KR100286608B1 - 태양열 복합 냉,난방 강제 흡,호기 순환식 잔디경기장 잔디관리시스템 - Google Patents

태양열 복합 냉,난방 강제 흡,호기 순환식 잔디경기장 잔디관리시스템 Download PDF

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Abstract

잔디경기장의 잔디를 사계절 늘 푸르게 관리할 수 있도록, 45˚로 나열배치하는 태양열집열기와, 태양열집열기를 통하여 얻은 대체에너지 열원으로 주간에 얻은 온수를 저장하는 탱크와, 지반온도센서 시그널에 의해 탱크의 온수가 유입되며 잔디경기장에 매설한 이중관 냉ㆍ난방파이프와, 양쪽 끝을 밀봉하는 이중관 냉ㆍ난방파이프의 겉파이프에 주입되는 작동액체와, 유체 가열관으로 작용하는 이중관 냉ㆍ난방파이프의 안파이프에 주입되어 유체운동으로 교반이 이루어지고 난방효과를 일으키는 상변화물질과, 냉매수를 흐르게 하면 냉방으로 전환되는 증발응축기로 이루어지는 태양열 복합 냉. 난방 강제 흡호기 순환식 잔디경기장 잔디관리 시스템을 제공한다.

Description

태양열 복합 냉.난방 강제 흡호기 순환식 잔디경기장 잔디관리 시스템{Lawn ground maintaining system by utiltzing solar energy multi-purpose of heating and cooling system and forced sucking, spouting and water cooling circulating system}
본 발명은 태양열집열기와 두개의 증발응축기에 냉매수를 이용한 냉ㆍ난방과 강제 흡ㆍ호기 파이프를 정역흡착식진공모터 순환식 잔디경기장 잔디관리시스템에 관한 것으로, 더욱상세하게는 일체형 집열판으로 집열기의 열량을 지하 매설탱크에 저장하고 또한 잔디토층내에 다수개의 이중관 냉난방 파이프와 이중관 강제 흡ㆍ호기 파이프를 매설하여 한지형잔디 생육온도에 적합한 온도, 습도를 조절할 수 있도록 하는 잔기경기장 잔디관리시스템에 관한 것이다.
일반적으로 기존 지반 조성 방법을 토양을 불도저로 밀고 지형을 구배잡아 잔디를 입회되, 배수가 원활치 않은 지역은 토양을 깊게 파 배수구를 설치하고, 모래 또는 콩자갈을 채워 넣어 배수시키는 방법인 기존토지반과 모래, 유기물, 흙 토양개량제 등을 일정 비율로 섞은 배합토를 만들어 깔고 바닥에 홈을 파 배수관을 설치, 그 위에 콩자갈과 모래로 구성되어 배합토를 넣은 식재층을 각각 만들고 식재하는 방법인 다층구조지반으로 이루어졌다.
그러나 이와같은 공정에 의해 조성된 잔디구장은 여름에는 기온이 높아 하고 현상(잎마름)과 겨울철의 휴면기로 잔디의 생육이 부진하여 그에 따른 기본적인 관수시설 및 배수시설 없이는 유지하기 쉽지 않고 겨울에는 기온이 낮아 잔디의 성장이 멈추거나 고사하여 빈약한 운동장에서 경기를 하는 선수들의 부상, 시각적인 면에서 낙후된 모습은 실제로 경기가 이루어지는 지면의 결합은 경기장 사용에 제한을 주기 때문에 건설 후 비효율적인 필드(field) 사용으로 선수의 신체적 부상과 안전에 기초를 두지 않아 불합리 하였다. 막대한 비용을 투입하고도 초지면의 결함으로 경기장 사용에 제한을 주어 효율적인 필드(field)를 제대로 활용하지 못함이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 태양열집열기의 열량을 지하 매설탱크에 저장하여 에너지를 절약할 수 있으며, 또한 잔디 토층내에 다수개의 냉,난방파이프 및 이중관 강제흡,호기파이프에 대칭으로 편차적 구멍을 뚫어주어 잔디 생육에 필요한 수분센서 시스널에 의해 P.L.C 자동작동으로 잔디생육의 적정한 온도, 수분을 조절토록 하였으며, 유공관을 통한 공기정화 및 강우시 표면의 견고성과 평탄성을 유지시켜 질좋은 잔디 탄성과 각종 경기로 인해 손상된 표면은 자발적 회복력이 빠르도록 관수시설, 내답압성, 자생력, 배수층의 투수성으로 우중(雨中)에도 경기진행을 가능케할 뿐만 아니라 하절기 두개의 증발응축기로 냉매수를 냉난방파이프에 흐르게하여 지반토층내 온도를 유체운동으로 잔디생육에 적합한 지심(10cm) 온도를 15℃ ~ 25℃로 낮추어 조절을 함으로써, 탄력성 있는 잔디를 유지할 수 있도록 하였고, 대체에너지 활용으로 경제적이며, 잔디관리 측면에서도 반 영구적인 수명을 갖일수 있도록 하는 태양열 복합 냉난방 강제 흡호기 잔디 경기장 잔디관리 시스템으로 최적의 필드(field)를 사계절 늘 푸른 잔디로 유지할 수 있는 것을 제공하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 잔디경기장 잔디관리에 적합한 냉ㆍ난방 및 강제 흡ㆍ호기 시스템에 있어서, 상기 잔디생육온도를 조절하고자 대체에너지 활용 일환으로 태양열집열기를 45˚로 나열배치하는 단계, 상기 대체에너지 열원으로 주간에 얻은 온수를 탱크에 저장하여 지반센서 스그널에 의해 펌프로 순환시켜 잔디토지반내에 매설한 냉난방파이프로 공급 난방이 이루어지는 단계, 상기 잔디구장 토층내 다수개의 이중관으로 냉난방파이프 길이(1M ~ 6M)를 직병렬로 설치, 또는 연속적으로 연결이 가능하며, 상기 냉난방파이프에 메탄올, 증류수, 아세톤 등 상변화물질을 주입 봉입시켜 사각관과 원통형내의 물질이 열교반이 이루어져 토층의 온도를 조절, 잔디생육의 적정한 온도 15℃ ~ 25℃, 습도(P/F 19%~21%)로 두개의 증발응축기로 냉매수를 냉난방파이프에 흐르게하여 지반토층내 온도를 유체운동으로 이중다변화가 이루어질 수 있는 단계, 상기 단계 후 식물이 생육에 필요한 수분센서 시그널에의해 강제 흡ㆍ호기 파이프로 잔디구장의 지심함수율을 조절함으로써, 강우시 급배수로 경기진행을 원활히 할 수 있고, 또한 가뭄시에도 잔디생육의 적절한 수분을 공급할 수 있도록 하여 경기향상과 선수의 실력을 최대한 발휘할 수 있게하며, 토층내 유공관으로 부분 진공을 만들어 유해가스를 빠르게 정화시키고 자력이온기를 흡ㆍ호기 파이프 라인에 부착하여 생육수를 이온화시켜 줌으로써, 수(水)철분을 감소시켜 잔디생육을 촉진시키는 단계로 구성, 따라서, 어떠한 기후변화에도 잔디생육에 적합한 조건으로 구성됨으로써, 각종 잔디구장 및 건물옥상녹화로 도심의 녹색공간 확보로 열섬현산을 줄이고 냉난방비를 줄이는 보온효과에 생태계 복원에도 크게 이바지할 수 있도록 한 태양열 복합 냉반방 강제 흡ㆍ호기 순환식 시스템으로 잔디생육에 필요한 적정온도로 유지 관리할 수 있는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.
제1도는 태양열집열기 열원을 잔디토층내로 온수공급과정을 도시한 구성도.
제2도는 본 발명에 따른 잔디구장 냉,난방파이프 설치를 도시한 평면도.
제3도는 본 발명에 다른 잔디지반조성 축조를 도시한 단면도.
제4도는 본 발명에 다른 잔디지반 토층내 유공관을 도시한 단면도.
제5도는 잔디구장내 수분의 이동, 배수, 강제 흡,호기파이프 유공관을 도시.
제6도는 유체운동을 통한 열교반이 이루지는 이중관 냉,난방파이프를 도시.
제7도는 잔디경기장 잔디관리시스템 설비에 따른 설치시스템 장착을 도시.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 부직포 2 : 지지대 C 형 앵글
3 : 이중관 냉난방파이프 4 : 지지대
5 : 이중관 강제 흡ㆍ호기 파이프 6 : 유공관
7 : 왕사, 경량토. 8 : 배합토
9 : 잔디 10 : 열교환매설탱크
11 : 순환펌프 12 : 태양열집열기
13 : 증발응축기 14 : 에어공급시스템
15 : 자력이온기 16 : 상변화물질
17 : 콩자갈 18 : 층망
19 : 배합토 20 : 정역흡착식진공모터
21 : 알루미늄 22 : PP필름
본 발명은 잔디생육 온도를 조절하고자 대체에너지 활용 일환으로 나열배치하는 태양열집열기와, 상기 태양열집열기에 의해 얻어지는 대체에너지 열원으로 주간에 얻은 온수를 저장하는 탱크와, 상기 탱크에 저장된 온수가 지반센서 시스널에 의해 펌프로 순환 공급되어 난방이 이루어지며 잔디경기장에 이중관 다수개를 직병렬로 연속적으로 연결 매설하여 이루어지는 냉ㆍ난방파이프와, 상기 냉ㆍ난방파이프에 진공.물질을 주입 봉입시켜 사각관과 원통형내에서 열교반이 이루어져 상변화물질과, 상기 냉ㆍ난방파이프에 냉매수가 흐르게 하는 두개의 증발응축기와, 잔디생육에 필요한 잔디경기장의 지심함수율을 조절할 수 있도록 수분센서 시그널을 받아 작동하는 강제 흡ㆍ호기 파이프와 토층내 유해가스를 빠르게 정화시키기 위한 유공관과, 상기 강제 흡ㆍ호기 파이프에 부착하여 생육수의 철분을 감소시키고 이온화시켜 잔디생육으로 촉진시키는 자력이온기로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양열 복합 냉난방 강제 흡호기 순환식 잔디경기장 잔디관리 시스템이다.
다음으로 본 발명에 따른 태양열 복합 냉난방 강제 흡호기 순환식 잔디경기장 잔디관리 시스템의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 태양열 복합 냉난방 강제 흡호기 순환식 잔디경기장 잔디관리 시스템의 일실시예는 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 태양열집열기(12) 열원을 잔디 토층내로 온수공급과정을 도시한 구성도로서, 특수 태양열집열기(12)에서 집열하고 데워진 물을 내열지하 매설탱크(10)에 저장하거나 순환펌프(11)로 진공이중관 냉ㆍ난방파이프(3) 분배기를 경유하여 잔디지반 토층내로 공급하고, 하측으로 이중관 강제 흡ㆍ호기 파이프에 대칭으로 편차적 구멍을 뚫어주어 식물이 생육에 필요한 수분센서 시그널에 의해 P.L.C 자동작동으로 잔디생육에 필요한 온도,수분을 조절토록 하여 이중관 강제 흡ㆍ호기 파이프(5) 및 유공관(6)와 호환성 있게 한다.
이러한 상태에서 도 2 내지 도 6에 의해 잔디구장 이중관 냉.난방파이프(3) 길이(1M~6M)이상을 직병렬로 설치, 또는 연속적으로 연결이 가능하며, 상기 냉.난방파이프(3)에 메탄올, 증류수, 아세톤 등 상변화물질(16)을 진공주입 봉입시켜 이중관 냉.난방파이프(3) 사각관과 원통형내의 물질이 열교반이 이루어져 토층의 온도를 조절하고, 이중관 강제 흡.호기 파이프(5)를 일체형으로 이중관 냉.난파이프(3)와 교차로 배치하여 잔디생육에 필요한 수분센서 시그널에 의해 지심함수율을 조절함으로써, 강우시 급배수로 경기진행을 원활히 할 수 있고, 가뭄시에도 적절한 수분을 공급할 수 있도록 한다.
도 1과 도 2에서와 같은 시스템에 의해 도 3 내지 도 4, 도에서와 같이 상기 잔디식재지반조성을 구성 하는 것으로, 잔디경기장 기초지반을 15˚로 구배를 주어 상기 하부지반과 유공관의 자갈층 자반경계면에 부직포(1)를 경사지게 하여 침식이나, 미세 토양유입을 막을 수 있고, 유공관(6)을 통하여 과다한 수분은 제거되며, 토양 수분양은 적당해져 함수율을 조절할 수 있도록 하여, 상기 이산화탄소, 메탄, 황화수소 같은 유해가스를 토양생장환경에서 빠르게 정화시킴으로써, 잔디뿌리 부분의 고밀도의 산소가 뿌리에 유지되면서 유기물의 축적과 통기로 인해 영양 공급에 균일성 및 안정성을 고려하여 구성한다.
그 다음 25m/m 자연석 자갈을 깔고 알루미늄(21)으로 열전도와 잠열을 보존하게 하며, 이중관 냉난방파이프(3)와 이중관 강제 흡ㆍ호기 파이프(5)를 매설하여 상기와 같이 자동온도 조절장치에 의해 잔디생육에 적합한 온도조절과 공기나 수분의 이동을 자유로이 조절할 수 있도록 구성하고, 지반조성에 필요한 콩자갈(17)과 배합토(8), 왕사, 경량토(7)층 밑에 층망(18)을 깔아 표토층의 미세입자가 침강되는 것을 막도록 하며, 식재층은 잔디(9)가 식생하는 지층으로 모래, 배합토, 유기물을 혼합하여 잔디의 뿌리가 깊게 퍼지도록 투수성, 보수력을 측정하여 구성한다.
상기한 공정을 완료한 다음 토층의 잔디생육의 적정한 온도 15℃ ~ 25℃, 습도(P/F 19%~21%)로 두개의 증발응축기(13)로 냉매수를 이중관 냉난방파이프(3)에 흐르게하여 지반토층내 온도를 유체운동으로 이중다변화가 이루어질 수 있도록 하고, 식물이 생육에 필요한 수분센서 시그널에 의한 강제 흡ㆍ호기 파이프(5)로 잔디구장의 지심함수율을 조절하며, 자력이온기(15)를 강제 흡ㆍ호기 파이프(5)라인에 부착하여 생육수를 이온화시켜 줌으로써, 수(水)철분을 감소시켜 잔디생육을 촉진시키는 단계로 구성한다.
여기서 태양열집열기(12)와 두개의 증발응축기(13)에 냉매수를 이용한 냉.난방파이프(3)와 강제 흡ㆍ호기 파이프(5)를 정역흡착식진공모터 순환펌프(11)를 장착하여 잔디경기장 잔디관리 시스템으로 태양열집열기(12)의 열량을 지하 매설탱크(10)에 저장하고 또한 잔디토층내에 다수개의 이중관 냉.난방파이프(3)와 이중관 강제 흡ㆍ호기 파이프(5)를 매설하여 한지형잔디 생육온도에 적합한 온도, 습도를 조절함으로써, 각종 잔디구장 또는 건물옥상녹화로 도심의 녹색공간 확보로열섬현상을 줄이고 냉난방비를 줄이는 보온효과와 경량토, 하중량, 직사광선을 고려, 수분센서 장착으로 시그널을 받아 P.L.C(programable logic control) 자동작동으로 호환성 있는 잔디관리시스템을 적용할 수 있도록 한다.
본 발명은 잔디관리시스템은 P.L.C.를 이용 수분센서, 온도센서 등의 각종 센서를 장착하여 이로부터 측정되는 대기 및 지심의 온도, 습도 등에 대한 시그널을 전송받아, 이를 설정값과 비교 연산하여 각 장치의 작동여부를 결정하고, 이에 대한 제어신호를 전송함은 물론, 이들 값을 도표 및 그래프로 출력할 수 있도록 구성된다.
그리고 잔디관리에 관련된 온도, 습도 등 및 장치의 작동 주기 등의 정보를 일, 주, 월단위로 출력할 수 있도록 구성된다.
태양열집열기의 열량을 지하 매설탱크에 저장하여 에너지를 절약할 수 있으며, 또한 잔디 토층내에 다수개의 이중관냉,난방 파이프 및 이중관강제 흡ㆍ호기 파이프로 잔디생육의 적정한 온도,수분을 조절토록 하였으며, 유공관을 통한 토지반 공기정화 및 강우시 표면의 견고성과 잔디평탄성을 유지시켜 질좋은잔디 탄성과 각종 경기로 인해 손상된 표면은 자발적 회복력이 빠르도록 관수시설, 내답압성, 자생력, 배수층의 투수성으로 우중(雨中)에도 경기진행을 가능케할 뿐만 아니라 하절기 두개의 증발응축기로 냉매수를 이중관 냉,난방파이프에 흐르게하여 지반토층내 온도를 유체운동으로 잔디생육에 적합한 지심온도를 15℃ ~ 25℃로 낮추어 조절 함으로써, 탄력성 있는 잔디구장를 사계절늘 푸르게유지할 수 있도록 하였고, 대체에너지 활용으로 경제적이며, 잔디관리 측면에서도 반 영구적인 수명을 갖일수 있도록 하는 태양열 복합 냉ㆍ난방 강제 흡호기 잔디경기장 잔디관리 시스템으로 최적의 필드(field), 푸른잔디로 유지할 수 있으며, 골프연습장 또는 건물옥상조경 잔디관리시스템을 적용하면 건물내 단열효과로 16%의 에너지 절약과 많은 산소공급으로 건강한 사회, 생태계 복원에도 크게 이바지할 수 있는 도심의 녹지화로써 잔디관리시스템을 다용도로 활용할 수 있다.

Claims (3)

  1. 잔디생육 온도를 조절하고자 대체에너지 활용 일환으로 나열배치하는 태양열집열기와, 상기 태양열집열기에 의해 얻어지는 대체에너지 열원으로 주간에 얻은 온수를 저장하는 탱크와, 상기 탱크에 저장된 온수가 지반센서 시스널을 받아 펌프로 순환 공급되어 난방이 이루어지며 잔디경기장에 이중관 다수개를 직병렬로 연속적으로 연결 매설하여 이루어지는 냉ㆍ난방파이프와, 상기 냉ㆍ난방파이프에 진공.물질을 주입 봉입시켜 사각관과 원통형내에서 유체운동으로 열교반이 이루어져 상변화물질로 지반토층내 온도를 조절하고, 상기 냉ㆍ난방파이프에 냉매수를 흐르게 하는 두개의 증발응축기와, 잔디 생육에 필요한 잔디경기장의 지심함수율을 조절할 수 있도록 수분센서 시그널에 의해 작동하는 강제 흡ㆍ호기 파이프와, 토층내 유해가스를 빠르게 정화시키기 위한 부분 진공을 이루는 유공관과, 상기 강제 흡ㆍ호기 파이프에 부착하여 생육수의 철분을 감소시키고 이온화시켜 잔디생육을 촉진시키는 자력이온기로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양열 복합 냉난방 강제 흡호기 순환식 잔디경기장 잔디관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 태양열집열기는 강화유리로 덮어 구성하며, 상기 탱크에 저장된 열량과 상기 두개의 증발응축기로 냉매수를 상기 냉ㆍ난방파이프에 흐르게 하여 냉ㆍ온수의 순환원리 적용으로 상기 상변화물질을 사각관과 원통형내 파이프의 물질로 열교반이 이루어지게 하여 지반토층내 온도를 유체에너지운동으로 이중다변화하도록 구성하고, 상기 이중관 강제 흡ㆍ호기 파이프에 대칭으로 편차적 구멍을 뚫어주어 식물생육조절 수분센서 스그널에 의해 P.L.C(programable logic control)원격제어로 잔디생육에 필요한 온도 및 수분을 조절하도록 에어시스템으로 구성하며, 상기 지심함수율을 조절할 수 있는 투수성 및 보수력으로 구성하여 토층내 식물에 적합한 시그널을 받아 P.L.C로 자동조절하여 관리효율을 상승시키고 원격제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 태양열 복합 냉난방 강제 흡호기 순환식 잔디경기장 잔디관리 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉ㆍ난방파이프 및 강제 흡ㆍ호기 파이프는 길이가 1 ~ 6m인 복합이중관으로 직병렬 연결이 가능하며, 상기 상변화물질로는 수산화나트륨, 황산수, 메탄올, 증류수, 아세톤 중에서 선정하여 사용하고, 상기 유공관 및 자연배수관시설로 시설농작물의 지중 냉ㆍ난방에도 이용이 가능하며, 주택 냉ㆍ난방, 경량토를 이용한 건물옥상조경녹지화, 골프장의 잔디생육에 적합한 온도와 습도를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 태양열 복합 냉난방 강제 흡호기 순환식 잔디경기장 잔디관리 시스템.
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