KR101931912B1 - 공기의 유동경로를 변화시키는 환기시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기의 유동경로를 변화시키는 환기시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내의 공기를 환기시키기 위해 창문을 개방함에 있어서 실내 공기의 오염도 수치를 파악하여 오염도가 높은 공간의 환기가 우선적으로 행해지도록 하고, 오염도가 낮은 공간으로 오염물질이 유입되지 않도록 공기의 유동경로를 능동적으로 설정할 수 있도록 하는 공기의 유동경로를 변화시키는 환기시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 실내 공간의 오염도 상태에 따라서 적절한 자연환기 상태를 만들 수 있고, 오염도의 상태에 따라서 자연환기가 필요한 공간만 환기창을 개방하여 공기가 유동하도록 함으로써 환기 시간을 줄이면서 효율을 최대화할 수 있는 효과가 있다.

Description

공기의 유동경로를 변화시키는 환기시스템{A VENTILATION SYSTEM WITH CHANGING AIR FLOW PATH}

본 발명은 공기의 유동경로를 변화시키는 환기시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내의 공기를 환기시키기 위해 창문을 개방함에 있어서 실내 공기의 오염도 수치를 파악하여 오염도가 높은 공간의 환기가 우선적으로 행해지도록 하고, 오염도가 낮은 공간으로 오염물질이 유입되지 않도록 공기의 유동경로를 능동적으로 설정할 수 있도록 하는 공기의 유동경로를 변화시키는 환기시스템에 관한 것이다.

일반적으로 가정 또는 사무실과 같은 실내에서는 공기를 환기시키기 위해 창문을 일정시간 개방하거나 별도의 환기장치를 이용하는데, 창문의 개폐를 이용하여 환기를 하는 경우에는 여름철 또는 겨울철에는 냉방 또는 난방된 실내 공기의 유출에 따라 상당한 에너지 손실이 발생하게 될 뿐 아니라 유입된 공기를 다시 냉각 또는 가열하기 위한 냉방 또는 난방에 따른 추가비용이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 별도의 환기장치를 이용하여 환기를 행하는 경우에는, 창문의 개폐를 이용한 환기의 경우에 비해 편리하지만, 이러한 별도의 환기장치를 설치하기 위해서는 상당한 비용이 추가되고 또한 별도의 환기장치를 가동하기 위한 추가 시설 비용 및 전력 에너지 사용에 따른 추가 비용 등이 발생하므로, 특히 일반 가정에서는 이러한 경제적인 부담으로 인해 거의 사용되고 있지 않다.

한편, 오염된 실내공기는 인체에 유해한 질병을 유발하며, 특히 오염된 공기 속의 각종 먼지, 미생물들은 호흡기 질병과 각종 알레르기를 유발하는 원인이 되며, 또 실내 건축재에서 배출되는 각종 오염물질은 두통, 기침, 가려움증 등의 질병을 유발시킨다.

이에 따라 실내와 외부를 통풍시켜 공기를 자주 환기함으로써, 실내에 각종 오염물질들이 축적되지 않도록 하는 것이 바람직하나 종래 창문은 창문을 열고 환기를 시키는 경우에 강한 바람이 유입되거나 외부의 빗물이나 먼지 등이 실내로 유입되는 등의 문제점이 있었다.

건축물에서 자연환기가 가능한 상황일 때를 실내외 온도차 및 실외풍속 조건 등을 포함한 복합적인 주변환경 인자들을 파악하여 합리적인 자연환기 시점을 재실자에게 알려주도록 하는 시스템이 개시되고 있다.

도 1은 종래기술에 따른 건축물의 자연환기 알림 시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 블록도이며, 도 2는 도 1의 자연환기 알림 시스템의 구성이 건축물에 적용되는 일 예를 도시한 사시도이다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 건축물의 자연환기 알림 시스템은, 실외 풍속 및 실외 온도를 검출하는 유닛을 포함하는 실외환경 검출부(10); 실내오염도 및 실내온도를 검출하는 유닛을 포함하는 실내환경 검출부(20); 상기 실외환경 검출부(10)와 실내환경 검출부(20)에서 검출된 데이터를 제공받아 환기 여부를 판단하는 환기 판단부(30); 건축물의 창호의 개폐를 작동시키는 창호 구동부(40); 상기 환기 판단부(30)의 명령에 따라 창호의 개폐를 조절하도록 상기 창호 구동부(40)를 제어하는 제어부(50); 및 상기 환기 판단부(30)에서 환기가 필요하다고 판단될 때, 환기필요 정보를 알리는 알림부(60)를 포함한다.

상기 실외환경 검출부(10)는 실외의 온도를 검출하는 실외온도 검출센서(11)와, 실외의 풍속을 검출하는 풍속 검출센서(12) 및 상기 실외온도 검출센서(11)와 풍속 검출센서(12)에서 검출된 각 데이터를 제공받아 수신 유닛으로 전달하는 송신 유닛(13)을 포함한다.

상기 실내환경 검출부(20)는 실내의 온도를 검출하는 실내온도 검출센서(21)와, 실내의 오염도를 검출하는 오염도 검출센서(22), 및 상기 실내온도 검출센서(21)와 상기 송신 유닛(13)으로부터 데이터를 전달받는 수신 유닛(23)을 포함한다.

상기 오염도 검출센서(22)는 실내 가스의 농도, 예를 들면 실내의 이산화탄소(CO2)의 농도를 검출하는 이산화탄소 검출센서로 이루어질 수 있다.

상기 환기 판단부(30)는 상기 실외환경 검출부(10)와 실내환경 검출부(20)로부터 제공받은 데이터를 미리 설정된 기준 온도와 풍속 그리고 실내 오염도와 비교하여 환기 여부를 판단하고, 판단 결과를 제어부(50) 및 알림부(60)로 전달한다.

상기 창호 구동부(40)는 창호를 개폐할 수 있는 기계적 메커니즘으로서, 정역 회전가능한 구동 모터와, 상기 구동 모터의 구동력을 전달받는 기어 트레인(기어 박스) 및 상기 기어 트레인의 구동력을 전달받으며 창호에 결합되는 연동 기어를 포함할 수 있다.

상기 제어부(50)는 상기 환기 판단부(30)의 판단 결과에 따른 명령을 제공받아 창호 구동부(40)를 제어하여 창호의 개폐 및 개폐 정도를 제어함으로써 공기의 강제유동장치가 없어도 자연적인 기압 차이에 의한 공기의 흐름이 발생하면서 실내 공기를 환기시킬 수 있게 된다.

그러나 이러한 환기시스템을 사용하는 경우에 하나의 주택이나 사무실에 포함된 여러 개의 분리된 공간의 오염도가 다르다면 일률적으로 환기를 시키는 과정에서 오염물질이 주택이나 사무실 전체로 퍼지면서 오히려 오염물질을 확산시키는 현상도 생길 수 있다.

이러한 현상을 방지하기 위해서는 환기를 위해 출입하는 공기의 유동경로를 세밀하게 조절해야 하는데, 기존 시스템에서는 이러한 유동경로 제어수단이 없어서 환기 상태의 조절이 어려운 문제점이 있었다.

KR 10-2014-0022159 A KR 10-2012-0076050 A

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 주택이나 사무실, 공장 등의 실내공간의 공기 오염도를 각각의 오염도센서로 측정하고, 각각의 공간 내부의 오염도에 따라서 자연환기를 위해 환기창을 개방 또는 폐쇄하고, 오염도가 높은 공간의 오염물질이 오염도가 낮은 공간으로 유입되지 않도록 공기의 유동경로를 적절하게 조절하도록 하는 공기의 유동경로를 변화시키는 환기시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 실내 공기의 오염도 수치를 파악하여 오염도가 높은 공간의 환기가 행해지도록 하면서 오염도가 낮은 공간으로 오염물질이 유입되지 않도록 공기의 유동경로를 설정할 수 있도록 하는 환기시스템으로서, 상기 환기시스템(100)의 동작을 제어하고, 상기 오염도 수치에 따라서 환기가 필요한 공간을 파악하여 환기창의 개폐 여부를 결정함으로써 공기의 유동경로를 선택하는 제어부(102)와; 복수의 공간에 각각 설치되며, 상기 공간에 존재하는 먼지나 화학물질의 농도를 측정하여 오염도 수치를 생성하는 오염도센서(108)와; 각각의 공간 사이 경계면에서 공기의 유동경로를 형성하는 내부환기창(112)과; 상기 각각의 공간이 외부와 만나는 경계면에서 공기의 유동경로를 형성하는 외부환기창(114)과; 상기 내부환기창(112) 및 상기 외부환기창(114)을 열거나 닫는 개폐장치(110)와; 외부의 대기정보시스템(200)과 통신망으로 연결되어 환경 및 대기상태에 대한 정보를 수집하여 상기 제어부(102)에 전달하는 통신부(116);를 포함하며, 상기 제어부(102)는 복수의 공간의 오염도 수치를 각각 분석하며, 상기 오염도 수치가 상대적으로 높은 공간의 환기창을 열어서 공기가 유동하도록 하며, 상기 오염도 수치가 상대적으로 낮은 공간의 환기창을 닫아서 공기가 유동하지 못하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 공간이 제1공간(1), 제2공간(2), 제3공간(3), 제4공간(4)으로 이루어지고, 상기 제4공간(4)이 상기 제1공간(1) 내지 제3공간(3)과 각각 만나는 경계면에 각각 제1내부환기창(112-1), 제2내부환기창(112-2), 제3내부환기창(112-3)이 설치되며, 상기 제1공간(1)과 상기 제4공간(4)의 오염도 수치가 외부의 오염도 수치보다 상대적으로 높고, 상기 제2공간(2)의 오염도 수치가 외부의 오염도 수치보다 상대적으로 낮은 경우, 상기 제어부(102)는 상기 제1내부환기창(112-1)을 열고 상기 제2내부환기창(112-2)을 닫아서 상기 제1공간(1)과 상기 제4공간(4) 사이의 공기 유동경로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부(102)는 상기 제1공간(1)에 설치된 제1외부환기창(114-1) 또는 제2외부환기창(114-2) 중 어느 하나 이상을 열고, 상기 제4공간(4)에 설치된 제5외부환기창(114-5) 또는 제6외부환기창(114-6) 중 어느 하나 이상을 여는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부(102)가 상기 공간의 오염도 수치를 측정하여 상기 제2공간(2)과 상기 제4공간(4)의 오염도 수치가 외부의 오염도 수치보다 상대적으로 높아지고, 상기 제1공간(1)의 오염도 수치가 외부의 오염도 수치보다 상대적으로 낮아지는 경우, 상기 제어부(102)는 상기 제1내부환기창(112-1)을 닫고 상기 제2내부환기창(112-2)을 열어서 상기 제2공간(2)과 상기 제4공간(4) 사이의 공기 유동경로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부(102)는 상기 제1공간(1)에 설치된 제1외부환기창(114-1) 및 제2외부환기창(114-2)을 닫고, 상기 제2공간(2)에 설치된 제3외부환기창(114-3)을 여는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 실내 공간의 오염도 상태에 따라서 적절한 자연환기 상태를 만들 수 있고, 오염도의 상태에 따라서 자연환기가 필요한 공간만 환기창을 개방하여 공기가 유동하도록 함으로써 환기 시간을 줄이면서 효율을 최대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 건축물의 자연환기 알림 시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 블럭도.
도 2는 도 1의 자연환기 알림 시스템의 구성이 건축물에 적용되는 일 예를 도시한 사시도.
도 3은 일반적인 주택의 구조를 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 환기시스템의 구성을 나타낸 블럭도.
도 5는 도 3에 도시된 일반적인 주택에 환기시스템을 적용한 구조를 간략하게 나타낸 평면도.
도 6은 제1공간과 제4공간 사이에 공기 유동이 일어나는 상태를 나타낸 평면도.
도 7은 제2공간과 제4공간 사이에 공기 유동이 일어나는 상태를 나타낸 평면도.
도 8은 제1공간 내지 제5공간 사이에 공기 유동이 일어나는 상태를 나타낸 평면도.
도 9는 제4공간에 대한 공기 유동을 중단한 상태를 나타낸 평면도.
도 10은 제3공간에 대한 공기 유동을 추가로 중단한 상태를 나타낸 평면도.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 "공기의 유동경로를 변화시키는 환기시스템"(이하, '환기시스템'이라 함)을 설명한다.

도 3은 일반적인 주택의 구조를 나타낸 평면도이다.

주택의 경우에는 면적에 따라서 수 개의 방과 거실, 화장실, 부엌, 수납공간, 발코니 등으로 구성되는 것이 일반적이다. 일반적으로는 가운데에 위치한 거실의 주변으로 방이나 화장실 등이 배치되는 구조를 갖는다. 아파트의 경우에 많은 비율을 차지하던 판상형 구조에서는 길쭉한 직사각형의 배치구조에서 서로 마주보는 정면과 후면이 직선으로 배치되어 정면 발코니창과 후면 발코니창을 모두 열면 직선으로 공기 유동경로가 형성되면서 원활한 환기가 이루어진다. 그러나 LDK 방식으로 건설되는 배치구조에서는 맞바람 통풍구조를 형성하기 어렵고, 적절한 공기 유동경로를 형성하기 위해 환기창의 위치와 개폐방식을 설정해야 한다.

본 발명의 환기시스템(100)은 공동주택이나 단독주택, 사무실, 원룸이나 오피스텔 등의 공간에 모두 적용이 가능하다. 설명의 편의를 위해 본 발명에서는 도 3에 도시된 주택의 구조를 개략적으로 구성하여 공기 유동경로의 변화 상태를 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 환기시스템의 구성을 나타낸 블럭도이며, 도 5는 도 3에 도시된 일반적인 주택에 환기시스템을 적용한 구조를 간략하게 나타낸 평면도이다.

본 발명의 환기시스템(100)은 복수의 공간으로 나뉘어지며, 각각의 공간이 서로 연결되는 통로와 외부와 연결되는 통로를 갖는 주택이나 사무실 등에 적용될 수 있다. 통상적으로 실내의 내부 공간은 미닫이문이나 여닫이문 등으로 서로 연결되며, 외부는 발코니 창호 등으로 연결된다.

환기시스템(100)은 제어부(102)를 포함하며, 제어부(102)의 제어신호 전달에 따라 각각의 구성요소가 정해진 동작을 수행한다. 바람직하게는 제어부(102)는 월패드나 홈네트워크 조절패널 등에 내장될 수 있다.

디스플레이(104)는 환기시스템(100)의 동작 상태나 각 공간의 오염도 상태 등을 영상으로 표시한다. 바람직한 일실시예에 따르면 디스플레이(104)는 소형 전자제품에 적용되어 정지영상 또는 동영상을 표시하는 LCD, LED 또는 OLED 중의 하나가 사용된다. 또한 바람직한 일실시예에 따르면 디스플레이(104)는 화면을 손이나 스타일러스 펜 등으로 접촉하여 명령을 입력하는 터치패널이 사용된다.

스피커(106)는 환기시스템(100)의 동작 상태나 각 공간의 오염도 상태 등을 음성으로 표시한다.

이외에도 사용자의 음성을 인식하여 환기시스템(100)의 동작 상태를 제어하는 음성인식시스템이 더 구비될 수 있다.

오염도센서(108)는 환기시스템(100)이 설치된 공간 내부 및 외부의 대기질을 측정하는 역할을 한다. 오염도센서(108)는 특정 물질을 감지하는 센서를 사용할 수도 있지만, 복수의 물질을 감지할 수 있는 다용도 센서를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 경우에 따라서는 특정 물질을 감지하는 센서를 각각의 종류마다 사용함으로써 다양한 형태의 오염물질을 감지하도록 할 수도 있을 것이다.

본 발명의 오염도센서(108)는 먼지나 화학물질의 농도를 측정하는 장치라면 어떤 수단이든 적용이 가능하다. 먼지는 황사나 미세먼지, 초미세먼지 등이 모두 포함될 수 있다. 또한 화학물질은 발암물질(벤젠, 포름알데히드 등)이나 이산화탄소, 산소, 악취의 원인이 되는 유해가스 등이 모두 포함될 수 있다.

또한 오염도센서(108)는 실내외의 대기 온도 및 습도를 함께 측정하는 기능을 가지며, 실내외의 온도 차이나 습도 차이에 따라서 환기조건을 변경하도록 할 수 있다.

오염도센서(108)는 하나의 공간에 한 개씩 설치되는 것이 일반적인데, 하나의 공간에 환기통로가 복수개 설치된 경우에는 각각의 환기통로마다 오염도센서(108)를 설치할 수도 있다. 하나의 공간에 복수의 오염도센서(108)가 설치된 경우에는 각각의 오염도센서(108)에서 측정된 오염도 수치를 평균하여 해당 공간의 오염도 수치로 삼을 수 있다. 또한 복수의 오염도 수치를 파악하고, 최저값과 최고값을 제외하고 중간값을 오염도 수치로 삼을 수도 있다.

도 5에서는 제1공간(1)에는 세 개의 오염도센서(108)가 설치되며, 제4공간(4)에는 다섯 개의 오염도센서(108)가 설치된 것으로 도시되어 있다. 또한 제2공간(2)과 제3공간(3)에는 각각 두 개씩의 오염도센서(108)가 설치된 것으로 도시되어 있다. 이와 같이 공간의 크기에 따라서 다수의 오염도센서(108)가 설치될 수 있으며, 전체 오염도 수치의 평균값이나 최고값, 최저값, 중간값 등 다양한 조건에 따라 오염도 수치를 정할 수 있다.

환기시스템(100)은 문이나 창호에 설치된 환기통로를 열거나 닫음으로써 공기의 유동경로를 결정하게 되는데, 이를 위해 환기통로를 열거나 닫는 개폐장치(110)가 구비된다. 개폐장치(110)는 모터나 실린더, 기어 등의 조합으로 구성되며, 미닫이문이나 여닫이문 등의 구조에 따라 적절한 방식으로 동작하면서 통로를 열거나 닫는다.

실내에 설치된 문이나 창호에는 내부환기창(112)과 외부환기창(114)이 구비된다. 본 발명에서 내부환기창(112)이라 함은 환기시스템(100)이 설치된 공간과 공간 사이 경계면에서 공기의 유동경로를 형성하는 장치를 의미하며, 외부환기창(114)이라 함은 각각의 실내 공간이 외부와 만나는 경계면에서 공기를 통과시키는 장치를 의미한다. 하나의 공간에는 내부환기창(112) 및 외부환기창(114)이 각각 하나 이상 설치되는 것이 일반적이다. 경우에 따라서는 하나의 공간에 다수의 내부환기창(112) 또는 외부환기창(114)이 설치될 수 있다.

일반적으로 주택이나 사무실의 방에는 여닫이문이 설치되는데, 환기창은 여닫이문 전체를 열거나 닫도록 구성될 수도 있지만, 여닫이문의 일부분을 개폐시키는 구조로 설치될 수도 있다. 미닫이문의 경우에도 미닫이문 전체를 열거나 닫을 수도 있지만, 미닫이문의 일부 면적에 개폐 가능한 창호를 설치할 수도 있을 것이다.

도 5에서는 각각의 공간 사이에 환기창이 설치되어 있는 것으로 도시된다. 도 5에서는 모두 세 개의 내부환기창(112)이 설치되며, 여섯 개의 외부환기창(114)이 설치된다.

본 발명에서는 제1공간(1)과 제4공간(4)의 사이에 설치된 것을 제1내부환기창(112-1)이라고 하고, 제2공간(2)과 제4공간(4)의 사이에 설치된 것을 제2내부환기창(112-2)이라고 하고, 제3공간(3)과 제4공간(4)의 사이에 설치된 것을 제3내부환기창(112-3)이라고 한다.

또한 제1공간(1)에서 외부와 통하는 두 개의 창을 각각 제1외부환기창(114-1)과 제2외부환기창(114-2)이라고 하고, 제2공간(2)에서 외부와 통하는 한 개의 창을 제3외부환기창(114-3)이라고 하고, 제3공간(3)에서 외부와 통하는 한 개의 창을 제4외부환기창(114-4)이라고 하고, 제4공간(4)에서 외부와 통하는 두 개의 창을 각각 제5외부환기창(114-5) 및 제6외부환기창(114-6)이라고 한다.

오염도센서(108)의 경우에는 각각의 공간의 내부 중앙에 설치할 수도 있지만, 각각의 내부환기창(112)을 경계면으로 하여 양쪽 공간의 대기질을 정확하게 비교하기 위해 각각의 내부환기창(112)의 양쪽 표면에 하나씩 설치하는 것이 바람직하다.

두 개의 공간의 경계면(방문, 창문, 가벽 등)의 양측에 두 개의 오염도센서(108)가 각각 설치된 경우, 두 개의 오염도센서(108)로부터 측정되는 오염도 수치를 비교하면 서로 접하고 있는 두 개의 공간의 공기 오염도를 비교할 수 있다. 만약, 두 공간의 오염도 수치가 큰 차이를 보이는 경우에는 오염이 심한 공간의 공기가 오염이 덜한 공간으로 유입되지 않도록 차단할 필요가 있다. 본 발명의 환기시스템(100)은 하나의 경계면을 중심으로 인접하는 두 개의 공간의 오염도가 일정 수준 이상으로 차이가 날 때에는 공기의 유출입이 없도록 문이나 창호를 완전히 밀폐시키도록 제어한다. 바람직하게는 오염도 수치의 차이가 30% 이상 차이를 보일 때 공기의 유출입을 차단하도록 한다.

통신부(116)는 유무선통신망에 접속하여 외부로부터 환경 및 대기상태에 대한 정보를 수집한다. 기상청이나 기상정보 제공업체(이하, '대기정보시스템'이라 함)에서는 온도나 습도와 같은 환경정보 외에도 미세먼지나 황사, 오존, 배기가스 등과 같은 유해물질의 농도에 대한 정보를 생성하여 통신망을 통해 제공하고 있다. 통신부(116)는 이와 같은 대기정보시스템(200)으로부터 현재 외부 대기질에 대한 정보를 수집하여 제어부(102)에 전달함으로써 실내 대기상태 조절에 사용할 수 있다.

본 발명의 환기시스템(100)에는 환기창을 개폐하는 수단이 구비되어 외부와 연결되는 공기의 유동경로를 형성함으로써 자연환기가 이루어지는 것으로 설명하는데, 이외에도 동력으로 구동되는 환풍장치를 사용하여 강제적으로 환기가 이루어지도록 할 수도 있다. 이와 같이 자연환기와 강제환기가 동시에 이루어지도록 하는 시스템을 하이브리드 환기장치라고 하는데, 본 발명이 하이브리드 환기장치에도 적용될 수 있음은 당연하다. 하이브리드 환기장치에 적용되는 경우에는 오염도 수치에 따라서 특정 공간에서 특정 공간으로 공기의 유동이 이루어지도록 강제적으로 환풍장치를 구동시킬 수 있다.

이와 같은 구성으로 된 환기시스템(100)을 사용하여 실내의 공기를 환기시키고, 대기질을 양호한 상태로 유지시키는 방법을 설명한다.

도 6은 제1공간과 제4공간 사이에 공기 유동이 일어나는 상태를 나타낸 평면도이며, 도 7은 제2공간과 제4공간 사이에 공기 유동이 일어나는 상태를 나타낸 평면도이다.

도 6과 7은 세 개의 공간(제1공간, 제2공간, 제4공간)이 서로 접하고 있는 상태에서 공기의 유동경로를 설정하는 조건을 도시하고 있다. 도 3에 도시된 평면도와 비교하면 제1공간(1)은 안방의 역할을 하는 침실이며, 제2공간(2)은 작은방으로 사용되는 침실, 제4공간(4)은 제1공간(1) 및 제2공간(2)과 접하는 거실이 될 수 있다.

환기시스템(100)은 실내 공간의 대기질을 오염도센서(108)를 통해 지속적으로 측정하며, 측정된 오염도 수치는 제어부(102)로 전달된다. 제어부(102)는 실내에서 측정되는 대기질 오염도 수치와 대기정보시스템(200)으로부터 전송되는 외부 대기의 오염도 수치를 비교하여 자연환기 여부를 결정하게 된다. 내부 대기의 오염도 수치가 외부 대기의 오염도 수치보다 상대적으로 높은 경우에 제어부(102)는 환기창을 열어서 자연환기가 이루어지도록 할 수 있다. 만약 외부 대기의 오염도 수치가 더 높은 경우에는 환기창을 닫아서 외부로부터 오염물질이 실내로 유입되지 않도록 한다.

오염도센서(108)의 측정 결과, 제1공간(1)과 제4공간(4)의 오염도 수치가 외부의 오염도 수치보다 높고, 제2공간(2)의 오염도 수치가 외부의 오염도 수치보다 낮은 경우에는 제1공간(1)과 제4공간(4)의 환기는 필요하지만 제2공간(2)의 환기는 불필요할 것이다. 이 경우에는 제1공간(1)과 제4공간(4)을 연결하는 공기의 유동경로를 형성하고, 제1공간(1)과 제4공간(4)이 외부와 연결하는 통로를 개방하여 공기가 외부와 유통하도록 한다. 또한 제2공간(2)은 오염도가 낮기 때문에 제1공간(1) 및 제4공간(4)에 존재하는 오염물질이 자연환기 과정에서 제2공간(2)에 유입되지 않도록 한다.

제1공간(1)과 제4공간(4) 사이의 유동경로를 형성하기 위해 제1내부환기창(112-1)을 개방한다. 그리고 제1외부환기창(114-1)과 제2외부환기창(114-2) 중 어느 하나 이상을 개방하고, 제5외부환기창(114-5)과 제6외부환기창(114-6) 중 어느 하나 이상을 개방한다. 그리고 제2공간(2)과 제4공간(4)을 연결하는 제2내부환기창(112-2)을 폐쇄하여 오염물질이 제2공간(2)으로 들어가지 못하도록 한다. 이 상태에서는 제1공간(1)과 제4공간(4)이 모두 외부와 연결되면서 공기의 유동경로가 형성된다.

만약 제1공간(1)의 오염도 수치는 낮지만 제2공간(2)과 제4공간(4)의 오염도 수치가 높다면, 제1공간(1)을 폐쇄시킨 상태에서 제2공간(2)과 제4공간(4)에 대한 자연환기가 필요해진다. 이 경우에는 제1내부환기창(112-1)을 닫은 상태에서 제2내부환기창(112-2)을 열어준다. 그리고 제3외부환기창(114-3)을 열고, 제5외부환기창(114-5)과 제6외부환기창(114-6) 중 어느 하나 이상을 개방한다. 이렇게 함으로써 제2공간(2) 및 제4공간(4)에 존재하는 오염물질이 제1공간(1)으로는 유입되지 않으면서 외부로 빠져나가게 된다. 이 상태에서는 제2공간(2)과 제4공간(4)이 외부와 연결되면서 공기의 유동경로가 형성된다.

한편, 도 8은 제1공간 내지 제5공간 사이에 공기 유동이 일어나는 상태를 나타낸 평면도이며, 도 9는 제4공간에 대한 공기 유동을 중단한 상태를 나타낸 평면도, 도 10은 제3공간에 대한 공기 유동을 추가로 중단한 상태를 나타낸 평면도이다.

도 8 내지 10에서는 다섯 개의 공간이 서로 연결된 상태에서 유동경로 설정 조건을 설명한다.

도 8 내지 10에서는 가운데 제5공간(5)을 중심으로 네 곳에 각각 제1공간(1) 내지 제4공간(4)이 연결되는 것으로 도시하였다. 제5공간(5)을 중심으로 제1공간(1) 내지 제4공간(4)이 연결되는 곳에는 모두 내부환기창(120)이 각각 형성되며, 제1공간(1) 내지 제4공간(4)의 외측에는 모두 외부환기창(122)이 각각 형성된다. 제5공간(5)이 나머지 각각의 공간과 연결되는 곳에는 제1내부환기창(120-1), 제2내부환기창(120-2), 제3내부환기창(102-3), 제4내부환기창(120-4)이 설치된다. 또한 제1공간(1) 내지 제4공간(4)에는 각각 제1외부환기창(122-1), 제2외부환기창(122-2), 제3외부환기창(122-3), 제4외부환기창(122-4)이 각각 설치된다.

각각의 공간에 설치된 오염도센서(108)의 측정 결과, 전체 공간 내부의 오염도 수치가 외부의 오염도 수치 보다 높은 경우에는 제어부(102)는 전체 공간에 대한 자연환기 상태를 형성한다. 이를 위해 제1내부환기창(120-1) 내지 제4내부환기창(120-4)을 모두 개방하고, 제1외부환기창(122-1) 내지 제4외부환기창(122-4)을 모두 개방한다. 그러면 도 8에 도시된 것과 같이 모든 공간이 외부와 연결되면서 자연환기 상태가 된다.

그런데, 다른 공간의 오염도 수치는 외부의 오염도 수치 보다 높지만, 제4공간(4)의 오염도 수치는 외부의 오염도 수치 보다 낮은 경우에는 제4공간(4)에 대한 자연환기를 불필요하다. 그리고 자연환기 과정에서 다른 공간에 존재하는 오염물질이 제4공간(4)으로 유입되는 것을 방지할 필요가 있다. 이러한 조건에서는 제4내부환기창(120-4)을 닫고, 나머지 제1내부환기창(120-1) 내지 제3내부환기창(120-3)을 열어준다. 그리고 제1공간(1) 내지 제3공간(3)에 설치된 외부환기창(122)을 모두 열어서 외부의 공기와 유통되도록 한다. 그러면 도 9에 도시된 것과 같이 제4공간(4)을 제외한 나머지 공간이 외부와 연결되면서 자연환기 상태가 된다. 그리고 오염물질이 실외로 빠져나가지만, 제4공간(4)의 오염도 수치는 낮은 상태를 유지할 수 있다.

한편, 제3공간(3)과 제4공간(4)의 오염도 수치는 상대적으로 낮고, 제1공간(1)과 제2공간(2), 제5공간(5)의 오염도 수치는 상대적으로 높은 경우에는 제1공간(1), 제2공간(2), 제5공간(5)에 대해서만 자연환기가 이루어지도록 할 필요가 있다. 따라서 제1내부환기창(120-1)과 제2내부환기창(120-2)만 개방한 상태에서 오염물질이 외부로 빠져나가도록 한다.

본 발명의 도면에서는 네 개 내지 다섯 개의 공간이 서로 연결되면서 공기가 유동하는 상태를 예시로 표현하였지만, 서로 연결되는 공간의 수는 커지거나 작아질 수 있으며, 각 공간의 오염도 수치에 따라 공기의 유동경로를 결정함으로써 오염물질의 잔류를 최소화하면서 효율적인 환기가 이루어지도록 할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 환기시스템 102 : 제어부
104 : 디스플레이 106 : 스피커
108 : 오염도센서 110 : 개폐장치
112, 120 : 내부환기창 114, 122 : 외부환기창
116 : 통신부 200 : 대기정보시스템

Claims (5)

1. 실내 공기의 오염도 수치를 파악하여 오염도가 높은 공간의 환기가 행해지도록 하면서 오염도가 낮은 공간으로 오염물질이 유입되지 않도록 공기의 유동경로를 설정할 수 있도록 하는 환기시스템으로서,
   상기 환기시스템(100)의 동작을 제어하고, 상기 오염도 수치에 따라서 환기가 필요한 공간을 파악하여 환기창의 개폐 여부를 결정함으로써 공기의 유동경로를 선택하는 제어부(102)와;
   각 공간의 오염도 상태를 음성으로 표시하는 스피커(106)와;
   복수의 공간에 각각 설치되며, 상기 공간에 존재하는 먼지와 화학물질, 산소와 이산화탄소의 농도, 온도, 습도를 측정하여 오염도 수치를 생성하는 오염도센서(108)와;
   각각의 공간 사이 경계면에서 공기의 유동경로를 형성하는 내부환기창(112)과;
   상기 각각의 공간이 외부와 만나는 경계면에서 공기의 유동경로를 형성하는 외부환기창(114)과;
   상기 내부환기창(112) 및 상기 외부환기창(114)을 열거나 닫는 개폐장치(110)와;
   외부의 대기정보시스템(200)과 통신망으로 연결되어 환경 및 대기상태에 대한 정보를 수집하여 상기 제어부(102)에 전달하는 통신부(116);를 포함하며,
   상기 오염도센서(108)는 하나의 공간에 형성된 복수의 환기통로에 각각 설치되며, 하나의 공간에 복수의 오염도센서(108)가 설치된 경우에는 각각의 오염도센서(108)에서 측정된 오염도 수치를 평균하여 해당 공간의 오염도 수치로 결정하며,
   상기 내부환기창(112)에는 상기 내부환기창(112)을 경계면으로 하여 양쪽 공간과 접하는 표면에 각각 하나씩의 오염도센서(108)가 설치되며,
   상기 제어부(102)는 복수의 공간의 오염도 수치를 각각 분석하며, 상기 오염도 수치가 상대적으로 높은 공간의 환기창을 열어서 공기가 유동하도록 하며, 상기 오염도 수치가 상대적으로 낮은 공간의 환기창을 닫아서 공기가 유동하지 못하도록 제어하며,
   상기 제어부(102)는 상기 내부환기창(112)의 양쪽 표면에 각각 설치된 두 개의 오염도센서(108)로부터 측정되는 오염도 수치가 30% 이상 차이를 보이는 경우에는 상기 두 개의 오염도센서(108)가 설치된 상기 내부환기창(112)을 닫아서 공기의 유출입을 차단하는 것을 특징으로 하는, 공기의 유동경로를 변화시키는 환기시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 공간이 제1공간(1), 제2공간(2), 제3공간(3), 제4공간(4)으로 이루어지고,
   상기 제4공간(4)이 상기 제1공간(1) 내지 제3공간(3)과 각각 만나는 경계면에 각각 제1내부환기창(112-1), 제2내부환기창(112-2), 제3내부환기창(112-3)이 설치되며,
   상기 제1공간(1)과 상기 제4공간(4)의 오염도 수치가 외부의 오염도 수치보다 상대적으로 높고, 상기 제2공간(2)의 오염도 수치가 외부의 오염도 수치보다 상대적으로 낮은 경우,
   상기 제어부(102)는
   상기 제1내부환기창(112-1)을 열고 상기 제2내부환기창(112-2)을 닫아서 상기 제1공간(1)과 상기 제4공간(4) 사이의 공기 유동경로를 형성하며,
   상기 제1공간(1)에 설치된 제1외부환기창(114-1) 또는 제2외부환기창(114-2) 중 어느 하나 이상을 열고, 상기 제4공간(4)에 설치된 제5외부환기창(114-5) 또는 제6외부환기창(114-6) 중 어느 하나 이상을 열어서 상기 제1공간(1)과 상기 제4공간(4)이 외부와 연결되어 공기가 유동하도록 하는 것을 특징으로 하는, 공기의 유동경로를 변화시키는 환기시스템.
3. 삭제
4. 제2항에 있어서,
   상기 제어부(102)가 상기 공간의 오염도 수치를 연속적으로 측정하는 도중에 상기 제2공간(2)과 상기 제4공간(4)의 오염도 수치가 외부의 오염도 수치보다 상대적으로 높아지고, 상기 제1공간(1)의 오염도 수치가 외부의 오염도 수치보다 상대적으로 낮아지는 경우,
   상기 제어부(102)는
   상기 제1내부환기창(112-1)을 닫고 상기 제2내부환기창(112-2)을 열어서 상기 제2공간(2)과 상기 제4공간(4) 사이의 공기 유동경로를 형성하며,
   상기 제1공간(1)에 설치된 제1외부환기창(114-1) 및 제2외부환기창(114-2)을 닫고, 상기 제2공간(2)에 설치된 제3외부환기창(114-3)을 열어서 상기 제2공간(2)과 상기 제4공간(4)이 외부와 연결되어 공기가 유동하도록 하는 것을 특징으로 하는, 공기의 유동경로를 변화시키는 환기시스템.
5. 삭제

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