KR20220037210A - 스마트 주방 환기 시스템 - Google Patents

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KR20220037210A
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채창우
조경주
김광수
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한국건설기술연구원
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Abstract

본 발명은 복수의 층마다 각각 마련된 주방을 환기시키기 위한 스마트 주방 환기 시스템에 관한 것으로 본 발명의 실시예에 따른 스마트 주방 환기 시스템은 상기 복수의 층을 세로 방향으로 관통하는 주 배기 덕트와, 상기 주 배기 덕트의 상단부에 대향 설치된 옥상팬과, 상기 주 배기 덕트에 설치되어 상기 옥상팬을 향해 배출되는 배기 풍량을 측정하는 총 배기 풍량 측정 장치와, 상기 복수의 층마다 상기 주방의 천장에 각각 설치된 복수의 배기 후드와, 상기 복수의 배기 후드와 상기 주 배기 덕트를 각각 연결하는 복수의 층별 배기 덕트와, 상기 복수의 층별 배기 덕트마다 각각 설치된 복수의 층별 배기 풍량 측정 장치와, 상기 복수의 배기 후드 또는 상기 복수의 층별 배기 덕트에 각각 설치된 복수의 층별 배기팬, 그리고 상기 총 배기 풍량 측정 장치와 상기 복수의 층별 배기 풍량 측정 장치가 제공한 풍량 정보에 따라 상기 옥상팬의 회전수를 제어하는 제어 장치를 포함한다.

Description

스마트 주방 환기 시스템{SMART KICHEN VENTILATION SYSTEM}
본 발명은 스마트 주방 환기 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 층마다 각각 마련된 주방을 환기시키기 위한 스마트 주방 환기 시스템에 관한 것이다.
현대 사회에서는 도심지의 각종 빌딩, 주거를 위한 아파트, 및 콘도미니엄 같은 복층 구조의 집합 건물 안에 다중(多衆)이 밀집하여 생활하는 것이 일반화되어 있으므로, 이들 집합 건물에서 재실자의 건강 유지 및 업무 효율 증진을 위하여는 실내의 공기질을 적절한 상태로 유지하는 것이 요구된다.
특히, 건물 내에 음식물을 조리하기 위한 주방이 마련된 경우에는, 주방에서 음식물의 조리 시 먼지 등의 오염 물질이 포함된 오염된 공기가 발생되어 실내의 공기질을 크게 저하시키는 원인이 되고 있다.
이에, 주방에 배기 후드를 설치하여 음식물의 조리 시 발생하는 오염 물질을 실외로 배출하고 있다. 하지만, 배기 후드만을 가동시켜 주방에서 발생된 오염된 공기를 배기하게 되면, 실내에 음압이 형성되어 배기 후드를 통한 배기가 원활하게 이루어지지 않게 된다. 따라서, 배기 후드의 가동 시에 배기 후드를 통해 배기되는 실내 공기의 배기 풍량 만큼 급기팬을 통해 실외 공기를 급기하여 배기 후드를 통한 배기 성능을 향상시키고 있다. 이때에는, 배기 후드를 통해 배기되는 배기 풍량에 대응하는 만큼의 급기 풍량이 공급되어야 배기 후드를 통해 원활한 배기가 이루어져 실내 오염을 방지하고 실내를 쾌적한 상태로 유지할 수 있게 된다.
또한, 복층 건물에 각 층마다 주방이 마련된 경우에는, 각 주방 마다 설치된 배기 후드가 각 층을 세로로 관통하는 주 배기 덕트와 연결되어 주 배기 덕트를 통해 오염된 공기가 외부로 배출되고 있다.
그런데, 배기 후드가 설치되는 각 주방들은 공간과 환경의 차이로 인하여 요구되는 배기 풍량에 차이가 발생하게 되고, 배기 후드의 가동 시간도 제각각 상이할 수 있다.
따라서, 주 배기 덕트와 연결된 여러 배기 후드들의 가동률과 각각의 배기 후드가 주 배기 덕트로 배기시키는 배기 풍량에 따라 주 배기 덕트의 압력은 수시로 변동하게 된다. 또한, 주 배기 덕트는 외부에 노출되므로, 기상 환경의 변화에 따라서도 압력이 변동될 수 있다. 그리고 주 배기 덕트의 압력이 변동되면, 주 배기 덕트와 연결된 여러 배기 후드의 배기 성능에도 영향을 미칠 수밖에 없다.
이와 같이, 주 배기 덕트와 연결된 여러 배기 후드의 가동률과 배기 풍량이 복수의 층마다 마련된 각 주방별로 차이가 있으므로, 이러한 차이를 고려하지 않고 주방 환기 장치를 설치하여 운용할 경우 배기 후드를 동작시키더라도 배기 후드를 통해 음식물의 조리 시 발생하는 오염 물질이 원활하게 실외로 배출되지 않거나 배기 후드를 통해 오히려 오염된 공기가 역유입되는 현상이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 복층 건물에서 각 층마다 마련된 주방의 배기 성능을 안정적으로 유지할 수 있는 스마트 주방 환기 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 층마다 각각 마련된 주방을 환기시키기 위한 스마트 주방 환기 시스템은 상기 복수의 층을 세로 방향으로 관통하는 주 배기 덕트와, 상기 주 배기 덕트의 상단부에 대향 설치된 옥상팬과, 상기 주 배기 덕트에 설치되어 상기 옥상팬을 향해 배출되는 배기 풍량을 측정하는 총 배기 풍량 측정 장치와, 상기 복수의 층마다 상기 주방의 천장에 각각 설치된 복수의 배기 후드와, 상기 복수의 배기 후드와 상기 주 배기 덕트를 각각 연결하는 복수의 층별 배기 덕트와, 상기 복수의 층별 배기 덕트마다 각각 설치된 복수의 층별 배기 풍량 측정 장치와, 상기 복수의 배기 후드 또는 상기 복수의 층별 배기 덕트에 각각 설치된 복수의 층별 배기팬, 그리고 상기 총 배기 풍량 측정 장치와 상기 복수의 층별 배기 풍량 측정 장치가 제공한 풍량 정보에 따라 상기 옥상팬의 회전수를 제어하는 제어 장치를 포함한다.
상기 제어 장치는 상기 총 배기 풍량 측정 장치가 측정한 풍량이 상기 복수의 층별 배기 풍량 측정 장치가 측정한 풍량의 총합을 추종하도록 상기 옥상팬의 회전수를 제어할 수 있다.
상기 옥상팬은 자연 바람에 의해 무동력으로도 회전 가능할 수 있다. 그리고 상기 제어 장치는 상기 옥상팬의 무동력에 의한 회전수가 목표 회전수 보다 낮거나 역방향으로 회전하면 동력을 가하여 상기 옥상팬의 회전수를 상기 목표 회전수가 되도록 제어할 수 있다.
상기한 주방 환기 시스템은 상기 주 배기 덕트의 하단부에 설치된 풍량 조절 댐퍼를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 풍량 조절 댐퍼는 통과 풍량의 측정과 조절이 가능할 수 있다.
상기 제어 장치는 상기 복수의 층별 배기팬이 모두 미가동 상태인 경우에도 상기 주 배기 덕트 내부에 기설정된 풍속이 유지되도록 상기 옥상팬의 동작과 상기 풍량 조절 댐퍼의 개도율을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어 장치는 상기 총 배기 풍량 측량이 상기 복수의 층별 배기 풍량 측정 장치가 측정한 풍량과 상기 풍량 조절 댐퍼를 통과한 풍량의 총합을 추종하도록 상기 옥상팬의 회전수를 제어할 수 있다.
상기한 주방 환기 시스템은 상기 복수의 층마다 각각 설치되어 환기를 위해 급기하는 복수의 층별 급기팬과, 상기 복수의 층마다 상기 주방의 천장에 각각 설치된 복수의 급기 디퓨저와, 상기 복수의 층별 급기팬과 상기 복수의 급기 디퓨저를 각각 연결하는 복수의 층별 급기 덕트, 그리고 상기 복수의 층별 급기 덕트에 각각 설치된 복수의 층별 급기 풍량 측정 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 제어 장치는 각 층마다 상기 층별 급기 풍량 측정 장치가 측정한 풍량이 상기 층별 배기 풍량 측정 장치가 측정한 풍량에 비례하도록 상기 층별 급기팬을 제어할 수 있다.
상기한 주방 환기 시스템은 상기 복수의 층마다 상기 주방의 천장에 각각 설치된 복수의 공기질 센서를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 제어 장치는 상기 복수의 공기질 센서가 각각 측정한 오염도가 기준값을 초과하면 해당 층의 상기 층별 배기팬을 가동시킬 수 있다.
상기한 주방 환기 시스템은 상기 복수의 층마다 상기 주방의 천장에 각각 설치된 복수의 천장 배기 그릴과, 상기 복수의 층별 배기 덕트에서 각각 분기되어 상기 복수의 천장 배기 그릴과 각각 연결된 복수의 층별 보조 배기 덕트를 더 포함할 수 있다.
상기 층별 배기팬은 상기 층별 보조 배기 덕트와 분기된 지점과 상기 배기 후드 사이의 상기 층별 배기 덕트 상에 설치되거나 상기 배기 후드에 설치될 수 있다.
또한, 상기 층별 배기팬은 상기 층별 보조 배기 덕트와 분기된 지점과 상기 주 배기 덕트 사이의 상기 층별 배기 덕트 상에 설치될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 스마트 주방 환기 시스템은 복층 건물에서 각 층마다 마련된 주방의 배기 성능을 안정적으로 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 주방 환기 조화 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 도 1의 스마트 주방 환기 시스템의 층별 구조를 확대 도시한 구성도이다.
도 3은 도 2의 배기 후드, 층별 배기 덕트, 층별 배기팬, 천장 배기 그릴, 및 층별 보조 배기 덕트를 확대 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 주방 환기 조화 시스템에 사용되는 배기 후드, 층별 배기 덕트, 층별 배기팬, 천장 배기 그릴, 및 층별 보조 배기 덕트를 확대 도시한 구성도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 제2 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도면들은 개략적이고 축척에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 주방 환기 시스템(101)을 설명한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 주방 환기 시스템(101)은 복층 건물에서 복수의 층마다 각각 마련된 주방(KC)의 환기를 수행한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 주방 환기 시스템(101)은 주 배기 덕트(650), 옥상팬(500), 총 배기 풍량 측정 장치(750), 배기 후드(430), 층별 배기 덕트(630), 층별 배기 풍량 측정 장치(730), 층별 배기팬(330), 및 제어 장치(200)를 포함한다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 주방 환기 시스템(101)은 풍량 조절 댐퍼(550), 층별 급기팬(310), 급기 디퓨저(410), 층별 급기 덕트(610), 층별 급기 풍량 측정 장치(710), 공기질 센서(250), 천장 배기 그릴(435), 및 층별 보조 배기 덕트(635)를 더 포함할 수 있다.
주 배기 덕트(650)는 복수의 층을 세로 방향으로 관통할 수 있다. 즉, 주 배기 덕트(650)는 복층 건물의 최하층에서 최상층까지 설치될 수 있다.
옥상팬(500)은 주 배기 덕트(650)의 상단부에 대향하도록 설치될 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에서, 옥상팬(500)은 모터의 동력에 의해 강제 회전하지만, 자연 바람에 의해 무동력으로도 회전이 가능할 수 있다.
총 배기 풍량 측정 장치(750)는 주 배기 덕트(650)에 설치되어 옥상팬(500)을 향해 배출되는 배기 풍량을 측정할 수 있다. 일례로, 총 배기 풍량 측정 장치(750)는 옥상팬(500)과 인접한 주 배기 덕트(650)의 상단부에 설치될 수 있다.
일례로, 총 배기 풍량 측정 장치(750)는 동압을 이용한 풍량 측정 방법으로 풍량을 측정할 수 있다.
배기 후드(430)는 복수개가 복수의 층마다 주방(KC)의 천장에 각각 설치될 수 있다. 예를 들어, 배기 후드(430)는 조리 과정에서 발생되는 오염된 공기를 배출시키기 용이하도록 가스 레인지와 같은 조리대 위에 설치될 수 있다.
층별 배기 덕트(630)는 복수개가 복수의 배기 후드(430)와 주 배기 덕트(650)를 각각 연결할 수 있다.
층별 배기 풍량 측정 장치(730)는 복수개가 복수의 층별 배기 덕트(630)마다 각각 설치될 수 있다.
일례로, 층별 배기 풍량 측정 장치(730)는 층별 배기 덕트(630)를 통해 배기되는 유체에 의해 회전하는 풍량 감지팬의 회전수에 근거하여 풍량을 산출할 수 있다. 이때, 풍량 감지팬의 회전 중심은 층별 배기 덕트(630)의 중심과 일치하도록 형성될 수 있다. 또한, 풍량 감지팬의 직경은 층별 배기 덕트(630) 내에서 간섭을 받지 않고 회전이 가능한 범위에서 최대한 클수록 풍량 측정의 정확도가 향상될 수 있다. 또한, 층별 배기 풍량 측정 장치(730)는 풍량 감지팬을 통해 풍량을 측정하므로 기류 분포가 균일하지 못하고 편향되더라도 풍량을 보다 정확하게 측정할 수 있고, 풍량 감지팬의 회전수와 회전 방향으로 풍량을 측정하므로 역풍이 발생되더라도 이를 감지할 수 있다.
층별 배기팬(330)은 복수개가 복수의 배기 후드(430) 또는 복수의 층별 배기 덕트(630)에 각각 설치될 수 있다. 즉, 층별 배기팬(330)은 주방(KC)에서 발생된 오염된 공기를 실외로 배출시키기 위해 설치된다. 층별 배기팬(330)가 토출하는 오염된 공기는 층별 배기 덕트(630)를 따라 이동하여 주 배기 덕트(650)를 통해 외부로 배출된다.
천장 배기 그릴(435)은 복수개가 복수의 층마다 주방(KC)의 천장에 각각 설치될 수 있다. 그리고 천장 배기 그릴(435)은 배기 후드(430) 보다 높은 위치에 위치한다. 통상적으로 배기 후드(430)는 조리대와 근접하도록 천장에서 아래 방향으로 돌출될 수 있다. 천장 배기 그릴(435)은 배기 후드(430)로 배출되지 못한 오염된 공기를 배출하기 위한 것으로 천장에 설치된다.
층별 보조 배기 덕트(635)는 복수개가 복수의 층별 배기 덕트(630)에서 각각 분기되어 복수의 천장 배기 그릴(435)과 각각 연결될 수 있다. 따라서, 배기 후드(430)로 배출되지 못한 오염된 공기는 천장 배기 그릴(435)로 흡입되어 층별 보조 배기 덕트(635)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 층별 배기팬(330)이 층별 보조 배기 덕트(635)와 분기된 지점과 배기 후드(430) 사이의 층별 배기 덕트(630) 상에 설치되거나 배기 후드(430)에 설치될 수 있다. 이에, 층별 배기팬(330)이 가동되면, 배기 후드(430)로 오염된 공기가 강제 흡입되면서 사이폰(siphon) 작용에 의해 천장 배기 그릴(435)로도 오염된 공기가 흡입될 수 있다.
풍량 조절 댐퍼(550)는 주 배기 덕트의 하단부에 설치될 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에서, 풍량 조절 댐퍼는 통과 풍량의 측정과 조절이 가능할 수 있다. 즉, 풍량 조절 댐퍼는 풍량 측정부와 개폐부의 조합으로 구성될 수 있다.
층별 급기팬(310)은 복수개가 복수의 층마다 각각 설치되어 환기를 위해 급기할 수 있다. 즉, 층별 급기팬(310)은 주방(KC)으로 외부 공기를 공급하기 위해 설치된다. 층별 급기팬(310)에서 토출된 외부 공기는 후술할 층별 급기 덕트(610)를 따라 이동하여 후술할 급기 디퓨저(410)를 통해 실내로 공급된다.
급기 디퓨저(410)는 복수개가 복수의 층마다 주방(KC)의 천장에 각각 설치될 수 있다.
층별 급기 덕트(610)는 복수개가 복수의 층별 급기팬(310)과 복수의 급기 디퓨저(410)를 각각 연결할 수 있다.
층별 급기 풍량 측정 장치(710)는 복수의 층별 급기 덕트(610)에 각각 설치될 수 있다.
일례로, 층별 급기 풍량 측정 장치(710)도 층별 급기 덕트(610)를 통해 급기되는 유체에 의해 회전하는 풍량 감지팬의 회전수에 근거하여 풍량을 산출할 수 있다. 이때, 풍량 감지팬의 회전 중심은 층별 급기 덕트(610)의 중심과 일치하도록 형성될 수 있다. 또한, 풍량 감지팬의 직경은 층별 급기 덕트(610) 내에서 간섭을 받지 않고 회전이 가능한 범위에서 최대한 클수록 풍량 측정의 정확도가 향상될 수 있다. 또한, 층별 급기 풍량 측정 장치(710)는 풍량 감지팬을 통해 풍량을 측정하므로 기류 분포가 균일하지 못하고 편향되더라도 풍량을 보다 정확하게 측정할 수 있고, 풍량 감지팬의 회전수와 회전 방향으로 풍량을 측정하므로 역풍이 발생되더라도 이를 감지할 수 있다.
공기질 센서(250)는 복수개가 복수의 층마다 주방(KC)의 천장에 각각 설치될 수 있다. 예를 들어, 공기질 센서(250)는 이산화탄소(CO2), 유기화합물(VOC), 초미세먼지(PM 2.5), 및 포름알데히드(Formaldehyde) 중 하나 이상을 측정할 수 있다.
제어 장치(200)는 총 배기 풍량 측정 장치(750)와 복수의 층별 배기 풍량 측정 장치(730)가 제공한 풍량 정보에 따라 옥상팬(500)의 회전수를 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어 장치(200)는 총 배기 풍량 측정 장치(750)가 측정한 풍량이 복수의 층별 배기 풍량 측정 장치(730)가 측정한 풍량의 총합을 추종하도록 옥상팬(500)의 회전수를 제어할 수 있다. 층별 배기 풍량 측정 장치(730)가 측정하는 배기 풍량은 층별 배기팬(330)의 운전 상태에 따라 변동되므로, 각 층별 배기팬(330)의 가동률 및 회전수에 따라 복수의 층별 배기 풍량 측정 장치(730)가 측정한 풍량의 총합이 달라지게 된다. 이때, 제어 장치(200)가 옥상팬(500)의 회전수를 조절하여 주 배기 덕트(650)의 배기 풍량을 조절함으로써, 각 층별로 배기 후드(430)를 통해 배출되는 배기 성능을 안정적으로 유지할 수 있게 된다.
또한, 제어 장치(200)는 옥상팬(500)의 무동력에 의한 회전수가 목표 회전수 보다 낮거나 역방향으로 회전하면 동력을 가하여 옥상팬(500)의 회전수를 목표 회전수가 되도록 제어할 수 있다. 여기서, 목표 회전수는 총 배기 풍량 측정 장치(750)가 측정한 풍량이 복수의 층별 배기 풍량 측정 장치(730)가 측정한 풍량의 총합을 추종하기 위한 옥상팬의 회전수이다. 반대로, 제어 장치(200)는 옥상팬(500)이 무동력으로도 자연 바람에 의해 목표 회전수로 회전한다면 동력을 가하여 강제로 회전시키지 않을 수 있다.
이와 같이, 주 배기 덕트(650)를 통해 외부로 배출되는 총 배기 풍량과 복수의 배기 후드(430)를 통해 배출되는 층별 배기 풍량의 총합을 최대한 일치시킴으로써, 각 층마다 마련된 주방(KC)의 배기 성능을 안정적으로 유지할 수 있다. 즉, 각 층별로 설치된 배기 후드(430)를 통해 원활하게 오염된 공기를 외부로 배출시킬 수 있으며, 주 배기 덕트(650)와 층별 배기 덕트(630)의 압력 차이로 인해 오염된 공기가 역류하는 현상도 방지할 수 있다.
또한, 제어 장치(200)가 총 배기 풍량 측정 장치(750)가 측정한 풍량이 복수의 층별 배기 풍량 측정 장치(730)가 측정한 풍량의 총합을 추종하도록 옥상팬(500)의 회전수를 제어함으로써, 주 배기 덕트(650)의 압력이 외부 환경에 의해 변동되더라도 안정적으로 각 층별 배기팬(330)에 의한 배기 성능을 유지할 수 있다.
또한, 제어 장치(200)는 복수의 층별 배기팬(330)이 모두 미가동 상태인 경우에도 주 배기 덕트(650) 내부에 기설정된 풍속이 유지되도록 풍량 조절 댐퍼(550)의 개도율을 제어할 수 있다. 여기서, 기설정된 풍속은 주방 환기 시스템(101)의 전반적인 사양에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 풍량 조절 댐퍼(550)의 개도율을 조절함으로써, 복수의 층별 배기팬(330)이 모두 동작하지 않더라도 연돌 효과로 주 배기 덕트(650)의 내부에 풍속이 항시 일정하게 유지될 수 있다. 즉, 풍량 조절 댐퍼(550)가 열리고 옥상팬(500)이 무동력으로 동작하면 옥상팬(500)에서 자연 흡출이 이루어지게 된다. 이와 같이, 주 배기 덕트(650)의 내부에 풍속이 항시 일정하게 유지되면, 층별 배기팬(330)의 운전 초기에 배기 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 풍량 조절 댐퍼(550)가 개방되면, 제어 장치(200)는 총 배기 풍량 측정 장치(750)가 측정한 풍량이 복수의 층별 배기 풍량 측정 장치(730)가 측정한 풍량과 풍량 조절 댐퍼(550)를 통과한 풍량의 총합을 추종하도록 옥상팬(500)의 회전수를 제어할 수 있다.
구체적으로, 복수의 층별 배기팬(330) 중 적어도 일부가 가동되더라도, 옥상팬(500)이 무동력으로 회전해도 연돌 효과로 주 배기 덕트(650)에서 자연적으로 배기가 충분히 이루어질 때에는 동력을 가하지 않고 무동력 상태로 동작될 수 있다.
반면, 복수의 층별 배기팬(330)의 가동률 증가로 요구되는 배출 풍량이 증가하여 옥상팬(500)의 무동력 회전에 의한 자연 배출로는 충분한 배기 풍량을 확보하기 어렵거나 외부의 기상 조건으로 자연 배출이 어려운 경우에는 옥상팬(500)에 동력을 가하여 강제 회전시킬 수 있다.
예를 들어, 태풍 또는 강풍으로 인해 옥상팬(500)이 안정적으로 회전하지 못하거나 역방향으로 회전하여 역류하는 경우 또는 기온 변화로 인해 연돌 효과가 약해져 자연 배출이 어려운 경우에 옥상팬(500)에 동력을 가하여 강제로 회전시킬 수 있다.
이때, 제어 장치(200)는 옥상팬(500)의 회전수를 총 배기 풍량 측정 장치(750)가 측정한 풍량이 복수의 층별 배기 풍량 측정 장치(730)가 측정한 풍량과 풍량 조절 댐퍼(550)를 통과한 풍량의 총합을 추종하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어 장치(200)는 옥상팬(500)에 동력을 가하던 중에 동력을 차단해도 충분한 배기 풍량이 확보되면 옥상팬(500)에 공급하던 동력을 차단하고 옥상팬(500)을 무동력 운전으로 전환할 수 있다.
또한, 제어 장치(200)는 복수의 공기질 센서(250)가 각각 측정한 오염도가 기준값을 초과하면 해당 층의 층별 배기팬(330)을 가동시킬 수 있다.
즉, 제어 장치(200)는 사용자가 조리 기구를 사용하지 않더라도 주방(KC)의 공기가 오염된 것으로 판단되면, 자동으로 층별 배기팬(330)들 가동하여 환기를 수행할 수 있다.
이때, 제어 장치(200)는 기설정된 오염 등급에 따라 환기 풍량을 차등적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 공기질 센서(250)가 측정한 오염도가 높을수록 층별 배기팬(330)의 회전수를 증가시킬 수 있다.
또한, 제어 장치(200)는 사용자의 수동 조작에 따라 층별 배기팬(330)을 가동할 수도 있다. 즉, 사용자가 조리를 시작하기 전에 선제적으로 층별 배기팬(330)을 가동시킬 수도 있다.
한편, 제어 장치(200)는 건물 내 특정 장소에 위치할 수 있으며, 각 층마다 설치된 단말기와 연결될 수 있다. 즉, 사용자는 단말기를 통해 스마트 주방 환기 시스템(101)을 수동으로도 동작시킬 수 있다.
또한, 제어 장치(200)는 각 층마다 층별 급기 풍량 측정 장치(710)가 측정한 풍량이 층별 배기 풍량 측정 장치(730)가 측정한 풍량에 비례하도록 층별 급기팬(310)을 제어할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 제어 장치(200)가 층별 배기팬(330)을 가동시키면 급기팬(310)도 함께 가동시킬 수 있다.
이와 같이, 배기 후드(430)를 통해 배기되는 실내 공기의 배기 풍량 만큼 급기팬(310)을 통해 실외 공기를 실내로 급기하여 각 층마다 설치된 배기 후드(430)를 통해 배출되는 배기 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 주방 환기 시스템(101)은 복층 건물에서 각 층마다 마련된 주방의 배기 성능을 안정적으로 유지할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 주방 환기 시스템(102)은 복수의 층별 배기 팬(330)의 설치 위치를 제외하면 제1 실시예와 동일하다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에서, 층별 배기팬(330)은 층별 보조 배기 덕트(635)와 분기된 지점과 주 배기 덕트(650) 사이의 층별 배기 덕트(630) 상에 설치될 수 있다.
따라서, 층별 배기팬(330)이 가동되면, 사이폰(siphon) 작용이 아닌 강제 흡입 방식으로 천장 배기 그릴(435)로 오염된 공기가 흡입되게 된다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 주방 환기 시스템(102)도 복층 건물에서 각 층마다 마련된 주방의 배기 성능을 안정적으로 유지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
101, 102: 스마트 주방 환기 시스템
200: 제어 장치
250: 공기질 센서
310: 층별 급기팬
330: 층별 배기팬
410: 급기 디퓨저
430: 배기 후드
435: 천장 배기 그릴
500: 옥상팬
550: 풍량 조절 댐퍼
610: 층별 급기 덕트
630: 층별 배기 덕트
635: 층별 보조 배기 덕트
650: 주 배기 덕트
710: 층별 급기 풍량 측정 장치
730: 층별 배기 풍량 측정 장치
750: 총 배기 풍량 측정 장치

Claims (13)

  1. 복수의 층마다 각각 마련된 주방을 환기시키기 위한 스마트 주방 환기 시스템에 있어서,
    상기 복수의 층을 세로 방향으로 관통하는 주 배기 덕트;
    상기 주 배기 덕트의 상단부에 대향 설치된 옥상팬;
    상기 주 배기 덕트에 설치되어 상기 옥상팬을 향해 배출되는 배기 풍량을 측정하는 총 배기 풍량 측정 장치;
    상기 복수의 층마다 상기 주방의 천장에 각각 설치된 복수의 배기 후드;
    상기 복수의 배기 후드와 상기 주 배기 덕트를 각각 연결하는 복수의 층별 배기 덕트;
    상기 복수의 층별 배기 덕트마다 각각 설치된 복수의 층별 배기 풍량 측정 장치;
    상기 복수의 배기 후드 또는 상기 복수의 층별 배기 덕트에 각각 설치된 복수의 층별 배기팬; 및
    상기 총 배기 풍량 측정 장치와 상기 복수의 층별 배기 풍량 측정 장치가 제공한 풍량 정보에 따라 상기 옥상팬의 회전수를 제어하는 제어 장치
    를 포함하는 스마트 주방 환기 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 총 배기 풍량 측정 장치가 측정한 풍량이 상기 복수의 층별 배기 풍량 측정 장치가 측정한 풍량의 총합을 추종하도록 상기 옥상팬의 회전수를 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 주방 환기 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 옥상팬은 자연 바람에 의해 무동력으로도 회전 가능하며,
    상기 제어 장치는 상기 옥상팬의 무동력에 의한 회전수가 목표 회전수 보다 낮거나 역방향으로 회전하면 동력을 가하여 상기 옥상팬의 회전수를 상기 목표 회전수가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 주방 환기 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주 배기 덕트의 하단부에 설치된 풍량 조절 댐퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 주방 환기 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 풍량 조절 댐퍼는 통과 풍량의 측정과 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 스마트 주방 환기 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 복수의 층별 배기팬이 모두 미가동 상태인 경우에도 상기 주 배기 덕트 내부에 기설정된 풍속이 유지되도록 상기 옥상팬의 동작과 상기 풍량 조절 댐퍼의 개도율을 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 주방 환기 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 총 배기 풍량 측량이 상기 복수의 층별 배기 풍량 측정 장치가 측정한 풍량과 상기 풍량 조절 댐퍼를 통과한 풍량의 총합을 추종하도록 상기 옥상팬의 회전수를 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 주방 환기 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 층마다 각각 설치되어 환기를 위해 급기하는 복수의 층별 급기팬;
    상기 복수의 층마다 상기 주방의 천장에 각각 설치된 복수의 급기 디퓨저;
    상기 복수의 층별 급기팬과 상기 복수의 급기 디퓨저를 각각 연결하는 복수의 층별 급기 덕트; 및
    상기 복수의 층별 급기 덕트에 각각 설치된 복수의 층별 급기 풍량 측정 장치
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 주방 환기 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어 장치는 각 층마다 상기 층별 급기 풍량 측정 장치가 측정한 풍량이 상기 층별 배기 풍량 측정 장치가 측정한 풍량에 비례하도록 상기 층별 급기팬을 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 주방 환기 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 층마다 상기 주방의 천장에 각각 설치된 복수의 공기질 센서를 더 포함하며,
    상기 제어 장치는 상기 복수의 공기질 센서가 각각 측정한 오염도가 기준값을 초과하면 해당 층의 상기 층별 배기팬을 가동시키는 것을 특징으로 하는 스마트 주방 환기 시스템.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 층마다 상기 주방의 천장에 각각 설치된 복수의 천장 배기 그릴; 및
    상기 복수의 층별 배기 덕트에서 각각 분기되어 상기 복수의 천장 배기 그릴과 각각 연결된 복수의 층별 보조 배기 덕트
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 주방 환기 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 층별 배기팬은 상기 층별 보조 배기 덕트와 분기된 지점과 상기 배기 후드 사이의 상기 층별 배기 덕트 상에 설치되거나 상기 배기 후드에 설치된 것을 특징으로 하는 스마트 주방 환기 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 층별 배기팬은 상기 층별 보조 배기 덕트와 분기된 지점과 상기 주 배기 덕트 사이의 상기 층별 배기 덕트 상에 설치된 것을 특징으로 하는 스마트 주방 환기 시스템.
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