KR102238936B1 - 공기 청정 시스템 - Google Patents

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KR102238936B1
KR102238936B1 KR1020200159814A KR20200159814A KR102238936B1 KR 102238936 B1 KR102238936 B1 KR 102238936B1 KR 1020200159814 A KR1020200159814 A KR 1020200159814A KR 20200159814 A KR20200159814 A KR 20200159814A KR 102238936 B1 KR102238936 B1 KR 102238936B1
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air
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indoor space
filter
cleaning system
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KR1020200159814A
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장준
손성우
박동일
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현대엔지니어링 주식회사
주식회사 하나지엔씨
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Abstract

본 발명은 공기 청정 시스템에 관한 것으로, 본 발명은 코로나 방전을 발생시키는 공기정화부; 실내공간을 살균 및 소독하는 살균소독부; 상기 공기정화부로부터 정화된 공기가 상기 실내공간으로 이동되는 공기이동부; 상기 실내공간의 공기의 유동량, 습도, CO2 농도, 실내온도, 거주자의 온도, 휘발성유기화합물 또는 오존을 감지하는 센서부; 사물 인터넷망을 구성하는 오염도 센서 혹은 사물 인터넷 제어기로부터 대기 오염도 정보 혹은 구동제어명령을 수신하고, 상기 센서부가 감지한 데이터 값을 외부의 전자기기에 송신가능한 통신부; 상기 대기 오염도 정보 혹은 구동제어명령에 따라 공기정화부 또는 살균소독부를 구동시키는 제어부; 상기 센서부가 감지한 데이터값과 상기 제어부가 전기적으로 송신하는 명령을 기록하며, 상기 통신부가 수신하는 명령을 전달받는 메인서버부; 및 상기 실내공간의 환경 또는 상기 공기정화부의 상태를 보여주는 디스플레이부;를 포함할 수 있다.
본 발명은 음이온을 이용하면서도 오존에 대한 피해를 방지할 수 있다. 또한본 발명은 자동화됨으로써 사용자는 공기 청정 시스템에 신경쓰지 않고 오로지 업무 또는 생활에 집중이 가능하다. 그리고 본 발명은 공기 청정 시스템 기술에 사물인터넷(IoT) 기술을 접목함에 따라, 공기 질의 수준이 국가 기준에 적합하도록 향상된다.

Description

공기 청정 시스템 { AIR CLEANING SYSTEM }
본 발명은 공기 청정 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 여러 시설에는 매우 다양한 공기정화 설비가 적용되고 있으며, 대표적으로 에어컨이나 공기조화기 등이 있다.
이러한 에어컨이나 공기조화기들은 흡입되는 공기 중의 미세먼지까지 제거가 가능하다.
여기에 사용되는 필터는 물리적 포집 필터로서, 공기가 통과하는 유로 상에 설치되어 필터 여지의 미세 기공보다 사이즈가 큰 먼지 입자를 물리적으로 걸러주어 포집한다. 이러한 집진필터로는 부직포 형태의 필터 여지를 사용하는 부직포 필터가 널리 사용되고 있으며, 포집 효율을 높이기 위해 복수 개의 필터 여지를 적층하여 사용하기도 한다.
그러나, 포집된 먼지나 이물질 등의 오염물질은 필터를 교환하기 전까지 그대로 남아 있게 되어 곰팡이의 발생 등에 의하여 악취가 실내로 유입될 수 있음은 물론 이러한 악취 및 오염물질로 인한 공기의 오염에 의하여 불쾌감 및 각종 질병이 유발되는 문제점이 있다.
이에 따라 필터를 사용하지 않는 음이온 발생 방식의 공기청정기가 제안된 바 있다.
음이온 발생 방식의 공기청정기는 실내에 음이온을 채움으로써 실내의 벽과 바닥은 양(+)으로 대전되고, 실내의 부유물질은 음이온과 함께 바닥으로 떨어짐으로써 공기질을 향상시킬 수 있다.
하지만, 음이온을 발생시키는 과정에서 발생하는 오존(O3)이 발생되며, 상기 오존은 인체에 매우 유해한 작용을 일으키고 있다.
한국등록특허 제10-1545556호
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 음이온을 이용하면서도 오존에 대한 피해를 방지할 수 있는 공기 청정 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 산업화에 따라 실내공간에서 사용자의 신경을 오로지 업무에만 집중하도록 자동으로 공기를 정화시킬 수 있는 공기 청정 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 현재 유행하고 있는 코로나 바이러스와 미세 먼지로 인한 국민의 건강과 경제에 미치는 영향이 엄청남을 감안하여, 공기의 살균과 밀폐된 공간의 비말 공기전파로 인한 감염을 예방하고 공기 질의 수준을 국가 기준에 적합하도록 환기 청정 제습기술에 사물인터넷(IoT) 기술을 접목한 공기 청정 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템은, 외부공간의 공기를 정화하여 실내공간으로 주입하며, 코로나 방전을 발생시켜 유입된 공기 중의 부유 물질을 흡착집진하는 공기정화부; 실내공간과 연결되거나 상기 실내공간에 설치되어 상기 실내공간을 살균 및 소독하는 살균소독부; 연통형태로 상기 공기정화부로부터 정화된 공기가 상기 실내공간으로 이동되거나 상기 실내공간의 공기가 상기 공기정화부로 이동되는 공기이동부; 상기 실내공간에 각각 복수 개가 배치되어 공기의 유동량, 습도, CO2 농도, 실내온도, 거주자의 온도, 휘발성유기화합물 또는 오존을 감지하는 센서부; 사물 인터넷망을 구성하는 오염도 센서 혹은 사물 인터넷 제어기로부터 대기 오염도 정보 혹은 구동제어명령을 수신하고, 상기 센서부가 감지한 데이터 값을 외부의 전자기기에 송신가능한 통신부; 상기 대기 오염도 정보 혹은 구동제어명령에 따라 상기 공기정화부 또는 상기 살균소독부를 구동시키는 제어부; 상기 센서부가 감지한 데이터값과 상기 제어부가 전기적으로 송신하는 명령을 기록하며, 상기 통신부가 수신하는 명령을 전달받는 메인서버부; 상기 실내공간의 환경 또는 상기 공기정화부의 상태를 수치 또는 그래프를 통해 화면으로 제공가능한 디스플레이부; 및 상기 실내공간으로 유입되거나 외부로 배출되는 공기의 흐름이 간접적으로 이루어지도록 상기 실내공간의 벽면 또는 천장에 상기 벽면 또는 천장으로부터 미리 정해진 간격 이격되어 설치되는 복수 개의 가림막;을 포함하고, 상기 공기정화부는, 코로나 방전을 통하여 공기 중의 산소 분자로부터 산소 클러스터 이온을 생성하도록 구성된 산소 클러스터 생성관; 상기 산소 클러스터 생성관에 공급되는 공기를 조절하는 공기조절기; 상기 실내공간으로 공기 및 상기 산소 클러스터 이온을 이동시키는 송풍팬; 외부공간에서 공기정화부로 유입되는 공기를 필터링하는 제1필터와, 실내공간에서 공기정화부로 배출되는 공기를 필터링하는 제2필터를 포함하며 상기 제어부에 의해 개폐가 가능한 필터; 및 상기 실내공간의 공기의 습기를 제습하는 제습기;를 포함하며, 상기 센서부가 감지한 습도, CO2 농도, 실내온도, 거주자의 온도, 휘발성유기화합물 또는 오존의 데이터값이 미리 정해진 범위에서 벗어난 이상상태인 경우, 상기 제어부는 상기 디스플레이부, IoT 기기 또는 외부의 전자장비에 상기 실내공간의 해당상태의 정보를 시각 또는 음성으로 제공하도록 전기 또는 전자적으로 명령하고, 상기 공기정화부 또는 상기 살균소독부를 긴급 가동시키며, 상기 물체 감지 센서가 상기 거주자의 이동을 감지하면, 상기 제어부는 상기 거주자에 가장 가까운 필터를 우선적으로 통해 실내 공기와 상기 공기정화부에서 정화된 공기가 환기되도록 가동할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템에 있어서, 상기 디스플레이부는, 상기 제어부에 의해 상기 공기정화부와 살균소독부, 공기이동부 및 센서부가 작동하도록 사용자가 명령을 입력가능하다.
본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템에 있어서, 상기 제어부는 상기 대기 오염도 정보에 따라 풍량을 자동 제어할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템에 있어서, 상기 제어부는 상기 센서부가 감지하는 값에 따라 실내공간의 공기를 사용자가 미리 설정한 값으로 조절가능하도록 명령할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템에 있어서, 상기 센서부는, 실내공간에 설치되고 실내 거주자를 감지하기 위한 물체 감지 센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는 구동대기모드에서 물체감지시 공기정화부를 자동 구동시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템에 있어서, 상기 제2필터는 오존 분해 기능을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템에 있어서, 상기 제1필터는 헤파필터일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템에 있어서, 상기 제2필터는 활성탄 흡착 필터일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템에 있어서, 상기 제2필터는 O3를 300 ∼ 350℃에서 1 내지 5초동안 가열하여 O3를 분해하는 열 분해 필터일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템에 있어서, 상기 제2필터는, 티오황산소다(Na2S2O3)나 아황산소다(Na2SO3)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템에 있어서, 상기 제2필터는 pH 10의 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템에 있어서, 상기 pH 10의 물질은 5％ 농도의 NaOH일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템에 있어서, 상기 제2필터는 산화니켈(NiO3) 또는 MnO2을 포함할 수 있다.
본 발명은 음이온을 이용하면서도 오존에 대한 피해를 방지할 수 있다. 또한본 발명은 자동화됨으로써 사용자는 공기 청정 시스템에 신경쓰지 않고 오로지 업무 또는 생활에 집중이 가능하다. 그리고 본 발명은 공기 청정 시스템 기술에 사물인터넷(IoT) 기술을 접목함에 따라, 공기 질의 수준이 국가 기준에 적합하도록 향상된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템의 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템의 공기정화부를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 4는 도 3의 개략적인 측면 투시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템에서 코로나 방전에 의해 산소 클러스터 이온이 형성되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은는 도 5을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템에 의해 탈취되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 8의 (a)와 (b)는 도 2에서의 공기의 흐름을 나타낸 일부 발췌도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 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 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템의 개략적인 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템의 공기정화부를 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 4는 도 3의 개략적인 측면 투시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템에서 코로나 방전에 의해 산소 클러스터 이온이 형성되는 과정을 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5를 구체적으로 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 공기 청정 시스템에 의해 탈취되는 과정을 나타낸 도면이고, 도 8의 (a)와 (b)는 도 2에서의 공기의 흐름을 나타낸 일부 발췌도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 다른 공기 청정 시스템은 공기정화부(100), 살균소독부(200), 센서부(300), 통신부(400), 제어부(500), 메인서버부(600) 및 디스플레이부(700)를 포함할 수 있다.
공기정화부(100)는 외부공간에 존재하는 외부공기를 끌어들여 정화하고, 정화한 공기를 실내공간으로 주입할 수 있다. 공기정화부(100)는 코로나 방전을 발생시켜 유입된 공기 중의 부유 물질을 흡착집진할 수 있다.
공기정화부(100)는 산소 클러스터 생성관(110)과 공기조절기(120), 송풍팬(130), 필터(140) 및 제습기(150)를 포함할 수 있다.
도 2와 도 5를 참조하면, 산소 클러스터 생성관(110)은 코로나 방전을 통해 산소 클러스터 이온을 생성할 수 있다. 산소 클러스터 이온이란 이온상태의 산소 분자의 집합체를 나타내며, 즉 O2 + 와 O2 - 및 O2 가 50∼60개 모인 집합체를 말한다.
다시 말해, 산소 클러스터 생성관(110)은 공기 중의 산소분자가 고전압의 코로나 방전에 의해 생성관으로부터 O2 +와 O2 -이온이 되고, 다수의 산소 분자를 끌어들여 클러스터(집합체)를 형성할 수 있다. 이때, 산소 클러스터 생성관(110)에서 발생하는 코로나 방전은 2,700 내지 2,900V의 고전압에서 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 산소 클러스터 생성관(110)에서 발생하는 코로나 방전은 2,800V에서 이루어지는 것이 바람직하다.
다시 한번 자세하게 설명하자면, 전기적으로 중성인 산소분자가 생성관에서 교류전압 2,800V에서 발생되는 코로나 방전에 의해 마이너스 상태의 전자가 이탈되고 산소분자는 O2 +의 양이온이 된다. 그리고 이탈된 전자가 다른 산소분자와 결합하여 O2 -의 음이온이 된다. 플러스와 마이너스로 하전된 산소분자(O2 +이온과 O2 -이온)은 산소분자(O2)를 끌어들이고 산화현상을 일으키며, 결국 50 ∼ 60개의 O2 + 와 O2 - 및 O2로 이루어진 산소 클러스터 이온이 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 이와 같은 산소 클러스터 이온에 의한 탈취원리는 다음과 같다.
산소 클러스터 이온의 분자량은 악취성분의 분자량보다 매우 크므로 산소 클러스터 이온이 악취성분을 둘러쌀 수 있다.
그리고 악취성분의 분자는 간단히 이온화되기 보다는 안정된 분자가 되려고 하는 성질이 있으며, 악취성분의 주 원자는 질소(N), 황(S), 탄소(C)를 포함하므로, 이와 같은 3대 악취성분의 주 원자는 양(+)으로 이온화되며 이온분해반응을 통해 무취분자로 분해될 수 있다.
또한, 도면에 도시하지 않았지만 산소 클러스터 이온에 의한 제균원리는 다음과 같다.
세균이나 공기 중의 유기물이나 질소를 영양원으로 생육된다. 산소 클러스터 이온은 상기 세균을 둘러싸게 되고 질소의 공급을 차단하여 질식시키며, 이와 같은 산소 클러스터 이온에 의한 제균은 75∼95％의 효과를 보이고 있다.
공기조절기(120)는 산소 클러스터 생성관(110)의 설치 환경에 공급되는 공기를 조절할 수 있다. 즉, 공기조절기(120)는 공기정화부(100)에 유입되는 외부공기의 양을 조절할 수 있다.
송풍팬(130)은 회전하여 바람을 일으킴으로써 실내공간으로 공기 및 상기 산소 클러스터 이온을 이동시킬 수 있다.
필터(140)는 공기정화부(100) 및 실내공간에 배치될 수 있다. 필터(140)는 제1필터(미도시)와 제2필터(미도시)를 포함할 수 있다. 그리고 필터(140)는 별도의 밸브(미도시)와 함께 배치가능하며, 상기 밸브는 제어부(500)에 의해 개폐가능하다. 이하, 본 명세서에서 필터(140)는 상기 밸브가 설치된 것으로 가정하고, 필터(140)가 개폐된다는 표현은 상기 밸브가 개폐된다는 표현으로 이해해야할 것이다.
공기정화부(100)에 배치된 필터(140)는 외부공간으로부터 공기정화부(100)로 유입되는 외부공기를 필터링할 수 있다. 이때, 필터(140)는 그 종류를 제한하지 않지만, 공기정화부(100)에 배치된 필터(140)는 미세먼지를 거를 수 있는 헤파(hepa)필터일 수 있다.
제습기(150)는 공기정화부(100)의 내부에 수용되게 배치될 수 있다. 제습기(150)는 상기 실내공간의 습기를 제습할 수 있다. 즉, 제어부(500)는 상기 실내공간에 배치된 습도 센서(320)에 감지된 상기 실내공간 내부 습도의 데이터값이 미리 정해진 온도의 데이터값보다 높다고 판단되면, 상기 실내공간의 공기를 흡입하고 제습기(150)를 가동하여 상기 실내공간의 습도를 낮출 수 있다.
공기정화부(100)의 내부에서 정화된 공기는 상기 실내공간으로 이동될 수 있다. 도 2에 도시된 공기유로(P)를 참조하면, 정화된 공기를 배출하는 배출구(미도시)와 상기 실내공간의 오염된 공기를 흡입하는 흡입구(미도시)가 각각 공기정화부(100)의 상부와 하부에 마련된 것으로 보이지만, 도 2는 본 발명을 도면으로 표시하기 위한 하나의 개념도일 뿐으로 상기 배출구와 흡입구는 제작자의 선택에 따라 매우 다양한 구조를 가질 수 있고, 매우 다양한 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 실내공간과 공기유로(P)의 사이에 배치된 필터(140) 역시 상기 제1필터와 제2필터 모두 사용될 수 있다.
참고로, 상기 제2필터는 오존 분해 기능을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제2필터는 활성탄이 마련되므로, 상기 활성탄과 O3의 직접적인 반응에 의해 활성탄 표면에서 촉매적 분해가 평형하게 일어나도록 상기 제2필터는 활성탄 흡착 필터일 수 있다. 또한, 상기 제2필터는 O3를 300∼350℃에서 1 내지 5초동안 가열하여 O3를 분해하는 열 분해 필터가 사용될 수 있다. 또한, 상기 제2필터는 O3에 대하여 환원성을 갖는 약제인 티오황산소다(Na2S2O3)나 아황산소다(Na2SO3) 등의 환원제를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2필터는 pH 10의 물질에 접촉시킴으로써 사용하여 O3를 분해할 수 있다. 이때,상기 pH 10의 물질은 5％ 농도의 NaOH일 수 있다. 또한, 상기 제2필터는 산화니켈(NiO3) 또는 MnO2의 금속산화물의 촉매를 이용하여 오존을 분해시킬 수 있다.
이와 같이, 상기 제1필터는 외부에서 유입되는 공기는 미세먼지를 제거하고, 상기 제2필터는 코로나 방전 등에 의해 생성되는 O3를 제거하기 위한 것이다.
상기 실내공간과 공기유로(P) 사이에는 필터(140)가 도시되었지만, 필터(140)는 공기가 상기 실내공간으로 유입되는 유입구(미도시)에 배치된 것일 수 있고, 상기 실내공간의 공기가 공기유로(P)를 통해 공기정화부(100)로 배출되는 배출구(미도시)에 배치된 것일 수 있다. 즉, 본 발명에서는 상기 실내공간과 공기유로(P)사이에 필터(100)를 도시함으로써 상기 유입구 또는 배출구를 포함하여 도시한 것으로 이해해야할 것이다(도 8 참조).
살균소독부(200)는 실내공간과 연결되거나, 상기 실내공간에 설치되어 실내공간을 살균 및 소독할 수 있다. 살균소독부(200)는 공기정화부(100)와 함께 설치될 수 있고, 또한 공기정화부(100) 내부에 수용될 수 있다. 살균소독부(200)는 자외선 램프를 구비할 수 있고, 별도의 분사장치를 구비하여 실내공간을 소독가능하도록 인체에 무해하되 살균가능한 가스를 분사할 수 있다. 이외에도 살균소독부(200)는 다양한 장치가 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 그 종류를 특별히 한정하지 않는다.
공기이동부(미도시)는 공기정화부(100)로부터 정화된 공기가 실내공간으로 이동되는 통로일 수 있다. 또한, 상기 공기이동부는 상기 실내공간의 공기가 공기정화부(100)로 이동되는 통로일 수 있다. 즉, 상기 공기이동부는 정화된 공기가 실내공간으로 유입되는 유입유로(미도시)와 실내공간의 오염된 공기가 공기정화부(100)로 이동되는 유출유로(미도시)를 포함할 수 있다. 만약, 공기정화부(100)가 실외의 외부공간에 배치된다면, 공기이동부(300)는 실내와 연통되는 한 쌍의 연통형태일 수 있다. 도면에는 상기 공기이동부가 없는 것으로 도시되었으나, 공기정화부(100)의 배치에 따라 상기 공기이동부는 존재할 수도 있고, 없을 수도 있다.
본 발명의 일실시예에서 공기정화부(100)는 외부에서 유입되는 공기를 정화하여 실내에 계속 공급하는 것보다, 실내공간에 미리 정해진 시간동안 머물러 오염된 공기가 공기정화부(100)로 이동되어 다시 정화된 후 실내에 다시 정화된 공기를 공급하는 것이 바람직하다. 이때, 후술하는 CO2 농도 센서(330)에 의해 실내공간 내부의 CO2가 미리 정해진 값을 벗어났다고 감지되면, 실내공간의 오염된 공기를 외부공간으로 배출하고, 새로이 유입되어 공기정화부(100)에 의해 정화된 공기를 실내공간으로 공급하는 것도 가능하다.
센서부(300)는 공기의 유동량을 감지하는 유량(flow) 센서(310), 실내공간의 습도 또는 외부공간에서 공기정화부(100)로 유입되는 공기의 습도를 감지하는 습도 센서(320), 실내공간의 CO2 농도를 감지하는 CO2 농도 센서(330), 실내공간의 온도 또는 거주자의 온도를 감지하는 온도 센서(340), 휘발성유기화합물을 감지하는 VOCs 센서(350), 오존을 감지하는 O3 센서(360) 및 물체를 감지하는 물체 감지 센서(370)를 포함할 수 있다. 센서부(300)는 실내공간에 설치될 수 있지만, 그 기능에 따라 제작자의 선택으로 공기정화부(100)와 살균소독부(200) 및 공기이동부(300)에 설치되는 것도 가능하다. 물체 감지 센서(370)는 실내 거주자와의 거리를 감지할 수 있다.
한편, 센서부(300)는 실내공간의 여러 곳에 복수 개가 마련될 수 있고, 이때 물체 감지 센서(370)가 거주자의 이동을 감지하면, 제어부(500)는 상기 거주자에 가장 가까운 필터(140)를 우선적으로 선택하여 실내공기와 공기정화부(100)에서 정화된 공기가 환기되도록 가동할 수 있다. 즉, 우선적으로 거주자와 가장 가까운 곳을 대상으로 필터(140)를 오픈하여 오염된 공기를 제거하고 신선한 공기를 제공할 수 있도록 할 수 있다.
참고로, 실내공간과 공기유로(P) 사이에 배치된 복수 개의 필터(140) 중 어느 하나만 가동되는 것이 아니라, 전체 필터(140)가 가동되는 중에 상기 거주자와 가장 가까운 필터(140)로 공기의 이동이 가장 활발하게 이루어지도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 예컨대, 각 필터(140)가 마련된 유입구 또는 배출구에는 송풍팬(미도시)이 마련되어 제어부(500)의 명령에 따라 상기 송풍팬의 작동의 강도를 조절할 수 있다.
통신부(400)는 외부의 전자기기와 통신할 수 있다. 예컨대, 외부의 전자기기는 IoT(Internet of Things) 기기 또는 서버일 수 있고, 사용자의 휴대폰이나 태블릿 PC와 같은 휴대용 전자기기일 수 있다.
통신부(400)는 후술하는 제어부(500)의 명령에 따라 센서부(300)가 감지한 데이터 값을 외부의 전자기기에 송신가능하다. 또한, 통신부(400)는 사물 인터넷망을 구성하는 오염도 센서 혹은 사물 인터넷 제어기로부터 대기 오염도 정보 혹은 구동제어명령을 수신할 수 있다. 이때, 후술하는 제어부(500)는 센서부(300)가 미리 정해진 값을 감지할 때까지 공기정화부(100)와 살균소독부(200)를 작동시키도록 제어할 수 있다.
제어부(500)는 공기정화부(100)와 살균소독부(200), 센서부(300), 통신부(400), 메인서버부(600) 및 디스플레이부(700)를 제어할 수 있다.
제어부(500)는 외부의 전자기기 또는 IoT 기기(800)에서 제공되는 대기 오염도 정보 혹은 구동제어명령에 따라 공기정화부(100), 살균소독부(200) 및 공기이동부(300)를 구동시킬 수 있다. 또한 제어부(500)는 상기 대기 오염도 정보에 따라 공기정화부(100)의 송풍팬(130)과 공기이동부(300)를 제어함으로써 실내공간으로 유입되는 풍량을 자동 제어할 수 있다.
제어부(500)는 센서부(300)가 감지하는 값에 따라 실내공간의 공기를 사용자가 미리 설정한 값으로 조절가능하도록 명령할 수 있다. 자세하게 설명하자면, 제어부(500)는 센서부(300)가 감지한 습도, CO2 농도, 실내온도, 거주자의 온도, 휘발성유기화합물 또는 오존의 데이터값이 미리 정해진 범위에서 벗어난 이상상태인 경우, 제어부(500)는 디스플레이부(700), IoT 기기(800) 또는 외부의 전자장비에 실내공간의 상태의 정보를 시각 또는 음성으로 제공하도록 전기 또는 전자적으로 명령하고, 공기정화부(100) 또는 상기 살균소독부(200)를 긴급 가동시킬 수 있다. 예컨대, 상기 실내공간의 공기 중 CO2센서에 감지된 데이터값이 미리 정해진 데이터값보다 높다고 판단되면 공기정화부(100)를 긴급 가동시켜 실내공간의 공기를 환기시킬 수 있다.
제어부(500)는 구동대기모드에서 물체 감지 센서(370)가 물체감지시 공기정화부(100)와 살균소독부(200)를 자동 구동시킬 수 있다. 예컨대, 거주자가 외부공간에서 실내공간으로 들어온 경우 물체 감지 센서(370)는 거주자를 감지할 수 있다. 이에 제어부(500)는 거주자와 함께 유입되는 정화되지 않은 외부공기를 공기정화부(100)로 다시 보내 정화시키거나, 살균소독부(200)를 통해 상기 정화되지 않은 외부공기를 살균과 소독을 진행할 수 있다.
참고로, 물체 감지 센서(370)가 거주자를 확인하고, 온도 센서(340)가 거주자의 체온을 확인하여 미리 정해진 범위를 벗어난 이상 상태라면, 제어부(500)는 대기모드 상태의 공기정화부(100)와 살균소독부(200)를 작동하도록 명령을 보내 실내공간의 공기를 정화하고 살균 및 소독을 수행할 수 있다.
메인서버부(600)는 센서부(300)가 감지한 데이터 값과 제어부(500)가 전기적으로 송신하는 명령을 기록할 수 있다. 메인서버부(600)는 통신부(400)가 수신하는 명령을 전달받을 수 있다.
디스플레이부(700)는 실내공간의 환경 또는 공기정화부(100)의 현재 작동상태를 수치 또는 그래프 등을 통해 화면으로 제공가능하며, 사용자는 이를 육안으로 인식하여 현재 실내공간과 공기정화부(100)의 상태를 확인할 수 있다.
또한, 디스플레이부(700)는 제어부(500)에 의해 공기정화부(100)와 살균소독부(200), 공기이동부(300) 및 센서부(300)가 작동하도록 사용자가 명령을 입력가능하다. 즉, 디스플레이부(700)는 사용자가 명령을 입력하도록 일측에 명령을 입력하는 버튼을 구비하거나 터치스크린이 구비될 수 있다.
도 2와 도 8을 참조하면, 실내공간에는 복수 개의 가림막(900)이 마련될 수 있다. 가림막(900)은 상기 실내공간의 벽면이나 천장에 대응하여 설치될 수 있다. 가림막(900)은 벽면이나 천장에 지지대(미부호)에 의해 지지될 수 있다. 이때, 가림막(900)은 각각 상기 벽면이나 천장으로부터 미리 정해진 간격 이격되어 배치될 수 있고, 상기 벽면이나 천장의 굴곡 또는 구조물에 대응하여 제작자의 선택에 따라 다양하게 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 벽면이나 천장에 설치된 기둥이나 에어컨 등의 구조물을 회피할 수 있다.
즉, 도 8을 참조하면, 상기 벽면이나 천장과 가림막(900) 사이의 간격이 형성됨으로써, 공기의 흐름은 간접적으로 이루어질 수 있다. 다시 말해, 공기의 유동은 사용자에게 직접적으로 이루어지지 않아 사용자는 공기의 유동을 직접 느끼지 못하며, 이로써 사용자는 일상생활에 불편함이 일부 제거될 수 있다. 예컨대, 가림막(900)이 없이 공기의 유동이 직접 이루어지는 경우, 필터(140)가 배치된 유입구 또는 배출구를 통해 공기가 이동될 때 사용자가 착용한 의복이 펄럭이거나 사용자의 서류 등이 공기의 유동에 날려 흩어질 수 있다. 하지만, 본 발명의 일실시예에서는 가림막(900)을 통해 공기의 유동 속도를 늦추고, 간접적으로 공기를 유동 시킴으로써 사용자가 일상생활을 영위하면서 공기 청정을 일부러 신경쓸 필요가 없어 보다 안락한 생활을 영위할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 공기 청정 시스템을 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100 : 공기정화부 110 : 산소 클러스터 생성관
120 : 공기조절기 130 : 송풍팬
140 : 필터 150 : 제습기
200 : 살균소독부 300 : 센서부
310 : 유량 센서 320 : 습도 센서
330 : CO2 농도 센서 340 : 온도 센서
350 : VOCs 센서 360 : O3 센서
370 : 물체 감지 센서 400 : 통신부
500 : 제어부 600 : 메인서버부
700 : 디스플레이부 800 : IoT 기기
900 : 가림막
P : 공기 유로

Claims (13)

  1. 외부공간의 공기를 정화하여 실내공간으로 주입하며, 코로나 방전을 발생시켜 유입된 공기 중의 부유 물질을 흡착집진하는 공기정화부;
    실내공간과 연결되거나 상기 실내공간에 설치되어 상기 실내공간을 살균 및 소독하는 살균소독부;
    상기 실내공간에 각각 복수 개가 배치되어 공기의 유동량, 습도, CO2 농도, 실내온도, 거주자의 온도, 휘발성유기화합물 또는 오존을 감지하고, 실내 거주자를 감지하기 위한 물체 감지 센서를 포함하는 센서부;
    사물 인터넷망을 구성하는 오염도 센서 혹은 사물 인터넷 제어기로부터 대기 오염도 정보 혹은 구동제어명령을 수신하고, 상기 센서부가 감지한 데이터 값을 외부의 전자기기에 송신가능한 통신부;
    상기 대기 오염도 정보 혹은 구동제어명령에 따라 상기 공기정화부 또는 상기 살균소독부를 구동시키는 제어부;
    상기 센서부가 감지한 데이터값과 상기 제어부가 전기적으로 송신하는 명령을 기록하며, 상기 통신부가 수신하는 명령을 전달받는 메인서버부;
    상기 실내공간의 환경 또는 상기 공기정화부의 상태를 수치 또는 그래프를 통해 화면으로 제공가능한 디스플레이부; 및
    상기 실내공간으로 유입되거나 외부로 배출되는 공기의 흐름이 간접적으로 이루어지도록 상기 실내공간의 벽면 또는 천장에 상기 벽면 또는 천장으로부터 미리 정해진 간격 이격되어 설치되는 복수 개의 가림막;
    을 포함하고,
    상기 공기정화부는,
    코로나 방전을 통하여 공기 중의 산소 분자로부터 산소 클러스터 이온을 생성하도록 구성된 산소 클러스터 생성관;
    상기 산소 클러스터 생성관에 공급되는 공기를 조절하는 공기조절기;
    상기 실내공간으로 공기 및 상기 산소 클러스터 이온을 이동시키는 송풍팬;
    외부공간에서 공기정화부로 유입되는 공기를 필터링하는 제1필터와, 실내공간에서 공기정화부로 배출되는 공기를 필터링하는 제2필터를 포함하며 상기 제어부에 의해 개폐가 가능한 필터; 및
    상기 실내공간의 공기의 습기를 제습하는 제습기;
    를 포함하며,
    상기 센서부가 감지한 습도, CO2 농도, 실내온도, 거주자의 온도, 휘발성유기화합물 또는 오존의 데이터값이 미리 정해진 범위에서 벗어난 이상상태인 경우, 상기 제어부는 상기 디스플레이부, IoT 기기 또는 외부의 전자장비에 상기 실내공간의 해당상태의 정보를 시각 또는 음성으로 제공하도록 전기 또는 전자적으로 명령하고, 상기 공기정화부 또는 상기 살균소독부를 긴급 가동시키며,
    상기 물체 감지 센서가 상기 거주자의 이동을 감지하면, 상기 제어부는 상기 거주자에 가장 가까운 필터를 우선적으로 선택하여 가동함으로써, 상기 공기정화부에서 정화된 공기가 공급되어 실내 공기가 환기되도록 가동하는 공기 청정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이부는,
    상기 제어부에 의해 상기 공기정화부와 살균소독부, 공기이동부 및 센서부가 작동하도록 사용자가 명령을 입력가능한 공기 청정 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 대기 오염도 정보에 따라 풍량을 자동 제어하는 공기 청정 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 센서부가 감지하는 값에 따라 실내공간의 공기를 사용자가 미리 설정한 값으로 조절가능하도록 명령하는 공기 청정 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 구동대기모드에서 물체감지시 공기정화부를 자동 구동시키는 공기 청정 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2필터는 오존 분해 기능을 포함하는 공기 청정 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1필터는 헤파필터인 공기 청정 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2필터는 활성탄 흡착 필터인 공기 청정 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2필터는 O3를 300∼350℃에서 1 내지 5초동안 가열하여 O3를 분해하는 열 분해 필터인 공기 청정 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2필터는, 티오황산소다(Na2S2O3)나 아황산소다(Na2SO3)를 포함하는 공기 청정 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2필터는 pH 10의 물질을 포함하는 공기 청정 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 pH 10의 물질은 5％ 농도의 NaOH인 공기 청정 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2필터는 산화니켈(NiO3) 또는 MnO2을 포함하는 공기 청정 시스템.
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