KR100352480B1 - 비닐하우스의 난방공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외기의 온도가 낮은 동절기 등에 작물의 성장을 고르게 촉진되도록 열을 공급하는 비닐하우스의 난방공급장치에 관한 것으로, 스팀보일러에서 발생된 스팀을 이용하여 비닐하우스의 내부 온도를 균일하게 유지시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본체(1)와, 상기 본체내에 설치되어 주탱크(5)내에 채워져 있던 물이 담겨지는 밀폐된 스팀발생탱크(2)와, 상기 스팀발생탱크내의 물에 잠겨지도록 설치되어 외부의 전원에 의해 열을 발생시키는 복수개의 히터(7)와, 상기 스팀발생탱크내에 설치되어 담겨져 있던 수위를 감지하여 주탱크내의 물공급을 제어하는 고, 저수위감지센서(8a)(8b)와, 상기 스팀발생탱크의 상측에 설치되어 히터의 가열에 의해 스팀발생탱크내의 압력이 발생됨에 따라 스팀발생탱크내의 압력을 외부에 수치로 나타내는 압력게이지(9)와, 상기 스팀발생탱크의 상측에 설치되어 스팀발생탱크내의 압력이 설정치이상이 되면 압력을 차단시키는 압력차단스위치(10)와, 상기 스팀발생탱크의 상측에 연결되어 발생된 스팀을 외부로 공급하는 적어도 1개 이상의 공급관(11)과, 상기 공급관에 연결되어 고랑에 위치되게 설치된 분기관(13)과, 상기 분기관상에 일정 간격으로 설치되어 스팀의 고열을 외부로 방출하는 라디에이터(14)와, 상기 라디에이터의 일측에 설치되어 라디에이터를 통해 외부로 방열되는 열을 배출시키는 팬(15)과, 상기 라디에이터의 토출측과 보조탱크(16)사이에 연결되어 응축수를 보조탱크측으로 드레인시키는 드레인관(17)과, 상기 각 전기,전자부품에 대한 구동을 제어하는 콘트롤부(18)로 구성된 것이다.

Description

비닐하우스의 난방공급장치{.}

본 발명은 외기의 온도가 낮은 동절기 등에 작물의 성장을 고르게 촉진되도록 열을 공급하는 비닐하우스의 난방공급장치에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 스팀보일러에서 발생된 스팀을 이용하여 비닐하우스의 내부 온도를 균일하게 유지시킬 수 있도록 한 비닐하우스의 난방공급장치에 관한 것이다.

여러 가지 작물(화훼, 채소 등)이 재배되는 비닐하우스내의 적절한 온도(약 20 - 25℃) 유지는 작황을 결정하는 가장 중요한 요소로서, 외기의 온도가 적정 온도보다 낮은 늦은 봄, 가을에는 비닐하우스에 의해 보온이 이루어지게 되므로 별도의 난방을 실시하지 않더라도 비닐하우스의 내부온도가 작물의 성장에 지장을 초래하지 않을 정도로 유지되지만, 이른 봄, 늦은 가을 또는 동절기에는 외기의 온도가 낮아 비닐하우스의 내부온도를 작물의 성장에 영향을 끼치지 않는 온도로 유지시킬 수 없게 되므로 별도의 난방을 실시하여야 된다.

동절기 등에 비닐하우스의 내부 온도를 유지시키기 위해 현재까지 알려진 열공급방식은 여러 가지가 있는데, 이 중 대표적인 방식으로는 작물이 재배된 두둑과 두둑사이에 위치하는 각각의 고랑에 비닐 튜브형태의 닥트를 설치한 다음 온풍기에서 발생된 온풍을 상기 닥트를 통해 공급하는 방식과, 두둑에 방열판을 설치한 다음 기름 또는 전기보일러에서 예열된 온수를 상기 방열판으로 공급하여 외부로 방열되는 열에 의해 비닐하우스내의 온도를 유지시키는 방식이 있다.

상기 방식 중 전자의 경우에 의한 열공급 방식은 온풍기의 송풍압력에 의해 설정된 온도까지 가열된 열이 닥트를 통해 공급되므로 온풍기가 근접된 부위는 온도가 정해진 시간내에 설정온도까지 상승하지만, 송풍기로부터 원거리에 위치된 부분에는 닥트를 통해 온풍이 이동하면서 열이 소모되므로 비교적 차거운 바람이 토출된다.

즉, 온풍기의 설치위치로부터 근거리와 원거리의 온도편차가 발생되는데, 이러한 현상은 작물의 재배면적이 넓으면 넓을수록 온도편차가 더욱 심화되므로 비닐하우스내의 전체온도를 설정된 온도로 유지시키는데 많은 연료와 시간을 필요로 하게 되고, 이에 따라 비닐하우스를 유지하는데 비경제적이다.

한편, 후자에 설명한 방열판에 의한 열공급 방식은 방열판과 근접한 작물의 밑부분이 뜨거워 열에 메말라 버려 폐기되는 작물이 많아져 수확량이 떨어지며, 키가 큰 작물인 경우에는 대류의 온도편차로 인해 냉해를 입게 되어 과실의 표면이 균열되는 등 상품가치가 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 이에 따른 부가적인 문제점으로는, 재배면적에 난방장치들이 많은 부분을 차지하여 재배면적이 줄어들게 되므로 수확량이 줄어드는 결과를 초래하게 되었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 전기에 의해 얻어지는 스팀열을 비닐하우스의 내부로 골고루 순환시켜 적은 난방비를 이용하고도 비닐하우스의 내부 온도를 항상 일정하게 유지시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 순환관을 통해 라디에이터로 공급된 스팀이 외부로 열을 방출시키므로 인해 고열의 응축수로 변환되고 나면 이를 스팀발생탱크로 재유입시켜 적은 양의 에너지를 가하여 스팀을 발생시킬 수 있도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 본체와, 상기 본체내에 설치되어 주탱크내에 채워져 있던 물이 담겨지는 밀폐된 스팀발생탱크와, 상기 스팀발생탱크내의 물에 잠겨지도록 설치되어 외부의 전원에 의해 열을 발생시키는 복수개의 히터와, 상기 스팀발생탱크내에 설치되어 담겨져 있던 수위를 감지하여 주탱크내의 공급수 공급을 제어하는 고, 저수위감지센서와, 상기 스팀발생탱크의 상측에 설치되어 히터의 가열에 의해 스팀발생탱크내의 압력이 발생됨에 따라 스팀발생탱크내의 압력을 외부에 수치로 나타내는 압력게이지와, 상기 스팀발생탱크의 상측에 설치되어 스팀발생탱크내의 압력이 설정치이상이 되면 압력을 차단시키는 압력차단스위치와, 상기 스팀발생탱크의 상측에 연결되어 발생된 스팀을 외부로 공급하는 적어도 1개 이상의 공급관과, 상기 공급관에 연결되어 고랑에 위치되게 설치된 분기관과, 상기 분기관상에 일정 간격으로 설치되어 스팀의 고열을 외부로 방출하는 라디에이터와, 상기 라디에이터의 일측에 설치되어 라디에이터를 통해 외부로 방열되는 열을 배출시키는 팬과, 상기 라디에이터의 토출측과 보조탱크사이에 연결되어 응축수를 보조탱크측으로 드레인시키는 드레인관과, 상기 각 전기, 전자부품에 대한 구동을 제어하는 콘트롤부로 구성된 것을 특징으로 하는 비닐하우스의 난방공급장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 구성을 나타낸 개략도

도 2는 본 발명의 스팀발생탱크를 나타낸 종단면도

도 3은 도 1의 "A"부 상세도

도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 본체 2 : 스팀발생탱크

5 : 주탱크 7 : 히터

9 : 압력게이지 10 : 압력차단스위치

11 : 공급관 13 : 분기관

14 : 라디에이터 15 : 팬

17 : 드레인관 18 : 콘트롤부

19 : 전자변 20 : 온도감지센서

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 1 내지 도 3을 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 구성을 나타낸 개략도이고 도 2는 본 발명의 스팀발생탱크를 나타낸 종단면도이며 도 3은 도 1의 "A"부 상세도로서, 본 발명은 본체(1)내에밀폐된 원통형상의 스팀발생탱크(2)가 설치되어 있고 상기 스팀발생탱크의 일측에는 물공급관(3)상에 설치된 펌프(4)의 구동에 따라 담겨져 있던 물을 스팀발생탱크측으로 공급하는 주탱크(5)가 설치되어 있는데, 상기 스팀발생탱크(2)와 펌프(4)사이에는 스팀발생탱크내의 압력에 의해 스팀발생탱크내의 물 또는 스팀이 주탱크(5)측으로 역류되지 않도록 하는 체크밸브(6)가 설치되어 있다.

상기 스팀발생탱크와 주탱크(5)사이에 2개의 물공급관(3)을 설치하고 상기 물공급관(3)상에는 펌프(4)를 각각 설치하는 것이 보다 바람직하다.

그 이유는, 시스템의 가동시 스팀발생탱크(2)측으로 물을 공급하는 펌프(4)가 고정나더라도 고장난 펌프를 보수하는 동안 다른 1개의 펌프를 이용하여 스팀발생탱크(2)측으로 물을 계속해서 공급할 수 있도록 하기 위함이다.

그리고 상기 스팀발생탱크(2)의 하부에 외부의 전원에 의해 열을 발생시키는 복수개의 히터(7)가 물에 잠겨지도록 설치되어 있고 상기 스팀발생탱크(2)의 상측에는 스팀발생탱크내의 수위를 감지하여 주탱크(5)내의 물공급을 제어하는 고, 저수위감지센서(8a)(8b)가 설치되어 있으며 상기 스팀발생탱크의 상측에는 히터(7)의 가열에 의해 스팀발생탱크(2)내에 압력이 발생됨에 따라 스팀발생탱크내의 압력을 외부에 수치로 나타내는 압력게이지(9)와, 스팀발생탱크내의 압력이 설정치 이상이 되면 압력을 차단시키는 압력차단스위치(10)가 설치되어 있다.

또한, 상기 스팀발생탱크(2)의 상측에 스팀을 외부로 공급하는 적어도 1개 이상의 공급관(11)이 연결되어 있고 상기 공급관(11)의 인출측에는 스팀의 토출을 제어하는 밸브(12)가 각각 설치되어 있으며 상기 스팀발생탱크(2)에 연결된 공급관에는 고랑에 위치되게 분기관(13)이 연결되어 있다.

그리고 상기 고랑에 위치하는 분기관(13)상에 일정 간격으로 스팀의 고열을 외부로 방출하는 라디에이터(14)가 설치되어 있고 상기 라디에이터의 일측에는 실내의 공기를 라디에이터를 통과시키면서 열교환하도록 하는 팬(15)이 설치되어 있으며 상기 라디에이터의 토출측과 보조탱크(16)사이에는 응축수를 보조탱크측으로 드레인시키는 드레인관(17)이 설치되어 있다.

이 때, 상기 팬(15)의 회전방향은 실내의 공기가 라디에이터(14)를 통과하도록 설정하는 것이 보다 바람직하다.

이는, 실내의 공기가 라디에이터(14)를 통과하면서 열교환하여 가온된 상태에서 팬(15)의 구동에 따라 골고루 확산되어 실내의 온도분포가 균일해지도록 하기위함이다.

만약, 팬(15)의 회전방향이 반대가 되더라도 실내의 온도가 라디에이터(14)를 통과하는 스팀과의 열교환으로 상승되는 현상은 동일하지만, 팬(15)의 구동에 따른 확산효과가 떨어져 온도분포가 균일해지지 않을 가능성이 있기 때문이다.

상기 공급관(11) 및 분기관(13) 그리고 분기관상에 설치되는 라디에이터(15)의 개수 및 설치 간격은 작물의 재배면적과 환경조건에 맞추어 적절히 설정하여야 된다.

상기한 각 전기, 전자부품에 대한 구동은 본체(1)에 설치된 콘트롤부(18)에 의해 제어되도록 구성되어 있다.

또한, 상기 각 공급관(11)의 인출측에 스팀발생탱크(2)로부터 발생된 스팀의토출을 제어하는 전자변(19)이 설치되어 있고 비닐하우스의 내부(각 고랑에 설치되는 분기관의 근접부위)에는 실내온도를 감지하는 복수개의 온도감지센서(20)가 설치되어 있다.

이는, 온도감지센서(20)가 비닐하우스의 내부온도를 설정치이하로 감지하면 콘트롤부(18)에 의해 전자변(19)을 개방하여 라디에이터(14)측으로 고압(4 - 7kg/cm²정도)의 스팀을 공급하고, 이와는 반대로 설정치이상으로 감지하면 전자변을 오프시켜 스팀의 공급을 중단시키도록 하기 위함이다.

본 발명을 전술한 바와 같이 구성하여도 저렴한 비용을 들여 비닐하우스내의 온도를 항상 일정하게 유지시킬 수 있지만, 갑작스런 시스템의 고장으로 인해 혹한기인 동절기에 재배하고 있던 작물에 냉해가 발생되지 않도록 상기 스팀발생탱크(2)내에 설치되는 히터(7)를 스팀발생탱크내에 대칭되게 한 쌍으로 설치하고 상기 각 전기, 전자부품에 대한 구동을 제어하는 콘트롤부(18)도 한 쌍으로 구성하며 주탱크(5)내의 물을 스팀발생탱크(2)측으로 공급하는 펌프(4)도 2개로 구성하는 것이보다 바람직하다.

이에 따라, 2대의 시스템을 설치하지 않고 심야 또는 서비스가 잘 이루어지지 않는 휴일에 갑작스럽게 1개의 시스템이 고장나더라도 고장난 시스템을 고치는 동안 비닐하우스의 난방을 지속적으로 유지시킬 수 있게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 펌프(4)의 구동으로 주탱크(5)내의 물이 스팀발생탱크(2)의 내부에 설정치만큼 공급되었음을 고수위 감지센서(8a)가 감지하고 나면 주탱크내의 물을 스팀발생탱크(2)측으로 펌핑하는 펌프(4)의 구동이 중단된다.

이러한 상태에서 콘트롤부(18)에 의해 히터(7)에 전원이 인가되어 스팀발생탱크(2)내의 물이 가열되면 물의 증발에 따라 스팀발생탱크(2)내에 스팀이 발생되어 압력이 상승되는데, 발생된 스팀이 설정된 압력이 도달하였음을 압력게이지(9)를 통해 확인되면 각 공급관(11)상에 설치되어 공급관을 폐쇄하고 있던 밸브(12)를 개방하여 설정압력에 도달한 스팀이 공급관(11)을 통해 분기관(13)측으로 공급되도록 한다.

이에 따라, 고압의 스팀이 공급관(11)과 분기관(13)을 통해 일정간격으로 설치된 라디에이터(14)를 통과하는 과정에서 라디에이터의 일측에 설치된 팬(15)이 구동하여 실내의 공기를 라디에이터측으로 통과시키게 되므로 실내의 공기가 라디에이터를 통과하는 스팀과 열교환하면서 가온되어 실내로 골고루 퍼지게 되므로 실내의 온도가 상승된다.

상기한 동작이 반복됨에 따라 고온의 스팀온도가 떨어져 응축수로 변환되면 응축수가 보조탱크(16)로 드레인되었다가 주탱크(5)를 통해 스팀발생탱크(2)측으로 보충되어 재활용되므로 열효율을 극대화시키게 된다.

상기한 바와 같은 설명은 스팀발생탱크(2)로부터 발생된 스팀이 1개의 분기관(13)을 통과하면서 분기관상에 설치된 라디에이터(14)와 팬(15)의 구동으로 실내의 온도를 상승시키는 과정을 설명한 것으로, 비닐하우스의 크기 및 작물의 재배면적에 따라 설치된 복수개의 공급관(11)과, 고랑에 설치된 분기관(13)으로 동시에 스팀이 공급됨과 동시에 팬(15)의 구동으로 더워진 공기가 골고루 환산되므로 실내의 온도를 적정 온도로 유지시킬 수 있게 된다.

이와 같은 동작으로 실내의 온도가 설정된 온도로 상승되었음을 각 고랑에 설치된 온도감지센서(20)가 감지하면 공급관(11)상에 설치된 전자변(19)을 오프시키게 되므로 공급관(11)을 통한 스팀의 공급이 일시 중단된다.

상기 온도감지센서(20)의 감지에 따라 실내온도가 설정된 온도까지 상승하여 공급관(11)상의 전자변(19)이 오프되더라도 팬(15)의 구동은 중단하지 않고 계속하여 작동하게 된다.

이는, 실내의 상층과 하층의 온도차가 발생되지 않도록 상층에 머물고 있는 폐열을 지속적으로 재순환되도록 하므로써 대류의 온도차가 발생되지 않도록 하기위함이다.

한편, 스팀발생탱크(2)내의 압력이 설정압력보다 상승되면 물을 가열하는 히터(7)의 전원공급이 차단된다.

이러한 상태에서 스팀발생탱크(2)내의 스팀압력이 설정치이하로 떨어지면 히터(7)에 전원이 재인가되어 스팀압력이 설정치까지 도달하도록 스팀발생탱크(2)내의 물을 가열하게 된다.

스팀의 공급중단으로 비닐하우스내의 온도가 설정온도보다 떨어짐을 온도감지센서(20)가 감지하면 오프되었던 전자변(19)을 개방하여 전술한 바와 같이 설정압력을 갖는 스팀을 공급관(11)과 분기관(13)을 통해 라디에이터(14)측으로 공급하여 실내의 공기와 열교환하도록 하므로써 실내의 온도를 설정치로 유지시킬 수 있게 된다.

이러한 동작은 각 고랑에 위치하는 분기관(13)과 근접되게 설치된 온도감지센서(20)가 주변온도를 감지함에 의해 각각의 공급관(11)상에 설치된 전자변(19)이 개별 동작하거나, 동시에 동작하게 된다.

즉, 비닐하우스내의 중앙부위 온도보다 가장자리부위의 온도가 낮으므로 가장자리에 위치한 고랑측으로 스팀을 공급하는 공급관(11)상의 전자변의 개방시간이 중앙부위에 위치한 고랑측으로 스팀을 공급하는 공급관(11)상의 전자변의 개방시간 보다 길어진다.

한편, 1개의 시스템을 이용하여 비닐하우스내의 난방을 실시하다가 어느 하나의 부품(히터, 펌프 등)에 고장이 발생되면 고장난 시스템의 구동을 중단시킴과 동시에 다른 1개의 시스템을 이용하면 비닐하우스의 난방을 지속적으로 실시할 수 있게 되므로 난방 중단으로 인해 작물의 냉해를 미연에 방지하게 된다.

따라서 외기의 온도가 낮은 동절기 등에도 전기 소비량이 적은 보일러를 이용하여 비닐하우스의 내부온도를 균일하게 유지시킬 수 있게 되므로 작물의 고른 성장을 유도하여 고품질의 상품을 얻을 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 종래의 장치에 비하여 다음과 같은 장점을 갖는다.

첫째, 전기보일러에서 발생되는 고온의 스팀을 이용하여 비닐하우스의 난방을 실시하게 되므로 난방에 소요되는 경비를 대폭 절감하게 된다.

둘째, 라디에이터에서 발생되는 열을 팬의 구동에 의해 골고루 확산시키게되므로 온도편차가 발생되는 현상을 미연에 방지하게 된다.

셋째, 1개의 시스템이 고장나더라도 다른 1개의 시스템을 이용하여 난방을 지속적으로 실시할 수 있게 되므로 난방 중단에 따른 작물의 냉해발생을 미연에 방지하게 된다.

Claims (3)

1. 본체와, 상기 본체내에 설치되어 주탱크내에 채워져 있던 물이 담겨지는 밀폐된 스팀발생탱크와, 상기 스팀발생탱크내의 물에 잠겨지도록 설치되어 외부의 전원에 의해 열을 발생시키는 복수개의 히터와, 상기 스팀발생탱크내에 설치되어 담겨져 있던 수위를 감지하여 주탱크내의 물공급을 제어하는 고, 저수위감지센서와, 상기 스팀발생탱크의 상측에 설치되어 히터의 가열에 의해 스팀발생탱크내의 압력이 발생됨에 따라 스팀발생탱크내의 압력을 외부에 수치로 나타내는 압력게이지와, 상기 스팀발생탱크의 상측에 설치되어 스팀발생탱크내의 압력이 설정치이상이 되면 압력을 차단시키는 압력차단스위치와, 상기 스팀발생탱크의 상측에 연결되어 발생된 스팀을 외부로 공급하는 적어도 1개 이상의 공급관과, 상기 공급관에 연결되어 고랑에 위치되게 설치된 분기관과, 상기 분기관상에 일정 간격으로 설치되어 스팀의 고열을 외부로 방출하는 라디에이터와, 상기 라디에이터의 일측에 설치되어 라디에이터를 통해 외부로 방열되는 열을 배출시키는 팬과, 상기 라디에이터의 토출측과 보조탱크사이에 연결되어 응측수를 보조탱크측으로 드레인시키는 드레인관과, 상기 각 전기, 전자부품에 대한 구동을 제어하는 콘트롤부로 구성된 것을 특징으로 하는 비닐하우스의 난방공급장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스팀발생탱크내에 설치되는 히터를 스팀발생탱크내에 대칭되게 한 쌍으로 설치하고 상기 각 전기, 전자부품에 대한 구동을 제어하는 콘트롤부도 한 쌍으로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 비닐하우스의 난방공급장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   비닐하우스의 내부에 설치되어 실내온도를 감지하는 온도감지센서와, 상기 각 공급관의 인출측에 설치되어 온도감지센서에 의해 스팀의 토출을 제어하는 전자변이 더 구비된 것을 특징으로 하는 비닐하우스의 난방공급장치.