KR100694845B1

KR100694845B1 - 베이크아웃 시스템

Info

Publication number: KR100694845B1
Application number: KR1020060045867A
Authority: KR
Inventors: 김광우; 여명석; 김선숙
Original assignee: 재단법인서울대학교산학협력재단
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2026-05-22

Abstract

베이크아웃 시스템이 기재된다. 벽체와 바닥과 천장으로 구획되어 있는 공간에 베이크 아웃(bake-out)을 수행하는 시스템으로서, 벽체, 바닥, 및 천장 중 어느 하나 이상에 설치되는 복사난방부와, 벽체, 바닥, 및 천장 중 어느 하나 이상에 형성된 개구부와, 개구부에 결합되며 공간 내의 공기를 실외로 배출하도록 가동되는 환기부와, 벽체, 바닥, 및 천장 중 어느 하나 이상의 표면온도를 측정하여 표면온도 측정값을 생성하는 센서부와, 표면온도 측정값을 미리 설정된 상한치 및 하한치와 비교하여 표면온도 측정값이 하한치에서 상한치 사이에 있을 경우, 환기부가 가동되면 복사난방부를 정지하고, 환기부가 정지되면 복사난방부를 가동하도록 하는 난방 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하는 베이크아웃 시스템은 베이크아웃 수행시 자재의 화학물질 배출량을 증가시키고 화학물질이 자재에 재흡착하는 것을 방지할 수 있다.

베이크아웃, 실내공기질, IAQ, VOC, 포름알데히드, 난방, 환기, 복사난방패널

Description

베이크아웃 시스템 {BAKE-OUT SYSTEM}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이크아웃 시스템의 블록도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이크아웃 시스템의 개략도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 베이크아웃 시스템의 개략도.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 베이크아웃 시스템의 개략도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이크아웃 제어방법의 블록순서도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이크아웃 제어방법의 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 베이크아웃 시스템 210: 복사난방패널

212: 보일러 305: 창호

310: 창호 개폐기 320: 환기유닛

410: 바닥 표면온도 센서 420: IAQ 센서

440: 웨더 스테이션 510: 베이크아웃 제어기

본 발명은 베이크아웃(bake-out)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복사난방패널을 사용하는 실내 공간에 베이크아웃을 적용하기 위한 시스템에 관한 것이다.

건물에서의 실내공기 오염으로 인한 건강상의 문제들이 밝혀지면서 오염물질의 농도를 저감시키기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히 다양한 실내공기 오염물질 중 건축자재나 마감재에서 방출되는 휘발성 유기화합물(VOC), 포름알데히드(HCHO) 등의 화학물질은 매우 낮은 농도만으로도 인체에 큰 악영향을 미치는 것으로 밝혀져 이에 대한 연구가 집중적으로 이루어지고 있다. 이러한 실내공기질(IAQ) 저하 문제를 해결하기 위하여 화학물질 저방출 자재의 사용, 환기설비의 설치 등의 방안이 제시되고 있으나 이러한 해결 방안을 단독으로 시행하여 완벽하게 실내공기질 문제를 해결하는 것에는 한계가 있다.

이러한 배경에서 건축물의 베이크아웃(bake-out)이 각광을 받고 있다. 베이크아웃이란, 가열장치를 사용하여 실내의 온도를 평상시보다 높여 벽지나 바닥 등에 스며있는 포름알데히드 등의 인체 유해물질의 발생량을 일시적으로 높인 뒤 환기를 통해 오염물질을 외부로 배출해 내는 것을 말한다.

즉, 실내의 건축자재, 마감재의 온도를 높여 자재 내부의 화학물질을 급속하게 방출시켜 자재의 화학물질 함유량을 낮추는 방법으로써, 이로 인해 추후에는 화학물질의 방출이 줄어들도록 하는 것이다.

종래의 베이크아웃 방법은 일정 기간동안 계속적으로 가열장치를 가동시킨 후 일정 기간동안 계속적으로 환기를 수행하거나, 일정 기간동안 계속적으로 가열과 환기를 동시에 수행하는 방법을 사용한다. 여기서, 장기간 가열장치를 가동시킨 후 장기간 환기를 수행하는 경우는 바람직하지 않은데, 이는 가열장치를 가동시키는 동안 실내공기 중의 화학물질 농도가 높은 수준까지 상승하여 자재 내의 화학물질 방출률이 저하될 뿐만 아니라 방출된 화학물질이 건축자재 또는 가구 표면에 다시 흡착하여 추후에 실내 공기로 재방출될 수 있기 때문이다.

또한, 계속적으로 가열과 환기를 동시에 수행하는 경우는 외기온이 낮은 난방기에 난방 부하를 매우 높게 하여 상당한 에너지 소모를 초래한다. 특히, 난방이 공기조화 설비에 의해 이루어지는 경우, 환기설비 가동에 따라 온도가 저하된 실내공기를 다시 가열해야 하므로 극심한 에너지 소모가 수반된다.

더욱이, 베이크아웃을 제어하기 위한 바람직한 제어 시스템이 구현되지 않는다면, 실내 공간에 대해 베이크아웃을 수행할 수 있는 기간이 입주 전의 기간으로 한정되므로, 리모델링이나 새로운 가구 구입에 따라 발생하는 화학물질 방출에 의한 IAQ 저하에 대처할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명의 일 실시예는 베이크아웃 수행시 자재의 화학물질 배출량을 증가시키고 화학물질이 자재에 재흡착하는 것을 방지하는 베이크아웃 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예는 베이크아웃에 수반되는 에너지 낭비를 저감시키는 베이크아웃 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 실내 공간에 설치된 기존의 복사난방패널을 활용하는 베이크아웃 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 실내 공간에 거주자가 입주한 후에도 베이크아웃을 수행할 수 있는 베이크아웃 시스템을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 벽체와 바닥과 천장으로 구획되어 있는 공간에 베이크 아웃(bake-out)을 수행하는 시스템으로서, 벽체, 바닥, 및 천장 중 어느 하나 이상에 설치되는 복사난방부와, 벽체, 바닥, 및 천장 중 어느 하나 이상에 형성된 개구부와, 개구부에 결합되며 공간 내의 공기를 실외로 배출하도록 가동되는 환기부와, 벽체, 바닥, 및 천장 중 어느 하나 이상의 표면온도를 측정하여 표면온도 측정값을 생성하는 센서부와, 표면온도 측정값을 미리 설정된 상한치 및 하한치와 비교하여 표면온도 측정값이 하한치에서 상한치 사이에 있을 경우, 환기부가 가동되면 복사난방부를 정지하고, 환기부가 정지되면 복사난방부를 가동하도록 하는 난방 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하는 베이크아웃 시스템이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 베이크아웃 시스템에서는, 제어부가 표면온도 측정값이 하한치보다 작을 경우 복사난방부를 가동하는 난방 제어신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부는 표면온도 측정값이 상한치보다 클 경우 복사난방부를 정지하는 난방 제어신호를 생성할 수 있다.

센서부는 공간 내의 오염물질의 농도를 측정하여 오염농도 측정값을 더 생성 하고, 제어부는 오염농도 측정값을 미리 설정된 기준치와 비교하여, 오염농도 측정값이 기준치 이상인 경우 환기부를 가동하도록 하는 환기 제어신호를 생성하는 것이 바람직하다. 여기서, 측정되는 오염물질은 포름알데히드(HCHO), 벤젠(benzene), 에틸벤젠(ethylbenzene), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene), 및 스티렌(styrene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하며, 오염농도 측정값 및 기준치는 TVOC에 관한 것일 수 있다.

일 실시예에서, 센서부는 공간 내의 재실자의 유무를 센싱하여 재실여부 측정값을 더 생성할 수 있으며, 기준치는 재실여부 측정값에 따라 재실자가 있는 경우 제1기준치로 설정되고 재실자가 없는 경우 제2기준치로 설정될 수 잇다.

본 발명의 일 실시예에 따른 베이크아웃 시스템에서는, 공간의 습도를 상승시키도록 가동되는 가습부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 가습부는 복사난방부 또는 환기부의 가동 또는 정지 상태와 동일하게 가동 또는 정지되는 것이 바람직하다.

환기부는 창호 및 창호개폐부를 포함할 수 있다. 이 경우, 센서부는 실외풍속을 센싱하여 풍속 측정값을 더 생성하며, 제어부는 풍속 측정값이 소정의 풍속 기준범위 이내인 경우 창호를 개방하도록 하는 창호 제어신호를 창호개폐부에 전송하는 것이 좋다. 또한, 센서부는 실외온도 및 강우량 중 어느 하나 이상을 센싱하여 실외온도 측정값 및 강우 측정값 중 하나 이상을 더 생성하며, 제어부는 실외온도 측정값 또는 강우 측정값이 각각 소정의 실외온도 기준범위 및 강우량 기준범위를 벗어나는 경우 창호를 폐쇄하도록 하는 창호 제어신호를 창호개폐부에 전송할 수 있다.

베이크아웃 시스템은 제어부와 전기적으로 연결되는 입력부 및 표시부를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상한치 및 하한치는 입력부를 통한 입력에 의해 설정되며, 표시부는 난방 제어신호 및 측정값 중 어느 하나 이상에 상응하는 값을 표시하는 것이 좋다.

베이크아웃 시스템의 센서부, 복사난방부 및 환기부 중 어느 하나 이상은 제어부와 네트워크를 통해 연결되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 베이크아웃 시스템 및 그 제어방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이크아웃 시스템의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 베이크아웃 시스템(100)은 난방부(200), 환기부(300), 센서부(400), 및 제어부(500)로 구성되어 있다.

난방부(200)는 실내 공간(10)을 가열하여 실내 공간(10)의 벽체, 바닥, 및 천장 내의 건축자재 및 마감재 등의 자재에서 화학물질의 방출을 촉진시키며, 환기부(300)의 가동으로 인해 실외로 배출되도록 한다. 이 때, 실내 공간(10)으로 방출된 VOC, HCHO 등의 화학물질의 농도가 증가함에 따라 이는 자재에 다시 흡착되어 추후에 재방출될 수 있으므로, 실내 공간(10) 내의 화학물질 농도가 자재 표면에서 의 농도 이상이 되지 않도록 제어하는 것이 필요하다.

환기부(300)는 실내 공간의 벽체, 바닥, 또는 천장에 형성된 개구부에 결합되어, 공간 내의 공기를 실외로 배출하도록 가동된다. 이는 난방부(200)의 가동에 따라 자재에서 방출된 화학물질을 실내 공간에서 실외로 배출하기 위한 것이다. 실내 공기의 환기에 따라 실내 공간 내의 화학물질 농도는 낮아지지만, 이와 함께 상대적으로 온도가 낮은 외기가 실내 공간 내로 유입되면서 자재의 표면온도 역시 낮아지고, 따라서 자재의 표면으로부터 화학물질의 방출률이 저하될 수 있다.

이를 위해 센서부(400)는 실내 공간의 환경 인자를 센싱하여 이와 같이 화학물질이 자재에 흡착되는 상태의 발생 여부를 감시한다. 대표적으로, 센서부(400)는 실내 공간의 표면온도, 즉, 실내 공간을 구성하는 벽체, 바닥, 또는 천장 중 적어도 하나의 표면의 온도를 측정한다. 물론, 센서부(400)는 공간의 표면온도와 연관된 다른 인자를 측정할 수 있는데, 예를 들어, 자재의 내부 온도, 실내온도, 화학물질 방출률 등이 여기에 포함된다. 그러나 베이크아웃은 자재 내부의 화학물질을 실내 공간으로 배출시키는 과정이므로, 자재와 공간 사이의 경계면과 관련된 표면온도를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 더해 센서부(400)는 실외의 환경 인자도 센싱하여 실내 공간의 환경을 제어함에 있어 외기를 활용하도록 할 수 있다.

제어부(500)는 베이크아웃 시스템(100)의 전반적인 제어를 수행하는데, 센서부(400)에서 생성된 측정값에 근거하여 난방부(200) 및 환기부(300)의 가동을 제어한다. 제어부(500)에는 자재의 표면온도와 관련된 상한치 및 하한치가 저장되어 있다. 여기서, 표면온도에 대한 상한치 및 하한치는 난방부(200) 및 환기부(300)의 가동에 의해 자재 내부의 화학물질을 방출시키고 화학물질이 자재 표면에 재흡착하는 것을 방지하기 위한 기준치이다. 따라서, 상한치 및 하한치는 사전의 또는 실시간의 실험 및 시뮬레이션을 근거로 구해질 수 있으며, 표 등을 통해 일정한 값으로 참조되거나 또는 자재에 잔존하는 화학물질의 양에 대한 함수로서 참조될 수도 있다.

제어부(500)는 센서부(400)에서 생성된 표면온도 측정값에 근거하여 난방부(200) 및 환기부(300)의 가동을 제어하는데, 표면온도 측정값을 상한치 및 하한치와 비교하여, 표면온도 측정값이 하한치에서 상한치 사이에 있을 경우 환기부가 가동되면 복사난방부를 정지하고, 환기부가 정지되면 복사난방부를 가동하도록 한다.

이하 제시되는 실시예에서 베이크아웃 시스템(100)의 구현 형태를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 바닥에 복사난방패널(210)을 구비한 실내 공간에 적용한 베이크아웃 시스템(100)의 개략도이다. 도 2를 참조하면, 실내 공간(10)에 베이크아웃을 수행하는 베이크아웃 시스템(100)은 바닥(15)에 설치되는 복사난방패널(210), 보일러(212), 바닥난방배관(216), 창호(305), 바닥 표면온도 센서(410), 및 베이크아웃 제어기(510)를 포함한다.

베이크아웃 제어기(510) 내의 제어부(500)에는 베이크아웃 제어를 위한 표면온도 상한치 및 하한치가 저장되어 있다. 제어부(500)에 저장된 상한치 및 하한치는 경우에 따라 사용자가 직접 설정할 수도 있고, 혹은 사전에 미리 저장될 수도 있다.

도 2에 도시된 베이크아웃 시스템(100)에서는 난방부(200)가 실내 공간(10)의 바닥(15)에 형성된 복사난방패널(210)로 이루어져 있다. 바닥복사난방은 국내의 주거건물에서 사용되는 주요 난방 형태이므로, 도 2와 같이 복사난방패널(210)을 사용하는 것은 주거건물의 실내 공간(10)에서 베이크아웃을 수행함에 있어 별도의 가열장치를 사용하지 않고 기존에 설치된 난방설비를 사용할 수 있음을 의미하며, 베이크아웃을 수행하는 데 있어 비용을 저감시킬 수 있는 요인 중 하나이다.

또한, 일반적인 주거건물의 실내 마감에서는 도배지와 같은 천장 마감재 혹은 벽 마감재에 비해 바닥 자재에서 VOC 및 HCHO의 방출이 심하다. 바닥복사난방은 바닥을 직접적으로 가열하는 난방 방식이고, 공기조화 난방에 비해 외기 도입량이 적으므로, 바닥복사난방이 사용되는 주거건물에서는 바닥(15)의 자재에서 방출되는 화학물질이 실내 공간(10)의 IAQ를 저하시키는 주요 원인이 된다. 그러므로 본 발명의 일 실시예에서와 같이 베이크아웃 시스템(100)의 난방부(200)로서 복사난방패널(210)을 사용하는 것은 바닥(15)을 직접적으로 가열하므로 실내 공간(10)의 IAQ를 향상시키는 부면에서 매우 유리할 수 있다.

복사난방패널(210)의 사용은 바닥(15) 외에도 실내 공간(10)의 다른 부분을 가열하는 데 효과적이다. 이것은 공기조화 난방과 같이 대류에 의한 난방과는 달리, 복사에 의한 난방은 복사난방패널(210)과 베이크아웃 대상물 사이의 공기의 온도가 낮아도 복사난방패널(210)의 표면온도가 높으면 복사에 의해 열이 전달되기 때문이다. 베이크아웃은 필수적으로 난방과 환기 모두가 수반되므로, 기온이 낮은 때에도 상대적으로 에너지 소모를 적게 할 수 있다.

사용자가 베이크아웃 제어기(510)를 통해 베이크아웃 시작을 지시하면, 바닥 표면온도 센서(410)는 바닥(15)의 표면온도를 측정하여 표면온도 측정값을 생성한다. 표면온도 측정값은 소정의 상한치 및 하한치와 비교하기 위해 생성되는 측정값인데, 자재에서 방출된 화학물질의 재흡착을 방지하는 데 사용되는 값으로서, 자재의 특성 및 공간의 형상 혹은 부피 등을 감안하여 결정될 수 있다. 물론, 바닥 표면온도 외에도 자재의 내부 온도, 실내온도, 화학물질 방출률 등 바닥 표면온도와 관련된 어떠한 측정값이라면 표면온도 측정값 대신 사용이 가능하다.

베이크아웃 제어기(510)는 바닥 표면온도 센서(410)에서 센싱한 바닥(15)의 표면온도 측정값을 수신하여 상한치 및 하한치와 비교한다. 본 실시예에서, 표면온도에 대한 하한치는 자재에서 화학물질 방출률이 일정 수준에 도달하도록 하는 표면온도이다. 즉, 하한치는 복사난방패널(210)의 온도가 일정 수준을 유지하는데, 이 온도는 바닥(15)이 일정한 화학물질 방출률을 유지하도록 하는 온도이다. 하한치의 사용으로 인해 베이크아웃을 수행하는 시간만큼 일정한 화학물질 방출 효과가 보장된다. 본 실시예에서, 상한치는 자재의 변형 또는 손상을 방지하도록 하는 온도의 상한값이다. 따라서 상한치는 자재의 특성 및 열원의 출력특성 등을 감안하여 결정될 수 있다.

표면온도 측정값이 하한치에서 상한치 사이에 있을 경우, 창호(305)가 개방되어 있으면 보일러(212)에 정지 신호를 전송하고, 창호(305)가 폐쇄되어 있으면 보일러(212)에 가동 신호를 전송한다. 창호(305)가 개방되어 있으면 실내 공간의 화학물질이 외부로 배출되어 실내 공간의 화학물질 농도가 감소하고, 창호(305)가 폐쇄되어 있으면 실내 공간의 화학물질이 외부로 배출되지 못 하므로 실내 공간의 화학물질 농도가 증가한다.

방출된 화학물질이 자재의 표면에 재흡착하는 것을 방지하기 위해서는 자재의 표면의 화학물질 농도가 실내 공기 중의 화학물질 농도보다 높아야 하는데, 창호(305)가 개방되는 경우 화학물질 농도가 감소하므로, 자재의 표면온도를 상대적으로 낮게 유지할 수 있다. 따라서 제어기(510)는 보일러(212)에 가동 정지 신호를 전송하여 복사난방패널(210)의 가열을 정지한다. 이 때, 자재의 표면온도는 바닥(15)이 일정한 화학물질 방출률을 유지하도록 하는 하한치 이상이므로, 원하는 정도의 베이크아웃에 따른 화학물질 방출 효과가 보장된다.

반면, 창호(305)가 폐쇄되는 경우 화학물질 농도가 증가하므로, 자재의 표면의 화학물질 농도가 공기 중의 화학물질 농도보다 높게 유지되려면 자재의 화학물질 방출을 촉진시키기 위해 자재를 더 가열하여야 한다. 따라서 창호(305)가 폐쇄되는 경우 제어기(510)는 보일러(212)에 가동 신호를 전송하여 복사난방패널(210)의 가열을 시작 또는 유지한다.

창호(305)가 개방되어 바닥(15)의 표면온도가 하강하고 표면온도 측정값이 하한치 미만이 되면, 바닥(15)이 일정한 화학물질 방출률을 유지하도록 하기 위해 베이크아웃 제어기(510)는 실내 공간(10)의 가열을 시작하도록 보일러(212)에 가동 신호를 전송할 수 있다. 또한, 창호(305)가 폐쇄되고 보일러(212)가 가동되어 바닥(15)의 표면온도 측정값이 상한치에 도달하면, 전술된 바와 같이 자재의 변형 또 는 손상을 방지하기 위해 베이크아웃 제어기(510)는 보일러(212)에 중지 신호를 전송하여 가동을 중지할 수 있다.

보일러(212)가 베이크아웃 제어기(510)로부터 가동 신호를 수신하면, 보일러(212)는 난방을 시작하고, 이에 따라 보일러(212)에서 가열된 난방수는 바닥난방배관(216)을 통해 복사난방패널(210)로 운송되어 실내 공간(10)의 바닥(15)의 온도는 상승하기 시작한다. 바닥(15)의 표면온도가 상승함에 따라 바닥(15) 자재 및 마감재로부터 VOC, HCHO 등의 화학물질이 방출된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 바닥에 복사난방패널(210)을 구비한 실내 공간에 적용한 베이크아웃 시스템(100)의 개략도이다. 도 3을 참조하면, 실내 공간(10) 및 실내 공간 내의 가구(17)에 베이크아웃을 수행하는 베이크아웃 시스템(100)은 바닥(15)에 설치되는 복사난방패널(210), 보일러(212), 바닥난방배관(216), 국부난방장치(220), 가습기(222), 창호(305), 창호 개폐기(310), 바닥 표면온도 센서(410), IAQ 센서(420), 및 베이크아웃 제어기(510)를 포함한다.

여기서, IAQ 센서(420)는 IAQ(Indoor Air Quality: 실내공기질)를 저해하는 오염물질을 감지하기 위한 센서이다. IAQ 센서(420)가 감지하는 오염물질로서, 본 실시예에서는 베이크아웃 수행시 발생하는 VOC 및 HCHO를 측정한다. 따라서 본 실시예에서는 IAQ 센서(420)가 TVOC(Total Volatile Organic Compound: 총 휘발성 유기화합물) 센서 및 HCHO 센서를 포함한다. 그러나 IAQ 센서(420)에는 IAQ와 관련된 다른 인자, 예를 들면, 포름알데히드(HCHO), 벤젠(benzene), 에틸벤젠(ethylbenzene), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene), 및 스티렌(styrene)을 측정 하기 위한 센서가 포함될 수 있으며, 디클로로벤젠(dichlorobenzene), 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 분진, 염화수소(HCl), 라돈(Ra) 등 그 외의 오염물질을 측정하기 위한 센서가 포함될 수도 있다.

사용자가 베이크아웃 제어기(510)를 통해 베이크아웃 시작을 지시하면, 베이크아웃 제어기(510)는 우선 바닥 표면온도 센서(410)에서 센싱한 바닥(15)의 표면온도 측정값을 수신하여 상한치 및 하한치와 비교한다. 전술된 실시예에서와 마찬가지로, 표면온도 측정값이 하한치에서 상한치 사이에 있을 경우, 창호(305)가 개방되어 있으면 보일러(212)에 정지 신호를 전송하고, 창호(305)가 폐쇄되어 있으면 보일러(212)에 가동 신호를 전송한다.

본 실시예에서는 베이크아웃 제어기(510)가 창호(305)를 개방 및 폐쇄하는 역할을 한다. 베이크아웃 제어기(510)는 IAQ 센서(420)가 생성하는 오염물질 측정값을 소정의 IAQ 기준치와 비교하고, 오염물질 측정값이 IAQ 기준치 이상인 경우 창호 개폐기(310)에 신호를 전송하여 창호(305)를 개방하도록 한다. 창호(305)가 개방되면 실내의 오염물질이 외부로 배출되는 효과가 있다. 단, 창호(305)가 개방되어 있는 경우 상대적으로 온도가 낮은 외기가 실내 공간 내로 유입되면서 자재의 표면온도 역시 낮아지므로, 오염물질 측정값이 IAQ 기준치 미만인 경우, 베이크아웃 제어기(510)는 창호 개폐기(310)에 신호를 전송하여 창호(305)를 폐쇄하도록 한다.

여기서, IAQ 기준치는 TVOC 농도 혹은 HCHO 농도에 있어서 VOC 또는 HCHO가 실내 공간의 다른 자재 및 가구에 재흡착하기 시작하는 농도 기준치일 수 있다. IAQ 기준치는 사전의 또는 실시간의 실험 및 시뮬레이션을 근거로 구해질 수 있으며, 표 등을 통해 일정한 값으로 참조되거나 또는 자재에 잔존하는 화학물질의 양에 대한 함수로서 참조될 수도 있다.

물론, 다른 실시예에서는 베이크아웃 시스템(100)이 창호 개폐기(310)를 포함하지 않으며 직접적으로 창호(305)를 개폐하는 대신 사용자가 창호(305)를 개폐하도록 지시할 수 있다. 이는 베이크아웃 제어기(510) 자체에 포함된 표시부(미도시) 또는 공동주택의 관리실에 위치한 표시부(미도시)에 신호를 전송하여 창호(305)의 개폐를 거주자 혹은 공동 관리인에게 지시할 수 있다.

여기서, 창호(305)의 개폐를 지시하는 이러한 표시부는 경고등과 같은 시각적 표시부의 형태로 구현될 수 있으며, 베이크아웃 제어기(510) 상에, 실내 소정의 위치에, 혹은 관리실과 같은 외부의 특정 위치에 배치될 수 있다. 일례로, 베이크아웃 제어기(510) 상에 창호(305)의 개방 혹은 폐쇄를 알리는 안내 메시지가 나타나도록 할 수 있다. 다른 예로, 창호(305) 근방에 경고등을 배치하여 창호(305)가 개방되어야 하는 경우에는 경고등이 점등되도록 하고, 창호(305)가 폐쇄되어야 하는 경우에는 경고등이 소등되도록 할 수 있다. 또 다른 예로, 이러한 경고등이 각 세대에 위치하는 것이 아니라, 여러 세대의 베이크아웃을 관리하는 관리인이 대기하고 있는 관리실에 위치할 수 있다.

더 나아가, 창호(305)에는 창호의 개폐 상태를 센싱하는 개폐 센서(미도시)를 더 포함하여, 바닥 표면온도 측정값에 근거한 바람직한 개폐 상태와 개폐 센서에 의해 센싱되는 현재 개폐 상태가 일치하지 않는 경우 버저(미도시) 등에 의해 경고음이 발생하도록 구현할 수도 있다.

전술된 실시예에서와 같이, 표면온도에 대한 하한치는 자재에서 화학물질 방출률이 일정 수준에 도달하도록 하는 표면온도이다. 즉, 하한치는 복사난방패널(210)의 온도가 일정 수준을 유지하는데, 이 온도는 바닥(15)이 일정한 화학물질 방출률을 유지하도록 하는 온도이다. 하한치의 사용으로 인해 베이크아웃을 수행하는 시간만큼 일정한 화학물질 방출 효과가 보장된다.

본 실시예에서 사용되는 상한치는 표면의 화학물질 농도가 실내 공간의 화학물질 농도에 대한 한계와 동일해지도록 하는 표면온도이다. 환기가 이루어지지 않는 경우 베이크아웃으로 인해 실내 공간 내의 화학물질 농도가 지속적으로 상승할 수 있는데, 이 농도가 증가함에 따라 화학물질의 재흡착 가능성이 증가한다. 따라서 상한치는 IAQ 기준치에 상응하게, 자재 표면의 화학물질 농도가 실내 공간에서 다른 자재 및 가구에 화학물질이 재흡착하기 시작하는 농도와 동일해지는 표면온도이다. 이로 인해 베이크아웃을 수행하면서 원하는 정도의 화학물질 방출량이 보장되면서도 실내 공간의 다른 자재 및 가구에 화학물질이 재흡착하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

사용자의 설정에 따라 베이크아웃 제어기(510)는 복사난방패널(210)을 가열시키기 위한 보일러(212)와 함께 혹은 그 대신, 국부난방장치(220)를 가동시킬 수도 있다. 이는 새 가구(17)를 구입한 경우 또는 벽체에 도장 작업을 수행한 경우와 같이, 실내 공간(10)의 일부분에만 국부적으로 베이크아웃을 수행할 필요가 있는 경우 사용될 수 있다. 국부난방장치(220)는 복사에 의해 대상물을 가열할 수 있고, RF(Radio Frequency)신호 등에 의해 베이크아웃 제어기(510)로부터 무선으로 신호를 수신하는 것이 바람직하다. 이 경우, 베이크아웃 시스템(100)의 일부로 휴대가 가능한 휴대용 표면온도 센서(미도시)를 더 포함하여 베이크아웃 대상물의 표면에 장착함으로써 베이크아웃 대상물의 표면온도를 측정값으로 사용하는 것이 좋다.

도시되지 않은 다른 실시예에서는, 세대의 난방부(200)가 각 실마다 개별제어가 가능하도록 구현되어 있어, 세대 전체에서 베이크아웃을 수행하는 것이 아니라 특별히 IAQ가 떨어질 것이 우려되는 실, 예를 들면 특히 오염물질의 농도가 높을 것으로 판단되는 실 또는 새로 가구를 반입한 실 등에 개별적으로 베이크아웃을 수행한다. 이 경우, 제어기(510)는 베이크아웃을 수행할 실을 선택할 수 있도록 하는 인터페이스(미도시)를 포함하고 사용자는 이를 통해 베이크아웃 대상 실을 선택하도록 할 수 있다.

본 실시예에 따른 베이크아웃 시스템(100)은 가습기(222)를 더 포함하는데, 이것은 실내 습도가 높을수록 자재에서 방출되는 화학물질의 양이 증가하기 때문이다. 가습기(222)는 보일러(212)와 연동시켜 보일러(212)가 가동될 때 동일하게 가동될 수도 있고, 또는 창호 개폐기(310)와 연동시켜 창호(305)가 폐쇄될 때에만 가동하도록 구성할 수 있다.

바닥(15) 또는 가구(17)의 표면온도가 상승함에 따라 바닥(15) 및 가구(17)에 사용되는 자재 및 마감재로부터 VOC, HCHO 등의 화학물질이 방출되는데, TVOC 센서 및 HCHO 센서를 포함하는 IAQ 센서(420)는 이를 센싱하고, TVOC 농도 측정값 및 HCHO 농도 측정값을 포함하는 오염물질 측정값을 생성하여 베이크아웃 제어 기(510)로 전송한다.

본 실시예에서 오염물질 측정값 및 IAQ 기준치는 TVOC 및 HCHO 농도 각각에 대한 것이고, 베이크아웃 제어기(510)는 오염물질 측정값을 IAQ 기준치와 비교한 결과를 근거로 실내 공간(10)의 환기 여부를 판단한다. IAQ 센서(410)로부터 수신되는 TVOC 농도 측정값 및 HCHO 농도 측정값이 각각의 IAQ 기준치 이상이 되면, 베이크아웃 제어기(510)는 창호개폐기(310)에 신호를 보내어 창호(305)가 개방되도록 한다.

IAQ 센서(410)로부터 수신되는 TVOC 농도 측정값 및 HCHO 농도 측정값이 각각의 IAQ 기준치 미만이면, 실내 공간(10)내 베이크아웃 대상 자재의 효과적인 가열을 위해 베이크아웃 제어기(510)는 창호(305)가 폐쇄되도록 한다. 여기서, IAQ 기준치는 전술된 바와 같이 자재에서 방출된 VOC, HCHO 등의 화학물질의 농도가 지나치게 상승하여 자재에 다시 흡착되는 것을 방지하기 위한 것이다.

물론, 바닥 표면온도 센서(410) 및 IAQ 센서(420)가 실시간으로 매순간 측정값을 베이크아웃 제어기(510)로 전송하는 경우, 제어의 안정성을 위해 상한치, 하한치, 및 IAQ 기준치를 각각 하나의 값이 아닌, 상한값과 하한값으로 구성된 범위로 설정할 수 있다. 즉, 바닥(15)의 표면온도 측정값이 상한치의 상한값 이상으로 상승하면 보일러(212)의 가동을 중지시키고, 상한치의 하한값 미만으로 하강하면 다시 보일러(212)를 가동시키도록 할 수 있고, 마찬가지로 TVOC 농도 측정값 또는 HCHO 농도 측정값이 각각의 IAQ 기준치의 상한값 이상으로 상승하면 창호(305)를 개방하고, IAQ 기준치의 하한값 미만으로 하강하면 창호(305)를 다시 폐쇄하도록 제어할 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 바닥에 복사난방패널(210)을 구비한 실내 공간에 적용한 베이크아웃 시스템(100)의 개략도이다. 도 4를 참조하면, 실내 공간(10)에 베이크아웃을 수행하는 베이크아웃 시스템(100)은 바닥(15)에 설치되는 복사난방패널(210), 보일러(212), 바닥난방배관(216), 창호(305), 창호 개폐기(310), 환기유닛(320), 바닥 표면온도 센서(410), IAQ 센서(420), 웨더 스테이션(weather station)(440), 재실감지 센서(450), 및 베이크아웃 제어기(510)를 포함한다.

여기서, 환기유닛(320)은 실내 공간(10)을 기계적으로 환기시키기 위해 사용되는 장치이다. 환기유닛(320)은 실내 공간(10)의 공기가 실외로 배기되고 실외의 공기가 실내로 유입되면서 배기되는 실내 공기와 급기되는 외기 사이에 열교환을 도모하여 실내 공기의 폐열을 회수하는 장치인 것이 바람직하다. 물론, 환기유닛(320)이 열교환을 수행하는 것에 한정되는 것은 아니며, 환기팬, 배기 후드, 등 기계환기를 가능하게 하는 다양한 장치가 포함된다.

웨더 스테이션(440)은 실외에 설치되어 실외의 기상 조건과 관련된 측정값을 생성한다. 웨더 스테이션(440)은 실외 온도, 실외 풍속, 강우량, 강설량 등을 포함하는 제반의 환경 인자를 측정할 수 있다. 웨더 스테이션(440)은 각 세대마다 구비될 수도 있지만, 공동주택에서 하나의 단지에 구비되는 경우와 같이 여러 세대에서 하나의 웨더 스테이션(440)을 공유할 수도 있다.

재실감지 센서(450)는 실내 공간(10) 내에 재실자의 유무를 판단하는 센서로 서, 적외선 감지기 등을 포함한다. 실내 공간(10) 내에 재실자가 있는 경우와 없는 경우에 대해 재실감지 센서(450)는 각각 상이한 재실여부 측정값을 베이크아웃 제어기(510)에 전송한다.

필요에 따라, 웨더 스테이션(440)은 실외 TVOC 센서 및 HCHO 센서를 포함할 수 있다. 웨더 스테이션(440)은 실외 TVOC 농도 측정값 및 실외 HCHO 농도 측정값을 생성하여 베이크아웃 제어기(510)에 전송하고, 이 경우 사용자가 베이크아웃 제어기(510)를 통해 베이크아웃 시작을 지시하면, 베이크아웃 제어기(510)에서는 실내 TVOC 농도 측정값 및 실내 HCHO 농도 측정값을 각각 실외 TVOC 농도 측정값 및 실외 HCHO 농도 측정값과 비교할 수 있다.

실외 TVOC 농도 측정값 또는 실외 HCHO 농도 측정값이 각각 실내 TVOC 농도 측정값 또는 실내 HCHO 농도 측정값보다 더 높은 것으로 나타나면, 혹은 실외 TVOC 농도 측정값 또는 실외 HCHO 농도 측정값이 각각의 IAQ 기준치보다 더 높은 것으로 나타나면, 베이크아웃 제어기(510)는 베이크아웃을 수행하는 것이 부적합한 것으로 판단한다. 이 때, 베이크아웃 제어기(510)는 베이크아웃 시작을 불허할 수 있으며, 제어기(510)의 표시부(미도시)에 이를 표시할 수 있다. 이미 베이크아웃이 진행되고 있는 경우라면, 베이크아웃 제어기(510)는 실외 TVOC 농도 측정값 또는 실외 HCHO 농도 측정값이 각각 실내 TVOC 농도 측정값 또는 실내 HCHO 농도 측정값보다 혹은 각각의 IAQ 기준치보다 더 높은 것으로 나타나는 순간부터 복사난방패널(210)의 가동을 중지시킨다.

실외 TVOC 농도 측정값 및 실외 HCHO 농도 측정값이 충분히 낮은 경우, 베이 크아웃 제어기(510)에서 바닥(15)의 표면온도 측정값을 상한치 및 하한치와 비교하며, 표면온도 측정값이 하한치에서 상한치 사이에 있을 경우, 창호(305)가 개방되어 있거나 환기유닛(320)이 가동중이면 보일러(212)에 정지 신호를 전송하고, 창호(305)가 폐쇄되어 있고 환기유닛(320)도 가동되고 있지 않으면 보일러(212)에 가동 신호를 전송한다. 또한, 표면온도 측정값이 하한치 미만이면 보일러(212)를 가동시키고, 상한치 이상이면 보일러(212)를 정지시킨다.

여기서, 상한치 및 하한치는 재실여부 측정값에 따라 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 하한치는 실내 공간(10)에 재실자가 없는 경우 전술된 실시예에서와 같이 자재에서 화학물질 방출률이 일정 수준에 도달하도록 하는 표면온도이고, 재실자가 있는 경우 재실자의 열적 쾌적을 위한 표면온도일 수 있다. 마찬가지로, 상한치도 재실자가 없는 경우 화학물질 농도가 실내 공간의 화학물질 농도에 대한 한계와 동일해지도록 하는 표면온도이고, 재실자가 있는 경우 재실자의 열적 쾌적을 위한 최대 표면온도일 수 있다.

IAQ 기준치는 TVOC 및 HCHO 농도 각각에 대한 것이고, 베이크아웃 제어기(510)는 이 IAQ 기준치를 근거로 실내 공간(10)의 환기 여부를 판단한다. 단, 본 실시예에서는 둘 이상의 IAQ 기준치가 저장되어 있으며, 베이크아웃 제어기(510)는 재실감지 센서(450)로부터 수신되는 재실여부 측정값에 따라 실내 공간(10)에 재실자가 있으면 제 1 IAQ 기준치를, 재실자가 없으면 제 2 IAQ 기준치를 IAQ 기준치로 설정한다.

여기서, 제 1 IAQ 기준치, 즉, 실내 공간(10)에 재실자가 있는 경우의 IAQ 기준치는 인체에 유해하지 않은 TVOC 및 HCHO 농도 한계로 설정될 수 있고, 제 2 IAQ 기준치, 즉, 실내 공간(10)에 재실자가 없는 경우의 IAQ 기준치는 방출된 화학물질이 자재에 재흡착하기 시작하는 TVOC 및 HCHO 농도 한계로 설정될 수 있다. 이로 인해 본 실시예의 베이크아웃 시스템(100)은 실내 공간(10)에 거주자가 입주한 후는 물론, 재실자가 실내 공간(10)에 있는 평상시의 경우에도 베이크아웃을 수행할 수 있다는 장점을 지닌다.

IAQ 센서(410)로부터 수신되는 TVOC 농도 측정값 또는 HCHO 농도 측정값이 각각의 IAQ 기준치 이상이 되면, 베이크아웃 제어기(510)는 실내 공간(10)의 환기가 이루어지도록 하는 신호를 전송한다. 여기서, 본 실시예에서와 같이 베이크아웃 시스템(100)이 기계환기 수단과 자연환기 수단을 모두 구비하고 또한 실외의 조건을 측정하는 수단을 구비한 경우, 베이크아웃을 수행함에 있어 실외 조건을 최대한 이용하도록 하여 에너지 낭비를 최소화하도록 할 수 있다.

이와 관련된 일 실시예에서, 웨더 스테이션(440)은 풍속 센서를 포함하고, 베이크아웃 제어기(510)에는 소정의 풍속기준범위가 저장된다. 이러한 풍속기준범위의 최소값은 실내 공간(10)의 기하학적 형상 및 부피와 경우에 따라 실내외 온도 및 압력 조건에 의존하는 값으로서 실내 공간(10)의 온전한 환기를 위한 최소 풍속값으로 설정된다. 풍속기준범위의 최대값은 실내에 불쾌적을 초래하지 않는 최대 풍속값으로 설정되며, 이 역시 재실감지 센서(450)의 신호에 따른 재실자 유무에 따라 다른 값이 적용될 수 있다.

IAQ 센서(410)로부터 수신되는 TVOC 농도 측정값 및 HCHO 농도 측정값이 각 각의 IAQ 기준치 이상이고, 웨더 스테이션(440)에서 센싱하는 풍속 측정값이 풍속기준범위 이내에 있는 경우, 베이크아웃 제어기(510)는 실내 공간(10)의 자연환기를 위해 창호 개폐기(310)에 신호를 전송하여 창호(305)를 개방하고, 웨더 스테이션(440)에서 센싱하는 풍속 측정값이 풍속기준범위 이외에 있는 경우, 베이크아웃 제어기(510)는 실내 공간(10)의 기계환기를 위해 환기유닛(320)을 가동시킨다.

다른 실시예에서, 웨더 스테이션(440)은 강우/강설 센서를 포함하고, 베이크아웃 제어기(510)에는 소정의 강우기준치 및/또는 강설기준치가 저장될 수 있다. IAQ 센서(410)로부터 수신되는 TVOC 농도 측정값 및 HCHO 농도 측정값이 각각의 IAQ 기준치 이상이고, 웨더 스테이션(440)에서 측정되는 강우량 또는 강설량이 각각 강우기준치 또는 강설기준치 미만인 경우, 베이크아웃 제어기(510)는 실내 공간(10)의 자연환기를 위해 창호 개폐기(310)에 신호를 전송하여 창호(305)를 개방하고, 웨더 스테이션(440)에서 센싱하는 강우량 또는 강설량이 각각 강우기준치 또는 강설기준치 이상인 경우, 베이크아웃 제어기(510)는 실내 공간(10)의 기계환기를 위해 환기유닛(320)을 가동시킨다. 물론, 웨더 스테이션(440)은 강우/강설 센서와 풍속 센서를 모두 포함하는 경우 강우기준치 및 강설기준치는 풍속에 따라 다른 값을 가지도록 설정될 수 있다.

베이크아웃 제어기(510)에서 처리하는 입출력 신호를 제공하는 센서 및 구동기의 수가 다수인 경우, 베이크아웃 관련 장치들의 실시간 제어가 어려울 수 있다. 이에 대해 본 발명에 따른 일실시예에서는, 베이크아웃 제어기(510)는 베이크아웃 관련 장치들을 실시간으로 처리하는 것이 아니라, 시간측정부를 사용하여 소정의 시간 간격으로 베이크아웃 제어를 수행한다. 예를 들어, 시간 간격이 t인 경우, 베이크아웃 제어기(510)는 시간 간격 t마다 실내 공간(10)의 바닥 표면온도 측정값과 실내 TVOC 농도 측정값 및 실내 HCHO 농도 측정값을 수신하고, 전술된 실시예에서와 같은 제어를 수행할 수 있다.

특히, 웨더 스테이션(440)이 실외온도 센서와 실외 TVOC 센서 및 HCHO 센서를 포함하고, 베이크아웃 시스템(100)이 실내 공간(10) 내에 위치하는 실내온도 센서(미도시)를 포함하며, 베이크아웃 제어기(510)에는 시간을 측정할 수 있는 시간측정부(미도시)를 포함한다. 실내 TVOC 농도 측정값 또는 실내 HCHO 농도가 각각의 IAQ 기준치 이상으로서 실내 공간(10)의 환기를 개시하는 경우, 베이크아웃 제어기(510)는 실내 공간(10)의 형상 및 부피, 실내온도, 실외온도와, 실내외 TVOC 및 HCHO 농도를 입력값으로 하는 일련의 연산 과정 혹은 시뮬레이션을 사용하여 다음 시간 간격 t 동안의 바람직한 환기량을 계산한다.

이러한 환기량은, 예를 들어 실내 TVOC 및 HCHO 농도가 IAQ 기준치 이하로 유지되는 범위에서 실내온도 또는 바닥 표면온도를 최대로 하는 환기량일 수 있다. 베이크아웃 제어기(510)는 시간 간격 t 동안 계산된 환기량을 획득하도록 이에 상응하게 창호(305)의 개방 정도 및 환기유닛(320)의 출력을 조절한다. 사용되는 연산 혹은 시뮬레이션 알고리듬의 정밀도에 따라 웨더 스테이션(440)으로부터 실외 풍속 및 풍향에 관한 정보를 사용할 수도 있다.

도시되어 있지는 않은 일실시예에서는, 베이크아웃 제어기(510)는 표시부, 시간측정부 외에도 입력부를 더 포함한다. 사용자는 입력부를 통해 상한치, 하한 치, IAQ 기준치, 풍속기준범위, 강우기준치, 등을 입력할 수 있으며, 다양한 운전모드 중에서 하나를 선택하는 방법으로 이러한 값들을 설정하게 할 수 있다. 입력값에는 또한 베이크아웃 수행이 허용되는 최저 실외온도 등 베이크아웃을 자동으로 시작하거나 자동으로 중지시키기 위한 조건들이 포함될 수 있다. 표시부는 이러한 입력값을 표시함은 물론 바닥 표면온도 센서(410), IAQ 센서(420), 및 웨더 스테이션(440)의 측정값들을 표시할 수 있다.

더 나아가, 베이크아웃 제어기(510)는 베이크아웃 수행을 위한 운전시간을 입력받을 수 있도록 구현된다. 이로써 사용자는 예상되는 외출 시간을 운전시간으로 입력한 후, 사용자가 베이크아웃 시작을 지시하거나, 자동으로 베이크아웃을 수행하도록 하는 조건들이 만족되면, 전술된 실시예에서와 같이 복사난방패널(210)은 가열을 시작하되, 현재 시간이 운전시간에 상응하는 시간을 초과한 경우 보일러(212)의 가동을 중지시켜 베이크아웃을 멈추도록 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 베이크아웃 제어기(510)는 하나의 세대에 구현된 홈네트워크(home network)의 일부이다. 예를 들면, 베이크아웃 제어기(510)는 각 세대에 월패드, 터치패드 등의 형태로 구비된 홈네트워크 베이크아웃 제어기로 구현될 수 있다. 베이크아웃 시스템(100)을 홈네트워크 시스템의 일부로 구현하는 것은, 홈네크워크 시스템에 이미 기본적인 연산 기능이 구비되어 있다는 점과, 또한 실내 공간(10)의 난방 및 환기 설비와 연동되어 세대의 기타 실내 환경 인자와 연계하여 베이크아웃을 수행할 수 있다는 장점이 있다.

더 나아가, 본 실시예에 따른 베이크아웃 시스템(100)은 외부 망으로 접속이 가능한 네트워크에 연결될 수 있다. 일례로, 베이크아웃 시스템(100)의 베이크아웃 제어기(510) 역할을 포함하는 홈네트워크가 공동주택 내의 여러 세대를 연결한 근거리 통신망(LAN)을 통하여 인터넷에 접속할 수 있다. 이로 인해, 본 실시예의 베이크아웃 시스템(100)은 별도의 웨더 스테이션(440)을 구비할 필요 없이 실외의 기상 정보 등을 외부로부터 수신받을 수 있다. 또한, 사용자는 외부에서도 대상 실내 공간(10)의 베이크아웃 수행을 제어 및 확인할 수 있다.

베이크아웃 시스템(100)이 네트워크에 연결된 각 세대에 구현되어 있는 경우, 본 실시예에 따른 베이크아웃 시스템(100)의 베이크아웃 제어기(510)의 연산 과정이 네트워크 서버에 저장된 프로그램을 통해 수행될 수 있다. 이것은 각 세대의 난방 또는 환기가 중앙 제어에 의해 이루어지는 경우 특히 바람직할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 베이크아웃 제어방법의 블록순서도이다. 도 5를 참조하면, 우선 공간(10)의 표면온도를 센싱하여 표면온도 측정값 생성하고, 환기부의 가동여부에 상응하는 데이터를 입력받는 단계(910)로 시작한다. 이 단계에서 또한 IAQ 센서(420) 등을 통해 공간(10)의 오염물질 농도를 센싱하여 오염물질 측정값을 생성하는 것이 바람직하다.

다음 단계로, 표면온도 측정값을 미리 설정된 상한치 및 하한치와 비교하여, 표면온도 측정값이 하한치에서 상한치 사이에 있을 경우 환기부(300)가 가동되면 난방부(200)를 정지시키고, 환기부(300)가 정지되면 난방부(200)를 가동하도록 하는 제어신호를 전송한다(920). 이 단계는, 표면온도 측정값이 하한치보다 작을 경우 난방부(200)를 가동하는 단계와 상한치보다 클 경우 난방부(200)를 정지시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 환기부(300)의 가동은 오염물질 측정값을 사용하여 제어할 수 있으며, 오염물질 측정값이 IAQ 기준치 이상일 때 환기부(300)를 가동할 수 있다.

마지막 단계로, 베이크아웃 시스템(100)은 제어신호를 수신하여 난방부(200)를 가동 또는 정지시키는 단계(930)를 포함한다. 이로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 베이크아웃 제어방법은 자재로부터 화학물질이 방출되는 정도를 원하는 수준으로 유지할 수 있고, 이에 더해 베이크아웃을 통해 방출된 화학물질이 재흡착하는 것을 방지한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 베이크아웃 제어방법의 순서도이다. 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 베이크아웃 제어방법은 우선 상한치, 하한치, 및 IAQ 기준치를 입력하는 단계(1010)로 시작한다. 상한치, 하한치, 및 IAQ 기준치를 위한 값 혹은 범위는 사용자가 직접 설정할 수도 있고, 혹은 사전에 미리 저장될 수도 있다. 사용자는 이러한 입력값 외에도, 풍속기준범위, 강우기준치 등을 입력할 수 있다. 이 때, 베이크아웃 시스템(100)의 제어부(500)에 포함되는 입력부 및 표시부에는 운전모드를 선택함으로써 다양한 입력값을 설정할 수 있는 인터페이스가 제공될 수 있다.

다음 순서로, 사용자가 운전시간을 입력하는 단계(1020)가 이어진다. 이는 제어부(500)에 시간측정부(미도시)가 포함되어 있다는 가정 하에 이루어지는 단계로서, 시간측정부가 없는 경우 생략된다. 운전시간의 입력은 다양한 방법으로 구현될 수 있는데, 베이크아웃을 수행할 시간을 일정한 시간 단위의 기간으로 입력할 수도 있고, 베이크아웃을 종료할 시간을 입력할 수도 있다. 또한, 베이크아웃 시스템(100)이 홈네트워크의 일부로 구현된 경우, 사용자는 외출 후 귀가 시간을 입력하면, 제어부(500)가 베이크아웃 후 증가된 실내 온도가 쾌적한 실내 온도까지 하강하는 시간을 계산하여 사용자의 귀가 시에 실내 온도가 쾌적한 실내 온도 범위 이내에 있도록 제어할 수도 있다. 더 나아가, 사용자는 운전시간 대신 베이크아웃 운전의 시작 및 종료를 위해 만족해야 할 조건들을 입력할 수도 있다. 이러한 조건에는 실내 공간(10)에 재실자가 없다는 조건 등이 포함될 수 있다.

사용자가 운전시간을 입력하는 단계(1020)의 입력값에 따라, 베이크아웃이 시작되고, 이후 현재 시간이 베이크아웃의 종료와 관련된 운전시간에 상응하는지 판단하는 단계(1030)가 이어진다. 입력된 운전시간에 따라 베이크아웃의 종료를 위한 조건들이 만족된 경우, 베이크아웃은 종료된다.

사용자가 운전시간을 입력하는 단계(1020)의 입력값에 따라 베이크아웃이 종료되지 않은 경우, 베이크아웃 시스템(100)은 재실자의 유무를 판단하는 단계(1040)를 가질 수 있다. 이 단계는 베이크아웃 시스템(100)에 재실감지 센서(450)가 구비되지 않은 경우 생략될 수 있다. 재실감지 센서(450)가 구비되어 있다면, 실내 공간(10)에 재실자가 있는 경우와 없는 경우에 대해 상한치, 하한치, IAQ 기준치, 및 기타 다른 설정값이 상이하게 설정될 수 있다. 따라서 재실자가 있는 경우, IAQ 기준치는 제 1 IAQ 기준치, 상한치는 제 1 상한치, 하한치는 제 1 하한치로 설정(1042), 재실자가 없는 경우 IAQ 기준치는 제 2 IAQ 기준치, 상한치는 제 2 상한치, 하한치는 제 2 하한치로 설정(1044)된다.

예를 들어, 제 1 IAQ 기준치, 즉, 실내 공간(10)에 재실자가 있는 경우의 IAQ 기준치는 인체에 유해하지 않은 TVOC 및 HCHO 농도 한계로 설정될 수 있고, 제 2 IAQ 기준치, 즉, 실내 공간(10)에 재실자가 없는 경우의 IAQ 기준치는 방출된 화학물질이 자재에 다시 흡착하지 않게 하는 TVOC 및 HCHO 농도 한계로 설정될 수 있다.

또한, 제 1 상한치, 즉, 실내 공간(10)에 재실자가 있는 경우의 상한치는 재실자의 쾌적을 위해 허용되는 최고 바닥 표면온도로 설정될 수 있고, 제 2 상한치, 즉, 실내 공간(10)에 재실자가 없는 경우의 상한치는 건축자재 및 마감재의 변형 또는 손상을 방지하도록 하는 바닥 표면온도 한계로 설정될 수 있다.

제 1 하한치, 즉, 실내 공간(10)에 재실자가 있는 경우의 하한치는 재실자의 열적 쾌적을 위한 최저 표면온도로 설정될 수 있고, 제 2 하한치, 즉, , 실내 공간(10)에 재실자가 없는 경우의 하한치는 자재에서 화학물질 방출률이 일정 수준에 도달하도록 하는 표면온도일 수 있다. 물론, IAQ 기준치, 상한치, 하한치 외에도 풍속기준범위, 강우기준치 등의 값을 재실자 유무에 따라 상이하게 설정될 수 있다.

베이크아웃 시스템(100)의 센서부(400)는 실내 공간(10)에서 표면온도 측정값 및 오염물질 측정값을 생성(1046)한다. 여기서, 표면온도 측정값은 상한치 및 하한치와 비교하기 위해 생성되는 측정값인데, 표면온도에 대한 상한치 및 하한치는 난방부(200) 및 환기부(300)의 가동에 의해 자재 내부의 화학물질을 방출시키고 화학물질이 자재 표면에 재흡착하는 것을 방지하기 위한 기준치로서, 자재의 특성 및 열원의 출력특성 등을 감안하여 결정될 수 있다. 따라서 표면온도 측정값 및 상한치, 하한치는 자재와 공간 사이의 경계면인 바닥(15)의 표면온도와 연관되는 것이 바람직하다. 물론, 바닥 표면온도 외에도 자재의 내부 온도, 실내온도, 화학물질 방출률 등 바닥 표면온도와 관련된 어떠한 인자에 대해서도 상한치 및 하한치를 설정할 수 있다.

오염물질 측정값은 IAQ 기준치와 비교하기 위한 것으로서, 본 실시예에서는 오염물질 측정값이 TVOC 농도 측정값 및 HCHO 농도 측정값을 포함한다. 오염물질 측정값에는 이 외에도 포름알데히드(HCHO), 벤젠(benzene), 에틸벤젠(ethylbenzene), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene), 및 스티렌(styrene) 중 하나 이상에 관한 측정값이 포함될 수 있으며, 또한 디클로로벤젠(dichlorobenzene), 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 분진, 염화수소(HCl), 라돈(Ra) 등 실내공기질(IAQ)에 영향을 미치는 그 외의 오염물질에 관한 측정값이 포함될 수도 있다.

그 외에도, 실외측정값이 사용될 수 있는데, 이는 실외 공간의 특성을 측정한 값으로서, 베이크아웃을 위해 실내 공간(10)을 환기할 때 자연환기의 가능성 및 적합성을 판단하기 위해 사용된다. 예를 들어, 실외측정값은 풍속과 관련된 측정값이 포함되어 입력 단계(1010)에서 저장된 풍속기준범위 이내에 있는 경우 자연환기를 활용하도록 할 수 있으며, 풍속 측정값이 풍속기준범위의 하한값 미만이어서 충분한 환기를 제공하지 못하거나 풍속기준범위의 상한값 초과이어서 실내에 불쾌적을 초래하는 경우 기계환기를 활용하도록 할 수 있다.

필요에 따라, 실외측정값은 실외 TVOC 농도 측정값 및 실외 HCHO 농도 측정값을 포함할 수 있다. 제어부(500)는 실내 TVOC 농도 측정값 및 실내 HCHO 농도 측정값을 각각 실외 TVOC 농도 측정값 및 실외 HCHO 농도 측정값과 비교하여, 실외 TVOC 농도 측정값 또는 실외 HCHO 농도 측정값이 각각 실내 TVOC 농도 측정값 또는 실내 HCHO 농도 측정값보다 혹은 각각의 IAQ 기준치보다 더 높은 것으로 나타나면 베이크아웃 시작을 불허하도록 할 수 있다. 이미 베이크아웃이 진행되고 있는 경우라면, 제어부(500)는 실외 TVOC 농도 측정값 또는 실외 HCHO 농도 측정값이 각각 실내 TVOC 농도 측정값 또는 실내 HCHO 농도 측정값보다 혹은 각각의 IAQ 기준치보다 더 높은 것으로 나타나는 순간부터 난방부(200)의 가동을 중지시킬 수 있다.

다음 단계에서, 오염물질 측정값이 IAQ 기준치와 비교된다(1050). 오염물질 측정값이 IAQ 기준치 이상이면 해당 오염물질, 즉 자재로부터 방출된 화학물질을 외부로 배출시키기 위해 환기부(300)가 가동(1052)되고, 오염물질 측정값이 IAQ 기준치 미만이면 자재의 표면온도가 하강하는 것을 최소화하기 위해 환기부(300)를 정지한다(1054).

환기부(300)가 자연환기수단 및 기계환기수단을 모두 구비하고 센서부(400)가 관련 실외측정값을 생성하는 경우, 환기를 가동하는 단계(1052)는 실외 조건에 따라 자연환기 및 기계환기가 부담하는 환기 부하의 양을 판단하는 하나 이상의 단계를 포함할 수 있다.

예를 들어, 실외측정값이 풍속 측정값을 포함하고, 풍속 측정값이 풍속 기준범위 이내에 있는 경우 자연환기 수단을 사용하고 기준범위 이외에 있는 경우 기계 환기를 사용하도록 할 수 있다. 마찬가지로, 실외측정값은 강우량 측정값, 강설량 측정값, 실외온도 측정값 등을 포함하여, 실내에 불쾌적을 초래하거나 베이크아웃 효율을 저하시키지 않도록 자연환기와 기계환기의 비율을 조절할 수 있다.

또한, 베이크아웃 제어가 소정의 시간 간격으로 이루어지는 경우, 제어부(500)는 하나 이상의 오염물질 측정값 및 실외측정값과 실내 공간(10)의 형상 및/또는 부피에 근거하여 실내 TVOC 및 HCHO 농도가 IAQ 기준치 미만으로 유지되면서 베이크아웃 대상물의 온도 저하가 최소화되도록 하는 환기량을 계산하며, 이러한 계산 결과를 바탕으로 난방부(200) 및 환기부(300)의 가동을 제어한다.

다음, 제어부(500)가 센서부(400)로부터 수신한 표면온도 측정값을 입력 단계(1010)에서 저장된 상한치와 비교하는 단계(1060)가 이어진다. 표면온도 측정값이 상한치 초과인 경우, 난방부(200)는 가동을 정지하거나 정지 상태를 유지(1064)한다. 제어부(500)는 또한 표면온도 측정값을 입력 단계(1010)에서 저장된 하한치와 비교한다 (1070). 표면온도 측정값이 하한치 미만인 경우, 난방부(200)는 가동을 시작하거나 가동 상태를 유지(1074)한다.

표면온도 측정값이 하한치에서 상한치 사이에 있을 경우, 환기부(300)의 가동여부를 판단(1080)하며, 환기부가 가동되고 있으면 난방부를 정지(1082)시키고, 환기부가 정지된 상태이면 난방부를 가동(1084)하여 자재 표면의 화학물질 농도가 실내 공간(10) 공기 중의 화학물질 농도 이상이 되게 하여 재흡착을 방지한다.

상기와 같이 표면온도 측정값을 상한치 및 하한치와 비교하여 제어를 수행하는 단계가 완료된 후, 베이크아웃 시스템(100)은 다시 운전시간을 판단하는 단 계(1030)를 수행하고, 운전이 종료되지 않는 경우 그 후의 단계들을 반복할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 베이크아웃 시스템은 베이크아웃 수행시 자재의 화학물질 배출량을 증가시키고 화학물질이 자재에 재흡착하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 베이크아웃 시스템은 베이크아웃에 수반되는 에너지 낭비를 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 베이크아웃 시스템은 실내 공간에 설치된 기존의 복사난방패널을 활용할 수 있으며, 실내 공간에 거주자가 입주한 후에도 베이크아웃을 수행할 수 있다.

Claims

벽체와 바닥과 천장으로 구획되어 있는 공간에 베이크 아웃(bake-out)을 수행하는 시스템으로서,

상기 벽체, 상기 바닥, 및 상기 천장 중 어느 하나 이상에 설치되는 복사난방부와;

상기 벽체, 상기 바닥, 및 상기 천장 중 어느 하나 이상에 형성된 개구부와;

상기 개구부에 결합되며, 상기 공간 내의 공기를 실외로 배출하도록 가동되는 환기부와;

상기 벽체, 상기 바닥, 및 상기 천장 중 어느 하나 이상의 표면온도를 측정하여 표면온도 측정값을 생성하는 센서부와;

상기 표면온도 측정값을 미리 설정된 상한치 및 하한치와 비교하여, 상기 표면온도 측정값이 상기 하한치에서 상기 상한치 사이에 있을 경우, 상기 환기부가 가동되면 상기 복사난방부를 정지하고, 상기 환기부가 정지되면 상기 복사난방부를 가동하도록 하는 난방 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하는 베이크아웃 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 표면온도 측정값이 상기 하한치보다 작을 경우, 상기 복사난방부를 가동하도록 하는 난방 제어신호를 더 생성하는 것을 특징으로 하는 베 이크아웃 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 표면온도 측정값이 상기 상한치보다 클 경우, 상기 복사난방부를 정지하도록 하는 난방 제어신호를 더 생성하는 것을 특징으로 하는 베이크아웃 시스템.
제1항에 있어서,

상기 센서부는 상기 공간 내의 오염물질의 농도를 측정하여 오염농도 측정값을 더 생성하고, 상기 제어부는 상기 오염농도 측정값을 미리 설정된 기준치와 비교하여, 상기 오염농도 측정값이 상기 기준치 이상인 경우 상기 환기부를 가동하도록 하는 환기 제어신호를 더 생성하는 것을 특징으로 하는 베이크아웃 시스템.
제4항에 있어서,

상기 오염물질은 포름알데히드(HCHO), 벤젠(benzene), 에틸벤젠(ethylbenzene), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene), 및 스티렌(styrene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 베이크 아웃 시스템.
제4항에 있어서,

상기 오염농도 측정값은 TVOC(Total Volatile Organic Compounds) 측정값이고, 상기 기준치는 TVOC 기준치인 것을 특징으로 하는 베이크아웃 시스템.
제4항에 있어서,

상기 센서부는 상기 공간 내의 재실자의 유무를 센싱하여 재실여부 측정값을 더 생성하고, 상기 기준치는 상기 재실여부 측정값에 따라 재실자가 있는 경우 제1기준치로 설정되고 재실자가 없는 경우 제2기준치로 설정되는 것을 특징으로 하는 베이크아웃 시스템.
제1항에 있어서,

상기 공간의 습도를 상승시키도록 가동되는 가습부를 더 포함하되, 상기 가습부는 상기 복사난방부 또는 상기 환기부의 가동 또는 정지 상태와 동일하게 가동 또는 정지되는 것을 특징으로 하는 베이크아웃 시스템.
제1항에 있어서,

상기 환기부는 창호 및 창호개폐부를 포함하고, 상기 센서부는 실외풍속을 센싱하여 풍속 측정값을 더 생성하며, 상기 제어부는 상기 풍속 측정값이 소정의 풍속 기준범위 이내인 경우 상기 창호를 개방하도록 하는 창호 제어신호를 상기 창호개폐부에 전송하는 것을 특징으로 하는 베이크아웃 시스템.
제9항에 있어서,

상기 센서부는 실외온도 및 강우량 중 어느 하나 이상을 센싱하여 실외온도 측정값 및 강우 측정값 중 하나 이상을 더 생성하며, 상기 제어부는 상기 실외온도 측정값 또는 상기 강우 측정값이 각각 소정의 실외온도 기준범위 및 강우량 기준범위를 벗어나는 경우 상기 창호를 폐쇄하도록 하는 창호 제어신호를 상기 창호개폐부에 전송하는 것을 특징으로 하는 베이크아웃 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제어부와 전기적으로 연결되는 입력부 및 표시부를 더 포함하되,

상기 상한치 및 상기 하한치는 상기 입력부를 통한 입력에 의해 설정되며, 상기 표시부는 난방 제어신호 및 상기 측정값 중 어느 하나 이상에 상응하는 값을 표시하는 것을 특징으로 하는 베이크아웃 시스템.
제1항에 있어서,

상기 센서부, 상기 복사난방부 및 상기 환기부 중 어느 하나 이상은 상기 제어부와 네트워크를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 베이크아웃 시스템.