KR20220064736A - 실내외 센서 모듈을 이용한 공기질 관리 방법 및 장치 - Google Patents

실내외 센서 모듈을 이용한 공기질 관리 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

실내 센서 모듈과 실외 센서 모듈을 이용한 공기질 관리 방법 및 장치를 개시한다.
본 실시예는 기 설치된 공공장소에서 실외 공기를 측정하여 공공 실외공기 측정결과, 실내 공기를 측정하여 실내공기 측정결과, 실내 공기측정기의 설치 위치와 대응하는 반대면(실외측)에서 실외 공기를 측정하여 실외공기 측정결과를 기반으로 예측 AI 모델과 기 저장된 쾌적 환경 룰(Rule)을 이용하여 환경 설비(냉난방기, 가습기, 제습기, 공기청정기, 환기장치)의 운전 여부를 결정하도록 하는 실내 센서 모듈과 실외 센서 모듈을 이용한 공기질 관리 방법 및 장치를 제공한다.

Description

실내외 센서 모듈을 이용한 공기질 관리 방법 및 장치{Method And Apparatus for Managing Air Quality by Using Indoor and Outdoor Sensor Module}
본 발명의 일 실시예는 실내 센서 모듈과 실외 센서 모듈을 이용한 공기질 관리 방법 및 장치에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
최근 들어, 황사, 미세 먼지, 초미세 먼지 등의 대기 오염으로 인해 많은 사람이 관측소별로 제공되는 미세 먼지의 농도를 참고하여, 외출을 자제하거나 외출시 마스크를 착용하는 등의 방법으로 미세 먼지를 대비하고 있다.
관측소별로 제공되는 데이터는 측정 데이터의 업데이트 시간 간격, 측정소와 사용자가 있는 지역과의 거리차 등의 이유로 관측소 주변에서의 대기 상태를 반영함에 그칠 뿐 실제 사용자 주변 환경에서의 미세 먼지의 정보를 제공하지 못하고 있다.
미세 먼지의 위해성으로 인해 점점 외출을 삼가하고 실내에 머무르는 시간이 많아지고 있으나, 사용자는 정작 자신이 현재 머무르고 있는 실내 공간에서의 미세 먼지의 상태를 정확하게 인지하지 못하고 있다.
일반적으로 공기질을 측정하기 위해서 대기환경기준에서 말하는 항목들은 사람의 건강 보호와 쾌적한 환경 조성을 위하여 설정되어 있는 항목들을 의미한다. 대기환경기준은 환경정책기본법에 규정되어 있다.
공기질 측정장치는 공기질 측정 항목들에 영향을 주는 공기에 포함된 오염물질들을 측정한다. 공기질 측정장치는 오염물질로서, 미세먼지(초미세먼지), 온도, 습도, 이산화탄소(CO2), 아황산가스(SO2), 일산화탄소(CO), 이산화질소(NO2), 오존(O3), 납(Pb)과 벤젠 등을 측정한다.
공기질 측정장치는 이러한 오염물질을 측정하는 센서들을 포함하여 구성된다. 즉, 각각의 오염물질을 측정하는 복수의 센서들이 조립된 하나의 센서모듈이 장착되는 형태로 구성된다.
대부분의 사람은 건축물 내에서 하루의 대부분을 보내기 때문에, 실내 공기질은 도시민의 건강에 직접적인 영향을 줄 수 있다. 즉, 한정된 공간 속에서 인공적인 설비를 통하여 지속적으로 순환되는 오염된 공기에 노출되거나, 환기설비가 없는 밀폐된 공간에서 오랫동안 생활함으로써 각종 인체 유해 오염물질들을 흡입하게 됨으로써 각종 호흡기 관련 질환에 시달리고 있다.
최근 실내 환경문제가 국민건강의 주요 이슈로 부각되면서 주요 오염물질에 대한 실시간 관리가 필요해지고 있다. 특히, 최근 다양한 생활용품, 건축 내장재 등으로부터 다양한 오염물질이 방출되는 등 실내공간에서 생활하는 거주자들로부터 빌딩 증후군 증상을 호소하는 사례가 증가하고 있는 문제가 있다.
본 실시예는 기 설치된 공공장소에서 실외 공기를 측정하여 공공 실외공기 측정결과, 실내 공기를 측정하여 실내공기 측정결과, 실내 공기측정기의 설치 위치와 대응하는 반대면(실외측)에서 실외 공기를 측정하여 실외공기 측정결과를 기반으로 예측 AI 모델과 기 저장된 쾌적 환경 룰(Rule)을 이용하여 환경 설비(냉난방기, 가습기, 제습기, 공기청정기, 환기장치)의 운전 여부를 결정하도록 하는 실내 센서 모듈과 실외 센서 모듈을 이용한 공기질 관리 방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 복수의 기 설치된 공공장소에서 실외 공기를 측정하여 공공 실외공기 측정결과를 생성하는 공공실외 공기측정부; 실내 공기질 측정 장소와 가장 인접한 실외측 위치에 설치되어 실외 공기를 측정하여 실외공기 측정결과를 생성하는 실외공기 측정부; 상기 실외공기 측정부의 설치 위치와 대응하는 반대면의 실내측에 설치되어 실내 공기를 측정하여 실내공기 측정결과를 생성하는 실내공기 측정부; 상기 공공 실외공기 측정결과와 상기 실외공기 측정결과를 기반으로 오차를 보정한 오차 보정 실외공기 측정결과를 생성하고, 상기 실내공기 측정결과로부터 추출된 실내 공기오염물질의 농도가 기 설정된 임계치보다 높은지의 여부를 확인한 위험도를 산출하고, 상기 위험도가 기 설정된 임계치보다 높은 경우, 상기 오차 보정 실외공기 측정결과와 상기 실내공기 측정결과를 비교하여 비교결과를 기반으로 환경 조절 명령을 생성하는 제어부; 및 상기 환경 조절 명령 기반으로 온도, 습도, 공기청정, 환기 중 어느 하나를 조절하는 환경 설비를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기질 관리 장치를 제공한다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 공공실외 공기측정부에서 복수의 기 설치된 공공장소에서 실외 공기를 측정하여 공공 실외공기 측정결과를 생성하는 과정; 실외공기 측정부에서 실내 공기질 측정 장소와 가장 인접한 실외측 위치에 설치되어 실외 공기를 측정하여 실외공기 측정결과를 생성하는 과정; 실내공기 측정부에서 상기 실외공기 측정부의 설치 위치와 대응하는 반대면의 실내측에 설치되어 실내 공기를 측정하여 실내공기 측정결과를 생성하는 과정; 제어부에서 상기 공공 실외공기 측정결과와 상기 실외공기 측정결과를 기반으로 오차를 보정한 오차 보정 실외공기 측정결과를 생성하는 과정; 상기 제어부에서 상기 실내공기 측정결과로부터 추출된 실내 공기오염물질의 농도가 기 설정된 임계치보다 높은지의 여부를 확인한 위험도를 산출하는 과정; 상기 제어부에서 상기 위험도가 기 설정된 임계치보다 높은 경우, 상기 오차 보정 실외공기 측정결과와 상기 실내공기 측정결과를 비교하여 비교결과를 기반으로 환경 조절 명령을 생성하는 과정; 및 상기 환경 설비에서 상기 환경 조절 명령 기반으로 온도, 습도, 공기청정, 환기 중 어느 하나를 조절하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기질 관리 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 기 설치된 공공장소에서 실외 공기를 측정하여 공공 실외공기 측정결과, 실내 공기를 측정하여 실내공기 측정결과, 실내 공기측정기의 설치 위치와 대응하는 반대면(실외측)에서 실외 공기를 측정하여 실외공기 측정결과를 기반으로 예측 AI 모델과 기 저장된 쾌적 환경 룰(Rule)을 이용하여 환경 설비(냉난방기, 가습기, 제습기, 공기청정기, 환기장치)의 운전 여부를 결정하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 공기질 관리 장치를 나타낸 도면이다.
도 2a,2b,2c,2d는 본 실시예에 따른 실내외 센서 모듈을 이용한 공기질 관리 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 공기질 관리 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 유리를 사이에 두고 실내 센서 모듈과 실외 센서 모듈을 부착하여 공기질을 관리하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 벽을 타공하여 일체형 센서 모듈을 실장하여 공기질을 관리하는 방법을 나타낸 도면이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 공기질 관리 장치를 나타낸 도면이다.
공기질 관리 장치(200)는 실내공기 측정부(116)로부터 수신한 실내공기 측정결과를 분석한 결과, 실내 CO2, VOC, 라돈 등 공기오염물질의 농도가 기 설정된 임계치보다 높은 경우, 실내 환기가 필요한 것으로 판단한다. 공기질 관리 장치(200)는 설치된 건물이 실내 환경오염 지역, 신규건물, 신규 인테리어 적용건물, 다중이용시설로 확인되는 경우, 실내 환기가 필요한 것으로 판단한다.
공기질 관리 장치(200)는 실내 환기를 위해 실외공기 측정부(114)를 이용하여 실외 미세먼지를 측정한다. 공기질 관리 장치(200)는 실내 환기 여부를 결정하기 위하여 실외 공기 유입시 실내와 실외 공기질 상태를 서로 비교하여 흡기, 배기의 동작 유무를 선택한다.
공기질 관리 장치(200)는 실외 및 실내 공기질 데이터를 이용하여 효율적으로 전열교환 환기장치를 동작시킨다. 공기질 관리 장치(200)는 공기질 센서 일체형 통합제어기를 포함한다.
공기질 관리 장치(200)는 유무선 통신(예컨대, RS485)을 이용하여 전열교환 환기장치와 환기청정장치를 제어한다. 공기질 관리 장치(200)는 실내 쾌적 지수 표준 가이드라인을 기반으로 온도, 습도, 공기청정, 환기청정 개별적으로 자동 제어하거나 온도, 습도, 공기청정, 환기청정 개별적으로 수동 제어한다. 공기질 관리 장치(200)는 필요시 기 설정된 시간 단위(예컨대, 1시간 단위)의 공기질 변화를 수치 및 그래프로 출력한다.
공기질 관리 장치(200)는 실외 공기질을 예측하여 측정하여 실내 환기청정시 동작 유무 결정한다. 공기질 관리 장치(200)는 공공실외 공기측정기(112)로부터 공공 대기질 데이터를 수집한다. 공기질 관리 장치(200)는 공공 대기질 데이터를 이용하여 실외 실시간 데이터를 예측한다. 여기서, 실외 대기질 데이터는 측정 분석시 1시간 정도의 지연이 존재한다. 공기질 관리 장치(200)는 실내 환기 제어시 실외 미세먼지 정보를 참조하여 실내 환기 동작을 결정한다.
공기질 관리 장치(200)는 기 설치된 공공장소에 설치된 공공실외 공기측정부(112)로부터 수신된 공공 실외공기 측정결과, 실내공기 측정부(116)의 설치 위치와 대응하는 반대면(실외측)에 설치된 실외공기 측정부(114)로부터 수신된 실외공기 측정결과, 실외공기 측정부(114)의 설치 위치와 대응하는 반대면(실내측)에 설치된 실내공기 측정부(116)로부터 수신된 실내공기 측정결과를 이용하여 정밀하게 환경 설비를 제어한다.
공기질 관리 장치(200)는 기 설치된 공공장소에 설치된 공공실외 공기측정부(112)로부터 수신된 공공 실외공기 측정결과, 실내공기 측정부(116)의 설치 위치와 대응하는 반대면(실외측)에 설치된 실외공기 측정부(114)로부터 수신된 실외공기 측정결과를 비교한 후 가중치를 적용하여 실외공기 데이터를 보정한다.
공공실외 공기측정부(112)는 복수의 기 설치된 공공장소에서 실외 공기를 측정하여 공공 실외공기 측정결과를 생성한다.
실외공기 측정부(114)는 실내 공기질 측정 장소와 가장 인접한 실외측 위치에 설치되어 실외 공기를 측정하여 실외공기 측정결과를 생성한다. 실외공기 측정부(114)는 실내공기 측정부(116)의 설치 위치와 대응하는 반대면(실외측)에서 실외 공기를 측정하여 실외공기 측정결과를 생성한다. 실외공기 측정부(114)는 수집한 실외 공기를 대략 1시간 지연된 상태에서 공기질 관리 장치(200)로부터 전송한다.
실외공기 측정부(114)는 광산란 방식의 간이 측정 방식을 이용한다. 실외공기 측정부(114)는 광산란 방식의 간이 측정시 실외 표준 측정기로부터 수집한 데이터와 다수의 실외 간이 측정기로부터 수집한 데이터를 비교하여 측정 보정한다. 실외공기 측정부(114)는 오염으로 인한 오차를 감지한다.
실내공기 측정부(116)는 실외공기 측정부(114)의 설치 위치와 대응하는 반대면의 실내측에 설치되어 실내 공기를 측정하여 실내공기 측정결과를 생성한다.
제어부(230)는 건물 주변에 설치된 실외공기 측정부(114)로부터 수집한 실외 공기질 데이터와 공공실외 공기측정부(112)로부터 수집한 공공 표준 공기질 데이터와 차이를 확인한다. 제어부(230)는 예컨대, 약 10개의 실내공기 측정부(116)로부터 데이터를 수집한 후 측정기의 열화로 인하여 발생하는 오차를 보정한다.
제어부(230)는 실내공기 측정부(116)와 실외공기 측정부(114)를 이용하여 내부 공기질이 오염되었을 때 외부공기질을 센싱하여 환기 여부를 결정한다. 제어부(230)는 실내공기 측정부(116)와 실외공기 측정부(114)와 같이 결합하는 센서 모듈로 구현된다.
제어부(230)는 공공실외 공기측정부(112)로부터 수신된 공공 실외공기 측정결과와 실외공기 측정부(114)로부터 수신된 실외공기 측정결과를 기반으로 오차를 보정한 오차 보정 실외공기 측정결과를 생성한다.
제어부(230)는 실내공기 측정부(116)로부터 실내공기 측정결과로부터 추출된 실내 공기오염물질의 농도(실내 CO2, VOC, 라돈)가 기 설정된 임계치보다 높은지의 여부를 확인한 위험도를 산출한다. 제어부(230)는 위험도가 기 설정된 임계치보다 높은 경우, 오차 보정 실외공기 측정결과와 실내공기 측정결과를 비교하여 비교결과를 기반으로 설비 운전을 이용한 환경 조절 명령을 생성한다.
제어부(230)는 복수의 기 설치된 공공장소에서 측정한 공공 실외공기 측정결과 내의 공기오염물질과 실내 공기질 측정 장소와 가장 인접한 실외측 위치에서 측정한 실외공기 측정결과의 평균치를 산출할 때, 실외공기 측정결과에 가중치를 적용하여 오차를 보정한 오차 보정 실외공기 측정결과를 생성한다.
제어부(230)는 오차 보정 실외공기 측정결과와 실내공기 측정결과를 비교하여 실내공기 측정결과의 공기오염 농도보다 오차 보정 실외공기 측정결과의 공기오염 농도가 낮은 경우 내부 공기청정 명령을 생성한다.
제어부(230)는 오차 보정 실외공기 측정결과와 실내공기 측정결과를 비교하여 실내공기 측정결과의 공기오염 농도보다 오차 보정 실외공기 측정결과의 공기오염 농도가 높은 경우 환기 명령을 생성한다.
본 실시예에 따른 제어부(230)는 데이터 수집부(232), 데이터 분석부(234), 동작 처리부(236)를 포함한다. 제어부(230)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
데이터 수집부(232)는 공공실외 공기측정부(112)로부터 공공 실외공기 측정결과를 수집하고, 실외공기 측정부(114)로부터 실외공기 측정결과를 수집하고, 실내공기 측정부(116)로부터 실내공기 측정결과를 수집한다.
데이터 분석부(234)는 예측 AI 모델을 이용하여 실외공기 측정결과와 실내공기 측정결과에 대해 데이터 처리 및 분석을 수행한 데이터 처리 결과를 생성한다. 데이터 분석부(234)는 데이터베이스를 포함한다. 데이터 분석부(234)는 예측 AI 모델을 이용하여 오차 보정 실외공기 측정결과와 실내공기 측정결과를 비교하여 비교결과를 생성한다.
동작 처리부(236)는 환경 설비(240)에 대한 설비 동작 상태를 모니터링하다가 설비 동작 상태와 비교결과를 기반으로 환경 조절 명령을 생성한다.
동작 처리부(236)는 데이터 분석부(234)로부터 수신된 데이터 처리 결과와 기 저장된 쾌적 환경 룰(Rule)을 기반으로 주변의 환경 설비(냉난방기, 가습기, 제습기, 공기청정기, 환기장치)를 제어한다. 여기서, 쾌적 환경 룰은 쾌적한 환경 조건(예컨대, 24˚< 온도 < 26˚, 50% < 습도 < 55%, 초미세먼지농도 임계치값 < PM2.5/10, 이산화탄소농도 임계치값 < CO2)을 저장한다.
동작 처리부(236)는 실내의 환경 설비 각각과 연동하며, 환경 설비 각각으로부터 설비동작 상태를 수신한다.
동작 처리부(236)는 실내의 환경 설비 각각으로 설비 제어 명령을 전송한다. 동작 처리부(236)는 데이터 처리 결과와 쾌적 환경 룰을 기반으로 냉방기, 난방기, 제습기, 가습기, 공기청정기, 환기장치를 동작 여부 및 동작 시간을 결정한다.
도 2a,2b,2c,2d는 본 실시예에 따른 실내외 센서 모듈을 이용한 공기질 관리 방법을 나타낸 도면이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 공기질 관리 장치(200)는 게이트웨이(220)를 이용하여 실내공기 측정부(116) 및 실외공기 측정부(114)와 연동한다. 게이트웨이(220)는 서버를 경유하여 외부에 설치된 실외공기 측정부(114)와 연동한다.
게이트웨이(220)는 서버를 경유하여 실외공기 측정부(114)로부터 실외공기 측정결과를 수신하여 제어부(230)로 전송한다. 게이트웨이(220)는 실내공기 측정부(116)로부터 실내공기 측정결과를 수신하여 제어부(230)로 전송한다.
제어부(230)는 게이트웨이(220)로부터 수신된 실내공기 측정결과로부터 추출된 실내 공기오염물질의 농도가 기 설정된 임계치보다 높은지의 여부를 확인한 위험도를 산출하고, 위험도가 기 설정된 임계치보다 높은 경우, 실외공기 측정결과와 실내공기 측정결과를 비교하여 비교결과를 기반으로 환경 조절 명령을 생성한다.
환경 설비(240)는 냉난방기, 가습기, 제습기, 공기청정기, 환기장치 중 적어도 하나 이상의 장치를 포함한다. 환경 설비(240)는 제어부(230)로부터 수신된 환경 조절 명령 기반으로 온도, 습도, 공기청정, 환기 중 어느 하나를 조절한다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 공기질 관리 장치(200)는 게이트웨이(220)를 이용하여 복수의 공공실외공기 측정부(114)와 실내공기 측정부(116)와 연동한다. 게이트웨이(220)는 서버를 경유하여 외부에 설치된 복수의 공공실외공기 측정부(114)와 연동한다.
게이트웨이(220)는 서버를 경유하여 공공실외공기 측정부(114)로부터 공공 실외공기 측정결과를 수신하여 제어부(230)로 전송한다. 게이트웨이(220)는 실내공기 측정부(116)로부터 실내공기 측정결과를 수신하여 제어부(230)로 전송한다.
제어부(230)는 게이트웨이(220)로부터 수신된 실내공기 측정결과로부터 추출된 실내 공기오염물질의 농도가 기 설정된 임계치보다 높은지의 여부를 확인한 위험도를 산출하고, 위험도가 기 설정된 임계치보다 높은 경우, 공공 실외공기 측정결과와 실내공기 측정결과를 비교하여 비교결과를 기반으로 환경 조절 명령을 생성한다. 환경 설비(240)는 환경 조절 명령 기반으로 온도, 습도, 공기청정, 환기 중 어느 하나를 조절한다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 공기질 관리 장치(200)는 서버없이 실내공기 측정부(116)와 실외공기 측정부(114)와 연동한다. 게이트웨이(220)는 일체형으로 구현된 실내공기 측정부(116)와 실외공기 측정부(114)와 연동한다.
실내공기 측정부(116)의 설치 위치와 대칭하는 실외측에서 실외 공기를 측정하는 실외공기 측정부(114)와 실외공기 측정부(114)의 설치 위치와 대칭하는 실내측에서 실내 공기를 측정하는 실내공기 측정부(116)가 세트 형태로 구현된다. 실내공기 측정부(116)와 실외공기 측정부(114)는 유리창에 서로 다른 자성을 이용하여 부착된다.
유리창에 타공없이 유리창 바깥쪽에 실외공기 측정부(114)와 유리창 안쪽에 실내공기 측정부(116)가 서로 다른 자성을 갖는 자석을 이용하여 부착된다. 제어부(230)는 실외공기 측정부(114)와 실내공기 측정부(116) 사이에 무선으로 전원을 공급하고 무선 통신(적외선 통신)으로 통신을 수행한다.
게이트웨이(220)는 일체형으로 구현된 실내공기 측정부(116)와 실외공기 측정부(114)로부터 실내공기 측정결과, 실외공기 측정결과를 수신하여 제어부(230)로 전송한다.
제어부(230)는 게이트웨이(220)로부터 수신된 실내공기 측정결과로부터 추출된 실내 공기오염물질의 농도가 기 설정된 임계치보다 높은지의 여부를 확인한 위험도를 산출하고, 위험도가 기 설정된 임계치보다 높은 경우, 실외공기 측정결과와 실내공기 측정결과를 비교하여 비교결과를 기반으로 환경 조절 명령을 생성한다. 환경 설비(240)는 환경 조절 명령 기반으로 온도, 습도, 공기청정, 환기 중 어느 하나를 조절한다.
도 2d에 도시된 바와 같이, 벽에 타공된 홀에 일체형으로 구현된 실내공기 측정부(116)와 실외공기 측정부(114)가 실장된다. 일체형으로 구현된 실내공기 측정부(116)와 실외공기 측정부(114)는 벽에 형성된 홀에 실장된다.
실내공기 측정부(116)와 실외공기 측정부(114)는 하나의 일체형 센서 모듈로 구현되어 벽에 타공된 구멍 내에 일체형 센서 모듈이 실장되어, 실외공기 측정부(114)가 벽 바깥쪽으로 노출되고, 실내공기 측정부(116), 제어부(230)는 벽 안쪽으로 실장된다.
게이트웨이(220)는 일체형으로 구현된 실내공기 측정부(116)와 실외공기 측정부(114)로부터 실내공기 측정결과, 실외공기 측정결과를 수신하여 제어부(230)로 전송한다.
도 3은 본 실시예에 따른 공기질 관리 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
공기질 관리 장치(200)는 실외 및 실내 공기질 데이터를 이용하여 실내 쾌적 환경을 제어한다. 공기질 관리 장치(200)는 실내 미세먼지, VOCs 오염 기준치 이상으로 예측 및 감지 실내 공기를 실외로 배출한다.
공기질 관리 장치(200)는 실내 CO2 농도 기준치 이상으로 예측 및 감지 실외 공기 흡입한다. 공기질 관리 장치(200)는 무선통신으로 중앙 서버로 전송하여 예측 및 동작 시나리오 판별한다.
공기질 관리 장치(200)는 실외 온도와 실내 온도의 차이가 이슬점 이상인 경우 가열장치를 동작 시킨다. 공기질 관리 장치(200)는 실외공기 측정부(114)로부터 수신한 실외 공기로부터 온도, 습도, VOCs, CO2, PM1.0 PM2.5, PM10 측정한다. 공기질 관리 장치(200)는 실내공기 측정부(116)로부터 수신한 실내 공기로부터 온도, 습도, VOCs, CO2, PM1.0 PM2.5, PM10 측정한다.
공기질 관리 장치(200)는 남녀, 연령, 감정상태를 고려한 쾌적 정보를 제공한다. 공기질 관리 장치(200)는 실내 및 실외 온도/습도 데이터를 이용한 쾌적 환경을 제공한다.
도 4는 본 실시예에 따른 유리를 사이에 두고 실내 센서 모듈과 실외 센서 모듈을 부착하여 공기질을 관리하는 방법을 나타낸 도면이다.
공기질 관리 장치(200)는 실내외 공기질을 센싱한 후 실내 환기를 위한 실내외 센서 모듈로서 실외공기 측정부(114)와 실내공기 측정부(116)를 세트 형태로 내장한다. 공기질 관리 장치(200)는 실내와 실외의 공기질을 이중으로 센싱한다. 이후 공기질 관리 장치(200)는 실내의 쾌적한 환경을 위해 환기 여부를 결정한다. 공기질 관리 장치(200)는 실내의 이산화탄소 농도가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우, 이산화탄소를 외부를 배출하고, 실외 공기를 흡입할 수 있다.
실내공기 측정부(116)와 실외공기 측정부(114)를 실장하기 위해 벽면은 타공하고 유리창은 자석 방식으로 부착한다. 실내공기 측정부(116)와 실외공기 측정부(114)는 무선으로 전원을 인가받아 충전한다. 실내공기 측정부(116)와 실외공기 측정부(114)는 무선 통신(적외선 통신)으로 제어부(230)와 통신한다.
제어부(230)는 실내공기 측정부(116), 실외공기 측정부(114)와 함께 일체형으로 구현될 수 있다.
공기질 관리 장치(200)는 유리창에 타공없이 실외공기 측정부(114)와 실내공기 측정부(116)를 세트 형태로 유리창에 부착한다. 모듈형으로 구현된 공기질 관리 장치(200)가 유리창에 부착될 때, 유리창에 별도의 구멍을 타공하지 않는 경우, 유리창 바깥쪽에 실외공기 측정부(114), 유리창 안쪽에 실내공기 측정부(116)가 양면 스티커로 부착되거나 서로 다른 자성을 갖는 자석을 이용하여 부착 가능하다.
모듈형으로 구현된 공기질 관리 장치(200)의 유리창 바깥쪽에 실외공기 측정부(114), 유리창 안쪽에 실내공기 측정부(116)가 유리창에 부착되면, 실외공기 측정부(114)와 실내공기 측정부(116) 사이에 무선으로 전원을 공급하고 무선 통신(적외선 통신)으로 통신을 수행한다.
도 5는 본 실시예에 따른 벽을 타공하여 일체형 센서 모듈을 실장하여 공기질을 관리하는 방법을 나타낸 도면이다.
벽에 구멍에 실내공기 측정부(116)와 실외공기 측정부(114)를 일체형 모듈을 실장한다. 공기질 관리 장치(200)는 벽에 구멍을 타공하여 내부에는 실내공기 측정부(116)를 실장하고, 외부에는 실외공기 측정부(114)를 실장한다. 공기질 관리 장치(200)는 실내공기 측정부(116)와 실외공기 측정부(114)를 포함하는 일체형으로 하나의 센서 모듈로 구현된다.
다시 말해, 벽에 구멍을 타공하여 센서 모듈로 구현된 공기질 관리 장치(200)를 실장하는데, 실외공기 측정부(114)만 벽이나 유리 바깥쪽으로 노출되고, 실내공기 측정부(116)를 비롯한 제어부와 통신부는 벽이나 유리 안쪽으로 실장된다.
실내공기 측정부(116)와 실외공기 측정부(114)는 환기팬에 부착하여 일체형 모듈로 구현될 수 있다. 환기팬은 공기가 흡입 및 배출되는 구조를 가지므로 환풍 배관상에 외부의 빗물 유입을 막기 위한 가림막을 설치한다. 환풍 배관상에 외부 공기 흡입시 벌레, 먼지를 걸러주는 필터를 설치 또는 배치한다. 환풍 배관상에 간이통로 형성하고, 간이통로 상에 별도의 구조물 내에 센서를 설치한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
112: 공공실외 공기측정부 114: 실외공기 측정부
116: 실내공기 측정부
200: 공기질 관리 장치
220: 게이트웨이
230: 제어부
232: 데이터 수집부 234: 데이터 분석부
236: 동작 처리부
240: 환경 설비

Claims (11)

  1. 복수의 기 설치된 공공장소에서 실외 공기를 측정하여 공공 실외공기 측정결과를 생성하는 공공실외 공기측정부;
    실내 공기질 측정 장소와 가장 인접한 실외측 위치에 설치되어 실외 공기를 측정하여 실외공기 측정결과를 생성하는 실외공기 측정부;
    상기 실외공기 측정부의 설치 위치와 대응하는 반대면의 실내측에 설치되어 실내 공기를 측정하여 실내공기 측정결과를 생성하는 실내공기 측정부;
    상기 공공 실외공기 측정결과와 상기 실외공기 측정결과를 기반으로 오차를 보정한 오차 보정 실외공기 측정결과를 생성하고, 상기 실내공기 측정결과로부터 추출된 실내 공기오염물질의 농도가 기 설정된 임계치보다 높은지의 여부를 확인한 위험도를 산출하고, 상기 위험도가 기 설정된 임계치보다 높은 경우, 상기 오차 보정 실외공기 측정결과와 상기 실내공기 측정결과를 비교하여 비교결과를 기반으로 환경 조절 명령을 생성하는 제어부; 및
    상기 환경 조절 명령 기반으로 온도, 습도, 공기청정, 환기 중 어느 하나를 조절하는 환경 설비
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기질 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    복수의 기 설치된 공공장소에서 측정한 상기 공공 실외공기 측정결과 내의 공기오염물질과 실내 공기질 측정 장소와 가장 인접한 실외측 위치에서 측정한 상기 실외공기 측정결과의 평균치를 산출할 때, 상기 실외공기 측정결과에 가중치를 적용하여 오차를 보정한 상기 오차 보정 실외공기 측정결과를 생성하는 것을 특징으로 하는 공기질 관리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 오차 보정 실외공기 측정결과와 상기 실내공기 측정결과를 비교하여 상기 실내공기 측정결과의 공기오염 농도보다 상기 오차 보정 실외공기 측정결과의 공기오염 농도가 낮은 경우 내부 공기청정 명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 공기질 관리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 오차 보정 실외공기 측정결과와 상기 실내공기 측정결과를 비교하여
    상기 실내공기 측정결과의 공기오염 농도보다 상기 오차 보정 실외공기 측정결과의 공기오염 농도가 높은 경우 환기 명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 공기질 관리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 공공 실외공기 측정결과, 상기 실외공기 측정결과, 상기 실내공기 측정결과를 수집하는 데이터 수집부;
    예측 AI 모델을 이용하여 상기 오차 보정 실외공기 측정결과와 상기 실내공기 측정결과를 비교하여 상기 비교결과를 생성하는 데이터 분석부; 및
    상기 환경 설비에 대한 설비 동작 상태를 모니터링하다가 상기 설비 동작 상태와 상기 비교결과를 기반으로 상기 환경 조절 명령을 생성하는 동작 처리부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기질 관리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 실외공기 측정부는 상기 실내 공기측정기의 설치 위치와 대응하는 반대면의 실외측에 설치되는 것을 특징으로 하는 공기질 관리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 실내공기 측정부의 설치 위치와 대칭하는 실외측에서 실외 공기를 측정하는 상기 실외공기 측정부와 상기 실외공기 측정부의 설치 위치와 대칭하는 실내측에서 실내 공기를 측정하는 상기 실내공기 측정부가 세트 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 공기질 관리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 실내공기 측정부와 상기 실외공기 측정부는 하나의 일체형 센서 모듈로 구현되어 벽에 타공된 구멍 내에 상기 일체형 센서 모듈이 실장되어,
    상기 실외공기 측정부가 벽 바깥쪽으로 노출되고, 상기 실내공기 측정부, 상기 제어부는 벽 안쪽으로 실장되는 것을 특징으로 하는 공기질 관리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    유리창에 타공없이 유리창 바깥쪽에 상기 실외공기 측정부와 상기 유리창 안쪽에 상기 실내공기 측정부가 서로 다른 자성을 갖는 자석을 이용하여 부착되는 것을 특징으로 하는 공기질 관리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 실외공기 측정부와 상기 실내공기 측정부 사이에 무선으로 전원을 공급하고 무선 통신으로 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기질 관리 장치.
  11. 공공실외 공기측정부에서 복수의 기 설치된 공공장소에서 실외 공기를 측정하여 공공 실외공기 측정결과를 생성하는 과정;
    실외공기 측정부에서 실내 공기질 측정 장소와 가장 인접한 실외측 위치에 설치되어 실외 공기를 측정하여 실외공기 측정결과를 생성하는 과정;
    실내공기 측정부에서 상기 실외공기 측정부의 설치 위치와 대응하는 반대면의 실내측에 설치되어 실내 공기를 측정하여 실내공기 측정결과를 생성하는 과정;
    제어부에서 상기 공공 실외공기 측정결과와 상기 실외공기 측정결과를 기반으로 오차를 보정한 오차 보정 실외공기 측정결과를 생성하는 과정;
    상기 제어부에서 상기 실내공기 측정결과로부터 추출된 실내 공기오염물질의 농도가 기 설정된 임계치보다 높은지의 여부를 확인한 위험도를 산출하는 과정;
    상기 제어부에서 상기 위험도가 기 설정된 임계치보다 높은 경우, 상기 오차 보정 실외공기 측정결과와 상기 실내공기 측정결과를 비교하여 비교결과를 기반으로 환경 조절 명령을 생성하는 과정; 및
    상기 환경 설비에서 상기 환경 조절 명령 기반으로 온도, 습도, 공기청정, 환기 중 어느 하나를 조절하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기질 관리 방법.
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