KR20220169890A - 실내 공기질 관리를 위한 지능형 환기 시스템 및 그 실내 공기질 관리방법 - Google Patents
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Abstract
실내 공기질 관리를 위한 지능형 환기 시스템 및 그 실내 공기질 관리방법이 개시된다. 본 발명에 따른 실내 공기질 관리를 위한 지능형 환기 시스템은, 건물의 실외와 실내 사이에 설치되는 환풍기; 실내의 공기를 수집하는 실내공기 수집센서; 및 환풍기의 환풍을 제어하는 환풍 제어기;를 포함하며, 환풍 제어기는, 실내공기 수집센서에 의해 수집되는 공기에 기반하여 실내 공기질을 판단하는 공기질 판단부; 네트워크를 통해 연결된 관리서버로부터 외부 공기에 대한 공기질, 바람의 방향 및 바람의 세기를 포함하는 공기정보를 수신하는 공기정보 수신부; 및 공기질 판단부에 의해 판단되는 실내 공기질 및 공기정보 수신부에 의해 수신되는 공기정보에 기반하여 환풍기의 온/오프(ON/OFF), 환풍 방향 및 환풍의 세기를 제어하는 환풍 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 지능형 환기 시스템 및 그 실내 공기질 관리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실외의 공기질과 실내의 공기질을 실시간으로 비교하며, 그에 따라 지능적으로 실내 공기질을 환기하는, 실내 공기질 관리를 위한 지능형 환기 시스템 및 그 실내 공기질 관리방법에 관한 것이다.
일반적으로 가정의 주방이나 거실, 사무실, 공장 등의 밀폐된 공간에서는 공기의 흐름이 정지되어 있다. 이와 같은 밀폐된 공간에서 장시간 머무르면 이산화탄소(CO2)의 농도가 급격하게 상승하게 되며, 그에 따라 공기 오염도가 높아지게 된다. 따라서, 주기적으로 실내 공기를 환기하여 오염도를 낮추어야 할 필요가 있다.
그런데, 최근에는 미세먼지 등으로 외부의 공기질이 떨어지는 경우가 자주 있으며, 실외 공기가 실내 공기보다 좋지 않은 경우에는 환기를 함으로써 오히려 실내 공기질을 더욱 떨어뜨리게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 실외의 공기질과 실내의 공기질을 실시간으로 비교하며, 그에 따라 지능적으로 실내 공기질을 환기하는, 실내 공기질 관리를 위한 지능형 환기 시스템 및 그 실내 공기질 관리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 실내 공기질 관리를 위한 지능형 환기 시스템은, 건물의 실외와 실내 사이에 설치되는 환풍기; 상기 실내의 공기를 수집하는 실내공기 수집센서; 및 상기 환풍기의 환풍을 제어하는 환풍 제어기;를 포함하며, 상기 환풍 제어기는, 상기 실내공기 수집센서에 의해 수집되는 공기에 기반하여 실내 공기질을 판단하는 공기질 판단부; 네트워크를 통해 연결된 관리서버로부터 외부 공기에 대한 공기질, 바람의 방향 및 바람의 세기를 포함하는 공기정보를 수신하는 공기정보 수신부; 및 상기 공기질 판단부에 의해 판단되는 실내 공기질 및 상기 공기정보 수신부에 의해 수신되는 공기정보에 기반하여 상기 환풍기의 온/오프(ON/OFF), 환풍 방향 및 환풍의 세기를 제어하는 환풍 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 환풍기는 서로 다른 방향의 실외를 향하여 복수로 설치되며, 상기 환풍 제어부는 각각의 상기 환풍기를 개별적으로 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 환풍기는, 외부로부터 상기 실내로 유입되거나 상기 실내로부터 유출되는 공기를 필터링하는 면상 필터;를 포함하며, 상기 환풍 제어기는, 상기 공기질 판단부에 의해 판단되는 실내 공기질 및 상기 공기정보 수신부에 의해 수신되는 공기정보에 기반하여 상기 면상 필터의 필터링 강도를 제어하는 필터링강도 제어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 환풍 제어기는, 상기 면상 필터의 투과율을 주기적으로 측정하는 투과율 측정부; 및 상기 투과율 측정부에 의해 측정되는 투과율이 설정된 값 이하인 경우, 네트워크를 통해 상기 관리서버에 교체신호를 전송하는 교체신호 전송부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 환풍기는, 상기 실내로 유입되는 공기 또는 상기 실내로부터 유출되는 공기를 살균 처리하는 살균 처리부;를 포함하며, 상기 환풍 제어기는, 상기 공기질 판단부에 의해 판단되는 실내 공기질 및 상기 공기정보 수신부에 의해 수신되는 공기정보에 기반하여 상기 살균 처리부의 살균 강도를 제어하는 살균강도 제어부;를 더 포함할 수 있다.
전술한 지능형 환기 시스템은, 상기 실외의 적어도 한 영역에서의 공기질, 바람의 방향, 바람의 세기를 포함하는 실외공기정보를 수집하는 실외공기 수집센서;를 더 포함하며, 상기 환풍 제어부는 상기 실외공기 수집센서에 의해 수집되는 실외공기정보에 기반하여 상기 환풍기의 온/오프, 환풍 방향 및 환풍 세기를 2차적으로 제어할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 실내 공기질 관리방법은, 건물의 실외와 실내 사이에 설치되는 환풍기, 상기 실내의 공기를 수집하는 실내공기 수집센서, 및 상기 환풍기의 환풍을 제어하는 환풍 제어기;를 포함하는 지능형 환기 시스템의 상기 환풍 제어기에 의해 수행되는 실내 공기질 관리방법에 있어서, 상기 실내공기 수집센서에 의해 수집되는 공기에 기반하여 실내 공기질을 판단하는 단계; 네트워크를 통해 연결된 관리서버로부터 외부 공기에 대한 공기질, 바람의 방향 및 바람의 세기를 포함하는 공기정보를 수신하는 단계; 및 상기 판단되는 실내 공기질 및 상기 수신되는 공기정보에 기반하여 상기 환풍기의 온/오프, 환풍 방향 및 환풍의 세기를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 실내 공기질 관리방법은, 서로 다른 방향의 실외를 향하여 설치된 복수의 상기 환풍기를 마련하는 단계;를 더 포함하며, 상기 환풍기의 온/오프, 환풍 방향 및 환풍의 세기를 제어하는 단계는 각각의 상기 환풍기를 개별적으로 제어할 수 있다.
전술한 실내 공기질 관리방법은, 상기 판단되는 실내 공기질 및 상기 수신되는 공기정보에 기반하여 필터링 강도를 조절하는 단계; 및 상기 환풍기를 이용하여 외부로부터 상기 실내로 유입되거나 상기 실내로부터 유출되는 공기를 필터링 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
전술한 실내 공기질 관리방법은, 면상 필터의 투과율을 주기적으로 측정하는 단계; 및 상기 측정되는 투과율이 설정된 값 이하인 경우, 네트워크를 통해 상기 관리서버에 상기 면상 필터의 교체신호를 전송하는 단계;를 더 포함할 수도 있다.
전술한 실내 공기질 관리방법은, 상기 판단되는 실내 공기질 및 상기 수신되는 공기정보에 기반하여 살균 강도를 조절하는 단계; 및 상기 실내로 유입되는 공기 또는 상기 실내로부터 유출되는 공기를 살균 처리 제어하는 단계;를 더 포함할 수도 있다.
전술한 실내 공기질 관리방법은, 상기 실외의 적어도 한 영역에서의 공기질, 바람의 방향, 바람의 세기를 포함하는 실외공기정보를 수집하는 단계; 및 상기 수집되는 실외공기정보에 기반하여 상기 환풍기의 온/오프, 환풍 방향 및 환풍 세기를 2차적으로 제어하는 단계;를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 실외의 공기질과 실내의 공기질을 실시간으로 비교하며, 그에 따라 지능적으로 실내 공기질을 환기할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실내 공기질 관리를 위한 지능형 환기 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 환풍 제어기의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 환풍기 제어의 예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 환풍기에 설치되는 면상 필터의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 살균 처리의 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 실내 공기질 관리방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 환풍 제어기의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 환풍기 제어의 예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 환풍기에 설치되는 면상 필터의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 살균 처리의 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 실내 공기질 관리방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실내 공기질 관리를 위한 지능형 환기 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 실내 공기질 관리를 위한 지능형 환기 시스템은 환풍기(10), 실내공기 수집센서(20), 관리서버(40), 실외공기 수집센서(50) 및 환풍 제어기(100)를 포함할 수 있다. 이때, 실내공기 수집센서(20) 및 실외공기 수집센서(50)는 환풍 제어기(100)와 전기적으로 연결되어 신호를 송수신할 수 있다. 또한, 관리서버(40)는 네트워크(30)를 통하여 환풍 제어기(100)와 연결되어 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, 네트워크(30)는 인터넷뿐만 아니라 CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband CDMA), LTE(Long Term Evolution) 등의 이동통신망을 포함하는 광의의 개념으로 정의한다.
환풍기(10)는 건물의 실외와 실내 사이에 설치되며, 실외에서 실내로 또는 실내에서 실외로 공기를 통풍시킨다. 이때, 환풍기(10)는 서로 다른 방향의 실외를 향하여 복수로 설치될 수 있다. 도면에는 환풍기(10)가 서로 반대방향으로 설치된 것으로 도시하였지만, 환풍기(10)는 다양한 방향으로 설치될 수도 있다.
실내공기 수집센서(20)는 실내의 공기를 수집한다. 이때, 실내공기 수집센서(20)는 실내의 다양한 위치에서 설정된 시간 동안 설정된 범위 이내의 공기를 수집할 수 있다.
관리서버(40)는 네트워크(30)를 통하여 환풍 제어기(100)와 연결되며, 환풍 제어기(100)로부터 건물의 실내공기의 상태정보, 건물주변의 실외공기에 대한 상태정보, 실내공기 제어에 대한 정보 등을 수신하여 표시하거나, 환풍 제어기(100)에 관리자에 의한 제어신호를 전달하여 실내공기를 제어하도록 할 수 있다. 또한, 관리서버(40)는 기상청으로부터 각각의 지역별 실외공기에 대한 정보를 조회하며, 조회되는 실외공기정보 중 환풍 제어기(100)의 위치에 대응하는 실외공기정보를 환풍 제어기(100)에 전송할 수 있다.
실외공기 수집센서(50)는 실외의 공기를 수집한다. 이때, 실외공기 수집센서(50)는 건물로부터 설정된 범위 이내의 다양한 위치의 실외에서 설정된 시간 동안 설정된 범위 이내의 공기를 수집할 수 있다.
환풍 제어기(100)는 실내공기 수집센서(10)에 의해 수집되는 실내공기정보, 관리서버(40)를 통해 수신되는 실외공기정보, 실외공기 수집센서(50)에 의해 수집되는 실외공기정보 등에 기반하여 적응적으로 환풍기(10)의 환풍을 제어한다. 이때, 환풍기(10)가 복수로 설치되는 경우, 환풍 제어기(100)는 각각의 환풍기(10)를 개별적으로 제어하는 것이 바람직하다.
여기서, 환풍 제어기(100)는 도 2에 도시한 바와 같이, 공기질 판단부(102), 공기정보 수신부(104), 환풍 제어부(106), 필터링강도 제어부(108), 투과율 측정부(110), 교체신호 전송부(112) 및 살균강도 제어부(114)를 포함할 수 있다.
공기질 판단부(102)는 실내공기 수집센서(10)에 의해 수집되는 공기에 기반하여 실내 공기질을 판단한다. 이때, 공기질 판단부(102)는 실내공기 수집센서(10)에 의해 수집되는 실내공기에서 특정의 화학성분의 농도를 분석하여 실내 공기질을 판단할 수 있다. 예를 들어, 공기질 판단부(102)는 실내공기 수집센서(10)에 의해 수집되는 실내공기 중의 단위부피당 포함되어 있는 폼알데하이드(formaldehyde), 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 에틸벤젠(ethylbenzene), 자일렌(xylene), 스트렌(stren) 등의 농도를 분석하여 실내 공기질을 판단할 수 있다. 예를 들어, 공기질 판단부(102)는 단위부피당 포함되어 있는 폼알데하이드, 벤젠, 톨루엔 등의 성분들의 농도를 측정하며, 측정되는 성분들의 농도에 기반하여 실내 공기질을 기 설정된 복수의 단계중의 하나로 판단할 수 있다. 또한, 공기질 판단부(102)는 실내의 복수의 위치에서 실내공기가 수집되는 경우, 수집되는 각각의 위치에 대한 실내공기의 평균값을 산출함으로써 해당 실내의 공기질을 판단할 수 있다.
공기정보 수신부(104)는 네트워크(30)를 통해 연결된 관리서버(40)로부터 미세먼지의 농도, 바람의 방향, 바람의 세기 등을 포함하는 공기정보를 수신한다. 이때, 공기정보 수신부(104)는 환풍 제어기(100)가 설치된 건물의 위치정보를 관리서버(40)에 전송하며, 해당 위치정보에 대응하는 지역의 공기정보를 수신할 수 있다.
환풍 제어부(106)는 공기질 판단부(102)에 의해 판단되는 실내 공기질 및 공기정보 수신부(104)에 의해 수신되는 공기정보에 기반하여 환풍기(10)의 온/오프(ON/OFF), 환풍 방향 및 환풍의 세기를 제어한다. 즉, 환풍 제어부(106)는 공기질 판단부(102)에 의해 판단되는 실내공기 내의 특정 화학성분의 농도와 공기정보 수신부(104)에 의해 수신되는 외부공기의 미세먼지의 농도, 바람의 방향, 바람의 세기 등의 공기정보에 기반하여 환풍기(10)의 온/오프, 환풍 방향, 환풍 세기 등을 제어한다. 이때, 환풍 제어부(106)는 건물에 복수의 환풍기(10)가 설치된 경우, 실내공기질과 실외공기정보의 비교결과에 따라 각각의 환풍기(10)를 개별적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 건물에 대하여 바람이 좌측방향에서 우측방향으로 불고 있으며, 환풍기(10)가 건물의 좌측방향과 우측방향에 설치되어 있고, 실외공기의 미세먼지 농도는 설정된 값 이하로 낮으며 실내공기는 특정 화학성분의 농도가 설정된 값 이상으로 실내공기질이 떨어져 환풍이 필요한 것으로 판단되는 경우, 환풍 제어부(106)는 좌측방향의 환풍기(10)는 실내로 외부공기가 유입되도록 환풍 제어하고, 우측방향의 환풍기(10)는 실내공기가 외부로 유출되도록 환풍 제어할 수 있다. 이 경우, 환풍 제어부(106)는 실외공기의 특정 성분의 농도와 실내공기의 특정 성분의 농도를 비교하고, 그 차이에 따라 각각의 환풍기(10)의 환풍 방향 및 환풍 세기를 서로 다르게 제어할 수도 있다.
한편, 환풍기(10)는 외부로부터 실내로 유입되거나 실내로부터 외부로 유출되는 공기를 필터링하기 위한 면상 필터(60)를 포함할 수 있다. 이때, 면상 필터(60)는 도 4에 도시한 바와 같이, 설정된 크기의 공기 유통공(61)을 구비하고 있다. 또한, 환풍기(10)는 복수의 면상 필터(60)가 서로 겹쳐진 형태로 설치될 수 있으며, 각각의 면상 필터(66)는 좌측, 우측 방향, 상측 방향, 또는 하측 방향으로 설정된 간격만큼 이동될 수 있다.
필터링강도 제어부(108)는 공기질 판단부(102)에 의해 판단되는 실내 공기질 및 공기정보 수신부(104)에 의해 수신되는 공기정보에 기반하여 면상 필터(60)의 필터링 강도를 제어한다. 이때, 필터링강도 제어부(108)는 도 4에 도시한 바와 같은 복수의 면상 필터(60)에 대하여, 적어도 하나를 좌측, 우측 방향, 상측 방향, 또는 하측 방향으로 이동 제어함으로써 형성되는 공기 유통공(61)의 크기를 조절하여 유통되는 공기의 필터링 강도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같은 공기 유통공(61)이 형성된 면상 필터(60)를 세 개 겹쳐 설치하며, 필터링강도 제어부(108)는 그 중 하나의 면상 필터(60)를 좌측 또는 우측으로 설정된 간격만큼 이동 제어하고, 다른 하나의 면상 필터(60)를 상측 또는 하측으로 설정된 간격만큼 이동 제어함으로써, 공기 유통공(61)의 크기를 줄여 유통되는 공기의 필터링 강도를 높일 수 있다. 그러나, 도 4에 도시한 면상 필터(60)의 형상 및 그것을 이용한 필터링강도의 제어방법은 발명의 이해를 돕기 위한 예시일 뿐이며, 다양한 방법으로 유통되는 공기를 필터링하며, 그 필터링 강도를 제어할 수 있다.
또한, 필터링강도 제어부(108)는 공기질 판단부(102)에 의해 판단되는 실내공기 중의 특정 화학성분의 농도와 외부공기 중의 미세먼지의 농도에 따라 각각의 환풍기(10)에 설치된 면상 필터(60)의 필터링 강도를 서로 다르게 제어할 수 있다. 예를 들어, 전술한 도 3과 같은 예의 경우, 필터링강도 제어부(108)는 외부로부터 유입되는 공기에 포함된 미세먼지의 농도가 높을수록 좌측방향의 환풍기(10)에 설치된 면상 필터(60)의 필터링 강도를 높일 수 있으며, 실내공기에 포함된 특정 화학성분의 농도가 높을수록 우측방향의 환풍기(10)에 설치된 면상 필터(60)의 필터링 강도를 높일 수 있다.
투과율 측정부(110)는 환풍기(10)에 설치된 면상 필터(60)의 투과율을 주기적으로 측정한다. 이때, 투과율 측정부(110)는 면상 필터(60)의 공기 유통공(61)의 크기를 일정하게 조절하여 두고, 면상 필터(60)의 한쪽 측면에서 설정된 값을 풍량을 송출하였을 때에 다른 쪽으로 투과되는 풍량을 측정하여 투과율로 판단할 수 있다. 또한, 투과율 측정부(110)는 면상 필터(60)의 공기 유통공(61)의 크기를 서로 다르게 조절하면서, 각각의 공기 유통공(61)의 크기에 대한 투과율을 측정할 수 있다.
교체신호 전송부(112)는 투과율 측정부(110)에 의해 측정되는 투과율이 설정된 값 이하인 경우, 네트워크(30)를 통해 관리서버(40)에 해당 환풍기(10)에 설치된 면상 필터(60)의 교체신호를 전송한다. 즉, 교체신호 전송부(112)는 정상적인 상태의 면상 필터(60)의 투과율에 비하여 주기적으로 측정되는 해당 면상 필터(60)의 투과율이 설정된 값 이하로 떨어지면, 해당 면상 필터(60)의 공기 유통공(61)이 막힌 것으로 판단할 수 있으며, 그에 따라 해당 면상 필터(60)를 교체하여야 함을 알리기 위한 교체신호를 관리서버(40)에 전송할 수 있다. 이때, 교체신호 전송부(112)는 면상 필터(60)의 공기 유통공(61)의 크기를 서로 다르게 조절하여 각각의 크기에 대응하는 투과율을 측정한 경우, 측정된 각각의 투과율을 평균값이 설정된 값 이하인 경우에 해당 면상 필터(60)의 교체신호를 관리서버(40)에 전송할 수 있다.
한편, 환풍기(10)는 실내로 유입되는 공기를 살균 처리하는 살균 처리부(62)를 더 포함할 수 있다. 이때, 살균 처리부(62)는 자외선 또는 적외선 광을 발생시키는 광 발생기로 이루어지며, 도 5에 도시한 바와 같이, 면상 필터(60)에 지그재그(zigzag) 형상으로 설치될 수 있다. 이 경우, 살균 처리부(62)는 면상 필터(60)의 공기 유통공(61)을 막지 않도록 설치되는 것이 바람직하다.
살균강도 제어부(114)는 공기질 판단부(102)에 의해 판단되는 실내 공기질 및 공기정보 수신부(104)에 의해 수신되는 공기정보에 기반하여 살균 처리부(62)의 살균 강도를 제어한다. 즉, 살균강도 제어부(114)는 외부로부터 유입되는 공기에 포함된 유해성분의 농도에 따라 외부공기가 유입되는 측의 환풍기(10)에 설치된 살균 처리부(62)의 살균 강도를 제어할 수 있다. 또한, 살균강도 제어부(114)는 실내공기에 포함된 유해성분의 농도에 따라 외부로 유출되는 측의 환풍기(10)에 설치된 살균 처리부(62)의 살균 강도를 제어할 수도 있다.
한편, 관리서버(40)를 통해 수신되는 공기정보는 광역적인 공기정보이기 때문에 건물이 설치된 지역의 공기정보와 다를 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 지능형 환기 시스템은 건물이 설치된 위치로부터 설정된 범위 이내의 복수의 실외 영역에 실외공기 수집센서(50)를 설치하며, 해당 각각의 실외공기 수집센서(50)를 이용하여 공기질, 바람의 방향, 바람의 세기 등을 포함하는 실외공기정보를 수집할 수 있다. 이 경우, 환풍 제어부(106)는 각각의 실외공기 수집센서(50)에 의해 수집되는 실외공기정보에 기반하여 환풍기(10)의 온/오프, 환풍 방향 및 환풍 세기를 2차적으로 제어할 수 있다. 즉, 환풍 제어부(106)는 관리서버(40)로부터 수신되는 공기정보에 기반하여 1차적으로 환풍기(10)를 제어하며, 실외공기 수집센서(50)로부터 수신되는 실외공기정보에 기반하여 건물의 실제환경에 맞추어 환풍기(10)를 2차적으로 제어할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 실내 공기질 관리방법을 나타낸 흐름도이다. 본 발명의 실시예에 따른 실내 공기질 관리방법은 도 1에 나타낸 지능형 환기 시스템의 환풍 제어기(100)에 의해 수행될 수 있다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 건물의 공기질을 관리하고자 하는 실내에 대하여 환풍기(10)는 서로 다른 방향의 실외를 향하여 복수로 마련될 수 있다(S101).
환풍 제어기(100)는 실내공기 수집센서(10)에 의해 수집되는 공기에 기반하여 실내 공기질을 판단한다(S103). 이때, 환풍 제어기(100)는 실내공기 수집센서(10)에 의해 수집되는 실내공기에서 특정의 화학성분의 농도를 분석하여 실내 공기질을 판단할 수 있다. 예를 들어, 환풍 제어기(100)는 실내공기 수집센서(10)에 의해 수집되는 실내공기 중의 단위부피당 포함되어 있는 폼알데하이드(formaldehyde), 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 에틸벤젠(ethylbenzene), 자일렌(xylene), 스트렌(stren) 등의 농도를 분석하여 실내 공기질을 판단할 수 있다. 또한, 환풍 제어기(100)는 실내의 복수의 위치에서 실내공기가 수집되는 경우, 수집되는 각각의 위치에 대한 실내공기의 평균값을 산출함으로써 해당 실내의 공기질을 판단할 수 있다.
환풍 제어기(100)는 네트워크(30)를 통해 연결된 관리서버(40)로부터 미세먼지의 농도, 바람의 방향, 바람의 세기 등을 포함하는 공기정보를 수신한다(S105). 이때, 환풍 제어기(100)는 건물의 위치정보를 관리서버(40)에 전송하며, 해당 위치정보에 대응하는 지역의 공기정보를 수신할 수 있다.
환풍 제어기(100)는 판단되는 실내 공기질 및 관리서버(40)로부터 수신되는 공기정보에 기반하여 환풍기(10)의 온/오프(ON/OFF), 환풍 방향 및 환풍의 세기를 제어한다(S107). 즉, 환풍 제어기(100)는 판단되는 실내공기 내의 특정 화학성분의 농도와 관리서버(40)로부터 수신되는 외부공기의 미세먼지의 농도, 바람의 방향, 바람의 세기 등의 공기정보에 기반하여 환풍기(10)의 온/오프, 환풍 방향, 환풍 세기 등을 제어한다. 이때, 환풍 제어기(100)는 건물에 복수의 환풍기(10)가 설치된 경우, 실내공기질과 실외공기정보의 비교결과에 따라 각각의 환풍기(10)를 개별적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 건물에 대하여 바람이 좌측방향에서 우측방향으로 불고 있으며, 환풍기(10)가 건물의 좌측방향과 우측방향에 설치되어 있고, 실외공기의 미세먼지 농도는 설정된 값 이하로 낮으며 실내공기는 특정 화학성분의 농도가 설정된 값 이상으로 실내공기질이 떨어져 환풍이 필요한 것으로 판단되는 경우, 환풍 제어기(100)는 좌측방향의 환풍기(10)는 실내로 외부공기가 유입되도록 환풍 제어하고, 우측방향의 환풍기(10)는 실내공기가 외부로 유출되도록 환풍 제어할 수 있다. 이 경우, 환풍 제어기(100)는 실외공기의 특정 성분의 농도와 실내공기의 특정 성분의 농도를 비교하고, 그 차이에 따라 각각의 환풍기(10)의 환풍 방향 및 환풍 세기를 서로 다르게 제어할 수도 있다.
한편, 환풍기(10)는 외부로부터 실내로 유입되거나 실내로부터 외부로 유출되는 공기를 필터링하기 위한 면상 필터(60)를 포함할 수 있다. 이때, 면상 필터(60)는 설정된 크기의 공기 유통공(61)을 구비하고 있다. 또한, 환풍기(10)는 복수의 면상 필터(60)가 서로 겹쳐진 형태로 설치될 수 있으며, 각각의 면상 필터(60)는 좌측 방향, 우측 방향, 상측 방향, 또는 하측 방향으로 설정된 간격만큼 이동될 수 있다. 이때, 환풍 제어기(100)는 각각의 면상 필터(60)를 좌측 방향, 우측 방향, 상측 방향 또는 하측 방향으로 이동시킴으로써 복수의 면상 필터(60)가 형성하는 공기 유통공(61)의 크기를 조절하여 필터링 강도를 제어할 수 있다(S109).
환풍 제어기(100)는 판단되는 실내 공기질 및 관리서버(40)로부터 수신되는 공기정보에 기반하여 각각의 환풍기(10)의 면상 필터(60)의 필터링을 제어할 수 있다(S111). 이때, 환풍 제어기(100)는 판단되는 실내공기 중의 특정 화학성분의 농도와 외부공기 중의 미세먼지의 농도에 따라 각각의 환풍기(10)에 설치된 면상 필터(60)의 필터링 강도를 서로 다르게 제어할 수 있다. 예를 들어, 환풍 제어기(100)는 외부로부터 유입되는 공기에 포함된 미세먼지의 농도가 높을수록 좌측방향의 환풍기(10)에 설치된 면상 필터(60)의 필터링 강도를 높일 수 있으며, 실내공기에 포함된 특정 화학성분의 농도가 높을수록 우측방향의 환풍기(10)에 설치된 면상 필터(60)의 필터링 강도를 높일 수 있다.
환풍 제어기(100)는 환풍기(10)에 설치된 면상 필터(60)의 투과율을 주기적으로 측정한다(S113). 이때, 환풍 제어기(100)는 면상 필터(60)의 공기 유통공(61)의 크기를 일정하게 조절하여 두고, 면상 필터(60)의 한쪽 측면에서 설정된 값을 풍량을 송출하였을 때에 다른 쪽으로 투과되는 풍량을 측정하여 투과율로 판단할 수 있다. 또한, 환풍 제어기(100)는 면상 필터(60)의 공기 유통공(61)의 크기를 서로 다르게 조절하면서, 각각의 공기 유통공(61)의 크기에 대한 투과율을 측정할 수 있다.
환풍 제어기(100)는 측정되는 투과율이 설정된 값 이하인 경우, 네트워크(30)를 통해 관리서버(40)에 해당 환풍기(10)에 설치된 면상 필터(60)의 교체신호를 전송한다(S115). 즉, 환풍 제어기(100)는 정상적인 상태의 면상 필터(60)의 투과율에 비하여 주기적으로 측정되는 해당 면상 필터(60)의 투과율이 설정된 값 이하로 떨어지면, 해당 면상 필터(60)의 공기 유통공(61)이 막힌 것으로 판단할 수 있으며, 그에 따라 해당 면상 필터(60)를 교체하여야 함을 알리기 위한 교체신호를 관리서버(40)에 전송할 수 있다. 이때, 환풍 제어기(100)는 면상 필터(60)의 공기 유통공(61)의 크기를 서로 다르게 조절하여 각각의 크기에 대응하는 투과율을 측정한 경우, 측정된 각각의 투과율을 평균값이 설정된 값 이하인 경우에 해당 면상 필터(60)의 교체신호를 관리서버(40)에 전송할 수 있다.
한편, 환풍기(10)는 실내로 유입되는 공기를 살균 처리하는 살균 처리부(62)를 더 포함할 수 있다. 이때, 살균 처리부(62)는 자외선 또는 적외선 광을 발생시키는 광 발생기로 이루어지며, 면상 필터(60)에 지그재그(zigzag) 형상으로 설치될 수 있다. 이 경우, 살균 처리부(62)는 면상 필터(60)의 공기 유통공(61)을 막지 않도록 설치되는 것이 바람직하다.
환풍 제어기(100)는 판단되는 실내 공기질 및 관리서버(40)로부터 수신되는 공기정보에 기반하여 살균 처리부(62)의 살균 강도를 제어한다(S117). 즉, 환풍 제어기(100)는 외부로부터 유입되는 공기에 포함된 유해성분의 농도에 따라 외부공기가 유입되는 측의 환풍기(10)에 설치된 살균 처리부(62)의 살균 강도를 제어할 수 있다. 또한, 환풍 제어기(100)는 실내공기에 포함된 유해성분의 농도에 따라 외부로 유출되는 측의 환풍기(10)에 설치된 살균 처리부(62)의 살균 강도를 제어할 수도 있다. 환풍 제어기(100)는 조절된 각각의 환풍기(10)의 살균 강도를 통해 각각의 환풍기(10)의 살균 처리를 개별적으로 제어한다(S119).
한편, 관리서버(40)를 통해 수신되는 공기정보는 광역적인 공기정보이기 때문에 건물이 설치된 지역의 공기정보와 다를 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 지능형 환기 시스템은 건물이 설치된 위치로부터 설정된 범위 이내의 복수의 실외 영역에 실외공기 수집센서(50)를 설치하며, 해당 각각의 실외공기 수집센서(50)를 이용하여 공기질, 바람의 방향, 바람의 세기 등을 포함하는 실외공기정보를 수집할 수 있다(S121). 이 경우, 환풍 제어기(100)는 각각의 실외공기 수집센서(50)에 의해 수집되는 실외공기정보에 기반하여 환풍기(10)의 온/오프, 환풍 방향 및 환풍 세기를 2차적으로 제어할 수 있다(S123). 즉, 환풍 제어기(100)는 관리서버(40)로부터 수신되는 공기정보에 기반하여 1차적으로 환풍기(10)를 제어하며, 실외공기 수집센서(50)로부터 수신되는 실외공기정보에 기반하여 건물의 실제환경에 맞추어 환풍기(10)를 2차적으로 제어할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 다음의 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Claims (12)
- 건물의 실외와 실내 사이에 설치되는 환풍기;
상기 실내의 공기를 수집하는 실내공기 수집센서; 및
상기 환풍기의 환풍을 제어하는 환풍 제어기;
를 포함하며, 상기 환풍 제어기는,
상기 실내공기 수집센서에 의해 수집되는 공기에 기반하여 실내 공기질을 판단하는 공기질 판단부;
네트워크를 통해 연결된 관리서버로부터 외부 공기에 대한 공기질, 바람의 방향 및 바람의 세기를 포함하는 공기정보를 수신하는 공기정보 수신부; 및
상기 공기질 판단부에 의해 판단되는 실내 공기질 및 상기 공기정보 수신부에 의해 수신되는 공기정보에 기반하여 상기 환풍기의 온/오프(ON/OFF), 환풍 방향 및 환풍의 세기를 제어하는 환풍 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 관리를 위한 지능형 환기 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 환풍기는 서로 다른 방향의 실외를 향하여 복수로 설치되며,
상기 환풍 제어부는 각각의 상기 환풍기를 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 관리를 위한 지능형 환기 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 환풍기는,
외부로부터 상기 실내로 유입되거나 상기 실내로부터 유출되는 공기를 필터링하는 면상 필터;
를 포함하며, 상기 환풍 제어기는,
상기 공기질 판단부에 의해 판단되는 실내 공기질 및 상기 공기정보 수신부에 의해 수신되는 공기정보에 기반하여 상기 면상 필터의 필터링 강도를 제어하는 필터링강도 제어부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 관리를 위한 지능형 환기 시스템. - 제3항에 있어서, 상기 환풍 제어기는,
상기 면상 필터의 투과율을 주기적으로 측정하는 투과율 측정부; 및
상기 투과율 측정부에 의해 측정되는 투과율이 설정된 값 이하인 경우, 네트워크를 통해 상기 관리서버에 교체신호를 전송하는 교체신호 전송부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 관리를 위한 지능형 환기 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 환풍기는,
상기 실내로 유입되는 공기 또는 상기 실내로부터 유출되는 공기를 살균 처리하는 살균 처리부;
를 포함하며, 상기 환풍 제어기는,
상기 공기질 판단부에 의해 판단되는 실내 공기질 및 상기 공기정보 수신부에 의해 수신되는 공기정보에 기반하여 상기 살균 처리부의 살균 강도를 제어하는 살균강도 제어부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 관리를 위한 지능형 환기 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 실외의 적어도 한 영역에서의 공기질, 바람의 방향, 바람의 세기를 포함하는 실외공기정보를 수집하는 실외공기 수집센서;
를 더 포함하며,
상기 환풍 제어부는 상기 실외공기 수집센서에 의해 수집되는 실외공기정보에 기반하여 상기 환풍기의 온/오프, 환풍 방향 및 환풍 세기를 2차적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 관리를 위한 지능형 환기 시스템. - 건물의 실외와 실내 사이에 설치되는 환풍기, 상기 실내의 공기를 수집하는 실내공기 수집센서, 및 상기 환풍기의 환풍을 제어하는 환풍 제어기;를 포함하는 지능형 환기 시스템의 상기 환풍 제어기에 의해 수행되는 실내 공기질 관리방법에 있어서,
상기 실내공기 수집센서에 의해 수집되는 공기에 기반하여 실내 공기질을 판단하는 단계;
네트워크를 통해 연결된 관리서버로부터 외부 공기에 대한 공기질, 바람의 방향 및 바람의 세기를 포함하는 공기정보를 수신하는 단계; 및
상기 판단되는 실내 공기질 및 상기 수신되는 공기정보에 기반하여 상기 환풍기의 온/오프, 환풍 방향 및 환풍의 세기를 제어하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 관리방법. - 제7항에 있어서,
서로 다른 방향의 실외를 향하여 설치된 복수의 상기 환풍기를 마련하는 단계;
를 더 포함하며,
상기 환풍기의 온/오프, 환풍 방향 및 환풍의 세기를 제어하는 단계는 각각의 상기 환풍기를 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 관리방법. - 제7항에 있어서,
상기 판단되는 실내 공기질 및 상기 수신되는 공기정보에 기반하여 필터링 강도를 조절하는 단계; 및
상기 환풍기를 이용하여 외부로부터 상기 실내로 유입되거나 상기 실내로부터 유출되는 공기를 필터링 제어하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 관리방법. - 제9항에 있어서,
면상 필터의 투과율을 주기적으로 측정하는 단계; 및
상기 측정되는 투과율이 설정된 값 이하인 경우, 네트워크를 통해 상기 관리서버에 상기 면상 필터의 교체신호를 전송하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 관리방법. - 제7항에 있어서,
상기 판단되는 실내 공기질 및 상기 수신되는 공기정보에 기반하여 살균 강도를 조절하는 단계; 및
상기 실내로 유입되는 공기 또는 상기 실내로부터 유출되는 공기를 살균 처리 제어하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 관리방법. - 제7항에 있어서,
상기 실외의 적어도 한 영역에서의 공기질, 바람의 방향, 바람의 세기를 포함하는 실외공기정보를 수집하는 단계; 및
상기 수집되는 실외공기정보에 기반하여 상기 환풍기의 온/오프, 환풍 방향 및 환풍 세기를 2차적으로 제어하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 공기질 관리방법.
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| KR20070096084A (ko) | 2005-12-09 | 2007-10-02 | 강소기 | 실내공기 환기시스템 및 그를 이용한 환기방법 |
| KR20170061832A (ko) * | 2015-11-27 | 2017-06-07 | 국인원 | 실내 환기용 자동 공기필터링 장치 |
| KR20180010747A (ko) * | 2016-07-22 | 2018-01-31 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기 |
| KR20190071528A (ko) * | 2017-12-14 | 2019-06-24 | 울산대학교 산학협력단 | 친환경 습도조절장치 |
| KR101998640B1 (ko) * | 2017-04-21 | 2019-10-02 | 한국에너지기술연구원 | 통풍경로를 제어하는 환기시스템 및 환기방법 |
-
2022
- 2022-04-27 KR KR1020220051842A patent/KR102652343B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070096084A (ko) | 2005-12-09 | 2007-10-02 | 강소기 | 실내공기 환기시스템 및 그를 이용한 환기방법 |
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| KR20190071528A (ko) * | 2017-12-14 | 2019-06-24 | 울산대학교 산학협력단 | 친환경 습도조절장치 |
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