KR101486946B1 - 비닐하우스용 항온 항습 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지열을 이용하여 비닐하우스의 난방하므로, 겨울철 난방비용을 절감할 수 있도록 하는 비닐하우스용 항온 항습 장치에 관한 것으로, 비닐하우스의 외부 및 내부에서 유입되는 공기를 지열을 이용하여 가열 또는 냉각하는 지열 항온부와, 이 지열 항온부에서 순환하는 공기를 선택적으로 재가열하는 습식 히팅부 및 비닐하우스의 외부 및 내부를 지열 항온부에 선택적으로 공급하기 위한 공기 유입 조절부를 포함한다.

Description

비닐하우스용 항온 항습 장치{CONSTANT TEMPERATURE AND CONSTANT HUMIDITY APPARATUS}
본 발명은 비닐하우스용 항온 항습 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지열을 이용하여 비닐하우스를 냉난방하므로, 겨울철 난방비용 및 여름철 냉방비용을 절감할 수 있도록 하는 비닐하우스용 항온 항습 장치에 관한 것이다.
최근 세계적으로 식량 부족 문제가 크게 대두되면서 국내에서도 식량 자족에 대한 관심이 높아지고 있으며, 최근 국내에서는 귀농인구가 점차 증가하고 있는 추세이다.
아울러, 농업기술의 발달과 함께 각종 작물에 대한 수요의 증대로 비닐하우스 또는 온실을 이용한 작물재배가 나날이 증가하고 있으며, 이중 비닐하우스에서 작물을 재배하는 경우 작물의 원활한 생장을 위하여 비닐하우스의 내부에 온도를 일정하게 유지하는 것이 매우중요하다.
특히, 비닐하우스와 같은 경우에는 내외부의 단열이 전혀 이루어지지 못하여 야간이나 늦가을부터 초봄에 이르는(11월에서 3월까지) 외부의 기온이 급격하게 낮아지는 기간에 내부의 열이 외부와 동일하게 낮아지게 되므로, 별도의 단열재를 통해 단열을 하거나 비닐막을 이중으로 형성하고 그 내부에 온수 수막을 형성한다.
이러한, 비닐하우스는 늦가을부터 초봄에 이르는 기간에는 그 사용이 가능하나 일조량이 많고 기온이 높은 하절기(7~8월)에는 작물을 재배할 수 없거나, 별도의 냉방시설을 사용하여야 한다.
또한, 기온이 낮은 늦가을부터 초봄에는 비닐하우스의 온도를 유지하기 위하여 내부에는 온수를 가열하기 위한 온수난방장치가 구비되고, 온수난방장치의 연료로 목탄, 석유, 석탄, 개스 등을 사용하게 된다.
허나, 상기와 같은 비닐하우스용 난방장치는 면적이 넓은 비닐하우스 전체를 난방하여야 하므로, 연료의 사용량이 증가되는 문제가 발생할 뿐만 아니라, 난방을 하는 과정에서 다량의 이산화탄소가 발생하여 작물의 생장을 저하시키는 문제점이 발생한다.
국내 공개특허공보 제10-1999-0085810호 국내 등록특허 제10-1107286호
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 개발된 것으로, 지열을 이용하여 비닐하우스의 난방 하도록 하여 겨울철 난방비용을 절감할 수 있고, 외부 공기를 가열하여 공급함은 물론 습도를 조절할 수 있도록 하여 비닐하우스의 내부 공기를 쾌적하게 유지시킬 수 있도록 하는 비닐하우스용 항온 항습 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 비닐하우스의 외부 및 내부공기를 유입하여 지열을 통해 가열한 후, 상기 비닐하우스의 내부로 배출시키도록 상기 비닐하우스에 설치되는 지열 항온부; 상기 지열 항온부에서 가열된 공기를 선택적으로 재가열하도록 상기 지열 항온부에 설치되는 습식 히팅부; 및 상기 비닐하우스의 내부 및 외부의 공기를 상기 지열 항온부에 선택적으로 공급하도록 상기 지열 항온부에 설치되어 상기 비닐하우스 내부 및 외부의 공기 유입을 조절하는 공기 유입 조절부를 포함하는 비닐하우스용 항온 항습장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 비닐하우스의 지하로 매립되어 지열에 의해 가열되며, 일단부가 상기 공기 유입 조절부와 연결되고, 타단부가 상기 공기 유입 조절부와 연결되는 지중 매설 배관; 상기 습식 히팅부와 연결되도록 상기 비닐하우스의 지면에 설치되어 가열된 공기를 외부로 배출하는 공기 배출 배관; 상기 비닐하우스의 외부 공기를 유입하도록 상기 공기 유입 조절부와 연결되는 외부공기 유입 배관; 상기 비닐하우스의 내부 공기를 유입하도록 상기 공기 유입 조절부와 연결되는 내부공기 유입 배관; 및 상기 지중 매설 배관에 설치되어 상기 지중 매설 배관의 공기를 상기 공기 배출 배관으로 이송시키는 송풍팬으로 이루어진 지열 항온부를 포함하는 비닐하우스용 항온 항습장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 지열 항온부에서 이송하는 공기를 선택적으로 가열하는 히터; 및 상기 히터에서 배출되는 가열공기로 물을 분사하도록 상기 지열 항온부에 구비되는 물 분무 노즐로 이루어진 습식 히팅부을 포함하는 비닐하우스용 항온 항습장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 지열 항온부에 설치되며, 상기 비닐하우스의 외부 및 내부의 공기가 각각 유입되는 공기유입유로가 형성되는 덕트; 및 이 덕트의 내부에 구비되어 상기 공기유입유로를 선택적으로 차단하는 유로 차단부재로 이루어진 공기 유입 조절부를 포함하는 비닐하우스용 항온 항습장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 비닐하우스의 내부 온도 및 습도에 따라 상기 지열 항온부, 상기 습식 히팅부 및 공기 유입 조절부를 제어하는 내부 환경 조절부를 더 포함하는 비닐하우스용 항온 항습장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 비닐하우스의 내부에 설치되어 온도를 감지하는 온도 감지센서; 비닐하우스의 내부에 설치되어 습도를 감지하는 습도 감지센서(143); 온도 감지센서 및 상기 습도 감지센서의 감지신호에 따라 지열 항온부, 습식 히팅부 및 공기 유입 조절부의 작동을 제어하는 제어부로 이루어진 내부 환경 조절부를 포함하는 비닐하우스용 항온 항습장치를 제공한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 비닐하우스용 항온 항습 장치에 의하면, 지열을 이용하여 비닐하우스의 난방 하도록 하여 겨울철 난방비용을 절감할 수 있고, 외부 공기를 가열하여 공급함은 물론 습도를 조절할 수 있도록 하여 비닐하우스의 내부 공기를 쾌적하게 유지시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비닐하우스용 항온 항습 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비닐하우스용 항온 항습 장치를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비닐하우스용 항온 항습 장치를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비닐하우스용 항온 항습 장치를 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비닐하우스용 항온 항습 장치의 내부공기 유입을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비닐하우스용 항온 항습 장치의 외부공기 유입을 도시한 도면이다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 본 발명에 따른 비닐하우스용 항온 항습 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 비닐하우스용 항온 항습 장치(100)는 비닐하우스(10)의 내부 공기를 적정하게 유지시킬 수 있도록 동절기에 비닐하우스(10)의 내부 온도를 상승시키고, 하절기에 비닐하우스(10)의 내부 온도를 하강시킨다. 이때, 비닐하우스용 항온 항습 장치(100)는 지열을 이용하여 비닐하우스(10)의 내부 온도를 유지할 수 있으므로, 난방비용을 현저하게 줄이게 된다.
이를 위하여, 본 실시 예에 따른 비닐하우스용 항온 항습 장치(100)는 비닐하우스(10)의 외부 및 내부에서 유입되는 공기를 지열을 이용하여 가열 또는 냉각하는 지열 항온부(110)와, 이 지열 항온부(110)에서 순환하는 공기를 선택적으로 재가열하는 습식 히팅부(120) 및 비닐하우스(10)의 외부 및 내부를 지열 항온부(110)에 선택적으로 공급하기 위한 공기 유입 조절부(130)를 포함한다.
지열 항온부(110)는 비닐하우스(10)의 외부 및 내부공기를 유입하여 지열을 통해 가열 또는 지하에서 냉각한 후, 비닐하우스(10)의 내부로 배출시키도록 비닐하우스(10)의 내부에 설치된다.
구체적으로, 지열 항온부(110)는 비닐하우스(10)가 설치된 지면에 매립되는 지중 매설 배관(111)과, 이 지중 매설 배관(111)을 순환한 공기가 지상으로 배출하도록 지면에 설치되는 공기 배출 배관(113)과, 비닐하우스(10)의 외부 공기를 유입하도록 비닐하우스(10)의 내측 상부에 구비되는 외부공기 유입 배관(115)과, 비닐하우스(10) 내부의 공기를 유입하는 내부공기 유입관(117) 및 지중 매설 배관(111)의 공기를 공기 배출 배관(113)으로 송풍시키기 위한 송풍팬(119)을 구비한다.
지중 매설 배관(111)은 지중으로 매립되면 일단부가 공기 유입 조절부(130)와 연결되고, 타단부가 습식 히팅부(120)와 연결된다. 이러한, 지중 매설 배관(111)은 지중으로 1m ~ 2mm 깊이로 매립되며, 내부를 순환하는 공기가 동절기에는 지열에 의해 가열되고, 하절기에는 냉각된다.
또한, 지중 매설 배관(111)의 타단부에는 내부의 공기가 강제 이송되도록 송풍팬(119)이 구비된다.
그리고 송풍팬(119)에 의해 강제 송풍되는 공기는 습식 히팅부(120)를 통과하여 공기 배출 배관(113)으로 배출된다.
공기 배출 배관(113)은 일단부가 습식 히팅부(120)와 연결되도록 비닐하우스(10)의 지면에 설치되며, 배부로 이송되는 공기가 원활하게 배출되도록 공기 배출 구멍(113a)이 길이 방향을 따라 복수개 형성된다.
외부공기 유입 배관(115)은 비닐하우스(10)의 외부 공기를 지열 항온부(110)로 유입하도록 일단부가 비닐하우스(10)의 외부로 노출되고 타단부가 공기 유입 조절부(130)와 연결된다.
내부공기 유입 배관(117)은 비닐하우스(10)의 내부 공기를 지열 항온부(110)로 유입하도록 공기 유입 조절부(130)와 연결된다.
송풍팬(119)은 지중 매설 배관(111)의 타단부에 설치되며, 습식 히팅부(120)와 연결되어 지중 매설 배관(111)의 공기를 공기 배출 배관(113)측으로 송풍시킨다.
습식 히팅부(120)는 송풍팬(119)을 통해 공기 배출 배관(113)으로 이송되는 공기를 재가열할 수 있도록 송풍팬(119)과 공기 배출 배관(113) 사이에 마련된다.
이러한, 습식 히팅부(120)는 송풍팬(119)에서 송풍되는 공기를 가열하는 히터(121)와, 공기 배출 배관(113)에 설치되어 히터(121)에서 배출되는 가열공기로 물을 분사하는 물 분무 노즐(123)을 구비한다.
공기 유입 조절부(130)는 외부공기 유입 배관(115) 및 내부공기 유입 배관(117)으로 유입되는 공기를 지중 매설 배관(111)에 선택적으로 공급하도록 외부공기 유입 배관(115) 및 내부공기 유입 배관(117)을 선택적으로 개폐한다.
이를 위하여, 공기 유입 조절부(130)는 외부공기 유입 배관(115) 및 내부공기 유입 배관(117)이 측면에 연결되고 하면에 지중 매설 배관(111)이 연결되는 덕트(131)와, 이 덕트(131)의 내부에 구비되는 유로 차단부재(133)를 포함한다.
덕트(131)는 외부공기 유입 배관(115) 및 내부공기 유입 배관(117)을 통해 비닐하우스(10)의 외부 및 내부의 공기가 각각 유입되도록 외부공기 유입 배관(115) 및 내부공기 유입 배관(117)과 각각 연결되는 공기유입유로(131a, 131b)가 형성된다.
공기유입유로(131a, 131b)는 외부공기 유입 배관(115)과 연통하는 외부 공기 유입로(131a) 및 내부공기 유입 배관(117)과 연통하는 내부 공기 유입로(131b)로 이루어진다.
유로 차단부재(133)는 모터를 통해 덕트(131)의 내부에서 회전하면서, 외부 공기 유입로(131a) 및 내부 공기 유입로(131b)를 선택적으로 차단한다.
한편, 본 실시 예에 따른 비닐하우스용 항온 항습장치(100)는 비닐하우스(10)의 내부 온도 및 습도에 따라 지열 항온부(110), 습식 히팅부(120) 및 공기 유입 조절부(130)를 제어하는 내부 환경 조절부(140)와, 비닐하우스(10)의 내부 공기를 외부로 배출하기 위한 환기팬(150)을 더 포함한다.
내부 환경 조절부(140)는 비닐하우스(10)의 내부에 설치되어 온도를 감지하는 온도 감지센서(141)와, 비닐하우스(10)의 내부에 설치되어 습도를 감지하는 습도 감지센서(143)와, 온도 감지센서(141) 및 습도 감지센서(143)의 감지신호에 따라 송풍팬(119), 히터(121), 물 분무 노즐(123), 유로 차단부재(133) 및 환기팬(150)의 작동을 제어하는 제어부(145)를 포함한다.
예를 들어 내부 환경 조절부(140)의 제어부(145)는 비닐하우스(10)의 공기를 환기 시킬 수 있도록 환기 조작신호가 입력되면, 유로 차단부재(133)를 작동시켜 덕트(131)의 내부 공기 유입로(131b)를 차단시키고, 송풍팬(119)을 가동시켜 비닐하우스(10)의 외부 공기를 내부로 송풍시킨다. 이때, 제어부(145)는 비닐하우스(10)의 내부 공기가 외부로 보다 원활하게 배출하도록 환기팬(150)을 작동시킨다.
또한, 내부 환경 조절부(140)의 제어부(145)는 동절기 비닐하우스(10)의 내부 온도를 상승시킬 수 있도록 항온 조작신호가 입력되면, 유로 차단부재(133)를 작동시켜 덕트(131)의 외부 공기 유입로(131a)를 차단시키고, 송풍팬(119)을 가동시켜 비닐하우스(10)의 내부 공기를 지열 항온부(110)로 순환시킴과 동시에 히터(121)를 가동시켜 비닐하우스(10)의 공기를 지속적으로 가열시켜 상승 시킨다. 이때, 비닐하우스(10)의 내부가 건조하면 물 분무 노즐(123)로 물이 분사되도록 물공급펌프(도시생략)를 작동시켜 물을 분무시켜 비닐하우스(10) 내부의 습도를 적정하게 유지시킨다.
또한, 내부 환경 조절부(140)의 제어부(145)는 하절기 비닐하우스(10)의 공기를 냉각시킬 수 있도록 유로 차단부재(133)를 작동시켜 덕트(131)의 내부 공기 유입로(131b)를 차단시킨 상태에서 외부의 공기를 지속적으로 순환시킨다. 이때, 습식 히팅부(120)의 작동은 정지하고, 환기팬(150)은 구동시킨다.
이러한, 내부 환경 조절부(140)는 비닐하우스(10)의 설정 온도 및 습도 구간에 따라 지열 항온부(110), 습식 히팅부(120) 및 공기 유입 조절부(130)를 제어한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
110 : 지열 항온부 111 : 지중 매설 배관
113 : 공기 배출 배관 115 : 외부공기 유입 배관
117 : 내부공기 유입 배관 119 : 송풍팬
120 : 습식 히팅부 121 : 히터
123 : 물 분무 노즐 130 : 공기 유입 조절부
131 : 덕트 133 : 유로 차단부재
140 : 내부 환경 조절부 150 : 환기팬

Claims (6)

  1. 비닐하우스의 외부 및 내부공기를 유입하여 지열을 통해 가열한 후, 상기 비닐하우스의 내부로 배출시키도록 상기 비닐하우스에 설치되는 지열 항온부; 상기 지열 항온부에서 가열된 공기를 선택적으로 재가열하도록 상기 지열 항온부에 설치되는 습식 히팅부; 상기 비닐하우스의 내부 및 외부의 공기를 상기 지열 항온부에 선택적으로 공급하도록 상기 지열 항온부에 설치되어 상기 비닐하우스 내부 및 외부의 공기 유입을 조절하는 공기 유입 조절부; 및 상기 비닐하우스의 내부 온도 및 습도에 따라 상기 지열 항온부, 상기 습식 히팅부 및 공기 유입 조절부를 제어하는 내부 환경 조절부;를 포함하며,
    상기 습식 히팅부는, 상기 지열 항온부에서 이송하는 공기를 선택적으로 가열하는 히터; 및 상기 히터에서 배출되는 가열공기로 물을 분사하도록 상기 지열 항온부에 구비되는 물 분무 노즐;을 포함하고,
    내부 환경 조절부는, 상기 비닐하우스의 내부에 설치되어 온도를 감지하는 온도 감지센서; 상기 비닐하우스의 내부에 설치되어 습도를 감지하는 습도 감지센서; 및 상기 온도 감지센서 및 상기 습도 감지센서의 감지신호에 따라 지열 항온부, 습식 히팅부 및 공기 유입 조절부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스용 항온 항습장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 지열 항온부는,
    상기 비닐하우스의 지하로 매립되어 지열에 의해 가열되며, 일단부가 상기 공기 유입 조절부와 연결되고, 타단부가 상기 습식 히팅부와 연결되는 지중 매설 배관;
    상기 습식 히팅부와 연결되도록 상기 비닐하우스의 지면에 설치되어 가열된 공기를 외부로 배출하는 공기 배출 배관;
    상기 비닐하우스의 외부 공기를 유입하도록 상기 공기 유입 조절부와 연결되는 외부공기 유입 배관;
    상기 비닐하우스의 내부 공기를 유입하도록 상기 공기 유입 조절부와 연결되는 내부공기 유입 배관; 및
    상기 지중 매설 배관에 설치되어 상기 지중 매설 배관의 공기를 상기 공기 배출 배관으로 이송시키는 송풍팬;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스용 항온 항습장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 공기 유입 조절부는,
    상기 지열 항온부에 설치되며, 상기 비닐하우스의 외부 및 내부의 공기가 각각 유입되는 공기유입유로가 형성되는 덕트; 및
    상기 덕트의 내부에 구비되어 상기 공기유입유로를 선택적으로 차단하는 유로 차단부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스용 항온 항습장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
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