KR20230001879A - 공기질 관리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 공기질 관리 장치는 건물의 구조 정보와 기상 정보를 획득하는 정보 획득부 및 상기 건물의 구조 정보와 상기 기상 정보에 기반하여 상기 건물의 공기질 관리 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

공기질 관리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING AIR QUALITY}
본 문서에 개시된 실시예들은 공기질 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 미세 먼지 등으로 인해 공기질이 악화됨에 따라 외부에서 마스크를 착용하는 사람들이 점차 늘어나고 있고, 실내의 공기질을 개선하는 것에 대한 관심이 지속적으로 높아지면서 가정이나 사무실 등의 실내에 공기 청정기를 구비하는 것이 필수가 되었다. 특히, 오늘날 제조되는 공기 청정기의 경우 실내 공기질의 상태에 따라 점등 방식을 달리하거나 미세 먼지 등의 오염원의 수치를 제공하는 방식으로 사용자가 대략적인 실내 공기질의 상태를 파악할 수 있도록 하고 있다.
그러나, 이러한 공기 청정기는 대략적인 실내의 공기질 상태만을 제공할 뿐, 예를 들어 거실, 안방, 화장실, 주방 등과 같이 실내의 각 위치에 대한 공기질 상태를 종합적으로 제공하지는 못한다. 가족 단위로 거주하는 가정이나 사무실과 같이 상대적으로 면적이 넓은 공간의 경우 시간 및 위치에 따라 공기질의 상태가 달라질 수 있으나, 현재로서는 이러한 실내의 구조에 기초하여 공기질의 상태를 파악하기 위한 방법이 마땅히 없었다. 또한, 기존의 공기 청정기는 현재의 공기질 상태만을 제공할 수 있을 뿐, 사용자가 원하는 조건과 상황에 따라 실내의 공기질이 어떻게 달라지는지 여부는 확인할 방법이 없다는 한계점도 있었다.
또한, 사용자는 일반적으로 공기 청정기에 표시된 실내 공기질의 상태에 따라 창문을 열거나 공기 청정기를 가동하는 방식으로 실내의 공기질을 개선하도록 하고 있다. 그러나, 환기를 위해 모든 창문을 개방하거나 공기 청정기를 현재 실내 공기질 상태에 비해 지나치게 강하게 가동하는 경우에는 전력을 낭비하게 되는 문제점이 있으며, 창문을 개방하고 공기 청정기를 가동하는 경우에는 오히려 실내 공기 청정 효과가 떨어지는 문제도 있다.
본 문서에 개시된 실시예들은 건물의 구조와 기상 정보를 바탕으로 실내의 오염원을 효과적으로 제거하기 위한 최적의 환기 조건을 제공함으로써 실내의 공기질 상태를 효율적으로 개선할 수 있는 공기질 관리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 문서에 개시된 실시예들의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 공기질 관리 장치는 건물의 구조 정보와 기상 정보를 획득하는 정보 획득부 및 상기 건물의 구조 정보와 상기 기상 정보에 기반하여 상기 건물의 공기질 관리 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 건물의 구조 정보는 상기 건물에 마련된 창문의 개수, 상기 창문의 위치 및 상기 건물의 방향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 기상 정보는 상기 건물 외부의 풍향과 풍속에 관한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는 상기 창문의 개폐를 제어함으로써 상기 건물의 공기질 관리 동작을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는 상기 건물 외부의 공기질에 기반하여 상기 건물의 공기질 관리 동작을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 정보 획득부는 상기 건물 외부의 오염원에 관한 정보를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는 상기 건물 외부의 오염원 수치가 기준치 미만인 경우, 상기 건물의 창문들 중 상기 건물 내부의 공기질이 정상 범위에 포함되도록 하는 창문을 개방할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는 상기 건물 외부의 오염원 수치가 기준치 미만인 경우, 상기 건물 내부의 공기질 가장 빠르게 상기 정상 범위에 포함되도록 하는 창문을 개방할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는 상기 건물 외부의 오염원 수치가 기준치 미만인 경우, 상기 건물 내부의 공기질을 설정된 시간 내에 상기 정상 범위에 포함되도록 하는 창문을 개방할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는 상기 건물 외부의 오염원 수치가 기준치 이상인 경우, 상기 건물 내부에 마련된 공기 청정 장치를 구동시킬 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는 상기 건물의 누기량 정보에 기반하여 상기 건물에 마련된 창문의 개폐 여부를 판정할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 건물의 누기량 정보는 상기 건물의 건설 시기에 따라 산출된 평균 누기량을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 건물의 누기량 정보는 상기 건물에 마련된 창문과 출입구의 누기량을 측정하여 획득된 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는 상기 건물의 외부 온도와 실내 온도에 기반하여 상기 건물에 마련된 창문의 개폐 여부를 판정할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는 상기 건물의 외부 온도와 실내 온도의 차이가 기준 온도차 미만인 범위 내에서 상기 건물에 마련된 창문의 개폐 여부를 판정할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 건물 내부의 공기질 상태를 검출하는 센서부를 더 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 공기질 관리 방법은 건물의 구조 정보와 기상 정보를 획득하는 단계 및 상기 건물의 구조 정보와 상기 기상 정보에 기반하여 상기 건물의 공기질 관리 동작을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 건물의 구조 정보는 상기 건물에 마련된 창문의 개수, 상기 창문의 위치 및 상기 건물의 방향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 기상 정보는 상기 건물 외부의 풍향과 풍속에 관한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 건물의 공기질 관리 동작을 제어하는 단계는 상기 창문의 개폐를 제어함으로써 상기 건물의 공기질 관리 동작을 제어할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 장치 및 방법은 건물의 구조와 기상 정보를 바탕으로 실내의 오염원을 효과적으로 제거하기 위한 최적의 환기 조건을 제공함으로써 실내의 공기질 상태를 효율적으로 개선할 수 있다.
도 1은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 건물의 구조 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 장치를 통해 실내의 공기질의 상태를 시각화하는 것을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 장치에 의한 공기질 관리 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 방법을 수행하기 위한 컴퓨팅 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 대해 상세히 설명하고자 한다. 본 문서에서 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 문서에 개시되어 있는 다양한 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들은 여러 가지 형태로 실시될 수 있으며 본 문서에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
다양한 실시 예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성 요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 본 문서에 개시된 실시예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성 요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 문서에 개시된 실시예들의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서에 개시된 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 장치(100)는 정보 획득부(110), 제어부(120) 및 센서부(130)를 포함할 수 있다.
정보 획득부(110)는 건물의 구조 정보와 기상 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 건물의 구조 정보는 건물에 마련된 창문의 개수, 창문의 위치, 건물의 방향 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 기상 정보는 건물 외부의 풍향과 풍속에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 정보 획득부(110)는 건물 외부의 오염원에 관한 정보를 획득할 수 있다.
정보 획득부(110)는 사용자가 거주하는 건물 내부 또는 외부에 마련된 데이터베이스로부터 건물의 구조 정보를 획득할 수 있다. 만약, 데이터베이스에 건물의 구조 정보가 존재하지 않는 경우에는 사용자가 입력 장치(예를 들면, 데스크탑, 태블릿 PC, 사용자 단말 등)를 통해 직접 작성하여 건물의 구조 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 건물의 구조 정보는 필요에 따라 3D 스캐너를 통해 사용자가 계측하여 획득될 수 있다. 이 때, 3D 스캐너는 주택 내부의 거실, 주방 및 각 방에 배치한 후 작동시키면 자동으로 입체 촬영을 수행하여 건물 구조를 3D 형태로 계측할 수 있다. 이에 관해서는 도 2에서 설명한다.
또한, 정보 획득부(110)는 외부 서버로부터 기상 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 외부 서버는 기상청 서버 등을 포함할 수 있다. 이 때, 정보 획득부(110)는 통신 장치를 통해 외부의 서버로부터 기상 정보를 획득할 수 있다.
제어부(120)는 건물의 구조 정보와 기상 정보에 기반하여 건물의 공기질 관리 동작을 제어할 수 있다. 이 경우, 제어부(120)는 건물에 마련된 창문의 개폐를 제어함으로써 건물의 공기질 관리 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(120)는 건물의 위치, 창문의 위치 및 개수에 관한 정보와 건물 주변의 풍향 및 풍속 정보에 기반하여 창문을 자동으로 열거나 닫을 수 있다.
제어부(120)는 건물 외부의 공기질에 기반하여 건물의 공기질 관리 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(120)는 건물 외부의 오염원 수치가 기준치 미만인 경우, 건물의 창문들 중 건물 내부의 공기질이 정상 범위에 포함되도록 하는 창문을 개방할 수 있다. 이 경우, 제어부(120)는 건물 외부의 오염원 수치가 기준치 미만인 경우, 건물 내부의 공기질 가장 빠르게 정상 범위에 포함되도록 하는 창문을 개방할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 건물 외부의 오염원 수치가 기준치 미만인 경우, 건물 내부의 공기질을 설정된 시간 내에 정상 범위에 포함되도록 하는 창문을 개방할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 건물 외부의 오염원 수치가 기준치 이상인 경우, 건물 내부에 마련된 공기 청정 장치를 구동시킬 수 있다.
또한, 제어부(120)는 건물의 누기량 정보에 기반하여 건물에 마련된 창문의 개폐 여부를 판정할 수 있다. 예를 들면, 건물의 누기량 정보는 건물의 건설 시기에 따라 산출된 평균 누기량을 포함할 수 있다. 또한, 건물의 누기량 정보는 건물에 마련된 창문과 출입구의 누기량을 측정하여 획득된 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 건물에 마련된 배기 장치의 풍량에 기반하여 건물에 마련된 창문의 개폐 여부를 판정할 수 있다. 예를 들어, 배기 장치의 풍량은 건물의 내부에 설치된 후드, 디퓨저 및 욕실의 환기구 등에 의한 풍량을 포함할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 건물의 외부 온도와 실내 온도에 기반하여 건물에 마련된 창문의 개폐 여부를 판정할 수 있다. 예를 들면, 제어부(120)는 건물의 외부 온도와 실내 온도의 차이가 기준 온도차 미만인 범위 내에서 건물에 마련된 창문의 개폐 여부를 판정할 수 있다
센서부(130)는 건물 내부의 공기질 상태를 검출할 수 있다. 예를 들면, 센서부(130)는 건물 내부에 마련되어, 건물 내에서 발생한 오염 물질의 농도를 검출할 수 있다.
한편, 도 1에는 도시하지 않았으나, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 장치(100)는 시뮬레이션부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 시뮬레이션부는 건물의 구조 정보, 건물의 누기량, 건물에 마련된 배기 장치의 풍량 등의 정보 및 사용자의 입력에 의해 선택된 조건의 선택값을 입력으로 하는 시뮬레이션 모델을 이용하여 건물의 내부 공기질의 상태를 시뮬레이션할 수 있다. 이 경우, 시뮬레이션부는 과거에 시뮬레이션한 결과 데이터(예를 들면, 사전에 저장된 시뮬레이션 결과값)를 이용하여 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
예를 들면, 시뮬레이션부는 사용자에 의해 선택된 조건이 요리 상황인 경우, 요리하는 음식의 종류에 따라 발생되는 오염원의 양에 기초하여 건물의 내부 공기질의 상태를 시뮬레이션할 수 있다. 또한, 시뮬레이션부는 사용자에 의해 선택된 조건이 공부 또는 취침 상황인 경우, 호흡시 발생하는 이산화탄소의 양에 기초하여 건물의 내부 공기질의 상태를 시뮬레이션할 수 있다. 이 때, 시뮬레이션부는 연령에 따른 평균 이산화탄소 배출량, 시뮬레이션 당시 실내에 거주하고 있는 인원수 등에 기초하여 건물의 내부 공기질의 상태를 산출할 수 있다.
시뮬레이션부는 시뮬레이션을 통해 제어부(120)에 의해 건물의 공기질 관리 동작이 수행된 후의 건물의 내부 공기질의 상태 변화를 예측할 수 있다. 즉, 시뮬레이션부는 건물의 공기질 관리 동작, 예를 들어, 각 창문의 개폐 상태, 실내의 청정 환기 장치 등 장비의 가동 및 설정 상태 등에 기초하여 환기를 수행하였을 때의 건물의 내부 공기질 변화를 시뮬레이션할 수 있다.
예를 들면, 시뮬레이션부는 건물 외부의 오염원 수치(예를 들면, 미세 먼지 농도)가 미리 설정된 기준치 이상이고, 사용자에 의해 선택된 조건이 요리 상황인 경우, 요리하는 음식의 종류(예를 들면, 미세 먼지가 다량 발생하는 고등어 등)에 따라 발생되는 오염원의 양에 기초하여, 후드를 사용하지 않는 경우, 건물의 창문을 개방하고 후드를 사용하는 경우, 창문을 닫은 상태에서 후드를 사용하는 경우, 후드는 사용하지 않고 청정 환기 장치를 사용하는 경우, 후드와 청정 환기 장치의 요리 특화 모드(또는 집중 급기)를 함께 사용하는 경우 등 각각의 상황에 관하여 건물의 내부 공기질의 상태 변화를 시뮬레이션을 통해 예측할 수 있다. 이를 통해, 외부의 미세 먼지 농도가 높아 공기질이 좋지 않은 경우, 실내에서 미세 먼지가 많이 발생하는 요리시 사용자가 가장 효과적인 방법으로 오염원을 제거할 수 있는지 알기 쉽게 가시화할 수 있다.
또한, 도 1에는 도시하지 않았으나, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 장치(100)는 시각화부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 시각화부는 시뮬레이션부에 의한 시뮬레이션의 결과에 기초하여 건물의 내부 공기질에 관한 시각 데이터를 생성할 수 있다. 이 때, 시각화부에서 생성된 시각 데이터는 디스플레이나 사용자 단말을 통해 표시될 수 있다.
시각화부는 건물의 내부 공기질의 시간에 따른 상태 변화를 나타내는 시각 데이터를 생성할 수 있다. 이 때, 시각화부는 건물의 내부 공기질의 상태를 색상의 변화에 기초하여 표시하는 시각 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들면, 실내의 미세 먼지가 매우 나쁨인 경우 적색으로 표시하고, 매우 좋음인 경우 파란색으로 표시하도록 시각 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 시각화부는 건물의 내부 공기질의 시간에 따른 상태 변화를 복수의 이미지 형태로 표시하거나, 동영상으로 표시하도록 하는 시각 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 시각화부는 건물의 내부의 오염원의 수치를 표시하는 시각 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들면, 시각화부는 건물의 내부의 미세 먼지, 라돈, TVOC 등 오염원의 구체적인 수치를 함께 표시하도록 시각 데이터를 생성할 수 있다.
시각화부는 건물의 내부에 마련된 청정 환기 장치를 사용하지 않는 경우와 청정 환기 장치를 사용하는 경우의 건물의 내부 공기질의 상태를 비교하는 시각 데이터를 생성할 수 있다. 따라서, 사용자로 하여금 실내에 마련된 청정 환기 장치의 효과를 시각적으로 확인 가능하도록 할 수 있다.
이와 같이, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 장치(100)는 건물의 구조와 기상 정보를 바탕으로 실내의 오염원을 효과적으로 제거하기 위한 최적의 환기 조건을 제공함으로써 실내의 공기질 상태를 효율적으로 개선할 수 있다.
도 2는 건물의 구조 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 장치(100)의 정보 획득부(110)는 건물 내부에 마련된 창문의 위치와 개수, 건물 내부의 면적, 부피, 평면 구성, 덕트 설비(duct work)의 설치 가능 여부 등을 포함하는 건물의 구조 정보를 취득할 수 있다. 예를 들어, 건물의 구조 정보는 외부 서버로부터 수신하거나 공기질 관리 장치(100) 내에 사전에 저장되어 있을 수 있다.
구체적으로, 정보 획득부(110)는 이미 완공된 건물에 대해서는 건물과 연결된 데이터베이스에 건물 구조에 관한 정보가 존재하는 경우 해당 정보를 획득하고, 제어부(120)에서는 이러한 정보를 이용하여 건물의 공기질 관리 동작을 제어할 수 있다. 그러나, 데이터베이스 내에 건물의 구조에 관한 정보가 존재하지 않는 경우에는 도 2에 도시한 것과 같이 3D 스캐너를 이용하여 건물의 입체 구조를 직접 계측하고, 계측에 의해 취득된 건물의 구조 정보를 저장할 수 있다.
반면, 완공되지 않은 신축 건물의 경우에는 도 2에 도시한 것과 같이 건물의 설계 도면에 기초하여 캐드(Computer Aided Design, CAD) 등의 도면 작성용 프로그램을 통해 사용자가 건물 구조를 직접 작성하고, 이를 따른 공기질 관리 장치(100)내에 미리 저장할 수 있다.
그러나, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 장치(100)에서 건물의 구조 정보를 취득하는 방법은 도 2에 도시한 방법에만 제한되는 것이 아니며 그 외에도 다양한 방식들이 활용될 수 있다.
도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 장치를 통해 실내의 공기질의 상태를 시각화하는 것을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3에서 우측 상단은 건물의 내부 구조를 나타내는 도면이고, 우측 하단은 실내 미세 먼지의 농도(μg/m3)를 색상 변화로 나타낸 것이다. 또한, 도 3의 좌측에는 건물의 구조를 바탕으로 내부 공기질의 변화를 색상의 변화를 통해 나타내고 있다. 도 3의 예시에서는 실내 미세 먼지의 농도가 높아질수록 적색으로 나타내고, 낮아질수록 청색으로 나타내고 있다. 이처럼, 사용자는 건물의 구조를 바탕으로 시각화된 화면을 통해 실내의 각 부분에서의 미세 먼지 농도, 즉 공기질이 어떠한 상태인지 용이하게 확인할 수 있다.
한편, 도 3과 같이 실내의 공기질 상태를 산출하기 위한 각종 데이터들은, 예를 들어, 도 1의 센서부(130)(예를 들면, 실내에 설치된 에어 모니터 등)에서 측정하거나, 외부 서버로부터 풍향, 풍속 등의 기상 정보를 수신하는 등 다양한 방식으로 획득될 수 있다. 이렇게 획득된 데이터들은, 예를 들어 전술한 건물 구조 정보, 풍향, 풍속, 건물의 누기량, 배기 장치의 풍량, 외부 미세 먼지 데이터 등을 포할 수 있으며, 시뮬레이션 부의 시뮬레이션 모델의 입력값으로서 사용될 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기질 관리 장치(100)에서는 미세 먼지 등의 오염원의 수치와 함께 건물의 구조에 기초하여 내부 공기질의 상태를 색상 변화 등의 기법을 통해 표시함으로써 사용자가 한눈에 쉽게 건물의 내부 공기질 상태를 파악 가능하도록 할 수 있다.
도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 장치에 의한 공기질 관리 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 장치(100)가 마련된 건물의 거실과 각 방에는 창문 W1 내지 W4가 마련될 수 있다. 이 경우, 창문 W1 내지 W4는 공기질 관리 장치(100)의 제어부(120)에 의해 자동으로 개폐가 가능한 창문일 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시한 것과 같이, 건물 외부의 바람이 서풍인 경우, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 장치(100)의 정보 획득부(110)에서는 도 4의 건물 구조 정보와 함께 풍향과 풍속에 관한 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 제어부(120)에서는 건물의 구조 정보와 풍향 및 풍속에 관한 기상 정보에 기반하여 창문 W1, W2, W3를 개방하고, 창문 W4는 닫도록 제어할 수 있다.
한편, 도 4에는 도시하지 않았으나, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 장치(100)는 외부의 공기질이 정상 범위를 벗어난 경우(예를 들면, 미세먼지 농도가 높은 경우)에는 창문 W1 내지 W4를 모두 닫은 상태로 실내에 마련된 공기 청정 장치를 동작시킬 수 있다.
이처럼, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 장치(100)는 건물의 구조 정보와 건물 외부의 풍향 및 풍속에 관한 정보를 연계하여 실내의 오염 물질들을 효과적으로 배출하도록 할 수 있다.
도 5는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 방법은 먼저 건물의 구조 정보와 기상 정보를 획득할 수 있다(S110). 예를 들면, 건물의 구조 정보는 건물에 마련된 창문의 개수, 창문의 위치, 건물의 방향 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 기상 정보는 건물 외부의 풍향과 풍속에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 단계 S110에서는 건물 외부의 오염원에 관한 정보를 획득할 수 있다.
예를 들어, 단계 S110에서는 사용자가 거주하는 건물 내부 또는 외부에 마련된 데이터베이스로부터 건물의 구조 정보를 획득할 수 있다. 만약, 데이터베이스에 건물의 구조 정보가 존재하지 않는 경우에는 사용자가 입력 장치(예를 들면, 데스크탑, 태블릿 PC, 사용자 단말 등)를 통해 직접 작성하여 건물의 구조 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 건물의 구조 정보는 필요에 따라 3D 스캐너를 통해 사용자가 계측하여 획득될 수 있다. 이 때, 3D 스캐너는 주택 내부의 거실, 주방 및 각 방에 배치한 후 작동시키면 자동으로 입체 촬영을 수행하여 건물 구조를 3D 형태로 계측할 수 있다. 또한, 단계 S110에서는 외부 서버로부터 기상 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 외부 서버는 기상청 서버 등을 포함할 수 있다.
그리고, 건물의 구조 정보와 기상 정보에 기반하여 건물의 공기질 관리 동작을 제어할 수 있다(S120). 이 경우, 단계 S120에서는 건물에 마련된 창문의 개폐를 제어함으로써 건물의 공기질 관리 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 단계 S120에서는 건물의 위치, 창문의 위치 및 개수에 관한 정보와 건물 주변의 풍향 및 풍속 정보에 기반하여 창문을 자동으로 열거나 닫을 수 있다.
또한, 단계 S120에서는 건물 외부의 공기질에 기반하여 건물의 공기질 관리 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 건물 외부의 오염원 수치가 기준치 미만인 경우, 건물의 창문들 중 건물 내부의 공기질이 정상 범위에 포함되도록 하는 창문을 개방할 수 있다. 이 경우, 단계 S120에서는 건물 외부의 오염원 수치가 기준치 미만인 경우, 건물 내부의 공기질 가장 빠르게 정상 범위에 포함되도록 하는 창문을 개방할 수 있다. 또한, 단계 S120에서는 건물 외부의 오염원 수치가 기준치 미만인 경우, 건물 내부의 공기질을 설정된 시간 내에 정상 범위에 포함되도록 하는 창문을 개방할 수 있다. 그리고, 단계 S120에서는 건물 외부의 오염원 수치가 기준치 이상인 경우, 건물 내부에 마련된 공기 청정 장치를 구동시킬 수 있다.
또한, 단계 S120에서는 건물의 누기량 정보에 기반하여 건물에 마련된 창문의 개폐 여부를 판정할 수 있다. 예를 들면, 건물의 누기량 정보는 건물의 건설 시기에 따라 산출된 평균 누기량을 포함할 수 있다. 또한, 건물의 누기량 정보는 건물에 마련된 창문과 출입구의 누기량을 측정하여 획득된 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 단계 S120에서는 건물에 마련된 배기 장치의 풍량에 기반하여 건물에 마련된 창문의 개폐 여부를 판정할 수 있다. 예를 들어, 배기 장치의 풍량은 건물의 내부에 설치된 후드, 디퓨저 및 욕실의 환기구 등에 의한 풍량을 포함할 수 있다.
또한, 단계 S120에서는 건물의 외부 온도와 실내 온도에 기반하여 건물에 마련된 창문의 개폐 여부를 판정할 수 있다. 예를 들면, 건물의 외부 온도와 실내 온도의 차이가 기준 온도차 미만인 범위 내에서 건물에 마련된 창문의 개폐 여부를 판정할 수 있다
이와 같이, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 방법은 건물의 구조와 기상 정보를 바탕으로 실내의 오염원을 효과적으로 제거하기 위한 최적의 환기 조건을 제공함으로써 실내의 공기질 상태를 효율적으로 개선할 수 있다.
도 6은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 공기질 관리 방법을 수행하기 위한 컴퓨팅 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템(1000)은 MCU(1010), 메모리(1020), 입출력 I/F(1030) 및 통신 I/F(1040)를 포함할 수 있다.
MCU(1010)는 메모리(1020)에 저장되어 있는 각종 프로그램(예를 들면, 공기질 검출 프로그램, 창문 개폐 제어 프로그램 등)을 실행시키고, 이러한 프로그램들을 통해 공기질 관리 동작에 관한 각종 데이터를 처리하며, 전술한 도 1에 나타낸 공기질 관리 장치(100)의 기능들을 수행하도록 하는 프로세서일 수 있다.
메모리(1020)는 공기질 검출과 창문 개폐 제어 등에 관한 각종 프로그램을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1020)는 건물 내/외부의 공기질 상태, 풍향, 풍속 등 각종 데이터를 저장할 수 있다.
이러한 메모리(1020)는 필요에 따라서 복수 개 마련될 수도 있을 것이다. 메모리(1020)는 휘발성 메모리일 수도 있으며 비휘발성 메모리일 수 있다. 휘발성 메모리로서의 메모리(1020)는 RAM, DRAM, SRAM 등이 사용될 수 있다. 비휘발성 메모리로서의 메모리(1020)는 ROM, PROM, EAROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 등이 사용될 수 있다. 상기 열거한 메모리(1020)들의 예를 단지 예시일 뿐이며 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
입출력 I/F(1030)는, 키보드, 마우스, 터치 패널 등의 입력 장치(미도시)와 디스플레이(미도시) 등의 출력 장치와 MCU(1010) 사이를 연결하여 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공할 수 있다.
통신 I/F(1040)는 서버와 각종 데이터를 송수신할 수 있는 구성으로서, 유선 또는 무선 통신을 지원할 수 있는 각종 장치일 수 있다. 예를 들면, 통신 I/F(1040)를 통해 별도로 마련된 외부 서버로부터 공기질 검출과 공기질 관리 동작에 관한 프로그램이나 각종 데이터 등을 송수신할 수 있다.
이와 같이, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은 메모리(1020)에 기록되고, MCU(1010)에 의해 처리됨으로써, 예를 들면 도 1에서 도시한 각 기능들을 수행하는 모듈로서 구현될 수도 있다.
이상에서, 본 문서에 개시된 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 문서에 개시된 실시예들이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 문서에 개시된 실시예들의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 문서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 문서에 개시된 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 문서에 개시된 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 문서에 개시된 실시 예들은 본 문서에 개시된 실시예들의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 문서에 개시된 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 문서에 개시되 기술사상의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 문서의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 건물의 구조 정보와 기상 정보를 획득하는 정보 획득부; 및
    상기 건물의 구조 정보와 상기 기상 정보에 기반하여 상기 건물의 공기질 관리 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 공기질 관리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 건물의 구조 정보는 상기 건물에 마련된 창문의 개수, 상기 창문의 위치 및 상기 건물의 방향 중 적어도 하나를 포함하는 공기질 관리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 기상 정보는 상기 건물 외부의 풍향과 풍속에 관한 정보를 포함하는 공기질 관리 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 건물에 마련된 창문의 개폐를 제어함으로써 상기 건물의 공기질 관리 동작을 제어하는 공기질 관리 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 건물 외부의 공기질에 기반하여 상기 건물의 공기질 관리 동작을 제어하는 공기질 관리 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 정보 획득부는 상기 건물 외부의 오염원에 관한 정보를 획득하는 공기질 관리 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는 상기 건물 외부의 오염원 수치가 기준치 미만인 경우, 상기 건물의 창문들 중 상기 건물 내부의 공기질이 정상 범위에 포함되도록 하는 창문을 개방하는 공기질 관리 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는 상기 건물 외부의 오염원 수치가 기준치 미만인 경우, 상기 건물 내부의 공기질 가장 빠르게 상기 정상 범위에 포함되도록 하는 창문을 개방하는 공기질 관리 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는 상기 건물 외부의 오염원 수치가 기준치 미만인 경우, 상기 건물 내부의 공기질을 설정된 시간 내에 상기 정상 범위에 포함되도록 하는 창문을 개방하는 공기질 관리 장치.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는 상기 건물 외부의 오염원 수치가 기준치 이상인 경우, 상기 건물 내부에 마련된 공기 청정 장치를 구동시키는 공기질 관리 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 건물의 누기량 정보에 기반하여 상기 건물에 마련된 창문의 개폐 여부를 판정하는 공기질 관리 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 건물의 누기량 정보는 상기 건물의 건설 시기에 따라 산출된 평균 누기량을 포함하는 공기질 관리 장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 건물의 누기량 정보는 상기 건물에 마련된 창문과 출입구의 누기량을 측정하여 획득된 정보를 포함하는 공기질 관리 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 건물의 외부 온도와 실내 온도에 기반하여 상기 건물에 마련된 창문의 개폐 여부를 판정하는 공기질 관리 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제어부는 상기 건물의 외부 온도와 실내 온도의 차이가 기준 온도차 미만인 범위 내에서 상기 건물에 마련된 창문의 개폐 여부를 판정하는 공기질 관리 장치.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 건물 내부의 공기질 상태를 검출하는 센서부를 더 포함하는 공기질 관리 장치.
  17. 건물의 구조 정보와 기상 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 건물의 구조 정보와 상기 기상 정보에 기반하여 상기 건물의 공기질 관리 동작을 제어하는 단계를 포함하는 공기질 관리 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 건물의 구조 정보는 상기 건물에 마련된 창문의 개수, 상기 창문의 위치 및 상기 건물의 방향 중 적어도 하나를 포함하는 공기질 관리 방법.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 기상 정보는 상기 건물 외부의 풍향과 풍속에 관한 정보를 포함하는 공기질 관리 방법.
  20. 청구항 17에 있어서,
    상기 건물의 공기질 관리 동작을 제어하는 단계는 상기 건물에 마련된 창문의 개폐를 제어함으로써 상기 건물의 공기질 관리 동작을 제어하는 공기질 관리 방법.
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