KR20120106196A

KR20120106196A - 실내의 환기량 제어 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20120106196A
Application number: KR1020110024143A
Authority: KR
Inventors: 김종호
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2012-09-26
Also published as: KR101304421B1

Abstract

실내의 환기량 제어 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 실내의 환기량 제어 시스템은, 배기관 및 급기관에 각각 연결되어 복수의 실내공간에 설치되고, 스위치에 의한 개폐동작에 따라 개폐신호를 발생하는 배기 디퓨져 및 급기 디퓨져, 상기 배기관과 연결되는 배기팬을 이용하여 실내의 공기를 실외로 배출하고, 상기 급기관과 연결되는 급기팬을 이용하여 실외공기를 실내로 공급하는 전열교환기 및 상기 실내공간의 각 필요 풍량에 대한 데이터를 저장하고 상기 개폐신호에 따른 필요 풍량을 참조하여 상기 배기팬 및 급기팬의 출력 크기를 각각 제어하는 제어기를 포함한다.

Description

실내의 환기량 제어 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING VENTILATION OF INDOR}

본 발명은 실내의 환기량 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 공조시스템은 건물 내부의 실내온도를 적절하게 조절하기 위하여 냉방과 난방 역할을 수행하는데 최근에는 건물 내부의 냉방과 난방뿐만 아니라 실내 공기를 쾌적하게 유지할 수 있도록 환기시스템 기능까지 추가되어 가고 있는 추세이다.

예를 들면, 최근 지어지고 있는 아파트와 같은 공동 주택건물에는 방풍 및 방음기능이 우수한 시스템창호가 이중으로 설치되어 실내의 열손실을 차단하고 안락함을 주는 반면, 탁해진 실내공기가 배출되지 않으므로 재실자의 건강을 해치는 문제가 있다.

따라서, 아파트와 같은 공동 주택과 같은 건물에는 전열교환기를 이용한 환기시스템이 건물 공조시스템의 일부 구성요소로 사용되고 있다. 상기 전열교환기는 실내와 실외를 급기유로와 배기유로에 의해 연통하여 밀폐된 실내공간의 탁해진 공기는 배기팬을 이용하여 상기 배기유로를 통해 실외로 배출시키고, 실외의 쾌적한 공기를 급기팬을 이용하여 상기 급기유로를 통해 실내로 유입시킴으로서 실내공기를 환기시킨다. 이 때, 전열교환기는 급기를 위한 급기팬과 배기를 위한 배기팬을 포함하며, 거실, 부엌, 안방, 침실 등과 같은 실내 공간에는 상기 급기유로와 배기유로에 각각 연결되는 급기구와 배기구가 설치된다.

그러나, 종래의 환기 시스템은 환기 시 환기가 필요하지 않은 실(실내공간)에도 일괄적으로 환기가 실시되는 단점이 있다. 즉, 재실자가 없거나 환기가 필요하지 않은 실내에도 일괄적인 환기가 이루어짐으로써 불필요한 전력이 낭비되고, 팬(Fan)구동으로 인해 소음이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명의 실시 예는 구분된 각 실내공간의 환기 필요 여부에 따라 필요한 만큼의 풍량을 출력하는 실내의 환기량 제어 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 배기관 및 급기관에 각각 연결되어 복수의 실내공간에 설치되고, 스위치에 의한 개폐동작에 따라 개폐신호를 발생하는 배기 디퓨져 및 급기 디퓨져; 상기 배기관과 연결되는 배기팬을 이용하여 실내의 공기를 실외로 배출하고, 상기 급기관과 연결되는 급기팬을 이용하여 실외공기를 실내로 공급하는 전열교환기; 및 상기 실내공간의 각 필요 풍량에 대한 데이터를 저장하고 상기 개폐신호에 따른 필요 풍량을 참조하여 상기 배기팬 및 급기팬의 출력 크기를 각각 제어하는 제어기를 포함하는 환기량 제어 시스템이 제공된다.

또한, 상기 제어기는, 제1 배기 디퓨져의 개방 또는 폐쇄신호에 따라 대응되는 제1 실내공간의 필요 풍량을 상기 배기팬의 현재풍량에 가감하여 배기 풍량을 산출하고, 제1 급기 디퓨져의 개방 또는 폐쇄신호에 따라 대응되는 제1 실내공간의 필요 풍량을 상기 급기팬의 현재풍량에 가감하여 급기 풍량을 산출할 수 있다.

여기서, 상기 필요 풍량에 대한 데이터는 각 실내공간의 부피정보를 포함하며, 상기 필요 풍량은 단위 시간당 상기 각 실내공간 부피의 적어도 70% 이상을 환기시킬 수 있는 풍량일 수 있다.

또한, 상기 배기 디퓨져 및 급기 디퓨져는, 공기를 상기 배기관으로 흡입하거나 급기관의 공기를 토출하는 통기구; 상기 통기구를 개방하거나 폐쇄하는 막을 형성하는 차단막; 상기 차단막을 개방하거나 폐쇄하는 동력을 상기 차단막에 전달하는 모터; 재실자의 입력에 의한 물리적인 스위치 신호를 발생하는 스위치; 및 상기 스위치의 온/오프 신호에 따라 상기 모터에 제어신호를 전달하여 상기 차단막의 개폐 동작을 제어하고, 상기 제어되는 개폐 동작에 대응하는 상기 차단막의 개폐신호를 상기 제어기로 전달할 수 있다.

또한, 상기 실내공간에서 재실자의 동작을 감지하여 상기 재실자의 존재여부 감지신호를 상기 제어모듈로 전송하는 동작 감지부를 더 포함하되, 상기 제어 모듈은, 상기 스위치가 턴오프(turn off)된 상태에서, 상기 동작 감지부에서 수신되는 상기 재실자의 존재여부 감지신호에 따라 상기 차단막의 개폐 동작을 제어하고, 상기 차단막의 개폐 동작에 대응하는 상기 개폐신호를 발생하는 자동모드로 동작할 수 있다.

또한, 실내공기 중에 포함된 포름알데히드, 휘발성유기화합물 및 탄소 중 적어도 하나를 이용하여 오염도 측정 정보를 생성하고, 상기 오염도 측정 정보를 상기 제어모듈로 전송하는 공기 측정부를 더 포함하되, 상기 제어 모듈은, 홈오토메이션의 외출모드에서, 상기 오염도 측정 정보와 기준치를 비교하여, 그 비교결과에 따라 상기 차단막의 개폐 동작을 제어하고, 상기 차단막의 개폐 동작에 대응하는 상기 개폐신호를 발생할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 배기팬을 이용하여 실내의 공기를 실외로 배출하고 급기팬을 이용하여 실외공기를 실내로 공급하는 전열 교환기의 환기량을 제어하는 방법에 있어서, a) 배기관 및 급기관에 각각 연결되어 복수의 실내공간에 설치되는 배기 디퓨져 및 급기 디퓨져에서 스위치에 의한 개폐동작에 따라 개폐신호를 발생하는 단계; b) 상기 실내공간의 각 필요 풍량에 대한 데이터를 저장하고, 상기 개폐신호에 따른 필요 풍량을 참조하여 총 배기 풍량과 총 급기 풍량을 산출하는 단계; 및 c) 상기 총 배기 풍량과 총 급기 풍량에 따라 상기 전열 교환기의 배기팬 및 급기팬의 출력 크기를 각각 제어하는 단계를 포함하는 환기량 제어 방법이 제공된다.

또한, 제 a) 단계는, 재실자의 스위치 입력에 따라 제1 실내공간에 설치된 제1 배기 디퓨져 및 제1 급기 디퓨져의 차단막이 개폐되는 단계; 및 상기 제1 배기 디퓨져 및 제1 급기 디퓨져의 개폐신호를 발생하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 b) 단계는, 제1 배기 디퓨져의 개방 또는 폐쇄신호에 따라 대응되는 제1 실내공간의 필요 풍량을 상기 배기팬의 현재풍량에 가감하여 배기 풍량을 산출하는 단계; 및 제1 급기 디퓨져의 개방 또는 폐쇄신호에 따라 대응되는 제1 실내공간의 필요 풍량을 상기 급기팬의 현재풍량에 가감하여 급기 풍량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 a) 단계는, 상기 스위치가 턴오프(turn off)된 상태에서, 상기 재실자의 동작을 감지한 신호에 따라 상기 배기 디퓨져 및 상기 급기 디퓨져의 동작을 제어하고, 상기 배기 디퓨져 및 상기 급기 디퓨져의 동작에 대응하는 상기 개폐신호를 발생하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 a)단계는, 홈오토메이션의 외출모드 시 상기 실내공간의 공기 오염도를 측정하여 오염도 측정 정보를 생성하는 단계; 및 상기 오염도 측정 정보와 기준치를 비교하여, 그 비교결과에 따라 상기 배기 디퓨져 및 상기 흡기 디퓨져의 동작을 제어하고, 상기 배기 디퓨져 및 상기 흡기 디퓨져의 동작에 대응하는 상기 개폐신호를 발생하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 스위치 신호에 따라 전동 디퓨져를 개폐하여 각 실내공간에 개별적인 환기를 수행할 수 있고, 그에 따라 필요 풍량 만큼만 팬이 출력되므로 불필요한 전력낭비와 팬구동으로 인한 소음을 줄일 수 있다.

또한, 배기/급기 디퓨져의 스위치 오프시 자동모드로 동작하여 재실자 존재여부에 따라 환기기능을 수행하고, 외출 모드시 실내공기 오염도에 따라 환기기능을 수행함으로써 상황에 따라 지능적으로 실내 환기량을 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 환기량 제어 시스템의 설치구조를 개략적으로 나타낸 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배기 디퓨져의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일측면에 따른 배기 디퓨져와 급기 디퓨져의 제어구조를 나타낸다.
도 4은 본 발명의 일측면에 따라 감지신호을 기초로 배기 디퓨져와 급기 디퓨져를 제어하는 구성을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스위치 신호에 의한 환기량 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 스위치 신호와 동작감시 신호를 이용한 환기량 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 스위치 신호와 동작감시 신호 및 실내공기 오염도 측정정보를 이용한 환기량 제어방법을 나타낸 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 실내의 환기량 제어 시스템 및 그 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 환기량 제어 시스템의 설치구조를 개략적으로 나타낸 구조도이다.

첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 환기량 제어 시스템(100)은 배기 디퓨져(110), 급기 디퓨져(120), 배기관(130), 급기관(140), 전열 교환기(150) 및 제어기(160)를 포함한다.

배기 디퓨져(110)와 급기 디퓨져(120)는 스위치에 의해 개폐가 가능한 전동 디퓨져(Diffuser)로서, 대응되는 배기관(130) 및 급기관(140)에 각각 연결되어 복수의 실내공간에 설치된다. 여기서, 상기 실내공간은 예컨대 공동주택의 경우 거실, 안방, 침실1, 침실2 등과 같이 실내에서도 벽과 문으로 구분된 독립공간을 의미한다.

본 발명의 실시 예에 따른 배기 디퓨져(110)와 급기 디퓨져(120)는 각각 환기를 위한 동작에 따른 개폐 여부 신호(이하, 개폐신호라 명명하며, 개폐신호는 개방신호와 폐쇄신호를 포함함.)를 생성하여 제어기(160)로 전달할 수 있으며, 여기에 대한 설명은 뒤에서 상세히 설명하도록 한다.

배기관(130)은 복수의 배기 디퓨져(110)에서 흡입되는 실내공기를 전열 교환기(150)로 전달하는 공기 통로이며, 급기관(140)은 전열 교환기(150)에서 흡입되는 실외공기를 복수의 급기 디퓨저(120)로 전달하는 공기 통로이다.

전열 교환기(150)는 실내환기를 위해 실내의 오염된 공기를 흡입하여 실외로 배기하고, 실외의 신선한 공기를 필터로 정화 및 전열교환 처리하여 실내로 공급하며, 실내공기의 배기를 위한 배기팬(151) 및 실외공기의 급기를 위한 급기팬(152)을 포함한다.

배기팬(151)은 배기관(130)의 단부와 연결되어 실내의 오염된 공기를 흡입하여 실외로 토출하고, 급기팬(152)은 실외의 공기를 흡입하여 급기관(140)을 통해 실내로 공급한다. 이 밖에도 전열 교환기(150)는 팬(Fan)의 구동을 위한 장치등을 더 포함하는 이는 본 발명의 출원시 공지된 기술을 이용할 수 있으므로, 본 명세서에서 상세한 설명은 생략한다.

제어기(160)는 각 실내공간의 필요 풍량에 대한 데이터를 메모리에 저장하고, 상기 실내공간에 구비된 배기 디퓨져(110)와 급기 디퓨져(120)들로부터 개폐신호를 수신하여 개방신호가 수신된 실내공간의 필요 풍량 가중치를 합산하여 총 배기 풍량과 급기 풍량을 산출한다. 그리고, 산출된 총 배기 풍량과 급기 풍량에 따라 배기팬(151)과 급기팬(152)의 출력 크기를 제어한다. 또한, 제어기(160)는 특정 배기 디퓨져(110)와 급기 디퓨져(120)에서 폐쇄신호를 수신하면 총 배기 풍량과 급기 풍량에서 해당 실내공간의 필요 풍량을 차감하여 출력 크기를 제어한다.

여기서, 상기 필요 풍량에 대한 데이터는 각 실내공간의 부피일 수 있으며, 일반적으로 거실, 안방, 침실1, 침실2 등의 실내공간은 그 부피가 서로 다르므로 환기를 위한 필요 풍량 또한 서로 다르다.

건축물의 설비기준 등에 관한 규칙 11조에 의하면 '제11조(공동주택 및 다중이용시설의 환기설비기준 등) ①영 제87조제2항의 규정에 따라 신축 또는 리모델링하는 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 주택 또는 건축물(이하 "신축공동주택등"이라 한다)은 시간당 0. 7회 이상의 환기가 이루어질 수 있도록 자연환기설비 또는 기계환기설비를 설치하여야 한다'라고 규정하고 있다.

여기서, 시간당 0.7회란 실내의 부피의 70%에 해당하는 양의 공기가 1시간 동안 환기가 되어야 한다는 의미로, 전열 교환기(150)는 적어도 1시간당 가구내 모든 실내공간의 총부피의 70%를 환기시킬 수 있는 팬 출력이 가능하다.

제어기(160)는 각 실내공간의 크기에 따른 부피를 입력하되, 이 때 필요 풍량은 안방을 예로 가로 5m, 세로 4m, 높이 3m 일 경우 부피 60㎥ 의 70% 인 시간당 42㎥/Hr 부피의 공기를 환기시킬 수 있는 풍량을 의미한다.

따라서, 제어기(160)는 배기 디퓨져(110)와 급기 디퓨져(120)의 개방된 신호와 각 해당 실내공간의 부피를 토대로 필요 풍량의 가중치를 합산한 총 급/배기 풍량으로 배기팬(151)과 급기팬(152)의 출력을 조절할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 전동 디퓨져는 배기관(130) 또는 급기관(140)에 연결되는 용도에 따라 배기 디퓨져(110) 및 급기 디퓨져(120)로 구분되며, 그 세부구성은 배기 디퓨터(110)를 예로 하여 도 2를 통해 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배기 디퓨져의 구성을 나타낸 블록도이다.

첨부된 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배기 디퓨져(110)는 배기구(111), 차단막(112), 모터(113), 스위치(114) 및 제어모듈(115)를 포함한다.

배기구(111)는 환기를 위하여 실내공기를 배기관(130)으로 흡입하는 공기통로(통기구)이다.

차단막(112)은 동력에 의해 배기구(111)의 공기통로를 개방하거나 폐쇄하는 막을 형성한다. 즉, 차단막(112)이 개방되면 실내공기를 흡입하여 환기가 이루어지고 차단막(112)이 폐쇄되면 흡입이 중단되어 환기가 중지된다.

모터(113)는 제어신호에 따라 차단막(112)을 개방하거나 폐쇄하는 동력을 전달한다.

스위치(114)는 전등의 스위치와 같이 재실자가 거실이나 방과 같이 독립된 실내공간의 환기 필요여부에 따라 켜고 끔으로써 스위치 온/오프(ON/OFF) 신호를 발생한다.

제어모듈(115)은 스위치(114)의 온/오프 신호에 따라 모터(113)에 제어신호를 전달하여 차단막(112)의 개폐 동작상태를 제어하고, 차단막(112)의 개폐신호를 제어기(160)로 전달한다.

급기 디퓨져(120)는 앞서 설명한 바와 같이 배기 디퓨져(110)와 동일한 구조로 급기관(140)과 연결되는 점만 다르다. 따라서, 급기 디퓨져(120)도 차단막이 개방되면 실내공간에 신선한 공기를 공급하여 환기가 이루어지고 차단막이 폐쇄되면 급기가 중단되어 환기가 중지된다.

한편, 도 3은 본 발명의 일측면에 따른 배기 디퓨져와 급기 디퓨져의 제어구조를 나타낸다.

첨부된 도 3을 참조하면, 상기 도 2에서는 배기 디퓨져(110)와 급기 디퓨져(120)가 각각 독립된 제어구성을 갖는 반면, 도 3에서는 배기 디퓨져(110)와 급기 디퓨져(120)가 제어신호를 공유하는 한 쌍으로 구성된 상태를 보여준다.

일반적으로 동일한 실내공간에서 설치된 배기 디퓨져(110)가 개방되면 실내공기가 흡입되어 음압이 발생하고, 급기 디퓨져(120)가 개방되면 실외공기가 유입되어 양압이 발생된다. 그러므로, 효율적인 환기를 위해서는 배기 디퓨져(110)와 급기 디퓨져(120)가 동시에 동작하는 것이 좋다. 따라서, 도 3과 같이 하나의 제어수단을 통해 배기 디퓨져(110)와 급기 디퓨져(120)를 동작시키는 경우 설비소자를 줄이면서 효율적인 환기를 수행할 수 있는 장점이 있다.

한편, 도 4은 본 발명의 일측면에 따라 감지신호를 기초로 배기 디퓨져와 급기 디퓨져를 제어하는 구성을 나타낸다.

상기 도 2 및 도 3에서는 스위치(114)가 온/오프 신호를 발생하여 재실자의 환기 필요 판단에 따라 수동으로 환기가 이루어졌다면, 도 4에서는 센서의 감지신호에 기초한 제어조건에 따라 자동으로 배기 디퓨져(110)와 급기 디퓨져(120)를 제어하는 점이 다르다.

첨부된 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 환기량 제어 시스템(100)은 동작 감지부(170)와 공기 측정부(180)를 더 포함한다.

동작 감지부(170)는 실내공간에 재실자의 존재여부 감지신호를 제어모듈(115)로 전송한다.

이 때, 제어모듈(115)은 상기 실내공간에 재실자가 존재하는 감지신호를 수신하면 해당 디퓨져를 개방하여 환기를 수행하고, 재실자가 존재하지 않으면 해당 디퓨져를 폐쇄하여 환기를 중지시킨다. 그리고, 앞서 설명한 스위치(114)의 온/오프 신호에 따른 경우와 마찬가지로 개폐신호를 제어기(150)로 전송함으로써 자동 모드로 동작한다.

최근 건설되고 있는 공동주택건물에는 다양한 전자장비를 이용하여 가정 및 가사생활을 자동화뿐 아니라 각종 센서를 이용한 방범기능을 포함하는 홈오토메이션(Home automation) 시스템이 설치되고 있다.

동작 감지부(170)는 홈오토메이션의 외출모드시 방범기능을 위해 무단침입한 범죄자의 동작을 감지하는 동작감지센서를 이용한 것으로 별도의 장비 없이 자동 환기기능이 가능하다.

한편, 공동 주택은 각종 건축자재 및 실내가구 등에서 발생되는 각종 유해물질로 인해 주거자의 호흡기 및 피부질환을 유발할 수 있다. 그래서, 수년 동안 새집증후군으로 인해 입주를 꺼려하는 경우가 많으며 입주 전 별도로 새집증후군 제거 공사를 받거나 공기청정기 등을 구입하고 있으나 발생하는 비용에 비해 그 효과가 미비한 실정이다.

특히, 위에서는 사용자의 재실여부를 감지하여 자동으로 동작하는 방법을 설명하였지만 사용자가 장시간 외출 중인경우 귀가하여 실내에 들어오면 부재 중 환기가 되지 않아 실내의 오염된 공기로 인해 불쾌감을 유발하는 문제가 있다.

이에 본 발명의 일측면에 따른 공기 측정부(180)는 실내 공기의 오염도를 측정하는 센서로 포름알데히드, 휘발성유기화합물 및 탄소 중 적어도 하나의 오염도를 측정하여 오염도 측정 정보를 제어모듈(115)로 전송한다.

제어모듈(115)은 홈오토메이션의 외출모드에서 수신되는 오염도 측정 정보와 기준치를 비교하여 초과하는 경우 소정시간 동안 해당 실내공간의 디퓨져를 개방하고, 개방신호를 제어기(150)로 전송한다.

제어기(160)는 개방신호에 따라 해당 필요 풍량을 계산하여 전열 교환기(150)를 가동한다.

상술한 본 발명의 실시 예에 따르면, 실내공간에 설치된 배기 디퓨져(110)와 급기 디퓨져(120)의 개폐동작은 스위치(114)의 온/오프 신호, 동작 감지부(170)의 재실자의 존재여부 감지신호 및 공기 측정부(180)의 실내공기의 오염도 측정정보에 기초하여 제어되는 것으로 설명하였다. 환기량 제어 시스템(100)의 운용에 있어서상기 기초되는 신호/정보들은 앞서 설명한 것처럼 각각 개별적으로 적용할 수 있으며, 상호 연동되도록 적용할 수 있다.

따라서, 아래의 도 5 내지 도 7을 통하여 본 발명의 실시 예에 따른 실내의 환기량 제어 방법을 설명하되, 수동모드, 자동모드 및 외출모드로 연동되는 것으로 가정하여 설명한다.

또한, 배기 디퓨져(110)와 급기 디퓨져(120)는 상기 도 3 및 도 4에서와 같이 하나의 스위치(114)와 제어모듈(115)에 의해 동작하는 것으로 가정하되 이에 한정되지는 않는다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스위치 신호(수동모드)에 의한 환기량 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

첨부된 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 환기량 제어 시스템(100)의 배기/급기 디퓨져(110/120)는 재실자에 의해 해당 실내공간(예; 거실)의 스위치(114)가 켜지면 스위치 온(ON) 신호를 발생하고(S101), 제어모듈(115)의 제어신호에 따라 차단막(112)을 개방한다(S102). 그리고, 제어모듈(115)은 배기/급기 디퓨져의 개방신호를 제어기(160)로 전송한다(S103).

제어기(160)는 배기/급기 대퓨져의 개방신호를 수신하면, 메모리에 저장된 데이터에서 통신포트 또는 식별정보를 기초로 대상이 예를 들어, 거실인 것을 확인하여 그 부피에 따른 필요 풍량을 파악한다(S104).

제어기(160)는 파악된 필요 풍량을 현재 출력중인 풍량에 가산하여 총 배기 풍량 및 급기 풍량을 산출하고(S105), 이를 배기팬(151)과 급기팬(152)에 반영하여 출력을 제어한다(S106). 여기서, 기존에 전열 교환기(150)가 정지중인 경우에는 상기 파악된 필요 풍량 만큼의 출력으로 전열 교환기(150)의 작동을 개시한다.

이후, 환기량 제어 시스템(100)의 배기/급기 디퓨져(110/120)는 재실자에 의해 거실의 스위치(114)가 꺼지면 스위치 오프(OFF) 신호를 발생하고(S107), 제어모듈(115)의 제어신호에 따라 차단막(112)을 폐쇄한다(S108). 그리고, 제어모듈(115)은 배기/급기 디퓨져의 폐쇄신호를 제어기(160)로 전송한다(S109).

제어기(160)는 배기/급기 대퓨져의 폐쇄신호를 수신하면, 위와 마찬가지로 거실의 부피에 따른 필요 풍량을 파악한다(S110). 그리고, 파악된 필요 풍량을 현재 출력중인 풍량에서 감산하여 총 배기 풍량 및 급기 풍량을 산출하고(S111), 이를 배기팬(151)과 급기팬(152)에 반영하여 출력을 제어한다(S112). 이 때, 총 배기 풍량 및 급기 풍량이 0이면 전열 교환기(150)의 작동이 정지된다.

한편, 도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 스위치 신호와 동작감시 신호를 이용한 환기량 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

첨부된 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 환기량 제어 시스템(100)은 스위치 신호와 동작감시 신호의 연동시 재실자의 조작에 의한 스위치 온/오프 신호는 수동모드로써 가장 우선적으로 적용하며, 스위치(114)가 오프(OFF)된 상태에서는 동작감시 신호를 반영한 자동모드로 실내 환기를 수행한다.

환기량 제어 시스템(100)의 배기/급기 디퓨져(110/120)는 재실자에 의해 해당 실내공간(예; 거실)의 스위치(114)가 꺼지면 스위치 오프(OFF) 신호를 발생하고(S201), 자동모드로 동작한다(S202).

자동모드에서 환기량 제어 시스템(100)의 배기/급기 디퓨져(110/120)는 동작 감지부(170)로부터 거실에 재실자가 존재하는 감지신호를 수신하면(S203), 제어모듈(115)의 제어신호에 따라 차단막(112)을 개방한다(S204). 그리고, 제어모듈(115)은 배기/급기 디퓨져의 개방신호를 제어기(160)로 전송한다(S205).

제어기(160)는 배기/급기 대퓨져의 개방신호를 수신하면, 메모리에 저장된 데이터에서 통신포트 또는 식별정보를 기초로 거실과 그 부피에 따른 필요 풍량을 파악한다(S206).

제어기(160)는 파악된 필요 풍량을 현재 출력중인 풍량에 가산하여 총 배기 풍량 및 급기 풍량을 산출하고(S207), 이를 배기팬(151)과 급기팬(152)에 반영하여 출력을 제어한다(S208).

이후, 환기량 제어 시스템(100)의 배기/급기 디퓨져(110/120)는 소정시간 동안 재실자가 존재하지 않으면 제어모듈(115)의 제어신호에 따라 차단막(112)을 폐쇄하고, 배기/급기 디퓨져의 폐쇄신호를 제어기(160)로 전송함으로써 환기를 중지시키는 동작을 수행하는데 이는 앞서 설명된 도 5의 S107 단계 내지 S112 단계를 참조할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 스위치 신호와 동작감시 신호 및 실내공기 오염도 측정정보를 이용한 환기량 제어방법을 나타낸 흐름도이다.

첨부된 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 환기량 제어 시스템(100)은 홈오토메이션과 연동하여 외출모드로 설정되면 재실자가 없는 것으로 판단하여 스위치(114) 및 동작 감지부(170)에 신호에 의해 전열 교환기(150)를 정지하여 환기량 제어를 수행하지 않는다.

다만, 장시간 외출시 밀폐된 실내공기가 각종 건축자재 및 실내가구 등에서 발생되는 각종 유해물질로 인해 오염되는 것을 예방하기 위하여 공기 측정부(180)의 실내공기 오염도 측정 정보를 기초로 실내환기 동작을 수행한다.

외출 모드에서 환기량 제어 시스템(100)의 배기/급기 디퓨져(110/120)는 공기 측정부(180)로부터 실내공기(예; 거실)의 오염도 측정정보를 수신하면(S301), 수신된 오염도 측정정보와 미리 설정된 기준치를 비교하여 상기 기준치를 초과하는 경우(S302; 예), 제어모듈(115)의 제어신호에 따라 차단막(112)을 개방한다(S303). 그리고, 제어모듈(115)은 배기/급기 디퓨져의 개방신호를 제어기(160)로 전송한다(S304).

제어기(160)는 제어기(160)는 배기/급기 대퓨져의 개방신호를 수신하면, 거실과 그 부피에 따른 필요 풍량을 다른 실내공간의 필요 풍량에 가산하여 총 배기 풍량 및 급기 풍량을 산출하고, 이를 배기팬(151)과 급기팬(152)에 반영하여 출력을 제어한다(S305~S307).

반면, 상기 S302 단계에서 수신된 오염도 측정정보와 미리 설정된 기준치를 비교하여 상기 기준치를 초과하지 않으면(S302; 아니오), 제어모듈(115)의 제어신호에 따라 차단막(112)을 폐쇄하고(S308), 배기/급기 디퓨져의 폐쇄신호를 제어기(160)로 전송함으로써 환기를 중지시키거나 정지된 상태를 유지한다(S309). 이후에는 앞서 설명된 도 5의 S110 단계 내지 S112 단계를 참조할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

이와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, 종래의 환기필요여부와 상관없이 일괄적인 환기가 이루어지는 문제점을 극복하고, 재실자의 실내환기 필요여부에 따라 조작되는 스위치 신호로 전동 디퓨져를 개폐하여 각 실내공간에 개별적인 환기를 수행할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 배기/급기 디퓨져의 개폐신호를 토대로 환기가 필요한 각 실내공간의 필요 풍량에 대한 가중치를 합산하여 배기 풍량과 급기 풍량을 조절함으로써 필요 풍량 만큼만 팬이 출력되므로 불필요한 전력낭비와 팬구동으로 인한 소음을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 배기/급기 디퓨져의 스위치 오프시 자동모드로 동작하여 재실자 존재여부에 따라 환기기능을 수행하고, 외출 모드시 실내공기 오염도에 따라 환기기능을 수행함으로써 상황에 따라 지능적으로 실내 환기량을 제어할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 환기량 제어 시스템
110: 배기 디퓨져
120: 환기 디퓨져
130: 배기관
140: 급기관
150: 전열 교환기
151: 배기팬
152: 급기팬
160: 제어기

Claims

배기관 및 급기관에 각각 연결되어 복수의 실내공간에 설치되고, 스위치에 의한 개폐동작에 따라 개폐신호를 발생하는 배기 디퓨져 및 급기 디퓨져;
상기 배기관과 연결되는 배기팬을 이용하여 실내의 공기를 실외로 배출하고, 상기 급기관과 연결되는 급기팬을 이용하여 실외공기를 실내로 공급하는 전열교환기; 및
상기 실내공간의 각 필요 풍량에 대한 데이터를 저장하고 상기 개폐신호에 따른 필요 풍량을 참조하여 상기 배기팬 및 급기팬의 출력 크기를 각각 제어하는 제어기
를 포함하는 환기량 제어 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제어기는,
제1 배기 디퓨져의 개방 또는 폐쇄신호에 따라 대응되는 제1 실내공간의 필요 풍량을 상기 배기팬의 현재풍량에 가감하여 배기 풍량을 산출하고,
제1 급기 디퓨져의 개방 또는 폐쇄신호에 따라 대응되는 제1 실내공간의 필요 풍량을 상기 급기팬의 현재풍량에 가감하여 급기 풍량을 산출하는 것을 특징으로 하는 환기량 제어 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 필요 풍량에 대한 데이터는 각 실내공간의 부피정보를 포함하며, 상기 필요 풍량은 단위 시간당 상기 각 실내공간 부피의 적어도 70% 이상을 환기시킬 수 있는 풍량인 것을 특징으로 하는 환기량 제어 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 배기 디퓨져 및 급기 디퓨져는,
공기를 상기 배기관으로 흡입하거나 급기관의 공기를 토출하는 통기구;
상기 통기구를 개방하거나 폐쇄하는 막을 형성하는 차단막;
상기 차단막을 개방하거나 폐쇄하는 동력을 상기 차단막에 전달하는 모터;
재실자의 입력에 의한 물리적인 스위치 신호를 발생하는 스위치; 및
상기 스위치의 온/오프 신호에 따라 상기 모터에 제어신호를 전달하여 상기 차단막의 개폐 동작을 제어하고, 상기 차단막의 개폐신호를 상기 제어기로 전달하는 제어모듈
을 포함하는 환기량 제어 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 실내공간에서 재실자의 동작을 감지하여 상기 재실자의 존재여부 감지신호를 상기 제어모듈로 전송하는 동작 감지부를 더 포함하되,
상기 제어 모듈은,
상기 스위치가 턴오프(turn off)된 상태에서, 상기 동작 감지부에서 수신되는 상기 재실자의 존재여부 감지신호에 따라 상기 차단막의 개폐 동작을 제어하고, 상기 차단막의 개폐 동작에 대응하는 상기 개폐신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 환기량 제어 시스템.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
실내공기 중에 포함된 포름알데히드, 휘발성유기화합물 및 탄소 중 적어도 하나를 이용하여 오염도 측정 정보를 생성하고, 상기 오염도 측정 정보를 상기 제어모듈로 전송하는 공기 측정부를 더 포함하되,
상기 제어 모듈은,
홈오토메이션의 외출모드에서, 상기 오염도 측정 정보와 기준치를 비교하여, 그 비교결과에 따라 상기 차단막의 개폐 동작을 제어하고, 상기 차단막의 개폐 동작에 대응하는 상기 개폐신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 환기량 제어 시스템.
배기팬을 이용하여 실내의 공기를 실외로 배출하고 급기팬을 이용하여 실외공기를 실내로 공급하는 전열 교환기의 환기량을 제어하는 방법에 있어서,
a) 배기관 및 급기관에 각각 연결되어 복수의 실내공간에 설치되는 배기 디퓨져 및 급기 디퓨져에서 스위치에 의한 개폐동작에 따라 개폐신호를 발생하는 단계;
b) 상기 실내공간의 각 필요 풍량에 대한 데이터를 저장하고, 상기 개폐신호에 따른 필요 풍량을 참조하여 총 배기 풍량과 총 급기 풍량을 산출하는 단계; 및
c) 상기 총 배기 풍량과 총 급기 풍량에 따라 상기 전열 교환기의 배기팬 및 급기팬의 출력 크기를 각각 제어하는 단계
를 포함하는 환기량 제어 방법.
제 7 항에 있어서,
제 a) 단계는,
재실자의 스위치 입력에 따라 제1 실내공간에 설치된 제1 배기 디퓨져 및 제1 급기 디퓨져의 차단막이 개폐되는 단계; 및
상기 제1 배기 디퓨져 및 제1 급기 디퓨져의 개폐신호를 발생하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 환기량 제어 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 b) 단계는,
제1 배기 디퓨져의 개방 또는 폐쇄신호에 따라 대응되는 제1 실내공간의 필요 풍량을 상기 배기팬의 현재풍량에 가감하여 배기 풍량을 산출하는 단계; 및
제1 급기 디퓨져의 개방 또는 폐쇄신호에 따라 대응되는 제1 실내공간의 필요 풍량을 상기 급기팬의 현재풍량에 가감하여 급기 풍량을 산출하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 환기량 제어 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 a) 단계는,
상기 스위치가 턴오프(turn off)된 상태에서, 상기 재실자의 동작을 감지한 신호에 따라 상기 배기 디퓨져 및 상기 급기 디퓨져의 동작을 제어하고, 상기 배기 디퓨져 및 상기 급기 디퓨져의 동작에 대응하는 상기 개폐신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 환기량 제어 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 a)단계는,
홈오토메이션의 외출모드 시 상기 실내공간의 공기 오염도를 측정하여 오염도 측정 정보를 생성하는 단계; 및
상기 오염도 측정 정보와 기준치를 비교하여, 그 비교결과에 따라 상기 배기 디퓨져 및 상기 흡기 디퓨져의 동작을 제어하고, 상기 배기 디퓨져 및 상기 급기 디퓨져의 동작에 대응하는 상기 개폐신호를 발생하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환기량 제어 방법.