KR100563527B1

KR100563527B1 - 공기청정시스템의 운전방법

Info

Publication number: KR100563527B1
Application number: KR1020040070399A
Authority: KR
Inventors: 한창진; 이승관
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2004-09-03
Publication date: 2006-03-27
Anticipated expiration: 2024-09-03
Also published as: KR20060021600A

Abstract

본 발명은 공기청정시스템의 운전방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 실외공기 오염도에 따라 실내외를 이동하는 공기의 이동량을 조절하여 실내공기의 오염을 방지할 수 있는 공기청정시스템의 운전방법을 제공함에 있다.

이를 위해 본 발명은 환기기능을 구비한 공기청정시스템의 운전방법에 있어서, 실외공기의 먼지농도를 측정하고, 상기 먼지농도에 따라 실외와 실내 사이를 이동하는 공기의 이동량을 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 공기의 이동량은 상기 먼지농도에 반비례하도록 설정되는 것을 특징으로 한다.

Description

공기청정시스템의 운전방법{A driving method of a air cleaning system}

도 1은 종래의 공기청정시스템의 구성을 도시한 블록도이다.

도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정시스템을 도시한 단면도이다.

도 3는 도 2의 공기청정시스템을 이루는 공기청정기를 상세하게 도시한 사시도이다.

도 4은 도 2에 도시한 공기청정시스템의 구성을 도시한 블록도이다.

도 5는 도 4에 도시한 공기청정시스템의 동작을 도시한 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 공기청정기

20 : 환기장치

24 : 전열교환기

90 : 마이컴

91 : 이산화탄소 센서

92 : 실외오염 감지부

93 : 먼지센서

94 : 가스센서

본 발명은 공기청정시스템의 운전방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실외공기 오염도에 따라 공기의 이동량을 조절하는 공기청정시스템의 운전방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공기청정기는 실내공기 중의 먼지나 이물질 등을 걸러 내어 공기를 깨끗하게 정화시키는 장치로, 흡입구와 토출구가 형성된 본체를 구비하며, 본체의 내부에는 흡입구를 통해 실내공기를 본체 내부로 유입 시키고 정화된 실내공기를 토출구를 통해 본체 외부로 토출 시키도록 송풍력을 제공하는 송풍장치와, 본체 내부로 유입된 공기 중의 먼지나 이물질을 걸러내는 필터가 마련된다.

따라서 송풍장치가 작동함에 따라 흡입구를 통해 본체 내부로 유입된 실내공기는 필터를 거치는 과정에서 먼지나 이물질 등이 걸러지게 된 후 토출구를 통해 다시 실내공간으로 토출된다.

그러나 이러한 공기청정기는 상기 필터를 이용하여 실내공기 중에 포함된 미세먼지나 냄새성분 등은 효과적으로 제거할 수 있으나, 사람의 호흡을 통해 발생하는 이산화탄소와 같은 가스는 효과적으로 제거하지 못하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 환기장치와 공기청정기가 결합된 환기장치 일체형 공기청정기를 사용함으로써 실내공기를 정화함과 동시에 실내를 환기시켜 공기청정기 만으로는 제거하기 어려운 이산화탄소와 같은 가스가 실내 환기를 통해 외부로 배출되도록 하고 있다.

또한, 종래 환기장치 일체형 공기청정기는 도 1에 도시한 바와 같이 실내공간의 이산화탄소 농도를 측정하는 이산화탄소 센서(1)와, 복수의 모터(4,5,6,7,8)를 구동하는 모터 구동부(3)와, 각 장치를 제어하는 마이컴(2)을 포함하고 있으며, 이산화탄소 센서(1)에 의해 측정된 이산화탄소 농도에 따라 환기능력이나 공기청정기의 청정능력을 설정하고, 설정된 환기능력 및 청정능력을 가지도록 환기장치와 공기청정기를 구동하였다.

그러나 이와 같이 이산화탄소 농도에 의해서만 환기능력이나 공기청정능력을 설정하고 그에 따라 각종 팬과 댐퍼를 제어하는 방식에서는 실외공기의 오염도를 고려하지 않고 환기능력과 청정능력을 설정하므로 실외공기가 짙은 황사나 과다한 먼지등에 의해 오염이 되었거나 유독 가스가 포함된 경우 필터의 수명이 짧아지고, 필터의 오염에 의해 실내공기의 2차 오염이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 실외공기 오염도에 따라 실내외를 이동하는 공기의 이동량을 조절하여 실내공기의 오염을 방지할 수 있는 공기청정시스템의 운전방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 환기기능을 구비한 공기청정시스템의 운전방법에 있어서, 실외공기의 먼지농도를 측정하고, 상기 먼지농도에 따라 실외와 실내 사이를 이동하는 공기의 이동량을 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 공기의 이동량은 상기 먼지농도에 반비례하도록 설정되는 것을 특 징으로 한다.

또한 상기 공기의 이동량은 상기 먼지농도가 높아짐에 따라 적도록 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 공기의 이동량은 팬 모터의 회전수와 댐퍼의 개도를 제어하여 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한 실외공기에서 가스가 감지되면, 상기 먼지농도에 관계없이 실내와 실외 사이의 공기의 이동을 차단하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정시스템은 실내에 마련된 공기청정기(10)와, 공기청정기(10)에 연결되어 실내공기를 환기시키는 환기장치(20)를 포함한다.

환기장치(20)는 외형을 이루는 몸체(21) 내부에 각각 입구(22a,23a)와 출구(22b,23b)를 구비하는 급기유로(22)와 배기유로(23)가 형성되며, 급기유로(22)와 배기유로(23)의 일측에는 각각 급기팬(22c)과 배기팬(23c)이 형성된다.

또 상기 급기유로(22)와 배기유로(23)는 상호 교차되도록 마련되고, 이러한 급기유로(22)와 배기유로(23)의 교차부에는 배기유로(23)의 공기와 급기유로(22)의 공기가 상호 열 교환되도록 하는 전열교환기(24)가 설치된다. 이러한 전열교환기(24)는 환기장치(20)를 통해 실내로 급기되는 실외공기가 환기장치(20)를 통해 실외로 배기되는 실내공기와 열 교환되도록 함으로써 실내로 유입되는 실외공기와 실 내공기 사이의 온도차가 줄어들도록 하기 위한 것이다.

이러한 구조를 갖는 환기장치(20)는 급기팬(22c)이 구동됨에 따라 급기유로(22)의 입구(22a)를 통해 유입된 공기가 급기유로(22)의 출구(22b)를 통해 몸체(21) 외부로 토출되도록 하며, 배기팬(23c)이 구동됨에 따라 배기유로(23)의 입구(23a)를 통해 유입된 공기가 배기유로(23)의 출구(23b)를 통해 몸체(21) 외부로 토출되도록 하는데, 상기 급기유로(22)의 출구(22b)와 배기유로(23)의 입구(23a)에는 각각 공기청정기 본체(10)와 환기장치(20) 사이를 연결하는 급기덕트(31)와 배기덕트(32)의 일단이 연결되며, 급기덕트(31)와 배기덕트(32)의 타단에는 실내 벽면을 통해 실내공간 내부로 연장되는 연장부(31a,32a)가 마련된다.

한편 공기청정기 본체(10)의 후면에는 실내로 연장된 각 덕트(31,32)의 연장부(31a,32a)가 결합되는 덕트연결부(40)가 마련되고, 이러한 덕트연결부(40)에는 급기덕트(31)와 연결되도록 마련된 외기유입구(41)와 배기덕트(32)와 연결되도록 마련된 내기배출구(42)가 형성된다.

본체(10) 내부공간은 상기 외기유입구(41)와 통하도록 넓게 마련된 우측의 급기공간(50)과 상기 내기배출구(42)와 통하도록 좁게 마련된 좌측의 배기공간(60)이 구획판(43)을 통해 상호 구획되도록 마련되며, 이때 상기 배기공간(60)의 전면에는 실내공기가 배기공간(60) 내부로 유입되도록 내기유입구(61)가 마련되고, 이러한 배기공간(60)은 배기공간(60)을 통한 공기의 소통이 원활하게 이루어지도록 본체(10)의 내측면을 따라 형성된다.

또한 상기 급기공간(50)은 그 내부를 상하로 구분하는 구분판(44)을 통해 상 측의 제 1 급기공간(70)과 하측의 제 2 급기공간(80)으로 구분되며, 제 1 급기공간(70)의 전면에는 급기공간(50) 내부의 공기를 실내로 토출시키기 위한 토출구(51)가 마련되고, 제 2 급기공간(80)의 하면에는 실내공기가 급기공간(50) 내부로 유입되도록 형성된 흡입구(52)가 마련된다.

또 흡입구(52) 상부의 제 2 급기공간(80)에는 흡입구(52)를 덥도록 마련된 것으로 흡입구(52)를 통해 급기공간(50) 내부로 유입된 실내공기를 여과시키기 위한 필터(53)가 설치되며, 제 1 급기공간(70)에는 외기유입구(41)와 흡입구(52)를 통해 급기공간(50) 내부로 유입된 공기를 상기 토출구(51) 측으로 송풍시키기 위해 원심팬으로 마련되는 송풍팬(54)이 설치되고, 송풍팬(54)을 회전시키는 송풍팬 모터(55)는 본체(10)의 내측 상면에 고정된다. 또 상기 구분판(44)에는 제 1 급기공간(70)과 제 2 급기공간(80) 내부가 서로 통하도록 연통공(44a)이 형성되고, 이러한 연통공(44a)은 송풍팬(54)의 입구와 대응하는 위치에 마련되며, 제 1 급기공간(70)에는 송풍팬(54)에 의해 송풍되는 공기를 상기 토출구(51) 측으로 안내하기 위한 송풍가이드(71)가 마련된다.

또한 상기 배기공간(60)의 중도에는 이러한 배기공간(60)을 통한 공기의 흐름을 개폐하기 위한 배기댐퍼(62)가 마련되고, 상기 외기유입구(41)에는 외기유입구(41)를 개폐하기위한 급기댐퍼(45)가 마련된다. 이러한 급기댐퍼(45) 및 배기댐퍼(62)는 공기청정기 본체(10)가 실내 공기청정기능 만을 수행하도록 하거나 필요에 따라 환기기능도 수행할 수 있도록 하는 것으로, 각각 회전 가능하도록 마련된 개폐부재(45a,62a)와, 개폐부재(45a,62a)를 회전시키는 급기댐퍼모터 및 배기댐퍼 모터(45b,62b)를 구비한다.

이러한 각 댐퍼(45,62)는 공기의 유량을 조절할 수 있도록 상기 개폐부재(45a,62a)의 개방각 조절이 가능하도록 마련되는데, 이를 위해 상기 모터(45b,62b)로는 개폐부재(45a,62a)의 개방각 조절이 용이하도록 스텝모터가 채용된다. 따라서 각 댐퍼(45,62)는 개폐부재(45a,62a)의 개방각을 조절함으로써 배기공간(60)을 통해 실외로 배출되는 실내공기의 유량이나 외기유입구(41)를 통해 급기공간(50) 내부로 유입되는 실외공기의 유량을 조절할 수 있게 된다.

그리고 덕트연결부(40)의 하부에 위치되는 상기 외기유입구(41)는 제 2 급기공간(80)의 측면에 형성되게 되며, 이러한 외기유입구(41)를 통해 제 2 급기공간(80) 내부로 유입되는 공기는 구분판(44)과 필터(53) 사이를 경유하여 상기 연통공(44a)을 통해 제 1 급기공간(70) 내부로 유입되게 된다.

또한 상기 송풍팬(54)은 급기댐퍼(45)가 외기유입구(41)를 개방시킨 상태에서 흡입구(52) 측 본체(10) 외부 실내공기와 급기배관(31) 측 실외공기를 함께 토출구(51) 측으로 송풍시킬 수 잇도록 고속으로 회전하는 고속운전모드와, 급기배관(31) 측 실외공기만을 토출구(51) 측으로 송풍시키도록 고속운전모드에 비해 상대적으로 저속으로 회전하는 저속운전모드로 조절가능하도록 마련된다.

이는 흡입구(52)와 외기유입구(41) 측 압력차와 상기 필터(53)에 의한 흡입구(52) 측 공기저항에 의해 저속으로 송풍팬(54)을 회전시킬 경우에는 급기덕트(31) 측 실외공기 만을 토출구(51) 측으로 송풍시켜 환기작용이 수행되도록 하고, 고속으로 송풍팬(54)을 회전시킬 경우에는 송풍팬(54) 주위의 정압이 낮아지며 흡 입구(52) 외측 실외공기와 급기덕트(31) 측 실외공기가 함께 토출구(51) 측으로 송풍되도록 하여 환기기능과 공기청정기능이 동시에 수행될 수 있도록 하기 위함이다.

도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정시스템은 도 2 및 도 3에 도시한 장치 외에 실외오염도를 측정하는 실외오염 감지부(92)와, 실내공간의 이산화탄소 농도를 측정하는 이산화탄소 센서(91)와, 복수의 모터(55,97,98,45b,62b)를 구동하는 모터 구동부(96)와, 실외오염도 측정주기를 카운트하여 마이컴(90)에 전달해 주는 타이머(95)와, 각 장치들을 제어하는 마이컴(90)을 포함한다.

실외오염 감지부(92)는 각종 유독가스 및 유해가스를 검지하는 가스센서(94)와, 먼지를 검지하는 먼지센서(93)로 이루어져 실외공기의 오염정도를 파악한다.

이하에서 도 5를 참조하여 도 4에 도시한 공기청정시스템의 운전방법을 설명한다. 먼저 공기청정시스템의 운전이 시작되면 환기장치(20)와 공기청정기(10)의 구동여부 및 구동정도를 결정하기 위해 가스센서(94)로 실외공기 중에 유독가스나 유해가스가 포함되어 있는지의 여부를 감지하고(S100), 먼지센서(93)를 통해 실외공기의 먼지농도를 측정한다.(S102) 이 때 실외공기의 오염도는 먼지농도에 따라 1단계부터 5단계까지 나누는데, 각 단계를 나누는 먼지농도의 기준값은 실험에 의해 적절한 값을 선택할 수 있다.

다음으로 가스센서(94)에 의해 가스가 감지되었는지의 여부를 판단한다.(S104) 가스가 감지되었다고 판단한 경우라면 유독가스나 유해가스가 포함된 실외 공기가 실내로 유입되는 것을 차단하기 위해 급기/배기팬 모터(97, 98)를 제어하여 급기/배기팬(22c, 23c)을 오프(OFF) 시키고, 급기/배기 댐퍼(45, 62)를 닫는다.(S106)

104단계에서 가스가 감지되지 않은 경우라면 실외공기의 먼지농도가 실외공기 오염도 1단계 이내의 값인지의 여부를 판단한다.(S108) 실외공기 오염도가 1단계 이내의 값이라면 실외공기가 청정한 상태에 해당되므로, 실외와 실내 사이를 이동하는 공기의 이동량을 최대로 늘리기 위해 급기/배기팬 모터(97, 98)의 회전수(RPM)를 최대로 하여 급기/배기팬(22c, 23c)을 구동 시키고, 급기/배기 댐퍼(45, 62)를 완전 개방 시킨다.(S110)

108단계에서 실외공기 오염도가 1단계 이상이라면, 실외공기 오염도가 2단계 이내의 값에 해당하는지의 여부를 판단한다.(S112) 실외공기 오염도가 1단계 이상이고 2단계 이내의 값이라면 실외공기가 1단계보다 오염된 상태에 해당되므로, 급기/배기팬 모터(97, 98)의 회전수(RPM)를 최대치보다 20% 감소시켜 급기/배기팬(22c, 23c)을 구동 시키고, 급기/배기 댐퍼(45, 62)가 80%만 개방이 되도록 급기/배기댐퍼 모터(45b, 62b)를 구동 시킨다.(S114)

112단계에서 실외공기 오염도가 2단계 이상이라면, 실외공기 오염도가 3단계 이내의 값에 해당하는지의 여부를 판단한다.(S116) 실외공기 오염도가 2단계 이상이고 3단계 이내의 값이라면 실외공기가 2단계보다 더 오염된 상태에 해당되므로, 급기/배기팬 모터(97, 98)의 회전수(RPM)를 최대치보다 40% 감소시켜 급기/배기팬(22c, 23c)을 구동 시키고, 급기/배기댐퍼(45, 62)가 60%만 개방 되도록 급기/배기 댐퍼 모터(45b, 62b)를 구동 시킨다.(S118)

한편 116단계에서 실외공기 오염도가 3단계 이상이라면, 실외공기 오염도가 4단계 이내의 값에 해당하는지의 여부를 판단한다.(S120) 실외공기 오염도가 3단계 이상이고 4단계 이내의 값이라면 실외공기가 3단계보다 더 오염된 상태에 해당되므로, 급기/배기팬 모터(97, 98)의 회전수(RPM)를 최대치보다 60% 감소시켜 급기/배기팬(22c, 23c)을 구동 시키고, 급기/배기댐퍼(45, 62)가 40%만 개방되도록 급기/배기댐퍼 모터(45b, 62b)를 구동 시킨다.(S122)

또, 한편으로 120단계에서 실외공기 오염도가 4단계 이상이라면, 실외공기 오염도가 5단계에 해당하는 것으로 실외공기가 심각하게 오염된 상태로 판단되어 급기/배기팬 모터(97, 98)를 제어하여 급기/배기팬(22c, 23c)의 구동을 오프(OFF) 시키고, 급기/배기댐퍼(45, 62)를 닫는다.(S124)

상기와 같이 실외공기 오염도에 따라 급기/배기팬 모터(97, 98)의 구동과 급기/배기댐퍼(45, 62)의 개도를 제어하는 과정을 공기청정시스템의 운전이 지속되는 동안 주기적으로 실시한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 실외공기 오염도에 따라 팬 모터의 구동과 댐퍼의 개도를 제어하여 공기의 이동량을 조절함으로써 오염된 실외공기에 의해 필터의 수명이 단축되는 것을 방지하고, 동시에 필터의 오염으로 인한 실내공기의 2차 오염도 막을 수 있다.

Claims

환기기능을 구비한 공기청정시스템의 운전방법에 있어서,

실외공기의 먼지농도를 측정하고,

상기 먼지농도에 따라 실외와 실내 사이를 이동하는 공기의 이동량을 조절하는 것을 특징으로 하는 공기청정시스템의 운전방법.
제 1 항에 있어서,

상기 공기의 이동량은 상기 먼지농도에 반비례하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 공기청정시스템의 운전방법.
제 2항에 있어서,

상기 공기의 이동량은 상기 먼지농도가 높아짐에 따라 적도록 설정되는 것을 특징으로 하는 공기청정시스템의 운전방법.
제 1항에 있어서,

상기 공기의 이동량은 팬 모터의 회전수와 댐퍼의 개도를 제어하여 조절하는 것을 특징으로 하는 공기청정시스템의 운전방법.
제 1항에 있어서,

실외공기에서 가스가 감지되면, 상기 먼지농도에 관계없이 실내와 실외 사이의 공기의 이동을 차단하는 것을 특징으로 하는 공기청정시스템의 운전방법.