KR20210062463A - 냉해 방지용 시설하우스 - Google Patents

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Abstract

비닐 막이 씌워지는 분리 및 조립이 가능한 규격화 되어 있는 파이프를 끼워서 만들어지는 외부 하우스, 외부 하우스 내부에 만들어지는 중간 하우스 및 중간 하우스 내부에 만들어지는 내부 하우스로 구성되는 3중보온 시설하우스를 제작하고 외부 하우스, 중간 하우스와 내부 하우스에 각각 환기시스템을 설치하고, 시설하우스에서 재배하는 작물에 가해지는 환경조건들 중에서 온도 및 내부 공기를 자동으로 제어하기 위하여 환기를 할 때 농작물의 냉해를 방지하도록 환기구 개방할 때는 내부 환기구부터 지그재그 순서로 정해진 방법에 따라 차례로 개방하는 냉해 방지용 시설하우스 및 시설하우스 환경제어 방법을 제공한다.

Description

냉해 방지용 시설하우스 {Vinylhouse for protecting against cold-weather damage}
본 발명은 냉해 방지용 시설하우스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 하우스, 외부 하우스 내부에 만들어지는 중간 하우스 및 중간 하우스 내부에 만들어지는 내부 하우스로 구성되는 3중 보온 시설하우스를 제작하고, 외부 하우스, 중간하우스와 내부 하우스에 각각 환기시스템을 설치하고, 환기를 할 때 농작물의 냉해를 방지하도록 지그재그로 환기시스템을 가동하는 냉해방지용 시설하우스에 관한 것이다.
일반적으로, 비닐하우스는 동절기나 이른 봄 등 제철이 되기 전의 각종 과일 및 농작물(예: 토마토, 오이, 딸기, 참외, 수박, 버섯 등) 및 상품성 높은 관상용 선인장 및 시설 작물 등을 공급할 수 있어 농가에 수익 증대에 큰 도움을 주고 있다.
그러나 상기 비닐하우스를 이용하여 작물을 재배한다 하더라도 기온이 크게 떨어지는 겨울과 온도가 차츰 오르는 봄철, 특히 구름이 발생하게 되어 햇볕이 차단되는 날이면 비닐하우스 내의 온도는 급격히 내려가고, 또한 구름이 걷히고 햇볕이 나면 온도는 급격히 상승하게 된다. 그럴 때마다 비닐하우스 내의 온도차가 극심하게 되고, 따라서 작물은 생육에 영향을 받고 심한 피해가 발생한다.
따라서 이와 같은 문제점을 해결하고자 단열 효과가 높은 여러 종류의 비닐하우스가 개발되어 있고 이러한 비닐하우스는 내부의 온도, 습도 등을 조절하기 위하여 온도 및 습도 센서를 갖추고 자동으로 비닐하우스를 개폐하는 비닐하우스 환기장치를 갖추고 있다.
온도변화에 민감한 작물을 재배하는 경우 기온이 떨어질 때 내부 온도를 높이기 위해서 실내난방장치가 필요하며, 온도조절을 위해 환기를 할 때 급격한 하우스 내부의 온도변화를 막을 수 있는 환기방법이 필요하다.
소규모 시설하우스에서는 실내난방장치로 가격이 저렴하고 열효율이 좋은 농업용 온풍기를 많이 사용한다.
일반적으로, 시설하우스의 내부 온도를 높이기 위한 목적으로 사용되는 농업용 온풍기는 정상 연소 상태를 유지하는 것이 매우 중요하다.
연소가 불안정하면 일산화탄소(CO)가 과다하게 배출되거나, 화염의 상태가 나빠지게 되는 결과를 초래하며, 기존의 농업용 온풍기는 화염의 상태가 나빠지거나 화염이 꺼지면 화염센서의 동작에 따라 전원을 차단하는 안전장치가 있으나, 이로 인해 난방이 중단되어 재배중인 식물이 냉해를 입는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 일산화탄소가 과다하게 배출되거나, 화염의 상태가 나빠져서 그을음이 과다하게 배출되면 작물성장에 나쁜 영향을 주게 되고 작물의 수분불량이 발생하게 되는 문제점이 있었다.
대규모 시설하우스에서는 최신 IT기술을 이용한 농업서비스 기술을 이용하여 환경과 시설을 관리하여 일정한 생육 조건을 인공적으로 조성하여 외부 자연 환경 조건에 영향을 받지 않고, 농업을 가능하게 할 수 있으나 대규모의 시설투자와 운영비용이 필요하므로 소규모 시설하우스에서는 경제적인 이유로 최신 IT기술을 사용하기가 쉽지 않다.
소규모 시설하우스의 경우, 야간에 시설하우스의 난방을 위하여 농업용 온풍기를 사용할 때 관리자가 상주하지 않는 경우 온풍기를 포함한 시설하우스의 상태를 알 수 있는 방법이 없어 온풍기에 문제가 있어도 관리자가 알 수 없고 문제에 신속하게 대처할 수 있는 방법이 없었다.
한국등록특허 제10-1696761호
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 비닐하우스의 설치 및 보수가 용이하고, 에너지가 적게 필요한 보온이 잘되는 냉해방지용 시설하우스를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 분리 및 조립이 가능하고 비닐 막이 씌워지는 파이프와, 복수의 파이프가 끼워져 만들어진 내부, 중간, 외부 하우스 프레임으로 구성되는 냉해 방지용 시설하우스를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 감속모터로 구동되는 권취 파이프가 외부, 중간 하우스 및 내부 하우스의 측면벽의 창호용 비닐 막을 감아서 개폐하는 환기구를 형성하는 시설하우스 및 환경제어 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 시설하우스에 설치된 센서들을 통하여 하우스 내부의 상태에 따라 감속 모터를 제어하여 외부 환기구와 내부 환기구의 개폐 정도를 조절 가능하고 내부 상태를 관리자에게 통보하도록 형성된 제어부를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 비닐하우스의 환기 시 냉기가 농작물에 직접 닿는 것을 방지하며, 급격한 온도 하강에 따른 냉해를 방지하는 냉해 방지용 시설하우스 및 환경제어 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 냉해방지용 시설하우스는, 비닐 막(10)이 씌워지고 분리 및 조립이 가능하게 형성되는 곡선형 파이프(20) 및 직선형 파이프(30), 복수 개의 상기 곡선형 파이프(20)와 직선형 파이프(30)가 끼워져 만들어지는 수직 아치형상의 외부 하우스 프레임(150), 복수 개의 상기 외부 하우스 프레임(150)을 차례로 연결하고, 비닐 막(10)을 씌워서 터널 형태로 만들어지는 외부 하우스(100), 상기 외부 하우스(100) 내부에 복수 개의 곡선형 파이프(20)와 직선형 파이프(30)가 끼워져 만들어지는 수직 아치형상의 중간 하우스 프레임(250), 복수 개의 상기 중간 하우스 프레임(250)을 차례로 연결하고, 비닐 막(10)을 씌워서 터널 형태로 만들어지는 중간 하우스(200), 상기 중간 하우스(200) 내부에 복수 개의 곡선형 파이프(20)와 직선형 파이프(30)가 끼워져 만들어지는 수직 아치형상의 내부 하우스 프레임(350), 복수 개의 상기 내부 하우스 프레임(350)을 차례로 연결하고, 비닐 막(10)을 씌워서 터널 형태로 만들어지는 내부 하우스(300), 상기 외부 하우스(100)의 좌우측 측면벽의 일정한 위치에 형성되는 적어도 하나의 외부 환기구(110), 상기 중간 하우스(200)의 좌우측 측면벽의 일정한 위치에 형성되는 적어도 하나의 중간 환기구(210), 상기 내부 하우스(300)의 좌우측 측면벽의 일정한 위치에 형성되는 적어도 하나의 내부 환기구(310), 상기 복수 개의 외부 환기구(110), 중간 환기구(210) 및 내부 환기구(310)에 각각 덧대어지는 창호용 비닐 막을 감아서 개폐하도록 형성되는 권취 파이프(160), 상기 권취 파이프(160)의 회전에 구동력을 공급하도록 정역 회전 및 회전수를 가감할 수 있는 감속 모터(170), 상기 내부하우스의 일측 또는 내부에 위치하며 구조물 내부에 난방이 되도록 형성된 난방장치(40), 상기 내부하우스의 내측에 위치하며 시설하우스의 환경 데이터를 습득할 수 있도록 형성된 센서부(140), 상기 감속 모터(170)를 제어하여 외부 환기구(110) 및 내부 환기구(210)의 개폐 정도를 조절 가능하도록 형성되는 제어부(400) 및 상기 제어부(400)와 통신하여 사용자가 각 감속 모터(170)를 원격 조작 하도록 하는 리모컨스위치(500)를 포함하고, 상기 환기구(110, 210, 310)를 개방할 때는 냉해 방지를 위해 냉기가 농작물에 직접 닿는 것을 방지하도록 지그재그 순서로 개방하는 것을 특징으로 한다.
상기 외부 하우스(100)의 벽면에 설치된 외부 환기구(110)와 중간하우스(200)에 설치된 중간 환기구(210) 및 내부 하우스(300)에 설치된 내부 환기구(310)의 개폐는, 개별적으로 동작 하도록 형성된 것을 특징으로 한다.
외부 하우스(100)의 벽면에 설치된 외부 환기구(110)의 개폐 속도가, 중간하우스 및 내부 하우스(200)에 설치된 환기구(210, 310)의 개폐 속도보다 빠르게 구동하는 것을 특징으로 한다.
상기 센서부는 온도, CO2, 습도, 점화장치, CO 및 먼지에 대한 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
지그재그 순서로 환기구를 개방할 때 내부하우스 좌측면창(또는 우측면창), 내부하우스 열린 측면창 반대편 중간하우스 측면창, 중간하우스 열린 측면창 반대편 외부하우스 측면창 순으로 지그재그 순서로 열고, 닫을 때는 외부하우스 측면창, 내부하우스 측면창, 중간하우스 측면창 순으로 닫는 것을 특징으로 한다.
지그재그 순서로 외부하우스 측면 환기구(110)을 개방할 때 내부의 환기구(210, 310)가 열린후 하우스 내부 온도를 감지하여 미리 정해진 온도가 되면 모터를 가동하며, 모터를 제1 가동시간 동안 가동하고 제1 대기시간 동안 대기후 다시 제2 가동시간 동안 가동하고 제2 대기시간 동안 대기하는 것을 환기구가 완전히 열릴 때까지 반복하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 CO센서 또는 먼지센서의 센서값을 기설정된 센서 기준값들과 비교하고 센서값이 기준값 이상으로 판단되면 관리자에게 유무선통신망을 통하여 경고 메시지를 통보하고, 지그재그 환기방법으로 환기하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 점화장치 센서의 센서값을 기설정된 기준값들과 비교하고 센서값과 기준값의 편차가 기준치 이상으로 판단되면 관리자에게 유무선통신망을 통하여 경고 메시지를 통보하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 구성에 의해 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명의 냉해 방지용 시설하우스 개폐시스템은 규격화된 파이프를 사용하여 프레임을 조립함으로서 비닐하우스의 설치 및 보수가 용이하다.
또한, 본 발명의 비닐하우스는 외부 하우스, 중간하우스와 내부 하우스 복수로 형성되어 있어, 하우스 내 더운 공기를 오래 가둘 수 있고, 뛰어난 보온성능으로 에너지비용을 절감할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 비닐하우스는 하우스 내부의 공기를 환기할 때 지그재그 환기방법을 사용하여 한 번에 찬 공기가 농작물로 직접 전달되는 것을 막아 냉해 없이 작물을 생산할 수 있다.
또한, 본 발명의 비닐하우스는 하우스에 관리자의 관리가 필요한 문제가 발생한 경우 신속하게 내부 상태를 관리자에게 통보하여 관리자가 상황에 대처할 수 있다.
도 1은 본 발명의 냉해 방지용 시설하우스의 개략적인 사시도((a)는 외부 하우스의 사시도, (b)는 중간 하우스의 사시도, (c)는 내부 하우스의 사시도).
도 2는 본 발명의 시설하우스 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 시설하우스 내부 연결도.
도 4는 본 발명에 따른 시설하우스 환기구 지그재그 환기방법의 예.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 냉해방지용 시설하우스 및 환경제어 방법을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
시설하우스(1000)는 농산물을 재배할 수 있도록 생육환경인 광선, 온도, 습도를 인공적으로 조절할 수 있는 건축물로서, 비닐하우스, 유리온실, 식물공장, 단동시설하우스 및 연동시설하우스 등 다양한 형태로 구성될 수 있도록 한다.
상기 시설하우스(1000)는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 돔형태의 하우스 구조물(100, 200, 300)과, 상기 구조물의 일측 또는 내부에 위치하며 구조물 내부에 난방이 되도록 형성된 난방장치(40)와, 상기 구조물의 내측에 위치하며 시설하우스의 온도, CO2, 습도, CO 및 먼지(그을음)에 대한 데이터를 습득할 수 있도록 형성된 센서부(140)와, 상기 센서부(140)에 의해 측정된 데이터와 사용자가 설정한 설정값의 차이에 따라 설정값으로 제어하도록 상기 천창 및 권취 파이프(160) 및 난방장치(40)를 제어하는 제어장치의 제어부(400)로 구성되며, 구조물내의 적절한 습도를 유지할 수 있도록 하는 가습기와, 구조물 내부의 공기를 순환시킬 수 있도록 하는 공기 교반기가 더 설치될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 냉해방지용 시설하우스의 돔형태의 하우스 구조물은 비닐 막(10), 곡선형 파이프(20), 직선형 파이프(30), 외부 하우스(100), 중간하우스(200), 내부 하우스(300), 외부 환기구(110), 중간환기구(210), 내부 환기구(310), 권취 파이프(160), 감속 모터(170), 제어부(400), 리모컨 스위치(500)로 이루어진다.
본 발명의 냉해 방지용 시설하우스의 파이프(20, 30)는 비닐 막(10)이 씌워지고 분리 및 조립이 가능하게 형성된다.
파이프(20, 30)는, 조립 후 일정 강도를 지니도록 합성수지 몸체 내부에 금속 재질의 서포터를 형성한다.
곡선형 파이프(20)는 정해진 길이와 일정한 곡률반경을 가지며, 서로 조립이 용이하도록 탄성변형 가능한 합성수지 몸체로 제작되며, 양 단에 돌출부와 결합부가 형성되어 하우스 지붕의 아치 형태로 조립된다.
직선형 파이프(20)는 정해진 길이를 가지며, 서로 조립이 용이하도록 탄성변형 가능한 합성수지 몸체로 제작되며, 하우스의 좌우 측면에 수직으로 기둥을 형성하며, 일부 결합부 및 돌출부는 아치형의 끝단 곡선형 파이프와 결합되어 수직을 이룰 수 있도록 형성된다.
본 발명의 냉해 및 열해 방지용 시설하우스의 외부 하우스 프레임(150)은 복수 개의 파이프(20, 30)를 끼워서 만들어진다.
외부 하우스(100)은 견고하고 하중을 지탱할 수 있도록 2m ~ 2.5m의 높이의 지면에서 수직 아치형으로 제작된다.
본 발명의 냉해 방지용 시설하우스 환기 시스템의 외부 하우스는, 복수 개의 외부 하우스 프레임(150)을 차례로 연결하고, 비닐 막(10)을 씌워서 수직 아치형 터널 형태로 만들어진다.
본 발명의 냉해 방지용 시설하우스 환기 시스템의 중간 하우스 프레임(250)은, 외부 하우스(100) 내부에 복수 개의 파이프(20, 30)가 끼워져 만들어진 수직 아치형상이며, 외부하우스와 같은 방법으로 만들어진다.
본 발명의 냉해 방지용 시설하우스 환기 시스템의 내부 하우스 프레임(350)은, 중간 하우스(200) 내부에 복수 개의 파이프(20, 30)가 끼워져 만들어진 수직 아치형상이며, 외부하우스 및 중간하우스와 같은 방법으로 만들어진다. 본 발명의 냉해 방지용 시설하우스의 외부 환기구(110)는, 외부 하우스(100) 측면의 일정한 위치에 하나 이상으로 형성되나, 가장 바람직하게는 외부 하우스(100) 좌우 측면에 장방형으로 상, 하 두 개를 형성한다.
본 발명의 냉해 방지용 시설하우스의 중간 환기구(210)는, 중간 하우스(200) 측면의 일정한 위치에 하나 이상으로 형성되나, 가장 바람직하게는 중간 하우스(200) 좌우 측면에 장방형으로 상, 하 두 개를 형성한다.
본 발명의 냉해 방지용 시설하우스의 내부 환기구(310)는, 내부 하우스(300) 측면의 일정한 위치에 하나 이상으로 형성되나, 가장 바람직하게는 내부 하우스(300) 좌우 측면에 장방형으로 상, 하 두 개를 형성한다.
또한, 외부 하우스(100)의 벽면에 설치된 외부 환기구(110), 중간 하우스(200)의 벽면에 설치된 중간 환기구(210) 및 내부 하우스(300)의 벽면에 설치된 내부 환기구(310)는 개별적으로 개폐하도록 형성된다.
또한, 외부 하우스(100)의 벽면에 설치된 외부 환기구(110)의 개폐 속도가 중간(200) 및 내부 하우스(300)의 벽면에 설치된 내부의 환기구(210, 310)의 개폐 속도보다 빠르게 구동하여 겨울철 냉해 위험시에는 닫힘을 빠르게 구동하도록 한다.
본 발명의 냉해 방지용 시설하우스 환기 시스템의 권취 파이프(160)는, 복수 개의 외부 환기구(110), 중간 환기구(210) 및 내부 환기구(310)에 덧대어진 창호용 비닐 막을 감아서 개폐하도록 형성된다.
본 발명의 냉해 방지용 시설하우스 환기 시스템의 감속 모터(170)는, 권취 파이프(160)의 회전에 구동력을 공급하도록 정역 회전 및 회전수를 가감하도록 형성된다.
본 발명의 냉해 방지용 시설하우스 환기 시스템의 제어부(400)는, 감속 모터(170)를 제어하여 외부 환기구(110) 및 내부의 환기구(210, 310)의 개폐 정도를 조절 가능하도록 형성된다.
또한, 제어부(400)는, 셀렉터 스위치(430)를 통하여 자동모드와 수동모드를 선택할 수 있으며, 자동모드 시에는 온도의 상승 및 하강에 따라 자동으로 제어되며, 수동모드 시에는 본 발명의 냉해 방지용 시설하우스 환기 시스템의 리모컨 스위치(500)는, 제어부(400)와 통신하여 사용자가 각 감속 모터(170)를 원격 조작 가능하도록 한다.
또한, 리모컨 스위치(500)는 ON/OFF, 열림 및 닫힘, 좌 및 우 등 3버튼으로 이루어지고, 제어부와 무선으로 원격 통신하며, 사용하기 편리하도록 버튼의 크기가 크고 오염물질이나 물 등이 내부로 침입하지 않게 외피를 형성한다.
본 발명의 냉해 방지용 시설하우스 환기 시스템은 자동모드인 경우에는 온도의 상승 및 하강에 의해 구동부를 작동하고, 수동모드인 경우 리모컨 스위치(500)에서 신호를 송신하면 수신부 안테나(410)에서 신호를 수신하여 제어부의 셀렉터(430)에서 자동 또는 수동모드가 결정되고, 리모컨 스위치(500)의 버튼 선택에 따라 제어기(400)가 작동하여 환기시스템을 구동한다.
또한, 정전시에 제어부와 관계없이 수동으로 권취 파이프를 회전시킬 수 있는 핸들을 장착할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 환기를 위한 개폐시스템을 살펴보면, 외부에 형성된 외부 하우스(100), 중간하우스(200) 및 내부 하우스(300)의 측면의 창을 개폐하도록 형성되며 감속 모터(170)를 통해 감아서 개폐하는 권취 파이프(160)가 제공된다.
따라서 감속 모터(170)의 정역 회전 및 회전수의 가감을 통해 권취 파이프(160)가 하우스(100, 200, 300) 측면의 환기구(310, 210, 110)에 덧대어진 창호용 비닐 막을 감아서 개폐하도록 상하로 회전 작동하여 하우스 프레임(350, 250, 150) 측면의 창을 개폐하게 됨으로 환기가 용이하며 내부 하우스, 중간하우스, 외부하우스의 환기구는 각각 독립적으로 작동하도록 형성하여 외부의 공기가 직접적으로 내부 하우스(300)의 농작물에 닿지 않도록 하여 환기 온도 변화에 따른 냉해 피해를 막을 수 있다.
또한, 비닐하우스를 외부 하우스(100), 중간하우스(200)와, 내부 하우스(300) 삼중으로 형성하여, 하우스 내 더운 공기를 오래 가둘 수 있고, 외부 공기가 농작물로 직접 전달되는 것을 막을 수 있다.
또한, 외부 하우스(100)의 측면에 설치된 외부 환기구(110)의 개폐 속도가 중간 및 내부 하우스(200, 300)의 측면에 설치된 내부의 환기구(210, 310)의 개폐 속도보다 빠르게 구동하도록 하여, 내부하우스의 내부 공기의 변화를 최소화 하면서 냉해에 대응할 수 있다.
[지그재그 환기구 개폐방법]
환기시스템을 작동할 때 환기구를 일시에 개방하면 내부하우스 공기의 갑작스러운 온도변화가 생기므로, 농작물 피해를 막기 위하여 외부하우스 환기시스템, 중간하우스 환기시스템, 내부하우스 환기시스템을 순차적으로 환기구를 지그재그로 열어서 갑작스러운 온도변화를 줄일 수 있다.
환기구를 개방할 때는 내부하우스 좌측면창(310(a)) (또는 우측면창310(a)) -> 내부하우스 열린 측면창 반대편 중간하우스 측면창 -> 중간하우스 열린 측면창 반대편 외부하우스 측면창 순으로 열고, 닫을 때는 외부하우스 측면창 -> 내부하우스 측면창 -> 중간하우스 측면창 순으로 동작하는 것이 바람직하나 내부하우스 측면창과 중간하우스 측면창의 순서는 필요에 따라 변경될 수 있다.
개폐시스템의 수명을 연장하도록 개폐시스템을 열고 닫을 때 좌측과 우측을 번갈아 작동하여 지난번과 반대쪽의 개폐시스템을 사용할 수 있다.
위와 같이 서로 엇갈리게 배치된 측면창을 지그재그로 개폐하여 외부-> 중간 -> 내부 환기시스템을 거치는 공기순환과정을 통하여 공기가 서로 혼합되어 찬 공기가 작물에 직접 접촉하지 않도록 할 수 있다.
이때 외부하우스 측면창 열림은 내부의 환기구(210, 310)가 열린 후 하우스 내부 온도를 감지하여 미리 정해진 온도가 되면 외부하우스 측면창의 감속모터를 가동하며, 감속모터를 제1 가동시간 동안 가동하여 외부 측면 환기구(110)의 일부를 열고 제1 대기시간동안 대기 후 다시 제2 가동시간 동안 가동하고 제2 대기시간 동안 대기하는 것을 환기구가 완전히 열릴 때까지 반복하여 환기구를 조금씩 순차적으로 열어 찬 공기가 급작스럽게 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
제1 가동시간과 제2 가동 시간은 서로 같거나 다르게 선택할 수 있으며 제1 대기시간과 제2 대기시간도 서로 같거나 다르게 선택할 수 있으며, 대기시간과 가동시간은 독립적으로 선택할 수 있다.
외부하우스 측면창은 열릴 때는 가동시간과 대기시간이 반복되는 정해진 순서로 열게 되나 닫을 때는 차가운 공기를 빠르게 차단하기 위하여 대기시간 없이 연속으로 가동하여 닫을 수 있다.
시설하우스 내부에서 사용되는 난방장치(40)는 각종 센서(140)에 의해 측정된 시설하우스 내부의 환경조건과 사용자가 설정한 시설하우스 내부의 환경조건의 차를 근거로 시설하우스의 난방을 작동시키는 역할을 한다.
상기 난방장치는 버너, 연소에 필요한 공기를 공급하는 팬, 상기 팬의 소정 부위에 구비되어 상기 공급 공기량을 감지하는 풍량센서, 상기 버너의 저면부에 마련되어 불꽃을 점화시키는 점화부, 상기 버너에 마련되어 상기 불꽃의 화염을 감지하는 화염감지수단, 상기 풍량센서 및 화염감지수단의 전기 신호를 입력받아 각종 제어신호를 출력하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 화염감지수단은 금속재질의 프레임로드, 적외선센서 중 적어도 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 적외선 센서는 불꽃의 크기에 따라 그 출력 전압값을 달리하는 포토트랜지스터인 것을 특징으로 한다.
난방장치의 연소가 불안정하면 일산화탄소(CO)가 과다하게 배출되거나, 불완전 연소로 인하여 그을음이 과도하게 발생하는 경우가 있으며, 기존의 농업용 온풍기는 화염의 상태가 나빠지거나 화염이 꺼지면 화염센서의 동작에 따라 전원을 차단하는 안전장치가 있으나 이로 인해, 난방의 중단되어 재배중인 식물이 냉해를 입는 경우가 발생하므로 난방장치의 연소상태를 감시하는 것이 중요하다.
본 발명이 적용되는 난방장치의 화염 이상 연소 상태를 감지하는 방법은,
(S1) 버너에 공급될 공기량을 팬을 통해 공급하는 공기공급 단계; (S2) 점화부를 통해 불꽃이 점화되면 그 불꽃의 화염상태를 화염감지수단을 통해 감지하는 단계; (S3) 상기 단계 (S2)를 통해 감지된 화염의 크기를 해당 전압값으로 변환함과 동시에 그 전압값을 기 설정된 목표값과 비교하는 단계 및 (S4) 상기 단계(S3)를 통해 실제 전압값과 기 설정된 목표 전압값의 편차가 기준치 이상이면 점화이상으로 판단하는 단계로 구성된다.
점화이상으로 판단되면 에러 메세지를 표시하고 관리자에게 유무선통신망을 통하여 보일러의 점검필요 메시지를 통보하는 단계를 포함한다.
초기 점화단계에서 점화가 되지 않는 경우 재점화를 반복하는 난방장치인 경우 반복되는 재점화시도로 인하여 유증기가 누출되어 폭발 및 화재의 위험을 방지하도록 재점화시도가 미리 정해진 횟수를 초과하면 전원을 차단하고 관리자에게 유무선통신망을 통하여 보일러의 점검필요 메시지를 통보하는 단계를 포함할 수 있다.
난방장치의 연소가 불안정하여 일산화탄소(CO)가 과다하게 배출되거나, 불완전연소로 인하여 과다한 그을음이 발생하면 작물성장에 나쁜 영향을 주게 되고 작물의 수분불량이 발생하게 된다.
야간에 시설하우스의 난방을 위하여 농업용 온풍기를 사용할 때 관리자가 상주하지 않는 경우 온풍기를 포함한 시설하우스의 상태를 알 수 있는 방법이 없어 온풍기에 문제가 있어도 관리자가 알 수 없고 문제에 신속하게 대처할 수 있는 방법이 없었다.
제어부는 일산화탄소(CO)의 농도를 검출하는 CO센서와 불완전연소에 의한 그을음을 검출하는 먼지센서와 연동하여 하우스 내부의 상태를 감시하는 것을 특징으로 한다.
제어부는 CO센서의 전압값을 기설정된 기준값과 비교하고 CO센서의 전압값이 기준값 이상으로 판단되면 관리자에게 유무선통신망을 통하여 CO농도 경고 메시지를 통보한다.
제어부는 과도한 그을음을 검출하기 위하여 먼지센서의 전압값을 기설정된 기준값과 비교하고 먼지센서의 전압값이 기준값 이상으로 판단되면 관리자에게 유무선통신망을 통하여 먼지농도 경고 메시지를 통보한다.
CO센서의 전압값이 기준값 이상이거나 먼지센서의 전압값이 기준값이상이면 CO 및 먼지의 농도를 낮추기 위하여 환기장치를 가동하되 실내온도가 급격하게 설정된 기준값 이하로 내려가지 않도록 지그재그 환기방법으로 환기하는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 상기 기능 외에 비상시 스피커 등을 통하여 경보음을 울리거나 또는 유무선으로 사용자에게 경보신호를 통보하는 기능을 추가로 구비한다.
또, 상기 제어부(400)은 유무선통신망을 통해 사용자의 단말기(700)로 시설하우스의 상태 데이터를 전송할 수 있다.
본 발명에 사용되는 무선통신망은 상용의 셀룰러 이동통신망, WLAN, 사물인터넷통신에 쓰이는 LoRa를 포함하는 다양한 무선통신망을 사용할 수 있다.
제어부는 전원이 차단될 경우에도 농장주 또는 관리자에게 비상상황임을 알릴 수 있도록 경보신호를 발생하기에 충분한 용량의 보조 배터리를 장착할수 있다.
또한, 모든 센서들의 측정값과 모든 구동장치들의 작동상태가 장기간 메모리에 저장되며. 이때 메모리(420)는 PC를 사용하지 않고도, 시설하우스 환경에 관련된 각종 데이터를 저장할 수 있도록 별도의 탈부착식으로 되는 것이 바람직하다.
10 : 비닐 막 20 : 곡선형 파이프
30 : 직선형 파이프 40 : 난방장치
100 : 외부 하우스 110 : 외부 환기구
140 : 센서부 150 : 외부 하우스 프레임
160 : 권취 파이프 170 : 감속 모터
200 : 중간 하우스 210 : 중간 환기구
250 : 중간 하우스 프레임 300 : 내부 하우스
310 : 내부 환기구 350 : 내부 하우스 프레임
400 : 제어부 500 : 리모컨스위치
700 : 사용자단말기

Claims (8)

  1. 냉해 방지용 시설하우스에 있어서,
    비닐 막(10)이 씌워지고 분리 및 조립이 가능하게 형성되는 곡선형 파이프(20) 및 직선형 파이프(30);
    복수 개의 상기 곡선형 파이프(20)와 직선형 파이프(30)가 끼워져 만들어지는 수직 아치형상의 외부 하우스 프레임(150);
    복수 개의 상기 외부 하우스 프레임(150)을 차례로 연결하고, 비닐 막(10)을 씌워서 터널 형태로 만들어지는 외부 하우스(100);
    상기 외부 하우스(100) 내부에 복수 개의 곡선형 파이프(20)와 직선형 파이프(30)가 끼워져 만들어지는 수직 아치형상의 중간 하우스 프레임(250);
    복수 개의 상기 중간 하우스 프레임(250)을 차례로 연결하고, 비닐 막(10)을 씌워서 터널 형태로 만들어지는 중간 하우스(200);
    상기 중간 하우스(200) 내부에 복수 개의 곡선형 파이프(20)와 직선형 파이프(30)가 끼워져 만들어지는 수직 아치형상의 내부 하우스 프레임(350);
    복수 개의 상기 내부 하우스 프레임(350)을 차례로 연결하고, 비닐 막(10)을 씌워서 터널 형태로 만들어지는 내부 하우스(300);
    상기 외부 하우스(100)의 좌우측 측면벽의 일정한 위치에 형성되는 적어도 하나의 외부 환기구(110);
    상기 중간 하우스(200)의 좌우측 측면벽의 일정한 위치에 형성되는 적어도 하나의 중간 환기구(210);
    상기 내부 하우스(300)의 좌우측 측면벽의 일정한 위치에 형성되는 적어도 하나의 내부 환기구(310);
    상기 복수 개의 외부 환기구(110), 중간 환기구(210) 및 내부 환기구(310)에 각각 덧대어지는 창호용 비닐 막을 감아서 개폐하도록 형성되는 권취 파이프(160);
    상기 권취 파이프(160)의 회전에 구동력을 공급하도록 정역 회전 및 회전수를 가감할 수 있는 감속 모터(170);
    상기 내부하우스의 일측 또는 내부에 위치하며 구조물 내부에 난방이 되도록 형성된 난방장치(40);
    상기 내부하우스의 내측에 위치하며 시설하우스의 환경 데이터를 습득할 수 있도록 형성된 센서부(140);
    상기 감속 모터(170)를 제어하여 외부 환기구(110) 및 내부 환기구(210)의 개폐 정도를 조절 가능하도록 형성되는 제어부(400) 및
    상기 제어부(400)와 통신하여 사용자가 각 감속 모터(170)를 원격 조작 하도록 하는 리모컨스위치(500)를 포함하고,
    상기 환기구(110, 210, 310)를 개방할 때는 냉해 방지를 위해 냉기가 농작물에 직접 닿는 것을 방지하도록 지그재그 순서로 개방하는 것을 특징으로 하는 냉해 방지용 시설하우스.
  2. 제1 항에 있어서,
    외부 하우스(100)의 벽면에 설치된 외부 환기구(110)와 중간하우스(200)에 설치된 중간 환기구(210) 및 내부 하우스(300)에 설치된 내부 환기구(310)의 개폐는, 개별적으로 동작하도록 형성된 것을 특징으로 하는 냉해 방지용 시설하우스.
  3. 제1 항에 있어서,
    외부 하우스(100)의 벽면에 설치된 외부 환기구(110)의 개폐 속도가, 중간하우스 및 내부 하우스(200)에 설치된 환기구(210, 310)의 개폐 속도보다 빠르게 구동하는 것을 특징으로 하는 냉해 방지용 시설하우스.
  4. 제1 항에 있어서,
    센서부는 온도, CO2, 습도, 점화장치, CO 및 먼지를 감지하는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉해 방지용 시설하우스.
  5. 제1 항에 있어서,
    환기구를 개방할 때 내부하우스 좌측면창 또는 우측면창, 내부하우스 열린 측면창 반대편 중간하우스 측면창, 중간하우스 열린 측면창 반대편 외부하우스 측면창 순으로 지그재그 순서로 열고, 닫을 때는 외부하우스 측면창, 내부하우스 측면창, 중간하우스 측면창 순으로 닫는 것을 특징으로 하는 냉해 방지용 시설하우스.
  6. 제5 항에 있어서,
    외부하우스 측면 환기구(110)을 개방할 때 내부의 환기구(210, 310)가 열린 후 하우스 내부 온도를 감지하여 미리 정해진 온도가 되면 모터를 가동하며, 모터를 제1 가동시간 동안 가동하고 제1 대기시간 동안 대기 후 다시 제2 가동시간 동안 가동하고 제2 대기시간 동안 대기하는 것을 환기구가 완전히 열릴 때까지 반복하는 것을 특징으로 하는 냉해 방지용 시설하우스.
  7. 제1 항에 있어서,
    제어부는 CO센서 또는 먼지센서의 센서값을 기설정된 센서 기준값들과 비교하고 센서값이 기준값 이상으로 판단되면 관리자에게 유무선통신망을 통하여 경고 메시지를 통보하고, 지그재그 환기방법으로 환기하는 것을 특징으로 하는 냉해방지용 시설하우스.
  8. 제1 항에 있어서,
    제어부는 점화장치 센서의 센서값을 기설정된 기준값들과 비교하고 센서값과 기준값의 편차가 기준치 이상으로 판단되면 관리자에게 유무선통신망을 통하여 경고 메시지를 통보하는 것을 특징으로 하는 냉해 방지용 시설하우스.
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