KR100275385B1

KR100275385B1 - 축사용 공기조화 장치.

Info

Publication number: KR100275385B1
Application number: KR1019980027184A
Authority: KR
Inventors: 권맹식
Original assignee: 안정권
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2000-12-15
Also published as: KR19980071957A

Abstract

본 발명은 위상제어로 속도 가변되는 복수 개의 환기팬과 에어콘 및 열풍기를 제어기로 제어시키도록 함으로써 돈사(豚舍)나 우사(牛舍) 또는 양계장(養鷄場)과 같은 각종 축사(家畜舍)의 실내공기를 최적의 상태로 유지시켜 쾌적한 환경을 유지시켜주는 공기 조화장치에 관한 것이다.

본 발명은 설정된 온도에 따라 환기팬에 가해지는 전력량을 위상(또는 듀티비)을 자동 제어함과 동시에 평상시에는 최저속도로 환기팬을 제어하여 환기기능을 수행할 수 있으며 환기팬의 제어범위 이상이나 이하로 기온이 변화될 경우 열풍기 또는 에어콘을 제어하여 공기조화를 달성할 수 있도록 하고, 이상온도 경보기능도 함께 가짐으로써 관리상의 편의를 도모하도록 한다.

본 발명에서 제어기에는 부하(負荷)인 열풍기와 에어콘과 경보부를 접속하는 복수 개의 출력단자를 설치하고, 경보기능과 에어콘과 히터를 구동하는 별도의 전원단자를 설치하여 용량을 대형화 할 수 있도록 하고, 또한, 제어대상 축사의 실내에 온도를 감지하는 복수 개의 온도감지기를 설치하고, 제어기의 메모리부는 정전백업기능을 갖는 이이피롬(EEPROM)을 사용하여 정전으로부터 각종 데이터가 손실되는 것을 방지하도록 한다.

Description

축사용 공기조화 장치.

본 발명은 돈사(豚舍)나 우사(牛舍) 또는 양계장(養鷄場)과 같은 각종 축사(가축사)의 실내공기를 최적의 상태로 유지시켜주는 공기 조화장치에 관한 것이다.

일반적으로 양계나 양돈의 경우 약 25℃±5℃의 기온이 성장에 가장 적절하며, 여름철과 같이 온도가 높아지면 더위를 먹어 패사율이 높아지므로 냉방장치를 사용하여 기온을 낮춰주고, 겨울철과 같이 기온이 낮아지면 활동력과 식욕이 떨어지며 발육과 성장이 늦어지므로 열풍기와 같은 난방장치를 사용하여 기온을 높혀 주게된다.

종래에도 겨울철과 같은 혹한기에 축사의 난방을 달성하기 위하여 온풍기 또는 열풍난로를 사용하여 축사의 난방을 달성하도록 한 "축사용 열풍기"와 "축사용 이동식 열풍난로"가 국내 실용신안공고 제97-5182호, 동 제93-7503호로 각각 공고된바 있으나 이동식으로 설치되는 구조상 설치면적을 많이 차지하고 설치상태가 불안한 등이 문제점이 있다.

또한, 겨울철에는 열풍기(또는 보일러)를 작동시키고 여름에는 에어콘을 수동으로 일일이 작동시켜야 하므로 사용상 매우 불편할 뿐 아니라 운전자가 열풍기나 에어콘을 인위적으로 조작시켜 적정온도를 맞추어 주어야 하므로 운전자가 보일러나 에어콘 옆에 항상 대기하고 있어야 하며, 속도가 가변되지 안는 환기팬을 ON/OFF시켜 환기정도로 일일이 조작시켜야 하므로 작업상 매우 번거롭고 불편한 문제점이 있었다.

또한, 온도 응답속도가 느려 온도 편차가 클 뿐 아니라 온도에 특히 민감한 종계(種鷄)나 종돈(種豚)의 경우 약 25℃ 전후의 적정온도를 유지시켜 주어야 하나 그렇지 못하여 패사율이 높아지는 등의 문제점이 있었다.

또한, 양돈사(養豚舍)의 경우 창이 없는 무창돈사로 하면 돼지가 약 3개월 정도 빨리 성숙됨에도 불구하고 종래 방법으로는 공기조화가 힘든 편이어서 돼지가 더위를 먹거나 식욕이 크게 떨어져 활동이 둔화되는 등 역효과가 나타나는 문제점이 있어서 양돈사에 창문을 설치하고 있는 형편이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점들을 해결하기 위하여 제어기에 의해 동작하는 열풍기와 에어콘 및 환기팬을 이용하여 축사의 실내공기가 계절에 상관없이 항상 쾌적한 상태로 자동 유지되는 축사용 공기 조화장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 평소에는 제어기의 위상제어에 의해 속도가 자동 조절되는 환기팬으로 축사의 실내를 약 25℃±3℃의 온도로 유지하여 쾌적한 분위기를 달성하도록 하고, 상기 환기팬의 속도 조절로도 축사의 실내온도를 25℃±3℃ 범위로 유지할 수 없는 경우 열풍기 또는 에어콘을 작동시켜 25℃±3℃의 온도를 달성하도록 하고, 이상온도 경보기능도 함께 가짐으로써 관리상의 편의를 도모하도록 한다.

상기에서 계절이나 주변상황에 따라 기온이 달라지므로 환기팬의 사용개수를 설정할 수 있도록 한다. 예컨데 겨울인 경우 1개의 환기팬을 사용하도록 하고, 봄ㆍ가을은 2개의 환기팬을 사용하도록 하고, 비교적 무더운 여름철에는 3개의(또는 전부의) 환기팬을 사용하도록 함으로써 최적의 기온을 유지할 수 있도록 한다.

또한, 환기팬의 회전속도로 온도를 제어하더라도 여름철이나 겨울철과 같이 기온의 편차가 심한 경우 즉, 축사의 실내온도가 25℃±3℃ 이하로 하강하는 경우 열풍기를 작동시키고, 축사의 실내온도가 25℃±3℃ 이상으로 상승하는 경우 에어콘을 작동시켜 25℃±3℃의 쾌적 온도를 달성하도록 한다.

한편, 본 발명은 전압을 주파수로 변환하는 V/F 콘버터의 입력부에 PTC 또는 NTC와 같이 응답속도가 빠르면서 온도 감지 편차가 적은 온도감지기와 환기팬의 최저 회전속도와 최고 회전속도 및 환기팬의 동작개수를 설정하는 환기팬 설정부를 접속하고, 상기 V/F 콘버터의 출력부에 변환된 주파수를 카운터하는 주파수 카운터와 중앙처리부를 접속하고, 중앙처리부의 입ㆍ출력부에 온도데이터, 환기팬의 속도 데이터, 계절에 따른 환기팬의 동작개수 및 각종 함수 데이터등을 저장하는 불 휘발성 메모리부와 각종 데이터 등을 설정할 수 있는 입력부와 데이터를 시각적으로 표출하는 표시부를 접속하고, 중앙 처리부의 출력에 환기팬의 속도를 위상으로 제어할 수 있도록 하고, 상기 메모리부는 정전백업기능을 갖는 이이피롬(EEPROM)을 사용하여 정전이 발생되더라도 데이터의 손실(휘발)을 방지하도록 하고, 중앙 처리부의 출력부에 난방용 열풍기(H)와 냉방용 에어콘(AIR-CONDITION)과 데이터를 설정하거나 이상온도 및 각종 에러가 발생되면 경보를 발하는 경보부를 접속하도록 한다.

열풍기와 에어콘과 환기팬과 온도 감지기는 공기조화를 필요로 하는 축사의 실내에 설치하고, 제어기는 상기 축사의 실내ㆍ외 또는 실내ㆍ외를 연결하는 복도 에 설치하여 사용할 수 있을 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 회로 블럭도.

도 2는 본 발명 일 실시 예로 도시한 도 1의 상세 회로도.

도 3은 본 발명의 동작 개요도.

도 4는 본 발명의 판넬 정면도.

도 5는 본 발명의 메인 루틴 순서도.

도 6은 본 발명의 키 체크 순서도.

도 7은 본 발명 표시부 순서도.

도 8은 본 발명의 키 세트 모드 순서도.

도 9는 본 발명의 사용 상태 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

CTL : 제어기 DR : 축사의 실내

CPU : 중앙 처리부 VFC : 전압 가변 발진기

PTC : 온도 감지기 VF,VF1,VF2,VF3 : 환기팬

VR1 : 상승 키 VR2 : 하강 키

FC : 주파수 카운터 EEPROM : 매모리부

IP : 입력부 DP : 표시부

PC : 위상 제어부 OP : 출력부

H : 열풍기 A-CON : 에어콘

AR : 경보부 RESET : 리세트 단자

C1~C16 : 캐패시터 R1~R38 : 저항

X : 수정진동자(크리스탈) X1,X2 : 발진단자

RA1,RA2 : 어레이 저항 AC : 전원공급단자

PS : 전원 스위치 V : 바리스트

F : 퓨즈 TR : 강압 트랜스

BD1,BD2 : 정류용 브리지 다이오드 T1,T2,T3 : 트라이악

PC1,PC2,PC3 : 포토 카플러 G1,G2,G3,G4 : 게이트

TD : 트랜지스터 드라이버 RI1,RI2 : 정전압 I.C

D1~D15 : 다이오드 Q1~Q7 : 트랜지스터

CLK : 클럭단자 Ry1~Ry3 : 릴레이

Ry1a~Ry3a : 릴레이 접점 MD : 모드 표시등

DD : 데이터 표시등 LD : 표시등 구동 드라이버

SI : 키 입력단 MS : 모드 키

US : 업 키 DS : 다운 키

PO1,PO2,PO3 : 신호 출력단자 PN : 판넬

D4 : 현재온도 표시등 D5 : 설정온도 표시등

D6 : 모드 표시등 T1G,T2G,T3G : 트라이악의 게이트

본 발명은 축사나 돈사와 같은 각종 우리의 온도를 최적의 상태로 유지하여 쾌적한 환경을 유지하도록 하는 공기조화장치에 관한 것으로, 설정된 온도에 따라 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)에 가해지는 위상(또는 duty rate)을 자동으로 제어함과 동시에 평상시에는 도 3에 도시한 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 동작 개요도 처럼 최저속도로 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)을 제어하여 환기기능을 수행할 수 있으며, 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)으로 기온을 제어하더라도 제어범위 이상으로 기온이 변화될 경우 열풍기(H) 또는 에어콘(A-CON)을 이용하여 쾌적한 온도로 유지될 때까지 온도를 제어할 수 있도록 하고, 경보부(AR)를 통하여 이상온도가 경보되게 함으로써 관리상의 편의를 도모하도록 한다.

도 3은 본 발명 환기팬의 속도에 따른 동작 개요도를 도시한 것이고, 아래 표 1은 환기팬의 최고속도를 100%로 설정한 경우 등급과 온도차를 표시한 참고표이다.

순 번	속 도(%)	실내온도(℃)
1	최 저	17.5
2	보 통	18
3	최 고	18.5
4	10	19
5	25	19.5
6	40	20
7	55	20.5
8	70	21
9	85	21.5
10	100	22

또한, 환기팬의 최고속도를 60%로 설정한 경우의 등급과 온도차를 표시하면 다음 표 2와 같다.

순 번	속 도(%)	실내온도(℃)
1	15	17.5
2	20	18
3	25	18.5
4	30	19
5	35	19.5
6	40	20
7	45	20.5
8	50	21
9	55	21.5
10	60	22

상기에서 환기팬의 속도가 0%인 경우 최저속도 설정치에 준한 전력이 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 모터로 공급되며, 이때 모터의 속도= 최저속도 + 속도(%)이다.

도 4는 본 발명의 회로 블럭도로, 입력전압을 주파수로 변환하는 V/F 콘버터(VFC)의 입력부에 PTC 또는 NTC와 같이 응답속도가 빠르면서 온도감지가 비교적 정확한 온도감지기(PTC)와 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 최저 회전속도와 최고 회전속도 및 계절이나 주변 기온에 따라 가동하는 환기팬의 가동수를 설정하는 환기팬 설정부(VR)를 접속하고, 상기 V/F 콘버터(VFC)의 출력부에 변환된 주파수를 카운터하는 주파수 카운터(FC)와 중앙처리부(CPU)를 접속하고, 상기 중앙처리부(CPU)의 입ㆍ출력부에 온도데이터, 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 속도 데이터, 계절에 따른 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 동작개수 및 각종 함수 데이터등을 저장하는 불휘발성 메모리부(EEPROM)와 각종 데이터 등을 설정할 수 있는 입력부(IP)와 데이터를 시각적으로 표출하는 표시부(DP)를 각각 접속하고, 중앙 처리부(CPU)의 출력에 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 속도를 위상으로 제어할 수 있는 위상 제어부(PC)와 그 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)을 접속하고, 상기 메모리부(EEPROM)는 정전백업기능을 갖는 이이피롬을 사용하여 정전이 발생되더라도 데이터의 손실(휘발)을 방지하도록 한다.

중앙 처리부(CPU)의 출력단에는 부하(負荷)를 제어할 수 있는 출력부(OP)를 접속하고, 상기 출력부(OP)에 열풍기(H)와 에어콘(AIR-CONDITION)(A-CON)과 경보부(AR)를 각각 접속하여서 된 것이다.

상기에서 열풍기(H)와 에어콘(A-CON)과 온도 감지기(PTC)는 공기조화를 필요로 하는 축사의 실내(DR)에 설치하고, 제어기(CTL)는 상기 실내(DR)나 실외 또는 실ㆍ내외를 연결하는 복도 등에 설치하여 사용할 수 있을 것이다.

상기에서 환기팬 설정부(VR)는 계절이나 주변 상황에 따라 환기정도가 달라지므로 계절이나 주변 상황에 따라 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 최저 회전속도와 최고 회전속도 및 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 동작개수를 각각 설정할 수 있도록 한다.

도 5는 본 발명 도 4에 의한 제어기(CTL)의 일 실시 예로 도시한 상세 회로도로, 중앙처리부(CPU)의 데이터 버스라인에 정전백업기능을 갖는 메모리부(EEPROM)를 접속하여 온도데이터, 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 속도 데이터, 계절에 따른 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 동작개수 및 각종 함수 등을 저장하도록 하여 정전이 발생되더라도 백업기능에 의해 상기 데이터들이 유실되는 것을 방지하도록 하고, 중앙처리부(CPU)의 리세트단자(RESET)에는 저항(R20)(R21)과 캐패시터(C13)로 구성된 리세트회로를 접속하여 중앙처리부(CPU)의 오동작을 방지하도록 한다.

중앙처리부(CPU)의 발진단자(X1)(X2)에는 크리스탈(X)과 캐패시터(C4)(C6)로 구성된 클럭 발진회로를 접속하고, 중앙처리부(CPU)의 다른 단자에 풀업 저항인 어레이 저항(RA1)(RA2)을 접속하여 필요한 전원을 각부로 공급하도록 한다.

전원공급단자(AC)에 전원 스위치(PS)와, 과전압이나 펄서(pulse)로부터 회로를 보호하는 바리스트(V)와, 퓨즈(F)와, 전압 절환 스위치와, 강압트랜스(TR)의 1차 코일을 접속하고, 강압트랜스(TR)의 2차 코일에 정류용 브릿지 다이오드(BD2)와 평활용 캐패시터(C12)를 접속하여 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 회전속도를 단속하는 트라이악(T1)(T2)(T3)과 포토 카플러(PC1)(PC2)(PC3)의 동작전원으로 공급하도록 한다.

상기에서 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)으로 공급하는 위상(듀티비)을 제어하여 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 회전속도를 제어하는 트라이악(T1)(T2)(T3)은 중앙처리부(CPU)의 제어명령에 따라 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)으로 공급하는 전압을 듀티비(duty rate)로 제어하여 그 회전속도를 단속하게 되며, 트라이악(T1)(T2)(T3)의 트리거 단자로 제어신호를 전달하는 포토 카플러(PC1)(PC2)(PC3)는 트라이악(T1)(T2)(T3)과 중앙처리부(CPU) 및 트라이악(T1)(T2)(T3)과 트랜지스터 드라이버(TD) 사이의 신호를 절연하게 된다.

또한, 강압트랜스(TR)의 또 다른 2차 코일에 브릿지 다이오드(BD1)와 평활용 캐패시터(C1)와 정전압 I.C(RI1)와 또 다른 캐패시터(C2)(C3)를 접속하여 안정화된 정전압을 회로의 각 부분으로 공급하도록 하고, 강압트랜스(TR)의 2차 코일의 양단에 정류용 다이오드(D1)(D2)를 접속하여 강압된 교류를 60㎐로 양파(전파) 정류하여 전류제한 저항(R1)으로 감쇠시킨 다음 스위칭 트랜지스터(Q1)로 60㎐의 구형파를 얻도록 하고, 상기 구형파는 또 다른 트랜지스터(Q2)로 신호 반전시킨 다음 중앙처리부(CPU)의 클럭단자(CLK)로 입력시켜 기준 시간으로 활용하도록 한다.

중앙처리부(CPU)의 신호 출력단에 릴레이(Ry1)(Ry2)(Ry3)와, 모드 표시등(MD) 및 데이터 표시등(DD)을 구동하는 트랜지스터 드라이버(TD)를 접속한다.

중앙처리부(CPU)의 다른 출력에 표시등 구동 드라이버(LD)를 접속하여 데이터 표시등(DD)과 현재온도 표시등(D4)과, 설정온도 표시등(D5)과, 모드 표시등(D6)과, 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 회전속도를 레벨단위로 표시하는 레벨 표시등(발광 다이오드-D7, D8, D9, D10, D11)을 구동하도록 한다.

중앙처리부(CPU)의 또 다른 신호 출력단에 AND 게이트(G1)(G2)(G3)(G4)로 구동되는 발광 다이오드(D12)(D13)(D14)(D15)를 접속하여 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 회전속도를 레벨단위로 표시하도록 한다.

상기에서 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 속도는 발광 다이오드(D7)~(D15)를 이용하여 레벨 표시하도록 한다.

중앙처리부(CPU)의 키 입력단(SI)에 모드(MODE)를 수동이나 자동으로 전환하는 모드 키(MS)와, 설정 데이터를 상승시키는 업 키(US)와, 설정 데이터를 하강시키는 다운 키(DS)를 각각 접속하여 모드 전환과 데이터를 설정할 수 있도록 한다.

중앙처리부(CPU)의 신호 출력단자(PO1)에 스위칭 트랜지스터(Q3)를 접속하고, 상기 트랜지스터(Q3)의 출력단자는 캐패시터(C5)(C6)와 저항(R11)을 통하여 전압 가변 발진기(VFC)의 입력단자(5)에 접속하고, 캐패시터(C5)의 양단에 온도 감지기(PTC)의 출력단자를 접속하여 온도 감지신호가 전압분으로 입력되게 하고, 중앙처리부(CPU)의 다른 신호출력단자(PO2)에 트랜지스터(Q5)와 가변 저항기로 구성된 환기팬(VF1)(VF2)(VF3) 증속 키(VR1)를 전류제한저항(R12)을 통하여 전압 가변 발진기(VFC)의 입력단자(5)에 접속하여 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 증속 속도신호가 입력되게 한다.

중앙처리부(CPU)의 또 다른 신호 출력단자(PO3)에 트랜지스터(Q6)와 가변 저항기로 구성된 감속 키(VR2)를 저항(R12)을 통하여 전압 가변 발진기(VFC)의 입력단자(5)에 접속하여 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 감속 속도신호가 입력되게 하고, 전압 가변 발진기(VFC)의 출력단자(3)에 캐패시터(C7)와 다이오드(D3)로 구성된 레벨 시프트 회로(리미터 회로)를 구성하여 약 0V에서 10V로 출력되는 최고 전압을 0V~5V로 클리퍼 한 다음 트랜지스터(Q4)를 통하여 중앙처리부(CPU)로 입력되게 함으로써 트랜지스터(Q4)가 계속 동작하는 것을 방지하도록 한다.

상기에서 중앙처리부(CPU)는 신호 출력단자(PO1)(PO2)(PO3)로 1/60㎐의 "H"신호를 순차적으로 출력시켜 트랜지스터(Q3)(Q5)(Q6)들이 1/60초 씩 순차적으로 턴온(TURN ON)되게 하여 3/60초가 되면 1 싸이클이 달성되도록 하고, 입력전압에 따라 출력 주파수가 변화되는 전압 가변 발진기(VFC)의 신호 입력단자(5)로 온도 감지기(PTC)에 의한 온도신호 전압과 가변저항기(VR1)(VR2)에 의한 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 감속신호 전압 및 증속신호 전압이 순차적으로 샘플링되어 입력되게 하고, 상기 전압 가변 발진기(VFC)의 출력단자(3)로 순차적으로 출력되는 온도, 감속, 증속 데이터는 캐패시터(C7)와 다이오드(D3)에 의해 감쇠된 다음 트랜지스터(Q4)를 통하여 중앙처리부(CPU)로 입력된다.

상기 중앙처리부(CPU)는 주파수로 변환 입력되는 온도 데이터와, 감속 데이터 및 증속 데이터를 시분할 방식으로 체크하게 되며, 중앙처리부(CPU)의 출력단에 접속된 트랜지스터 드라이버(TD)와 표시등 구동 드라이버(LD)를 통하여 릴레이(Ry1)(Ry2)(Ry3)가 동작하고, 모드 표시등(MD)이 자동모드 또는 수동모드로 표시되고 데이터 표시등(DD)은 현재 데이터를 표시하게 되며, 현재온도 표시등(D4)과, 설정온도 표시등(D5)과, 모드 표시등(D6)과, 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 회전속도를 레벨단위로 표시하는 발광 다이오드(D7)(D8)(D9)(D10)(D11)(D12)(D13)(D14)(D15)등이 각각 점등 표시된다.

전압 가변 발진기(VFC)의 전원 공급단자(6)에 브릿지 다이오드(BD1)의 출력과 연결된 정전압 I.C(RI 2)를 접속하여 전압 가변 발진기(VFC)로 안정화 된 정전압이 공급되도록 하고, 트랜지스터 드라이버(TD)에 접속된 릴레이(Ry1)의 a접점(Ry1a)에 한 개 또는 그 이상의 열풍기(H)를 접속하고, 릴레이(Ry2)의 a접점(Ry2a)에 한 개 또는 그 이상의 에어콘(A-CON)을 접속하고, 릴레이(Ry3)의 a접점(Ry3a)에 경보부(AR)를 접속하여 각종 동작상태나 이상온도 및 각종 에러가 경보(alarm)되게 한다.

중앙처리부(CPU)의 또 다른 신호 출력단자(PO4)에 풀업저항(R25)이 접속된 포토 카플러(PC1)의 발광부를 접속하고, 풀업저항(R28)이 접속된 상기 포토 카플러(PC1)의 수광부에 환기팬(VF3)의 속도를 제어하는 트라이악(T1)의 게이트 단자(T1G)를 접속하고, 트랜지스터 드라이버(TD)의 출력단자에 풀업저항(R26)(R27)이 각각 접속된 포토 카플러(PC2)(PC3)의 발광부를 병렬 접속하고, 풀업저항(R29)이 접속된 포토 카플러(PC2)의 수광부에 환기팬(VF2)의 속도를 제어하는 트라이악(T2)의 게이트 단자(T2G)를 접속하고, 풀업저항(R30)이 접속된 또 다른 포토 카플러(PC3)의 수광부에 환기팬(VF1)의 속도를 제어하는 트라이악(T3)의 게이트 단자(T3G)를 접속하고, 상기 트라이악(T1)(T2)(T3)의 양단에는 저항과 캐패시터로 구성된 스파크 킬러(SK1)(SK2)(SK3)를 각각 접속하여 각종 잡음이나 스파크, 펄서 등을 흡수 제거하도록 함으로써 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)과 트라이악(T1)(T2)(T3)을 보호하도록 하고, 병렬 접속된 캐패시터(C14)(C15)(C16)는 회로의 각 부분과 연결되는 바이패스용 캐패시터이다.

도 5 내지 도 8은 본 발명의 메인 루틴과 키 체크와 표시부와 키 세트 관련 순서도이다.

도 6은 본 발명 제어기(CTL)의 전면 판넬(PN)을 도시한 도면으로 전원 스위치(PS)와, 환기시간과 환기 기준시간(표준시간), 자동모드와 수동모드로 선택 전환할 수 있는 모드 키(MS)와, 모드를 선택하면 해당모드가 표시되는 모드 표시등(MD)과, 상기 모드 키(MS)에 의해 점등되는 환기시간 표시등과, 환기 기준시간 표시등과, 수동모드일 때 소등되고 자동모드일 때 점등되는 모드 표시등(MD)과, 이들 시간을 세븐 쎄그먼트나 액정표시기로 표시하는 데이터 표시등(DD)과, 환기시간 값과 기준 환기시간 값을 증가시킬 수 있는 업 키(US)와, 환기시간 값과 기준 환기시간 값을 감소시킬 수 있는 다운 키(DS)와, 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 회전속도를 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100%로 단계별 표시하는 환기팬 속도 표시등(D7)~(D15)과, 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 회전속도를 감속시키는 감속 키(VR2)와, 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 회전속도를 증속시키는 증속 키(VR1) 들을 사용자가 쉽게 조작할 수 있는 위치에 배치시키도록 한다.

상기에서 각종 설정을 할 때 데이터 표시등(DD)이 점멸하도록 함으로써 세팅모드임을 나타내도록 하고, 모드 변경은 모드 키(MS)로 달성하고, 데이터 변경은 업 키(US)와 다운 키(DS)를 이용하여 달성하도록 한다.

상기에서 "모드 1"이면 도 3과 같이 환기구간(환기밴드)을 설정할 수 있도록 하고, "모드 2"이면 난방구간(난방밴드)을 설정할 수 있도록 하고, "모드 3"이면 냉방구간(냉방밴드)을 설정할 수 있도록 하고, "모드 4"이면 경보구간(경보밴드)을 설정할 수 있도록 하고, "모드 5"이면 환기팬의 최저속도를 0~40까지 수동으로 설정할 수 있도록 하고, "모드 6"이면 환기팬의 최저속도를 0~40까지 자동으로 설정할 수 있도록 하고, "모드 7"이면 복수 개로 설치된 환기팬의 계절에 따라 가동하는 숫자를 1개 내지 3개로 설정할 수 있도록 하고, "모드 8"이면 온도 표시를 화씨(℉) 또는 섭씨(℃)로 변경할 수 있도록 한다.

상기에서 각 모드를 원하는 값으로 설정하고 모드 키(MS)를 3초 이상 눌러 주면 설정 값이 메모리부(EEPROM)에 자동으로 저장되면서 정상모드로 복귀되도록 한다.

상기에서 모드 키(MS)는 자동/수동/세팅을 토글동작으로 선택하게 되며, 자동 모드일 경우 모드 표시등(MD)이 점등되며, 수동 모드일 경우 모드 표시등(MD)이 소등되며, 또한 모드 키(MS)를 약 3초 이상 누르면 세팅모드로 전환되도록 한다.

상승 키(US)와 하강 키(DS)는 키(US)(DS)를 누르는 순간 환기 기준시간이 표시되면서 설정된 온도가 표시되며, 상승 키(US)와 하강 키(DS)를 누름에 따라 설정온도를 변화시킬 수 있으며, 3초 이상 키(US)(DS)의 입력이 없으면 통상적인 동작 상태로 자동 복귀된다.

환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 속도를 레벨 단위로 표시하는 표시등(D7)~(D17)은 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 현재속도가 20%에서 100% 까지 단위로 점등 표시된다.

감속 및 증속 키(VR1)(VR2)는 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 최저속도와 최고속도를 조절하는 키로 원하는 속도 범위 내에서 자동 또는 수동으로 동작하며, 모드 키(MS)를 이용하여 수동으로 선택한 경우 감속 키(VR1) 및 증속 키(VR2)를 이용하여 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 최저속도와 최고속도를 설정할 수 있으며, 자동 모드로 선택한 경우 설정 된 범위내에서 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)이 회전하게 된다.

수동 감속 키(VR1)는 최저속도를 가변할 수 있으며, 세팅모드 5에서 상승 키(US) 또는 하강 키(DS)로 적절히 조정하며 수동 동작시 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 모터가 원할히 가동할 수 있는 값으로 세팅하면 될 것이다.

예를 들면 "0"으로 설정한 경우 0%에서 시작하며, "35"의 경우 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)이 35% 속도부터 회전을 시작하게 된다.

자동 감속 키(VR2)도 최저속도를 가변 시킬 수 있으며, 세팅모드 6에서 상승 키(US) 또는 하강 키(DS)로 적절히 조정하여 환기팬을 적당한 환기속도로 조정하게 된다.

이 또한, 예를 들면 "0"으로 설정한 경우 0%에서 시작하며, "35"의 경우 35% 속도부터 회전을 시작하게 된다.

또한, 환기팬의 가동 수량을 가변 시키고자 하는 경우 세팅모드 7에서 상승 키(US) 또는 하강 키(DS)를 이용하여 적절히 조정하면 되며, 겨울에는 1개, 여름에는 3개, 봄ㆍ가을에는 2개만 작동시키면 바람직하며, 온도표시의 경우 세트모드를 8로 한 다음 상승 키(US)를 누르면 섭씨(℃)로 선택되고, 하강 키(DS)를 누르면 화씨(℉)로 선택된다.

또한, 각 모드를 원하는 값으로 설정하고 모드 키(MS)를 3초 이상 눌러 주면 설정 값이 자동으로 저장되면서 정상 동작모드로 복귀된다.

한편, 수동조작의 경우 모드 키(MS)를 한번 눌러 모드 표시등(MD)을 소등시킨 다음 증속 및 감속 키(VR1)(VR2)로 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 속도를 원하는 속도로 조정하면 되며, 50% 미만의 속도로 조정할 시에는 최대속도를 최소 값으로 한 다음 최저 속도미만으로 속도를 조정하면 된다.

또한, 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 속도를 50% 이상으로 조정할 시에는 증속 키(US)를 이용하여 60%~100% 까지 원하는 속도로 조정한다. (수동 모드에서 60% 이상 속도를 조정할 시에는 감속 키(DS)의 조정과 관계없이 최대속도로 조정된다.)

또한, 100% 속도 조정시에는 수동모드에서 최대 스피드를 100% 위치로 하면 항상 100%의 회전속도가 유지된다. 또한, 수동조작의 경우 모드 키(MS)를 한번 눌러 모드 표시등(MD)을 점등시키면 수동모드로 변경된다.

도 9는 본 발명을 적용한 사용상태 평면도로, 양돈사를 일 예로 든 것이다.

즉, 양돈이 주거하는 실내(DR)에 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)과 온도 감지기(PTC)와 열풍기(H)와 에어콘(A-CON)을 적당한 위치에 각각 설치한 다음 통행로(RH)의 측벽에 설치하는 제어기(CTL)와 전기적으로 연결하여 사용하게 되는 것으로 온도 감지기(PTC)는 양돈과 가까우면서 온도 측정이 쉬운 곳에 설치하고, 열풍기(H)와 에어콘(A-CON)은 열풍과 냉풍을 실내(DR)로 골고루 전달할 수 있는 위치의 측벽에 설치하면 될 것이다.

또한, 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)은 실내(DR)의 상부나 천정에 적당한 간격으로 설치하고, 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 배기관은 양돈사의 지붕이나 실내(DR)의 측벽을 통하여 양돈사의 바깥으로 돌출시켜 환기(배기)시키면 될 것이다.

또한, 칸막이로 실내(DR2)가 구획되는 종돈사의 경우 도 9와 같이 실내(DR2)마다 온도감지기(PTC)와 한개의 환기팬(VF) 또는 북수 개의 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)을 설치한 다음 통행로(RH)의 측벽에 고정되는 제어기(CTL)에 전기적으로 연결하고, 제어기(CTL)의 제어를 받는 열풍기(H)와 에어콘(A-CON)은 열풍과 냉풍을 실내(DR)로 골고루 전달할 수 있는 위치의 측벽에 설치하면 되며, 실내(DR2)를 구획하는 칸막이를 다소 낮게 설치하여 실내(DR2)의 상부를 서로 연결하면 한 개 내지 작은 개수의 열풍기(H)와 에어콘(A-CON)으로도 종돈사의 전체 실내(DR)의 열풍과 냉풍을 각각 달성할 수 있으므로 종돈사의 실내(DR2) 온도를 25℃±3℃로 쾌적하게 유지할 수 있다. 미 설명 부호 (DO)는 도어이다.

양계사(養鷄舍)와 종계사(種鷄舍)의 경우도 상기와 같은 구성으로 설치하여 25℃±3℃의 쾌적온도를 유지할 수 있다.

본 발명 제어기(CTL)는 모드 키(MS)와 업 키(US)와 다운 키(DS)와 증속 키(VR1)와 감속 키(VR2)를 이용하여 약 25℃의 희망온도와 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 회전속도를 설정하고, 또한 환기구간, 난방구간, 냉방구간, 경보구간, 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 사용개수, 수동모드/자동모드, 온도표시(℃/℉)등을 각각 설정한 다음 사용하게 된다.

한편, 온도 감지기(PTC)로부터 입력되는 실내(DR)(DR2) 온도 전압 값은 전압 가변 발진기(VFC)의 입력단자(3)로 입력된 다음 주파수 성분으로 변환되어 출력되며, 전압 가변 발진기(VFC)의 출력단자(3)에 접속된 레벨 시프트 회로(리미터 회로)에서 전압 클리퍼 한 다음 트랜지스터(Q4)를 통하여 중앙처리부(CPU)로 입력되며, 설정된 온도이하로 입력되면 출력단자(O4)(O8)로 제어신호가 출력되며, 상기 제어신호는 트랜지스터 드라이버(TD)와 트랜지스터(Q7)에서 큰 세력의 신호로 증폭되고 포토 카플러(PC1)(PC2)(PC3)를 통하여 신호절연 된 다음 트리거 단자(T1G)(T2G)(T3G)로 각각 전달되어 트라이악(T1)(T2)(T3)이 구동되므로 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)이 회전하여 실내(DR)의 온도가 제어된다.

상기에서 설정에 의해 기온이 낮은 겨울철에는 중앙처리부(CPU)의 출력단자(P04)로 제어신호가 출력되어 1 개의 환기팬(VF3)이 동작하게 되며, 기온이 높은 여름철에는 중앙처리부(CPU)의 출력단자(PO4)(PO8)로 제어신호가 출력되어 3개의 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)이 동작하게 되며, 봄철ㆍ가을철에는 중앙처리부(CPU)의 출력단자(PO8)로 제어신호가 출력되어 2 개의 환기팬(VF1)(VF2)이 동작하게 된다.

한편, 실내(DR)의 온도가 25℃ 이상이면 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)이 회전하여 실내(DR)가 환기되며, 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 작동에 의해 실내(DR)의 온도가 하강하게 되며 그렇더라도 실내(DR)의 온도가 설정온도 이상으로 유지되면 중앙 처리부(CPU)는 출력단자(PO4)(PO8)로 듀티비가 큰 신호를 출력하여 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 회전속도를 증속시켜 실내(DR) 온도가 설정온도로 유지되도록 노력하게 되며, 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)이 설정된 최고속도로 회전함에도 불구하고 실내(DR) 온도가 설정온도(25℃)에 도달하지 아니하면 중앙처리부(CPU)는 출력단자(PO6)로 제어신호를 출력시켜 릴레이(Ry2)를 여자(勵磁)시키면 릴레이(Ry2)의 a접점(Ry2a)이 도통되어 에어콘(A-CON)이 동작하게 되고 실내(DR) 온도가 25℃로 하강되면 에어콘(A-CON) 제어신호 출력이 중단되어 릴레이(Ry2)가 소자되고 에어콘A-CON)은 정지되며, 이러한 과정의 반복으로 쾌적한 기온으로 유지된다.

또한, 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 최저속도를 0% 를 초과 설정한 경우 실내(DR)의 온도가 25℃ 이하이더라도 실내(DR) 환기를 위하여 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)이 최저속도로 회전하게 된다.

한편, 실내(DR)의 온도가 25℃ 이하로 입력되면 중앙처리부(CPU)는 출력단자(O5)로 이상온도 경보신호를 출력하여 릴레이(Ry3)가 여자되고, 릴레이(Ry3)의 a접점(Ry3a)이 도통되고 경보부(AR)가 작동하여 작업자가 경보상태를 인식하게 된다.

또한, 실내(DR) 온도가 25℃ 이하로 입력되면 중앙처리부(CPU)가 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)을 정지시키거나 중앙처리부(CPU)의 출력단자(PO4)(PO8)로 듀티비가 작은 신호를 출력시켜 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)이 최저속도로 회전하도록 함으로써 실내(DR)의 환기를 달성하도록 하고, 실내(DR)의 온도가 25℃ 미만으로 계속 하강하면 중앙처리부(CPU)는 출력단자(O7)로 제어신호를 출력시켜 릴레이(Ry1)가 여자(勵磁)되면 릴레이(Ry1)의 a접점(Ry1a)이 도통되어 열풍기(H)가 동작하게 되고 실내(DR) 온도가 25℃ 을 초과 상승하면 중앙처리부(CPU)는 열풍기(H) 제어신호 출력을 중단시키므로 릴레이(Ry1)가 소자(消滋)되고 열풍기(H)는 정지되며, 이러한 과정의 반복으로 쾌적한 기온으로 유지된다.

본 발명에서 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)과 에어콘(A-CON) 및 열풍기(H)를 이용하여 창문이 없는 무창축사를 구성할 수 있으므로 양돈(또는 양계)의 성숙도가 약 3개월 이상 빨라진다.

본 발명을 실시함에 있어서, 비단 축사뿐만 아니라 공기조화를 필요로 하는 실내공간에 설치하여 사용하면 될 것이며, 그 작용효과는 물론 동일시된다 할 수 있을 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 각종 축사의 실내공기를 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)과 에어콘(A-CON) 및 열풍기(H)를 이용하여 최적의 쾌적상태로 유지하므로 가축에게 미치는 각종 스트레스를 줄일 수 있으며, 가축이 쾌적한 생활과 활동을 할 수 있으므로 질병 없이 번식ㆍ성장할 수 있는 효과가 있으며, 창문이 없는 무창축사를 구성할 수 있으므로 양돈(또는 양계)의 성숙도가 약 3개월 이상 빨라지는 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims

기준온도를 설정할 수 있는 제어기(CTL)에 온도감지기를 접속하여 축사 실내의 현재온도가 비교 입력되게 하고, 현재온도와 설정된 기준온도에 따라 환기팬으로 공급되는 전력의 위상(또는 듀티비)을 자동 제어함과 동시에 평상시에는 최저속도로 환기팬을 제어하여 환기기능을 수행할 수 있도록 하고, 축사의 실내온도가 설정온도 범위 이상이나 이하로 변화될 경우 제어기(CTL)로 열풍기 또는 에어콘을 제어하여 쾌적한 공기조화를 달성할 수 있도록 하고, 이상온도가 감지되면 경보되게 함을 특징으로 하는 축사용 공기조화장치.
제 1 항에 있어서, 제어기(CTL)는 V/F 콘버터(VFC)의 입력부에 축사의 실내(DR)에 설치하는 온도 감지기(PTC)와 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 최저 회전속도와 최고 회전속도를 설정하는 환기팬 속도 설정부(VR1)(VR2)를 접속하고, V/F 콘버터(VFC)의 출력부에 주파수 카운터(FC)와 중앙처리부(CPU)를 접속하고, 중앙처리부(CPU)의 입ㆍ출력부에 온도데이터, 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 속도 데이터ㆍ계절에 따른 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)의 동작개수 및 각종 함수 데이터등을 저장하는 불휘발성 메모리부(EEPROM)와 각종 데이터 등을 설정할 수 있는 입력부(IP)와 데이터를 시각적으로 표출하는 표시부(DP)를 각각 접속하고, 중앙 처리부(CPU)의 출력에 위상 제어부(PC)와 환기팬(VF1)(VF2)(VF3)을 접속하고, 중앙 처리부(CPU)의 출력단에 부하(負荷)를 제어할 수 있는 출력부(OP)를 접속하고, 상기 출력부(OP)에 열풍기(H)와 에어콘(AIR-CONDITION)(A-CON)과 경보부(AR)를 접속하고, V/F콘버터(VFC)의 입력부에 환기팬 설정부(VR)를 접속하여서 된 축사용 공기조화장치.