팅부(200)는 실내 공간의 출입구 또는 내부에 배치된 카메라 센서를 통해 재실자수를 파악할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 재실자 카운팅부(200)의 구성도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 재실자 카운팅부(200)는 카메라(210), 소형 임베디드 시스템(220), 원격 제어 시스템(230) 및 모니터(240)를 포함한다.
상기 카메라(210)는 실내 공간의 출입구 또는 내부에 배치된 카메라 센서를 통해 감지된 재실자의 입장 또는 퇴장 움직임을 화면으로 파악할 수 있다.
카메라(210)의 종류는 특별히 제한되지 않고, 물체의 움직임을 감지할 수 있고 동영상 촬영이 가능한 일반적인 카메라라면 제한없이 사용될 수 있으나, 3M 픽셀 기반의 인터페이스 카메라가 바람직하다. 상기 3M 픽셀 기반의 인터페이스 카메라를 사용할 경우 보다 우수한 화질로 인한 재실자 파악이 수월하여 본 발명의 효과 달성에 보다 유리하다.
카메라(210)의 수 또한, 특별히 제한되지 않고 재실자수의 파악이 용이하도록 단수 또는 2대 이상의 카메라가 사용 가능하며 전술한 실내 공간의 출입구가 복수인 경우 복수의 카메라를 배치하는 것이 바람직하다. 2대 이상의 카메라를 배치한 경우, 배치 형태도 재실자수를 용이하게 파악할 수 있도록 촬영 공간이 겹쳐지도록 또는 별도 촬영 공간을 갖도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 카메라(210)의 수는 별도의 물리적 설정 없이 실내 공간의 원하는 위치에 추가적으로 배치될 수 있다. 이 경우, 카메라(210)는 플러그 앤 플레이 기능을 갖는 모듈을 포함할 수 있어, 주변장치가 추가되더라도 별도의 물리적 설정을 하지 않아도 설치만 하면 기기들의 입력 및 출력 주소 등을 자동으로 조절하여 사용 가능하게 할 수 있다.
또한, 상기 카메라(210)는 적외선 또는 가시광선 등의 파장 영역대를 모두 감지할 수 있어 촬영 공간의 밝기에 무관하게 재실자의 수를 파악할 수 있다.
상기 카메라(210)는 후술하는 소형 임베디드 시스템(220)에 장착 또는 연결되어 재실자들의 움직임을 화면으로 파악할 수 있을 뿐만 아니라 촬영된 영상 또는 이미지를 소형 임베디드 시스템(220)으로 전송하는 기능도 할 수 있다.
상기 재실자 카운팅부(200)는 소형 임베디드 시스템(220)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어, "소형 임베디드 시스템(small embedded system)"은 통상적인 의미의 컴퓨터의 하드웨어와 소프트웨어가 미리 정해진 특정한 기능을 수행하기 위하여 결합된 시스템을 의미할 수 있고, 마이크로 프로세서/마이크로 컨트롤러를 내장(embedded)하여 원래 제작자가 의도한 특정한 기능만을 수행하는 장치, 미리 정해진 특정한 기능을 수행하도록 프로그램이 내장되어 있는 시스템, 일반적으로 보다 큰 시스템의 일부이거나 독립된 시스템, 특별한 업무를 수행하거나 사용자가 임의로 정한 업무를 수행하는 시스템, 하드웨어와 소프트웨어를 포함하는 특정한 응용시스템, 하드웨어와 소프트웨어의 변경이 매우 어려운 시스템, 개인 휴대 정보 단말, 지리 정보 시스템, 의료 정보 단말, 정보가전, 게임기기, 자동차, 항공기 및 우주선, 의료 및 산업 원격 조종 장비 등의 시스템을 총칭하는 의미일 수 있으며, 특히 본 발명에서는 자동 제어 분야에서 응용될 수 있는 시스템을 의미할 수 있다.
본 발명의 상기 소형 임베디드 시스템(220)은 실내 공간에 배치된 단수 또는 복수의 카메라에서 전송되는 화면, 영상 또는 이미지를 이용하여 재실자 수를 카운팅하는 업무를 수행하고 기록할 수 있다.
상기 소형 임베디드 시스템(220)에 포함되는 운영체제(Operating System)는 본 발명의 효과가 구현될 수 있는 한 적절하게 선택될 수 있으며, Windows CE, 임베디드 리눅스, 임베디드 자바, Qplus 또는 Tiny OS를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 임베디드 리눅스 OS를 사용할 수 있다. 또한, 예를 들어, freescale 반도체사의 i.MX6 칩 기반의 embedded Linux OS를 구동할 수 있으나, 본 발명의 효과 달성이 가능하다면 특별히 제한되지 않는다.
상기 소형 임베디드 시스템(220)은 모션 배경 추출 기법을 알고리즘으로 하여 재실자수를 카운팅할 수 있다.
상기 "모션 배경 추출 기법"은 지속적인 영상 추출 화면에서 변하지 않는 부분을 배경으로 등록한 후, 변화된 값을 기반으로 객체화 하는 기법을 의미한다. 상기 모션 배경 추출 기법은 움직임이 없는 부분(배경)을 연속적으로 추출하여 배경으로 간주하고, 연속 추출 시 변화한 부분(예를 들어, 얼굴 또는 머리)을 재실자로 간주할 수 있다. 상기 모션 배경 추출 기법은 실내 환경의 조도에 따라 역치 조절도 가능하며, 재실자의 수를 가장 정확하게 검출 가능한 역치를 설정할 수 있다.
또한, 상기 소형 임베디드 시스템(220)은 필요한 경우 "마스킹(Masking) 기법"을 알고리즘으로 하여 재실자수를 카운팅할 수 있다. 상기 마스팅 기법은 전송된 영상 등을 흑백으로 저장한 뒤 원래 배경과 XOR (배타적 논리합)을 시켜서 변화된 값을 기반으로 객체화하는 기법으로, 배경 영상이 다양한 시간대 또는 조명이 있는 경우 선택적으로 사용될 수 있다.
상기 재실자 카운팅부(200)는 또한 원격 제어 시스템(230)을 포함할 수 있다.
상기 원격 제어 시스템(230)은 전술한 소형 임베디드 시스템(220)에 연결되어 상기 시스템의 동작 유무 또는 환경을 원격으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 재실자 카운팅부(200)는 또한 모니터(240)를 포함할 수 있다.
상기 모니터(240)는 소형 임베디드 시스템(220)에 연결되어 상기 원격 제어 시스템을 작동시킬 수 있도록 상기 소형 임베디드 시스템(220)의 동작 유무 또는 환경을 파악할 수 있다.
추가적으로, 상기 재실자 카운팅부(200)는 필요한 경우 하나 이상의 움직임 감지 센서를 별도로 포함할 수 있다. 이 경우, 실내 공간의 재실자수 정보를 보다 효율적으로 파악할 수 있다.
상기 움직임 감지 센서는 3차원 깊이 센서일 수 있다. 예시적으로, 3차원 깊이 센서는 3차원 공간으로 적외선을 출력하고, 출력된 적외선이 타겟과 충돌된 후 그 파장 변화를 감지하여 타겟에 대한 정보를 확인하는 센서로, 미리 설정된 형태로 패터닝된 적외선이 타겟에 충돌된 후 그 패턴 형상의 변화를 감지하여 타겟에 대한 정보를 확인할 수 있다. 예를 들면, KINECTTM와 같은 3차원 깊이 센서를 이용하여 이러한 움직임을 감지할 수 있다.
또한, 필요한 경우 상기 재실자 카운팅부(200)는 재실자의 신체크기 정보를 기초로 재실자의 연령 범위를 산출할 수 있는 재실자 감지부를 포함할 수 있다. 상기 재실자 감지부는 사용자의 신체 크기 정보를 감지하여 어린이, 성인 등과 같은 사용자의 개략적인 연령 범위를 산출할 수 있다. 이를 산출하여 유아, 청소년, 성인 등과 같은 재실자의 연령 범위에 따라 배출하는 이산화탄소 양의 차이가 있어 배출되는 이산화탄소량의 예측에 반영될 수 있다. 보통 성인은 1분에 12~20회의 호흡을 하는데 1회의 호흡 중 날숨을 통해 20cc의 이산화탄소를 배출하게 된다. 따라서 성인 기준 평균적인 이산화탄소 배출량은 1분에 240~400cc 이다.
본 발명의 자동 환기 공조 장치(100)는 상기 재실자 카운팅부(200) 이외에 상기 재실자 카운팅부(200)로부터 카운팅된 재실자수에 기초하여 상기 재실자의 이산화탄소 배출량을 예측하는 환기 공조율 모델링부(300)를 포함할 수 있다.
상기 환기 공조율 모델링부(300)는 이산화탄소의 물질수지모델(mass balance model)을 이용하여 환기 공조율을 예측할 수 있다.
특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 상기 이산화탄소의 물질수지모델은 하기 수식 1에 의하여 수행될 수 있다.
[수식 1]
Figure pat00001
상기 수식 1에서, C(t)는 공간의 이산화탄소 농도를 나타내고, Cv는 외부 공기의 이산화탄소 농도를 나타내며, C0는 초기 이산화탄소 농도를 나타내고, Qv는 외부 공기가 공간으로 유입되는 유량을 나타내며, t는 시간을 나타내고, V는 환기 공조 공간의 면적을 나타내며, G는 재실자수에 따른 호흡으로 인한 이산화탄소 발생량을 나타낸다.
이산화탄소의 경우 실내 공기질의 대표적인 지표 물질로 활용되고 있다. 실내 공간에 비치된 식물들의 광합성에도 이산화탄소의 농도에 대한 영향이 있을 수 있으나, 이에 대한 영향은 극히 미미한 수준이며, 실내 공간의 이산화탄소의 발생원은 주로 재실자의 호흡으로 볼 수 있다.
따라서, 상기 수식 1을 적용할 경우 실내 공간의 이산화탄소의 배출량을 예측할 수 있다. 보다 구체적으로, 카운팅된 재실자수는 1인당 배출되는 이산화탄소의 농도와 곱해져 상기 수식 1의 G(이산화탄소 발생량)가 되며, V(대상 공간의 면적), Cv(외부 공기의 이산화탄소 농도), Qv(외부 공기에서 실내로 유입되는 공기의 유량) 등의 값을 입력하면 C(t) 실내 이산화탄소의 예측 농도를 계산할 수 있다.
재실자수의 카운팅 결과가 실시간으로 전송되면 그에 따른 이산화탄소 배출량(농도)이 예측되어 환기 공조율을 산출할 수 있다.
본 발명의 자동 환기 공조 장치(100)는 상기 재실자 카운팅부(200) 및 환기 공조 모델링부 이외에도 상기 환기 공조 모델링부를 통하여 예측된 이산화탄소 배출량에 기초하여 산출된 환기 공조율에 따라 구동될 수 있는 환기 공조 시스템 제어부(400)를 포함할 수 있다.
상기 환기 공조 시스템 제어부(400)는 환기 공조가 가능한 장치를 포함할 수 있으며, 여기서 환기 공조 장치로는 기존의 환기를 위해 사용되는 장치가 해당 실내 공간의 여건에 따라 적정하게 적용될 수 있고, 예를 들어 환풍기, 공기청정기, 환기팬, 자동 창문 개폐장치 등의 장치들이 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 자동 환기 공조 장치(100)는 전술한 재실자 카운팅부(200), 환기 공조율 모델링부(300) 및 환기 공조 시스템 제어부(400)의 정보를 사용자가 확인할 수 있는 출력부를 추가로 포함할 수 있다.
상기 출력부는 예를 들어 재실자 카운팅부(200)에서 재실자의 카운팅은 실행되나 카메라 센서를 통하여 움직임이 장시간 감지되지 않을 시 재실자에게 문제가 있는 것으로 인지하여 경고 정보를 사용자에게 알려 가스 중독이나 실내공기 오염으로 인한 사고에 빠르게 대처할 수 있도록 한다.
본 발명은 또한 자동 환기 공조 제어 방법에 관한 것이다.
이하 본 밞여의 자동 환기 공조 제어 방법에 관하여 설명한다.
참고로, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 환기 공조 제어 방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 환기 공조 장치(100)를 이용하여 실내 공간의 환기 및 공조를 제어하는 방법에 관한 것이므로, 앞서 살핀 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 환기 공조 장치(100)에서 설명한 구성과 유사한 구성에 대해서는 설명을 간략히 하거나 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 자동 환기 공조 제어 방법은 보다 구체적으로, 실내 공간의 출입구 또는 내부에 배치된 카메라 센서를 통해 재실자수를 카운팅하는 단계; 상기 카운팅된 재실자수에 기초하여 상기 재실자의 이산화탄소 배출량을 예측하여 환기 공조율을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 환기 공조율에 따라 상기 실내 공간에 배치된 환기 공조 시스템의 구동을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 재실자수를 카운팅하는 단계는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 전술한 "모션 배경 추출 기법"을 통하여 수행할 수 있다.
또한, 상기 환기 공조율을 산출하는 단계는 특별히 제한되는 것은 아니나, 전술한 이산화탄소의 물질수지모델에 기초하여 수행할 수 있다.
또한, 상기 환기 공조 시스템의 구동을 제어하는 단계는 상기 예측된 환기 공조율에 따라 수행할 수 있다.
본 발명의 자동 환기 공조 제어 방법은 전술한 재실자수를 카운팅하는 단계, 상기 카운팅된 재실자수에 기초하여 상기 재실자의 이산화탄소 배출량을 예측하여 환기 공조율을 산출하는 단계 및 상기 예측된 환기 공조율에 기초하여 상기 실내 공간에 배치된 환기 공조 시스템의 구동을 제어하는 단계를 수행하여 얻은 정보를 사용자가 확인할 수 있도록 출력하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다
100 : 자동 환기 공조 장치
200 : 재실자 카운팅부
210 : 카메라
220 : 소형 임베디드 시스템
230 : 원격 제어 시스템
240 : 모니터
300 : 환기 공조율 모델링부
400 : 환기 공조 시스템 제어부

Claims (12)

  1. 자동 환기 공조 장치에 있어서,
    실내 공간의 출입구 또는 내부에 배치된 카메라 센서를 통해 재실자수를 파악하는 재실자 카운팅부;
    상기 재실자수에 기초하여 상기 재실자의 이산화탄소 배출량을 예측하는 환기 공조율 모델링부; 및
    상기 예측된 이산화탄소 배출량에 기초하여 산출된 환기 공조율에 따라 상기 실내 공간에 배치된 환기 공조 장치의 구동을 제어하는 환기 공조 시스템 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 환기 공조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 재실자 카운팅부는 상기 카메라 센서를 통해 감지된 재실자의 입장 또는 퇴장 움직임을 화면으로 파악하여 전송할 수 있는 카메라;
    상기 카메라를 통해 전송된 화면을 이용하여 재실자수를 카운팅하고 기록할 수 있는 소형 임베디드 시스템;
    상기 소형 임베디드 시스템에 연결되어 상기 시스템의 동작 유무 또는 환경을 원격으로 제어할 수 있는 원격 제어 시스템; 및
    상기 소형 임베디드 시스템에 연결되어 상기 원격 제어 시스템을 작동시킬 수 있도록 상기 소형 임베디드 시스템의 동작 유무 또는 환경을 파악할 수 있는 모니터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 환기 공조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 소형 임베디드 시스템은 모션 배경 추출 기법을 통하여 재실자수를 카운팅하는 것을 특징으로 하는 자동 환기 공조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 환기 공조율 모델링부는 이산화탄소의 물질수지모델에 기초하여 환기 공조율을 산출하는 것을 특징으로 하는 자동 환기 공조 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 이산화탄소의 물질수지모델은 하기 수식 1에 의하여 수행되는 자동 환기 공조 장치:
    [수식 1]
    Figure pat00002

    상기 수식 1에서, C(t)는 공간의 이산화탄소 농도를 나타내고, Cv는 외부 공기의 이산화탄소 농도를 나타내며, C0는 초기 이산화탄소 농도를 나타내고, Qv는 외부 공기가 공간으로 유입되는 유량을 나타내며, t는 시간을 나타내고, V는 환기 공조 공간의 면적을 나타내며, G는 재실자수에 따른 호흡으로 인한 이산화탄소 발생량을 나타낸다.
  6. 제 1 항에 있어서, 환기 공조 시스템 제어부는 상기 환기 공조 모델링부를 통하여 산출된 환기 공조율에 따라 구동되는 것을 특징으로 하는 자동 환기 공조 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 재실자 카운팅부, 환기 공조율 모델링부 및 환기 공조 시스템 제어부의 정보를 사용자가 확인할 수 있는 출력부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 환기 공조 장치.
  8. 자동 환기 공조 제어 방법에 있어서,
    실내 공간의 출입구 또는 내부에 배치된 카메라 센서를 통해 재실자수를 카운팅하는 단계;
    상기 카운팅된 재실자수에 기초하여 상기 재실자의 이산화탄소 배출량을 예측하여 환기 공조율을 산출하는 단계; 및
    상기 예측된 이산화탄소 배출량에 기초하여 산출된 환기 공조율에 따라 상기 실내 공간에 배치된 환기 공조 시스템의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 환기 공조 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 재실자수를 카운팅하는 단계는 모션 배경 추출 기법을 통하여 수행하는 자동 환기 공조 제어 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 환기 공조율을 산출하는 단계는 이산화탄소의 물질수지모델에 기초하여 수행하는 것을 특징으로 하는 자동 환기 공조 제어 방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 환기 공조 시스템의 구동을 제어하는 단계는 상기 예측된 환기 공조율에 따라 수행하는 것을 특징으로 하는 자동 환기 공조 제어 방법.
  12. 제 8 항에 있어서, 재실자수를 카운팅하는 단계, 상기 카운팅된 재실자수에 기초하여 상기 재실자의 이산화탄소 배출량을 예측하여 환기 공조율을 산출하는 단계 및 상기 산출된 환기 공조율에 기초하여 상기 실내 공간에 배치된 환기 공조 시스템의 구동을 제어하는 단계를 수행하여 얻은 정보를 사용자가 확인할 수 있도록 출력하는 단계를 추가로 포함하는 자동 환기 공조 제어 방법.
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