KR102364961B1

KR102364961B1 - 공기청정기

Info

Publication number: KR102364961B1
Application number: KR1020190165971A
Authority: KR
Inventors: 윤춘기
Original assignee: (주)대우루컴즈
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2022-02-18
Also published as: KR20210074859A; WO2021117946A1

Abstract

본 발명은 본체에 마련되며, 실내 공기 오염도 및 이산화탄소 농도를 감지하는 감지부, 상기 본체의 내부에 결합되며, 실내 또는 실외 공기를 흡입, 각각 제1공급 경로 및 제2공급 경로를 따라 공급되도록 구비되는 공기 공급부, 상기 제1공급 경로 및 상기 제2공급 경로를 통과하며 상기 본체의 내부로 공급되는 실내 또는 실외 공기를 정화시키도록 구비되는 필터부 및 상기 감지부로부터 실내 공기 오염도 데이터 및 이산화탄소 농도 데이터를 전달받아 미리 설정된 기준 공기 오염도 데이터 및 기준 이산화탄소 농도 데이터와 비교하고, 실내 공기의 이산화탄소 농도 데이터가 상기 기준 이산화탄소 농도 데이터를 초과하는 것으로 판단되면, 상기 제2공급 경로를 따라 선택적으로 실외 공기가 공급되도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

공기청정기{Air purifier}

본 발명은 공기청정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외기 및 실내 환경 변화에 따른 실내 환경이 쾌적하게 유지되게 하는 것은 물론, 실내의 오염 물질의 확산을 방지하면서 정화할 수 있도록 하는 공기청정기에 관한 것이다.

최근, 주택이 고기밀화되어 오염 물질이 실내에 머무르기 쉬우며, 이로 인해 휘발성 유기 화합물에 의한 식 하우스 증후군, 집먼지에 의한 알레르기 증상 등의 문제가 심각화되고 있고, 그에 따라 실내 공기 환경을 개선하기 위해 공기청정기나, 공기 청정 기능을 구비한 공기 조화기가 사용된다.

실내의 공기 정화 방법으로서는, 송풍기에 의해 오염 물질을 공기청정기에 도입하고, 필터로 제거하는 것이 일반적이지만, 필터 대신에 전기 집진 장치를 사용한 것이나, 이온이나 오존을 사용한 것 등, 실내의 공기 환경을 개선하기 위한 검토가 활발하게 행해지고 있다.

또한, 공기청정기의 분출구로부터 송출되는 기류에 의해 실내의 공기 환경을 개선하는 방법이 제안되어 있고, 일례로 일본 특허 공개 제2006-17343호 공보에는 횡방향과 전방 방향에도 정화 공기를 공급할 수 있도록 하여 실내의 정화를 빠르게 행할 수 있는 공기청정기가 제안되어 있다.

즉, 일본 특허 공개 제2006-17343호 공보에 기재된 공기청정기에서는 횡방향 및 전방 방향으로 기류를 송출하고 있기 때문에, 실내의 가구 등의 장해물의 영향을 받기 쉽고, 충분히 양호하게 공기의 순환을 행하는 것이 곤란하며, 또한 횡방향 및 전방 방향으로 기류를 송출하고 있기 때문에, 바닥면의 진애를 말아올릴 우려가 있다.

일본 특허 공개 제2006-57919호 공보에는 분출구에 설치한 가동 루버를 전후 혹은 좌우로 자동으로 스윙시켜 실내의 기류를 변화시키면서, 센서에 의해 먼지나 냄새의 검지를 행함으로써, 방의 공기오염을 빠르게 발견할 수 있는 공기청정기가 제안되어 있다.

일본 특허 공개 제2006-57919호 공보에 기재된 공기청정기에서는, 분출구에 배치되고, 자동으로 가동하는 루버와 공기의 오염을 검지하는 센서를 필요로 하고 있는데, 이 공기청정기에 있어서, 루버를 자동으로 스윙시키는 것만으로는 최적의 기류를 만드는 것이 곤란하여, 일정량 이상의 공기 오염을 검지한 위치에서 가동 루버를 정지시켜 실내의 최적 기류를 만든다고 해도, 탁해진 지점의 공기가 센서에 도달하는 타이밍과 가동 루버의 위치를 일치시키는 것은 곤란하므로, 효율적으로 진애를 포집하는 것은 곤란하며, 또한 루버로 풍향을 변경하면, 유로 폭이 감소하므로 기류가 손상된다는 문제가 있다.

한편, 일반적인 구성을 가진 공기청정기의 경우, 운전을 개시하면, 시로코 팬이 회전 구동되어, 흡입구로부터 공기가 흡입되어, 에어 필터에 의해 공기 중에 존재하는 진애, 및/또는 악취(오염 물질)가 제거되고, 하우징 내의 흡입 유통로에 도입되어 에어 필터에 의해 진애(塵埃)가 제거된 공기는, 분출 유통로를 유통하여 분출구로부터 연직 상방을 향해 실내로 송출되며, 실내로 송출된 공기는 방의 천장면에 도달하여, 실내를 유통하여 공기청정기의 흡입구에 흡입된다.

최근, 실내의 공기 오염 문제를 해결하는 것이 강하게 요구되고 있으므로, 공기청정기에 의해 실내의 공기 환경을 더욱 개선할 필요성이 있고, 공기청정기에 의해 실내의 공기 환경을 개선하기 위하여 상기한 문헌에서 제안된 기술 이외에도 다수의 다양한 기술이 검토되고 있다.

그러나, 실내의 진애, 및/또는 악취(오염 물질)를 빠르게 제거하기 위한 종래의 방법은, 공기청정기의 풍량을 크게 하여 제거 속도를 향상시키는 등과 같은, 종래의 연장선상의 생각에 기초하고 있으므로, 소비 전력이 커지고, 운전 시의 소음도 커지는 문제가 있다.

또한, 종래 기술에 있어서는, 기류의 순환 손실이 많아 기류의 순환 효율이 나빠, 실내의 공기 환경의 개선 효과가 작다는 문제가 있으며, 실내의 공기 환경의 개선 효과를 높이기 위해 팬의 회전수를 높여 풍량을 증가시키면, 소음이 커진다는 새로운 문제가 발생 된다.

본 발명의 목적은, 실내 공기의 오염도 및 이산화탄소 농도를 측정하고, 측정된 오염도 데이터 및 이산화탄소 농도 데이터를 미리 설정된 기준 오염도 데이터 및 기준 이산화탄소 농도 데이터와 비교하여, 그 결과에 따라 선택적으로 외부 공기를 정화하여 실내로 공급되게 함으로써, 외부 공기를 이용한 실내 공기의 정화를 가능하게 함과 동시에, 실내 환기가 가능하게 하여 실내 이산화탄소 농도가 높아지는 것을 미연에 방지할 수 있는 공기청정기를 제공함에 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기는 본체에 마련되며, 실내 공기 오염도 및 이산화탄소 농도를 감지하는 감지부, 상기 본체의 내부에 결합되며, 실내 또는 실외 공기를 흡입, 각각 제1공급 경로 및 제2공급 경로를 따라 공급되도록 구비되는 공기 공급부, 상기 제1공급 경로 및 상기 제2공급 경로를 통과하며 상기 본체의 내부로 공급되는 실내 또는 실외 공기를 정화시키도록 구비되는 필터부 및 상기 감지부로부터 실내 공기 오염도 데이터 및 이산화탄소 농도 데이터를 전달받아 미리 설정된 기준 공기 오염도 데이터 및 기준 이산화탄소 농도 데이터와 비교하고, 실내 공기의 이산화탄소 농도 데이터가 기준 이산화탄소 농도 데이터를 초과하는 것으로 판단되면, 상기 제2공급 경로를 따라 선택적으로 실외 공기가 공급되도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 공기 공급부는 상기 본체에 마련된 상기 제1공급 경로 및 상기 제2공급 경로를 따르며 실내 또는 실외 공기가 공급되도록 구비되는 송풍팬, 상기 제2공급 경로에 설치되며, 실외 공기의 공급이 차단되도록 가이드 하는 댐퍼 및 상기 제2공급 경로의 입구에 설치되며, 선택적으로 공급되는 실외 공기에 대한 오염도를 감지하는 감지 센서를 구비한다.

또한, 상기 필터부는 상기 제1공급 경로 상에 설치되며, 실내 공기에 포함된 오염물질을 정화하는 실내공기 정화필터 및 상기 댐퍼가 개방됨에 따라 선택적으로 공급되는 실외 공기에 포함된 오염물질을 정화하는 실외공기 정화필터를 구비한다.

이러한 상기 제어부는 상기 감지 센서에서 감지된 실외 공기의 외기 오염도 데이터와, 상기 감지부에서 감지된 실내 공기 오염도 데이터를 비교하여, 외기 오염도 데이터 보다 실내 공기 오염도 데이터가 높거나 또는 동일하면, 상기 실외공기 정화필터의 교체 시기로 판단한다.

그리고, 상기 제어부는 상기 감지부를 통해 감지된 이산화탄소 농도 데이터가 상기 기준 이산화탄소 농도 데이터를 초과하는 것으로 판단되면, 상기 제2공급 경로가 개방되도록 상기 댐퍼를 제어함과 동시에, 초과된 정도에 따라 상기 송풍팬의 구동 속도를 제어한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기는 상기 본체에 장착되며, 실내 공기 오염도 및 이산화탄소 농도가 표시되도록 구비되는 디스플레이부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 감지부로부터 공기 오염도 및 이산화탄소 농도에 대한 감지 정보를 전달받아 공기 오염도 데이터 및 이산화탄소 농도 데이터가 상기 디스플레이부에 각각 실시간으로 표시되도록 한다.

여기서, 상기 제어부는 상기 제2공급 경로를 따라 실외 공기가 공급되도록 제어함에 있어서, 날씨 정보가 실시간 저장되는 데이터 저장부로부터 현재 외기 오염도 데이터를 전달받아 상기 디스플레이부에 제공되도록 하며, 실내 공기 오염도 데이터와의 비교를 통해 상기 공기 공급부에 대한 수동 제어가 이루어지게 한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기청정기는 본체에 마련되며, 실내의 초미세먼지 농도와, 가스 농도를 감지하는 감지부, 상기 본체의 내부에 결합되며, 실내 공기를 흡입하여 공급 경로를 따라 공급되도록 구비되는 공기 공급부, 상기 공급 경로를 통과하며 상기 본체의 내부로 공급되는 실내 공기를 정화시키도록 구비되는 필터부 및 상기 감지부로부터 초미세먼지 농도 데이터와, 가스 농도 데이터를 전달받아 미리 설정된 기준 농도 데이터와 각각 비교, 어느 하나의 농도 데이터가 기준 농도 데이터를 초과하는 것으로 판단되면, 초미세먼지 농도 데이터와, 가스 농도 데이터 각각의 감지 범위에 따라 미리 설정된 풍량으로 실내 공기가 흡입되도록 상기 공기 공급부의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하며, 상기 제어부는 상기 감지부에서 초미세먼지와 가스가 모두 감지되면, 감지된 초미세먼지 농도 데이터와, 가스 농도 데이터 중 더 큰 풍량으로 실내 공기를 흡입할 수 있는 어느 하나의 농도 데이터에 대한 감지 범위를 선택, 해당 감지 범위에 따라 설정된 풍량으로 실내 공기가 흡입되도록 제어한다.

이러한 상기 감지부는 실내의 이산화탄소 및 일산화탄소의 농도를 감지하며, 상기 제어부는, 초미세먼지 농도와, 가스 농도의 감지가 종료된 상태에서만, 선택적으로 이산화탄소 및 일산화탄소 농도가 감지되도록 상기 감지부를 제어하며, 이산화탄소 및 일산화탄소의 농도가 미리 설정된 기준 농도를 초과하는 것으로 판단되면, 이산화탄소 및 일산화탄소의 배기가 이루어지도록 한다.

또한, 상기 공기 공급부는 상기 본체에 마련된 상기 공급 경로를 따르며 실내 공기가 공급되도록 구비되는 송풍팬, 상기 본체에 마련된 배기 경로에 설치되며, 실내 공기의 배기가 가능하도록 구비되는 댐퍼 및 상기 제어부를 통해 상기 댐퍼가 개방 제어됨에 따라 선택적으로 작동하여 이산화탄소 및 일산화탄소의 배기가 이루어지도록 가이드 하는 배기팬을 구비한다.

본 발명은, 실내 공기의 오염도 및 이산화탄소 농도를 측정하고, 측정된 오염도 데이터 및 이산화탄소 농도 데이터를 미리 설정된 기준 오염도 데이터 및 기준 이산화탄소 농도 데이터와 비교하여, 그 결과에 따라 선택적으로 외부 공기를 정화하여 실내로 공급되게 함으로써, 외부 공기를 이용한 실내 공기의 정화를 가능하게 함과 동시에, 실내 환기가 가능하게 하여 실내 이산화탄소 농도가 높아지는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

그에 따라, 본 발명은 출입구, 창문 등의 개방을 통하여 환기가 이루어지게 하지 않아도, 공기청정기를 구동시켜 선택적인 실외 공기의 공급이 가능하게 하여, 실내 이산화탄소의 농도를 저감시키면서 산소 농도가 증가될 수 있게 할 수 있으며, 결과적으로는 실외 공기의 선택적인 공급을 통해 항상 쾌적한 실내 공기가 유지될 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 날씨 정보가 실시간 저장되는 데이터 저장 서버로부터 현재 공기 오염도 데이터를 전달받고, 현재 공기 오염도 데이터가 나쁨에 해당하는 경우, 사용자에 의한 수동 제어가 이루어지게 함으로써, 외기의 오염도에 따라 대응하며 실내 환기가 실시되도록 하는 효과를 갖는다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기를 보여주는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기에 대한 실내 공기의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기에 대한 구동 종료 상태를 보여주는 도면이다.
도 4 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기에 대한 외기 공급의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기에 대한 구성 간 연결 관계를 보여주는 도면이다.
도 6 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기에 대한 제어를 보여주는 도면이다.
도 7 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기청정기에 대한 제1제어를 보여주는 도면이다.
도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기청정기에 대한 제2제어를 보여주는 도면이다.
도 9 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기청정기에 대한 배기 흐름을 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기를 보여주는 도면이고, 도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기에 대한 실내 공기의 흐름을 보여주는 도면이며, 도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기에 대한 구동 종료 상태를 보여주는 도면이다.

그리고, 도 4 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기에 대한 외기 공급의 흐름을 보여주는 도면이고, 도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기에 대한 구성 간 연결 관계를 보여주는 도면이며, 도 6 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기에 대한 제어를 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 공기청정기는 상부 커버(10a)의 승강을 통해(도 3 참조) 정화되어 배출되는 공기의 토출량을 조절할 수 있도록 형성되며, 공기청정 및 환기가 가능할 수 있도록 감지부(100), 공기 공급부(200), 필터부(300) 및 제어부(400)를 포함한다.

감지부(100)는 본체(10)에 마련되고, 복수개로 이루어져 실내 공기에 포함된 미세 먼지, 유해 가스, 라돈 등의 오염 정도를 나타내는 공기 오염도, 이산화탄소 농도 등을 감지하도록 구비된다.

바람직하게는, 감지부(100)는 공기 중의 초미세먼지 농도를 측정하기 위한 먼지 센서, 공기 중의 가스 농도를 측정하기 위한 가스 센서(TVOC(Total Volatile Organic Compounds) 센서, Nox 센서 등), 공기 중의 라돈 농도를 측정하는 라돈 센서, 공기 중의 습도를 측정하기 위한 습도 센서, 공기의 온도를 측정하기 위한 온도 센서 등과 같이 실내 공기의 오염도를 측정할 수 있는 다양한 종류의 센서를 추가로 포함할 수 있으며, 실내 공기 중의 이산화탄소 농도를 측정하기 위한 이산화탄소 센서를 포함할 수 있다.

공기 공급부(200)는 본체(10) 내부에 결합되며, 실내 또는 실외 공기를 흡입, 각각 실내 공기는 도 2에 도시된 화살표 방향과 같이 본체(10)의 중심을 기준으로 하측에 배치된 제1공급 경로(P1)를 통해, 실외 공기는 도 4에 도시된 화살표 방향과 같이 외부와 연결된 제2공급 경로(P2)를 통해 공급되도록 구비된다.

이러한 공기 공급부(200)는 송풍팬(210), 댐퍼(220) 및 감지 센서(230)를 구비한다.

송풍팬(210)은 본체(10)의 내부에 설치되며, 구동 시 제1공급 경로(P1) 또는 제2공급 경로(P2)를 따르며 본체(10)의 내부로 실내 또는 실외 공기가 공급되도록 구비된다.

또한, 댐퍼(220)는 제2공급 경로(P2)에 설치되며, 개폐 가능하게 마련되어 실외 공기의 공급이 선택적으로 이루어지도록 가이드 한다.

이러한 댐퍼(220)는 제어부(400)에 의해 동작되며, 소정의 조건을 만족하여 개방 제어됨에 따라 선택적으로 실외 공기가 공급되게 할 수 있다.

그리고, 감지 센서(230)는 선택적으로 공급되는 실외 공기에 대한 오염도를 감지하기 위한 구성으로서, 덕트(12)의 단부에 형성된 제2공급 경로(P2)의 입구에 설치되며, 바람직하게는 전술된 감지부(100)의 복수의 센서들과 동일하게 이루어질 수 있다.

댐퍼(220) 및 감지 센서(230)는 모두 덕트(12) 내에 설치되는 것으로, 교체 가능하게 결합된 덕트(12)의 분리 시 함께 제거될 수 있으며, 또한 덕트(12)가 제거됨에 따라 이동 가능할 수 있기 때문에, 실내 공기의 정화만이 이루어지게 할 수도 있다.

필터부(300)는 제1공급 경로(P1) 및 제2공급 경로(P2)를 통과하며 본체(10) 내부로 공급되는 실내 또는 실외 공기를 정화시키도록 구비된다.

이를 위해, 필터부(300)는 제1공급 경로(P1) 및 제2공급 경로(P2)에 각각 설치되는 실내공기 정화필터(310) 및 실외공기 정화필터(320)를 구비한다.

실내공기 정화필터(310)는 도넛 형상으로 이루어지며, 도 2에 도시된 바와 같이, 송풍팬(210)이 구동됨에 따라 제1공급 경로(P1)를 통해 본체(10)의 내부로 공급되는 실내 공기가 전면을ㅌ따라 통과하도록 함으로써, 실내 공기에 포함된 오염물질을 정화시키는 역할을 한다.

실외공기 정화필터(320)는 실내공기 정화필터(310)의 하부에 배치되며, 송풍팬(210)이 구동됨에 따라 제2공급 경로(P2)를 통해 본체(10) 내부로 공급되는 실외 공기에 포함된 오염물질을 정화시키는 역할을 한다.

도면에 도시되지는 않았으나, 이러한 실내공기 정화필터(310) 및 실외공기 정화필터(320)는 프리 필터(prefilter), 탄소 필터(carbon filter), 헤파 필터(hepa filter), 광촉매 필터(photo-catalyzer filter)가 순차적으로 배치되며 이루어질 수 있으며, 실내 또는 실외 공기에 포함된 질소산화물, 휘발성 유기화학물과 같은 유해물질과 미세먼지 등을 제거하여 실내로 공급되도록 한다.

여기서, 프리 필터는 헤타필터와 같은 고성능 필터를 보호하면서 큰먼지를 걸러주며, 탄소 필터는 탄소질의 물질로 이루어져 흡착력이 강해 공기 정화, 특히 알레르기를 유발하는 물질의 제거가 용이하고, 미세 공극에 의해 유해가스 및 미세먼지가 흡수되도록 한다. 헤파 필터는 공기 중의 미립자나 세균을 제거하면서 불쾌한 냄새를 흡수하며, 0.3 마이크로미터 이하 먼지 99 % 제거하고, 바람직하게는 헤파 필터의 등급은 U13 이상 제품을 사용한다. 광촉매 필터는 빛을 에너지원으로 받아들여 화학반을을 촉진시켜 세균 및 악취, 유해물질을 분해하는 역할을 한다.

상기와 같은 기능을 수행하는 프리 필터, 탄소 필터, 헤파 필터 및 광촉매 필터, 즉 실내공기 정화필터(310) 및 실외공기 정화필터(320)는 본체(10)의 내부에 설치됨에 있어서, 별도의 고정부재(미도시)에 의해 각각 착탈 가능하게 설치되게 하는 것이 바람직하며, 그에 따라 필터부(300)에 대한 교체 주기가 도래하게 되면, 손쉬운 교체가 이루어지게 할 수 있다.

제어부(400)는 감지부(100)로부터 실내 공기 오염도 데이터 및 이산화탄소 농도 데이터를 전달받아 미리 설정된 기준 공기 오염도 데이터 및 기준 이산화탄소 농도 데이터와 비교, 기준 이산화탄소 농도 데이터를 초과하는 것으로 판단되면, 제2공급 경로(P2)를 따라 선택적으로 실외 공기가 공급되도록 제어한다.

즉, 제어부(400)는 공기 중의 초미세먼지 농도를 측정하기 위한 먼지 센서, 공기 중의 가스 농도를 측정하기 위한 가스 센서(TVOC(Total Volatile Organic Compounds) 센서, Nox 센서 등)를 통해 감지된 실내 공기 오염도 데이터가 미리 설정된 기준 공기 오염도 데이터, 다시 말해 초미세먼지가 2.5 PM(Particulate matter) 초과하면서, NOx 의 농도가 60 ppb 초과하고, TVOC 가 500 ug/m³를 초과하는 것으로 설정된 기준 공기 오염도 데이터를 벗어난 판단되면, 송풍팬(210)의 구동을 통해 제1공급 경로(P1)를 따라 실내 공기를 순환 및 정화시켜 공기청정 기능이 수행되도록 한다.

이때, 만일 실내 공기에 포함된 이산화탄소의 농도가 기준 이산화탄소 농도 데이터, 더 자세하게는 800 ppm(한국패시브 건축협회 기준)을 초과하게 되면, 실내 공기 정화 및 실내 환기가 필요한 것으로 판단하여, 제2공급 경로(P2)의 개방을 위한 댐퍼(220)의 동작을 제어함으로써, 실외 공기가 내부로 공급되도록 한다.

여기서, 제어부(400)는 감지 센서(230)에서 감지된 실외 공기의 외기 오염도 데이터와 비교하여, 실외 공기의 외기 오염도 데이터 보다 감지부(100)에서 감지된 실내 공기 오염도 데이터가 높거나 또는 동일하면, 실외공기 정화필터(320)의 교체 시기로 판단하도록 한다.

다시 말해, 종래에는 필터의 교체 시기를 판단함에 있어서, 대략 3000 시간 내지 5000 시간 사이를 기준으로 하여 해당 시간 동안 사용하게 되면, 사용자에게 교체 시기를 알려주도록 하였으나, 이러한 경우 해당 시간 이상을 사용했음에도 필터의 오염이 상대적으로 적을 수도 있고, 해당 시간 이하로 사용했음에도 필터의 오염이 상대적으로 클 수도 있으므로, 본 실시예에서는 제2공급 경로(P2)를 통해 실외 공기가 공급되도록 함에 있어서, 만일 공급되는 실외 공기의 외기 오염도 데이터가 실내 공기 오염도 데이터 보다 높으면, 공급되는 실외 공기에 대한 정화를 수행하는 실외공기 정화필터(320)가 그 기능을 수행하지 못하는 것으로 판단하여 교체가 이루어져야 하는 것으로 판단하도록 함으로써, 종래와 같은 사용 기간에 관계없이 실외공기 정화필터(320)에 대한 교체 시기를 효과적으로 판단할 수 있다.

또한, 제어부(400)는 감지부(100)를 통해 감지된 이산화탄소 농도 데이터가 급격하게 증가하여 800 ppm 에 해당하는 기준 이산화탄소 농도 데이터를 초과하는 것으로 판단되면, 풍량 조절을 위하여 송풍팬(210)의 구동 속도를 다르게 제어할 수 있다.

더 자세하게 설명하면, 제어부(400)는 감지부(100)를 통해 이산화탄소 농도 데이터를 측정한 결과, 그 정도가 단시간 동안 급격하게 증가된 것으로 감지되면, 송풍팬(100)의 구동 속도가 다르게 제어되도록 하는데, 일례로 만일 감지부(100)를 통해 실내 공기에 포함된 초미세먼지 등과 같은 유해물질의 농도와, 이산화탄소의 농도가 기준 데이터 이상으로 급격하게 높아지게 되면, 실내 공기의 정화와 함께, 실내 환기를 위하여 송풍팬(210)의 구동 속도가 최대(MAX)가 되도록 제어한다.

한편, 본 실시예에 따른 공기정화기는 디스플레이부(500)를 더 포함하며, 이러한 디스플레이부(500)는 도면에 도시되지는 않았으나, 본체(10)의 전면에 노출되게 장착되고, 제어부(400)를 통해 감지부(100)로부터 공기 오염도 및 이산화탄소 농도에 대한 감지 정보를 전달받아 그 데이터가 디스플레이부(500)에 각각 실시간으로 표시되게 함으로써, 사용자가 용이하게 실내 공기의 상태를 파악하게 할 수 있다.

여기서, 제어부(400)는 제2공급 경로(P2)를 따라 실외 공기가 공급되도록 제어함에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이 날씨 정보가 실시간 저장되는 데이터 저장부(M)로부터 현재 외기 오염도 데이터를 전달받아 디스플레이부(500)에 제공되도록 하며, 사용자가 실내 공기에 포함된 공기 오염도 데이터와 현재 외기 오염도 데이터의 비교를 통하여 입력부(I)를 통한 송풍팬(210)의 수동 제어가 이루어지게 할 수 있다.

즉, 제어부(400)는 Wi-Fi 등과 같은 무선 통신을 통해 데이터 저장부(M)와 디스플레이부(500)에 서로 정보를 주고 받을 수 있도록 하며, 실내 공기 오염도 데이터 및 이산화탄소 농도 데이터가 미리 설정된 기준 공기 오염데 데이터 또는 기준 이산화탄소 농도 데이터를 초과하거나, 비슷한 수준으로 도달하게 되더라도, 디스플레이부(500)에 표시된 정보를 확인한 결과, 현재 외기 오염도 데이터 수준이 안좋은 것으로 판단되면, 입력부(I)를 통해 댐퍼(220)의 개방 범위를 선택적으로 조절하도록 수동 제어가 이루어지게 한다.

이러한 수동 제어의 동작은, 예를 들어 외기 오염도 데이터가 나쁨 상태에 해당하는 것으로 판단되면, 실내 공기 오염도 데이터 및 이산화탄소 농도 데이터가 미리 설정된 기준 공기 오염도 데이터 및 기준 이산화탄소 농도 데이터를 초과하는 것에 관계 없이, 음성, 전자음 등의 알람 경고 및 메시지가 디스플레이부(500)를 통해 사용자에게 먼저 전달되도록 하고, 이때 사용자의 판단에 의해 입력부(I)를 조작하여 댐퍼(220)의 개방 범위 또는 송풍팬(210)의 구동 속도, 구동 시간 등을 변경함으로써, 실내 공기에 대한 오염도 및 이산화탄소 농도에 따라 무조건 적으로 외부 공기가 공급되게 하는 것이 아니라, 상황에 맞는 사용자의 결정에 의한 수동 제어가 이루어지게 할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 전술된 본 실시예에 따른 공기청정기의 구성을 바탕으로 동작의 제어 흐름을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 공기 중의 초미세먼지 농도를 측정하기 위한 먼지 센서, 공기 중의 가스 농도를 측정하기 위한 가스 센서(TVOC(Total Volatile Organic Compounds) 센서, Nox 센서 등) 등과 같이 실내 공기의 오염도를 측정할 수 있는 다양한 종류의 센서를 포함한 감지부(100)를 통해 실내의 공기 오염도를 감지한다(S100).

이후, 감지된 결과에 따라 실내 공기 오염도 데이터, 즉 초미세먼지 농도, NOx 농도, TVOC 농도가 전술된 기준 공기 오염도 데이터를 초과한 것으로 판단되면, 제어부(400)를 통해 제1공급 경로(P1)를 따라 실내 공기가 순환 및 정화될 수 있도록 송풍팬(210)을 구동시킨다(S200).

이와 함께, 감지부(100)를 통해 이산화탄소 농도를 감지, 이산화탄소 농도가 기준 이산화탄소 농도 데이터, 다시 말해 800 ppm을 초과하게 되면, 실내 환기가 필요한 것으로 판단, 제1공급 경로(P1)와 함께, 제어부(400)를 통해 댐퍼(220)의 동작을 제어하여 제2공급 경로(P2)가 개방되도록 함으로써, 실내 공기의 정화와 동시에, 선택적으로 실외 공기가 정화되어 내부로 공급되도록 한다(S300).

이때, 실외 공기를 내부로 공급하기에 앞서, 현재 외기 오염도를 전달받아 실내 공기 오염도와 비교가 이루어지도록 한다(S400).

여기서, 현재 외기 오염도는 Wi-Fi 등과 같은 무선 통신을 통해 날씨 정보가 실시간 저장되는 데이터 저장부(M)로부터 전달받을 수 있으며, 제어부(400)를 통해 상황에 맞는 제어가 이루어지게 할 수 있다.

즉, 만일 데이터 저장부(M)로부터 전달받은 현재 외기 오염도 데이터가 실내 공기 오염도 데이터 보다 낮은 것으로 판단되면, 제어부(400)는 댐퍼(220)를 개방시키고, 그에 따라 실외 공기가 제2공급 경로(P2)를 통해 공급될 수 있도록 함으로써, 실내 환기가 이루어지게 한다(S410).

또한, 만일 데이터 저장부(M)로부터 전달받은 현재 외기 오염도 데이터가 실내 공기 오염도 데이터 보다 높은 것으로 판단되면, 제어부(400)는 먼저 해당 정보를 디스플레이부(500)로 전달, 음성, 전자음 등의 알람 경고 및 메시지를 통해 사용자에게 알림되도록 한다(S420).

이어서, 사용자는 디스플레이부(500)를 통해 해당 정보를 숙지한 이후, 수동 제어, 다시 말해 입력부(I)를 조작하여 댐퍼(220)의 개방 범위 또는 송풍팬(210)의 구동 속도, 구동 시간 등을 변경함으로써, 실내 공기에 대한 오염도 및 이산화탄소 농도에 따라 무조건 적으로 외부 공기가 공급되게 하는 것이 아니라, 상황에 맞게 사용자의 수동 제어를 통한 실내 환기가 이루어지도록 할 수 있다(S430).

상기와 같이 실내 환기 도중, 연속적으로 이루어지는 감지부(100)의 감지를 통해 이산화탄소 농도를 측정한 결과, 그 측정 데이터 값이 기준 이산화탄소 농도 데이터 이하로 저하되게 되면, 제어부(400)를 통해 댐퍼(220)를 작동시켜 제2공급 경로(P2)가 닫힘 제어되도록 함으로써, 제1공급 경로(P) 만을 통한 실내 공기의 오염도에 따른 공기 정화가 이루어지게 할 수 있다.

이하, 도 7 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기청정기에 대한 제1제어를 보여주는 도면이고, 도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기청정기에 대한 제2제어를 보여주는 도면이며, 도 9 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기청정기에 대한 배기 흐름을 보여주는 도면이다.

본 실시예에 따른 공기청정기는 실내 공기에 포함된 초미세먼지와, 가스 즉, 이산화탄소 및 일산화탄소의 농도를 측정하여 선택적인 실내 공기의 정화 및 유해 가스에 대한 배기가 이루어지게 하기 위한 것으로, 전체적인 구성은 전술된 실시예에서와 동일하며, 또한 도 9에 도시된 바와 같이 배기팬(240)을 더 구비할 수 있다.

이와 같은 구성을 바탕으로 도 7을 참조하여 본 실시예에 따른 공기청정기에 대한 제1제어, 다시 말해 공기청정 모드를 순차적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 감지부(100)를 이용하여 초미세먼지의 농도와 가스의 농도를 동시에 감지한다(S100a, S100b).

이때, 제어부(400)는 감지부(100)에서 초미세먼지와 가스가 모두 기준 농도 데이터 이상으로 감지된 것으로 판단되면, 초미세먼지 농도 데이터와 가스 농도의 각각의 감지 범위에 따라 미리 설정된 풍량에 해당하도록 송풍팬(210)이 구동되게 제어하여 실내 공기가 흡입되도록 한다(S200).

즉, 초미세먼지의 경우, 감지된 농도의 범위가 0 ~ 15ug/m³이면, 100 ~ 150 CMH(Cubic Meter per Hour)으로 송풍팬(210)이 구동되도록 설정되며, 16 ~ 35ug/m³이면, 200 ~ 300 CMH, 36 ~ 75ug/m³이면, 310 ~ 400 CMH, 75ug/m³이상이면, 600 ~ 800 CMH 으로 송풍팬(210)이 구동되도록 미리 설정된다.

또한, 가스 농도의 경우, Nox 의 농도가 60 ppm 이상이면 310 ~ 400 CMH, TVOC 의 농도가 500 ug/m³이상이면 310 ~ 400 CMH 으로 송풍팬(210)이 구동되도록 미리 설정된다.

그에 따라, 제어부(400)는 감지부(100)로부터 초미세먼지와 가스의 농도 데이터를 전달받게 되면, 해당 감지 범위에 대응하도록 송풍팬(210)이 구동되도록 제어할 수 있다.

이때, 만일 감지부(100)를 통해 초미세먼지와 가스가 모두 감지되게 되면, 제어부(400)는 감지된 초미세먼지 농도 데이터와, 가스 농도 데이터 중 더 큰 풍량으로 실내 공기를 흡입할 수 있는 어느 하나의 농도 데이터에 대한 감지 범위를 선택하여, 해당 풍량으로 실내 공기가 흡입되도록 송풍팬(210)의 구동을 제어하도록 한다.

예를 들어, 초미세먼지가 16 ~ 35 ug/m³로 사이 범위로 감지되고, NOx 가 60 이상으로 감지되면, 16 ~ 35 ug/m³감지 범위에서는 송풍팬(210)이 200 ~ 300 CMH로 구동되게 설정되어 있고, NOx 가 60 이상인 감지 범위에서는 송풍팬(210)이 310 ~ 400 CMH로 구동되게 설정되어 있으므로, 이러한 경우 가스(NOx)에 대한 감지 범위를 선택하여 310 ~ 400 CMH로 송풍팬(210)이 구동되도록 제어한다.

또한, 만일 초미세먼지가 75 ug/m³로 이상의 범위로 감지되지만, TVOC 가 500 이상으로 감지되면, 75 ug/m³감지 범위에서는 송풍팬(210)이 600 ~ 800 CMH로 구동되게 설정되어 있고, TVOC 가 500 이상인 감지 범위에서는 송풍팬(210)이 310 ~ 400 CMH로 구동되게 설정되어 있으므로, 이러한 경우에는 초미세먼지에 대한 감지 범위를 선택하여 600 ~800 CMH로 송풍팬(210)이 구동되도록 제어한다.

이와 같이, 송풍팬(210)이 구동되고 난 이후, 제어부(400)는 실내 공기에 포함된 초미세먼지 농도와, 가스 농도를 감지하여 초미세먼지가 2.5 PM(Particulate matter) 초과하면서, NOx 의 농도가 60 ppb 초과하고, TVOC 가 500 ug/m³를 초과하는지 여부를 판단한다(S300).

이때, 초미세먼지 농도와, 가스 농도가 기준 농도를 초과하지 않는 것으로 판단되면, 바로 송풍팬(210)의 구동이 종료되도록 하는 것이 아니라, 미리 설정된 시간 동안, 일례로 약 1분 동안 송풍팬(210)이 구동되도록 한 후, 공기청정 모드가 종료되도록 한다(S400).

그에 따라, 본 실시예에서는 초미세먼지와 가스의 농도의 감지 시 더 강력한 풍량에 해당하는 감지 범위에 대응하게 송풍팬(210)이 구동되도록 제어하고, 기준 농도 이하로 감지된 경우라도 송풍팬(210)의 추가 구동 후 공기청정 모드가 종료되게 함으로써, 효율적인 실내 공기 정화가 이루어지게 할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 감지부(100)는 실내 공기에 포함된 이산화탄소와 일산화탄소의 농도 또한 감지할 수 있으며, 이와 같은 이산화탄소와 일산화탄소에 대한 감지는 초미세먼지와 가스에 대한 감지가 종료된 상태에서 이루어질 수 있다.

더 자세히 설명하면, 제어부(400)는 도 7을 통해 전술된 바와 같이 실내 공기에 대한 공기청정 모드가 종료된 시점에서, 이산화탄소와 일산화탄소의 농도를 측정하여 제2제어, 즉 배기 모드가 작동하게 하여 배기가 이루어지게 할 수 있다.

이를, 도 8을 참조하여 순차적으로 설명하면 다음과 같다.

전술된 공기청정 모드가 종료된 상태에서, 감지부(100)는 실내 공기 중에 포함된 이산화탄소와, 일산화탄소에 대한 농도를 감지한다(S100).

이때, 이산화탄소 농도가 기준 농도, 즉 800 ppm 을 초과하고, 일산화탄소가 감지되는 것으로 판단되면(S200), 댐퍼(220)가 개방되도록 제어한다(S300).

이어서, 미리 설정된 시간 동안 배기팬(240)이 구동되도록 제어하여(S400), 이산화탄소와 일산화탄소가 본체(10)의 하부로 흡입되도록 하고, 그에 따라 배기 경로(P2)를 따르며 이산화탄소와 일산화탄소가 실외로 배출되도록 한다.

다시 말해, 이산화탄소와 일산화탄소는 공기 보다 무겁기 때문에, 지면으로 가라앉게 되므로, 공기청정 모드의 종료 후, 배기 모드에서 감지부(100)를 통해 이산화탄소와 일산화탄소가 감지되게 되면, 댐퍼(220)와 배기팬(240)의 순차적인 동작을 통해 이산화탄소와 일산화탄소가 본체(10) 내부의 배기 경로(P2)를 따라 실외로 배출되도록 함으로써, 공기청정 모드 종료 후에도 유해 가스에 대한 제거가 이루어지게 할 수 있다.

이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.

10 : 본체 100 : 감지부
200 : 공기 공급부 210 : 송풍팬
220 : 댐퍼 230 : 감지 센서
240 : 배기팬 300 : 필터부
310 : 실내공기 정화필터 320 : 실외공기 정화필터
400 : 제어부 500 : 디스플레이부
I : 입력부 P1 : 제1공급 경로, 공급 경로
P2 : 제2공급 경로, 배기 경로 M : 데이터 저장부

Claims

본체에 마련되며, 실내 공기 오염도 및 이산화탄소 농도를 감지하는 감지부;
상기 본체의 내부에 결합되며, 실내 또는 실외 공기를 흡입, 각각 제1공급 경로 및 제2공급 경로를 따라 공급되도록 구비되는 공기 공급부;
상기 제1공급 경로 및 상기 제2공급 경로를 통과하며 상기 본체의 내부로 공급되는 실내 또는 실외 공기를 정화시키도록 구비되는 필터부; 및
상기 감지부로부터 실내 공기 오염도 데이터 및 이산화탄소 농도 데이터를 전달받아 미리 설정된 기준 공기 오염도 데이터 및 기준 이산화탄소 농도 데이터와 비교하고, 실내 공기의 이산화탄소 농도 데이터가 기준 이산화탄소 농도 데이터를 초과하는 것으로 판단되면, 상기 제2공급 경로를 따라 선택적으로 실외 공기가 공급되도록 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 공기 공급부는,
상기 본체 내부에 설치되고, 상기 본체에 마련된 상기 제1공급 경로 및 상기 제2공급 경로를 따르며 실내 또는 실외 공기가 공급되어 상기 실내 공기 또는 실외 공기의 공기의 흐름을 상기 본체의 상방 또는 상기 본체의 외주연으로 유도하도록 바닥면과 수평적으로 배치되는 송풍팬;
상기 본체와 착탈 가능하게 연결되고 단부에 상기 제2공급 경로의 입구를 포함한 덕트;
상기 제2공급 경로의 내부에 설치되며, 실외 공기의 공급이 차단되도록 가이드 하는 댐퍼; 및
상기 제2공급 경로의 입구에 설치되며, 선택적으로 공급되는 실외 공기에 대한 오염도를 감지하는 감지 센서;를 구비하고,
상기 제1공급 경로와 상기 제2공급 경로는 상기 본체의 내부에서 상호 연통되어, 상기 송풍팬에 의해 발생되는 공기 흐름을 통해, 상기 제1공급 경로와 상기 제2공급 경로로 실내공기와 실외공기가 모두 공급되며,
상기 제어부는,
상기 감지부를 통해 감지된 이산화탄소 농도 데이터가 상기 기준 이산화탄소 농도 데이터를 초과하는 것으로 판단되면, 상기 제2공급 경로가 개방되도록 상기 댐퍼를 제어함과 동시에, 초과된 정도에 따라 상기 송풍팬의 구동 속도를 제어하는 것을 특징으로 하고,
상기 필터부는,
상기 제1공급 경로 상에 설치되며, 실내 공기에 포함된 오염물질을 정화하는 도넛 형상의 실내공기 정화필터; 및
상기 댐퍼가 개방됨에 따라 선택적으로 공급되는 실외 공기에 포함된 오염물질을 정화하는 실외공기 정화필터를 포함하고,
상기 실외공기 정화필터는, 상기 실내공기 정화필터의 하단부에 상기 실내공기 정화필터와 수직하게 배치되어 상기 실내공기 정화필터의 하부를 연결하는 것을 특징으로 하며,
상기 제1공급 경로 및 상기 제2공급 경로로 유입되는 공기가 모두 통과되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
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제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 감지 센서에서 감지된 실외 공기의 외기 오염도 데이터와, 상기 감지부에서 감지된 실내 공기 오염도 데이터를 비교하여, 외기 오염도 데이터 보다 실내 공기 오염도 데이터가 높거나 또는 동일하면, 상기 실외공기 정화필터의 교체 시기로 판단하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 본체에 장착되며, 실내 공기 오염도 및 이산화탄소 농도가 표시되도록 구비되는 디스플레이부를 더 포함하며,
상기 제어부는,
상기 감지부로부터 공기 오염도 및 이산화탄소 농도에 대한 감지 정보를 전달받아 공기 오염도 데이터 및 이산화탄소 농도 데이터가 상기 디스플레이부에 각각 실시간으로 표시되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
제 6 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제2공급 경로를 따라 실외 공기가 공급되도록 제어함에 있어서, 날씨 정보가 실시간 저장되는 데이터 저장부로부터 현재 외기 오염도 데이터를 전달받아 상기 디스플레이부에 제공되도록 하며, 실내 공기 오염도 데이터와의 비교를 통해 상기 공기 공급부에 대한 수동 제어가 이루어지게 하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
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