KR20190125721A - 실내 공기질 관리 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20190125721A
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장현철
김익태
이승호
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한국 한의학 연구원
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Abstract

본 발명은 실내 공기질 관리 장치는 미세 먼지 농도에 따라 변이되는 물리적 신호를 상응하는 수치(이하 '미세 먼지 농도 수치'라 기재함)로 변환하여 출력하는 적어도 하나의 미세 먼지 센서가 실내 공간에 설치되고, 소정 시간 구간 동안 미세 먼지 센서로부터 출력되는 미세 먼지 농도 수치들 중 일시적인 먼지 날림 이벤트 발생시 출력된 미세 먼지 농도 수치들을 고려하여 미세 먼지 상태를 판단하는 실내 공기질 판단부를 포함한다.

Description

실내 공기질 관리 장치 및 방법{Apparatus and Method for Managing Indoor Air Quality}
본 발명은 실내 공기질을 평가하고 관리하는 기술에 관한 것이다.
최근 공장 시설, 기계 장치 또는 자동차 등에서 배출되는 각종 미세 먼지 및 오염 물질로 인해 공기질이 매우 저하되고 있는 실정이다. 공기중에 떠다니는 10㎛³이하의 먼지들을 일컬어 미세먼지라고 하는데, 작은 크기 탓에 인체에 흡수되기 쉬우며, 그 구성 성분에 따라 인체에 해로운 영향을 끼쳐 아토피 피부염, 천식, 비염 등 다양한 질환의 발생 원인이 될 수 있다.
따라서, 최근에는 웨어러블이나 IoT, 기상 정보 등에서 공기질 정보를 수신하여 기준치를 초과하는 경우 경고나 알림, 환기 등의 개선 방법을 제시하는 건강 관리 서비스(국내 등록 특허 10-1818482)가 제시되고 있다. 또는 측정된 공기질 정보의 누적 또는 평균값을 이용하여 경고나 개선 방법을 제시하는 건강 관리 서비스(국내 공개 특허 10-2016-0064618)가 제시되고 있다.
한편, 실내 미세 먼지 농도는 실내에서 행해지는 다양한 이벤트, 즉 청소 또는 아이들이 뛰어노는 것과 같은 사람의 활동 등에 의한 먼지 날림에 영향을 많이 받게 된다. 따라서, 수면 또는 외출 등으로 특별한 이벤트가 발생되지 않는 시간의 경우 실내 미세 먼지 농도는 낮게 측정되는 반면, 활동하는 사람이 많은 시간의 경우 실내 미세 먼지 농도는 높게 측정된다.
그러나, 먼지 날림을 발생시키는 이벤트가 많다고 해서 실내 공기질이 나쁘다고 판단할 수는 없다. 예컨대, 어린이집이나 학교와 같은 경우, 사람의 활동량이 많아 일시적으로 먼지 날림을 발생하는 이벤트가 많을지라도 그 주변 위치에 따라 공기질이 양호한 쾌적한 환경을 유지하고 있을 수 있다. 반면, 도심의 지하 창고와 같이 먼지 날림이 발생하는 이벤트가 없더라도 공기질이 악화된 상태로 방치되어 있을 수도 있다.
그런데, 종래에는 실내 공기질의 상태를 판단함에 있어 전술한 먼지 날림 이벤트에 대한 고려없이 특정 시점에 측정된 미세 먼지 농도 또는 소정 기간 동안 측정된 미세 먼지 농도의 평균치가 클 경우, 공기질 상태가 나쁜 것으로 판단한다. 따라서, 전술한 어린이집이나 학교에서의 경우 공기질이 양호함에도 불구하고 공기질이 나쁘다고 판단될 수도 있고, 도심의 지하 창고의 경우 공기질이 나쁘더라도 양호한 것으로 판단될 수도 있어, 정확한 실내 공기질 측정이 이루어지지 않는다.
본 발명은 일시적인 먼지 날림을 발생시키는 이벤트를 고려하여 정확한 실내 공기질 상태를 판단하고, 그에 상응하는 적절한 공기질 관리 방식을 제시할 수 있는 실내 공기질 관리 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 실내 공기질 관리 장치는 미세 먼지 농도에 따라 변이되는 물리적 신호를 상응하는 수치(이하 '미세 먼지 농도 수치'라 기재함)로 변환하여 출력하는 적어도 하나의 미세 먼지 센서가 실내 공간에 설치되고, 소정 시간 구간 동안 미세 먼지 센서로부터 출력되는 미세 먼지 농도 수치들 중 일시적인 먼지 날림 이벤트 발생시 출력된 미세 먼지 농도 수치들을 고려하여 미세 먼지 상태를 판단하는 실내 공기질 판단부를 포함한다.
본 발명은 실내 공기질 관리 방법으로, 실내 공간에 설치되어 미세 먼지 농도에 따라 변이되는 물리적 신호를 상응하는 수치(이하 '미세 먼지 농도 수치'라 기재함)로 변환하여 출력하는 적어도 하나의 미세 먼지 센서를 포함하는 실내 공기질 관리 장치에서의 방법에 있어서, 소정 시간 동안 미세 먼지 센서로부터 출력되는 미세 먼지 농도 수치들 중 저점인 미세 먼지 농도 수치들의 평균값을 산출하는 단계와, 산출된 저점인 미세 먼지 농도 수치들의 평균값과 제1 임계치와 비교한 결과에 따라 공기질 상태를 판단하는 단계를 포함하되. 저점은 전후보다 낮은 미세 먼지 농도 수치 또는 전후보다 낮은 미세 먼지 농도 수치들 중에서 하위값들이 연속적으로 유지되는 구간의 미세 농도 수치로 정의된다.
본 발명은 실내 공기질 관리 중앙 서버로, 데이터베이스와, 공기질 관리 장치로부터 저점 평균값, 고점 평균값, 편차 및 측정 시간 정보를 포함하는 공기질 정보를 유/무선 통신망을 통해 수신하여 데이터베이스에 저장하는 공기질 정보 취합부와, 데이터베이스에 저장된 공기질 정보를 소정 주기 또는 요청에 따라 추출하여 공기질 관리 장치에 전송하는 공기질 정보 제공부를 포함한다.
본 발명은 일시적인 먼지 날림을 발생시키는 이벤트를 고려하여 정확한 실내 공기지 상태를 판단하고, 그에 상응하는 적절한 공기질 관리 방식을 제시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 공기질 관리 장치를 포함하는 시스템 구성도이다.
도 2는 실내외 미세 먼지 측정 그래프의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 미세 먼지 농도의 저점 및 고점 분석 그래프의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 공기질 관리 장치의 상세 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 환경 관리 서버의 상세 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 공기질 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 실내 공기질 관리 장치 및 방법에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 공기질 관리 장치를 포함하는 시스템 구성도이다.
도 1을 참조하면, 일 양상에 따라 일반 가정집, 건물 등에 설치되는 실내 공기질 관리 장치들(100-1, 100-2,.... 100-3)은 유무선 통신 네트워크를 통해 상호간에 통신 가능한 형태로 구성될 수 있다. 다른 양상에 따라, 실내 공기질 관리 중앙 서버(200)가 더 포함될 수도 있다.
본 발명에 따른 실내 공기질 관리 장치들(100-1, 100-2,.... 100-3)은 일시적인 먼지 날림을 발생시키는 이벤트를 고려하여 정확한 실내 공기질 상태를 판단하고, 그에 상응하는 적절한 공기질 관리 방식을 제시한다. 본 발명에서 먼지 날림 이벤트를 고려하는 이유에 대해 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 실내외 미세 먼지 농도 그래프의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 그래프(1)는 소정 기간 동안 실내 미세 먼지 농도 추이를 나타내고, 제2 그래프(2)는 동일한 기간 동안 동일 지역의 실외 미세 먼지 농도 추이를 나타낸다. 여기서, 실외 먼지 농도는 기상청 또는 환경 공단으로부터 획득된 정보일 수 있다.
제1 그래프(1)와 제2 그래프(2)를 비교하면 실내 미세 먼지 농도와 실외 미세 먼지 농도의 상관 관계는 크지 않은 것으로 나타난다. 즉, 실내로 외부 공기의 유입이 차단된 상태에서는 실내 미세 먼지 농도는 실내에서 행해지는 다양한 이벤트, 즉 청소 또는 아이들이 뛰어노는 것과 같은 사람의 활동 등에 의한 먼지 날림에 영향을 많이 받게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 미세 먼지 농도의 저점 및 고점 분석 그래프의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 하루 동안의 미세 먼지 농도는 등락을 반복하는데, 먼지 날림 이벤트 발생이 드문 수면 시간(00시~09시)에 비해 먼지 날림 이벤트 발생이 빈번한 활동 시간(09시~24시)에 전반적으로 높게 분포한다. 여기서, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 전후의 미세 먼지 농도보다 낮은 미세 먼지 농도를 저점(1a)이라 정의하고, 전후의 미세 먼지 농도보다 높은 미세 먼지 농도를 고점(1b)이라 정의할 수 있다.
전후의 미세 먼지 농도보다 높은 미세 먼지 농도 값들, 즉 고점의 추이를 살펴보면 미세 먼지 부유 수준을 알 수 있는데, 전후의 미세 먼지 농도보다 높은 미세 먼지 농도 값들 또한 수면 시간(00시~09시)에는 28.6㎛³ 정도로 일정하게 유지되는 경향을 보이나, 활동 시간(09시~24시)에는 먼지 날림 이벤트 발생의 영향으로 47.4㎛³ 까지 치솟는 경향을 보인다.
따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 전후의 미세 먼지 농도보다 높은 미세 먼지 농도 값들 중에서 먼지 날림 이벤트에 의해 영향에 의한 미세 먼지 농도를 선별하여 고점으로 정의할 수도 있다. 즉, 고점은 전후보다 높은 미세 먼지 농도 수치 중에서 먼지 날림 이벤트 발생이 빈번한 구간의 상위값으로 정의될 수 있다.
이러한 미세 먼지 농도 고점은 공기 청정기 또는 환기로 단기간에 그 수치가 낮아지도록 할 수 있다.
한편, 이 중에서 전후의 미세 먼지 농도보다 낮은 미세 먼지 농도 값들, 즉 저점의 추이를 살펴보면, 수면 시간(00시~09시)에는 28.6㎛³정도로 일정하게 유지되는 경향을 보이나, 활동 시간(09시~24시)에는 먼지 날림 이벤트 발생의 영향으로 28.6㎛³이상에서 등락되는 경향을 보인다.
따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 전후의 미세 먼지 농도보다 낮은 미세 먼지 농도 값들 중에서 먼지 날림 이벤트에 의해 영향을 받지 않는 구간에서의 미세 먼지 농도를 선별하여 저점으로 정의할 수도 있다. 즉, 저점은 전후보다 낮은 미세 먼지 농도 수치들 중에서 하위값들이 연속적으로 유지되는 구간의 미세 농도 수치로 정의될 수 있다.
그런데, 이러한 미세 먼지 농도 저점은 공기 청정기 또는 환기로 쉽게 개선되지 않는다. 즉, 미세 먼지 농도 저점은 실내의 미세 먼지 농도에 따른 공기질의 일반적인 경향을 나타내는 것으로, 고점 분포가 많지 않아, 즉 실내 활동이 적은 경우 미세 먼지 농도 수치의 평균이 높지 않더라도 미세 먼지 농도 저점의 연결선(2)이 높게 분포되어 있을 경우 다른 공간에 비하여 발생된 오염 물질이 공간 내부에 그대로 정체되어 있을 가능성이 높다.
따라서, 본 발명에 따른 실내 공기질 관리 장치들(100-1, 100-2,.... 100-3)은 미세 먼지 농도 저점의 상태를 개선시켜 공기질 관리의 근본적인 대책을 제시하기 위해 먼지 날림 이벤트에 영향을 받는 미세 먼지 농도 고저점 분석 결과를 이용한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 공기질 관리 장치의 상세 블록 구성도이다.
도 4를 참조하면, 실내 공기질 관리 장치(100)는 미세 먼지 센서(110) 및 실내 공기질 관리부(120)를 포함한다. 부가적으로, 데이터베이스(130), 공기질 공유 관리부(140) 및 실내 환경 센서(150-1, 150-2,..., 150-n)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 일 양상에 따라, 미세 먼지 센서(110) 및 실내 환경 센서(150-1, 150-2,..., 150-n)는 실내 공기질 관리 장치(100)에 일체형으로 내장된 형태로 구비될 수도 있다. 다른 양상에 따라, 미세 먼지 센서(110) 및 실내 환경 센서(150-1, 150-2,..., 150-n)는 실내 유닛으로, 실내 공기질 관리부(120), 데이터베이스(130) 및 공기질 공유 관리부(140)는 메인 보드로 분리 구성되어, 실내 유닛과 메인 보드 간에 유/무선 통신을 통해 신호 전송이 가능한 형태로 이루어질 수도 있다.
미세 먼지 센서(110)는 실내의 소정 공간에 설치되어, 연속적 또는 주기적으로 미세 먼지 농도를 측정하여 출력한다. 개구를 통해 내부에 형성된 소정 공간으로 유입되는 미세 먼지 농도에 따라 변이되는 물리적 신호를 상응하는 수치(이하 '미세 먼지 농도 수치'라 기재함, 단위는 ㎍/㎥)로 변환하여 출력한다. 여기서, 미세 먼지 센서(110)가 미세 먼지를 측정하는 방식은 다양한데, 방사선 또는 빛의 물리적 특성을 이용하여 간접적으로 측정하는 방법(베타선 흡수법, 광산란법 등)과 미세먼지의 질량을 저울로 직접(수동) 측정하는 방법(중량농도법) 등이 포함될 수 있다. 일 예로, 광산란법의 경우, 미세 먼지 센서(110)는 발광부, 수광부, 히터 등으로 구성되어, 내부에서 히터에 의해 공기가 가열됨에 따른 대류 현상에 의해 개구를 통한 공기의 유/출입이 발생되고, 발광부에 의해 조사된 빛은 의해 유/출입되는 공기 중의 미세 먼지에 산란된다. 그리고, 산란된 빛을 수광부에 감지함에 따라, 미세 먼지의 양을 감지하게 된다.
일 양상에 따라, 미세 먼지 센서(110)는 소정 높이를 가진 위치에 설치되어, 먼지 날림 이벤트에 따라 먼지 날림 부유 높이 정도가 측정될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 다른 양상에 따라, 둘 이상의 미세 먼지 센서(110)들이 상부 또는 하부에 각각 설치되는 형태일 수도 있다.
실내 환경 센서(150-1, 150-2,..., 150-n)는 실내의 적절한 장소에 설치되어, 실내 환경을 감지하여 신호를 출력하는 구성으로 구현된다. 예컨대, 유기 화합물 농도, 포름알데히드 농도, 이산화탄소 농도, 온도, 습도 등을 측정하여 전송한다. 또한, 창문이나 문이 열려있는지 닫혀있는지를 감지하는 IoT 형태의 센서를 포함할 수 있다.
그리고, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 미세 먼지 센서(110) 및 실내 환경 센서(150-1, 150-2,..., 150-n)는 실시간으로 측정된 신호를 증폭 및 필터링 처리하는 센서 어셈블리와, 센서 어셈블리를 통해 아날로그 신호로 검출되는 정보를 각각 디지탈 신호로 변환시켜 주는 A/D 변환기와, A/D 변환기를 통해 전달되는 실내 공기질에 대한 각종 정보를 통합하여 통신 인터페이스를 통해 메인보드로 전달할 수 있다.
실내 공기질 관리부(120)는 상세하게는, 저점 분석부(121), 고점 분석부(122), 공기질 상태 판단부(123) 및 관리 실행부(124)를 포함한다.
저점 분석부(121)는 소정 시간 동안 미세 먼지 센서(110)로부터 출력되는 미세 먼지 농도 수치들 중 저점인 미세 먼지 농도 수치들을 선별하고, 그에 대한 평균값(이하 '저점 평균값'으로 기재함)을 산출하여 출력한다.
고점 분석부(122)는 소정 시간 구간 동안 미세 먼지 센서(110)로부터 출력되는 미세 먼지 농도 수치들 중 고점인 미세 먼지 농도 수치들을 선별하고, 그에 대한 평균값(이하 '고점 평균값'으로 기재함)을 산출하여 출력한다.
공기질 상태 판단부(123)는 저점 분석부(121) 및 고점 분석부(122)로부터 출력되는 값들을 이용하여 공기질 상태를 판단하고, 판단된 공기질 상태에 따라 관리 여부를 결정하여 관리 지시 신호를 출력한다. 즉, 소정 시간 동안 미세 먼지 센서(110)로부터 출력되는 미세 먼지 농도 수치들 중 일시적인 먼지 날림 이벤트 발생시 출력된 미세 먼지 농도 수치들을 고려한 미세 먼지 상태에 따라 관리 지시가 이루어지도록 하는 것이다.
일 실시 예에 따라, 공기질 상태 판단부(123)는 저점 분석부(121)에 의해 산출된 저점 평균값을 제1 임계치와 비교한 결과에 따라 공기질 상태를 판단한다. 즉, 저점 평균값이 제1 임계치 이상일 경우, 공기질의 상태가 양호하지 않은 것으로 판단하여 관리 지시 신호를 출력한다.
다른 실시 예에 따라, 공기질 상태 판단부(123)는 저점 분석부(121)에 의해 산출된 저점 평균값과 고점 분석부(122)에 의해 산출된 고점 평균값의 편차를 산출하고, 산출된 편차를 제2 임계치와 비교한 결과에 따라 공기질 상태를 판단한다. 즉, 편차가 제2 임계치 이상일 경우, 공기질의 상태가 양호하지 않은 것으로 판단하여 관리 지시 신호를 출력한다. 이는 먼지 날림 이벤트가 발생되더라도 실내 공기질 상태가 양호할 경우, 미세 먼지 농도가 크게 높아지지 않을 뿐만 아니라 진정되는 시간이 짧아 편차가 크지 않은 반면, 실내 공기질 상태가 양호하지 않을 경우 먼지 날림 이벤트가 발생되면 미세 먼지 농도가 크게 높아질 뿐만 아니라, 진정되는 시간도 길어져 편차가 커지기 때문이다. 예컨대, 청소 상태가 좋지 않아 곳곳에 먼지가 많이 쌓여있는 장소에서 사람들이 활동하게 되면 먼지 날림 정도가 매우 커지므로, 저점 평균값과 고점 평균값의 편차가 커진다.
또한, 공기질 상태 판단부(123)는 제1 임계치 및 제2 임계치를 설정해주는 임계치 설정부(123a)를 더 포함할 수 있고, 임계치 설정부(123a)가 제1 임계치 및 제2 임계치를 설정하는 방식은 다양한 양상들이 가능하다.
일 양상에 따라, 실내 공기질 관리 장치(100)는 상이한 실내 공간에 설치된 적어도 하나의 다른 실내 공기질 관리 장치와 저점 평균값 또는 편차를 공유하는 실내 공기질 정보 공유부(140)를 더 포함한다. 그러면, 일 양상에 따라, 임계치 설정부(123a)는 실내 공기질 정보 공유부(140)가 획득한 적어도 하나의 다른 실내 공기질 관리 장치 각각의 저점 평균값을 이용하여 제1 임계치를 설정한다. 다른 양상에 따라, 임계치 설정부(123a)는 적어도 하나의 저점 평균값을 값의 범위에 따라 그룹핑하고, 하위값의 범위에 속하는 그룹에 속하는 저점 평균값을 이용하여 제1 임계치를 설정한다.
또한, 일 양상에 따라, 임계치 설정부(123a)는 실내 공기질 정보 공유부(140)가 획득한 적어도 하나의 다른 실내 공기질 관리 장치 각각의 편차를 이용하여 제2 임계치를 설정할 수 있다. 다른 양상에 따라, 임계치 설정부(123a)는 적어도 하나의 편차 범위에 따라 그룹핑하고, 상위값의 범위에 속하는 그룹에 속하는 편차를 이용하여 제2 임계치를 설정할 수 있다.
이때, 실내 공기질 정보 공유부(140)는 미리 설정한 그룹 또는 미리 설정된 인접 거리 내에 위치한 다른 실내 공기질 관리 장치와 공유할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 그룹은 실내 공간의 사용 용도에 의해 분류될 수 있다. 즉, 실내 공기질 관리 장치(100)가 어린이집에 설치된 것일 경우, 실내 공기질 정보 공유부(140)는 다른 어린이집에 설치된 실내 공기질 관리 장치(100)와 정보를 공유할 수 있다.
그런데, 동일 기기라 하더라도 저점 또는 고점 측정값에 오차가 있고, 설치 위치에 따라 달라지기도 하므로, 다른 실내 공기질 관리 장치에 의해 획득된 데이터들은 각각 그 기준이 달라질 수 있다. 따라서, 실내 공기질 정보 공유부(140)는 기기 불량 여부 또는 오차 범위를 확인할 필요가 있다.
여기서, 기기 불량 여부는 상당히 오랜 시간동안 소정 기준치보다 높거나 낮은 상태의 지속성 여부를 판단될 수 있다. 예컨대, 먼지 날림 이벤트가 빈번함에도 저점이 높게 측정되는 경우가 없을 경우에는 기기 불량으로 판단될 수 있다. 그리고, 오차 범위는 제품 교체할 필요가 없는 정도의 오차 범위 또는 설치 위치에 따른 오차 범위는 감안되어야 하므로, 상당한 시간이 지나면서 판단될 수 있다. 일 예로, 외부 환기 상태에서 외부 공기가 유입되는 지점에서 측정하여 환경 공단의 값과 비교하면 유추가 가능하다.
다른 양상에 따라, 임계치 설정부(123a)는 외부로부터 입력되는 사용자 요청값으로 제1 임계치 및 제2 임계치를 수동 설정되도록 할 수 있다. 이를 위해, 실내 공기질 관리 장치(100)에는 버튼이나 터치스크린 등의 외부에서 데이터의 입력이 가능한 조작부(미도시)가 구현되는 것이 바람직하다.
또 다른 양상에 따라, 임계치 설정부(123a)는 외부로부터 입력되는 거주자 정보, 예컨대, 성별, 연령, 체중, 신장, 혈압, 체질 등을 포함하는 사용자 기본 정보 뿐만 아니라 목감기, 코감기, 당뇨병, 뇌졸중, 알레르기, 호흡기 질환, 심장 질환 등 각종 건강 상태 정보 등을 입력받아, 거주자 정보에 요구되는 제1 임계치 및 제2 임계치를 자동 설정하도록 할 수도 있다.
또 다른 양상에 따라, 임계치 설정부(123a)는 실내 공간의 사용 용도에 요구되는 값으로 제1 임계치 및 제2 임계치를 자동 설정할 수도 있다. 즉, 실내 공간이 병원일 경우, 임계치는 낮게 설정될 수도 있고, 공단일 경우 임계치는 높게 설정될 수도 있다.
관리 실행부(124)는 실내 공기질 판단부(123)로부터 공기질 관리 지시 명령이 출력됨에 따라, 실내 환경 센서(150-1, 150-2, ...150-3) 및 실외 환경 정보 획득부(125)에 의해 획득된 실내외 환경 정보를 비교한 결과에 따라 공기질 관리 방식을 결정하여 수행한다.
실외 환경 정보 획득부(125)는 미세 먼지 센서(110) 및 실내 환경 센서(150-1, 150-2, ...150-3)가 설치된 위치 또는 주소를 기반으로 환경 공단, 기상청 등에서 해당 지역의 미세 먼지 농도, 유기 화합물 농도, 포름 알데히드 농도, 이산화탄소 농도, 온도 및 습도 정보 등을 수집한다.
일 실시 예에 따라, 관리 실행부(124)는 일정 시간 동안 실외 온도에 실내 온도가 수렴하거나, 그 차이가 일정 기준치보다 높은지 등을 판단하여 외기 차단 및 개방, 환기 상태를 결정하고, 그에 따라 청소 실행, 외기 차단 또는 환기를 포함하는 다양한 방식의 관리 방식을 결정하여 실행할 수 있다. 즉, 환풍기/창문 자동 개폐기/공기 청정기/냉난방 장치 등을 동작시킬 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 관리 실행부(124)는 내부 공기질 관리 장치(100)에 구비된 표시부(미도시)를 통해 공기질 판단 상태 및 관리 방식 등을 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 표시하거나, 경보 음향을 출력할 수도 있다. 또는 관리 실행부(124)는 사용자가 소지한 스마트 단말을 통해 메시지를 전달할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 공기질 관리 중앙 서버의 상세 블록 구성도이다.
도 5를 참조하면, 실내 공기질 관리 중앙 서버(200)는 공기질 정보 취합부(210), 공기질 정보 제공부(220) 및 데이터베이스(230)를 포함할 수 있다.
공기질 정보 취합부(210)는 공기질 관리 장치들(100-1, 100-2,...100-n)로부터 저점 평균값, 고점 평균값, 편차 및 측정 시간 정보를 포함하는 공기질 정보를 수신하여 데이터베이스(230)에 저장한다. 이때, 공기질 관리 장치들(100-1, 100-2,...100-n)의 식별자, 설치 위치 정보 또는 공간 사용 용도에 따른 실내 분류 코드와 함께 저장될 수 있다. 이때, 공기질 정보 취합부(210)는 그룹핑부(210a)를 더 포함하여, 그룹핑부(210a)가 수신된 공기질 정보를 설치 위치 또는 실내 분류 코드 등에 따라 그룹핑하고, 그룹핑된 정보를 저장할 수도 있다.
공기질 정보 제공부(220)는 데이터베이스(230)에 저장된 공기질 정보를 소정 주기 또는 요청에 따라 추출하여 공기질 관리 장치들(100-1, 100-2,...100-n)에 전송한다. 이때, 공기질 정보 제공부(230)는 공기질 정보 선별부(230a)를 더 포함하여, 공기질 정보 선별부(230a)가 전송 목적지인 공기질 관리 장치들(100-1, 100-2,...100-n) 각각의 공기질 정보를 설치 위치 또는 실내 분류 코드에 따른 그룹 정보를 추출하고, 추출된 그룹에 포함된 공기질 관리 장치들(100-1, 100-2,...100-n)의 공기질 정보를 추출하여 전송한다. 예컨대, 어린이 집에 해당하는 실내 분류 코드를 가진 공기질 관리 장치들(100-1, 100-2,...100-n)에는 해당 실내 분류 코드에 그룹핑된 실내 공기질 정보만을 전송할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 공기질 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 실내 공기질 관리 장치(100)는 실내의 소정 공간에 설치되어, 연속적 또는 주기적으로 미세 먼지 농도를 측정한다(S610).
실내 공기질 관리 장치(100)는 소정 시간 동안 측정된 미세 먼지 농도 수치들 중 저점인 미세 먼지 농도 수치들을 선별하고, 그에 대한 평균값을 산출한다(S620).
실내 공기질 관리 장치(100)는 산출된 저점인 미세 먼지 농도 수치들의 평균값을 제1 임계치 이상인지를 판단한다(S630). 이때, 실내 공기질 관리 장치(100)는 획득된 적어도 하나의 다른 실내 공기질 관리 장치의 저점 평균값을 이용하여 제1 임계치를 설정할 수 있다. 또는, 실내 공기질 관리 장치(100)는 적어도 하나의 저점 평균값을 값의 범위에 따라 그룹핑하고, 하위값의 범위에 속하는 그룹에 속하는 저점 평균값을 이용하여 제1 임계치를 설정한다.
여기서, 다른 실내 공기질 관리 장치는 실내 공간의 사용 용도에 따라 미리 설정된 그룹에 포함되거나, 미리 설정된 인접 거리 내에 위치한 것일 수 있다.
S630의 판단 결과 평균값이 제1 임계치 이상일 경우, 실내 공기질 관리 장치(100)는 공기질의 상태가 양호하지 않은 것으로 판단하여 관리 지시 신호를 생성한다(S640). 실내 공기질 관리 장치(100)는 공기질 관리 지시되면, 내외 환경 정보를 비교한 결과에 따라 공기질 관리 방식을 결정하여 수행한다. 일 예로, 일정 시간 동안 실외 온도에 실내 온도가 수렴하거나, 그 차이가 일정 기준치보다 높은지 등을 판단하여 외기 차단 및 개방, 환기 상태를 결정하고, 그에 따라 청소 실행, 외기 차단 또는 환기를 포함하는 다양한 방식의 관리 방식을 결정하여 실행할 수 있다.
반면, S630의 판단 결과 평균값이 제1 임계치 이상이 아닐 경우, 실내 공기질 관리 장치(100)는 소정 시간 동안 미세 먼지 농도 수치들 중 고점인 미세 먼지 농도 수치들을 평균값을 산출하고, 저점인 미세 먼지 농도 수치들의 평균값과 산출된 고점인 미세 먼지 농도 수치들의 평균값의 편차를 산출한다(S650).
그런 후, 실내 공기질 관리 장치(100)는 산출된 편차를 제2 임계치 이상인지를 판단한다(S660). 이때, 실내 공기질 관리 장치(100)는 획득된 적어도 하나의 다른 실내 공기질 관리 장치의 저점인 미세 먼지 농도 수치들의 평균값과 고점인 미세 먼지 농도 수치들의 평균값의 편차를 이용하여 제2 임계치를 설정할 수 있다. 또는, 실내 공기질 관리 장치(100)는 적어도 하나의 편차 범위에 따라 그룹핑하고, 상위값의 범위에 속하는 그룹에 속하는 편차를 이용하여 제2 임계치를 설정할 수 있다.
여기서, 다른 실내 공기질 관리 장치는 실내 공간의 사용 용도에 따라 미리 설정된 그룹에 포함되거나, 미리 설정된 인접 거리 내에 위치한 것일 수 있다.
S660의 판단 결과 편차가 제2 임계치 이상일 경우, 실내 공기질 관리 장치(100)는 공기질의 상태가 양호하지 않은 것으로 판단하여 관리 지시 신호를 출력한다(S670). 반면, S660의 판단 결과 편차가 제2 임계치 이상이 아닐 경우, 실내 공기질 관리 장치(100)는 공기질의 상태가 양호한 것으로 판단한다.
실내 공기질 관리 장치(100)는 전술한 과정을 반복할 시점이 도래하였는지를 판단(S690)하여 S610 내지 S690의 과정을 반복 수행한다.

Claims (22)

  1. 미세 먼지 농도에 따라 변이되는 물리적 신호를 상응하는 수치(이하 '미세 먼지 농도 수치'라 기재함)로 변환하여 출력하는 적어도 하나의 미세 먼지 센서가 실내 공간에 설치되고,
    소정 시간 동안 미세 먼지 센서로부터 출력되는 미세 먼지 농도 수치들 중 일시적인 먼지 날림 이벤트 발생시 출력된 미세 먼지 농도 수치들을 고려하여 미세 먼지 상태를 판단하는 실내 공기질 판단부를 포함함을 특징으로 하는 실내 공기질 관리 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 실내 공기질 판단부는
    소정 시간 동안 미세 먼지 센서로부터 출력되는 미세 먼지 농도 수치들 중 저점인 미세 먼지 농도 수치들의 평균값(이하 '저점 평균값'으로 기재함)을 제1 임계치와 비교한 결과에 따라 공기질 상태를 판단하되.
    저점은 전후보다 낮은 미세 농도 수치 또는 전후보다 낮은 미세 먼지 농도 수치들 중에서 하위값들이 연속적으로 유지되는 구간의 미세 농도 수치로 정의됨을 특징으로 하는 실내 공기질 관리 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상이한 실내 공간에 설치된 적어도 하나의 다른 실내 공기질 관리 장치 각각과 저점 평균값을 공유하는 실내 공기질 정보 공유부를 더 포함하되,
    실내 공기질 판단부는
    실내 공기질 정보 공유부가 획득한 적어도 하나의 다른 실내 공기질 관리 장치 각각의 저점 평균값을 취합한 후, 취합된 적어도 하나의 저점 평균값을 이용하여 제1 임계치를 설정하는 실내 공기질 관리 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 실내 공기질 판단부는
    적어도 하나의 저점 평균값을 값의 범위에 따라 그룹핑하고, 하위값의 범위에 속하는 그룹에 속하는 저점 평균값을 이용하여 제1 임계치를 설정하는 실내 공기질 관리 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 실내 공기질 판단부는
    소정 시간 동안 미세 먼지 센서로부터 출력되는 미세 먼지 농도 수치들 중 저점인 미세 먼지 농도 수치들의 평균값(이하 '저점 평균값'으로 기재함)과 고점인 미세 먼지 농도 수치들의 평균값(이하 '고점 평균값'으로 기재함)의 편차를 제2 임계치와 비교한 결과에 따라 공기질 상태를 판단하되,
    저점은 전후보다 낮은 미세 먼지 농도 수치들 또는 전후보다 낮은 미세 먼지 농도 수치들 중에서 하위값들이 연속적으로 유지되는 구간의 미세 농도 수치들로 정의되고, 고점은 전후보다 높은 미세 먼지 농도 수치들 또는 전후보다 높은 미세 먼지 농도 수치들 중 먼지 날림 이벤트 발생이 빈번한 구간의 상위값들로 정의됨을 특징으로 하는 실내 공기질 관리 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상이한 실내 공간에 설치된 적어도 하나의 다른 실내 공기질 관리 장치 각각과 편차를 공유하는 실내 공기질 정보 공유부를 더 포함하되,
    실내 공기질 판단부는
    실내 공기질 정보 공유부가 획득한 적어도 하나의 다른 실내 공기질 관리 장치 각각의 편차를 취합하고, 취합된 적어도 하나의 편차를 이용하여 제2 임계치를 설정하는 실내 공기질 관리 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 실내 공기질 판단부는
    적어도 하나의 편차 범위에 따라 그룹핑하고, 상위값의 범위에 속하는 그룹에 속하는 편차를 이용하여 제2 임계치를 설정하는 실내 공기질 관리 장치.
  8. 제 3항, 제 4항, 제 6항 및 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 실내 공기질 정보 공유부는
    실내 공기질 관리 중앙 서버와 저점 평균값 또는 편차를 공유하되,
    실내 공기질 관리 중앙 서버는
    적어도 하나의 실내 공기질 관리 장치로부터 저점 평균값 또는 편차를 취합하고, 취합된 저점 평균값 또는 편차를 적어도 하나의 실내 공기질 관리 장치로 제공하는 실내 공기질 관리 장치.
  9. 제 3항, 제 4항, 제 6항 및 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 실내 공기질 정보 공유부는
    미리 설정한 그룹 또는 미리 설정된 인접 거리 내에 위치한 실내 공기질 관리 장치와 공유함을 특징으로 하는 실내 공기질 관리 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    실내에 설치되어 온도, 습도 및 공기 구성 비율을 포함하는 실내 환경 정보들 중 적어도 하나를 측정하는 실내 환경 센서와,
    실외의 온도, 습도 및 공기 구성 비율을 포함하는 실내 환경 정보들 중 적어도 하나를 획득하는 실외 환경 정보 획득부와,
    실내 공기질 판단부로부터 공기질 관리 지시 명령이 출력됨에 따라, 실내 환경 센서 및 실외 환경 정보 획득부에 의해 획득된 실내외 환경 정보를 비교한 결과에 따라 공기질 관리 방식을 결정하여 수행하는 관리 실행부를 더 포함함을 특징으로 하는 실내 공기질 관리 장치.
  11. 제10 항에 있어서, 관리 실행부는
    일정 시간 동안 실외 온도에 실내 온도가 수렴하는지를 판단하여 외기 차단 및 개방, 환기 상태를 결정하는 실내 공기질 관리 장치.
  12. 데이터베이스와,
    공기질 관리 장치로부터 저점 평균값, 고점 평균값, 편차 및 측정 시간 정보를 포함하는 공기질 정보를 유/무선 통신망을 통해 수신하여 데이터베이스에 저장하는 공기질 정보 취합부와,
    데이터베이스에 저장된 공기질 정보를 소정 주기 또는 요청에 따라 추출하여 공기질 관리 장치에 전송하는 공기질 정보 제공부를 포함함을 특징으로 하는 실내 공기질 관리 중앙 서버.
  13. 제12 항에 있어서, 공기질 정보 취합부는
    수신된 공기질 정보를 해당 공기질 관리 장치의 설치 위치 또는 실내 분류 코드에 따라 그룹핑하여 데이터베이스에 저장하고,
    공기질 정보 제공부는
    그룹핑된 공기질 정보를 해당 그룹의 공기질 관리 장치들에 전송함을 특징으로 하는 실내 공기질 관리 중앙 서버.
  14. 실내 공간에 설치되어 미세 먼지 농도에 따라 변이되는 물리적 신호를 상응하는 수치(이하 '미세 먼지 농도 수치'라 기재함)로 변환하여 출력하는 적어도 하나의 미세 먼지 센서를 포함하는 실내 공기질 관리 장치에서의 방법에 있어서,
    소정 시간 동안 미세 먼지 센서로부터 출력되는 미세 먼지 농도 수치들 중 저점인 미세 먼지 농도 수치들의 평균값(이하 '저점 평균값'으로 기재함)을 산출하는 단계와,
    산출된 저점 평균값과 제1 임계치를 비교한 결과에 따라 공기질 상태를 판단하는 단계를 포함하되.
    저점은 전후보다 낮은 미세 먼지 농도 수치 또는 전후보다 낮은 미세 먼지 농도 수치들 중에서 하위값들이 연속적으로 유지되는 구간의 미세 농도 수치로 정의됨을 특징으로 하는 실내 공기질 관리 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상이한 실내 공간에 설치된 적어도 하나의 다른 실내 공기질 관리 장치 각각의 저점 평균값을 획득하는 단계를 더 포함하되,
    공기질 상태를 판단하는 단계는
    획득한 적어도 하나의 다른 실내 공기질 관리 장치 각각의 저점 평균값을 취합한 후, 취합된 적어도 하나의 저점 평균값을 이용하여 제1 임계치를 설정하는 실내 공기질 관리 방법.
  16. 제15 항에 있어서, 공기질 상태를 판단하는 단계는
    적어도 하나의 저점 평균값들을 값의 범위에 따라 그룹핑하고, 하위값의 범위에 속하는 그룹에 속하는 저점 평균값을 이용하여 제1 임계치를 설정하는 실내 공기질 관리 방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    소정 시간 동안 미세 먼지 센서로부터 출력되는 미세 먼지 농도 수치들로부터 저점 평균값과 고점 평균값의 편차를 산출하는 단계와,
    산출된 편차를 제2 임계치와 비교한 결과에 따라 공기질 상태를 판단하는 단계를 더 포함하되,
    저점은 전후보다 낮은 미세 먼지 농도 수치들 또는 전후보다 낮은 미세 먼지 농도 수치들 중에서 하위값들이 연속적으로 유지되는 구간의 미세 농도 수치로 정의되고, 고점은 전후보다 높은 미세 먼지 농도 수치들 또는 전후보다 높은 미세 먼지 농도 수치들 중 먼지 날림 이벤트 발생이 빈번한 구간의 상위값으로 정의로 정의됨을 특징으로 하는 실내 공기질 관리 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상이한 실내 공간에 설치된 적어도 하나의 다른 실내 공기질 관리 장치 각각의 편차를 획득하는 단계를 더 포함하되,
    편차를 제2 임계치와 비교한 결과에 따라 공기질 상태를 판단하는 단계는
    획득한 적어도 하나의 다른 실내 공기질 관리 장치 각각의 저점 평균값과 고점 평균값 간의 편차를 이용하여 제2 임계치를 설정하는 실내 공기질 관리 방법.
  19. 제18 항에 있어서, 편차를 제2 임계치와 비교한 결과에 따라 공기질 상태를 판단하는 단계는
    적어도 하나의 편차 범위에 따라 그룹핑하고, 상위값의 범위에 속하는 그룹에 속하는 편차를 이용하여 제2 임계치를 설정하는 실내 공기질 관리 방법.
  20. 제15 항, 제16항, 제18 항 및 제19항 중 한 항에 있어서, 획득하는 단계는
    미리 설정한 그룹 또는 미리 설정된 인접 거리 내에 위치한 실내 공기질 관리 장치와 공유함을 특징으로 하는 실내 공기질 관리 방법.
  21. 제11 항 내지 제 14항 중 한 항에 있어서,
    실내에 설치되어 온도, 습도 및 공기 구성 비율을 포함하는 실내 환경 정보들 중 적어도 하나를 측정하는 단계와,
    실외의 온도, 습도 및 공기 구성 비율을 포함하는 실외 환경 정보들 중 적어도 하나를 획득하는 단계와,
    공기질 상태를 판단하는 단계에서 공기질 관리 지시됨에 따라, 획득된 실내외 환경 정보를 비교한 결과에 따라 공기질 관리 방식을 결정하여 수행하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 실내 공기질 관리 방법.
  22. 제16 항에 있어서, 수행하는 단계는
    일정 시간 동안 실외 온도에 실내 온도가 수렴하는지를 판단하여 외기 차단 및 개방, 환기 상태를 결정함을 특징으로 하는 실내 공기질 관리 방법.
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