KR101463352B1 - 온실의 복합환경제어시스템 - Google Patents

Abstract

본발명은 온실의 복합환경제어시스템에 관한 것으로, 온실의 측창제어방법을 포함하는 복합환경제어시스템에 있어서, 상기 측창제어방법은 강우, 폭풍, 온도 중 어느 하나 이상 측정값을 감지하여 측창의 여닫음과 방향을 제어하는 것으로,
본발명은 온실의 측창을 자동으로 개폐하여 온실의 환경을 복합적으로 제어함으로써 온실내 식물의 성장을 촉진하고 생산성을 향상하는 현저한 효과가 있다.

Description

온실의 복합환경제어시스템{complex environment control system for greenhouse}

본발명은 온실의 복합환경제어시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온실의 측창제어방법을 포함하여 온실 환경을 보다 자동적으로 적합하게 제어하는 복합환경제어시스템에 관한 것이다.

일반적으로 온실은 온도, 습도 등을 계측하여 자동으로 제어하여 식물의 성장을 촉진하고 관리하는 추세이다. 일례로서, 특허공개번호 특1997-0032370호에는 마이컴의 구동제어신호를 읽어들이는 버퍼와, 상기 구동제어신호를 받아 구동전원과 열림제어신호를 출력하는 열림 트라이악구동부와, 상기 열림 트라이악구동부에 의해 열림모터를 구동시키는 열림 트라이악부와, 상기 열림 트라이악부의 구동에 의해 천창 및 측창을 느린 속도로 개방시키는 열림모터와, 상기 구동제어신호를 받아 구동전원과 닫힘제어신호를 출력하는 닫힘 트라이악구동부와, 상기 닫힘 트라이악구동부에 의해 닫힘모터를 구동시키는 닫힘 트라이악부와, 상기 닫힘 트라이악부의 구동에 의해 천창 및 측창을 느린 속도로 폐쇄시키는 닫힘모터로 이루어짐을 특징으로 하는 온실 환경제어장치의 창개폐수단이 공개되어 있다.

또한, 특허등록번호 10-0883691호에는 단열벽(斷熱壁)으로 둘러싸인 캐비닛 본체(cabinet 本體)의 적당한 일면(一面)에 개폐문(開閉門)을 설치하고, 윗면 또는 적당한 측면(側面)에 조명창(照明窓)을 설치하고, 상기 조명창을 통하여 캐비닛 내부를 조명하기 위한 LED 조명기구를 상기 캐비닛 본체의 외부에 상기 조명창과 대면(對面)하도록 설치하고, 상기 LED 조명기구의 근방 또는 상기 캐비닛 본체의 적당한 측면에는 상기 LED 조명기구를 제어하는 LED 제어수단을 구비하고, 캐비닛에는, 식물의 생육(生育) 상황을 검출하는 생육 검출센서와, 식물의 주변 온도, 습도, 탄산가스 농도 중에서 적어도 하나로 이루어지는 생육환경을 감시하는 생육환경 감시수단과, 상기 생육환경을 조절하는 생육환경 조절수단의 적어도 일부(一部)를 구비하고, 상기 생육환경 감시수단으로부터의 정보에 의거하여 상기 생육환경 조절수단을 제어하는 생육환경 제어수단을 구비하여 이루어지고, 상기 조명창을 중간에 공간을 형성하는 2장의 투명한 글래스판(glass 板) 또는 합성수지판(合成樹脂板)으로 형성하거나 중간에 공간을 형성하여 일체(一體)로 성형된 글래스 또는 합성수지로 형성하여 구성하는 것을 특징으로 하는 식물생육장치(植物生育裝置)가 공개되어 있다.

그러나 상기 종래기술들은 온실의 측창을 개폐하는데 있어서 온도, 풍향, 풍속 등만을 고려하여 개폐함으로써 개폐의 적정성이 떨어지고, 복합적으로 제어하지 않음으로써 온실의 식물관리가 정확하지 않고 능률이 떨어지는 단점이 있었다.

따라서 본발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본발명은 온실의 측창을 자동으로 개폐하여 온실의 환경을 복합적으로 제어함으로써 온실내 식물의 성장을 촉진하고 생산성을 향상하는 온실의 천창제어방법을 제공하고자 하는 것이다.

본발명은 온실의 복합환경제어시스템에 관한 것으로, 온실의 측창제어방법을 포함하는 복합환경제어시스템에 있어서, 상기 측창제어방법은 강우, 폭풍, 온도 중 어느 하나 이상 측정값을 감지하여 측창의 여닫음과 방향을 제어하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본발명은 온실의 측창을 자동으로 개폐하여 온실의 환경을 복합적으로 제어함으로써 온실내 식물의 성장을 촉진하고 생산성을 향상하는 현저한 효과가 있다.

도 1은 본발명의 온실의 복합환경제어시스템 제어반 화면
도 2는 본발명 온실의 복합환경제어시스템의 벤추리관이 설치된 양액시스템 구성도
도 3은 본발명 온실의 복합환경제어시스템의 벤추리관이 설치된 양액시스템에서 양액공급헤드가 설치된 구성도

본발명은 온실의 복합환경제어시스템에 관한 것으로, 온실의 측창제어방법을 포함하는 복합환경제어시스템에 있어서, 상기 측창제어방법은 강우, 폭풍, 온도 중 어느 하나 이상 측정값을 감지하여 측창의 여닫음과 방향을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 폭풍이 부는 것을 감지하여 측창을 개폐하는 폭풍제어방법은 폭풍감지지연을 설정하여, 폭풍한계 이상의 바람이 계속되는 시간을 설정하고 제어부에 신호를 보내기 전 기다리는 것으로, 이는 폭풍을 감지하고서도 계속 폭풍이 부는 지를 감지할 필요가 있으므로, 일정시간 관측시간을 갖는 것이고 일정시간 계속 폭풍이 불면 제어부에 폭풍이 부는 것으로 신호를 보내어 측창을 닫고, 폭풍이 그치는 것을 감지하여 측창을 여는 제어 방법도 폭풍감지지연시간을 설정하여, 폭풍이 그침을 감지하고서도 계속 폭풍이 그친 상태인지를 감지하여, 일정시간 관측시간을 갖고, 일정시간 계속 폭풍이 불지 않으면 제어부에 폭풍이 그친 것으로 신호를 보내어 측창을 열게 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 강우와 폭풍이 동시에 작동조건이 충족될 경우에는 폭풍쪽에 우선하여 측장을 동작시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 폭풍 속도가 일정속도보다 커지게 되면, 온실내 환풍기를 작동시켜 온실내 공기를 외부로 배출시켜서 온실내에 폭풍에 의해 가해지는 압력을 해제하여 온실 안전을 도모하는 것을 특징으로 한다.

본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본발명의 온실의 복합환경제어시스템 개략도, 도 2는 본발명 온실의 복합환경제어시스템의 벤추리관이 설치된 양액시스템 구성도, 도 3은 본발명 온실의 복합환경제어시스템의 벤추리관이 설치된 양액시스템에서 양액공급헤드가 설치된 구성도이다.

그리고 본발명의 천청 작동시간은 작동조건 및 상대시간에 의해 설정된 실제 시간이 제어반에 자동으로 표시된다.

작동조건은 일출전, 일출후, 고정시, 일몰전, 일몰후, 사용안함 으로 설정한다.

상대시간은 작동조건으로 부터 시작될 상대시간을 설정한다.

환기온도는 각 단계별로 환기를 하고자 하는 온도를 설정한다.

좌측창위치는 단계별 좌측창의 최대 위치값을 설정한다.

우측창위치는 단계별 우측창의 최대위치값을 설정한다.

작동온도폭은 환기설정온도를 기준으로 온실온도가 작동 온도 폭 내에서는 정지하고

이상 올라가면 측창이 열리고 이상 내려가면 측창이 닫힌다.

측창 정지 = ( 환기온도 + 작동온도 폭 ) < 온실온도 > (환기온도 - 작동온도 폭)

측창 열림 = ( 환기온도 + 작동온도 폭 ) > 온실온도

측창 닫힘 = ( 환기온도 - 작동온도 폭 ) < 온실온도

그리고 강우시 좌측창 위치 및 우측창 위치는 강우시 측창위 위치값을 설정하되, 환기온도보다 우선한다.

그리고 폭풍시 좌측창 위치 및 우측창 위치는 폭풍시 측창위 위치값을 설정하되, 환기온도보다 우선한다.

그리고 측창 열림 및 닫힘 시간설정에 대해 설명하면,

측창 열림은 측창이 완전히 닫혀있는 상태에서 완전히 열릴 때 까지의 시간을 초 단위로 입력한다.

측창 닫힘은 측창이 완전히 열린 상태에서 완전이 닫히는 때 까지의 시간을 초 단위로 입력한다.

강우와 폭풍이 동시에 작동조건이 충족될 경우에는 폭풍쪽에 우선하여 측창을 동작시킨다.

그리고 폭풍이 6m/sec의 속도보다 더 강한 10m/sec가 되면, 온실내 환풍기를 작동시켜 온실내 공기를 외부로 배출시킨다 그러므로 온실내에 폭풍에 의해 가해지는 압력을 해제함으로써, 온실 안전을 도모한다.

그리고 본발명은 옥외기상대에 설치된 풍속센서에 의해 폭풍이 부는 것을 감지하면 측창을 닫게 되고, 폭풍이 그치면 측창을 열게 된다. 풍속센서 역시 관용의 풍속센서를 설치한다.

그리고 폭풍한계 설정은 폭풍으로 인정할 바람의 세기 설정에 대한 것으로 대략 0~30m/sec 범주에서 정한다.

그리고 본발명은 폭풍감지 지연시간을 설정하는데, 폭풍감지 지연은 폭풍한계 이상의 바람이 계속되는 시간을 설정하고 제어부에 신호를 보내기 전 기다리는 시간으로, 약 0~600초 정도이다. 이는 폭풍을 감지하고서도 계속 폭풍이 부는 지를 감지할 필요가 있으므로, 일정시간 관측시간을 갖는 것이다. 그리고 일정시간 계속 폭풍이 불면 제어부에 폭풍이 부는 것으로 신호를 보내게 되고 측창을 닫게 된다.

폭풍해지 지연은 폭풍한계 이상에서 폭풍한계 이하의 바람세기가 되었을때 폭풍해지 할 시간을 지연하는 것이다. 폭풍이 종료하고서도 측창을 다시 열기 전에 대기하는 시간인 것이다. 상기 대기시간 내에도 폭풍이 다시 불지 않으면 폭풍해지 신호를 제어부에 보내어 측창을 열게 된다.

그리고 본발명은 옥외기상대에 설치된 강우센서에 의해 비가 내리는 것을 감지하면 측창을 닫게 되고, 비가 그치면 측창을 열게 된다. 상기 강우센서는 관용적으로 사용되는 것을 설치하면 된다. 그리고 본발명은 강우감지 지연시간을 설정하는데, 상기 강우감지 지연시간은 비 내림을 감지하고 제어부에 신호를 보내기 전 기다리는 시간이며, 약 0 ~600초 정도이다. 이는 비 내림을 감지하고서도 계속 비가 내리는 지를 감지할 필요가 있으므로, 일정시간 관측시간을 갖는 것이다. 그리고 일정시간 계속 비가 내리면 제어부에 비가 내리는 것으로 신호를 보내어 측창을 닫게 된다.

강우해지 지연시간은 비 내림 종료 후 신호를 보내기 전 기다리는 시간으로 0~600초 정도이다. 비 내림이 종료하고서도 천창을 다시 열기 전에 간헐적인 비의 속성에 따라서 대기하는 시간인 것이다. 상기 대기시간 내에도 비가 다시 내리지 않으면 강우해지 신호를 제어부에 보내어 측창을 열게 된다.

그리고 본발명은 강우 및 폭풍이 감지된 상태에서도, 실내온도가 환기온도보다 높을 때 적어도 몇 % 까지는 열어 둘 것인가를 정할 수 있다.

한편, 본발명은 원수탱크(10)와, 상기 원수탱크(10)의 원수 및 다수 개의 양액탱크(20)에서 양액이 공급되어 혼합되는 믹싱탱크(30)와, 상기 믹싱탱크(30)에서 혼합된 양액이 관수관을 통하여 관수되는 다수 개의 관수용 전자밸브(40)로 이루어지는 열대야 관수밸브가 설치된 양액공급시스템이 설치된다.

상기 원수탱크(10)의 원수는 지하관정으로부터 원수흡입펌프와 여과기를 거쳐 원수탱크(10) 내부로 인입된 후, 급수펌프(54)를 통과하여 믹싱탱크(30) 내부로 인입되며, 관수펌프(60)의 관수작용에 의해 관수관에서 분기된 분기관수관과 믹싱탱크(30) 사이에 연결된 각각의 벤추리관(94) 내부에는 음압이 발생하고, 상기 음압에 의해 양액탱크(20) 내부의 양액이 믹싱탱크(30) 내부로 원활하게 흡입되는 것이다.

또한, 상기 양액탱크(20)의 양액선택이 제어반에서 바뀔 때 이전양액이 믹싱탱크에 남아 있지 못하도록 양액탱크(20) 선택이 바뀌기 전에 해당 양액탱크(20)는 별도로 설치된 드레인관을 통하여 비워주게 된다.

그리고 본발명의 원수흡입펌프는 자동수위조절기가 설치된 관용의 자동펌프를 사용함으로써, 원수탱크 내부의 원수가 일정수위 이하이면 자동으로 펌프가 작동하며, 일정수위에 도달하면 펌프가 정지하여, 원수탱크를 항상 일정한 수위를 유지하게 한다.

믹싱탱크는 벤츄리를 통과하여 인입된 양액들을 서로 섞어주는 탱크로서 그 용량은 150리터 정도이다.

그리고 상기 양액공급과 관수를 제어하는 제어반이 함께 설치된다.

본발명 양액공급시스템의 최대 관수 능력은 약12,000 ~ 34,000리터 / 시간이며, 양액공급은 10 ~ 500리터 / 시간이다. 그리고 본발명의 액비 제어는 양액 설정치에 의한 비례제어를 한다.

본발명의 기계중량은 약80Kg이 되며, 전원은 삼상 4선식 AC380V/60Hz 또는 단상220V/60Hz 를 사용한다.

본발명은 액비를 위한 양액을 장소와 시간에 따라 혼합량을 달리하여 그룹별로 차별적으로 관수할 수 있는 것으로, 여러 개의 양액탱크에서 전부 또는 일부만을 선정하여 믹싱탱크에서 혼합하며, 관수대상도 전부 또는 일부만을 선정하여 각기 그에 맞는 그룹을 정하며 시간대를 같거나 달리하여 관수하는 것이다.

본발명은 원수탱크와, 상기 원수탱크(10)의 원수 및 다수 개의 양액탱크(20)에서 양액이 공급되어 혼합되는 믹싱탱크(30)와, 상기 믹싱탱크(30)에서 혼합된 양액이 관수관을 통하여 관수되는 다수 개의 관수용 전자밸브(40)로 이루어진다.

상기 원수탱크(10)의 원수는 지하관정 또는 지표면으로부터 관용적으로 널리 사용되는 원수흡입펌프와 여과기를 거쳐 원수탱크(10) 내부로 인입된 후, 급수펌프(54)를 통과하여 믹싱탱크(30) 내부로 인입된다.

그리고 양액공급에 대해 기재하면, 관수펌프(60)의 관수작용에 의해 관수관과 믹싱탱크 사이에 연결된 각각의 벤추리관(94) 내부에는 음압이 발생하고, 상기 음압에 의해 양액탱크(20) 내부의 양액이 믹싱탱크(30) 내부로 원활하게 흡입되는 것이다.

상기 다수 개의 양액탱크(20)의 양액은 개폐밸브(92), 벤츄리(94)를 순차적으로 통과한 후 믹싱탱크(30) 내부로 인입된다.

그리고 상기 믹싱탱크(30) 내부의 혼합된 양액은 관수펌프(60)를 거쳐서 다수개의 전자밸브(40)를 통해 관수된다.

한편 상기 벤츄리 각각에는 개폐밸브(92)가 설치되고, 또한 각각의 벤츄리는 하나의 양액공급헤드에 연결되며, 상기 양액공급헤드는 믹싱탱크에 연결되는 것이다. 그러므로 상기 각각의 벤츄리를 통해 공급된 양액들은 양액공급헤드에서 균일하게 먼저 혼합된 뒤 믹싱탱크에 공급되는 것이다. 그리고 상기 벤추리관은 관용적으로 실험실이나, 유체기계분야에서 널리 사용되는 것을 사용하면 되는 것이므로, 자세한 설명은 생략한다.

또한, 본발명은 상기 급수펌프가(54)가 관수펌프(60)보다 일정 시간, 통상 3초 정도 빨리 작동시킨다. 그러므로 펌프 급수펌프와 관수펌프가 동시작동을 할 때 생기는 높은 기동전력을 분산시킴으로서 안정적인 전력공급을 할 수 있게 된다.

또한, 본발명은 양액탱크의 양액을 제어반에서 새로운 것으로 바꿀 때, 이전양액이 믹싱탱크에 남아 있지 못하도록 양액탱크 선택이 바뀌기 전에 해당 양액탱크는 별도로 양액탱크 하부에 설치되는 드레인관을 통하여 비워주게 된다. 곧 상기 드레인관에는 전자밸브가 설치되어 있어서, 제어반에서 새로운 양액을 선택하는 것으로 결정되면, 제어반에서 전기신호를 전자밸브에 보내게 되어 전자밸브를 열게 되어 내부의 잔존 양액을 드레인시킨다. 그리고 전자밸브를 닫게 되며, 이후 새로운 양액이 공급된다.

한편, 전기전도도를 측정하는 EC 센서와 산성,알칼리성을 측정하는 PH센서는 관용적으로 널리 사용되는 것을 사용하는 것으로, 설치위치는 EC 센서는 믹싱탱크와 관수펌프 사이에 설치하고, PH센서는 벤츄리 후단과 믹싱탱크사이에 설치한다.

따라서 본발명은 액비를 위한 양액을 간편하고, 편리하게 선택혼합하여 관수량을 조절하여 관수할 수 있으므로 식물의 생산성이 증가하는 현저한 효과가 있다.

그리고 온실의 측창을 자동으로 개폐하여 온실의 환경을 복합적으로 제어함으로써 온실내 식물의 성장을 촉진하고 생산성을 향상하는 현저한 효과가 있다.

10 : 원수탱크 20 : 양액탱크
30 : 믹싱탱크 40 : 전자밸브
54 : 급수펌프
60 : 관수펌프
92 : 개폐밸브
94 : 벤츄리
100 : 양액공급헤드
101 : EC센서 102 : PH센서

Claims (4)

1. 원수탱크(10)와, 상기 원수탱크(10)의 원수 및 다수 개의 양액탱크(20)에서 양액이 공급되어 혼합되는 믹싱탱크(30)와, 상기 믹싱탱크(30)에서 혼합된 양액이 관수관을 통하여 관수되는 다수 개의 관수용 전자밸브(40)로 이루어지되, 상기 원수탱크(10)의 원수는 지하관정으로부터 원수흡입펌프와 여과기를 거쳐 원수탱크(10) 내부로 인입된 후, 급수펌프(54)를 통과하여 믹싱탱크(30) 내부로 인입되며, 관수펌프(60)의 관수작용에 의해 관수관에서 분기된 분기관수관과 믹싱탱크(30) 사이에 연결된 각각의 벤추리(94) 내부에는 음압이 발생하고, 상기 음압에 의해 양액탱크(20) 내부의 양액이 믹싱탱크(30) 내부로 원활하게 흡입되는 것으로, 상기 다수 개의 양액탱크(20)의 양액은 개폐밸브(92), 벤츄리(94)을 순차적으로 통과한 후 믹싱탱크(30) 내부로 인입되며, 상기 믹싱탱크(30) 내부의 혼합된 양액은 관수펌프(60)를 거쳐서 다수개의 전자밸브(40)를 통해 관수되되, 각각의 벤츄리(94)는 하나의 양액공급헤드(100)에 연결되며, 상기 양액공급헤드(100)는 믹싱탱크(30)에 연결되는 것이므로, 액비를 위한 양액을 장소와 시간에 따라 혼합량을 달리하여 그룹별로 차별적으로 관수할 수 있는 것으로, 여러 개의 양액탱크(20)에서 전부 또는 일부만을 선정하여 믹싱탱크(30)에서 혼합하며, 관수대상도 전부 또는 일부만을 선정하여 각기 그에 맞는 그룹을 정하며 시간대를 같거나 달리하여 관수하는 것이므로 상기 각각의 벤츄리(94)를 통해 공급된 양액들은 양액공급헤드(100)에서 균일하게 먼저 혼합된 뒤 믹싱탱크(30)에 공급되는 것으로, 상기 급수펌프(54)가 관수펌프(60)보다 일정 시간 빨리 작동하여 급수펌프(54)와 관수펌프(60)가 동시 작동을 할 때 생기는 큰 기동전력을 분산시킴으로서 안정적인 전력공급을 할 수 있는 것이며, 상기 양액탱크(20)의 양액선택이 제어반에서 바뀔 때 이전 양액이 믹싱탱크에 남아 있지 못하도록 양액탱크(20) 선택이 바뀌기 전에 해당 양액탱크(20)는 별도로 설치된 드레인관을 통하여 비워주는 것으로,상기 드레인관에는 전자밸브가 설치되어 있어서, 제어반에서 새로운 양액을 선택하는 것으로 결정되면, 제어반에서 전기신호를 전자밸브에 보내게 되어 전자밸브를 열게 되어 내부의 잔존 양액을 드레인시키고, 전자밸브를 닫게 되며, 이후 새로운 양액이 공급되는 것이며, 또한, 온실의 측창제어시스템을 포함하는 온실의 복합환경제어시스템에 있어서,
   상기 측창제어시스템은 강우, 폭풍, 온도 중 어느 하나 이상 측정값을 감지하여 측창의 여닫음과 방향을 제어하되, 폭풍이 부는 것을 감지하여 측창을 개폐하는 폭풍제어시스템은 폭풍감지지연을 설정하여, 폭풍한계 이상의 바람이 계속되는 시간을 설정하고 제어부에 신호를 보내기 전 기다리는 것으로, 이는 폭풍을 감지하고서도 계속 폭풍이 부는 지를 감지할 필요가 있으므로, 일정시간 관측시간을 갖는 것이고 일정시간 계속 폭풍이 불면 제어부에 폭풍이 부는 것으로 신호를 보내어 측창을 닫고, 폭풍이 그치는 것을 감지하여 측창을 여는 제어 방법도 폭풍감지지연시간을 설정하여, 폭풍이 그침을 감지하고서도 계속 폭풍이 그친 상태인지를 감지하여, 일정시간 관측시간을 갖고, 일정시간 계속 폭풍이 불지 않으면 제어부에 폭풍이 그친 것으로 신호를 보내어 측창을 열게 되는 것이며,
   강우와 폭풍이 동시에 작동조건이 충족될 경우에는 폭풍쪽에 우선하여 측장을 동작시키는 것이며,
   폭풍 속도가 일정속도보다 커지게 되면, 온실내 환풍기를 작동시켜 온실내 공기를 외부로 배출시켜서 온실내에 폭풍에 의해 가해지는 압력을 해제하여 온실 안전을 도모하는 것이되,
   옥외기상대에 설치된 강우센서에 의해 비가 내리는 것을 감지하면 측창을 닫게 되고, 비가 그치면 측창을 열게 되며, 강우감지 지연시간을 설정하되, 상기 강우감지 지연시간은 비 내림을 감지하고 제어부에 신호를 보내기 전 기다리는 시간이며, 일정시간 계속 비가 내리면 제어부에 비가 내리는 것으로 신호를 보내어 측창을 닫게 되며, 강우해지 지연시간은 비 내림 종료 후 신호를 보내기 전 기다리는 시간으로 비 내림이 종료하고서도 천창을 다시 열기 전에 간헐적인 비의 속성에 따라서 대기하는 시간인 것이며, 상기 대기시간 내에도 비가 다시 내리지 않으면 강우해지 신호를 제어부에 보내어 측창을 열게 되며, 또한, 강우 및 폭풍이 감지된 상태에서도, 실내온도가 환기온도보다 높을 때 적어도 몇 % 까지는 열어 둘 것인가를 정하는 것을 특징으로 하는 온실의 복합환경제어시스템
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