KR20200012175A - 음압형 특수시설의 공기조화시스템 - Google Patents

Abstract

개시된 음압형 특수시설의 공기조화시스템은 락커실, 샤워실, 대기실 및 실험실로 구성된 각 실에 급기구와 배기구가 설치되며, 상기 각각의 급기구와 공조기가 메인급기배관을 통해 연결되어 상기 공조기의 구동에 의해 공기가 상기 급기구를 통해 상기 각 실에에 공급되고, 상기 각각의 배기구와 배기팬모터가 메인배기배관을 통해 연결되어 상기 배기팬모터의 구동에 의해 상기 각 실의 공기가 배기되도록 구성되어, 상기 각 실이 음압상태를 유지하되, 상기 각 실 사이에 차압이 형성되게 하는 음압형 특수시설의 공기조화시스템에 있어서, 상기 메인급기배관과 상기 각각의 급기구를 연결하는 급기용 분기관 상에 급기용 모터댐퍼가 설치되고, 상기 메인배기배관과 상기 각각의 배기구를 연결하는 배기용 분기관 상에 배기용 모터댐퍼가 설치되도록 구성되고, 상기 배기용 모터댐퍼는 개도율을 고정하는 정풍량(Constant Air Volume) 제어방식으로 구동되고, 상기 급기용 모터댐퍼는 가변풍량(Variable Air Volume) 제어방식으로 구동되도록 구성되며, 상기 각 실과 각각 연결되는 압력측정라인과 외부 대기와 연결되는 대기배관라인을 연결하도록 압력측정센서가 설치되어, 상기 압력측정센서를 통해 대기압 대비 상기 각 실의 절대차압값을 측정하고, 상기 측정된 절대차압값에 따라 상기 각 실 사이의 차압이 일정하게 유지되도록 상기 급기용 모터댐퍼의 개도율을 제어하는 것을 특징으로 한다 .

Description

음압형 특수시설의 공기조화시스템 {AIR CONDITIONING SYSTEM OF NEGATIVE PRESSURE TYPE SPECIAL FACILITY}

본 발명은 음압형 특수시설용 공기조화시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기를 매개체로 전파되거나 전파요인을 알 수 없는 병원성 미생물 및 바이러스의 진단, 보관, 실험을 수행하는 생물안전등급-3(BSL-3) 실험실과 같은 음압형 특수시설에 적용되는 공기조화시스템에 관한 것이다.

음(-)압형 특수시설은 외부 전파시 심각한 위험을 초래할 수 있는 위험 인자의 외부 유출을 방지하는 시설을 말한다.

1983년 이래로 W.H.O와 많은 국가들은 병원성 미생물의 안전한 취급 및 연구 수행을 위해 병원성 미생물의 위험성에 따라 위험성 그룹을 [Risk Group-1, Risk Group-2, Risk Group-3, Risk Group-4] 4단계로 구분하고, 각 등급에 적합한 생물안전등급 기준을 설립하여 [BSL-1, BSL-2, BSL-3, BSL-4] 4단계로 구분하였다. (위험그룹: Risk Group, 생물안전등급: Bio Safety Level)

이중 [BSL-3, BSL-4] 실험실은 최고 방지 시설로 공기를 매개체로 전파되거나, 전파요인을 알 수 없는 병원성 미생물 및 바이러스의 진단, 보관, 실험을 수행하는 실험실이다.

위에서 언급된 생물안전 3 및 4등급 실험실의 대기방지설비는 필터공법을 채택하여, 실내로부터 방출되는 오염세균과 병원성미생물을 HEPA필터로 포집하여, 병원성 미생물의 외부 노출을 방지하는 비교적 간단한 대기방지시설로 인식될 수 있지만, DUCT, HEPA FILTER BOX, 실험실 밀폐 등을 위해 고도의 기술이 요구되며, 까다로운 품질 규정을 준수하여야 한다.

특히 실험실 공조설비(공기조화설비)는 24시간 가동되고, 가동 중 일정 차압의 음(-)압을 유지하여 병원성 미생물 및 오염 세균의 외부 전파를 방지하고 완벽한 연구 환경을 만들기 위한 GOOD MICRO-BIOLOGICLA TECHNIQUES[G.M.T] 활동(예: 환기 횟수, 온/습도)을 준수하여야 하기 때문에, 고도의 공기조화기술이 요구된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 기존의 생물안전등급 3 실험실에 적용되는 음압형 특수시설의 공기조화시스템은 락커실(R1), 샤워실(R2), 대기실(R3), 실험실(R4)에 각각 급기구(11)와 배기구(21)가 설치되고, 각각의 급기구(11)는 메인급기배관(13)과 급기용 분기관(13a)을 통해 공조기(17)가 연결되어 공조기(17)의 구동에 의해 공기가 각 급기구(11)를 통해 각 실(R1,R2,R3,R4)에 공급되도록 구성되며, 각각의 배기구(21)는 메인배기배관(23)과 배기용 분기관(23a)을 통해 배기팬모터(27)와 연결되어 배기팬모터(27)의 구동에 의해 각 실(R1,R2,R3,R4)의 공기가 배기되도록 구성되고, 각 급기구(11)를 통해 공급되는 공급송풍량은 각 배기구(21)를 통해 배출되는 배기송풍량에 비해 작도록 하여 각 실(R1,R2,R3,R4) 내에 음(-)압이 형성되도록 한다.

각 급기용 분기관(13a)에는 급기용 모터댐퍼(15)가 설치되고, 각 배기용 분기관(23a)에는 배기용 모터댐퍼(25)가 설치되고, 급기용 모터댐퍼(15)는 개도를 일정하기 유지시키는 정풍량(C.A.V-Constant Air Volume) 제어방식이 적용되고, 배기용 모터댐퍼(25)는 개도율를 가변시키는 가변풍량(V.A.V-Variable Air Volume) 제어방식이 적용되고 있다.

각 급기구(11)에는 급기용 모터댐퍼(15)의 후류측으로 HEPA 필터(14)가 설치되고, 배기용 분기관(23a) 상에는 배기용 모터댐퍼(25)의 후류측으로 HEPA 필터(24a)가 설치되도록 구성되어, 각 실(R1,R2,R3,R4)로 정화된 공기가 공급되고, 각 실(R1,R2,R3,R4)부터의 배기되는 공기에서 바이러스나 세균 등의 오염성분이 외부로 배기되지 않도록 필터링 하게 된다.

또한, 각 실(R1,R2,R3,R4)의 음압은 상대적으로 차압이 형성되도록 해야 하며, 이를 위하여 이웃하는 두 실에 각각의 압력측정라인(29a,29b)을 설치하고, 이 각각의 압력측정라인(29a,29b)과 연결되게 압력측정센서(28)를 설치하여, 이 압력측정센서(28)를 통해 이웃하는 두 실의 차압을 검출하고, 이 검출된 차압에 따라 배기용 모터댐퍼(25)의 개도율을 제어함으로써, 락커실(R1)은 -40PA, 샤워실(R2)은 -30PA, 대기실(R3)은 -20PA, 실험실(R4)은 -10PA의 음압이 형성되도록 하는 것이다.

하지만, 이러한 종래의 음압형 특수시설의 공기조화시스템은 실간 차압 유지의 어려움이 있고, 동선 이동에 따른 차압 변화가 전체 실에 영향을 미치기 때문에 실간 압력 역전으로 인한 외부 노출 사고가 발생하는 문제가 있었다.

또한, 공조 계통에서 발생하는 HEPA필터의 공-극폐색 및 실내 공기 침투 등의 변동 부하에 대한 대응에 어려움이 있고 환기 횟수에 적합한 송풍량에 틈새 바람의 량을 합산한 배기량이 필요함으로 배기팬모터의 용량이 불필요하게 커야 하며, 총 송풍량의 제어가 불가능한 문제가 있었다. 아울러, 실간 이동동선에 의해 전체 실의 배기량이 바뀌어야 하기 때문에 배기량 제어가 복잡해지는 문제가 있었다.

한편, 이러한 종래의 음압형 특수시설의 공기조화시스템에 대한 단점을 보완하기 위하여 공기조화시스템의 자동제어를 배제하고 시험조정평가(T.A.B. - Testing Adjusting Blancing)를 통해 모든 급기용 모터댐퍼와 배기용 모터댐퍼의 개도율을 고정하고, 송풍량 역시 급/배기 팬의 인버터 Hz값을 고정하여 실간 차압 및 송풍량을 제어하는 VFD(Variable-Frequency Drives) 공조제어방식이 적용되기도 하고 있으나, 이러한 VFD 공조제어방식의 경우, 송풍량에 대한 주기적 시험조정평가와 모니터링이 수행되고 운영중인 실험실의 경우 실험실 스케줄 고려 및 실험실 멸균작업 이후 작업이 가능함으로 공조 시험조정평가에 많은 복잡성이 파생되는 문제가 있었다.

한편 미설명부호 R5는 도 2에 도시된 바와 같이, 각종 메인급기배관(13), 급기용 분기관(13a), 메인배기배관(23), 배기용 분기관(23a), 급기용 모터댐퍼(15), 배기용 모터댐퍼(25), 압력측정라인(29a,29b), 압력측정센서(28) 등의 구성이 설치되는 덕트설치공간(일명 'CAT-WALK FLOOR'라고 함)을 나타낸다.

미설명부호 R6는 공조기(17)와 배기팬모터(27)가 설치되는 기계실(AHU(Air Handling Unit)룸 이라고 함)을 나타낸다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 이동 동선에 따른 차압변화가 전체 실에 영향을 미치지 않도록 하여 실간 차압 역전을 효과적으로 방지할 수 있는 음압형 특수시설의 공기조화시스템을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 송풍량의 부하변동에 따른 대응이 빠르고 별도의 시험조정평가(T.A.B. - Testing Adjusting Blancing) 없이 실내차압변경이 가능하도록 개선된 형태를 갖는 음압형 특수시설의 공기조화시스템을 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음압형 특수시설의 공기조화시스템은 락커실, 샤워실, 대기실 및 실험실로 구성된 각 실에 급기구와 배기구가 설치되며, 상기 각각의 급기구와 공조기가 메인급기배관을 통해 연결되어 상기 공조기의 구동에 의해 공기가 상기 급기구를 통해 상기 각 실에에 공급되고, 상기 각각의 배기구와 배기팬모터가 메인배기배관을 통해 연결되어 상기 배기팬모터의 구동에 의해 상기 각 실의 공기가 배기되도록 구성되어, 상기 각 실이 음압상태를 유지하되, 상기 각 실 사이에 차압이 형성되게 하는 음압형 특수시설의 공기조화시스템에 있어서, 상기 메인급기배관과 상기 각각의 급기구를 연결하는 급기용 분기관 상에 급기용 모터댐퍼가 설치되고, 상기 메인배기배관과 상기 각각의 배기구를 연결하는 배기용 분기관 상에 배기용 모터댐퍼가 설치되도록 구성되고, 상기 배기용 모터댐퍼는 개도율을 고정하는 정풍량(Constant Air Volume) 제어방식으로 구동되고, 상기 급기용 모터댐퍼는 가변풍량(Variable Air Volume) 제어방식으로 구동되도록 구성되며, 상기 각 실과 각각 연결되는 압력측정라인과 외부 대기와 연결되는 대기배관라인을 연결하도록 압력측정센서가 설치되어, 상기 압력측정센서를 통해 대기압 대비 상기 각 실의 절대차압값을 측정하고, 상기 측정된 절대차압값에 따라 상기 각 실 사이의 차압이 일정하게 유지되도록 상기 급기용 모터댐퍼의 개도율을 제어하는 것을 특징으로 한다 .

상기 공조기로부터 상기 메인급기배관을 통해 상기 급기용 모터댐퍼에 공급되는 공급송풍량을 일정하기 유지시키기 위하여, 상기 메인급기배관에 공기압력값을 측정하는 공기압력검출기를 설치하고, 상기 공기압력검출기를 통해 검출된 상기 메인급기배관의 공기압력값에 따라 상기 메인급기배관의 공기 일부를 외부로 방출하도록 설치된 공기방출덕트 상의 제1비례제어모터댐퍼의 개도율을 조정하여 상기 메인급기배관 내의 공기압력을 일정하게 유지시키도록 구성될 수 있다.

상기 메인배기배관에 공기유량을 검출하는 공기유량검출기를 설치하여, 상기 공기유량검출기를 통해 검출된 공기유량검출값에 따라 외부공기를 상기 메인배기배관에 흡입하도록 설치된 공기흡입덕트 상의 제2비례제어모터댐퍼를 제어하여 상기 배기팬모터를 통해 배출되는 배기송풍량이 일정하게 유지되도록 구성될 수 있다.

상기 급기용 분기관에 급기용 HEPA필터가 설치되되, 상기 급기용 HEPA필터는 상기 그빅용 모터댐퍼의 후류측에 설치되도록 구성되며, 상기 배기용 HEPA필터는 상기 배기구에 설치되며 상기 배기용 모터댐퍼의 전류측에 위치하도록 구성될 수 있다.

상기한 바에 따르면, 본 발명은 공기조화시스템은 기존의 시스템과는 달리, 배기용 모터댐퍼는 개도율을 고정하는 정풍량(CAV)제어방식이 적용되고, 급기용 모터댐퍼는 개도율을 가변하는 가변풍량(VAV)제어방식이 적용되며, 기존의 실간 상대차압 측정방식이 아닌, 각 실과 대기 간의 절대차압 측정에 의해 각 급기용 모터댐퍼를 가변풍량(VAV)방식으로 제어하여, 각 실간의 차압이 일정하게 유지되게 하는 방식으로서, 각 실간의 이동 동선에 따른 차압 변화가 전체 실에 영향을 미치지 않기 때문에 실간 차압 역전을 막을 수 있고, 이에 따라 실간 차압 역전에 의한 실 공기의 외부노출 사고를 방지할 수 있어, 음압형 특수설비의 안전성이 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

아울러, 공조기로부터 메인급기배관을 통해 급기용 모터댐퍼에 공급되는 공급송풍량을 간단한 구조에 의해 일정하게 유지시키는 것이 가능하고, 아울러, 배기용 모터댐퍼의 정풍량 제어시, 틈새바람 등의 외부요인에도 불구하고 배기팬모터를 통해 배출되는 전체적인 배기송풍량을 간단한 구조에 의해 일정하게 유지시킬 수 있으므로, 운영과 관리가 용이해지며 운영에 대한 에너지소비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 생물안전등급 3 실험실 기준의 음압형 특수시설의 레이아웃 및 차압 계통도를 표현한 도면이고,
도 2는 기존 음압형 특수시설의 공기조화 시스템 계통도를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음압형 특수시설의 공기조화 시스템 계통도이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 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 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시 예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만, 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 음압형 특수시설의 공기조화시스템에 대해 설명한다.

본 발명의 음압형 특수시설의 공기조화시스템은 생물안전등급 3 실험실에 적용되는 공기조화시스템으로서, 락커실(R1), 샤워실(R2), 대기실(R3), 실험실(R4)에 각각 급기구(41)와 배기구(61)가 설치되고, 각각의 급기구(41)는 메인급기배관(43)과 급기용 분기관(43a)을 통해 공조기(48)와 연결되어 공조기(48)의 구동에 의해 공기가 각 급기구(41)를 통해 각 실(R1,R2,R3,R4)에 공급되도록 구성되며, 각각의 배기구(61)는 메인배기배관(63)과 배기용 분기관(63a)을 통해 배기팬모터(67)와 연결되어 배기팬모터(67)의 구동에 의해 각 실(R1,R2,R3,R4)의 공기가 배기되도록 구성된다.

본 발명의 공기조화시스템은 각 급기구(41)를 통해 공급되는 공급송풍량은 각 배기구(61)를 통해 배출되는 배기송풍량에 비해 작도록 하여 각 실(R1,R2,R3,R4) 내에 음(-)압이 형성되도록 한다.

각 급기용 분기관(43a)에는 급기용 모터댐퍼(44)가 설치되고, 각 배기용 분기관(43a)에는 배기용 모터댐퍼(65)가 설치되며, 본 발명에서 배기용 모터댐퍼(65)는 개도를 일정하기 유지시키는 정풍량(C.A.V-Constant Air Volume) 제어방식으로 구동되며, 급기용 모터댐퍼(44)는 개도율을 가변시키는 가변풍량(V.A.V-Variable Air Volume) 제어방식으로 구동되도록 구성된다.

본 발명에서는 기존과 달리, 배기용 모터댐퍼(65)를 정풍량 제어방식으로 구동하여, 각 실로부터의 배기송풍량은 일정하게 유지시킨 상태에서, 급기용 모터댐퍼(44)를 가변풍량 제어방식으로 구동하여 각 실에 공급되는 공급송풍량을 조절하는 방식이 적용되는 것이다.

아울러, 본 발명은 급기용 HEPA필터(42)가 각 급기용 분기관(43a)에 설치되되, 급기용 모터댐퍼(44)의 후류측에 설치되도록 구성되며, 배기용 HEPA필터(62)는 배기구(61)에 설치되며, 배기용 모터댐퍼(65)의 전류측에 위치하도록 구성된다.

이처럼, 급기용 모터댐퍼(44)가 공기흐름방향으로 급기용 HEPA필터(42) 뒤쪽에 위치함으로써 실 압력 및 HEPA필터-Diffuser 구간의 덕트 밀폐테스트가 용이해질 수 있고, 배기용 모터댐퍼(65)가 공기방향으로 배기용 HEPA필터(62)의 앞쪽에 위치함으로써 실험실(R4)의 밀폐테스트가 용이해질 수 있게 된다.

본 발명에서, 급기용 모터댐퍼(44)는 가변풍량제어방식으로 구동되는데, 이때, 각각의 급기용 모터댐퍼(44)는 각 실(R4,R3,R2,R1)과 대기간의 차압을 측정하고, 이 측정된 차압을 통해 각 실 간의 차압이 유지되도록 가변풍량제어될 수 있다.

구체적으로, 덕트설치공간(R5)에는 외부 대기와 연결되는 대기 배관라인(47)이 설치되고, 각 실(R1,R2,R3,R4)과 연결되는 압력측정라인(46)이 설치되며, 대기 배관라인(47)의 분기관(47a)과 각각의 압력측정라인(46)을 연결하는 압력측정센서(45)를 설치하도록 구성되어, 각각의 압력측정센서(45)를 통해 대기압 대비 각 실의 절대차압을 측정하도록 구성된다.

각각의 압력측정센서(45)는 각각의 급기용 모터댐퍼(44)와 전기적으로 연결되어, 각각의 급기용 모터댐퍼(44)는 압력측정센서(45)를 통해 측정된 대기압 대비 각 실의 절대차압값을 기준으로 각각의 급기용 모터댐퍼(44)의 개도율이 조절되도록 가변풍량제어되어 각 실간의 차압을 유지시키도록 구성될 수 있다.

즉, 각각의 압력측정센서(45)를 통해 측정된 대기압 대비 각 실의 절대차압을 기준으로 각각의 급기용 모터댐퍼(44)의 개도율이 조절되도록 제어함으로써, 각 실간의 차압, 락커실(R1)은 -40PA, 샤워실(R2)은 -30PA, 대기실(R3)은 -20PA, 실험실(R4)은 -10PA의 음압이 유지되도록 할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 급기용 모터댐퍼(44)의 개도율을 조절하는 가변풍량제어방식에 의해 각 실의 음압이 유지되도록 하며, 이때, 틈새바람의 미지수를 반영하여 공조기(17)로부터 각 급기용 모터댐퍼(44)에 공급되는 공급송풍량을 일정하게 유지하기 위하여, 기계실(R6)에는 공기방출덕트(51)를 메인급기배관(43)과 연결하고, 이 공기방출덕트(51) 상에 제1비례제어모터댐퍼(53)를 설치하며, 메인급기배관(43) 상에 메인급기배관(43)내의 압력을 측정할 수 있는 공기압력검출기(49)를 설치하여, 이 공기압력검출기(49)의 검출값에 따라 제1제어기(55)가 제1비례제어모터댐퍼(53)를 제어하여 메인급기배관(43) 내의 공기압력을 일정하게 유지시킴으로써, 각 급기용 모터댐퍼(44)에 공급되는 공급송풍량을 일정하게 할 수 있다.

구체적으로, 공기압력검출기(49)를 통해 검출되는 메인급기배관(43)의 공기압력이 증가하는 경우, 제1제어기(55)는 제1비례제어모터댐퍼(53)의 개도율을 증가시키도록 제어함으로써, 공기방출덕트(51)를 통해 메인급기배관(43) 내의 공기 중에서 외부로 방출되는 방출공기량이 증가되게 하여, 메인급기배관(43) 내의 공기압력을 일정하기 유지시켜 메인급기배관(43)을 통해 각 급기용 모터댐퍼(44)에 공급되는 공급송풍량을 일정하게 유지시킬 수 있다.

반면, 공기압력검출기(49)를 통해 검출되는 메인급기배관(43)의 공기압력이 감소하는 경우, 제1제어기(55)는 제1비례제어모터댐퍼(53)의 개도율을 감소시키도록 제어함으로써, 공기방출덕트(51)를 통해 메인급기배관(43) 내의 공기 중에서 외부로 방출되는 방출공기량이 감소되게 하여, 메인급기배관(43) 내의 공기압력을 일정하기 유지시켜 메인급기배관(43)을 통해 각 급기용 모터댐퍼(44)에 공급되는 공급송풍량을 일정하게 유지시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서, 배기용 모터댐퍼(65)는 개도율을 고정하는 정풍량(CAV) 제어방식으로 구동되는데, 이때, 실간 등의 틈새바람에 의해 배기송풍량이 일정하지 않을 수 있으며, 이를 해결하고자, 기계실(R6)에는 외부공기를 흡입할 수 있는 공기흡입덕트(71)를 메인배기배관(63)에 연결하고, 이 공기흡입덕트(71) 상에 제2비례제어모터댐퍼(73)를 설치하며, 메인배기배관(63) 상에 배기송풍량을 측정할 수 있는 공기유량검출기(68, Air Flow Indicator)를 설치하여, 이 공기유량검출기(68)에 검출된 검출값에 따라 제2제어기(75)가 제2비례제어모터댐퍼(73)를 제어하여 배기팬모터(67)를 통한 배기송풍량을 일정하게 유지시킬 수 있다.

구체적으로, 공기유량검출기(68)를 통해 검출되는 배기송풍량이 증가하는 경우, 제2제어기(75)는 제2비례제어모터댐퍼(73)의 개도율을 증가시키도록 제어함으로써, 공기흡입덕트(71)를 통해 메인배기배관(63)에 공급되는 외부공기량이 증가되게 하여, 상대적으로 배기팬모터(67)를 향해 메인배기배관(63) 내를 흐르는 배기송풍량이 감소되게 하여 배기팬모터(67)를 통해 배기되는 배기송풍량을 일정하게 유지시킬 수 있다. 반면, 공기유량검출기(68)를 통해 검출되는 배기송풍량이 감소하는 경우, 제2제어기(75)는 제2비례제어모터댐퍼(73)의 개도율을 감소시키도록 제어함으로써, 공기흡입덕트(71)를 통해 메인배기배관(63)에 공급되는 외부공기량이 감소되게 하여, 상대적으로 배기팬모터(67)를 향해 메인배기배관(63) 내를 흐르는 배기송풍량이 증가되게 하여 배기팬모터(67)를 통해 배기되는 배기송풍량을 일정하게 유지시킬 수 있다.

이처럼, 본 발명의 공기조화시스템은 기존의 시스템과는 달리, 배기용 모터댐퍼(65)는 개도율을 고정하는 정풍량(CAV)제어방식이 적용되고, 급기용 모터댐퍼(44)는 개도율을 가변하는 가변풍량(VAV)제어방식이 적용되며, 기존의 실간 상대차압 측정방식이 아닌, 각 실(R1,R2,R3,R4)과 대기 간의 절대차압 측정에 의해 각 급기용 모터댐퍼(44)를 가변풍량(VAV)방식으로 제어하여, 각 실간의 차압이 일정하게 유지되게 하는 방식으로서, 각 실간의 이동 동선에 따른 차압 변화가 전체 실에 영향을 미치지 않기 때문에 실간 차압 역전을 효과적으로 막을 수 있는 특징이 있다.

또한, 본 발명은 공조기(48)로부터 메인급기배관(43)을 통해 급기용 모터댐퍼(44)에 공급되는 공급송풍량을 일정하기 유지시키기 위하여, 메인급기배관(43)에 공기압력검출기(49)를 설치하여, 메인급기배관(43) 내의 공기압력을 검출하고, 이 검출된 공기압력에 따라, 제1비례제어모터댐퍼(53)를 제어하여 메인급기배관(43) 내의 공기 일부가 외부로 방출되게 하여 메인급기배관(43) 내의 공기압력을 일정하게 유지시키고 이에 따라, 각 급기용 모터댐퍼(44)에 공급되는 공급송풍량을 일정하게 유지시킬 수 있는 방식으로서, 단순한 구조에 의해 용이한 배기공급량 제어가 일정하게 유지되게 하는 것이 가능하여 장비운용에 따른 에너지 소비를 절감시킬 수 있고 공조기(48)의 자체 제어방식에 비해 운용소음을 저감시킬 수 있는 특징이 있다.

또한, 본 발명은 배기용 모터댐퍼(65)의 개도율을 고정하는 정풍량(CAV) 제어시, 틈새 바람 등으로 인해, 메인배기배관(63)을 통해 외부로 배기되는 배기송풍량에 변수가 발생할 수 있으나, 본 발명은 메인배기배관(63)에 공기유량검출기(68)를 설치하여, 메인배기배관(63)을 흐르는 공기유량을 검출하고, 이 검출된 공기유량에 따라 제2비례제어모터댐퍼(73)를 제어하여 외부공기가 메인배기배관(63)으로 흡입되게 하여, 배기팬모터(67)를 통해 배출되는 전체적인 배기송풍량을 일정하게 유지할 수 있게 하는 방식으로, 단순한 구조에 의해 용이한 배기송풍량 제어가 가능하여 장비운용에 따른 에너지 소비를 절감시킬 수 있고, 배기팬모터(67) 자체의 제어방식에 비해 운용소음을 저감시킬 수 있는 특징이 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직할 실시 예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물도 본 발명의 범주에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

41...급기구
42...급기용 HAPA필터
43...메인급기배관
44...급기용 모터댐퍼
47...대기배관라인
48...공조기
49...공기압력검출기
51...공기방출덕트
53...제1비례제어모터댐퍼
55...제1제어기
61...배기구
62...배기용 HAPA필터
63...메인배기배관
65...배기용 모터댐퍼
67...배기팬모터
68...공기유량검출기
71...공기흡입덕트
73...제2비례제어모터댐퍼
75...제2제어기

Claims (4)

1. 락커실, 샤워실, 대기실 및 실험실로 구성된 각 실에 급기구와 배기구가 설치되며, 상기 각각의 급기구와 공조기가 메인급기배관을 통해 연결되어 상기 공조기의 구동에 의해 공기가 상기 급기구를 통해 상기 각 실에에 공급되고, 상기 각각의 배기구와 배기팬모터가 메인배기배관을 통해 연결되어 상기 배기팬모터의 구동에 의해 상기 각 실의 공기가 배기되도록 구성되어, 상기 각 실이 음압상태를 유지하되, 상기 각 실 사이에 차압이 형성되게 하는 음압형 특수시설의 공기조화시스템에 있어서,
   상기 메인급기배관과 상기 각각의 급기구를 연결하는 급기용 분기관 상에 급기용 모터댐퍼가 설치되고, 상기 메인배기배관과 상기 각각의 배기구를 연결하는 배기용 분기관 상에 배기용 모터댐퍼가 설치되도록 구성되고,
   상기 배기용 모터댐퍼는 개도율을 고정하는 정풍량(Constant Air Volume) 제어방식으로 구동되고, 상기 급기용 모터댐퍼는 가변풍량(Variable Air Volume) 제어방식으로 구동되도록 구성되며,
   상기 각 실과 각각 연결되는 압력측정라인과 외부 대기와 연결되는 대기배관라인을 연결하도록 압력측정센서가 설치되어, 상기 압력측정센서를 통해 대기압 대비 상기 각 실의 절대차압값을 측정하고, 상기 측정된 절대차압값에 따라 상기 각 실 사이의 차압이 일정하게 유지되도록 상기 급기용 모터댐퍼의 개도율을 제어하는 것을 특징으로 하는 음압형 특수시설의 공기조화시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 공조기로부터 상기 메인급기배관을 통해 상기 급기용 모터댐퍼에 공급되는 공급송풍량을 일정하기 유지시키기 위하여, 상기 메인급기배관에 공기압력값을 측정하는 공기압력검출기를 설치하고, 상기 공기압력검출기를 통해 검출된 상기 메인급기배관의 공기압력값에 따라 상기 메인급기배관의 공기 일부를 외부로 방출하도록 설치된 공기방출덕트 상의 제1비례제어모터댐퍼의 개도율을 조정하여 상기 메인급기배관 내의 공기압력을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 음압형 특수시설의 공기조화시스템.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 메인배기배관에 공기유량을 검출하는 공기유량검출기를 설치하여, 상기 공기유량검출기를 통해 검출된 공기유량검출값에 따라 외부공기를 상기 메인배기배관에 흡입하도록 설치된 공기흡입덕트 상의 제2비례제어모터댐퍼를 제어하여 상기 배기팬모터를 통해 배출되는 배기송풍량이 일정하게 유지되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음압형 특수시설의 공기조화시스템.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 급기용 분기관에 급기용 HEPA필터가 설치되되, 상기 급기용 HEPA필터는 상기 그빅용 모터댐퍼의 후류측에 설치되도록 구성되며,
   상기 배기용 HEPA필터는 상기 배기구에 설치되며 상기 배기용 모터댐퍼의 전류측에 위치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음압형 특수시설의 공기조화시스템.
   
   

Images