KR20190121570A - 공기질 관리 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
대상 공간에 대한 공기질을 차등화하여 관리할 수 있는 공기질 관리 시스템 및 방법을 제공한다. 공기질 관리 시스템은, 복수의 구역을 포함하는 대상 공간에서 상기 복수의 구역 내에 적어도 하나 이상이 구비되며, 상기 각 구역 내의 공기질을 관리하는 개별장치, 상기 개별장치와 유선 또는 무선 통신을 이용하여 연결되며 상기 개별장치의 동작을 제어하는 통합 관리 센터 및 상기 통합 관리 센터와 연결되어서 데이터를 저장하는 데이터 저장 장치를 포함하고, 상기 통합 관리 센터는, 상기 복수의 구역에서 측정된 공기질 정보를 포함하는 제1 데이터와 상기 대상 공간에 대한 시설 정보를 포함하는 제2 데이터 및 상기 대상 공간 내의 재실자의 인적 정보를 포함하는 제3 데이터를 이용하여 통합 데이터를 산출하고, 상기 통합 데이터를 이용하여 상기 개별장치의 동작을 제어한다.
Description
이하의 설명은 대상 공간의 시설 정보와 인적 정보를 반영하여 대상 공간의 공기질을 관리할 수 있는 공기질 관리 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
산업이 발달함에 따라 환경이 오염되며, 생활의 질이 높아짐에 따라 이를 개선하고자 하는 욕구는 점점 커져만 가고 있는데, 아직 과학적이고 체계적인 공기질을 개선하는 방법론은 미흡한 실정이라고 하겠다.
일 예로, 대부분의 사람들이 생활하게 되는 실내의 공기질을, 예로 들면, 종래 창을 통해서는 창문을 수동 또는 자동적으로 열고 닫는 동작을 통해서만 실내 공기가 단순히 환기되는 정도에 불과하기 때문에, 특히 재실자가 없거나 야간 취침 시 방범을 위해 창을 완전히 닫아 밀폐하는 경우에는 실내에서 발생되는 각종 유해물질들의 환기 또는 제거가 불가능하게 되고, 각종 오염물질은 그대로 실내에 존재하게 되어 각종 문제를 유발하게 되는 것이다.
물론, 종래에도 실내 공기질을 개선할 방안으로 공기 청정기가 일부 이용되고는 있으나, 이는 그 기능상 실내 공기질의 개선에는 자연 한계가 있을 수 밖에 없다. 또한, 수치를 가늠케 하는 측정센서가 부착되어 있지 않기 때문에 오염물질량을 재실자가 수치로 확인하기가 곤란하여 효율적인 공기질 개선 관리가 불가능 하였다. 또한, 다른 방제나 청결 등과 연계되어 환경 개선이 이루어 지지도 않고 있는 등 감각에 의존한 부분적인 공기질 개선 정도가 수행되고 있다고 하겠다. 특히, 공기 청정기를 장기간 틀 경우 음이온(약 75%)과 더불어 방출되는 오존량(25%)이 계속 증가하여 재실자는 오히려 과다 공급되는 유기화합물 등을 흡입하게 되는 결과를 초래하게 되는 것이다.
하지만, 산업의 발달과, 문화수준의 향상과 더불어 생활의 윤택으로 인해 최근에는 건강에 대한 관심이 고조되고 있는 실정이며, 더욱이 건강은 인간의 삶에 있어서 가장 소중하고도 중요한 요소인 점은 누구나가 부인할 수 없는 엄연한 사실이라 할 것이다. 그러나 현재 우리의 생활 공간에서는 차량, 산업시설로부터 발생 배출되는 수 많은 공해 물질과 석유, 화학 관련 재료로 만들어진 건축자재, 가구, 전자 등의 생활 용품으로부터 발생되는 유해물질들이 인간의 건강을 위협하고 있고, 그 심각성은 갈수록 더해가고 있는 것이 현실이다.
특히, 인간은 하루 24시간 중 약 80% 이상을 한정된 실내 공간에서 생활하게 되며, 이 과정에서 오염된 공기를 계속 생성하게 되고, 그 생성된 오염 공기에 의해 실내의 오염 농도는 증가할 수 밖에 없다. 이 때 실내의 오염 농도가 적절하게 조절 또는 개선되지 않으면, 인간은 생활하면서 무의식적으로 오염된 공기를 마실 수 밖에 없어서 자신도 모르게 건강을 해치면서 살아가게 되는 것이다.
실내 공기를 오염시키는 물질들로는 아주 작은 물질을 포함하여 약 250여종이 있다. 그 중에서도 주택과 관련하여 보면, 각종 실내 건축자재로부터 발생되는 발암성 물질인 포름알데히드(HCHO), 라돈, 톨루엔, 벤젠, 아세톤 등의 각종 휘발성 유기 화합물(VOCs)을 포함하여 석면에서 발생되는 이산화질소 등이 있다. 또한, 인간의 활동에서 보면, 주방에서 음식을 조리할 때 사용되는 가스의 발화나 인체의 호흡 과정에서 발생되는 이산화탄소(CO2), 분진, 담배연기, 발 냄새와 각종 생활 용품에서의 미생물성 물질(대장균, 녹농균, 0-157, 살모넬라)과 휘발성 유기 오염물질, 기타 악취, 소음, 방사선 등을 예로 들 수 있다. 이러한 각종 유해물질로 인해 피부 알레르기, 호흡기 질환이나 두통 유발 등의 인체에 각종 악영향을 초래하고 있음은 익히 잘 알려져 있다.
여기서, 각종 건축자재에서 발생되는 오염물질들은 약1~5년 정도면 실내의 오염도가 허용 기준치 이하로 자연 소멸될 수 있다. 이 경우에도 공중위생관리법과 건축법에서 제시한 기준농도(CO2를 기준으로 1000ppm 이하) 이하로 낮아질 때까지의 공기질 개선이 문제가 된다. 또한, 인간의 활동에서 발생되는 각종 이산화탄소 등의 유해물질들은 없앨 수가 없다. 이는 생태적, 환경적 차원에서도 없어서는 안될 물질들이다.
따라서, 무엇보다도 인간 활동에서 발생되는 각종 유해물질들은 그 적정 기준치를 설정하여 이 허용 기준치 이상으로 발생되는 경우, 즉시 재실자의 유무나 창이 닫혀 있는 상태에서도 실내 공기질이 허용 기준치 이하로 낮추어지도록 개선하는 것이 매우 중요하다 할 것이다. 이는 인간 활동으로부터 발생되는 이산화탄소는 우리의 주택 구조 상 실내 공기가 자연 순환되도록 적정 설계되어 있지 못하기 때문에 유해 공기의 자연 순환이 이루어지지 못하는 경우에는, 결국 재실자는 호흡을 통해 적정 산소량보다 이산화탄소를 더 흡입하게 된다. 심한 경우에는 호흡곤란이나 뇌 운동에 심각한 장애를 초래하게 되는 문제가 발생된다.
하지만, 국내 주택 건설 업계에서는 주택과 관련하여 그 동안 특별히 공기질을 개선할 방법을 찾지 못하였고, 근래에 들어 환경에 대한 국민적 관심이 고조되고 있다. "실내공기질관리법"이 2004.06부터 시행되도록 법제화되면서 지하역사, 지하상가, 여객터미널, 도서관, 종합병원 등 다중 이용시설물과 신축되는 공동주택으로 확대되어 신축공동주택의 경우 공기질을 주민 입주 전에 측정하여 공고하도록 하는 등의 강력한 조치를 통해 실내 공기질을 관리하고 생활환경을 개선하도록 하고 있다.
그러나, 현실은 이러한 인간의 욕구를 따라가지 못하고 있는데, 종래 각종 공기질을 개선하기 위하여 사용되는 살균, 탈취, 공기 청정 기능들을 갖는 각종 제품들의 경우 센서에 의해 단순히 감지만 할 뿐 감지된 공기질을 수치로 체크하여 관리하지 못하고 있다. 무엇보다도 실내 공기질의 정도를 재실자가 눈으로 직접 보고 느낄 수 없기 때문에, 이로 인해 실내 공기질의 효율적인 관리가 불가능하다는 것이다.
따라서, 방제 환경이나 환경 내 구역에 맞는 방제방법을 선택해야 하며, 또한 공기질 개선 등 다른 환경 개선 요구사항과의 연관성을 검토하여 방제가 이루어져야 한다.
이런 종합적인 환경 개선 방법을 제안하기 위하여, 센서 값이나 평가치에 대한 지수부터 시작하여 종합적인 개선 작업을 위한 방법론의 개발이 시급한 실정이라고 하겠다.
한편, 전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
실시 예들에 따르면, 공간의 특성을 반영하고, 단순히 측정 데이터 값에 의해서 관리하는 것이 아니라, 대상 공간 주변 및 외부의 요인까지 고려하여 대상 공간에 대해서 차등적으로 공기질을 관리할 수 있는 공기질 관리 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 공기질의 오염도 분석 및 환경 개선까지의 활동을 수치화 된 객관적인 방법론을 제공하기 위한 공기질 관리 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
실시 예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 실시 예들에 따르면, 공기질 관리 시스템은, 복수의 구역을 포함하는 대상 공간에서 상기 복수의 구역 내에 적어도 하나 이상이 구비되며, 상기 각 구역 내의 공기질을 관리하는 개별장치, 상기 개별장치와 유선 또는 무선 통신을 이용하여 연결되며 상기 개별장치의 동작을 제어하는 통합 관리 센터 및 상기 통합 관리 센터와 연결되어서 데이터를 저장하는 데이터 저장 장치를 포함하고, 상기 통합 관리 센터는, 상기 복수의 구역에서 측정된 공기질 정보를 포함하는 제1 데이터와 상기 대상 공간에 대한 시설 정보를 포함하는 제2 데이터 및 상기 대상 공간 내의 재실자의 인적 정보를 포함하는 제3 데이터를 이용하여 통합 데이터를 산출하고, 상기 통합 데이터를 이용하여 상기 개별장치의 동작을 제어한다.
일 측에 따르면, 상기 복수의 구역에 적어도 하나 이상 구비되어서 상기 각 구역의 공기질을 측정하는 측정부를 더 포함한다. 여기서, 상기 측정부는 상기 개별장치와 별도의 개체로 형성되어서 상기 각 구역에 구비되거나, 상기 개별장치에 일체로 구비될 수 있다. 상기 제1 데이터는, 상기 대상 공간 내부의 공기질 정보와 상기 대상 공간 외부의 외부 환경 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 측정부는 상기 대상 공간 내부의 공기질을 측정하기 위한, 온도 센서, 습도 센서, 라돈(Rn) 센서, 부유먼지 실내 감지 센서, 포름알데히드(HCHO) 센서, 총유기휘발성 화합물(TVOC) 센서, 이산화질소(NO2) 센서, 일산화탄소(CO) 센서, 오존(O3) 센서, 이산화탄소(CO2) 센서, 메탄(CH4) 센서 중 선택된 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 또한, 상기 측정부는 상기 대상 공간의 외부 환경을 측정하기 위한, 상기 대상 공간의 외부에 설치되는 적어도 하나 이상의 센서, 및 국가대기오염정보관리시스템, 에어 코리아, 기상청, 지자체 중 어느 하나 이상의 기관으로부터 외부 환경 정보를 획득할 수 있는 수단 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 제2 데이터와 상기 제3 데이터를 제공하는 정보 제공부를 더 포함하고, 상기 정보 제공부는 상기 통합 관리 센터의 외부에 구비되어서 상기 통합 관리 센터와 유선 또는 무선 통신을 이용하여 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 데이터는 상기 대상 공간이 병원이나 보육시설, 교육시설과 같이 환경 취약 계층을 대상으로 하는 시설인지, 공장과 같이 환경 관리가 필요한 시설인지에 대한 시설 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제3 데이터는 상기 재실자가 환경 취약 계층인지에 대한 계층 정보를 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 통합 관리 센터는, 상기 개별장치와 통신을 위한 통신부, 상기 통합 데이터를 산출하는 처리부 및 상기 개별장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 통신부는 상기 개별장치와 무선 또는 유선으로 연결되거나, 이동통신 또는 WiFi 또는 블루투스 또는 IoT 중 어느 하나의 통신망을 이용할 수 있다. 상기 처리부는, 상기 제1 데이터는 복수의 측정값을 포함하고, 상기 처리부는 상기 복수의 측정값을 하나의 수치로 표준화하고, 상기 표준화된 수치에 상기 제2 데이터와 상기 제3 데이터를 이용하여 가중치를 부여함으로써 통합 데이터를 산출할 수 있다. 그리고 상기 처리부는 상기 통합 데이터에 따라 상기 각 구역에 등급을 부여하고, 상기 제어부는 상기 각 구역에 부여된 등급에 따라 상기 각 구역 내의 개별장치를 차등화하여 작동시킬 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 데이터 저장장치는 블록체인(block chain) 방법을 사용하여 저장할 수 있다.
한편, 상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 실시 예들에 따르면, 공기질 관리 방법은, 복수의 구역으로 구획된 대상 공간에서 측정된 공기질 정보를 포함하는 제1 데이터와, 상기 대상 공간에 대한 시설 정보를 포함하는 제2 데이터 및 상기 대상 공간 내의 재실자의 인적 정보를 포함하는 제3 데이터를 통합 관리 센터에서 수신하는 단계, 상기 제1 내지 제3 데이터를 이용하여 통합 데이터를 산출하는 단계, 블록 체인을 이용하여 저장하는 단계 및 상기 통합 데이터를 이용하여 상기 각 구역에 설치된 개별장치의 동작을 제어하는 단계를 포함하여 구성된다.
일 측에 따르면, 상기 제1 데이터를 하나의 수치로 표준화하는 단계, 상기 표준화된 수치에 상기 제2 데이터와 상기 제3 데이터를 이용하여 가중치를 부여하여 하나의 통합 데이터를 산출하는 단계를 포함하고, 상기 통합 데이터를 이용하여 상기 각 구역에 등급을 부여하고, 상기 등급에 따라 상기 각 구역의 개별장치를 차등화하여 작동시킬 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 개별장치의 작동 후 일정 시간이 경과하면 상기 각 구역의 공기질을 측정하여 측정된 결과를 상기 통합 관리 센터로 피드백하는 단계를 더 포함하고, 상기 피드백 단계에서는, 상기 각 구역에서 공기질을 재측정하는 단계, 상기 재측정된 공기질 정보를 상기 통합 데이터와 비교하는 단계 및 상기 비교 결과를 이용하여 상기 개별장치의 동작을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 제1 데이터는, 상기 대상 공간 내부의 공기질 정보와 상기 대상 공간 외부의 외부 환경 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 데이터는 상기 대상 공간에 설치된 온도 센서, 습도 센서, 라돈(Rn) 센서, 부유먼지 실내 감지 센서, 포름알데히드(HCHO) 센서, 총유기휘발성 화합물(TVOC) 센서, 이산화질소(NO2) 센서, 일산화탄소(CO) 센서, 오존(O3) 센서, 이산화탄소(CO2) 센서, 메탄(CH4) 센서 중 선택된 적어도 하나 이상의 센서에서 측정된 상기 대상 공간 내부의 공기질 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 데이터는 상기 대상 공간의 외부에 설치되는 적어도 하나 이상의 센서에서 측정된 정보, 및 국가대기오염정보관리시스템, 에어 코리아, 기상청, 지자체 중 어느 하나 이상의 기관으로부터 제공되는 상기 대상 공간의 외부 환경 정보를 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 제2 데이터는 상기 대상 공간이 병원이나 보육시설, 교육시설과 같이 환경 취약 계층을 대상으로 하는 시설인지, 공장과 같이 환경 관리가 필요한 시설인지에 대한 시설 정보를 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 제3 데이터는 상기 재실자가 환경 취약 계층인지에 대한 계층 정보를 포함할 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 실시 예들에 따르면, 대상 공간에서 측정된 결과에 대상 공간의 시설 정보와 재실자의 계층 정보를 반영하여 통합 데이터를 산출함으로써 보다 효과적인 등급을 산출할 수 있다.
또한, 시설 정보와 계층 정보를 반영할 수 있으므로, 대상 공간의 공간적 특성과 인적 특성을 모두 반영하여 보다 효과적으로 공기질을 관리할 수 있다.
일 실시 예에 따른 공기질 관리 시스템 및 방법의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 공기질 관리 시스템의 모식도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 공기질 관리 시스템에서 대상 공간의 모식도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 공기질 관리 시스템에서 통합 관리 센터의 모식도이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 공기질 관리 시스템의 모식도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 공기질 관리 시스템에서 대상 공간의 모식도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 공기질 관리 시스템에서 통합 관리 센터의 모식도이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 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 도 1 내지 도 3을 참고하여, 실시 예들에 따른 공기질 관리 시스템(100)에 대해서 설명한다. 참고적으로, 도 1은 일 실시 예에 따른 공기질 관리 시스템(100)의 모식도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 공기질 관리 시스템(100)에서 대상 공간(10)의 모식도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 공기질 관리 시스템(100)에서 통합 관리 센터(130)의 모식도이다.
공기질 관리 시스템(100)은 대상 공간(10)에 구비되는 개별장치(110)와, 개별장치(110)의 동작을 제어하는 통합 관리 센터(130)를 포함하여 구성된다. 그리고 통합 관리 센터(130)는 데이터를 저장하는 데이터 저장 장치(140)와 통합 관리 센터(130)의 외부에서 데이터를 제공하는 정보 제공부(150)가 연결된다.
여기서, 공기질 관리 시스템(100)은 대상 공간(10)에서 측정된 공기질 정보를 포함하는 제1 데이터와, 대상 공간(10)에 대한 시설 정보를 포함하는 제2 데이터 및 대상 공간(10)의 재실자에 대한 인적 정보를 포함하는 제3 데이터를 이용하여 대상 공간(10)의 공기질을 관리하게 된다.
대상 공간(10)은 복수의 구역(R1, R2, R3, R4, 이하에서는 복수의 구역을 대표하여 설명하는 경우에는 도면 부호는 'R'로서 설명한다)으로 분할된다. 한편, 도 2에서는 대상 공간(10)을 4개의 구역(R1, R2, R3, R4)으로 설정하였으나, 이는 일 예시에 불과하며 대상 공간(10) 내에서의 구역(R1, R2, R3, R4)의 수와 크기는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.
예를 들어, 대상 공간(10)은 병원이나 학교 등의 건물을 포함하고, 이와 같이 대상 공간(10)의 종류에 대한 정보를 '시설 정보'라고 한다. 그리고, 시설 정보는 대상 공간(10)의 재실자가 유아동이나 환자 등과 같이 환경 취약 계층들인지, 아니면 대상 공간(10)이 공장이나 음식점 등과 같이 공기 오염 물질을 다량 발생시키는 시설인지에 대한 정보를 포함한다. 또한, 시설 정보에는 대상 공간(10)의 크기와 그 내부에 포함되는 구역(R)의 수 등과 같은 정보도 포함된다.
또한, 대상 공간(10)은 공간의 특성 또는 크기 등을 고려하여 복수의 구역(R)으로 설정된다. 예를 들어, 대상 공간(10)은 그 내부 공간이 일정 크기로 분할 및 구획될 수 있다. 또는, 대상 공간(10)은 공간의 종류에 따라, 재실자의 수나 특성에 따라 분할 및 구획될 수 있다. 예를 들어, 구역(R)은 재실자가 많은 위치, 또는 환자나 유아동과 같은 취약 계층의 거주 위치는 구역(R)의 크기를 작게 설정하고, 또한, 식당 등과 같이 오염물질이 많이 발생하는 위치도 구역(R)의 크기를 작게 설정할 수 있다. 또한, 구역(R)은 물리적으로 구획하는 것뿐만 아니라 개별장치(110)의 위치에 따라 구획하는 것도 가능하다. 즉, 개별장치(110) 하나당 일정 크기의 영역을 구역(R)으로 설정하는 것도 가능하다. 다만, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 대상 공간(10)을 복수의 구역(R)으로 구획하는 것은 시설 정보 및 인적 정보를 고려하여 다양하게 설정될 수 있다.
정보 제공부(150)는 통합 관리 센터(130)의 외부에 구비되어서 대상 공간(10)에 대한 시설 정보를 포함하는 제2 데이터와 인적 정보를 포함하는 제3 데이터를 제공한다. 예를 들어, 정보 제공부(150)는 제2 데이터가 저장되는 외부 DB 또는 관공서 등의 외부 기관 DB일 수 있다. 그리고 정보 제공부(150)는 제3 데이터가 저장되는 DB 또는 관공서, 병원, 보험사 등의 외부 기관 DB일 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 정보 제공부(150)는 제2 데이터와 제3 데이터를 제공하는 다양한 형태가 적용될 수 있다. 또한, 정보 제공부(150)는 통합 관리 센터(130)와 일체로 구비되거나, 유선 또는 무선 통신망 등을 이용해서 연결될 수 있다.
데이터 저장 장치(140)는 블록체인이 사용될 수 있다. 참고적으로, "블록체인"은 하나의 데이터에 대해서 생성되는 모든 데이터들을 하나의 블록으로 묶어서 체인 형태로 연결한 것이다.
대상 공간(10)에서 각 구역(R) 내부에는 개별장치(110)가 설치된다. 개별장치(110)는 공기청정장치 또는 환풍장치 등과 같이 구역(R) 내부의 공기질을 관리할 수 있는 장치를 말한다. 개별장치(110)는 가정용 공기청정기와 같이 구역(R) 내에서 이동 가능한 장치를 포함하고, 또는, 공조시스템의 흡기구나 배기구와 같이 구역(R) 내에 고정 설치되는 장치도 포함할 수 있다.
구역(R) 내부의 공기질 상태를 측정할 수 있도록 각 구역(R)에는 적어도 하나 이상의 측정부(120)가 설치된다. 또한, 측정부(120)는 개별장치(110)와 별도의 개체로서 설치되거나, 개별장치(110)와 일체로 설치될 수 있다.
여기서, 제1 데이터는 대상 공간(10) 내부 및 외부에서 직접 또는 간접적으로 측정된 내부 공기질 정보와 외부의 환경 정보를 포함한다. 여기서, '공기질'이라 함은, 측정 대상이 되는 공간 내부에서의 미세먼지 등을 포함하는 각종 공기 중의 오염물질의 유무 또는 농도에 따른 수치를 말한다.
측정부(120)는 대상 공간(10) 내부의 공기질을 측정하기 위한 적어도 하나 이상의 센서를 포함한다. 또한, 대상 공간(10)의 날씨와 미세먼지 농도와 같은 외부 환경 요인에 의해서도 영향을 받기 때문에, 측정부(120)는 대상 공간(10)의 외부 환경을 직접 또는 간접적으로 측정하기 위한 수단을 포함한다.
여기서, 실내 공기 중에는 각종 실내 건축자재로부터 발생되는 발암성 물질인 포름알데히드(HCHO), 라돈, 톨루엔, 벤젠, 아세톤 등의 각종 휘발성 유기 화합물(VOCs)을 포함하여 석면에서 발생되는 이산화질소 등의 오염물질이나, 주방에서 음식을 조리할 때 사용되는 가스의 발화나 인체의 호흡 과정에서 발생되는 이산화탄소(CO2), 분진, 담배연기, 냄새와 각종 생활 용품에서의 미생물성 물질(대장균, 녹농균, 0-157, 살모넬라)과 휘발성 유기 오염물질, 기타 악취, 소음, 방사선 등의 오염물질이 있다.
측정부(120)는 이러한 각종 공기 오염물질을 직접 또는 간접적으로 측정하는 센서일 수 있다. 예를 들어, 측정부(120)는 온도 센서, 습도 센서, 라돈(Rn) 센서, 부유먼지 감지 센서, 포름알데히드(HCHO) 센서, 총유기휘발성 화합물(TVOC) 센서, 이산화질소(NO2) 센서, 일산화탄소(CO) 센서, 오존(O3) 센서 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 그러나 이는 일 예에 불과하며, 이외에도 측정부(120)는 이산화탄소, 메탄, 냄새 등 공기 중의 각종 오염물질을 측정할 수 있는 다양한 센서들이 적용될 수 있다.
또한, 측정부(120)는 1개의 센서에서 복수의 오염 또는 공기질을 통합적으로 측정하거나, 서로 다른 오염 물질 또는 공기질을 측정하는 복수의 센서가 1개로 통합되어 구성될 수 있다. 그리고 측정부(120)는 이와 같이 1개의 센서 또는 통합 센서가 구역(R) 내에서 적어도 1개소 이상의 위치에 구비될 수 있다.
측정부(120)는 외부 환경 요인을 측정할 수 있도록 대상 공간(10)의 실외 공기질을 직접 또는 간접적으로 측정하는 수단이나, 외부 기관 등에서 제공되는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 측정부(120)는 대상 공간(10)의 외부에 설치되는 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 또한, 측정부(120)는 외부 환경 정보를 제공하는 국가대기오염정보관리시스템(NAMIS), 에어 코리아, 기상청, 지자체 등에서 제공되는 각종 대기오염 관련 데이터를 포함할 수 있다. 참고적으로, 국가대기오염정보관리시스템(NAMIS)은 전국에 위치하는 측정소에서 아황산가스, 일산화탄소, 이산화질소, 오존, 미세먼지 등의 대기오염도 자료를 수집?관리하는 기관으로서, 제3 정보 제공부(133)는 국가대기오염정보관리시스템에서 측정 및 제공되는 대기오염 측정망 관련 인프라를 이용할 수 있다. 또한, 측정부(120)는 전국 시/군에 설치된 도시대기 측정망, 도로변대기 측정망, 국가배경 측정망, 교외대기 측정망에서 측정된 5개 대기환경기준물질의 측정 자료를 다양한 형태로 표출하여 국민들에게 실시간으로 제공하는 에어 코리아의 자료를 이용할 수 있다. 또한, 측정부(120)는 기상청에서 운영하는 황사경보제와 지자체에서 운영하는 오존경보제 등의 자료도 이용할 수 있다.
또한, 측정부(120)는 구역(R) 내에 설치되는 다양한 센서들이 대상 공간(10) 외부에도 설치될 수 있다. 또한, 측정부(120)는 대상 공간(10) 외부에서 복수의 센서 또는 통합 센서가 적어도 1개소 이상의 위치에 구비될 수 있다.
통합 관리 센터(130)는 통신부(310), 처리부(320) 및 제어부(330)를 포함하여 구성된다. 또한, 통합 관리 센터(130)는 복수의 구역(R)을 차등화하여 등급을 설정하고 공기질을 관리한다.
통합 관리 센터(130)는 통신부(310)를 통해서 측정부(120) 및/또는 개별장치(110)에서 측정된 제1 데이터를 수신하고 개별장치(110)를 제어하기 위한 신호를 송신한다. 예를 들어, 통신부(310)는 무선 또는 유선으로 연결될 수 있다. 또한, 통신부(310)는 이동통신망, 블루투스, WiFi 또는 IoT 중 어느 하나 이상의 통신망을 이용할 수 있다.
처리부(320)는 각 구역(R)에서 수신되는 제1 데이터와, 정보 제공부(150)에서 제공된 제2 데이터와 제3 데이터를 이용하여 통합 데이터를 산출한다. 각 구역(R)의 개별장치(110) 및/또는 측정부(120)에서 수신된 제1 데이터는 복수의 값으로 측정되기 때문에, 처리부(320)는 복수의 측정값으로 수신된 제1 데이터를 하나의 수치로 표준화한다. 그리고 처리부(320)는 표준화된 수치에 제2 데이터와 제3 데이터를 이용하여 가중치를 부여하여 통합 데이터를 산출한다.
이와 같이 산출된 통합 데이터는 그 자체로서 이용되거나, 등급으로 변환되어서 이용된다. 그리고 제어부(330)는 통합 데이터 또는 산출된 등급을 이용하여 개별장치(110)의 동작을 제어한다.
한편, 실시 예에서는 제1 데이터에 대해서 제2 내지 제3 데이터를 이용하여 가중치를 부여하는 것으로 예시하였으나, 이는 일 예에 불과한 것으로, 가중치를 부여하는 것은 더 많은 요인들이 고려될 수 있다.
실시 예에 따르면, 통합 관리 센터(130)는 대상 공간(10) 내부의 공기질과 외부 환경 요인을 고려하여 공기질을 관리하게 된다. 또한, 통합 관리 센터(130)는 대상 공간(10)의 시설 정보와 인적 정보를 반영하여 대상 공간(10)을 효과적으로 공기질을 관리할 수 있다. 이와 같이 대상 공간(10)을 복수의 구역(R)으로 구분하고 차등화하여 관리함으로써, 상황 및 공간에 맞게 적절하게 공기질 관리 시스템(100)을 운영할 수 있어서 공기질 관리가 효과적이라 할 수 있다.
또한, 공기질 관리 시스템(100)은 관리자가 통합 관리 센터(130)를 통해서 각 개별장치(110)의 상태를 모니터링하고 제어하도록 할 수 있다. 또한, 관리자는 통합 관리 센터(130)와 연결되는 사용자 장치를 포함할 수 있고, 예를 들어, 사용자 장치는 관리자가 휴대할 수 있는 각종 단말기를 포함할 수 있다. 그리고 공기질 관리 시스템(100)은 IOT 기술 등을 이용하여 통합 관리 센터(130)에서 실시간으로 관리 및 제어될 수 있다.
이하에서는 공기질 관리 시스템(100)의 동작에 대해서 설명한다.
우선, 복수의 구역(R1, R2, R3, R4)으로 구획된 대상 공간(10)에서 측정부(120)에서 공기질을 측정한다. 측정부(120)에서 직접 또는 간접적으로 측정된 결과는 제1 데이터로서 통합 관리 센터(130)에 전달된다. 제1 데이터는 대상 공간(10)의 각 구역(R) 내부의 공기질과 외부 환경 정보를 포함한다.
다음으로, 통합 관리 센터(130)는 수신된 제1 데이터와 정보 제공부(150)에서 저장 및 수신되는 제2 데이터 및 제3 데이터를 이용하여 가중치를 설정하여 통합 데이터를 산출한다.
여기서, 각각의 구역(R1, R2, R3, R4)에서 측정된 복수의 제1 데이터는 각 구역(R1, R2, R3, R4) 별로 통합 데이터로 동기화하여 산출된다. 또한, 처리부(320)는 제1 내지 제3 데이터를 이용하여 가중치와 통합 데이터를 산출함에 있어서 상술한 요인들 이외에도 더 많은 요인들이 고려하여 산출할 수 있다.
다음으로, 통합 관리 센터(130)의 제어부(330)는 산출된 통합 데이터를 이용하여 각 구역(R1, R2, R3, R4)에 대해서 차등화하여 공기질을 관리한다.
여기서, 제어부(330)는 공기질을 보다 청정하게 유지해야 하는 구역에 대해서는 높은 통합 데이터 또는 높은 등급(또는 낮은 통합 데이터 또는 낮은 등급)을 부여할 수 있다.
다음으로, 개별장치(110)를 작동시킨 후 일정 시간이 경과하거나, 측정부(120)에서 측정되는 수치가 급격하게 변화되는 경우와 같은 때에, 각 구역(R1, R2, R3, R4)에서 공기질을 재측정한 후 피드백하여 관리하게 된다.
우선, 일정 시간이 경과한 후, 또는 측정값의 변동과 같은 일정 이벤트가 발생 후에는 구역(R1, R2, R3, R4)에서 공기질을 재측정한다.
재측정된 결과를 이전에 측정된 결과와 비교하여 일정 이상 공기질에 변동이 있다면, 다시 가중치를 적용하고 등급을 부여하여 해당 구역(R1, R2, R3, R4)의 공기질이 개선되도록 개별장치(110)를 작동시키게 된다.
여기서, 피드백은 전체 구역(R)에 대해서 실시하거나, 일정 수치 이상(또는 이하)의 값이 측정되는 구역에 대해서만 선별적으로 피드백을 수행하는 것도 가능하다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
10: 대상 공간
R, R1, R2, R3, R4: 구역
100: 공기질 관리 시스템
110: 개별장치
120: 측정부
130: 통합 관리 센터
310: 통신부
320: 처리부
330: 제어부
140: 데이터 저장장치
150: 정보 제공부
R, R1, R2, R3, R4: 구역
100: 공기질 관리 시스템
110: 개별장치
120: 측정부
130: 통합 관리 센터
310: 통신부
320: 처리부
330: 제어부
140: 데이터 저장장치
150: 정보 제공부
Claims (21)
- 복수의 구역을 포함하는 대상 공간에서 상기 복수의 구역 내에 적어도 하나 이상이 구비되며, 상기 각 구역 내의 공기질을 관리하는 개별장치;
상기 개별장치와 유선 또는 무선 통신을 이용하여 연결되며 상기 개별장치의 동작을 제어하는 통합 관리 센터; 및
상기 통합 관리 센터와 연결되어서 데이터를 저장하는 데이터 저장 장치;
를 포함하고,
상기 통합 관리 센터는,
상기 복수의 구역에서 측정된 공기질 정보를 포함하는 제1 데이터와 상기 대상 공간에 대한 시설 정보를 포함하는 제2 데이터 및 상기 대상 공간 내의 재실자의 인적 정보를 포함하는 제3 데이터를 이용하여 통합 데이터를 산출하고, 상기 통합 데이터를 이용하여 상기 개별장치의 동작을 제어하는 공기질 관리 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 구역에 적어도 하나 이상 구비되어서 상기 각 구역의 공기질을 측정하는 측정부;
를 더 포함하는 공기질 관리 시스템.
- 제2항에 있어서,
상기 측정부는 상기 개별장치와 별도의 개체로 형성되어서 상기 각 구역에 구비되거나, 상기 개별장치에 일체로 구비되는 공기질 관리 시스템.
- 제2항에 있어서,
상기 제1 데이터는, 상기 대상 공간 내부의 공기질 정보와 상기 대상 공간 외부의 외부 환경 정보를 포함하는 공기질 관리 시스템.
- 제4항에 있어서,
상기 측정부는 상기 대상 공간 내부의 공기질을 측정하기 위한, 온도 센서, 습도 센서, 라돈(Rn) 센서, 부유먼지 실내 감지 센서, 포름알데히드(HCHO) 센서, 총유기휘발성 화합물(TVOC) 센서, 이산화질소(NO2) 센서, 일산화탄소(CO) 센서, 오존(O3) 센서, 이산화탄소(CO2) 센서, 메탄(CH4) 센서 중 선택된 적어도 하나 이상의 센서를 포함하는 공기질 관리 시스템.
- 제4항에 있어서,
상기 측정부는 상기 대상 공간의 외부 환경을 측정하기 위한, 상기 대상 공간의 외부에 설치되는 적어도 하나 이상의 센서, 및 국가대기오염정보관리시스템, 에어 코리아, 기상청, 지자체 중 어느 하나 이상의 기관으로부터 외부 환경 정보를 획득할 수 있는 수단 중 어느 하나 이상을 포함하는 공기질 관리 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 데이터와 상기 제3 데이터를 제공하는 정보 제공부;
를 더 포함하고,
상기 정보 제공부는 상기 통합 관리 센터의 외부에 구비되어서 상기 통합 관리 센터와 유선 또는 무선 통신을 이용하여 연결되는 공기질 관리 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 제2 데이터는 상기 대상 공간이 병원이나 보육시설, 교육시설과 같이 환경 취약 계층을 대상으로 하는 시설인지, 공장과 같이 환경 관리가 필요한 시설인지에 대한 시설 정보를 포함하는 공기질 관리 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 제3 데이터는 상기 재실자가 환경 취약 계층인지에 대한 계층 정보를 포함하는 공기질 관리 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 통합 관리 센터는,
상기 개별장치와 통신을 위한 통신부;
상기 통합 데이터를 산출하는 처리부; 및
상기 개별장치의 동작을 제어하는 제어부;
를 포함하고,
상기 통신부는 상기 개별장치와 무선 또는 유선으로 연결되거나, 이동통신 또는 WiFi 또는 블루투스 또는 IoT 중 어느 하나의 통신망을 이용하는 공기질 관리 시스템.
- 제10항에 있어서,
상기 처리부는,
상기 제1 데이터는 복수의 측정값을 포함하고,
상기 처리부는 상기 복수의 측정값을 하나의 수치로 표준화하고, 상기 표준화된 수치에 상기 제2 데이터와 상기 제3 데이터를 이용하여 가중치를 부여함으로써 통합 데이터를 산출하는 공기질 관리 시스템.
- 제11항에 있어서,
상기 처리부는 상기 통합 데이터에 따라 상기 각 구역에 등급을 부여하고,
상기 제어부는 상기 각 구역에 부여된 등급에 따라 상기 각 구역 내의 개별장치를 차등화하여 작동시키는 공기질 관리 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 데이터 저장장치는 블록체인(block chain) 방법을 사용하여 저장하는 공기질 관리 시스템.
- 복수의 구역으로 구획된 대상 공간에서 측정된 공기질 정보를 포함하는 제1 데이터와, 상기 대상 공간에 대한 시설 정보를 포함하는 제2 데이터 및 상기 대상 공간 내의 재실자의 인적 정보를 포함하는 제3 데이터를 통합 관리 센터에서 수신하는 단계;
상기 제1 내지 제3 데이터를 이용하여 통합 데이터를 산출하는 단계;
블록 체인을 이용하여 저장하는 단계; 및
상기 통합 데이터를 이용하여 상기 각 구역에 설치된 개별장치의 동작을 제어하는 단계;
를 포함하는 공기질 관리 방법.
- 제14항에 있어서,
상기 제1 데이터를 하나의 수치로 표준화하는 단계;
상기 표준화된 수치에 상기 제2 데이터와 상기 제3 데이터를 이용하여 가중치를 부여하여 하나의 통합 데이터를 산출하는 단계;
를 포함하고,
상기 통합 데이터를 이용하여 상기 각 구역에 등급을 부여하고,
상기 등급에 따라 상기 각 구역의 개별장치를 차등화하여 작동시키는 공기질 관리 방법.
- 제15항에 있어서,
상기 개별장치의 작동 후 일정 시간이 경과하면 상기 각 구역의 공기질을 측정하여 측정된 결과를 상기 통합 관리 센터로 피드백하는 단계;
를 더 포함하고,
상기 피드백 단계에서는,
상기 각 구역에서 공기질을 재측정하는 단계;
상기 재측정된 공기질 정보를 상기 통합 데이터와 비교하는 단계; 및
상기 비교 결과를 이용하여 상기 개별장치의 동작을 제어하는 단계;
를 포함하는 공기질 관리 방법.
- 제14항에 있어서,
상기 제1 데이터는, 상기 대상 공간 내부의 공기질 정보와 상기 대상 공간 외부의 외부 환경 정보를 포함하는 공기질 관리 방법.
- 제17항에 있어서,
상기 제1 데이터는 상기 대상 공간에 설치된 온도 센서, 습도 센서, 라돈(Rn) 센서, 부유먼지 실내 감지 센서, 포름알데히드(HCHO) 센서, 총유기휘발성 화합물(TVOC) 센서, 이산화질소(NO2) 센서, 일산화탄소(CO) 센서, 오존(O3) 센서, 이산화탄소(CO2) 센서, 메탄(CH4) 센서 중 선택된 적어도 하나 이상의 센서에서 측정된 상기 대상 공간 내부의 공기질 정보를 포함하는 공기질 관리 방법.
- 제17항에 있어서,
상기 제1 데이터는 상기 대상 공간의 외부에 설치되는 적어도 하나 이상의 센서에서 측정된 정보, 및 국가대기오염정보관리시스템, 에어 코리아, 기상청, 지자체 중 어느 하나 이상의 기관으로부터 제공되는 상기 대상 공간의 외부 환경 정보를 포함하는 공기질 관리 방법.
- 제14항에 있어서,
상기 제2 데이터는 상기 대상 공간이 병원이나 보육시설, 교육시설과 같이 환경 취약 계층을 대상으로 하는 시설인지, 공장과 같이 환경 관리가 필요한 시설인지에 대한 시설 정보를 포함하는 공기질 관리 방법.
- 제14항에 있어서,
상기 제3 데이터는 상기 재실자가 환경 취약 계층인지에 대한 계층 정보를 포함하는 공기질 관리 방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180045048A KR20190121570A (ko) | 2018-04-18 | 2018-04-18 | 공기질 관리 시스템 및 방법 |
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| KR20190121570A true KR20190121570A (ko) | 2019-10-28 |
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| KR1020180045048A KR20190121570A (ko) | 2018-04-18 | 2018-04-18 | 공기질 관리 시스템 및 방법 |
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|---|---|
| KR (1) | KR20190121570A (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102227081B1 (ko) * | 2020-06-02 | 2021-03-12 | 차충환 | 블록체인 기술을 이용한 미세먼지 지능형 관리시스템 |
| KR102248968B1 (ko) * | 2020-06-02 | 2021-05-07 | 차충환 | 미세먼지 농도측정 및 제거시스템 |
| KR20210054220A (ko) * | 2019-11-05 | 2021-05-13 | 주식회사 엘티포 | 블록체인 기반 환경오염 방지시설 이력관리 시스템 |
| KR20220022184A (ko) * | 2020-08-18 | 2022-02-25 | 주식회사 세스코 | 인터렉티브 시스템 및 그 방법 |
-
2018
- 2018-04-18 KR KR1020180045048A patent/KR20190121570A/ko not_active Application Discontinuation
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| KR102248968B1 (ko) * | 2020-06-02 | 2021-05-07 | 차충환 | 미세먼지 농도측정 및 제거시스템 |
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