KR20200127508A - 실내 공기질 관리를 위한 지능형 공조기 및 이의 제어방법 - Google Patents

실내 공기질 관리를 위한 지능형 공조기 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공조기 및 이의 제어방법에 관한 것으로써, 구체적으로는 실내의 온도, CO2농도, 습도를 일정하게 유지하고, 나아가 실내 공기를 여과하여 미세먼지를 제거할 수 있는 장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 일측에 흡인구가 형성되고, 타측에 토출구가 형성되며, 일측으로부터 배기댐퍼, 환기댐퍼, 외기댐퍼가 순차적으로 설치되는 하우징; 실내로 재순환되는 환기를 유입하여 하우징의 타측으로 유동시키는 환기팬; 복수 개의 필터로 구성되고, 환기의 유동경로를 따라 환기팬의 후방에 배치되어 환기를 여과하는 필터부; 필터부의 후방에 배치되어 환기를 가열하는 히팅부; 히팅부의 후방에 배치되어 환기를 냉각하는 쿨링부; 쿨링부의 후방에 배치되어 환기에 수분을 공급하는 가습부; 가습부의 후방에 배치되어 환기를 실내로 공급하는 급기팬; 환기의 온도, 습도, CO2농도, 미세먼지농도 중 적어도 어느 하나를 감지하여 측정값을 생성하는 센서부; 유동경로 상에 복수 개의 필터 중 적어도 하나를 배치하거나 제거하는 필터이송부; 및 센서부의 측정값에 기초하여, 환기댐퍼, 배기댐퍼, 외기댐퍼, 환기팬, 급기팬, 히팅부, 쿨링부, 가습부, 필터이송부 중 적어도 어느 하나의 구동을 선택적으로 조절하는 제어부를 포함한다.

Description

실내 공기질 관리를 위한 지능형 공조기 및 이의 제어방법{THERMO HYGROSTAT AND CONTROL METHOD OF THE SAME}
본 발명은 공조기 및 이의 제어방법에 관한 것으로써, 구체적으로는 실내의 온도, CO2농도, 습도를 일정하게 유지하고, 나아가 실내 공기를 여과하여 미세먼지를 제거할 수 있는 장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 공조기는 실내 공기의 상태를 쾌적하게 유지하기 위해 실내로 재순환되는 환기를 유입하여 신선한 외기를 혼합하고, 여과, 가열, 냉각, 가습을 수행한 후, 다시 실내로 토출하여 실내의 온도, 습도, 공기의 청정도를 유지하는 장치이다.
하지만, 종래의 공조기를 통해 여과가 수행되어도 공기에 포함된 미세먼지가 효과적으로 제거되지 않은 상태로 다시 실내에 공급됨으로써 오염된 공기의 순환을 통해 공기의 질이 낮아지는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 실내의 온도, CO2농도, 습도를 일정하게 유지하고, 나아가 실내 공기를 여과하여 미세먼지를 제거할 수 있는 장치 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 일측에 흡인구가 형성되고, 타측에 토출구가 형성되며, 일측으로부터 배기댐퍼, 환기댐퍼, 외기댐퍼가 순차적으로 설치되는 하우징; 실내로 재순환되는 환기를 유입하여 하우징의 타측으로 유동시키는 환기팬; 복수 개의 필터로 구성되고, 환기의 유동경로를 따라 환기팬의 후방에 배치되어 환기를 여과하는 필터부; 필터부의 후방에 배치되어 환기를 가열하는 히팅부; 히팅부의 후방에 배치되어 환기를 냉각하는 쿨링부; 쿨링부의 후방에 배치되어 환기에 수분을 공급하는 가습부; 가습부의 후방에 배치되어 환기를 실내로 공급하는 급기팬; 환기의 온도, 습도, CO2농도, 미세먼지농도 중 적어도 어느 하나를 감지하여 측정값을 생성하는 센서부; 유동경로 상에 복수 개의 필터 중 적어도 하나를 배치하거나 제거하는 필터이송부; 및 센서부의 측정값에 기초하여, 환기댐퍼, 배기댐퍼, 외기댐퍼, 환기팬, 급기팬, 히팅부, 쿨링부, 가습부, 필터이송부 중 적어도 어느 하나의 구동을 선택적으로 조절하는 제어부를 포함한다.
본 발명에서 하우징은 환기팬이 설치되고, 실내와 흡인구 간에 설치되는 환기덕트를 통해 환기가 유입되는 환기공간; 환기공간에 연결되고, 배기댐퍼가 설치되어 환기의 일부가 외부로 배출되는 배기공간; 배기공간에 연결되고, 환기댐퍼와 외기댐퍼가 설치되어 배기공간에서 전달되는 환기의 유동량을 조절하며, 외부의 공기인 외기가 유입되어 환기와 섞이는 혼합공간; 혼합공간에 연결되고, 필터부, 쿨링부, 히팅부, 가습부가 설치되어 환기의 여과, 냉각, 가열, 제습, 가습 중 적어도 어느 하나가 수행되는 상태제어공간; 및 급기팬이 설치되고, 실내와 토출구 간에 설치되는 급기덕트를 통해 환기가 공급되는 급기공간을 포함한다.
본 발명에서 센서부는 환기덕트에 설치되어 환기의 CO2농도를 측정하는 CO2센서; 환기덕트에 설치되어 환기의 온도를 측정하는 온도센서; 환기덕트에 설치되어 환기의 습도를 측정하는 습도센서; 및 환기공간, 혼합공간, 상태제어공간 중 적어도 어느 하나에 설치되어 환기의 미세먼지농도를 측정하는 미세먼지센서를 포함한다.
본 발명에서 필터부는 환기팬의 후방에 배치되어 환기의 1차 여과를 수행하는 프리필터; 및 프리필터에 대향되도록 유동경로 상에 배치되어 환기의 추가 여과를 수행하는 헤파필터를 포함한다.
본 발명에서 필터이송부는 헤파필터가 설치되고, 복수 개가 하우징의 폭방향을 따라 순차적으로 배치되는 필터패널; 필터패널에 힌지 결합되는 링크부; 및 링크부를 회전시켜 하우징의 폭방향을 따라 필터패널을 펼치거나 접는 모터를 포함한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 실내로 재순환되는 환기를 하우징의 내부로 유입하는 단계; 유입되는 환기를 1차 여과하여 실내로 공급하는 단계; 환기의 온도, 습도, CO2농도, 미세먼지농도 중 적어도 어느 하나를 감지하여 측정값을 생성하는 단계; 측정값에 기초하여, 환기의 냉각, 가열, 제습, 가습, 추가 여과 및 환기 배출과 외기 유입 중 적어도 어느 하나의 수행여부를 판단하는 단계; 및 수행여부의 판단에 기초하여, 환기의 냉각, 가열, 제습, 가습, 추가 여과 및 환기 배출과 외기 유입 중 적어도 어느 하나를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 공조기는 센서부와 제어부를 통해 댐퍼, 히팅부, 쿨링부, 가습부의 구동이 조절되어 환기의 온도, CO2농도, 습도를 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 프리필터와 헤파필터를 포함하는 복수 개의 필터부를 통해 환기의 추가 여과가 진행됨으로써, 환기에 포함된 미세먼지가 제거되어 실내의 공급되는 환기의 질을 높여줄 수 있다.
또한, 미세먼지농도가 낮을 경우, 필터이송부를 통해 헤파필터를 환기의 유동경로 상에서 제거함으로써 환기팬 또는 급기팬의 과부하와 구동소음을 줄여줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공조기의 블록도이다.
도 2 내지 도 4는 순차적으로 도 1에 도시된 공조기의 정면도, 평면도, 측면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 공조기에 유입 또는 배출되는 환기의 유동경로를 나타내는 도이다.
도 6 내지 도 8은 순차적으로 도 2에 도시된 필터이송부의 정면도, 측면도, 평면도이다.
도 9a,b는 순차적으로 도 6에 도시된 필터이송부의 작동상태도로써, 순차적으로 필터패널이 펼쳐진 상태, 접힌 상태이다.
도 10은 도 1에 도시된 센서부와 제어부의 블록도이다.
도 11은 도 10에 도시된 디스플레이부를 나타내는 도이다.
도 12는 도 10에 도시된 통신부의 개념도이다.
도 13은 도 1에 도시된 공조기의 제어방법을 구체적으로 나타내는 순서도이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 후술되는 급기(SA, SUPPLY AIR)는 공조기에서 실내로 공급되는 공기, 환기(RA, RETURN AIR)는 실내에서 공조기로 유입되는 공기, 배기(EA, EXHAUST AIR)는 공조기에서 외부로 배출되는 공기, 외기(OA, OUTDOOR AIR)는 외부에서 공조기로 유입되는 공기를 의미한다.
이하, 도 1 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 공조기에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공조기의 블록도이고, 도 2 내지 도 4는 순차적으로 도 1에 도시된 공조기의 정면도, 평면도, 측면도이다.
그리고, 도 5는 도 2에 도시된 공조기에 유입 또는 배출되는 환기의 유동경로를 나타내는 도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 공조기(100)는 하우징(10), 환기팬(110), 필터부(120), 히팅부(130), 쿨링부(140), 가습부(150), 급기팬(160), 센서부(170), 필터이송부(180), 제어부(190)를 포함한다.
상기 하우징(10)은 실내로 재순환되는 환기가 내부로 유입되어 여과, 냉각, 가열, 제습, 가습 중 적어도 하나가 수행되는 공간이다.
상기 하우징(10)은 육면체를 비롯한 다면체 형태로 형성될 수 있고, 철재, 합금강과 일정 강성을 띤 공지의 소재를 이용하여 제작될 수 있다.
상기 하우징(10)은 일측의 상부에 흡인구(18)가 형성되고, 타측의 상부에 토출구(19)가 형성되며, 배기, 환기, 외기의 유동량을 조절하기 위한 댐퍼가 일측으로부터 설치된다.
상기 환기팬(110)은 환기를 유입하여 상기 하우징(10)의 타측으로 유동시킨다.
상기 필터부(120)는 복수 개의 필터로 구성되고, 상기 환기의 유동경로(이하, '유동경로'라 함)를 따라 상기 환기팬(110)의 후방에 배치되어 환기를 여과한다.
상기 히팅부(130)는 상기 필터부(120)의 후방에 배치되어 여과된 환기를 가열하며, 일 예로, 온수가 유동되는 히팅코일을 이용한 수냉식 열교환 방식, 다른 예로, 전열히터를 이용한 가열방식이 적용될 수 있다.
상기 쿨링부(140)는 상기 히팅부(130)의 후방에 배치되어 여과된 환기를 냉각하며, 일 예로, 냉수가 유동되는 쿨링코일을 이용한 수냉식 열교환 방식이 적용될 수 있다.
여기서, 여과된 환기는 냉각과 함께 습식 제습이 수행되고, 가열과 함께 건식 제습이 수행된다.
상기 가습부(150)는 상기 쿨링부(140)의 후방에 배치되어 여과된 환기에 수분을 공급한다.
일 예로, 상기 가습부(150)는 가습 엘레멘트를 통과하는 공기의 보유 현열로 물을 기화시키는 기화식 가습기가 적용될 수 있다.
다른 예로, 상기 가습부(150)는 비전도성 용기 내에 물을 채우고 전극봉과 전극봉 사이의 저항열에 의해 발생하는 증기를 공급하는 전자전극봉 가습기가 적용될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 가습부(150)는 수조내의 물을 전기히터로 직접 가열하여 증기를 생성한 후 가습하는 팬(Pan) 타입 가습기가 적용될 수 있다.
상기 센서부(170)는 환기의 온도, 습도, CO2농도, 미세먼지농도 중 적어도 어느 하나를 감지하여 측정값을 생성한다.
상기 필터이송부(180)는 유동경로 상에 복수 개의 상기 필터 중 적어도 하나를 배치하거나 제거한다.
상기 제어부(190)는 상기 센서부(170)의 측정값에 기초하여, 상기 댐퍼, 환기팬, 급기팬, 히팅부, 쿨링부, 가습부, 필터이송부 중 적어도 어느 하나의 구동을 선택적으로 조절한다.
도 2를 참조하면, 상기 하우징(10)은 길이방향을 따라 환기공간(13), 배기공간(14), 혼합공간(15), 상태제어공간(16), 급기공간(17)으로 구획된다.
상기 흡인구(18)는 상기 환기공간(13)의 상부에 형성되고, 상기 환기팬(110)은 상기 환기공간(13)의 내부에 설치되며, 상기 흡인구(18)와 실내 간에 설치되는 환기덕트를 통해 환기가 상기 환기공간(13)으로 유입된다.
상기 배기공간(14)은 상기 환기공간(13)에 연결되고, 상부에 배기댐퍼(21)가 설치되며, 상기 배기댐퍼(21)에 의해 오염된 환기의 일부가 외부로 배출된다.
상기 혼합공간(15)은 상기 배기공간(14)에 연결되고, 상기 환기댐퍼(22)와 외기댐퍼(23)가 설치되어 상기 배기공간(14)에서 전달되는 환기의 유동량을 조절하며, 외기가 유입되어 환기와 섞인다.
즉, 상기 배기공간(14)을 통해 오염된 환기의 일부가 외부로 배출되고, 상기 혼합공간(15)에서 외기가 보충됨으로써 열효율을 높이고, 환기의 오염도를 낮춰줄 수 있다.
상기 상태제어공간(16)은 상기 혼합공간(15)에 연결되고, 상기 필터부(120), 쿨링부(140), 히팅부(130), 가습부(150)가 설치되어 환기의 여과, 냉각, 가열, 제습, 가습 중 적어도 어느 하나가 수행된다.
상기 급기공간(17)은 상기 급기팬(160)이 설치되고, 상기 토출구(19)와 실내 간에 설치되는 급기덕트를 통해 환기를 실내로 공급한다.
상기 하우징(10)은 전술된 공간별로 점검문(11)이 설치되고, 내부에 램프(12)가 설치되어 해당 공간에 설치된 장치를 보다 용이하게 관리할 수 있다.
상기 필터부(120)는 프리필터(121), 헤파필터(122)를 포함한다.
상기 프리필터(121)는 미세먼지보다 입자가 큰 먼지를 제거하기 위한 필터로서, 일 예로 메쉬소재가 사용될 수 있다.
상기 프리필터(121)는 상기 환기팬의 후방, 보다 구체적으로 상기 혼합공간(15)의 후방에 배치되어 외기와 혼합된 환기의 1차 여과를 수행한다.
상기 헤파필터(122)는 유해 미생물과 방사성 미세먼지를 제거하기 위해 개발된 고성능 필터이다.
상기 헤파필터(122)는 상기 프리필터(121)에 대향되도록 유동경로 상에 배치되어 환기의 추가 여과를 수행한다.
전술된 바와 같이, 상기 프리필터(121)와 헤파필터(122)는 복수 개로 구성될 수 있으며, 유동경로 상에 순차적으로 배치될 수 있다.
하지만, 필터의 수가 증가할수록 여과효율은 높여줄 수 있으나, 환기의 유동이 방해되어 상기 환기팬(110) 또는 급기팬(160)의 과부하 및 구동소음이 발생할 수 있다.
따라서, 여과효율과 상기 환기팬(110) 또는 급기팬(160)의 용량을 고려하여 적정 개수의 필터가 유동경로 상에 배치되는 것이 바람직하다.
전술된 바와 같이, 상기 헤파필터(122)를 유동경로 상에 계속 배치하는 경우, 상기 환기팬(110) 또는 급기팬(160)의 과부하 및 구동소음이 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위해, 상기 필터이송부(180)는 필요에 따라 상기 헤파필터(122)를 유동경로 상에 배치하거나 제거한다.
도 6 내지 도 8은 순차적으로 도 2에 도시된 필터이송부의 정면도, 측면도, 평면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 상기 필터이송부(180)는 필터패널(181), 링크부(183), 이동가이더(182)를 포함한다.
상기 필터패널(181)은 상기 헤파필터(122)가 설치되고, 복수 개가 상기 하우징(10)의 폭방향 또는 높이방향을 따라 순차적으로 배치된다.
상기 링크부(183)는 상기 필터패널(181)에 힌지 결합된다.
상기 이동가이더(182)는 상기 혼합공간(15)에 연통되도록 중공이 형성되고, 상기 중공의 둘레를 따라 상기 필터패널(181)이 거치되는 가이드홈(182a)이 형성된다.
도 9a,b는 순차적으로 도 6에 도시된 필터이송부의 작동상태도로써, 순차적으로 필터패널이 펼쳐진 상태, 접힌 상태이다.
상기 필터이송부(180)의 작동 설명을 위해, 상호 인접한 한 쌍의 필터패널인 제1필터패널(181-1)과 제2필터패널(181-2)을 기준하여 설명하도록 한다.
도 9a,b를 참조하면, 상기 링크부(183)는 서브링크(184), 메인링크(185)를 포함한다.
상기 서브링크(184)는 양측의 상기 필터패널(181)에 지그재그로 힌지 결합되는 제1,2,3링크(184a,b,c)를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 서브링크(184)는 일측이 상기 제1필터패널(181)의 중간인 제1힌지점(P1)에 결합되는 제1링크(184a), 일측이 상기 제1링크(184a)의 타측인 제2힌지점(P2)에 결합되는 제2링크(184b), 일측이 상기 제2링크(184b)의 타측인 제3힌지점(P3)에 결합되고 타측이 상기 제2필터패널(181)의 중간인 제 4힌지점(P4)에 결합되는 제3링크(184c)를 포한한다.
즉, 상기 제1,4힌지점(P1,P4)은 상기 하우징(10)의 폭방향을 따라 일직선으로 배치되며, 상기 제2힌지점(P2)을 회전시키면 상기 제1,2필터패널(181-1,2)이 상기 가이드홈(182a)을 따라 슬라이드 이동하여 펼쳐지거나 접히게 된다.
상기 메인링크(185)는 한 쌍의 상기 필터패널(181)이 상기 하우징(10)의 폭방향을 따라 여러 개 배치되는 경우, 이를 연계하기 위한 구성으로 한 쌍의 상기 필터패널(181)을 기준하여 상기 제2힌지점(P2) 간에 설치된다.
즉, 상기 메인링크(185)의 일측을 회전시키면, 해당 필터패널(181)의 제2힌지점(P2)이 설치되는 상기 서브링크(184)가 연동하여 회전됨으로써, 상기 필터패널(181)이 상기 가이드홈(182a)을 따라 슬라이드 이동하여 펼쳐지거나 접히게 된다.
상기 메인링크(185)의 일측에는 수동레바 또는 모터(186)가 설치되어 상기 메인링크(185)의 회전이 수동 또는 전자동으로 수행될 수 있다.
상기 모터(186)의 회전량은 기설정됨으로써, 상기 모터(186)의 정지시점과 상기 필터패널(181)의 이동범위가 제한될 수 있다.
도 10은 도 1에 도시된 센서부와 제어부의 블록도이다.
도 10을 참조하면, 상기 센서부(170)는 미세먼지센서(171), 온도센서(172), 습도센서(173), CO2센서(174)를 포함한다.
상기 온도센서(172), 습도센서(173), CO2센서(174)는 상기 환기덕트에 설치되어 환기의 온도, 습도, CO2농도를 측정한다.
상기 미세먼지센서(171)는 상기 환기공간(13), 혼합공간(15), 상태제어공간(16) 중 적어도 어느 하나에 설치되어 환기의 미세먼지농도를 측정한다.
상기 제어부(190)는 입력부(191), 분석부(192), 작동부(193), 통신부(194), 디스플레이부(195)를 포함한다.
상기 입력부(191)는 사용자 또는 관리자가 환기의 온도, 습도, 미세먼지농도, CO2농도의 기설정값과, 현재 날짜, 예약운전시간설정, 운전모드설정(자체/원격/예약운전) 등을 입력, 수정, 확인하기 위한 구성으로서, 키 패드(key pad), 터치 패드(touch pad) 등의 구성요소들을 포함하는 입력 수단일 수 있다.
상기 분석부(192)는 상기 센서부(170)가 생성하는 측정값과 기설정값을 비교하여 상기 댐퍼, 환기팬(110), 급기팬(160), 쿨링부(140), 히팅부(130), 가습부(150), 필터이송부(180) 중 적어도 어느 하나의 구동여부를 판단하고, 구동신호 또는 정지신호를 생성한다.
상기 작동부(193)는 상기 분석부(192)가 생성하는 신호에 따라 해당 장치의 구동 또는 정지를 수행한다.
도 11은 도 10에 도시된 디스플레이부를 나타내는 도이다,
도 11을 참조하면, 상기 디스플레이부(195)는 상기 공조기(100)의 작동상태, 환기의 온도, 습도, 미세먼지농도, CO2농도 또는 기설정값 등이 도시되며, LCD, LED를 비롯한 공지의 디스플레이장치가 사용될 수 있다.
도 12는 도 10에 도시된 통신부의 개념도이다.
도 12를 참조하면, 상기 통신부(194)는 사용자 또는 관리자의 단말기, 상기 공조기(100)의 구성, 그리고 관리용 클라우드 서버간 데이터를 송수신하기 위한 구성으로써, 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN) 또는 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN) 등을 비롯한 공지의 유선 네트워크가 사용될 수 있다.
또한, 이동 통신망(Mobile Radio Communication Network) 또는 위성 통신망 등을 비롯한 공지의 무선 네트워크가 사용될 수 있다.
상기 통신부(194)를 매개로, 상기 단말기(30) 상에 상기 디스플레이부(195)에 도시되는 내용이 도시되고 저장될 수 있으며, 상기 입력부(191)와 같이 환기의 온도, 습도, 미세먼지농도, CO2농도의 기설정값과, 현재 날짜, 예약운전시간설정, 운전모드설정(자체/원격/예약운전) 등을 입력, 수정, 확인할 수 있다.
즉, 상기 제어부(190)를 통해 원격지에서 실시간으로 데이터분석이 가능하며, 특히 언제 어디서나 상기 공조기(100)를 제어할 수 있어 편리하게 관리할 수 있다.
그리고, 상기 공조기(100)의 고장 시 SMS 발송으로 긴급 대응이 가능하고, 데이터가 이력 관리되어 미세먼지에 필요한 별도 설비가 필요 없으며, Dashboard 화면을 설치하여 관리가 가능하다.
이하, 도 1 내지 도 13을 참조하여, 상기 공조기의 제어방법에 대하여 설명하도록 한다.
설명에 앞서, 후술되는 기설정값은 일정 수치이거나 범위에 해당하는 환기의 온도, 습도, 미세먼지농도, CO2농도로 정의될 수 있다.
그리고, 기설정값은 상기 댐퍼의 최소 개도치를 비롯한 환기의 온도, 습도, 미세먼지농도, CO2농도에 따른 댐퍼의 개방량 또는 폐쇄량으로 정의될 수 있다.
그리고, 상기 댐퍼의 기본 제어는 다음과 같으며, 후술되는 제어방법에 의해 별도로 조절될 수 있다.
-. 동하절 시: 외기, 배기 댐퍼는 최소 개도치, 환기 댐퍼는 개방
-. 위밍업 시: 외기, 배기 댐퍼는 폐쇄, 환기 댐퍼는 개방되어 환기의 온도가 기설정값에 도달 시까지 상태 유지
도 13은 도 1에 도시된 공조기의 제어방법을 구체적으로 나타내는 순서도이다.
도 13을 참조하면, 상기 공조기(100)의 제어방법(S100)은 우선, 상기 환기팬(110)이 상기 하우징(10)의 내부로 환기를 유입한다.(S110)
사용자 또는 관리자가 상기 입력부(191)를 통해 입력되는 생성되는 구동신호 또는 정지신호에 따라 상기 작동부(193)가 상기 환기팬(110)의 구동 또는 정지를 수행할 수 있다.
또는, 기설정된 예약운전시간에 도달하는 경우, 상기 분석부(192)가 상기 환기팬(110)의 구동신호 또는 정지신호를 생성하고, 생성된 신호에 따라 상기 작동부(193)가 상기 환기팬(110)의 구동 또는 정지를 수행할 수 있다.
이후, 상기 프리필터(121)가 상기 하우징(10)의 내부로 유입되는 환기를 1차 여과하고, 여과된 환기를 상기 급기팬(160)이 실내로 배출한다.(S120)
이후, 상기 센서부(170)가 환기의 CO2농도, 온도, 습도, 미세먼지농도 중 적어도 어느 하나를 감지하여 측정값을 생성한다.(S130)
이후, 생성된 측정값에 기초하여, 상기 제어부(190)가 유입되는 환기의 냉각, 가열, 제습, 가습, 추가 여과 및 환기 배출과 외기 유입 중 적어도 어느 하나의 수행여부를 판단하고(S140), 해당 장치의 구동 또는 정지를 수행한다.(S150)
우선, 상기 분석부(192)가 상기 습도센서(173)의 측정값과 기설정값을 비교한다.
이는, 환기의 온도에 따라 건식제습 또는 습식제습의 수행이 결정될 수 있기 때문이다.
상기 습도센서(173)의 측정값이 기설정값 초과인 경우, 상기 분석부(192)가 상기 가습부(150)의 정지신호를 생성하고, 생성된 정지신호에 따라 상기 작동부(193)가 상기 가습부(150)의 정지를 수행한다.
그리고, 상기 분석부(192)가 상기 온도센서(172)의 측정값과 기설정값을 비교한다.
상기 온도센서(172)의 측정값이 기설정값 미만인 경우, 상기 분석부(192)가 상기 히팅부(130)의 구동신호와 상기 쿨링부(140)의 정지신호를 생성하고, 생성된 구동신호에 따라 상기 작동부(193)가 상기 히팅부(130)의 구동과 상기 쿨링부(140)의 정지를 수행하여 난방과 함께 건식제습이 진행된다.
또는, 상기 온도센서(172)의 측정값이 기설정값 초과인 경우, 상기 분석부(192)가 상기 쿨링부(140)의 구동신호와 상기 히팅부(130)의 정지신호를 생성하고, 생성된 구동신호에 따라 상기 작동부(193)가 상기 쿨링부(140)의 구동과 상기 히팅부(130)의 정지를 수행하여 냉방과 함께 습식제습이 진행된다.
또는, 상기 온도센서(172)의 측정값이 기설정값에 해당하는 경우, 상기 분석부(192)가 상기 히팅부(130) 또는 쿨링부(140)의 구동신호를 생성하도록 기설정될 수 있고, 설정된 장치의 구동신호에 따라 상기 작동부(193)가 해당 장치의 구동을 수행하여 제습이 진행될 수 있다.
상기 습도센서(173)의 측정값이 기설정값 이하인 경우, 상기 분석부(192)가 상기 가습부(150))의 구동신호를 생성하고, 생성된 구동신호에 따라 상기 작동부(193)가 상기 가습부(150)의 구동을 수행한다.
여기서, 환기의 온도에 따른 상기 히팅부(130)와 쿨링부(140)의 구동은 전술된 과정과 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
그리고, 상기 분석부(192)가 환기의 CO2농도 또는 미세먼지농도와 기설정값을 비교한다.
CO2농도 또는 미세먼지농도의 비교는 습도의 비교와 동시에 수행되거나 전, 또는 후에 수행될 수 있다.
미세먼지농도가 기설정값 미만이고 상기 헤파필터(122)가 유동경로 상에 펼쳐져 배치된 상태인 경우, 상기 분석부(192)가 상기 모터(186)의 정방향 구동신호를 생성하고, 구동신호에 따라 상기 작동부(193)가 상기 모터(186)의 구동을 수행함으로써 상기 헤파필터(122)가 슬라이드 이동되어 접혀져 유동경로에서 제거된다.
또는, 미세먼지농도가 기설정값 초과이고 상기 헤파필터(122)가 유동경로에서 제거된 상태인 경우, 상기 분석부(192)가 상기 모터(186)의 역방향 구동신호를 생성하고, 구동신호에 따라 상기 작동부(193)가 상기 모터(186)의 구동을 수행함으로써 상기 헤파필터(122)가 슬라이드 이동되어 상기 프리필터(121)에 대향되도록 유동경로 상에 펼쳐져 배치됨으로써 환기의 추가 여과가 진행된다.
CO2농도가 기설정값 초과인 경우, 상기 배기댐퍼(21)와 외기댐퍼(23)를 개방하여 환기의 일부를 외부로 배출하고, 외기를 유입하여 환기에 보충해준다.
전술된 바와 같이, 열효율와 오염도를 고려하여 환기의 배출 및 외기의 유입은 상기 환기공간(13)으로 유입되는 환기의 30%를 해당될 수 있고, 이에 따라 상기 배기댐퍼(21)와 외기댐퍼(23)의 개방이 조절된다.
CO2농도가 기설정값 미만인 경우, 상기 배기댐퍼(21)와 외기댐퍼(23)를 폐쇄하여, 불필요한 환기의 배출과 외기의 유입을 방지함으로서 열효율이 낮아지는 것을 방지할 수 있다.
여기서, CO2농도와 상기 혼합공간(15)에 측정된 미세먼지농도가 기설정값 초과인 경우, 상기 배기댐퍼(21)와 외기댐퍼(23)는 최소 개도치만큼 개방하여 외기에 포함된 미세먼지의 유입을 최소화하는 것이 바람직하다.
환기의 온도, 습도, 미세먼지농도, CO2농도가 기설정된값에 해당하는 경우, 상기 분석부(192)192)는 상기 댐퍼, 급기팬(160), 환기팬(110), 히팅부(130), 쿨링부(140), 가습부(150), 필터이송부(180)의 정지신호를 생성하고, 생성된 신호에 따라 상기 작동부(193)가 해당 장치의 정지를 수행한다.
즉, 사용자 또는 관리자가 설정한 조건을 모두 만족한 상태이므로, 상기 공조기(100)를 정지상태인 대기모드로 유지함으로써 전력소모를 줄일 수 있다.
한편, 상기 센서부(170)는 연감지기(175)를 더 포함할 수 있다.
상기 연감지기(175)는 상기 환기덕트에 설치되며, 상기 연감지기(175)의 측정값에 따라 상기 분석부(192)가 화재인 것으로 판단한 경우, 상기 분석부(192)가 경고신호를 생성하여 사용자 또는 관리자의 단말기 또는 디스플레이부에 도시하여 인지시켜줄 수 있다.
또한, 상기 분석부(192)가 상기 급기팬(160)의 정지신호, 상기 환기댐퍼(22)의 폐쇄신호, 상기 환기팬(110)의 구동신호, 상기 배기댐퍼(21)의 개방신호를 생성하고, 상기 작동부(193)가 구동신호에 따라 해당 장치의 구동을 수행하여 실내의 연기를 외부로 배출시킬 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 공조기는 센서부와 제어부를 통해 댐퍼, 히팅부, 쿨링부, 가습부의 구동이 조절되어 환기의 온도, CO2농도, 습도를 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 프리필터와 헤파필터를 포함하는 복수 개의 필터부를 통해 환기의 추가 여과가 진행됨으로써, 환기에 포함된 미세먼지가 제거되어 실내의 공급되는 환기의 질을 높여줄 수 있다.
또한, 미세먼지농도가 낮을 경우, 필터이송부를 통해 헤파필터를 환기의 유동경로 상에서 제거함으로써 환기팬 또는 급기팬의 과부하와 구동소음을 줄여줄 수 있다.
상기와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 공조기 10 : 하우징
110 : 환기팬 120 : 필터부
130 : 히팅부 140 : 쿨링부
150 : 가습부 160 : 급기팬
170 : 센서부 180 : 필터이송부
190 : 제어부

Claims (6)

  1. 일측에 흡인구가 형성되고, 타측에 토출구가 형성되며, 일측으로부터 환기댐퍼, 배기댐퍼, 외기댐퍼가 설치되는 하우징;
    실내로 재순환되는 환기를 유입하여 상기 하우징의 타측으로 유동시키는 환기팬;
    복수 개의 필터로 구성되고, 상기 환기의 유동경로를 따라 상기 환기팬의 후방에 배치되어 상기 환기를 여과하는 필터부;
    상기 필터부의 후방에 배치되어 상기 환기를 가열하는 히팅부;
    상기 히팅부의 후방에 배치되어 상기 환기를 냉각하는 쿨링부;
    상기 쿨링부의 후방에 배치되어 상기 환기에 수분을 공급하는 가습부;
    상기 가습부의 후방에 배치되어 상기 환기를 상기 실내로 공급하는 급기팬;
    상기 환기의 온도, 습도, CO2농도, 미세먼지농도 중 적어도 어느 하나를 감지하여 측정값을 생성하는 센서부;
    상기 유동경로 상에 복수 개의 상기 필터 중 적어도 하나를 배치하거나 제거하는 필터이송부; 및
    상기 센서부의 측정값에 기초하여, 상기 환기댐퍼, 배기댐퍼, 외기댐퍼, 환기팬, 급기팬, 히팅부, 쿨링부, 가습부, 필터이송부 중 적어도 어느 하나의 구동을 선택적으로 조절하는 제어부;
    를 포함하는 공조기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은
    상기 환기팬이 설치되고, 상기 실내와 흡인구 간에 설치되는 환기덕트를 통해 상기 환기가 유입되는 환기공간;
    상기 환기공간에 연결되고, 상기 배기댐퍼가 설치되어 상기 환기의 일부가 외부로 배출되는 배기공간;
    상기 배기공간에 연결되고, 상기 환기댐퍼와 외기댐퍼가 설치되어 상기 배기공간에서 전달되는 상기 환기의 유동량을 조절하며, 외부의 공기인 외기가 유입되어 상기 환기와 섞이는 혼합공간;
    상기 혼합공간에 연결되고, 상기 필터부, 쿨링부, 히팅부, 가습부가 설치되어 상기 환기의 여과, 냉각, 가열, 제습, 가습 중 적어도 어느 하나가 수행되는 상태제어공간; 및
    상기 급기팬이 설치되고, 상기 실내와 토출구 간에 설치되는 급기덕트를 통해 상기 환기가 공급되는 급기공간;
    을 포함하는 공조기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 센서부는
    상기 환기덕트에 설치되어 상기 환기의 CO2농도를 측정하는 CO2센서;
    상기 환기덕트에 설치되어 상기 환기의 온도를 측정하는 온도센서;
    상기 환기덕트에 설치되어 상기 환기의 습도를 측정하는 습도센서; 및
    상기 환기공간, 혼합공간, 상태제어공간 중 적어도 어느 하나에 설치되어 상기 환기의 미세먼지농도를 측정하는 미세먼지센서;
    를 포함하는 공조기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터부는
    상기 환기팬의 후방에 배치되어 상기 환기의 1차 여과를 수행하는 프리필터; 및
    상기 프리필터에 대향되도록 상기 유동경로 상에 배치되어 상기 환기의 추가 여과를 수행하는 헤파필터;
    를 포함하는 공조기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 필터이송부는
    상기 헤파필터가 설치되고, 복수 개가 상기 하우징의 폭방향을 따라 순차적으로 배치되는 필터패널;
    상기 필터패널에 힌지 결합되는 링크부; 및
    상기 링크부를 회전시켜 상기 하우징의 폭방향을 따라 상기 필터패널을 펼치거나 접는 모터;
    를 포함하는 공조기.
  6. 실내로 재순환되는 환기를 하우징의 내부로 유입하는 단계;
    유입되는 상기 환기를 1차 여과하여 상기 실내로 공급하는 단계;
    상기 환기의 온도, 습도, CO2농도, 미세먼지농도 중 적어도 어느 하나를 감지하여 측정값을 생성하는 단계;
    상기 측정값에 기초하여, 상기 환기의 냉각, 가열, 제습, 가습, 추가 여과 및 환기 배출과 외기 유입 중 적어도 어느 하나의 수행여부를 판단하는 단계; 및
    상기 수행여부의 판단에 기초하여, 상기 환기의 냉각, 가열, 제습, 가습, 추가 여과 및 환기 배출과 외기 유입 중 적어도 어느 하나를 수행하는 단계;
    를 포함하는 공조기 제어방법.
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