WO2022216033A1

WO2022216033A1 - 환기 시스템 및 이의 제어 방법

Info

Publication number: WO2022216033A1
Application number: PCT/KR2022/004936
Authority: WO
Inventors: 권기현
Original assignee: 에스지생활안전 주식회사
Priority date: 2021-04-06
Filing date: 2022-04-06
Publication date: 2022-10-13
Also published as: KR102308237B1; KR102583048B1; KR20220139215A

Abstract

본 발명은 임의의 공간 내 공기를 환기시키기 위한 시스템, 그리고 이러한 시스템을 제어하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 임의의 공간 내에서도 하부면에 구비된 덕트를 이용하여 공기가 흡입되도록 하며, 동시에 공간의 상부로부터 외부로부터의 공기가 공급되도록 함으로써 공간 내부 공기의 하방 흐름 유도가 가능하게 한 환기 시스템, 그리고 이의 제어 방법에 관한 것이다.

Description

환기 시스템 및 이의 제어 방법

덕트란 공기와 같은 유체가 흐르는 통로 내지 구조물을 이르는 것으로, 이러한 덕트는 실내 공기를 환기시키기 위한 용도의 환기 시스템을 구현하고자 할 때에 많이 활용되고 있다.

그러나 종래의 환기 시스템들은 실내 공간 중에서도 특히 천장면에 가까운 상부에서 새로운 공기의 공급 및 기존 공기의 배출이 이루어지도록 시스템이 만들어져 있어 많은 문제점을 노출하여 왔다. 구체적으로, 실내 공간의 상부에서 급기 및 배기가 이루어지는 경우 유체역학적으로 깨끗하게 정화된 공기는 천장면에 머물러만 있게 되는 환경이 되어 실내 공간 내에서의 바이러스 및 오염 전파가 더욱 가속화 되는 문제점이 있었다.

또한, 실내 공간의 공기를 깨끗하게 유지시키기 위해 공기 청정기와 같은 제품을 가동시켜 두기도 하나, 이러한 공기 청정기들은 오염물질 및 바이러스를 배출하지 못한 채 장치 내부적으로 순환만 시키는 것을 원리로 하기 때문에 실질적인 실내 공기 질 개선을 기대하기 어려운 문제점도 있다.

이처럼 실내 공간에서의 공기 질을 개선시키기 위해 사용되어 왔던 환기 시스템, 그리고 공기 청정기 등은 환기 성능이 높지 않은 한계가 있으며, 오히려 바이러스나 오염물질을 실내 공간 내에서 확신시키는 부작용까지 초래하고 있는 바, 종래에 비해 개선된 환기 시스템이 필요한 실정이다.

본 발명은 이러한 기술적 배경에 착안하여 고안된 것으로, 본 발명은 위의 기술적 문제점을 해소시키는 것 외에도 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명할 수 없는 추가적인 기술요소들을 제공하기 위해 발명되었다.

본 발명은 임의의 공간 내 공기 질을 개선시키기 위한 환기 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하며, 특히 상부에서는 새로운 공기의 공급이 이루어지고 하부에서는 공기의 흡입이 이루어지게 함으로써 공간 내 공기가 하방으로 흐르는 환경을 구현해 내는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 공간 하부에 구비되어 있는 가지덕트에 유선형의 삽입형 노즐이 삽입 가능하게 함으로써 흡입홀을 통해 흡입된 공기가 가지덕트를 통해 더 빠르게 외부로 이동 및 배출될 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 설치된 덕트에서 동시에 공기 흡입을 하도록 제어하는 것뿐 것 아니라, 일부 덕트에 대해서만 선택적으로 공기 흡입을 하게 함으로써 공간 내 환기가 보다 효율적으로 이루어질 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 배기부 또는 급기부 중 적어도 어느 하나에 살균장치를 추가함으로써 급기 또는 배기되는 공기의 오염물질을 제거하도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 공간으로부터의 공기 배출량이 공급량보다 더 큰 값을 유지하도록 제어함으로써 공간 내에서의 공기가 하방 흐름을 유지할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 실내 공간을 드나드는 객체의 수를 카운트하거나, 또는 실내 공간 내에서의 객체 위치를 모니터링함으로써 상황에 따른 맞춤형 환기가 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

한편, 본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 임의의 공간 내부를 환기시키는 환기 시스템은, 덕트 - 상기 덕트는, 상기 임의의 공간에서 하방으로 공기를 흡입하여 이동시킴 - 에 의해 공기가 흡입되도록 하며, 흡입된 공기를 외부로 배출하는 배기부; 상기 공간의 상부로부터 하방으로 공기를 공급하는 급기부; 및 상기 배기부 및 급기부를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 환기 시스템에 있어서 상기 덕트에는, 공기를 흡입하기 위한 흡입홀이 복수 개 형성되어 있으며, 상기 흡입홀을 통과하는 공기 또는 흡입홀을 통과한 공기를 필터링 하기 위한 필터를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 환기 시스템에 있어서 상기 덕트는, 상기 공간 내 하부면에 인접하여 설치되는 가지덕트; 및 상기 가지덕트와 연결되는 것으로서, 상기 공간 내 하부로부터 상부로 연장되는 입상덕트;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 환기 시스템은 상기 덕트를 통과하는 공기량을 모니터링 하기 위한 모니터링부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 환기 시스템에 있어서는 상기 흡입홀에 삽입 가능한 것으로서, 상기 덕트 외부로부터 공기가 흡입되는 흡입구, 및 흡입된 공기가 상기 덕트 내부로 배출되는 배출구가 형성된 삽입형 노즐을 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 삽입형 노즐은 유선형이고, 상기 삽입형 노즐의 전단과 후단의 폭이 상이하며, 상기 배출구는 상대적으로 더 작은 폭을 가지는 후단에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 환기 시스템에 있어서 상기 배기부는, 상기 덕트와 연결되는 것으로서, 상기 덕트 내부의 공기를 외부로 배출시키거나 상기 공간 내 공기를 덕트 쪽으로 흡입시키는 배기팬;을 더 포함할 수 있다.

이 때 상기 배기부는, 공기를 외부로 배출시키기 전 상기 공기로부터 오염물질을 필터링 하기 위한 배기 필터;를 더 포함할 수 있으며, 또한 상기 배기부는, 공기를 외부로 배출시키기 전 상기 공기 내 오염물질을 제거하기 위한 배기살균장치;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 환기 시스템에 있어서 상기 급기부는, 외부로부터의 공기를 상기 공간 내부로 공급하기 위한 급기팬; 및 상기 공간 내부로 공급되는 공기의 오염물질을 필터링 하기 위한 급기 필터;를 더 포함할 수 있다.

이 때 상기 급기부는, 상기 공간 내부로 공급되는 공기 내 오염물질을 제거하기 위한 급기 살균장치;를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 환기 시스템 - 상기 환기 시스템은 임의의 공간 내 공기를 하부로부터 흡입시켜 외부로 배출하는 배기부, 및 외부로부터의 공기를 상부로부터 하방으로 공급하는 급기부를 포함함 - 제어 방법은 상기 배기부를 작동시켜 상기 임의의 공간 내 공기를 흡입하여 외부로 배출시키는 단계; 및 상기 급기부를 작동시켜 상기 임의의 공간 내로 공기를 공급시키는 단계; 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 환기 시스템 제어 방법은 상기 공간으로부터 외부로 배출되는 공기의 양인 공기배출량 및 상기 공간 내부로 공급되는 공기의 양인 공기공급량을 모니터링 하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 환기 시스템 제어 방법에 있어서는, 상기 공기배출량이 상기 공기공급량보다 더 큰 값을 유지하도록 상기 배기부 또는 급기부 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 환기 시스템 제어 방법은 상기 공간 내로 출입하는 객체의 수를 감지하는 단계; 및 상기 공간 내 존재하는 객체의 수에 따라 상기 환기 시스템을 제어하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 환기 시스템 제어 방법은 상기 공간 내 존재하는 객체의 위치를 감지하는 단계; 및 상기 객체의 위치를 참고하여 상기 환기 시스템을 제어하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

이 때 상기 환기 시스템은, 상기 공간 내 하부면에 인접하여 구비되는 가지덕트를 더 포함하되, 상기 가지덕트를 통해서는 상기 배기부의 작동에 따라 흡입된 공기가 이동되는 것을 특징으로 하며, 상기 환기 시스템을 제어하는 단계는, 상기 객체의 위치를 참고하여 상기 객체의 위치를 기준으로 기 설정된 범위 내 가지덕트의 공기흡입량을 조절하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 공간 내에서의 공기 흐름을 하방, 즉 상부로부터 하부로 공기가 이동하게 할 수 있으며, 이러한 유체역학적 움직임을 이용하여 공간 내 바이러스 및 오염 물질이 측면으로 전파되는 것을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면 실내 하부면에 설치되어 있는 덕트들에 대해 공기 흡입 제어를 선택적으로 할 수 있게 됨으로써 실내 공간에서의 환기 효율을 높일 수 있는 효과도 있다.

또한 본 발명에 따르면 내부로 유입되는 공기의 오염물질을 제거할 수 있으므로 실내 공기의 질을 높이는 효과를 꾀할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 공간 내에서의 객체, 즉 사람들을 모니터링 할 수 있으며, 사람들이 존재하는 공간, 존재하지 않는 공간, 사람의 수 등과 같은 정보들을 획득함으로써 해당 공간 내에서의 가장 효율적인 환기가 이루어지게 하는 효과가 있다.

한편, 본 발명에 의한 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 환기 시스템의 전체적인 구성들을 간략히 도시한 것이다.

도 2는 임의의 공간 내에 환기 시스템이 구현된 모습을 예시적으로 나타낸 것이다.

도 3은 배기부의 세부구성들을, 그리고 도 4는 급기부의 세부구성들을 도시한 것이다.

도 5는 덕트에 흡입홀이 형성된 모습을 도시한 것이다.

도 6은 덕트의 측면에 흡입홀이 대각 방향으로 형성된 모습을 도시한 것이다.

도 7은 도 6과 같은 덕트에 의해 공기가 흡입되었을 때 공간 내에서의 공기 흐름을 도시한 것이다.

도 8은 상기 덕트에 삽입 가능한 유선형의 삽입형 노즐을 도시한 것이다.

도 9는은 상기 도 8의 삽입형 노즐이 삽입되었을 시 흡입되는 공기의 흐름을 도시한 것이다.

도 10은 가지덕트의 외측에 방음매트, 및 프레임들을 더 구비시킨 모습을 도시한 것이다.

도 11은 본 발명에 따른 환기 시스템 제어하는 방법을 순서에 따라 나열한 것이다.

도 12는 공간 내에서 특정 객체의 위치를 감지하고, 그에 따라 환기 시스템이 제어되는 모습을 나타낸 것이다.

본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에 기재된 임의의 실시예들은 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다.

도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록들 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합일 수 있다.

또한, 어떤 구성요소들을 포함한다는 표현은 “개방형”의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.

먼저 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명에 따른 환기 시스템(1)을 개괄적으로 살펴보기로 한다. 환기 시스템(1)은 기본적으로 임의의 공간 내 공기를 환기시키기 위해 설치될 수 있는 것으로, 공간 내 구비되어 있는 덕트를 통해 기존 실내에 있던 공기를 밖으로 배출시키고, 같은 방식으로 외부로부터의 공기를 안으로 들이기 위한 시스템으로 이해된다. 뒤에서 더 자세히 설명하겠지만 본 발명에 따른 환기 시스템(1)은 공간 내 공기가 하방으로 흐를 수 있는 환경을 만들어 줌으로써 공기 중의 나쁜 바이러스나 오염물질이 실내에서 확산되는 것을 방지하며, 또한 공간 내에서의 공기 흡입 및 공기 공급이 입체적으로 이루어지게 함으로써 환기의 효율성을 극대화 시키는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 환기 시스템(1)은 덕트를 이용하되 이 때의 덕트는 공간 중에서도 하부에 설치되어 있을 것을 전제로 한다. 공간의 하부란, 3차원의 공간을 동일한 값의 부피만큼 위아래 둘로 나누었을 때 바닥면에 더 가까운 쪽의 3차원 공간을 이르는 것으로 이해될 수 있으며, 더 바람직하게는 바닥면으로부터 소정의 이격거리(예. 0cm 내지 50cm)를 높이로 하고 바닥면을 밑면으로 하는 3차원 공간으로 이해될 수 있다.

한편, 덕트는, 공간의 하부에 설치되는 가지덕트, 그리고 가지덕트를 통해 이동되는 공기를 외부로 배출시키기 위한 입상덕트를 포함할 수 있다. 이 중 가지덕트는 공간의 하부에 다양한 형태 및 길이로 설치될 수 있는데, 예를 들어 공간의 바닥면이 다각형인 경우 각 변을 따라 가지덕트가 설치될 수 있으며, 또는 각 변을 따라 가지덕트가 이중으로, 다시 말해 2겹으로 설치될 수도 있다.

도 2는 앞서 설명한 환기 시스템이 실제 공간 내에서 어떻게 구현될 수 있는지를 보이기 위한 것으로, 도 2를 참고할 때에 공간의 하부, 더 정확하게는 바닥면에 가지덕트(10A)가 설치되어 있는 것을, 그리고 가지덕트(10A)의 일점으로부터 공간의 상부를 향해 입상덕트(10B)가 설치되어 있는 것을 확인할 수 있다.

다시 도 1을 참고할 때, 본 발명에 따른 환기 시스템(1)은 크게 배기부(100), 급기부(200), 및 제어부(300)를 포함하며, 부수적으로는 모니터링부(400), 또는 감지부(500)를 더 포함할 수 있다.

먼저 배기부(100)는 덕트에 의해 공기가 흡입될 수 있도록 하며, 흡입된 공기를 공간 외부로 배출시키는 구성이다. 배기부(100)의 기능 중 특기할 만한 사항으로는 공간 내부의 공기가 위에서부터 아래로 흐르도록, 다시 말해 공간 내 공기가 하방흐름을 가질 수 있도록 덕트를 통해 공기 흡입을 시키는 것이다. 앞서도 말했듯 덕트는 공간의 하부에 설치되어 있으며, 배기부(100)가 구동되는 경우 하부로부터 공기 흡입이 이루어지므로 자연스럽게 공간 위 쪽에서 아래 쪽으로 공기의 흐름이 발생되는데, 본 발명은 이러한 유체 흐름을 이용하여 오염물질이나 바이러스의 불규칙적인 실내 전파를 방지하는 것을 특징으로 한다.

도 3은 배기부(100) 및 이의 세부구성들을 도시한 것이다. 도 3을 참고할 때, 배기부(100)는 상기 덕트와 연결되는 것으로서 상기 덕트 내부의 공기를 외부로 배출시키거나 또는 공간 내 공기를 덕트 쪽으로 흡입시키는 배기팬(110)을 포함할 수 있다. 배기팬(100)은 기본적으로 한쪽의 공기를 다른쪽으로 이동시키는 구성이며, 이 과정에서는 어느 한쪽 공간의 압력이 다른 한쪽 공간의 압력에 비해 더 낮거나 높아지게 함으로써 압력차에 따른 유체의 이동 성질이 활용될 수 있다. 또한, 상기 배기부(100)는 공간 내 머물러 있던 실내 공기를 외부로 배출시키기 전 오염물질을 필터링 하기 위한 배기 필터(130)를 더 포함할 수 있다. 배기 필터(130)에는 다양한 종류의 것들이 포함될 수 있는데, 예를 들어 머리카락, 굵은 먼지, 애완동물의 털과 같이 크기나 부피가 큰 먼지와 알레르기 유발물질을 걸러내기 위한 프리필터, 휘발성 유기화합물, 유해가스, 황사, 생활먼지, 부유곰팡이, 꽃가루, 담배연기, 음식냄새, 곰팡이 냄새 등을 제거할 수 있고 탈취기능을 가지는 카본필터, 또는 PM2.5의 미세먼지, 유해물질 및 0.3um 미세분진을 걸러낼 수 있는 헤파필터 중 적어도 하나 이상의 것이 포함될 수 있다. 도 3에는 배기부(100)의 입구 방향, 즉 공기가 인입되는 개구부에 하나의 배기 필터(130)가 설치되어 있는데, 도면과 달리 상기 배기부(100) 내에는 두 개 이상의 서로 다른 종류의 배기 필터(130)들이 더 구비될 수 있다.

다른 한편, 상기 배기부(100)는 공기를 외부로 배출시키기 전 공기 내 오염물질을 제거하기 위한 배기 살균장치(150)를 더 포함할 수 있다. 상기 배기 살균장치(150)는 바람직하게는 UV-C 파장영역(100~280nm)의 자외선을 이용한 것일 수 있으며, 상기 UV-C파장영역의 자외선은 1분간 조사 시 대장균, 디프테리아균, 이질균 등을 99% 제거할 수 있는 것으로 알려져 있어 실내 공기 중의 세균성 물질 살균에 적합하다 할 것이다. 배기 살균장치(150)의 구비 위치와 관련하여, 배기 살균장치(150)는 가능한 한 살균 대상이 되는 공기에 많은 양의 자외선을 조사할 수 있는 위치에 구비되는 것이 바람직하며, 이를 위해 도 3에서는 배기 살균장치(150)가 배기부(100)의 입구와 마주보는 위치에 설치될 수 있음을 알 수 있다. 이러한 위치 선정은 배기 살균장치(150)로 하여금 입구를 통해 인입되는 공기를 가능한 한 오랜 시간 동안 마주하게 함으로써 인입 공기 측으로의 자외선 조사량을 극대화 할 수 있는 효과를 내게 한다. 또한, 필요에 따라 상기 배기팬(110)은 후술하게 될 제어부(300)에 의해 그 구동강도가 조절될 수 있는데, 구동강도를 약하게 하는 경우 입구를 통해 인입되는 공기의 이동속도를 늦추어 공기가 자외선에 노출되는 시간을 늘릴 수 있고, 이에 따라 배기 살균장치(150)의 살균 효과를 더 높일 수도 있다.

다음으로 급기부(200)는 상기 공간의 상부로부터 하방으로 공기를 공급하는 구성이다. 급기부(200)의 위치는 특별한 제한이 없다 할 것이나, 공간 내 공기를 하방으로 흐르도록 유도하기 위해서는 상기 급기부(200)가 공간의 상부에, 바람직하게는 공간의 천장 측에 구비될 수 있다. 도 1을 참고할 때, 급기부(200)는 외부로부터의 공기를 상기 공간 내부로 들이기 위한 급기팬(210)을 포함할 수 있다. 급기팬(210)은 앞서 설명한 배기팬(110)과 유사한 구조를 가질 수 있으며, 다만 공기를 외부로부터 내부로 인입시킬 수 있는 한 반드시 팬(fan)의 구조가 아니어도 무방하다. 또한, 급기부(200)는 급기 필터(230) 및 살균장치(250)도 포함할 수 있는데, 급기 필터(230)는 배기 필터(130)와 마찬가지로 프리필터, 카본필터, 헤파필터 중 어느 하나일 수 있으며, 그 개수 역시 하나 이상이 포함될 수 있고, 또한 살균장치(250) 역시 UV-C 파장영역의 자외선을 이용한 것일 수 있다. 도 4에는 급기부(200)의 실제 구현 예가 도시되어 있는데, 급기부(200)도 도 3에서의 배기부(100)와 마찬가지로 외부로부터의 공기가 인입되는 입구 부분에 급기 필터(230)가, 그리고 공기가 인입되는 입구와 마주보는 면에 급기 살균장치(250)가 구비될 수 있음을 확인할 수 있다. 또한, 특기할 만한 사항으로 도 4의 급기부(200)에는 급기팬(210)이 도시되어 있지 않은데, 실내 공간과 실외 공간의 압력차이를 생성해 낼 수 있는 다른 수단이 존재하는 경우 이처럼 급기팬(210)이 생략될 수 있다.

다음으로 본 발명에 따른 환기 시스템(1)은 상기 배기부(100)와 급기부(200)를 제어하기 위한 제어부(300)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부(300)는 하드웨어적으로는 중앙처리유닛 및 메모리를 포함하는 연산장치로 구현될 수 있는데, 이 때 중앙처리유닛은 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 불릴 수 있다. 중앙처리유닛은 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있는데, 하드웨어를 이용하여 구현하는 경우에는 ASIC(application specific integrated circuit) 또는 DSP(digital signal processor), DSPD(digital signal processing device), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array) 등으로, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 구현하는 경우에는 위와 같은 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있다. 또한, 메모리는 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플래쉬(flash) 메모리, SRAM(Static RAM), HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive) 등으로 구현될 수 있다.

제어부(300)는 기 설계되어 있는 알고리즘에 따라 배기부(100), 급기부(200)를 제어하게 되며, 배기부(100) 또는 급기부(200)가 공간 내에 복수 개 설치되어 있는 경우 개별 배기부 또는 급기부를 제어할 수도 있다. 또한, 경우에 따라 덕트(10)는 단순히 공기를 이동시키는 통로의 역할을 하는 구조물에서 더 나아가 제어부(300)로부터 제어명령을 수신하여 작동이 가능한 구조물로도 제작될 수 있는데, 이 경우 제어부(300)는 덕트(10)에 대해서도 제어가 가능할 수 있다. 예를 들어, 덕트(10)에는 공기를 흡입할 수 있는 흡입홀(11)들이 복수 개 형성되어 있을 수 있고, 각각의 흡입홀(11)들의 크기를 조절할 수 있는 기계적 구동부가 존재할 수 있는데, 제어부(300)는 이러한 흡입홀(11) 크기 조절을 위한 구동부에 대해서도 제어가 가능할 수 있다. 또한, 상기 덕트(10) 내에는 내부를 통과하는 공기의 양을 조절하기 위한 댐퍼(미도시)가 더 구비될 수 있는데, 이러한 댐퍼(들) 역시 제어부(300)에 의해 제어될 수 있다.

한편, 다시 도 1을 참고할 때, 본 발명에 따른 환기 시스템(1)은 덕트를 통과하는 공기량을 모니터링 할 수 있는 모니터링부(400)를 더 포함할 수 있다. 모니터링부(400)의 존재는 궁극적으로는 덕트(10)를 통과하는 공기량을 사용자가 원하는 대로 조절하기 위한 것, 또는 통과하는 공기량을 균일하게 조절하기 위한 것으로, 덕트(10) 내부를 통과하는 공기의 양을 실시간으로 측정함으로써 덕트(10)의 각 위치 별 공기량을 파악하고, 이러한 정보를 기반으로 댐퍼의 각도 조절, 배기부(100)의 구동강도 조절, 급기부(200)의 구동강도 조절 등이 이루어지게 할 수 있다.

모니터링부(400)는, 예를 들어 유량계, 압력계 등과 같이 유체의 양을 직접적 또는 간접적으로 측정할 수 있는 장치에 의해 구현될 수 있으며, 또한 이러한 장치들은 바람직하게는 덕트(10)의 내부, 더 구체적으로는 흡입홀로부터 멀지 않은 않은 소정 거리 이내, 예를 들어 흡입홀의 중심으로부터 직선거리로 1cm ~ 30cm 내에 구비될 수 있다. 이는 흡입홀로부터 멀지 않은 위치에 모니터링부(400)를 둠으로써 각 흡입홀에서의 공기 흡입시 유량값 또는 압력값을 가능한 한 정확하게 획득하기 위함이다.

한편, 일 실시예에 있어서, 전체 덕트(10)가 복수 개의 덕트 조립체들로 구성되어 있음을 감안할 때, 상기 모니터링부(400)는 덕트 조립체들마다에 구비될 수도 있다. 즉, 각 덕트 조립체들은 파이프 형상으로 존재할 수 있으며, 각각의 덕트 조립체들 상에는 공기가 통과할 수 있는 통로, 그리고 공기를 흡입하기 위한 흡입홀(들)이 형성될 수 있는데, 여기에 더하여 유량계 또는 압력계와 같은 모니터링부(400)가 내부에 더 구비될 수 있다.

상기 모니터링부(400)에 의해 획득된 값들은 환기 시스템(1)의 제어에 활용될 수 있는데, 예를 들어 제1 가지덕트에 구비되어 있는 제1 모니터링부에 의해 P값이 감지되었고, 제2 가지덕트에 구비되어 있는 제2 모니터링부에 의해 Q값이 감지되었는데, 상기 P값 및 Q값이 기 설정된 범위를 벗어나는 큰 격차를 보이는 경우, 상기 배기부(100), 급기부(200), 흡입홀의 크기를 조절하는 기계적 구동부, 또는 댐퍼 중 적어도 하나의 구성들이 제어부(300)에 의해 제어됨으로써 상기 P값 및 Q값이 기 설정된 범위 내의 차이를 가지도록, 즉 제1 가지덕트에서의 흡입량(또는 유체량)이 제2 가지덕트에서의 흡입량(또는 유체량)과 균일한 값을 가지도록 할 수 있다. 또는, 경우에 따라서는 상기 제1 가지덕트에서의 흡입량이 제2 가지덕트에서의 흡입량보다 압도적으로 큰 값(기 설정된 범위를 초과하는 값)을 가지도록 제어함으로써 공간 내에서 공기가 흐르는 방향을 사용자가 원하는 대로 바꿀 수 있으며, 이를 통해 공간 내 특정된 위치에서의 환기 효과를 더 높이는 등의 작업이 가능할 수 있다.

다시 도 1을 참고할 때, 본 발명에 따른 환기 시스템(1)은 감지부(500)를 더 포함할 수 있다. 모니터링부(400)가 덕트를 통과하는 유체(공기)에 관한 정보들을 획득하기 위한 장치인 반면, 감지부(500)는 공간을 출입하는 또는 공간 내 존재하는 객체의 숫자정보 또는 위치정보를 획득하는 수단으로 이해될 수 있다. 쉬운 예로, 상기 감지부(500)는 공간 내부로 몇 명의 사람이 들어와 있는 상태인지, 몇 명의 사람들이 언제 들어오고 나갔는지, 특정인이 공간 내 어느 지점에 위치하고 있는지 등과 같은 정보들을 획득할 수 있으며, 이러한 정보들은 제어부(300) 측으로 제공되어 공간 내 환기 시스템(1)을 제어하는 데에 활용될 수 있다. 공간 내에 사람이 서 있는 자리 또는 앉는 자리가 비교적 제한적인 반면, 가구 등의 배치에 의해 사람이 존재할 수 없는 위치가 정해져 있는 경우가 많은데, 환기 시스템(1)을 작동시킬 때에 이렇게 사람이 존재하고 있는 위치와 그렇지 않은 위치를 구별하여 특정된 위치 별로 환기 성능이 달라지도록 배기부(100), 급기부(200), 덕트(10) 등을 제어하는 경우 효율을 높일 수 있는 효과가 있다. 감지부(500)는 이와 같은 환기 시스템(1) 제어가 가능하게 하는 것으로, 공간 내 객체(예. 사람)의 숫자정보, 그리고 공간 내 객체의 위치정보를 획득하는 수단이다.

감지부(500)의 실제 구현은 객체의 들어오고 나감을 카운팅 하는 카운터 센서, 또는 공간 내부를 촬영한 이미지로부터 객체가 존재하고 있는 위치를 추정하는 이미지 분석 기반의 위치감지장치, 그 밖에 공간 내 객체의 움직임을 감지하는 모션센서 등 다양한 수단으로 이루어질 수 있다.

이상 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명에 따른 환기 시스템(1)의 주요 구성들에 대해 알아 보았다. 이하에서는 도면들을 참고하여 주요 구성들에 대한 보다 구체적인 실시예들에 대해 알아보기로 한다.

도 5는 덕트, 그 중에서도 공간 하부에 설치될 수 있는 가지덕트(10A)의 실시예를 도시한 것이다. (a)는 가지덕트의 제1 실시예를 도시한 것으로, 상기 가지덕트(10A)는 바람직하게는 바닥면 위에 고정 구비된 것일 수 있으며, 내부로 유체가 이동할 수 있게 통로가 구비되어 있는 한 그 형상에는 제한이 없다 할 것이다. 한편, (a)에 도시되어 있는 가지덕트(10A)는 흡입홀(11a)이 가지덕트(10A)의 상부면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하며, 이 때 흡입홀(11a)에는 머리카락, 먼지 등의 오염물질을 걸러낼 수 있는 프리필터가 설치될 수 있다. 이 프리필터는 도 1에서 설명한 배기 필터(130)의 한 종류로, 상기 흡입홀(11a)을 통과하는 공기의 오염물질을 걸러내는 역할을 할 수 있다.

다른 한편, 도시되어 있는 가지덕트(10A)는 전체 덕트를 구성하는 여러 개의 가지덕트(10A)들 중 일부일 수 있으며, 다른 일부 가지덕트(10A)에는 흡입홀(11a)이 형성되어 있지 않을 수도 있다. 즉, 임의 공간의 하부 공간, 예를 들어 공간을 형성하는 바닥면 및 측벽면의 내측 둘레를 따라 전체 덕트가 설치된다고 가정할 때 이 전체 덕트는 복수 개의 가지덕트(10A) 조립체들로 구성될 수 있으며, 각각의 가지덕트(10A)에는 필요에 따라 흡입홀이 형성되어 있을 수도, 형성되어 있지 않을 수도 있다. 특히, 공간 내부의 구조 상 굳이 다른 영역에 비해 환기가 필요하지 않은 영역이 있는 경우에는 흡입홀이 형성되어 있지 않은 가지덕트(10A)들을 주로 배치시킴으로써 환기 시스템(1) 구축에 들어가는 비용을 절감할 수도 있다. 또한, 각각의 가지덕트(10A) 조립체들은 고유의 식별번호를 가져 제어부(300)에 의해 제어가 이루어질 때 상기 식별번호가 활용될 수 있다. 예를 들어, 특정 가지덕트 내에서의 공기압이 어떤 값을 가지는지, 어느 가지덕트 주변의 공기질이 가장 나쁜지 등을 알고자 할 때, 또는 특정 가지덕트의 흡입홀 크기를 조절하거나 내부 통과되는 공기량을 조절하고 싶을 때 위 식별번호가 활용될 수 있다.

또 다른 한편, 상기 가지덕트(10A) 상에 형성되는 흡입홀(11a)은 도면에 하나만 도시되어 있으나 복수 개의 흡입홀들이 형성될 수 있으며, 흡입홀의 모양 및 크기 역시 다양하게 결정될 수 있다. 다른 한편, 상기 가지덕트(10A)에는 흡입홀의 크기 조절이 가능하도록 하는 흡입홀 조절부(미도시)가 별도로 구비될 수 있다. 제어부(300)에 의해 제어 가능한 흡입홀 조절부는, 예를 들어 흡입홀을 덮을 수 있는 커버면을 두어 이로 하여금 흡입홀을 막거나 열게 하는 장치 구조물일 수 있으며, 또는 흡입홀의 크기 자체를 줄이거나 늘릴 수 있는 장치 구조물일 수 있다. 또한, 상기 가지덕트(10A) 내부에는 댐퍼(미도시)가 더 구비될 수 있다. 댐퍼는 가지덕트(10A) 내부를 통과하는 공기의 양을 조절하기 위한 것으로, 공기가 지나는 통로 상에 흐름을 제어할 수 있는 공기조절판이 기본 구성으로 포함될 수 있다. 댐퍼 역시 제어부(300)에 의해 제어가 가능하며, 예를 들어 특정 가지덕트(10A)에서의 공기 통과량이 증가하고 주변 타 가지덕트(10A)에서의 공기 통과량이 감소할 경우 제어부(300)로 하여금 상기 특정 가지덕트(10A) 내 댐퍼를 닫게 함으로써 전체 덕트에서의 공기 통과량 내지 공기압을 균일하게 유지토록 할 수 있다.

도 5의 (b)는 가지덕트의 제2 실시예를 도시한 것으로, 복수 개의 흡입홀(11b)들이 가지덕트(10A)의 측면에, 더 정확하게는 공간의 안쪽을 바라보는 방향으로 형성되어 있는 모습을 도시한 것이다. (b)에 도시된 가지덕트는 흡입홀이 상측이 아닌 측면에 형성된 것을 특징으로 하는데, 이러한 흡입홀(11b)의 배치는 여전히 공간 하부에서 공기를 흡입할 것이므로 공간 내 공기의 하방 흐름을 만들어 낸다는 점에서는 제1 실시예에 따른 가지덕트와 동일하지만, 제2 실시예에 따른 가지덕트는 흡입홀(11b)들이 측면에 형성되어 있으므로 머리카락이나 먼지와 같은 이물질에 의해 가지덕트의 기능이 저해될 가능성이 적으며, 이에 따라 유지보수의 측면에서도 제1 실시예의 가지덕트에 비해 일부 효율적인 장점이 있다.

한편, 도 6에는 제3 실시예에 따른 가지덕트(10A) 및 흡입홀(11C)이 도시되어 있다. 제3 실시예에 따른 가지덕트(10A)는 측면에 흡입홀(11C)이 형성되되, (a) 및 (b)에 보이는 것과 같이 흡입홀(11C)이 가지덕트(10A)에 비스듬히 형성되는 것을 특징으로 한다. 구체적으로, 상기 흡입홀(11C)의 중심축은, 평면도로 보았을 때, 가지덕트(10A)의 중심축과 90도 미만의 예각을 이룰 수 있다.

제3 실시예에 따른 가지덕트(10A)는 공간의 하부에서 흡입홀(11C)들에 의해 공기가 흡입될 때, 공간 하부에 특정 기류를 유도해 내기 위한 것으로, 예를 들어 도 7에 도시되어 있는 것과 같이 평면도 상에서 4각형의 바닥면 둘레로 제3 실시예에 따른 가지덕트(10A)들이 복수 개 구비되어 있고, 각각의 흡입홀(11C)들에 의해 공기가 흡입될 때에 공간 하부에 특정 방향으로 공기의 흐름이 회전하는 와류(vortex)가 유도되도록 할 수 있다. 이러한 와류의 형성은, 본 발명이 구현해 내고자 하는 클린 룸 환경을 보다 효율적으로 만들어 내는 데에 도움이 될 수 있는데, 예를 들어 공간 천장면에 구비되어 있는 급기부(200)로 하여금 상기 와류의 회전방향과 맞추어 외부로부터의 새로운 공기를 공급하게 하는 경우, 공간 내에는 천장면으로부터 바닥면까지 이르는 공기의 하방 흐름이 생성될 수 있어 공간 내 오염된 공기가 더 이상의 확산 없이 흡입홀(11C)들에 의해 배출될 수 있다.

참고로 도 7에 도시된 평면도 및 와류의 회전 방향은 하나의 실시예에 불과한 것일뿐, 복수 개의 흡입홀(11C)들을 어떻게 제어하는지에 따라 와류의 형상, 회전 방향 등은 달라질 수 있음을 이해한다. 다만, 도 6 및 도 7을 참고하여서는 본 발명에 따른 환기 시스템(1)이 가지덕트(10A)의 측면에 비스듬히 형성된 흡입홀(11C)들을 이용하여 공간 하부에 특정 공기의 흐름을 유도해 낼 수 있다는 사실, 그리고 나아가 공간 상부의 급기부(200)로 하여금 방향성을 맞추어 공기 공급이 이루어지게 함으로써 공간 내 상부로부터 하부에 이르는 특정 공기 흐름을 유도 및 유지시킬 수 있다는 사실을 알 수 있다.

도 8은 가지덕트(10A)에 삽입될 수 있는 형상의 노즐, 즉 삽입형 노즐(13)을 도시한 것이다. 앞선 도면들에서는 가지덕트(10A) 상에 흡입홀들이 형성될 수 있음에 대해 설명하였는데, 필요에 따라 상기 흡입홀들에는 도 8에 도시되어 있는 것과 같은 삽입형 노즐(13)이 삽입되어 공기의 흡입 및 덕트 내부에서의 유체 이동에 도움을 줄 수 있다. 참고로 도 8의 (a)는 가지덕트(10A)에 삽입형 노즐(13)이 삽입되는 모습을, 도 (b) 내지 (d)는 각각 삽입형 노즐(13)의 측면도, 사시도, 평면도이다.

도 8의 (a)는 삽입형 노즐(13)이 가지덕트(10A) 상의 흡입홀(11)에 삽입되는 모습 및 삽입 방향을 도시한 것으로, 흡입홀(11)이 가지덕트(10A)의 상부에 형성되어 있다면 도면에서와 같이 삽입될 수 있다. 한편, 삽입형 노즐(13)은 흡입홀(11)에 삽입이 되었을 때 걸릴 수 있도록 상기 흡입홀(11)보다 더 넓은 윗면, 즉 걸림부(13A)를 가질 수 있다. 걸림부(13A)는 도 8에서 단지 삽입형 노즐(13)을 흡입홀(11)에 걸치게 하는 용도의 것으로 도시되어 있으나, 삽입형 노즐(13)을 흡입홀(11) 상에 고정시키기 위한 용도의 다양한 수단들이 존재할 수 있음을 이해한다.

다른 한편, 도 8의 (a) 내지 (d)를 참고할 때, 삽입형 노즐(13)은 바람직하게는 유선형상일 수 있으며, 공기를 흡입/배출하기 위한 흡입구(13B) 및 배출구(13C)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 삽입 시 가지덕트 내에서의 공기 흐름 방향을 전면 방향이라 정의할 때, 삽입형 노즐(13)은 후면 방향이 전면 방향에 비해 더 넓은 폭을 가지는 유선형상을 가질 수 있으며, 흡입구(13B)는 삽입형 노즐(13)의 윗면에, 그리고 배출구(13C)는 전면에 형성될 수 있다. 흡입구(13B)는 흡입홀(11)을 대신하기 위한 구성이며, 배출구(13C)는 흡입구(13B)를 통해 흡입된 공기가 배출되도록 한 구성이다. 도 9는 삽입형 노즐(13)에 의해 흡입된 공기가 배출구(13C)를 통해 가지덕트(10A) 내를 통과하는 더 큰 공기의 흐름과 합류되는 모습을 도시한 것이다.

후면 방향이 전면 방향에 비해 더 넓은 폭을 가지는 유선형상은 도 8(d)에서 볼 수 있듯 가지덕트(10A) 내에 삽입되었을 때 상기 삽입형 노즐(13)을 지나 통과하는 공기로 하여금 저항을 최소한으로 받은 채 통과할 수 있게 하는 효과가 있으며, 또한 이 때 배출구(13C)를 통해 배출되는 공기를 미세하게나마 끌어들이는 효과, 즉 빠른 속도로 통과하는 유체가 상대적으로 낮은 압력 상태가 된다는 베르누이 법칙에 따른 효과를 기대할 수 있어 공간 내 공기 흡입의 효율성 및 흡입된 공기 배출의 효율성을 높일 수 있다.

다른 한편, 삽입형 노즐(13)을 측면에서 바라보았을 때, 삽입형 노즐(13)의 후면으로부터 밑면으로 이어지는 면은 "ㄴ"자의 커브 형상을 가질 수 있는데, 이러한 커브 형상 역시 삽입형 노즐(13)을 통해 흡입되는 공기의 흐름을 보다 원활히 함과 동시에 덕트 내부를 통과하는 공기의 이동 시 저항을 최소화 하기 위해 고안된 것이다.

도 10은 환기 시스템(1)의 소음을 줄이기 위한 노력의 일환으로 가지덕트(10A)의 외측에 방음매트(60)를 더 형성시킨 모습, 그리고 여기에 프레임(65)들을 더 구비시킨 모습을 도시한 것이다. 환기 시스템(1)은 본질적으로 통로를 통하여 공기를 이동시키는 것을 기본적인 메커니즘으로 하는 시스템이기에, 유체의 이동 과정에서 일정 정도의 소음이 발생할 수 밖에 없다. 본 발명에 따른 환기 시스템(1)에서는 이러한 소음을 가능한 한 줄이고자 몇 가지 방법론들을 제시하고 있는데, 그 중 하나는 도 10(a)에서와 같이 덕트의 외측면을 방음매트(60)로 감싸도록 한 것이다. 즉, 공기가 지나는 통로의 측면에 방음매트(60)를 설치함으로써 환기 시에 발생하는 소음을 줄일 수 있다.

다른 한편, 도 10(b). (c)와 같이 방음매트(60)뿐만 아니라 프레임(65)들을 더 구비시킴으로써 배기 시 발생하는 소음 및 진동을 더 효과적으로 줄일 수도 있다. 특히 배기팬(110)을 작동시킬 때에 상당한 진동이 발생할 수 있는데, 배기팬(110)의 진동은 결과적으로 가지덕트(10A)에서의 진동까지도 야기하면서 더 큰 소음을 유발할 수 있다. 도 10(b), (c)와 같은 형태의 프레임(65)들을 통해서는 가지덕트(10A)에서의 진동을 감소시키는 효과를 꾀할 수 있으며, 또한 이에 따른 소음 감소의 효과도 꾀할 수 있다. 또한, 바람직하게는 상기 프레임(65)들을 가지덕트(10A)의 외측에 방음매트(60)와 함께 둠으로써 가지덕트(10A) 및 방음매트(60)를 동시에 지지하게 할 수 있으며, 또한 도면에서와 같이 직사각형 평면형상의 가지덕트(10A)의 각 꼭지점에 대응되도록 프레임(65)들을 구비시킴으로써 진동 감소의 효과를 꾀할 수 있다.

또 다른 한편, 전술한 도 3에도 방음을 위한 방음매트(60)가 배기부(100)를 둘러싸도록 형성되어 있음을 확인할 수 있다. 도 3을 참고할 때, 배기부(100)의 외측면으로는 내벽(50), 외벽(70)이 둘러싸도록 형성될 수 있으며, 그 사이에는 방음매트(60)가 존재하도록 함으로써 결과적으로 두 개의 벽, 그리고 방음매트에 의해 배기부(100)의 소음을 크게 줄이도록 하였다.

이처럼 본 발명에 따른 환기 시스템(1)은 공간 내 구성들을 설치할 시 방음매트, 그리고 내벽, 외벽과 같은 구조물들을 적극 활용함으로써 환기 시 발생되는 소음을 줄일 수 있다.

이상 도 1 내지 도 10을 참고하여 환기 시스템(1)의 각 세부구성들에 대해 살펴 보았다. 이하에서는 도면들을 참고하여 환기 시스템(1)이 어떤 단계에 따라 제어되는지에 대해 살펴본다.

도 11은 본 발명에 따른 환기 시스템(1) 제어 방법을 순서에 따라 도시한 것이다. 이를 참고할 때, 환기 시스템(1) 제어 방법은 가장 먼저 제어부(300)가 배기부(100)를 작동시켜 공기의 배출을 개시하는 것으로부터 시작된다. (S101) 구체적으로, 배기부(100)의 작동 개시는 상기 환기 시스템(1)을 관리하는 사용자의 입력에 의해, 또는 제어부(300)가 복수 개의 모니터링부(400) 또는 감지부(500)로부터 획득한 정보들에 기초하여 한 판단(이 때의 판단은 인공지능 알고리즘에 의해 이루어진 판단일 수 있음)에 의해, 또는 기 정해진 조건이 만족되었는지 여부에 따라 이루어질 수 있다.

다른 한편, 환기 시스템(1) 제어 방법에는 급기부(200)를 작동시켜 공간 내로의 공기 공급을 개시하는 단계(S103)가 포함될 수 있다. 상기 S101 단계와 본 S103 단계는 반드시 위 순서에 따라 동작이 이루어져야만 하는 것은 아니며, 사용자 조작에 따라 또는 기 정해진 알고리즘에 따라 급기부(200)가 먼저 작동된 후 배기부(100)가 이어서 작동될 수도 있다. 다만, 바람직하게는 배기부(100)를 먼저 정해진 시간 동안 동작시켜 공간 내 오염된 공기들을 일부 배출시킴과 동시에 공간 내 압력을 일정정도 낮춘 후 급기부(200)를 동작시켜 공간 내 공기의 하방 흐름을 형성하는 데에 더 유리할 수 있다.

배기부(100) 및 급기부(200)가 작동된 이후에는 가지덕트(10A) 또는 입상덕트(10B)를 통과하는 공기의 공기량을 모니터링 하는 단계(S105)가 진행될 수 있다. S105 단계는 제어부(300)가 가지덕트(10A) 또는 입상덕트(10B)에 구비되어 있는 복수 개의 모니터링부(400)로부터 측정된 값을 수신하는 단계로도 이해될 수 있다. 본 단계에서는 대표적으로, 배기부(100)를 통해 외부로 배출되는 공기의 양(공기배출량), 그리고 급기부(200)를 통해 공간 내부로 공급되는 공기의 양(공기공급량)을 모니터링 한 값이 제어부(300) 측으로 제공될 수 있다. 이러한 공기배출량 및 공기공급량 모니터링은 추후 제어부(300)로 하여금 공간 내에서 공기배출량이 공기공급량보다 더 높은 값을 유지한 채 환기 시스템(1)을 제어하게 하는 데에 참고될 수 있다.

모니터링 하는 단계에서는 비단 각 덕트들로부터의 측정 값을 수신하는 것뿐만 아니라, 각 덕트들을 통과하고 있는 공기의 양이 균일한지, 각 덕트에서 흡입되고 있는 공기량이 균일한지에 대한 전반적인 모니터링이 함께 이루어질 수 있으며, 이는 기 정해진 알고리즘에 의해 상기 수신된 값들이 기 설정된 범위를 벗어났는지 여부, 수신된 값들의 평균 값 대비 특정 덕트에서의 측정 값이 기 설정된 범위를 초과한 값을 보이는지 여부 등을 확인해 봄으로써 이루어질 수 있다. 또한, 본 모니터링 단계에서는 공기량이 균일한지 여부를 살필 뿐만 아니라, 공간 내부의 환경(공간 내 사람의 수, 사람이 존재하고 있는 위치, 공기의 오염 정도 등)에 따라 환기 시스템(1)이 올바르게 제어되고 있는지 여부를 확인하는 과정도 포함될 수 있다. 가령, 공간 내 존재하는 사람이 5명으로 감지되고 있는 와중에 환기 시스템(1) 내 배기부(100) 및 급기부(200)가 위 인원수에 맞는 강도로 작동이 되고 있는지 여부, 공간 내 임의의 영역에 사람들이 많이 존재하는 것으로 감지되고 있는 와중에 상기 영역과 매핑되는 덕트에서의 흡입이 제대로 이루어지고 있는지 여부 등이 확인될 수 있다.

한편, 이 외에도 상기 모니터링 단계에서는 실내의 미세먼지, 온도, 습도, VOCs, CO2 농도 등을 측정할 수 있는 센서들이 제어부(300) 측으로 다양한 정보들을 제공할 수 있으며, 제어부(300)는 이 정보들을 참고하여 환기 시스템(1)의 전반적인 구동을 제어할 수 있게 된다.

상기 S105 단계와 병렬적인 성격의 단계로, 제어부(300)는 공간 내부에 존재하는 객체를 감지한 감지부(500)로부터 정보를 수신하는 단계(S107)를 더 포함할 수 있다. 도 1에 대한 설명에서 이미 언급하였듯 감지부(500)는 공간을 출입하는 또는 공간 내 존재하는 객체의 숫자정보 또는 위치정보를 획득하는 수단이며, 특히 몇 명의 사람이 들어와 있는 상태인지, 특정인이 공간 내 어느 지점에 위치하고 있는지 등과 같은 정보들을 획득하여 제어부(300)에 제공할 수 있다. 감지부(500)에 의해 획득된 정보가 전체 환기 시스템(1)의 제어에 어떻게 활용되는지에 대해 간단히 살펴보면, 예를 들어 공간 내에 아무도 입장해 있지 않은 것으로 감지된 경우에는 제어부(300)가 환기 시스템(1)을 정지시키거나 최소한의 환기가 가능한 상태로 유지시킬 수 있다. 또한, 공간 내에 3명의 인원이 존재하는 것으로 감지된 경우, 제어부(300)는 환기 시스템(1)을 가동시키되 인원수 3명에 매핑되는 정도의 강도로만 가동을 시킴으로써 환기 시스템(1)을 효율적으로 운용할 수 있다. 또한, 같은 방식으로, 공간 내에 6명 이상의 인원이 존재하는 것으로 감지된 경우에는 이 인원수에 맞는 정도의 강도로 환기 시스템(1)을 가동시킴으로써 공간 내 환기를 진행시킬 수 있다.

참고로 S105 단계 및 S107 단계는 환기 시스템(1)을 제어하는 데에 있어서 반드시 모두 필요한 것은 아니며, 둘 중 어느 하나의 단계만 진행되더라도 제어부(300)에 충분한 정보를 제공할 수 있는바, 위 두 개의 단계들 중 어느 하나만 있어도 환기 시스템(1)을 운용하는 데에는 문제가 없다 할 것이다.

S105 단계 또는 S107 단계 후에는 제어부(300)가 앞선 단계들에서 수신한 정보들을 참고하여 환기 시스템(1) 전반을 제어하는 단계(S109)가 진행될 수 있다. S109 단계는, 이미 본 단계 이전에 환기 시스템(1)이 가동 중이었다면 일부 구성들에 대한 제어명령을 달리하여 제어하는 단계로 이해될 수 있으며, 본 단계 이전에 환기 시스템(1)이 가동 중이 아니었다면 새로이 제어가 이루어지는 단계로 이해될 수 있다.

다른 한편, 본 단계에서는 환기 시스템(1)을 제어하되, 공간 내에서의 공기 흐름을 하방으로 형성시키기 위해 공간으로부터 배출되는 공기의 양이 공간 내로 공급되는 공기의 양보다 더 큰 값을 가지도록 제어할 수 있다. 즉, 공간 하부에서의 공기흡입량이 조금이라도 공기공급량 대비 더 큰 값을 가지게 함으로써 공간 내에서의 공기가 하방으로 흐르도록 할 수 있다.

참고로 도 12는 제어부(300)가 객체(사람)의 위치정보를 수신한 뒤, 소정의 영역을 감지영역으로 정의하고, 해당 감지영역 주변에서의 가지덕트(10A) 흡입률을 조절하여 공간 내 환기 효율을 높인 제어 모습을 도시한 것이다.

도 12를 참고할 때, 공간 내에는 2명의 사람이 공간 내부에 존재하고 있는 것으로 감지부(500)에 의해 감지될 수 있으며, 감지부(500)로부터 상기 2명의 공간 내 위치정보(이 때의 위치정보는 감지부(500)가 촬영한 이미지 내에서의 사람 위치를 기초로 한 것이거나, 또는 공간 내부를 임의의 좌표계로 정의한 뒤 해당 좌표계를 기준으로 한 사람의 위치를 기초로 한 것일 수 있음)가 제어부(300) 측에 공유되면 제어부(300)는 이로부터 소정의 감지영역, 즉 사람이 존재하고 있는 것으로 추정되는 영역을 정의할 수 있다. 이 감지영역은 공간 내에서의 특정 영역을 대상으로 제어명령을 발신하기 위해 정의된 것으로, 특정 감지영역이 정의되었을 때 제어부(300)로서는 감지영역 주변의 구성들(배기부, 급기부, 가지덕트, 입상덕트 등)에 대해서만 선택적으로 제어명령을 발신함으로써 입체적인 환기가 가능할 수 있다. 도 12에는 감지영역 주변의 덕트에서 흡입이 더 강하게 일어나고 있음(흡입을 나타내는 화살표의 길이)을 확인할 수 있으며, 그 외의 영역에서는 흡입이 약하게 일어나고 있음을 알 수 있다. 한편, 비단 배기부(100)나 가지덕트의 흡입홀 뿐만 아니라 급기부(200)에 대해서도 제어명령이 발신될 수 있으며, 예를 들어 급기부(200)로 하여금 감지영역 방향으로만 공기 공급이 이루어지게 함으로써 감지영역에서의 공기 하방 흐름이 형성되도록 할 수 있다.

이상 환기 시스템 및 이의 제어 방법에 대해 살펴보았다. 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 구별되어 이해되어서는 안 될 것이다.

1 환기 시스템

10 덕트 10A 가지덕트 10B 입상덕트

11 흡입홀 12 필터

13 삽입형 노즐 13A 걸림부 13B 흡입부 13C 배출부

50 내벽 60 방음 매트 70 외벽

100 배기부 110 배기팬 130 배기 필터 150 배기 살균장치

200 급기부 210 급기팬 230 급기 필터 250 급기 살균장치

300 제어부

400 모니터링부

500 감지부

Claims

임의의 공간 내부를 환기시키는 환기 시스템에 있어서,

덕트 - 상기 덕트는, 상기 임의의 공간에서 하방으로 공기를 흡입하여 이동시킴 - 에 의해 공기가 흡입되도록 하며, 흡입된 공기를 외부로 배출하는 배기부; 및

상기 공간의 상부로부터 하방으로 공기를 공급하는 급기부; 및

상기 배기부 및 급기부를 제어하는 제어부;

를 포함하는,

환기 시스템.
제1항에 있어서,

상기 덕트에는,

공기를 흡입하기 위한 흡입홀이 복수 개 형성되어 있으며,

상기 흡입홀을 통과하는 공기 또는 흡입홀을 통과한 공기를 필터링 하기 위한 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,

환기 시스템.
제1항에 있어서,

상기 덕트는,

상기 공간 내 하부면에 인접하여 설치되는 가지덕트; 및

상기 가지덕트와 연결되는 것으로서, 상기 공간 내 하부로부터 상부로 연장되는 입상덕트;

를 포함하는 것을 특징으로 하는,

환기 시스템.
제1항에 있어서,

상기 덕트를 통과하는 공기량을 모니터링 하기 위한 모니터링부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,

환기 시스템.
제2항에 있어서,

상기 흡입홀에 삽입 가능한 것으로서, 상기 덕트 외부로부터 공기가 흡입되는 흡입구, 및 흡입된 공기가 상기 덕트 내부로 배출되는 배출구가 형성된 삽입형 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,

환기 시스템.
제5항에 있어서,

상기 삽입형 노즐은 유선형이고, 상기 삽입형 노즐의 전단과 후단의 폭이 상이하며,

상기 배출구는 상대적으로 더 작은 폭을 가지는 후단에 형성되는 것을 특징으로 하는,

환기 시스템.
제1항에 있어서,

상기 배기부는,

상기 덕트와 연결되는 것으로서, 상기 덕트 내부의 공기를 외부로 배출시키거나 상기 공간 내 공기를 덕트 쪽으로 흡입시키는 배기팬;

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,

환기 시스템.
제1항에 있어서,

상기 급기부는,

외부로부터의 공기를 상기 공간 내부로 공급하기 위한 급기팬; 및

상기 공간 내부로 공급되는 공기의 오염물질을 필터링 하기 위한 급기 필터;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,

환기 시스템.
제8항에 있어서,

상기 급기부는,

상기 공간 내부로 공급되는 공기 내 오염물질을 제거하기 위한 급기 살균장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,

환기 시스템.
환기 시스템 - 상기 환기 시스템은 임의의 공간 내 공기를 하부로부터 흡입시켜 외부로 배출하는 배기부, 및 외부로부터의 공기를 상부로부터 하방으로 공급하는 급기부를 포함함 - 을 제어하는 방법에 있어서,

상기 배기부를 작동시켜 상기 임의의 공간 내 공기를 흡입하여 외부로 배출시키는 단계; 및

상기 급기부를 작동시켜 상기 임의의 공간 내로 공기를 공급시키는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는,

환기 시스템 제어 방법.
제10항에 있어서,

상기 공간으로부터 외부로 배출되는 공기의 양인 공기배출량 및 상기 공간 내부로 공급되는 공기의 양인 공기공급량을 모니터링 하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,

환기 시스템 제어 방법.
제11항에 있어서,

상기 공기배출량이 상기 공기공급량보다 더 큰 값을 유지하도록 상기 배기부 또는 급기부 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는,

환기 시스템 제어 방법.
제10항에 있어서,

상기 공간 내로 출입하는 객체의 수를 감지하는 단계; 및

상기 공간 내 존재하는 객체의 수에 따라 상기 환기 시스템을 제어하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,

환기 시스템 제어 방법.
제10항에 있어서,

상기 공간 내 존재하는 객체의 위치를 감지하는 단계; 및

상기 객체의 위치를 참고하여 상기 환기 시스템을 제어하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,

환기 시스템 제어 방법.