KR102306825B1 - 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템 - Google Patents
전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 도어의 오픈 전에 실내와 복도의 압력차이를 측정하고, 측정된 압력 차이가 기 설정된 압력 차이와 설정 범위 이상일 때에만 도어를 오픈함으로써, 바이러스의 유입 또는 유출을 방지할 수 있고, 열화상 카메라가 구비되어 유증상자의 입실을 제한할 수 있으며, 입실자의 개인 식별 코드를 입력받은 후 도어를 오픈함으로써 확진자 발생시 접촉 인원의 신병을 신속히 확보할 수 있고, 복수의 실내를 격리 실내와 일반 실내로 구분하고 수용 인원을 구분하여 수용함으로써 감염병의 발생시 전염 범위를 최소화할 수 있는 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 도어의 오픈 전에 실내와 복도의 압력차이를 측정하고, 측정된 압력 차이가 기 설정된 압력 차이와 설정 범위 이상일 때에만 도어를 오픈함으로써, 바이러스의 유입 또는 유출을 방지할 수 있고, 열화상 카메라가 구비되어 유증상자의 입실을 제한할 수 있으며, 입실자의 개인 식별 코드를 입력받은 후 도어를 오픈함으로써 확진자 발생시 접촉 인원의 신병을 신속히 확보할 수 있고, 복수의 실내를 격리 실내와 일반 실내로 구분하고 수용 인원을 구분하여 수용함으로써 감염병의 발생시 전염 범위를 최소화할 수 있는 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 건물의 내부에 구비되는 미례된 공간의 공기는 거주자의 호흡이나 활동에 의해 시간이 지나면서 이산화 탄소의 함량이 증가하거나 오염되어 거주자의 내부 활동에 지장을 줄 수 있고, 감염성 병원균의 농도가 높아져 감염 확률이 증가하는 문제가 있었다.
특히, 최근 코로나19 바이러스가 발생하면서 학교나 학원 같이 동일 실내에 많은 인원들이 상주해야 하는 경우 바이러스의 전염이 사회적으로 큰 문제로 대두되었다.
이에, 고열이 있거나 기침이 있는 등의 유증상자를 격리조치하고 증상이 없는 인원들만 모여 수업을 진행하는 등의 조치가 취해졌으나, 바이러스에 감염되었음에도 발현되는 증상이 없는 무증상자에 의한 전염이 또다른 사회적 문제로 대두되었다.
이에, 실내의 공기를 적절히 순환시키면서 청정하는 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템의 개발이 필요로 하게 되었다.
본 발명은, 도어의 오픈 전에 실내와 복도의 압력차이를 측정하고, 측정된 압력 차이가 기 설정된 압력 차이와 설정 범위 이상일 때에만 도어를 오픈함으로써, 바이러스의 유입 또는 유출을 방지할 수 있는 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 열화상 카메라가 구비되어 유증상자의 입실을 제한할 수 있는 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 입실자의 개인 식별 코드를 입력받은 후 도어를 오픈함으로써 확진자 발생시 접촉 인원의 신병을 신속히 확보할 수 있는 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 복수의 실내를 격리 실내와 일반 실내로 구분하고, 수용 인원을 구분하여 수용함으로써 감염병의 발생시 전염 범위를 최소화할 수 있는 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 실내의 소음이 증가하면 전열 교환기를 구동하여 실내 공기를 정화시키거나 건물 외부로 배출하여 바이러스의 전파를 방지할 수 있는 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 복도의 소음이 증가하면 전열 교환기를 구동하여 실내 압력을 높임으로써 바이러스의 실내 유입을 방지할 수 있는 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 복도와, 상기 복도를 통해 출입 가능한 복수의 실내를 포함하여 구성되는 학교 또는 학원을 포함하는 공중 이용 시설의 실내 공기 청정 시스템에 있어서, 상기 실내에서 건물 외부와 연통되도록 설치되는 전열 교환기; 상기 복도와 상기 실내 사이에 설치되어 개폐되는 도어; 상기 복도와 상기 실내 사이, 또는 상기 복도와 상기 실내에 각각 설치되어 상기 복도와 상기 실내간의 압력 차이를 감지하는 차압 감지 수단; 상기 도어의 일측 또는 상기 도어의 지근 거리에 구비되어 상기 도어의 오픈 요청 신호를 생성하는 도어 오픈 수단; 상기 도어 오픈 수단으로부터 상기 도어의 오픈 요청 신호가 수신되면 상기 차압 감지 수단으로부터 감지된 상기 복도와 상기 실내간의 압력 차이가 기 설정된 상기 복도와 상기 실내간의 압력 차이와 설정 범위 이내인지 여부를 판별하고, 상기 판별 결과에 따라 상기 도어를 오픈하거나, 또는, 상기 전열 교환기를 구동하여 상기 실내의 압력을 승강시켜 상기 차압 감지 수단으로부터 감지된 상기 복도와 상기 실내간의 압력 차이가 기 설정된 상기 복도와 상기 실내간의 압력 차이와 설정 범위 이내가 되면 상기 도어를 오픈하는 제어부;를 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 도어의 일측 또는 상기 도어의 지근 거리에 구비되어 상기 도어 전방의 물체의 온도를 감지하는 열화상 카메라;가 더 구비되며, 상기 제어부는, 상기 도어 오픈 수단으로부터 상기 도어의 오픈 요청 신호가 수신되면 상기 열화상 카메라를 구동시키고, 상기 열화상 카메라의 촬영 결과가 설정 온도 미만인 경우 상기 도어를 오픈한다.
또한, 본 발명의 상기 도어 오픈 수단은 사용자의 개인 식별 코드를 입력받는다.
또한, 본 발명의 상기 실내는 격리 실내와 일반 실내로 구분되고, 상기 제어부는, 상기 격리 실내는 상기 복도에 비해 상기 격리 실내의 압력이 낮게 설정되고, 상기 일반 실내는 상기 복도에 비해 상기 일반 실내의 압력이 높게 설정된다.
또한, 본 발명의 상기 전열 교환기는, 중공된 내부를 갖고 외부와 밀폐된 몸체부; 상기 몸체부의 중앙에 설치되는 전열 소자; 상기 전열 소자와 상기 몸체부의 내벽 사이에 구비되어 상기 전열 소자를 중심으로 상기 몸체부의 공간을 제 1 공간, 제 2 공간, 제 3 공간 및 제 4 공간으로 4분할하는 복수의 격벽; 상기 건물 외부와 상기 제 1 공간에 각각 연통되는 공기 흡입 실외 통로; 상기 실내와 상기 제 4 공간에 각각 연통되는 공기 공급 실내 통로; 상기 실내와 상기 제 2 공간에 각각 연통되는 공기 흡입 실내 통로; 상기 건물 외부와 상기 제 3 공간에 각각 연통되는 공기 배출 실외 통로; 상기 제 4 공간내에 설치되어서, 구동시 상기 건물 외부의 공기가 상기 공기 흡입 실외 통로로부터 상기 제 1 공간, 상기 전열 소자, 상기 제 4 공간을 거쳐 상기 공기 공급 실내 통로로 흐르도록 하는 흡입팬; 상기 제 3 공간내에 설치되어서, 구동시 상기 실내의 공기가 상기 공기 흡입 실내 통로로부터 상기 제 2 공간, 상기 전열 소자, 상기 제 3 공간을 거쳐 상기 공기 배출 실외 통로로 흐르도록 하는 배출팬; 상기 제 1 공간과 상기 제 3 공간 사이의 격벽, 또는, 상기 제 2 공간과 상기 제 4 공간 사이의 격벽에 구비되어서, 구동시 상기 제 1 공간과 상기 제 3 공간 사이가 연통되거나, 또는, 상기 제 2 공간과 상기 제 4 공간 사이가 연통되는 실내 순환 댐퍼; 상기 공기 공급 실내 통로를 흐르는 공기가 통과되며 걸러질 수 있도록 상기 공기 공급 실내 통로상에 구비되는 필터 모듈;을 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 실내에 구비되어 상기 실내의 소리를 측정하는 실내 집음 센서;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 실내 집음 센서의 측정값이 제 1 설정값을 초과하면 상기 흡입팬 및 상기 실내 순환 댐퍼를 구동시켜, 상기 실내의 공기가 상기 필터 모듈을 거쳐 순환되도록한다.
또한, 본 발명의 상기 필터 모듈은, 양단이 상기 공기 공급 실내 통로에 연통되는 필터 몸체와, 상기 필터 몸체의 내부에 구비되는 에어 필터와, 상기 필터 몸체의 내부에 상기 에어 필터의 후단에 구비되는 UV램프를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 제어부는, 상기 실내 집음 센서의 측정값이 제 2 설정값을 초과하면 상기 실내 순환 댐퍼의 구동을 중지하고, 상기 배출팬을 구동시켜, 상기 실내의 공기가 상기 건물 외부로 배출되도록한다.
또한, 본 발명은, 상기 복도에 구비되어 상기 복도의 소리를 측정하는 복도 집음 센서;를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 복도 집음 센서의 측정값이 설정값을 초과하면 상기 전열 교환기를 구동시켜 상기 실내의 압력이 상기 복도의 압력보다 높아지도록한다.
또한, 본 발명은, 상기 복도와 상기 건물 외부에 각각 연통되도록 구비되는 배기팬;을 포함하며, 상기 제어부는, 상기 복도 집음 센서의 측정값이 설정값을 초과하면 상기 배기팬을 구동시켜 상기 복도의 공기가 상기 건물 외부로 배출되도록한다.
본 발명은, 도어의 오픈 전에 실내와 복도의 압력차이를 측정하고, 측정된 압력 차이가 기 설정된 압력 차이와 설정 범위 이상일 때에만 도어를 오픈함으로써, 바이러스의 유입 또는 유출을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 열화상 카메라가 구비되어 유증상자의 입실을 제한할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 입실자의 개인 식별 코드를 입력받은 후 도어를 오픈함으로써 확진자 발생시 접촉 인원의 신병을 신속히 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 복수의 실내를 격리 실내와 일반 실내로 구분하고, 수용 인원을 구분하여 수용함으로써 감염병의 발생시 전염 범위를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 실내의 소음이 증가하면 전열 교환기를 구동하여 실내 공기를 정화시키거나 건물 외부로 배출하여 바이러스의 전파를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 복도의 소음이 증가하면 전열 교환기를 구동하여 실내 압력을 높임으로써 바이러스의 실내 유입을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템의 실내 출입 구성을 도시한 예시도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템의 도어의 동작을 도시한 요부 사시도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템의 평면 예시도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템의 전열 교환기의 예시도.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템의 전열 교환기의 열회수 환기 모드의 공기 흐름을 도시한 사용 상태도.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템의 전열 교환기의 실내 공기 청정 모드의 공기 흐름을 도시한 사용 상태도.
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템의 전열 교환기의 제습 및 실내 공기 청정 모드의 공기 흐름을 도시한 사용 상태도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템의 도어의 동작을 도시한 요부 사시도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템의 평면 예시도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템의 전열 교환기의 예시도.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템의 전열 교환기의 열회수 환기 모드의 공기 흐름을 도시한 사용 상태도.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템의 전열 교환기의 실내 공기 청정 모드의 공기 흐름을 도시한 사용 상태도.
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템의 전열 교환기의 제습 및 실내 공기 청정 모드의 공기 흐름을 도시한 사용 상태도.
이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은, 복도와, 복도를 통해 출입 가능한 복수의 실내를 포함하여 구성되는 학교 또는 학원을 포함하는 공중 이용 시설의 실내 공기 청정 시스템에 있어서, 실내에서 건물 외부와 연통되도록 설치되는 전열 교환기(100)와, 복도와 실태 사이에 설치되어 개폐되는 도어(200)와, 복도와 실내 사이 또는 복도와 실내에 각각 설치되어 복도와 실내간의 압력 차이를 감지하는 차압 감지 수단(300)과, 도어(200)의 일측 또는 도어(200)의 지근 거리에 구비되어 도어(200)의 오픈 요청 신호를 생성하는 도어 오픈 수단(210)과, 도어 오픈 수단(210)으로부터 도어(200)의 오픈 요청 신호가 수신되면 차압 감지 수단(300)으로부터 감지된 복도와 실내간의 압력 차이가 기 설정된 복도와 실내간의 압력 차이와 설정 범위 이내인지 여부를 판별하고, 판별 결과에 따라 도어(200)를 오픈하거나, 또는, 전열 교환기(100)를 구동하여 실내의 압력을 승강시켜 차압 감지 수단(300)으로부터 감지된 복도와 실내간의 압력 차이가 기 설정된 복도와 실내간의 압력 차이와 설정 범위 이내가 되면 도어(200)를 오픈하는 제어부를 포함하여 구성된다.
전열 교환기(100)는, 실내와 건물 외부 사이의 공기를 교환시키는 역할을 하며, 실내의 공기를 흡입하여 건물 외부로 배출하거나, 건물 외부의 공기를 흡입하여 실내로 공급한다.
이를 위하여 전열 교환기(100)는, 중공된 내부를 갖고 외부와 밀폐된 몸체부(101)와, 몸체부(101)의 중앙에 설치되는 전열 소자(103)와, 전열 소자(103)와 몸체부(101)의 내벽 사이에 구비되어 전열 소자(103)를 중심으로 몸체부(101)의 공간을 제 1 공간(A1), 제 2 공간(A2), 제 3 공간(A3) 및 제 4 공간(A4)으로 4분할하는 복수의 격벽(102)과, 건물 외부와 제 1 공간(A1)에 각각 연통되는 공기 흡입 실외 통로(110)와, 실내와 제 4 공간(A4)에 각각 연통되는 공기 공급 실내 통로(140)와, 실내와 제 2 공간(A2)에 각각 연통되는 공기 흡입 실내 통로(130)와, 건물 외부와 제 3 공간(A3)에 각각 연통되는 공기 배출 실외 통로(120)와, 제 4 공간(A4) 내에 설치되어서 구동시 건물 외부의 공기가 공기 흡입 실외 통로(110)로부터 제 1 공간(A1), 전열 소자(103), 제 4 공간(A4)을 거쳐 공기 공급 실내 통로(140)로 흐르도록 하는 흡입팬(107)과, 제 3 공간(A3) 내에 설치되어서 구동시 실내의 공기가 공기 흡입 실내 통로(130)로부터 제 2 공간(A2), 전열 소자(103), 제 3 공간(A3)을 거쳐 공기 배출 실외 통로(120)로 흐르도록 하는 배출팬(106)을 포함하여 구성된다.
즉, 도면을 기준으로 상좌는 제 1 공간(A1), 상우는 제 2 공간(A2), 하좌는 제 3 공간(A3), 하우는 제 4 공간(A4)으로 구분되고, 전열 소자(103)는 제 1 공간(A1)과 제 4 공간(A4)을 연통시키면서 동시에 제 2 공간(A2)과 제 3 공간(A3)을 연통시키는 구조로 배치되는 것이다. 이러한 전열 교환기(100)가 외부의 공기를 흡입할 때에는 공기 흡입 실외 통로(110)를 통해 유입된 공기가 제 1 공간(A1), 전열 소자(103), 제 4 공간(A4)을 거쳐 공기 공급 실내 통로(140)를 통해 실내로 공급되고, 실내의 공기를 배출할 때에는 공기 흡입 실내 통로(130)를 통해 흡입된 공기가 제 2 공간(A2), 전열 소자(103), 제 3 공간(A3)을 거쳐 공기 배출 실외 통로(120)를 통해 건물 외부로 배출되는 구조를 갖는다.
이때, 공기 공급 실내 통로(140)는 여러 가닥으로 분기되어 실내의 복수 지점에 공기를 공급할 수 있도록 구성될 수 있고, 마찬가지로 공기 흡입 실내 통로(130) 역시 실내의 복수 지점에서 공기를 흡입할 수 있도록 구성될 수 있다.
이러한 전열 교환기(100)는 실내의 공기를 건물 외부로 배출할 때 실내의 압력이 하강하고, 건물 외부의 공기를 실내로 공급할 때 실내의 압력이 상승하게 된다.
한편, 전열 교환기(100)는 실내에서 건물 외부로, 건물 외부에서 실내로 공기가 이동되는 것 이외에, 실내의 공기를 순환시키고자 할 때에도 구동될 수 있다.
이를 위하여 전열 교환기(100)는 제 1 공간(A1)과 제 3 공간(A3) 사이의 격벽(102)에 구비되어 구동시 제 1 공간(A1)과 제 3 공간(A3) 사이가 연통되는 제 1 실내 순환 댐퍼(104)와, 제 2 공간(A2)과 제 4 공간(A4) 사이의 격벽(102)에 구비되어 구동시 제 2 공간(A2)과 제 4 공간(A4) 사이가 연통되는 제 2 실내 순환 댐퍼(105)가 구비된다.
제 1 실내 순환 댐퍼(104)의 구동시에는 공기 흡입 실내 통로(130)로 흡입된 공기가 제 2 공간(A2), 전열 소자(103), 제 3 공간(A3)을 거쳐 제 1 실내 순환 댐퍼(104)를 통과해 제 1 공간(A1)으로 유입되고, 제 1 공간(A1)으로부터 다시 전열 소자(103), 제 4 공간(A4)을 지나 공기 공급 실내 통로(140)를 통해 실내로 되돌아오게 된다.
제 2 실내 순환 댐퍼(105)의 구동시에는 공기 흡입 실내 통로(130)를 통해 흡입된 공기가 제 2 공간(A2)을 통해 제 2 실내 순환 댐퍼(105)를 통과하여 제 4 공간(A4)으로 유입되고, 제 4 공간(A4)을 지나 공기 공급 실내 통로(140)를 통해 실내로 되돌아오게 된다.
이러한 실내 순환 댐퍼는 제 1 실내 순환 댐퍼(104) 또는 제 2 실내 순환 댐퍼(105) 중 어느 하나만이 선택적으로 구동되는 것이 바람직하다. 일례로, 실내 공기의 순환과 제습을 동시에 실시하는 제습 및 실내 공기 청정 모드를 구동하려면 도 7 과 같이 제 1 실내 순환 댐퍼(104)만을 구동하여서 순환되는 공기가 전열 소자(103)를 거칠 수 있도록 하고, 실내 공기의 순환만을 실시하는 실내 공기 청정 모드를 구동하려는 때에는 도 6 과 같이 제 2 실내 순환 댐퍼(105)만을 구동하여 순환되는 공기가 전열 소자(103)를 거치지 않도록 한다.
이때, 실내 공기를 순환시키려면 건물 외부로부터의 공기 유입이 없어야 하며, 이를 위하여 공기 흡입 실외 통로(110)와 공기 배출 실외 통로(120)에는 각각 제 1 실외 차단 댐퍼(111) 및 제 2 실외 차단 댐퍼(121)가 구비된다.
제 1 실외 차단 댐퍼(111)는 제 1 공간(A1)이 건물 외부와 연통되는 것을 차단하는 역할을 하며, 제 2 실외 차단 댐퍼(121)는 제 3 공간(A3)이 건물 외부와 연통되는 것을 차단하는 역할을 한다. 이러한 제 1 실외 차단 댐퍼(111) 및 제 2 실외 차단 댐퍼(121)는 건물 외부로부터 공기를 흡입하거나 건물 외부로 공기를 배출할 때에만 구동된다. 즉, 실내의 공기를 건물 외부로 배출할 때에는 제 2 실외 차단 댐퍼(121)만 구동되고, 건물 외부의 공기를 실내로 유입시킬 때에는 제 1 실외 차단 댐퍼(111)만 구동시키는 것이다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 실내의 공기를 건물 외부로 배출하고, 건물 외부의 공기를 실내로 유입시키는 열회수 환기 모드일 때에는 제 1 실외 차단 댐퍼(111)와 제 2 실외 차단 댐퍼(121)가 모두 구동되어 개방되도록 구성된다.
한편, 실내 공기를 단순히 순환시키는 것은 제습 모드일 때를 제외하고는 아무 의미가 없다. 오히려 실내의 특정 지점에 집중된 세균 또는 바이러스를 흡입하여 실내 전 영역에 퍼트리는 좋지 않은 결과를 초래할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 공기 공급 실내 통로(140)를 흐르는 공기가 통과되어 걸러질 수 있도록 공기 공급 실내 통로(140)상에 필터 모듈(150)이 구비된다.
필터 모듈(150)은 양단이 공기 공급 실내 통로(140)에 연통되는 필터 몸체(151)와, 필터 몸체(151)의 내부에 구비되는 에어 필터(152)와, 필터 몸체(151)의 내부에 에어 필터(152)의 후단에 구비되는 UV 램프(153)를 포함하여 구성된다.
에어 필터(152)는 먼지 뿐만 아니라 세균 또는 바이러스까지도 거를 수 있도록 최소 PM1.0 이상인 것이 바람직하나 이를 한정하는 것은 아니다. UV 램프(153)의 경우에도 바이러스의 사멸에 특히 효과가 있는 UVC 파장의 광을 필터 몸체(151) 내측으로 조사할 수 있도록 구성되나 그 파장 역시 한정하는 것은 아니다.
한편, 에어 필터(152)의 전단에는 에어 필터(152)의 변색 여부를 감지하여 필터 교체 시기를 계산할 수 있도록 변색 감지 센서(154)가 더 구비될 수 있다. 변색 감지 센서(154)는 카메라일 수 있으며, 에어 필터(152)의 색이 먼지 등에 의해 까맣게 변하는 것을 촬영하여 이를 제어부에 전송한다.
상술한 전열 교환기(100)의 보다 상세한 동작은 하기의 제어부의 설명에서 추가하기로 한다.
도어(200)는, 복도와 실내 사이에 구비되어 오픈되었을 때에만 복도와 실내의 사람이 왕래할 수 있도록 구성된다.
이러한 도어(200)는 제어부의 제어에 의해 오픈 여부가 결정되며, 자동으로 오픈되는 슬라이드 방식 도어(200)일 수 있고, 또는, 잠금 장치만 해제되는 수동식 도어(200)일 수 있다. 자동으로 오픈되는 슬라이드 방식의 도어(200)인 경우 모터(202)와, 모터(202)의 회전축으로부터 연장되되 외주연에 나사산이 형성된 스크류(203)와, 스크류(203)에 치합되어 스크류(203)의 회전 방향에 따라 스크류(203)의 길이 방향으로 직선 이동하되 하방에 도어 유리(201)가 결합되는 슬라이더(204)를 포함하여 구성된다.
이러한 도어(200)의 일측 또는 도어(200)의 지근 거리에는 도어(200)의 오픈 요청 신호를 생성하는 도어 오픈 수단(210)이 구비된다. 도어 오픈 수단(210)은 호출벨일 수 있고, 패스워드의 입력이 가능한 디지털 도어(200)록일 수 있으며, 사용자의 ID 카드를 인식하는 ID 카드 리더기일 수 있다. 즉, 제어부로 하여금 사용자로부터 도어(200)의 오픈 요청이 있고, 도어(200) 오픈을 하기에 충분한 기타 조건들이 갖추어지면 도어(200)의 오픈을 허가할 수 있도록 구성되는 것이다.
본 발명에서는 도어(200)의 오픈을 위한 조건으로 실내와 복도의 압력 차이를 요구한다. 이때 압력은 각 공간의 공기의 압력으로서, 이를 위하여 복도와 실내 사이, 또는, 복도와 실내에 각각 설치되어 복도와 실태간의 압력 차이를 감지하는 차압 감지 수단(300)이 구비된다.
차압 감지 수단(300)은, 우선 복도와 실내 사이의 창문 또는 벽에 설치되는 차압 감지용 팬일 수 있다. 차압 감지용 팬은 회전수의 측정이 가능한 팬으로서, 통상의 상황에서는 설정 전력이 공급되었을 때 설정 회전이 이루어진다.
그러나, 두 공간의 사이에 구비되는 경우, 두 공간의 압력 차이에 의해 회전수에 변동이 발생된다. 예를 들어, 실내의 압력이 복도의 압력보다 높고 차감 감지용 팬이 실내에서 복도 방향으로 공기를 토출하는 회전을 하는 경우에는 동일한 전력으로 구동되어도 기준 회전수보다 많은 회전을 하게 될 것이고, 반대로 실내의 압력이 복도의 압력보다 낮고 차압 감지용 팬이 실내에서 복도 방향으로 공기를 토출하는 회전을 하는 경우에는 동일한 전력으로 구동되어도 기준 회전수보다 적은 회전을 하게 될 것이다. 그리고 이러한 회전수의 변동량을 테이블화하여 실내와 복도의 압력 차이를 도출할 수 있게 된다.
다음으로, 차압 감지 수단(300)은 실내와 복도에 각각 설치되는 기압계(301, 302)일 수 있다. 기압계(301, 302)는 보다 직접적으로 실내와 복도의 압력 차이를 측정하여 제어부에서 간단히 압력 차이를 게산할 수 있다.
마지막으로, 차압 감지 수단(300)은 실내와 복도에 각각 연통되는 두 압력 라인에 결합되는 차압계일 수 있다. 차압계는 배관상에 설치되어 양측 배관을 통해 각각 전달되는 공기의 압력차를 측정하는 센서이다.
제어부는, 도어 오픈 수단(210)으로부터 도어(200)의 오픈 요청 신호가 수신되면, 차압 감지 수단(300)으로부터 감지된 복도와 실내간의 압력 차이가 기 설정된 복도와 실내의 압력 차이와 설정 범위 이내인지 여부를 판별하고, 설정 범위 이내이면 도어(200)를 오픈하는 제어 신호를 생성한다.
만일 차압 감지 수단(300)의 측정 결과가 기 설정된 압력 차이로부터 설정 범위를 벗어나는 경우에는, 전열 교환기(100)를 구동시켜 실내의 압력을 상승시키거나 또는 하강시킨다. 그리고 차압 감지 수단(300)으로부터 감지된 복도와 실내간의 압력 차이가 기 설정된 복도와 실내간의 압력 차이와 설정 범위 이내가 되면 도어(200)를 오픈하는 제어 신호를 생성한다.
한편, 도어(200) 오픈을 위한 조건으로 도어(200)의 오픈을 요청한 사용자의 체온 정보를 요구할 수 있다. 고병원성 감염병은 고열을 동반하는 경우가 많기 때문이다.
이를 위하여 도어(200)의 일측 또는 도어(200)의 지근 거리에는 도어(200) 전방의 물체의 온도를 감지하는 열화상 카메라(220)가 구비된다. 그리고, 제어부는 도어 오픈 수단(210)으로부터 도어(200)의 오픈 요청 신호가 수신되면, 열화상 카메라(220)를 구동시키고, 열화상 카메라(220)의 촬영 결과가 설정 온도 미만인 경우에만 도어(200)를 오픈하는 제어 신호를 생성한다.
다음으로, 도어(200) 오픈을 위한 조건으로 사용자의 개인 식별 코드를 요구할 수 있다. 개인 식별 코드는 사용자의 ID 카드일 수 있으며, ID 카드는 학교의 경우엔 학생증, 학원의 경우에는 수강증일 수 있다. ID 카드 이외에 사용자의 핸드폰 번호 등을 입력받을수도 있으며, 개인 식별 코드의 요구는 좁게는 허가된 사용자만 실내의 출입을 허용하도록 하거나, 넓게는 해당 실내에 출입한 사용자의 명부를 확보하는 개념이다. 이는 고병원성 감염병의 확진자가 해당 실내에 출입한 경우 동일 시간대에 해당 실내에 출입한 다른 사용자의 신병을 확보하기 위함이다.
한편, 복수의 실내는 격리 실내와 일반 실내로 구분될 수 있다. 격리 실내는 감염자와 이동 동선이 겹쳤던 사용자 등 현재 증상이 없고 감염 검사가 음성으로 나타났으나 당분간 상황을 지켜보아야 할 필요가 있는 사용자들을 수용하는 공간이고, 일반 실내는 이에 해당되지 않는 사용자들을 수용하는 공간이다.
따라서, 격리 실내는 혹시 모를 바이러스의 외부 유출을 방지하기 위하여 복도에 비해 압력이 낮게 설정되고, 일반 실내는 복도로부터 바이러스가유입되지 않도록 복도에 비해 압력이 높게 설정되는 것이 바람직하다.
한편, 호흡기 감염병의 바이러스는 비말에 그 농도가 매우 높게 형성되어 주로 비말에 의해 전염되며, 비말은 주로 말을 할 때에 많이 방출된다. 이때, 만일 무증상 감염자가 감염 사실을 모른 채 실내에 상주하고, 대화를 하게 되면 해당 실내의 많은 인원들이 감염될 우려가 있다.
따라서, 본 발명은, 실내의 인원들이 말을 하거나 신체를 움직이는 등의 행동을 할 때에 소리가 발생되는 것에 착안하여 감염 전파 우려가 있는 행동을 할 때 실내 공기를 청정시킬 수 있도록 구성된다.
이를 위하여 본 발명은, 실내에 구비되어 실내의 소리를 측정하는 실내 집음 센서(310)를 포함하여 구성된다. 그리고 제어부는 실내 집음 센서(310)의 측정값이 제 1 설정값을 초과하면 도 6 또는 도 7 과 같이, 전열 교환기(100)의 흡입팬(107) 및 제 1 실내 순환 댐퍼(104) 또는 제 2 실내 순환 댐퍼(105)를 구동시켜 실내의 공기가 필터 모듈(150)을 거쳐 순환되도록 하는 실내 순환 청정 모드를 작동시킨다. 이러한 실내 순환 청정 모드는 가벼운 대화 또는 격하지 않은 움직임일 때에 동작된다.
그러나, 수업의 쉬는 시간 등에는 심하게 떠들거나 몸을 격하게 움직이는 인원들이 많으므로, 이러한 경우에는 실내의 공기를 정화시키기보다 신속히 건물 외부로 배출하는 것이 바람직하다.
따라서, 제어부는, 실내 집음 센서(310)의 측정값이 제 1 설정값보다 높은 제 2 설정값을 초과하면, 실내 순환 댐퍼의 구동을 중지하고, 배출팬(106)을 구동시켜 실내의 공기가 건물 외부로 배출될 수 있도록 한다. 이때에는 제 2 실외 차단 댐퍼(121)가 구동되어 제 3 공간(A3)이 건물 외부와 연통되고, 실내의 공기가 공기 흡입 실내 통로(130)로부터 제 2 공간(A2), 전열 소자(103), 제 3 공간(A3)을 거쳐 공기 배출 실외 통로(120)를 통해 건물 외부로 배출된다. 이때 실내의 압력이 복도에 비해 높게 형성되어야 하는 경우에는 실내의 공기를 배출하는 만큼 건물 외부의 공기를 실내로 유입시켜야 하므로, 도 5 와 같이, 제 1 실외 차단 댐퍼(111)가 구동되어 제 1 공간(A1)이 건물 외부와 연통되고, 흡입팬(107)이 구동되어서, 건물 외부의 공기가 공기 흡입 실외 통로(110)로부터 제 1 공간(A1), 전열 소자(103), 제 4 공간(A4)을 거쳐 공기 공급 실내 통로(140)를 통해 실내로 공급되는 열회수 환기 모드가 동작된다.
또한, 실내 뿐만 아니라 복도에서 많은 인원이 대화를 하거나 격하게 몸을 움직이는 경우가 있을 수 있다. 이 경우 복도의 공기가 실내로 유입되면 바이러스가 공기를 따라 유입될 수 있으므로, 복도의 공기가 실내로 유입되는 것을 방지할 필요가 있다.
따라서, 본 발명은 복도에 구비되어 복도의 소리를 측정하는 복도 집음 센서(320)를 포함하여 구성된다. 그리고 제어부는 복도 집음 센서(320)의 측정값이 설정값을 초과하면 전열 교환기(100)를 구동하여 실내의 압력이 복도의 압력보다 높아지도록 한다.
이때에는 제 1 실외 차단 댐퍼(111)를 구동하여 개방시키고, 흡입팬(107)을 구동시켜서, 건물 외부의 공기가 공기 흡입 실외 통로(110)로부터 제 1 공간(A1), 전열 소자(103), 제 4 공간(A4)을 거쳐 공기 공급 실내 통로(140)를 통해 실내로 공급될 수 있도록한다. 이 경우 제 2 실외 차단 댐퍼(121)는 폐쇄된 상태가 되고 배출팬(106)을 구동시키지 않아 실내의 압력이 상승되도록 한다.
그리고, 복도와 건물 외부에 각각 연통되는 배기팬(400)이 더 구비되며, 제어부는 복도 집음 센서(320)의 측정값이 설정값을 초과하면 배기팬(400)을 구동시켜 복도의 공기가 건물 외부로 배출될 수 있도록 한다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 도어(200)의 오픈 전에 실내와 복도의 압력차이를 측정하고, 측정된 압력 차이가 기 설정된 압력 차이와 설정 범위 이상일 때에만 도어(200)를 오픈함으로써, 바이러스의 유입 또는 유출을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 열화상 카메라(220)가 구비되어 유증상자의 입실을 제한할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 입실자의 개인 식별 코드를 입력받은 후 도어(200)를 오픈함으로써 확진자 발생시 접촉 인원의 신병을 신속히 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 복수의 실내를 격리 실내와 일반 실내로 구분하고, 수용 인원을 구분하여 수용함으로써 감염병의 발생시 전염 범위를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 실내의 소음이 증가하면 전열 교환기(100)를 구동하여 실내 공기를 정화시키거나 건물 외부로 배출하여 바이러스의 전파를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 복도의 소음이 증가하면 전열 교환기(100)를 구동하여 실내 압력을 높임으로써 바이러스의 실내 유입을 방지할 수 있는 효과가 있다.
100 : 전열 교환기 101 : 몸체부
102 : 격벽 103 : 전열 소자
104 : 제 1 실내 순환 댐퍼 105 : 제 2 실내 순환 댐퍼
106 : 배출팬 107 : 흡입팬
110 : 공기 흡입 실외 통로 111 : 제 1 실외 차단 댐퍼
120 : 공기 배출 실외 통로 121 : 제 2 실외 차단 댐퍼
130 : 공기 흡입 실내 통로 140 : 공기 공급 실내 통로
150 : 필터 모듈 151 : 필터 몸체
152 : 에어 필터 153 : UV 램프
154 : 변색 감지 센서
200 : 도어 201 : 도어 유리
202 : 모터 203 : 스크류
204 : 슬라이더 210 : 도어 오픈 수단
220 : 열화상 카메라
300 : 차압 감지 수단 301 : 기압계
302 : 기압계 310 : 실내 집음 센서
320 : 복도 집음 센서
400 : 배기팬
A1 : 제 1 공간 A2 : 제 2 공간
A3 : 제 3 공간 A4 : 제 4 공간
102 : 격벽 103 : 전열 소자
104 : 제 1 실내 순환 댐퍼 105 : 제 2 실내 순환 댐퍼
106 : 배출팬 107 : 흡입팬
110 : 공기 흡입 실외 통로 111 : 제 1 실외 차단 댐퍼
120 : 공기 배출 실외 통로 121 : 제 2 실외 차단 댐퍼
130 : 공기 흡입 실내 통로 140 : 공기 공급 실내 통로
150 : 필터 모듈 151 : 필터 몸체
152 : 에어 필터 153 : UV 램프
154 : 변색 감지 센서
200 : 도어 201 : 도어 유리
202 : 모터 203 : 스크류
204 : 슬라이더 210 : 도어 오픈 수단
220 : 열화상 카메라
300 : 차압 감지 수단 301 : 기압계
302 : 기압계 310 : 실내 집음 센서
320 : 복도 집음 센서
400 : 배기팬
A1 : 제 1 공간 A2 : 제 2 공간
A3 : 제 3 공간 A4 : 제 4 공간
Claims (10)
- 복도와, 상기 복도를 통해 출입 가능한 복수의 실내를 포함하여 구성되는 학교 또는 학원을 포함하는 공중 이용 시설의 실내 공기 청정 시스템에 있어서,
상기 실내에서 건물 외부와 연통되도록 설치되는 전열 교환기;
상기 복도와 상기 실내 사이에 설치되어 개폐되는 도어;
상기 복도와 상기 실내 사이, 또는 상기 복도와 상기 실내에 각각 설치되어 상기 복도와 상기 실내간의 압력 차이를 감지하는 차압 감지 수단;
상기 도어의 일측 또는 상기 도어의 지근 거리에 구비되어 상기 도어의 오픈 요청 신호를 생성하는 도어 오픈 수단;
상기 도어 오픈 수단으로부터 상기 도어의 오픈 요청 신호가 수신되면 상기 차압 감지 수단으로부터 감지된 상기 복도와 상기 실내간의 압력 차이가 기 설정된 상기 복도와 상기 실내간의 압력 차이와 설정 범위 이내인지 여부를 판별하고, 상기 판별 결과에 따라 상기 도어를 오픈하거나, 또는, 상기 전열 교환기를 구동하여 상기 실내의 압력을 승강시켜 상기 차압 감지 수단으로부터 감지된 상기 복도와 상기 실내간의 압력 차이가 기 설정된 상기 복도와 상기 실내간의 압력 차이와 설정 범위 이내가 되면 상기 도어를 오픈하는 제어부;
를 포함하되,
상기 전열 교환기는, 중공된 내부를 갖고 외부와 밀폐된 몸체부와, 상기 몸체부의 중앙에 설치되는 전열 소자와, 상기 전열 소자와 상기 몸체부의 내벽 사이에 구비되어 상기 전열 소자를 중심으로 상기 몸체부의 공간을 제 1 공간, 제 2 공간, 제 3 공간 및 제 4 공간으로 4분할하는 복수의 격벽과, 상기 건물 외부와 상기 제 1 공간에 각각 연통되는 공기 흡입 실외 통로와, 상기 실내와 상기 제 4 공간에 각각 연통되는 공기 공급 실내 통로와, 상기 실내와 상기 제 2 공간에 각각 연통되는 공기 흡입 실내 통로와, 상기 건물 외부와 상기 제 3 공간에 각각 연통되는 공기 배출 실외 통로와, 상기 제 4 공간내에 설치되어서, 구동시 상기 건물 외부의 공기가 상기 공기 흡입 실외 통로로부터 상기 제 1 공간, 상기 전열 소자, 상기 제 4 공간을 거쳐 상기 공기 공급 실내 통로로 흐르도록 하는 흡입팬과, 상기 제 3 공간내에 설치되어서, 구동시 상기 실내의 공기가 상기 공기 흡입 실내 통로로부터 상기 제 2 공간, 상기 전열 소자, 상기 제 3 공간을 거쳐 상기 공기 배출 실외 통로로 흐르도록 하는 배출팬과, 상기 제 1 공간과 상기 제 3 공간 사이의 격벽, 또는, 상기 제 2 공간과 상기 제 4 공간 사이의 격벽에 구비되어서, 구동시 상기 제 1 공간과 상기 제 3 공간 사이가 연통되거나, 또는, 상기 제 2 공간과 상기 제 4 공간 사이가 연통되는 실내 순환 댐퍼와, 상기 공기 공급 실내 통로를 흐르는 공기가 통과되며 걸러질 수 있도록 상기 공기 공급 실내 통로상에 구비되는 필터 모듈을 포함하며,
상기 실내에 구비되어 상기 실내의 소리를 측정하는 실내 집음 센서;를 포함하며,
상기 제어부는 상기 실내 집음 센서의 측정값이 제 1 설정값을 초과하면 상기 흡입팬 및 상기 실내 순환 댐퍼를 구동시켜, 상기 실내의 공기가 상기 필터 모듈을 거쳐 순환되도록 하는 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 도어의 일측 또는 상기 도어의 지근 거리에 구비되어 상기 도어 전방의 물체의 온도를 감지하는 열화상 카메라;가 더 구비되며,
상기 제어부는, 상기 도어 오픈 수단으로부터 상기 도어의 오픈 요청 신호가 수신되면 상기 열화상 카메라를 구동시키고, 상기 열화상 카메라의 촬영 결과가 설정 온도 미만인 경우 상기 도어를 오픈하는 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 도어 오픈 수단은 사용자의 개인 식별 코드를 입력받는 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 실내는 격리 실내와 일반 실내로 구분되고,
상기 제어부는, 상기 격리 실내는 상기 복도에 비해 상기 격리 실내의 압력이 낮게 설정되고, 상기 일반 실내는 상기 복도에 비해 상기 일반 실내의 압력이 높게 설정되는 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 필터 모듈은, 양단이 상기 공기 공급 실내 통로에 연통되는 필터 몸체와, 상기 필터 몸체의 내부에 구비되는 에어 필터와, 상기 필터 몸체의 내부에 상기 에어 필터의 후단에 구비되는 UV램프를 포함하는 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 실내 집음 센서의 측정값이 제 2 설정값을 초과하면 상기 실내 순환 댐퍼의 구동을 중지하고, 상기 배출팬을 구동시켜, 상기 실내의 공기가 상기 건물 외부로 배출되도록 하는 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 복도에 구비되어 상기 복도의 소리를 측정하는 복도 집음 센서;를 포함하며,
상기 제어부는, 상기 복도 집음 센서의 측정값이 설정값을 초과하면 상기 전열 교환기를 구동시켜 상기 실내의 압력이 상기 복도의 압력보다 높아지도록 하는 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템.
- 제 9 항에 있어서,
상기 복도와 상기 건물 외부에 각각 연통되도록 구비되는 배기팬;을 포함하며,
상기 제어부는, 상기 복도 집음 센서의 측정값이 설정값을 초과하면 상기 배기팬을 구동시켜 상기 복도의 공기가 상기 건물 외부로 배출되도록 하는 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200183984A KR102306825B1 (ko) | 2020-12-24 | 2020-12-24 | 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200183984A KR102306825B1 (ko) | 2020-12-24 | 2020-12-24 | 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102306825B1 true KR102306825B1 (ko) | 2021-09-29 |
Family
ID=77925041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200183984A KR102306825B1 (ko) | 2020-12-24 | 2020-12-24 | 전열 교환기를 이용한 실내 공기 청정 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102306825B1 (ko) |
Citations (6)
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2020
- 2020-12-24 KR KR1020200183984A patent/KR102306825B1/ko active IP Right Grant
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