KR20220156992A - 선박 객실 음압 공조 시스템 - Google Patents

선박 객실 음압 공조 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박 객실 음압 공조 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 선박 객실 음압 공조 시스템은 실내로 외기를 공급하는 외기공급부; 실내 공기를 실외로 배출시키는 내기배출부; 상기 외기공급부 및 내기배출부와 연결되고, 유동 중인 공기의 열교환에 의해 실내로 유입되는 공기의 온도를 기설정된 기준값으로 제어하는 공조부; 실내와 상기 외기공급부에 연결되어, 실내 공기를 상기 공조부를 거쳐 실내로 재공급하는 내기순환덕트; 상기 외기공급부에 설치되고, 개방 및 폐쇄되어 실내 기압을 대기압과 동일하거나 대기압 이하의 음압 상태로 유지시키는 음압전환댐버; 및 상기 외기공급부, 내기배출부, 공조부 및 음압전환댐버의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

선박 객실 음압 공조 시스템 {A SHIP CABIN NEGATIVE PRESSURE AIR CONDITIONING SYSTEM}
본 발명은 선박 객실 음압 공조 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 감염병 발생시 병원체로부터 오염된 객실 내부 공기가 외부로 배출되지 않도록 객실 내부 기압을 인위적으로 낮출 수 있도록 구성되어, 객실을 음압 병실로 신속하게 전환하여 바이러스의 전파없이 감염자를 안전하게 격리 치료할 수 있도록 하는 선박 객실 음압 공조 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 메르스, 사스, 탄저균, 에볼라 등과 같은 전염병은 호흡기를 통해 전염되므로 전염경로를 예측하기 쉽지 않으며 확산속도가 빨라 즉시 격리가 필요한 감염병이다.
예를 들면, 2015년도에 발생한 메르스는 중동지역에서 전염된 한 명의 감염자로 시작하여 확진자 186명, 사망자 37명, 격지라 16,752명 등의 인명 피해가 있었으며, 이에 따른 경제적 손실은 약 10조원으로 추산되고 있어 큰 사회적 문제로 대두되었다.
한편, 2019년 12월에도 중국 우한에서 코로나바이러스감염증-19가 처음 발생한 이후 현재까지 중국 전역과 전 세계로 확산되고 있는 실정이며, 이와 같은 코로나바이러스감염증-19는 감염자의 비말이 호흡기나, 눈, 코, 입의 점막으로 침투될 때 전염되고, 상기 코로나바이러스감염증-19에 감염되면 약 2 내지 14일의 잠복기를 거친 뒤 발열 및 기침이나 호흡 곤란 등과 같은 호흡기 증상과 폐렴이 주 증상으로 나타날 뿐만 아니라 무증상 감염 사례도 빈번하게 나오고 있는 실정이므로 2015년 발생된 메르스 보다 치명률은 매우 낮으나 감염 환자의 수는 메르스 보다 압도적으로 빠르게 증가되고 있는 실정이다.
또한, 상기 메르스와 코로나바이러스감염증-19와 같이 호흡기를 통해 전염되는 감염병에 전염된 환자의 경우 병원 내부의 병원체가 외부로 퍼짐으로써 발생하는 2차 감염 현상을 방지하기 위하여 병실 외부의 공기 압력, 즉 대기압 보다 병실 내부의 공기압력을 낮게 유지함으로써 병실 내의 공기 또는 에어로졸이나 비말 중에 포함된 병원체가 외부로 배출되지 않도록 함과 동시에 병실 내의 공기는 병원체가 통과하지 못하는 HEPA(Highly Efficient Particulate Air filter)필터가 적용된 배기 시설을 경유하여 외부로 배기시킬 수 있도록 하는 음압 병실에서 치료를 받아야만 안전한 치료가 가능하다.
이와 같은 음압 병실은 전용 음압 설비를 별도로 구축해야 함으로써 설치에 막대한 비용과 시간이 소요될 뿐만 아니라, 전용 음압 설비를 구축한 음압 병실의 경우에는 공기 유입이 원활하지 못하다 보니 약간의 두통이나 어지러움 또는 호흡곤란 등의 부작용이 있어 평상 시 일반 환자들이 입원하여 치료할 수 있는 일반병실로는 사용할 수 없으므로 대형병원의 일부 시설물에만 마련되고 있다.
한편, 비교적 장기간 해양을 향해하는 대형 크루즈선과 같은 선박에서 코로나바이러스감염증-19와 같은 전염병이 발생하는 경우에는 선박의 특성 상 감염 확진자를 별도의 공간에 개별 격리하는 음압 병실이 없으며, 따라서, 한정된 공간에 다수의 사람들이 밀폐되어 생활하고, 신속하게 육지에 정박할 수 없어 일반 병원으로의 이송에 많은 시간과 어려움이 따르게 되어 육지에서 보다 감염 확산 속도가 빠르게 나타나고 이에 따른 피해도 치명적으로 나타나게 된다.
따라서, 평상시에는 탑승자의 객실로 사용할 수 있고, 상기 코로나바이러스감염증-19와 같은 전염병이 선박 내에 발생하는 경우에는 객실 실내 공기를 배출하여 실내 기압이 대기압보다 작은 음압의 상태로 전환 및 유지할 수 있도록 구비함으로써, 객실 및 음압 병실의 교차 사용이 가능하여 육지 정박 시까지 바이러스의 전파없이 감염자를 안전하게 격리 하여 치료 받을 수 있도록 하는 선박 객실 음압 공조 시스템의 개발이 요구되고 있다.
[특허 문헌] KR 10-2145148호 (등록일자 2020년 08월 10일)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 외기를 공급하는 외기공급부, 실내 공기를 외부로 배출시키는 외기배출부, 상기 외기공급부에 설치되고 개방 및 폐쇄되어 실내 기압을 대기압과 동일하거나 대기압 이하의 음압 상태로 유지시키는 음압전환댐버 및 상기 음압전환댐버를 제어하는 제어부를 구비함으로써, 평상시에는 선박의 일반 객실로 사용할 수 있도록 하고, 감염병이 퍼지는 비상 재난 시에는 상기 음압전환댐버를 폐쇄하여 외기가 객실로 공급되지 않아 객실 내부에 음압이 형성되도록 구성하여 음압 병실을 별도로 구비하기 어려운 한정된 공간을 갖는 선박에서 바이러스의 전파 없이 안정적으로 전염병 감염자의 격리 치료가 가능하도록 하는 선박 객실 음압 공조 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 선박 객실 음압 공조 시스템은 실내로 외기를 공급하는 외기공급부; 실내 공기를 실외로 배출시키는 내기배출부; 상기 외기공급부 및 내기배출부와 연결되고, 유동 중인 공기의 열교환에 의해 실내로 유입되는 공기의 온도를 기설정된 기준값으로 제어하는 공조부; 실내와 상기 외기공급부에 연결되어, 실내 공기를 상기 공조부를 거쳐 실내로 재공급하는 내기순환덕트; 상기 외기공급부에 설치되고, 개방 및 폐쇄되어 실내 기압을 대기압과 동일하거나 대기압 이하의 음압 상태로 유지시키는 음압전환댐버; 및 상기 외기공급부, 내기배출부, 공조부 및 음압전환댐버의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 외기공급부는 실내로 외기를 공급하는 외기공급덕트; 상기 외기공급덕트의 일측에 설치되어, 공급되는 외기의 병원체 또는 미세먼지를 필터링하는 급기필터모듈; 및 상기 외기공급덕트를 통해 실내로 외기를 유입시키는 외기유입팬;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 내기배출부는 실내 공기를 실외로 배출시키는 내기배출덕트; 상기 내기배출덕트의 일측에 설치되어, 배출되는 실내 공기의 병원체 또는 미세먼지를 필터링하는 배기필터모듈; 및 상기 내기배출덕트를 통해 실내 공기를 외부로 배출시키는 내기배출팬;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 제어부는 실내 기압을 대기압과 동일하게 유지시키는 일반사용모듈; 및 실내의 기압을 대기압 이하의 음압 상태로 전환 및 유지시키는 음압병실사용모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 일반사용모듈은 상기 음압전환댐버를 개방하여 상기 외기공급부를 통해 외기가 실내로 공급되고 실내 공기는 내기배출부를 통해 실외로 배출되어 실내의 기압을 대기압 상태로 유지시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 음압병실사용모듈은 상기 음압전환댐버를 폐쇄하여 상기 외기공급부를 통해 실외공기가 상기 객실로 공급되지 않아 객실 내부에 음압이 형성되도록 하고, 상기 내기순환덕트를 통해 객실 내부의 실내 공기를 상기 공조부를 거쳐 객실로 순환시켜 상기 객실을 음압병실로 사용할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명에 따른 선박 객실 음압 공조 시스템은 실내 공기 및 외기의 상태를 측정하는 센서부;를 포함하고, 상기 센서부는 실내에 설치되어, 실내 공기의 온도, 습도, 미세먼지 및 기압을 측정하는 제1센서모듈; 및 외기의 온도, 습도, 미세먼지 및 기압을 측정하는 제2센서모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 선박 객실 음압 공조 시스템에 의하면, 평상시에는 선박의 일반 객실로 사용할 수 있도록 하고, 감염병이 퍼지는 비상 재난 시에는 음압전환댐버를 폐쇄하여 외기가 객실로 공급되지 않아 객실 내부에 음압이 형성되도록 구성함으로써, 음압 병실을 별도로 구비하기 어려운 한정된 공간을 갖는 선박에서 바이러스의 전파 없이 안정적으로 전염병 감염자의 격리 치료가 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 선박 객실 음압 공조 시스템의 전반적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공조부의 세부적인 구성을 나타내는 일부 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제어부의 구성을 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 선박 객실 음압 공조 시스템의 전반적인 구성을 나타내는 구성도이다.
본 발명에 따른 선박 객실 음압 공조 시스템(1)은 일반적으로 화장실과 침실이 마련된 선박의 객실에 적용되는 것으로, 평상시에는 객실의 기압을 일반 객실과 동일하게 대기압 상태를 유지하고 실내의 냉난방과 환기를 실시할 수 있도록 하여 일반 객실과 동일하게 사용할 수 있도록 하며, 선박 내에 바이러스가 전파되어 감염병 환자가 발생할 경우에는 객실 내의 기압을 대기압보다 늦은 음압 상태로 만들어 바이러스에 의해 감염된 객실 내의 실내 공기가 출입문이나 창문 등을 통해 외부로 배출되지 않도록 함으로써, 객실을 음압 병실로 대체하여 사용할 수 있도록 구성된다.
따라서, 본 발명에 따른 선박 객실 음압 공조 시스템(1)은 선박에 마련된 객실 뿐 아니라 병원의 일반 병실이나 컨테이너 하우스 형태를 가지는 이동식 병실 또는 이동 차량에 탑재된 병실 등에서도 적용 실시할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 선박 객실 음압 공조 시스템(1)은 장시간 육지에서 벗어나 대양을 항해하는 선박에서 전염병 환자가 발생할 경우, 제한된 공간에 다수의 인원이 밀집해 생활하며, 병원으로의 이송에 장 시간이 소요되어 감염자를 즉각적으로 격리하여 바이러스의 전파를 방지하는 것이 어려운 선박의 문제점을 해결할 수 있도록 구비된다.
또한, 제한된 공간으로 구성된 선박의 경우, 전염병 감염자를 격리 치료하는 음압 병실을 항상 구비하고 있는 것이 현실적으로 어려우며, 이러한 시설을 구비하고 유지하는데 많은 비용이 발생하여 음압 병실을 갖추는 건 현실적으로 어려운 문제점이 있다.
따라서, 본 발명에 따른 선박 객실 음압 공조 시스템(1)은 평상시에는 일반 객실로 사용하고, 전염병이 발생하는 비상 상황 시에는 객실 내부의 기압을 대기압보다 낮출 수 있도록 구비함으로써, 선박 객실을 음압 병실로 전환할 수 있도록 하는 공조 시스템에 관한 것이다.
이에. 본 발명에 따른 선박 객실 음압 공조 시스템(1)은 도 1에 도시된 바와 같이 외기공급부(100), 내기배출부(200), 공조부(300), 내기순환덕트(400), 음압전환댐버(500) 및 제어부(600)를 포함할 수 있다.
상기 외기공급부(100)는 객실 내부로 외기를 공급하도록 구비된다.
구체적으로, 상기 외기공급부(100)는 객실 내부로 실외 공기를 공급할 수 있도록 객실과 연결되는 것으로, 급기필터모듈(120)이 설치되어 상기 외기공급부(100)를 통해 실외에서 객실 내부로 유입되는 외기에 포함된 각종 병원체와 미세먼지등을 필터링 할 수 있도록 한다.
이에. 상기 외기공급부(100)는 외기공급덕트(110), 급기필터모듈(120) 및 외기유입팬(130)을 포함할 수 있다.
상기 외기공급덕트(110)는 상기 객실로 외기를 공급하는 관일 수 있다.
따라서, 상기 외기공급덕트(110)는 객실과 연결된 일측에 외기유입구(140)와 연결되며, 외기를 유입시키는 외기유입팬(130) 및 상기 외기유입팬(130)에 의해 실내로 유입되는 공기를 필터링하는 급기필터모듈(120)이 설치될 수 있다.
또한, 상기 외기공급덕트(110)는 상기 음압전환댐버(500)와 연결되도록 구성되어, 상기 제어부(600)의 제어에 의해 객실로 유입되는 외기를 차단 및 공급하여 객실의 기압을 대기압과 동일하거나 대기압보다 낮은 음압의 상태로 전환 및 유지시킬 수 있도록 한다.
상기 급기필터모듈(120)은 외기공급덕트(110)의 일측에 설치되어, 공급되는 외기의 병원체 또는 미세먼지를 필터링하도록 구비된다.
따라서, 상기 급기필터모듈(120)은 도시된 바와 같이 상기 외기유입팬(130)과 이웃하는 일측에 설치될 수 있으며, 도시되지는 않았지만 상기 공조부(300) 또는 상기 외기유입구(140)와 인접하여 설치될 수도 있다.
또한, 상기 급기필터모듈(120)은 상기 외기공급덕트(110)와 분리 교체가 용이하도록 설치될 수 있으며, 각종 병원체와 초 미세 먼지 등을 필터링 해줄 수 있는 해파필터가 포함되어 사용될 수 있다.
상기 외기유입팬(130)은 상기 외기공급덕트(110)를 통해 상기 객실로 외기를 유입시키도록 구비된다.
구체적으로, 상기 외기유입팬(130)은 도시된 바와 같이 상기 외기공급덕트(110)의 일측에 설치되어 객실 내부로 외기가 유입될 수 있는 기류를 생성할 수 있도록 한다.
또한, 상기 외기유입팬(130)은 도시되지는 않았지만 외기유입구(140)와 인접하여 설치될 수도 있다.
또한, 상기 외기유입팬(130)은 외기유입팬(130)을 작동시키는 구동수단으로 인버터 모터를 사용할 수 있다.
또한, 상기 인버터 모터는 상기 제어부(600)와 연결되어 제어부(600)에 의해 회전수가 조절됨으로써, 실외에서 객실로 유입되는 공기의 유량을 제어할 수 있도록 한다.
상기 내기배출부(200)는 상기 객실의 실내 공기를 실외로 배출시키도록 구비된다.
구체적으로, 상기 내기배출부(200)는 객실 내부의 공기를 실외로 배출시킬 수 있도록 상기 내기배출구(240)를 통해 객실에서 실외로 배출되는 실내 공기에 포함된 각종 병원체, 바이러스 및 미세먼지등을 필터링 할 수 있도록 한다.
이에. 상기 내기배출부(200)는 내기배출덕트(210), 배기필터모듈(220) 및 내기배출팬(230)을 포함할 수 있다.
상기 내기배출덕트(210)는 상기 객실과 객실 내 화장실의 실내 공기를 실외로 배출시킬 수 있도록 상기 객실과 화장실에 연결될 수 있다.
또한, 상기 내기배출덕트(210)는 일측에 상기 배기필터모듈(220)이 설치되어 상기 내기배출덕트(210)를 통해 객실과 화장실에서 실외로 배출되는 실내 공기에 포함되어 있는 각종 병원체, 바이러스 또는 먼지등을 필터링할 수 있도록 한다.
상기 배기필터모듈(220)은 상기 내기배출덕트(210)의 일측에 설치될 수 있다.
구체적으로, 상기 배기필터모듈(220)은 내기배출덕트(210)의 일측에 설치되어, 배출되는 실내 공기에 포함될 수 있는 각종 병원체, 바이러스 또는 초미세먼지를 필터링할 수 있도록 구비된다.
따라서, 상기 배기필터모듈(220)은 도시된 바와 같이 상기 내기배출팬(230)과 이웃하는 일측에 설치될 수 있으며, 도시되지는 않았지만 상기 공조부(300) 또는 상기 내기배출구(240)와 인접하여 설치될 수도 있다.
또한, 상기 배기필터모듈(220)은 상기 내기배출덕트(210)와 분리 교체가 용이하도록 설치될 수 있으며, 각종 병원체와 초미세먼지 등을 필터링 해줄 수 있는 해파필터가 포함되어 사용될 수 있다.
상기 내기배출팬(230)은 상기 내기배출덕트(210)를 통해 객실의 공기를 외부로 배출시킬 수 있도록 구비된다.
구체적으로, 상기 내기배출팬(230)은 도시된 바와 같이 상기 내기배출덕트(210)의 일측에 설치되어 객실 내부의 공기가 외부로 배출될 수 있는 기류를 생성할 수 있다.
또한, 상기 내기배출팬(230)은 도시되지는 않았지만 내기배출구(240)와 인접하여 설치될 수도 있다.
또한, 상기 내기배출팬(230)은 내기배출팬(230)을 작동시키는 구동수단으로 인버터 모터를 사용할 수 있다.
또한, 상기 인버터 모터는 상기 제어부(600)와 연결되어 제어부(600)에 의해 회전수가 조절됨으로써, 객실에서 실외로 배출되는 공기의 유량을 제어할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 공조부의 세부적인 구성을 나타내는 일부 확대도이다.
본 발명에 따른 상기 공조부(300)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 외기공급부(100) 및 내기배출부(200)와 연결되고, 유동 중인 공기의 열교환에 의해 실내로 유입되는 공기의 온도를 기설정된 기준값으로 제어하도록 구비된다.
따라서, 상기 공조부(300)는 상기 외기공급덕트(110)와 상기 내기배출덕트(210)에 연결될 수 있다.
구체적으로, 상기 공조부(300)는 환기시에는 실외 공기를 상기 외기공급덕트(110)를 통해 객실로 공급하고, 객실과 화장실 내의 실내 공기는 상기 객실로 공급되는 실외 공기와 열교환시킨 후 내기배출덕트(210)를 통해 실외로 배출시킬 수 있도록 한다.
또한, 상기 공조부(300)는 냉난방 시에는 상기 외기공급덕트(110)를 통해 객실로 공급되는 실외 공기를 냉각 또는 가열시킨 후 객실 내부로 공급할 수 있도록 한다.
따라서, 상기 내기순환덕트(400)는 상기 객실 내의 실내 공기를 상기 공조부(300)를 거쳐 객실로 재공급할 수 있도록 상기 객실과 외기공급덕트(110)에 연결될 수 있다.
이에. 상기 공조부(300)는 케이싱(310), 배기팬(320), 응축기(330), 유입팬(340), 증발기(350), 연결관(360) 및 압축기(370)를 포함할 수 있다.
상기 케이싱(310)은 상기 외기공급덕트(110)와 연결되는 입구(311)와 상기 내기배출덕트(210)와 연결되는 출구(312)가 각각 독립적으로 마련되어 상기 입구(311)를 통해서 실외 공기가 객실 측으로 유입되고 상기 출구(312)를 통해서는 객실 내의 실내 공기가 실외 측으로 배출될 수 있도록 한다.
상기 배기팬(320)은 상기 출구(312) 측에 설치되어 객실 내의 실내 공기를 내기배출덕트(210)를 통해 실외로 배출시킬 수 있도록 한다.
또한, 상기 배기팬(320)은 배기팬(320)을 작동시키는 구동 수단으로 인버터 모터를 사용할 수 있다.
또한, 상기 인버터 모터는 상기 제어부(600)와 연결되어 제어부(600)에 의해 회전수가 조절됨으로써, 실외에서 객실로 유입되는 공기의 유량을 제어할 수 있도록 한다.
상기 응축기(330)는 상기 출구(312) 측에 설치되어 배기팬(320)에 의해 객실에서 실외로 배출되는 실내 공기와 열교환될 수 있다.
상기 유입팬(340)은 상기 입구(311) 측에 설치되어 실외 공기를 외기공급덕트(110)를 통해 객실로 유입시킬 수 있도록 한다.
또한, 상기 유입팬(340)은 유입팬(340)을 구동시키는 구동 수단으로 인버터 모터를 사용할 수 있도록 한다.
또한, 상기 인버터 모터는 상기 제어부(600)와 연결되어 제어부(600)에 의해 회전수가 조절됨으로써 실외에서 객실로 유입되는 공기의 유량을 제어할 수 있도록 한다.
상기 증발기(350)는 상기 입구(311) 측에 설치되어 상기 유입팬(340)에 의해 실외에서 외기공급덕트(110)를 통해 객실 내로 유입되는 실외 공기와 열교환되거나 객실 내 음압 형성 시 상기 내기순환덕트(400)를 통해 외기공급덕트(110)로 공급된 후 공조부(300)를 거쳐 다시 객실로 재 유입되어 순환되는 객실 내의 실내 공기와 열교환될 수 있다.
상기 연결관(360)은 상기 응측기(330) 측으로부터 증발기(350) 측으로 냉매를 공급하거나 상기 증발기(350) 측으로 부터 응축기(330) 측으로 냉매를 공급할 수 있도록 상기 응축기(330)와 증발기(350)를 연결할 수 있도록 한다.
구체적으로, 상기 연결관(360)은 상기 배기팬(320)이 작동됨에 따라 상기 출구(312)를 통해 객실로부터 실외로 배출되는 실내 공기와 내부의 냉매가 히트 파이프 형태로 열교환될 수 있도록 상기 출구(312) 측에 배치되어 상기 응축기(330)와 증발기(350)를 연결할 수 있다.
따라서, 상기 공조부(300)는 상기 배기팬(320)과 유입팬(340)만 작동되고 상기 압축기(370)는 작동되지 않는 환기 시에도 상기 연결관(360) 내의 냉매가 객실에서 실외로 배출되는 실내 공기와 열교환되어 실내 공기가 가지고 있는 버려지는 폐열을 통해 가열 또는 냉각됨과 동시에 상기 응축기(330)를 통과하는 객실에서 실외로 배출되는 공기와 증발기(350)를 통과하는 실외에서 객실로 유입되는 공기의 온도차에 따라서 상기 연결관(360) 내의 냉매가 압력차가 발생됨에 따라 연결관(360)을 통해 응축기(330) 측으로 부터 증발기(350) 측으로 공급되거나, 증발기(350) 측으로 부터 응축기(330) 측으로 공급되도록 하여 압축기(370)가 작동되지 않더라도 환기와 동시에 외기 온도와 병실 내 공기의 버려지는 폐열을 재사용하여 병실 냉난방이 이루어질 수 있도록 한다.
예를 들면, 실외 공기 온도가 객실 내의 온도 보다 높은 여름철의 경우, 압축기(370)는 작동시키지 않고 배기팬(320)과 유입팬(340)만을 작동시켜 환기를 시키게 되면 상대적으로 온도가 낮은 실내 공기는 내기배출덕트(210)와 출구(312)를 통해 실외로 배출되고, 상대적으로 온도가 높은 실외 공기는 외기공급덕트(110)와 입구(311)를 통해 객실로 유입될 수 있다.
이 때, 상기 내기배출덕트(210)와 출구(312)를 통해 실외로 배출되는 상대적으로 온도가 낮은 실내 공기는 응축기(330)를 통과함과 동시에 응축기(330) 측의 연결관(360) 내의 냉매와 히트 파이프 형태로 열 교환됨으로써 응축기(330) 측의 연결관(360) 내의 냉매 온도를 저하시키고, 외기공급턱트(110)와 입구(311)를 통해 객실로 유입되는 상대적으로 온도가 높은 실외 공기는 증발기(350)를 통과함과 동시에 증발기(350) 측의 연결관(360) 내의 냉매와 히트 파이프 형태로 열 교환됨으로써 증발기(350) 측의 연결관(360) 내의 냉매 온도를 상승시킨다.
따라서, 상기 연결관(360) 내의 냉매는 대류 현상에 의해 온도가 낮은 응축기(330) 측에서부터 온도가 높은 증발기(350) 측으로 이동된 후, 압축기(370)를 거친 후 다시 응축기(330)로 순환되는 냉방 사이클로 냉매가 순환되어 증발기(350)를 통과하여 온도가 하강된 실외 공기가 유입팬(340)에 의해 객실로 공급되어 객실 내 냉방이 이루어지도록 한다.
또 다른 예를 들면, 실외 공기 온도가 객실내의 실내 공기 온도 보다 낮은 겨울철의 경우, 압축기(370)는 작동시키기 않고 배기팬(320)과 유입팬(340)만 작동시켜 환기를 시키게 되면 상대적으로 온도가 높은 실내 공기는 내기배출덕트(210)와 출구(312)를 통해 실외로 배출되고 상대적으로 온도가 낮은 실외 공기는 외기공급덕트(110)와 입구(311)를 통해 객실로 유입된다.
이 때, 상기 출구(312)를 통해 실외로 배출되는 상대적으로 온도가 높은 실내 공기는 응축기(330)를 통과함과 동시에 응축기(330) 측의 연결관(360) 내의 냉매와 히트 파이프 형태로 열 교환됨으로써 응축기(330) 측의 연결관(360) 내의 냉매 온도를 상승시키고, 상기 입구(311)를 통해 객실로 유입되는 상대적으로 온도가 낮은 실외 공기는 증발기(350)를 통과함과 동시에 증발기(350) 측의 연결관(360) 내의 냉매와 히트 파이프 형태로 열 교환됨으로써 증발기(350) 측의 연결관(360) 내의 냉매 온도를 하강시킨다.
따라서, 상기 연결관(360) 내의 냉매는 대류 현상에 의해 온도가 낮은 증발기(350) 측에서부터 온도가 높은 응축기(330) 측으로 이동된 후, 압축기(370)를 거친 후 다시 증발기(350)로 순환되는 난방 사이클로 냉매가 순환되어 증발기(350)를 통과하여 온도가 상승된 실외 공기가 유입팬(340)에 객실로 공급되어 객실 내 난방이 이루어질 수 있도록 한다.
상기 내기순환덕트(400)는 상기 실내 공기를 상기 공조부(300)를 거쳐 객실로 재 공급할 수 있도록 상기 객실과 외기공급부(100)에 연결되도록 구비된다.
구체적으로, 상기 내기순환덕트(400)는 객실을 음압 병실로 사용하고자하는 경우 상기 음압전환댐버(500)가 폐쇄되고 상기 외기공급부(100)를 통해 실외 공기가 객실로 공급되지 않아 객실 내부에 음압이 형성되도록 한 후 객실 내부의 실내 공기가 상기 공조부(300)를 거쳐 객실로 재순환되도록 하여 상기 객실을 음압 병실로 사용할 수 있도록 한다.
따라서, 상기 내기순환덕트(400)는 객실의 음압 병실 사용시 음압전환댐버(500)가 폐쇄되어 실외 공기가 객실로 유입되지 않아도 객실 내의 공기를 순환시켜 필터링 후 다시 실내로 공급될 수 있도록 구비함으로써, 외기의 공급이 차단된 상태에서도 음압 병실내의 실내 공기를 안전한 상태로 유지하여 사용할 수 있도록 한다.
따라서, 상기 내기순환덕트(400)는 상기 제어부(600)가 음압병실사용모듈(620)일 때 적용될 수 있다.
상기 음압전환댐버(500)는 상기 외기공급부(100)에 설치되고, 개방 및 폐쇄되어 실내의 기압을 대기압과 동일하거나 대기압 이하의 음압 상태로 유지시키도록 구비된다.
구체적으로, 상기 음압전환댐버(500)가 개방되면 상기 외기공급덕트(110)를 통해 실외 공기가 상기 공조부(300)를 거쳐 객실로 공급되고 객실내의 실내 공기는 내기배출덕트(210)를 통해 상기 공조부(300)를 통해 실외로 배출되어 객실이 대기압 상태에서 환기 및 냉난방이 이루어져 상기 객실을 일반 객실로 사용할 수 있도록 한다.
또한, 상기 음압전환댐버(500)가 폐쇄되면 상기 객실내의 실내 공기는 내기배출덕트(210)를 통해 상기 공조부(300)를 거쳐 실외로 배출되고, 상기 실외 공기는 상기 음압전환댐버(500)가 폐쇄됨에 따라 상기 외기공급덕트(110)를 통해 객실로 공급되지 않음으로써 상기 객실 내부에 음압이 형성될 수 있도록 한다.
이 때, 상기 객실 내부의 실내 공기는 상기 내기순환덕트(400)를 통해 공조부(300)를 거쳐 객실로 순환되면서 상기 객실 내부의 냉난방이 이루어지도록 함으로써, 상기 객실을 음압 병실로 사용하면서 병실의 냉난방을 실시할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명에 따른 선박 객실 음압 공조 시스템(1)은 외기공급덕트(110)에 설치되어 있는 상기 음압전환댐버(500)만을 개폐시키는 작동만으로도 객실 내부의 압력을 대기압 상태로 유지시키거나 대기압 보다 낮은 음압 상태로 유지시킬 수 있도록 한다.
또한, 상기 음압전환댐버(500)는 상기 제어부(600)의 제어에 의해 작동될 수 있다.
상기 센서부(700)는 객실 내의 실내 공기 및 외기의 상태를 측정하도록 구비된다.
또한, 상기 센서부(700)는 객실 내에 설치되고, 실내 공기의 온도, 습도, 미세먼지 및 기압을 측정하는 제1센서모듈(710) 및 외기의 온도, 습도, 미세먼지 및 기압을 측정하는 제2센서모듈(720)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서부(700)는 실내 공기 및 외기의 센싱 정보를 상기 제어부(600)에 전송하여 상기 제어부(600)가 객실 공기의 기설정된 상태를 유지할 수 있도록 음압 공조 시스템(1)의 구성들을 제어할 수 있도록 한다.
따라서, 상기 제어부(600) 및 상기 공조부(300)는 제2센서모듈(720)에 의해 측정된 실외 온도와 제1센서모듈(710)에 의해 측정된 객실내의 실내 온도를 기설정된 객실의 온도와 비교하게 된다.
이 때, 상기 제어부(600)에 의해 설정된 객실의 실내 온도가 상기 제2센서모듈(720)에 의해 측정된 실외 온도 보다 높고 제1센서모듈(710)에 의해 측정된 객실의 실내 온도 보다 낮아 외기에 의한 냉방이 가능하다고 판단되면 압축기(370)를 작동시키지 않고 객실 내로 유입되는 외기 온도를 이용하여 객실의 환기 및 냉방이 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(600)에 의해 세팅된 객실의 실내 온도가 제2센서모듈(720)에 의해 측정된 실외 온도와 제1센서모듈(710)에 의해 측정된 객실의 실내 온도 보다 낮다고 판단되고 상기 객실의 실내 온도가 실외 온도 보다 낮다고 판단되면, 상기 제어부(600)는 소정시간 동안은 압축기(370)는 작동시키지 않고 상기 외기유입팬(130) 및 상기 내기배출팬(230) 만을 이용하여 객실 냉방을 실시한 후, 소정 시간 이후부터 압축기(370)를 작동시키게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 제어부의 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명에 따른 상기 제어부(600)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 외기공급부(100), 내기배출부(200), 공조부(300) 및 음압전환댐버(500)의 작동을 제어하도록 구비된다.
또한, 상기 제어부(600)는 상기 객실의 기압을 대기압과 동일하게 유지시키는 일반사용모듈(610) 및 상기 객실의 기압을 대기압 이하의 음압 상태로 전환 및 유지시키는 음압병실사용모듈(620)을 포함할 수 있다.
상기 일반사용모듈(610)은 상기 음압전환댐버(500)를 개방하여 상기 외기공급부(100)를 통해 외기가 객실로 공급되고, 실내 공기는 내기배출부(200)를 통해 실외로 배출되어 실내의 기압을 대기압 상태로 유지시키도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 음압병실사용모듈(620)은 상기 음압전환댐버(500)를 폐쇄하여 상기 외기공급부(100)를 통해 실외 공기가 상기 객실로 공급되지 않아 객실 내부에 음압이 형성되도록 하고, 상기 내기순환덕트(400)를 통해 객실 내부의 실내 공기를 상기 공조부(300)를 거쳐 객실로 순환시켜 상기 객실을 음압 병실로 사용할 수 있도록 제어할 수 있다.
따라서, 상기 제어부(600)는 상기 센서부(700)의 정보를 전송받아 실내 공기와 외기의 상태를 비교하고, 기설정된 기준값에 따라 상기 공조부(300) 및 상기 음압전환댐버(500)의 작동을 제어하는 것만으로도 선박의 객실을 상황에 따라 객실 또는 음압 병실 등 원하는 형태로 운영할 수 있을 뿐 아니라 객실의 환기 및 냉난방 기능까지 구비함으로써 설치 공간의 확보가 매우 용이하고 음압병실 구축 비용을 최소화시킴과 더불어 선박의 음압 병실 보유 부담을 최소화시킬 수 있으며, 감염환자를 일반 병원으로의 이송 및 격리치료에 어려움이 많은 선박에서도 기하급수적으로 늘어나는 감염병 환자 수에 대응하여 감염병 환자의 안정적인 격리 치료가 가능할 수 있도록 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 선박 객실 음압 공조 시스템에 의하면, 평상시에는 선박의 일반 객실로 사용할 수 있도록 하고, 감염병이 퍼지는 비상 재난 시에는 음압전환댐버를 폐쇄하여 외기가 객실로 공급되지 않아 객실 내부에 음압이 형성되도록 구성함으로써, 음압 병실을 별도로 구비하기 어려운 한정된 공간을 갖는 선박에서 바이러스의 전파 없이 안정적으로 전염병 감염자의 격리 치료가 가능하도록 하는 효과가 있다.
이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
1 : 선박 객실 음압 공조 시스템
100 : 외기공급부 110 : 외기공급덕트
120 : 급기필터모듈 130 : 외기유입팬
140 : 외기유입구 200 : 내기배출부
210 : 내기배출덕트 220 : 배기필터모듈
230 : 내기배출팬 240 : 내기배출구
300 : 공조부 310 : 케이싱
320 : 배기팬 330 : 응축기
340 : 유입팬 350 : 증발기
360 : 연결관 370 : 압축기
400 : 내기순환덕트 500 : 음압전환댐버
600 : 제어부 610 : 일반사용모듈
620 : 음압병실사용모듈 700 : 센서부
710 : 제1센서모듈 720 : 제2센서모듈

Claims (7)

  1. 실내로 외기를 공급하는 외기공급부;
    실내 공기를 실외로 배출시키는 내기배출부;
    상기 외기공급부 및 내기배출부와 연결되고, 유동 중인 공기의 열교환에 의해 실내로 유입되는 공기의 온도를 기설정된 기준값으로 제어하는 공조부;
    실내와 상기 외기공급부에 연결되어, 실내 공기를 상기 공조부를 거쳐 실내로 재공급하는 내기순환덕트;
    상기 외기공급부에 설치되고, 개방 및 폐쇄되어 실내 기압을 대기압과 동일하거나 대기압 이하의 음압 상태로 유지시키는 음압전환댐버; 및
    상기 외기공급부, 내기배출부, 공조부 및 음압전환댐버의 작동을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 객실 음압 공조 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 외기공급부는,
    실내로 외기를 공급하는 외기공급덕트;
    상기 외기공급덕트의 일측에 설치되어, 공급되는 외기의 병원체 또는 미세먼지를 필터링하는 급기필터모듈; 및
    상기 외기공급덕트를 통해 실내로 외기를 유입시키는 외기유입팬;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 객실 음압 공조 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 내기배출부는,
    실내 공기를 실외로 배출시키는 내기배출덕트;
    상기 내기배출덕트의 일측에 설치되어, 배출되는 실내 공기의 병원체 또는 미세먼지를 필터링하는 배기필터모듈; 및
    상기 내기배출덕트를 통해 실내 공기를 외부로 배출시키는 내기배출팬;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 객실 음압 공조 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    실내 기압을 대기압과 동일하게 유지시키는 일반사용모듈; 및
    실내의 기압을 대기압 이하의 음압 상태로 전환 및 유지시키는 음압병실사용모듈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 객실 음압 공조 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 일반사용모듈은,
    상기 음압전환댐버를 개방하여 상기 외기공급부를 통해 외기가 실내로 공급되고 실내 공기는 내기배출부를 통해 실외로 배출되어 실내의 기압을 대기압 상태로 유지시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 선박 객실 음압 공조 시스템.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 음압병실사용모듈은,
    상기 음압전환댐버를 폐쇄하여 상기 외기공급부를 통해 실외공기가 상기 객실로 공급되지 않아 객실 내부에 음압이 형성되도록 하고, 상기 내기순환덕트를 통해 객실 내부의 실내 공기를 상기 공조부를 거쳐 객실로 순환시켜 상기 객실을 음압병실로 사용할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 선박 객실 음압 공조 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    실내 공기 및 외기의 상태를 측정하는 센서부;를 포함하고,
    상기 센서부는,
    실내에 설치되어, 실내 공기의 온도, 습도, 미세먼지 및 기압을 측정하는 제1센서모듈; 및
    외기의 온도, 습도, 미세먼지 및 기압을 측정하는 제2센서모듈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 객실 음압 공조 시스템.
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