KR20220085089A - 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템 및 그 시스템을 이용한 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치 - Google Patents

복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템 및 그 시스템을 이용한 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치 Download PDF

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Abstract

복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템 및 그 시스템을 이용한 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템은, 전기에너지를 복사열 형태로 방출하는 복사열 히터, 상기 복사열 히터의 표면 온도를 측정하는 온도 감지부, 상기 복사열 히터로부터 일정 거리 이격된 사용자의 각 신체 부위에 부착되어, 각 신체 부위의 피부 온도를 측정하는 복수의 피부온도 감지부, 상기 사용자의 냉감, 온감 및 열감 중 적어도 하나 감지 시, 상기 사용자의 선택에 의해 온(on)되는 스위치, 및 상기 스위치가 온(on)될 때, 상기 복사열 히터에서 소비된 복사열량, 상기 온도 감지부에서 측정된 표면 온도 및 상기 피부온도 감지부에서 측정된 피부 온도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 사용자의 신체 부위별 온열 역치를 측정하는 제어부를 포함한다.

Description

복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템 및 그 시스템을 이용한 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치{SYSTEM FOR MEASURING THERMAL THRESHOLD USING RADIATION AND RADIANT HEATER CONTROL APPARATUS USING THE SYSTEM}
본 발명은 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템 및 그 시스템을 이용한 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복사열을 이용하여 사용자의 신체(피부) 부위별 냉감, 온감, 및 열감의 역치를 측정할 수 있도록 한, 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템 및 그 시스템을 이용한 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치에 관한 것이다.
최근 공기조화기는 단순히 설정온도를 맞추기 위한 운전에서 사용자들이 보다 편안하고 쾌적하게 느끼는 사용자 중심의 실내 환경을 구현하고자 하는 방향으로 진화하고 있다.
이를 위해서는, 공기흐름을 중심으로 종합적인 실내 환경의 질과 인간이 느끼는 쾌적함을 고려하여 공기조화기의 운전이 이루어져야 한다. PMV(Predicted Mean Vote)는 실내 환경과 인간의 쾌적감과의 상관관계를 나타내는 대표적인 열환경 평가지표로서, 국제 표준(ISO 7730)에 의거하여 계산되는 값이며, 공기조화기는 이 PMV에 기반하여 효율적인 운전을 수행할 수 있다. 전술한 PMV는 +3 ~ -3까지의 7단계(Hot, Warm, Slightly warm, Neutral, Slightly cool, Cool, Cold)로 사람이 느끼는 열 쾌적감을 표현한 값으로, 인간의 온열감각을 형성하는 주요 인자들(신진대사량, 의복 열저항치, 건구온도, 복사온도, 풍속, 상대습도 등)을 반영하여 예측할 수 있다.
그러나 종래의 공기조화기는 각 사용자의 신체(피부) 부위별 열에 대한 민감도를 알지 못하여, 사용자에게 적합한 온도로 작동하지 않고, 이로 인해 공기조화기의 전력이 낭비되는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-2062490호(2020.01.03. 공고, 발명의 명칭: 복사히터 및 이의 제조방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 복사열을 이용하여 사용자의 신체(피부) 부위별 냉감, 온감, 및 열감의 역치를 측정할 수 있도록 하는, 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템 및 그 시스템을 이용한 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 측면에 따른 목적은 사용자의 신체 부위별 온열 역치를 기반으로 적절한 공조(냉난방)를 할 수 있도록 하는 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템 및 그 시스템을 이용한 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템은, 전기에너지를 복사열 형태로 방출하는 복사열 히터, 상기 복사열 히터의 표면 온도를 측정하는 온도 감지부, 상기 복사열 히터로부터 일정 거리 이격된 사용자의 각 신체 부위에 부착되어, 각 신체 부위의 피부 온도를 측정하는 복수의 피부온도 감지부, 상기 사용자의 냉감, 온감 및 열감 중 적어도 하나 감지 시, 상기 사용자의 선택에 의해 온(on)되는 스위치, 및 상기 스위치가 온(on)될 때, 상기 복사열 히터에서 소비된 복사열량, 상기 온도 감지부에서 측정된 표면 온도 및 상기 피부온도 감지부에서 측정된 피부 온도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 사용자의 신체 부위별 온열 역치를 측정하는 제어부를 포함한다.
본 발명에서 상기 복사열 히터는, 열을 발생시켜 복사열을 방출할 수 있는 발열 필름, 상기 발열 필름의 후면에 결합된 단열재, 상기 발열 필름의 전방에 배치되어 발열 필름에서 방출된 복사열을 전면으로 방출할 수 있도록 형성된 프론트 커버를 포함하되, 상기 프론트 커버는 내측이 관통된 프레임, 및 상기 프레임을 지지하며, 상기 발열 필름과 상기 사용자 간의 이격 거리를 형성하는 지지부재를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 지지부재는 길이 조절이 가능할 수 있다.
본 발명은 상기 복사열 히터에 전기 에너지를 공급하는 전원부, 상기 복사열 히터에 인가되는 전기 에너지를 제어하여 상기 복사열 히터의 온도를 조절하는 온도 조절부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 저장부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 사용자의 신체 부위별 온열 역치를 상기 저장부에 저장하고, 상기 사용자의 신체 부위별 온열 역치에 기초하여 상기 사용자의 최적 온도를 설정할 수 있다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 사용자의 신체 부위별 온열 역치를 이용하여 신체 부위별 피부 온열 민감도를 산출하고, 상기 신체 부위별 피부 온열 민감도 및 신체 부위별 피부 온열 민감도 계수를 이용하여 상기 사용자의 평균 피부 온열 민감도를 산출할 수 있다.
본 발명에서 상기 신체 부위별 피부 온열 민감도 계수는, 특정 신체 부위의 피부 온열 민감도와 해당 신체 부위의 피부 온열 민감도의 비에 기초하여 산출된 값일 수 있다.
본 발명에서 상기 온열 역치 측정 시스템은, Method of limit를 이용하여 상기 사용자의 온열 역치를 측정할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 온열 역치 측정 시스템을 이용한 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치는, 공간 내에 설치되어 복사열을 방출하는 복사열 히터, 상기 공간 내의 온도를 측정하는 온도 측정부, 상기 공간 내에 위치하는 사용자의 온열 역치 정보에 기초하여 상기 복사열 히터의 목표 온도를 설정하고, 상기 온도 측정부에서 측정된 온도가 상기 목표 온도가 되도록 상기 복사열 히터의 복사열량을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명은 사용자별 온열 역치 정보를 저장하는 저장부, 상기 공간 내의 사용자를 인식하는 인식부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 인식부를 통해 인식된 사용자의 온열 역치 정보를 상기 저장부로부터 획득하고, 상기 획득된 온열 역치 정보에 기초하여 상기 복사열 히터의 목표 온도를 설정하며, 상기 복사열 히터가 상기 목표 온도에 따라 동작하도록 제어할 수 있다.
본 발명은 상기 사용자로부터 설정 변경 정보를 입력받기 위한 입력부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 입력부를 통해 입력된 설정 변경 정보의 온열 역치 정보에 근거하여 상기 목표 온도를 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템 및 그 시스템을 이용한 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치는, 사용자의 신체(피부) 부위별 냉감, 온감, 및 냉감의 역치를 측정함으로써, 공기조화기의 동작 시 사용자별로 온도를 다르게 조절할 수 있으므로, 전력 낭비를 줄일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템 및 그 시스템을 이용한 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치는, 사용자의 신체 부위별 온열 역치를 기반으로 복사열 히터의 목표 온도를 설정하게 됨에 따라 히터에서 방출되는 복사열에 의한 화상이나 물건의 손상을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복사열을 이용하여 온열 역치를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복사열 히터를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온열 역치를 측정하기 위한 신체 부위를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 9점 한서감각 척도를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템 및 그 시스템을 이용한 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복사열을 이용하여 온열 역치를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 복사열 히터(120)의 복사열을 사용자(10)의 피부로부터 일정 수직 거리에서 노출시키고, 그 복사열에 의한 사용자(10)의 신체 부위(피부)별 온열 역치를 측정할 수 있다. 이때, 사용자(10)는 온열 역치 측정 신체 부위들만 절개된 의복을 착용한 상태일 수 있다.
복사열을 이용하여 온열 역치를 측정하는 시스템에 대해 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템을 설명하기 위한 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복사열 히터를 설명하기 위한 예시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온열 역치를 측정하기 위한 신체 부위를 나타낸 예시도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 9점 한서감각 척도를 나타낸 예시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템은 전원부(110), 복사열 히터(120), 온도 감지부(130), 온도 조절부(140), 피부온도 감지부(150), 스위치(160), 저장부(170) 및 제어부(180)를 포함한다.
전원부(110)는 복사열 히터(120)에 전기 에너지를 공급할 수 있다.
복사열 히터(120)는 전원부(110)로부터 공급받은 전기에너지를 복사열 형태로 방출하며, 방출되는 복사열로 난방을 제공하는 히터일 수 있다.
복사열 히터(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 발열체 필름(121), 단열재(122) 및 프론트 커버(126)를 포함할 수 있다.
발열체 필름(121)은 열을 발생시켜 복사열을 방출하는 역할을 하며, 일반적으로 전원에 연결되어 전기를 이용해 열을 발생시킬 수 있는 열원이 될 수 있으며, 이외에도 다양하게 형성될 수 있다. 그리고 발열체 필름(121)은 열을 발생시킬 수 있는 발열체 및 전면에 복사열 방출을 극대화 할 수 있도록 표면재가 형성될 수 있다. 이외에도 발열체 필름(121)은 종류나 재질 등에 따라 다양한 구성 및 형태로 형성될 수 있으며, 표면재도 다양하게 형성될 수 있다.
단열재(122)는 발열체 필름(121)의 후면에 밀착되어 결합될 수 있으며, 단열재(122)는 발열체 필름(121)에서 발생되는 열이 후면 쪽으로 전도 및 복사에 의해 전달되는 것을 차단할 수 있도록 다양하게 형성될 수 있다. 또한, 단열재(122)는 발열체 필름(121)의 후면과 함께 상하 및 좌우방향 측면을 덮도록 형성되어 측면 쪽으로 열이 전달되는 것을 차단할 수도 있다.
프론트 커버(126)는 발열체 필름(121)의 전방에 배치되며, 사용자(10)의 신체가 직접 복사열 필름에 접촉되는 것을 방지해주는 역할을 할 수 있다. 그리고 일례로 프론트 커버(126)는 내측이 관통된 사각의 프레임(123), 프레임(123)을 지지하며 발열체 필름(121)과 사용자(10) 간의 이격 거리를 형성하는 지지부재(124), 프레임(123)의 전면에 밀착되어 결합된 표면부재(125)로 구성될 수 있다. 표면부재(125)는 발열체 필름(121)으로부터 방출된 복사열이 통과될 수 있도록 다공성으로 형성된 타공판, 메쉬, 천, 필름 등으로 다양하게 형성될 수 있으며, 또는 막혀있는 형태로 형성되되 발열체 필름(121)으로부터 복사열을 받아서 전면으로 복사열을 방출할 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 또한, 표면부재(125)는 수지 및 가죽 등의 재질로 형성될 수 있으며, 사출하여 형성될 수 있는 다양한 재질로 형성될 수도 있다. 또한, 표면부재(125)는 복사열의 방출을 돕기 위해 카본, 알루미나, 세라믹 등이 함유될 수 있다. 지지부재(124)는 발열체 필름(121)이 사용자(10)와 일정거리 이격되도록 일정 길이를 갖는다. 이때, 지지부재(124)는 기둥 형태로 복수개 형성될 수도 있다. 지지부재(124)의 길이는 조절될 수 있다. 지지부재(124)는 내열성과 전기절연성을 갖는 소재, 예컨대 글라스울 또는 운모가 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.
온도 감지부(130)는 복사열 히터(120)의 표면 온도를 측정할 수 있다. 온도 감지부(130)는 복사열 히터(120)에 고정 부착될 수 있다.
온도 조절부(140)는 복사열 히터(120)에 인가되는 전기 에너지를 제어하여 복사열 히터(120)의 온도를 조절할 수 있다.
피부온도 감지부(150)는 복사열 히터(120)로부터 일정 거리 이격된 사용자(10)의 각 신체 부위에 부착되어, 각 신체 부위의 피부 온도를 측정할 수 있다. 신체 부위는 도 4에 표시된 바와 같이 이마, 뒷목, 가슴, 복부, 등, 허리, 위팔, 아래팔, 손바닥, 손등, 넓적다리(전면), 종아리(전면), 발등, 엉덩이, 넓적다리(후면), 종아리(후면) 등의 피부일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
스위치(160)는 사용자(10)의 온감 또는 열감 감지 시, 사용자(10)의 선택에 의해 온(on)될 수 있다. 사용자(10)는 냉감, 온감 및 열감 중 적어도 하나를 느끼게 되면, 스위치(160)의 온(on) 버튼을 누를 수 있다. 사용자(10)에 의해 온(on)이 선택되면, 스위치(160)는 감지 신호를 제어부(180)로 전송할 수 있다.
예를 들면, 온감 역치를 측정하기 위해 도 5에 도시된 바와 같이 9점 한서감각 척도(매우 뜨겁다(Very hot), 뜨겁다(hot), 따뜻하다(warm), 약간 따뜻하다(Slighty warm), 춥지도 덥지도 않다(Neutral), 약간 서늘하다(Slighty Cool), 서늘하다(Cool), 춥다(Cold), 매우 춥다(Very Cold))를 제시할 수 있다. 사용자(10)는 복사열에 의해 최초로 '약간 따뜻함' 혹은 '약간 뜨거움'을 피부면에서 감지했을 때, 스위치(160)를 누를 수 있다.
제어부(180)는 스위치(160)가 온(on)될 때, 복사열 히터(120)에서 소비된 복사열량, 온도 감지부(130)에서 측정된 표면 온도 및 피부온도 감지부(150)에서 측정된 피부 온도 중 적어도 하나에 기초하여 각 사용자(10)의 신체 부위별 냉감, 온감 및 열감 중 적어도 하나의 역치를 측정할 수 있다. 여기서, 냉감 역치는 온도 하강 시 최초로 냉감을 느끼지 시작할 때의 피부온도일 수 있고, 온감 역치는 온도 증가 시 최초로 따뜻함을 느끼기 시작할 때의 피부온도일 수 있으며, 열감(hot sensation) 역치는 최초로 뜨거움을 느낄 때의 피부온도일 수 있다.
제어부(180)는 복사열 히터(120)의 표면 온도와 표면온도 변화율, 피부 온도, 복사히터와 피부간의 복사량, 온도 감각 역치 측정에 걸리는 시간 등을 저장부(170)에 저장할 수 있다.
또한 제어부(180)는 각 사용자(10)의 신체 부위별 온열 역치에 기초하여 각 사용자(10)의 최적 온도를 설정할 수 있다.
또한 제어부(180)는 각 사용자(10)의 신체 부위별 온열 역치를 이용하여 각 사용자(10)의 냉감, 온감 및 열감 중 적어도 하나의 민감도를 산출할 수 있다. 여기서, 냉감 민감도(cool sensitivity), 온감 민감도(warm sensitivity) 및 열감 민감도(hot sensitivity)란 사용자(10)가 피부면에서 최초 냉감, 최초 온감 혹은 최초 열감을 인지하였을 때까지 상승한 혹은 하강한 피부온도를 의미할 수 있다. 피부 온도 상승도가 적은 경우 '온감에 민감하다', 피부 온도 하강도가 적은 경우 '냉감에 민감하다'고 판정할 수 있다. 평균 온감 또는 열감 민감도는 체표면적 안분비율에 근거하여 계산할 수 있다.
제어부(180)는 사용자의 신체 부위별 온열 역치를 이용하여 신체 부위별 피부 온열 민감도를 산출하고, 신체 부위별 피부 온열 민감도 및 신체 부위별 피부 온열 민감도 계수를 이용하여 사용자의 평균 피부 온열 민감도를 산출할 수 있다. 즉, 제어부(180)는 아래 수학식 1을 이용하여 평균 피부 온열 민감도를 산출할 수 있다.
[수학식 1]
평균 피부 온열 민감도 = 0.07*이마 민감도 + 0.35*가슴 민감도 + 0.14*팔 민감도 + 0.05*손 민감도 + 0.19*넓적다리 민감도 + 0.13*종아리 민감도 + 0.07*발 민감도
여기서, 신체 부위별 피부 온열 민감도 계수는 특정 신체 부위(예컨대, 종아리)의 피부 온열 민감도와 해당 신체 부위의 피부 온열 민감도의 비에 기초하여 산출된 값일 수 있다. 예를 들면, 신체 부위별 피부 온열 민감도 계수는 종아리 민감도에 대한 각 신체 부위 온열 민감도 비의 역수로 정의될 수 있다. 종아리가 기준 부위로 선정된 이유는 신체에서 온열적으로 가장 둔한 부위가 종아리이기 때문이다. 각 신체 부위 온열 민감도 계수는 피부 온열감 둔감도 계수의 역수를 이용하여 산출할 수 있다. 예를 들어, 이마의 온열감 둔감도 계수는 (이마의 온감 둔감도 계수 = 이마에서 온감을 지각할 때의 피부온도/종아리에서 온감을 지각할 때의 피부온도)를 이용하여 산출될 수 있다. 온열감 둔감도 계수의 역수는 온열감 민감도를 의미할 수 있다. 피부면의 온열감 중성역(cutaneous interthreshold sensory zone)은 피부면에서 최초 온감과 최초 열감을 인지하였을 때 피부온도 간의 영역, 즉, 범위를 의미할 수 있다.
상기와 같이 구성된 온열 역치 측정 시스템은 'Method of limit'을 이용하여 온열 역치를 측정할 수 있다. 여기서, Method of limit란 복사열 히터(120)의 복사열을 피부로부터 일정 수직 거리(예컨대, 10cm)에서 노출시킨 후 시간에 따라 사용자(10)가 최초로 따뜻함을 느낄 때의 피부온도, 최초로 뜨거움을 느낄 때의 피부온도, 및 소비 전력량을 측정하는 방법일 수 있다.
온열 역치 측정 시스템에 의해 측정된 사용자(10)의 신체 부위별 온열 역치를 기반으로 적절한 공조(냉난방)을 함으로써, 사용자(10)의 쾌적성을 향상시킬 수 있다. 또한, 개인의 온열감에 일치하는 온/습도를 제어함으로써, 개인의 선호에 따른 최적화 상태로 하는 온도를 제어할 수 있다. 또한, 각 사용자(10)의 온열 역치에 따라 자동으로 냉난방을 조절함으로써, 전기를 절약할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치(600)는 복사열 히터(610), 온도 측정부(620) 및 제어부(630)를 포함하고, 공간 내에 설치될 수 있다. 여기서, 공간은 차량, 비행기, 배, 집의 방, 독서실 등 밀폐된 공간을 의미할 수 있다.
복사열 히터(610)는 공간 내에 설치되어 전기 에너지를 복사열 형태로 방출한다.
온도 측정부(620)는 공간내의 온도를 측정할 수 있다.
제어부(630)는 공간 내에 위치하는 사용자(10)의 온열 역치 정보에 기초하여 복사열 히터(610)의 목표 온도를 설정하고, 온도 측정부(620)에서 측정된 온도가 목표 온도가 되도록 복사열 히터(610)의 복사열량을 제어할 수 있다.
복사열 히터(610) 및 온도 측정부(620)가 공간에 위치하는 사용자(10)의 신체 부위별로 설치된 경우, 제어부(630)는 사용자(10)의 신체 부위별 온열 역치 정보에 기초하여 각 신체 부위별 목표 온도를 설정하고, 각 복사열 히터(610)가 해당 신체 부위의 목표 온도에 따라 동작하도록 제어할 수 있다.
복사열 히터(610)는 하나가 아니라 복수개 구비될 수 있으며, 복사열 히터(610)의 위치에 따라 사용자(10)가 느끼는 온열감이 달라질 수 있다. 즉, 복사열 히터(610)가 종아리 부위에 위치하였을 때와 가슴 부위에 위치하였을 때에 인체에 주는 영향은 달라질 수 있으므로, 제어부(630)는 복사열 히터(610)의 설치 위치에 따라 각 복사열 히터(610)의 목표 온도를 설정할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치(600)는 사용자(10)로부터 설정 변경 정보를 입력받는 입력부(640)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 설정 변경 정보는 사용자 식별정보 및 온열 역치 정보 등을 포함할 수 있다. 입력부(640)는 마이크로폰을 포함하여 음성을 통해 설정 변경 정보를 입력받을 수 있다.
사용자(10)마다 온열 역치가 다르기 때문에 똑같은 온도에서도 각 사용자(10)가 느끼는 주관적인 감각은 다를 수 있으며, 입력부(640)는 이러한 사용자(10)의 주관감을 설정 변경 정보로 입력받을 수 있다.
제어부(630)는 입력부(640)를 통해 입력된 설정 변경 정보의 온열 역치 정보에 따라 목표 온도를 재설정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치(600)는 저장부(650) 및 인식부(660)를 더 포함할 수 있다.
저장부(650)는 사용자별 온열 역치 정보를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(650)는 사용자(10)를 인식하기 위한 사용자 인식 정보, 예컨대, 홍체, 얼굴, 지문, 음성 등을 저장할 수 있다. 이때, 저장부(650)에는 각 사용자(10)의 사용자 인식 정보와 온열 역치 정보가 맵핑되어 저장될 수 있다.
인식부(660)는 공간 내의 사용자(10)를 인식할 수 있다. 인식부(660)는 홍체, 얼굴, 지문, 및 음성 등을 이용하여 사용자(10)를 인식할 수 있다.
제어부(640)는 인식부(660)를 통해 인식된 사용자(10)의 온열 역치 정보를 저장부(650)로부터 획득하고, 획득된 온열 역치 정보에 기초하여 복사열 히터(610)의 목표 온도를 설정하며, 복사열 히터(610)가 목표 온도에 따라 동작하도록 제어할 수 있다.
상기와 같이 구성된 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치(600)는 온열 역치 측정 시스템에 의해 측정된 사용자(10)의 신체 부위별 온열 역치를 기반으로 적절한 공조(냉난방)을 함으로써, 사용자(10)의 쾌적성을 향상시킬 수 있다. 또한, 개인의 온열감에 일치하는 온/습도를 제어함으로써, 개인의 선호에 따른 최적화 상태로 하는 온도를 제어할 수 있다. 또한, 각 사용자(10)의 온열 역치에 따라 자동으로 냉난방을 조절함으로써, 전기를 절약할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템 및 그 시스템을 이용한 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치는, 사용자의 신체(피부) 부위별 냉감, 온감, 및 냉감의 역치를 측정함으로써, 공기조화기의 동작 시 사용자별로 온도를 다르게 조절할 수 있으므로, 전력 낭비를 줄일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템 및 그 시스템을 이용한 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치는, 사용자의 신체 부위별 온열 역치를 기반으로 복사열 히터의 목표 온도를 설정하게 됨에 따라 히터에서 방출되는 복사열에 의한 화상이나 물건의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 전원부
120, 610 : 복사열 히터
130 : 온도 감지부
140 : 온도 조절부
150 : 피부온도 감지부
160 : 스위치
170, 650 : 저장부
180, 630 : 제어부
600 : 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치
620 : 온도 측정부
640 : 입력부
660 : 인식부

Claims (11)

  1. 전기에너지를 복사열 형태로 방출하는 복사열 히터;
    상기 복사열 히터의 표면 온도를 측정하는 온도 감지부;
    상기 복사열 히터로부터 일정 거리 이격된 사용자의 각 신체 부위에 부착되어, 각 신체 부위의 피부 온도를 측정하는 복수의 피부온도 감지부;
    상기 사용자의 냉감, 온감 및 열감 중 적어도 하나 감지 시, 상기 사용자의 선택에 의해 온(on)되는 스위치; 및
    상기 스위치가 온(on)될 때, 상기 복사열 히터에서 소비된 복사열량, 상기 온도 감지부에서 측정된 표면 온도 및 상기 피부온도 감지부에서 측정된 피부 온도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 사용자의 신체 부위별 온열 역치를 측정하는 제어부
    를 포함하는 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복사열 히터는,
    열을 발생시켜 복사열을 방출할 수 있는 발열 필름;
    상기 발열 필름의 후면에 결합된 단열재; 및
    상기 발열 필름의 전방에 배치되어 발열 필름에서 방출된 복사열을 전면으로 방출할 수 있도록 형성된 프론트 커버를 포함하되,
    상기 프론트 커버는,
    내측이 관통된 프레임; 및
    상기 프레임을 지지하며, 상기 발열 필름과 상기 사용자 간의 이격 거리를 형성하는 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지지부재는 길이 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복사열 히터에 전기 에너지를 공급하는 전원부; 및
    상기 복사열 히터에 인가되는 전기 에너지를 제어하여 상기 복사열 히터의 온도를 조절하는 온도 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    저장부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 사용자의 신체 부위별 온열 역치를 상기 저장부에 저장하고, 상기 사용자의 신체 부위별 온열 역치에 기초하여 상기 사용자의 최적 온도를 설정하는 것을 특징으로 하는 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 사용자의 신체 부위별 온열 역치를 이용하여 신체 부위별 피부 온열 민감도를 산출하고, 상기 신체 부위별 피부 온열 민감도 및 신체 부위별 피부 온열 민감도 계수를 이용하여 상기 사용자의 평균 피부 온열 민감도를 산출하는 것을 특징으로 하는 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 신체 부위별 피부 온열 민감도 계수는, 특정 신체 부위의 피부 온열 민감도와 해당 신체 부위의 피부 온열 민감도의 비에 기초하여 산출된 값인 것을 특징으로 하는 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 온열 역치 측정 시스템은, Method of limit를 이용하여 상기 사용자의 온열 역치를 측정하는 것을 특징으로 하는 복사열을 이용한 온열 역치 측정 시스템.
  9. 공간 내에 설치되어 복사열을 방출하는 복사열 히터;
    상기 공간 내의 온도를 측정하는 온도 측정부; 및
    상기 공간 내에 위치하는 사용자의 온열 역치 정보에 기초하여 상기 복사열 히터의 목표 온도를 설정하고, 상기 온도 측정부에서 측정된 온도가 상기 목표 온도가 되도록 상기 복사열 히터의 복사열량을 제어하는 제어부
    를 포함하는 온열 역치 측정 시스템을 이용한 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    사용자별 온열 역치 정보를 저장하는 저장부; 및
    상기 공간 내의 사용자를 인식하는 인식부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 인식부를 통해 인식된 사용자의 온열 역치 정보를 상기 저장부로부터 획득하고, 상기 획득된 온열 역치 정보에 기초하여 상기 복사열 히터의 목표 온도를 설정하며, 상기 복사열 히터가 상기 목표 온도에 따라 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 온열 역치 측정 시스템을 이용한 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 사용자로부터 설정 변경 정보를 입력받기 위한 입력부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 입력부를 통해 입력된 설정 변경 정보의 온열 역치 정보에 근거하여 상기 목표 온도를 설정하는 것을 특징으로 하는 온열 역치 측정 시스템을 이용한 사용자 맞춤형 복사열 히터 제어 장치.
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