KR100384878B1 - 냉,난방 환기시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 냉,난방환기시스템 및 제어방법에 관한 것으로서, 특히, 다수의 하우스의 룸 내부에 버섯등을 재배하면서 발생되는 이산화탄소를 순차적으로 제어하기 위하여 룸에서 분기되는 분기관에 개폐밸브를 각각 설치하고, 분기관을 거쳐 메인관으로 에어를 유입하여 필터링수단을 거쳐서 이산화탄소 감지수단에서 감지하여 메인콘트롤러에서 이산화탄소량이 기준치 이상이인지 이하인지를 판단하여 기준치이상인 경우, 이산화탄소 조절수단을 작동하도록 하여 이산화탄소량을 감지하여 조절하므로 항상 최적의 상태로 시스템을 운영하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다. 또한, 종래와 다르게 한 개의 송풍팬과 한 개의 이산화탄소 센서를 사용하여 다수개의 룸 내부의 이산화탄소량을 센싱하여 제어하므로 설치 비용을 절감하고, 구성을 단순화하도록 하는 장점을 지닌다.

Description

냉,난방 환기 시스템 및 그 제어방법 { Cooling And Heating Ventilation System And Control Method Thereof }

본 발명은 작물 재배용 하우스 내에서 발생하는 이산화탄소량을 감지하여 제어하는 장치에 관한 것으로, 특히, 다수의 하우스의 룸 내부에 버섯등을 재배하면서 발생되는 이산화탄소를 순차적으로 제어하기 위하여 룸에서 분기되는 분기관에 개폐밸브를 각각 설치하고, 분기관을 거쳐 메인관으로 에어를 유입하여 필터링수단을 거쳐서 이산화탄소 감지수단에서 감지하여 메인콘트롤러에서 이산화탄소량이 기준치 이상이인지 이하인지를 판단하여 기준치이상인 경우, 이산화탄소 조절수단을 작동하도록 하여 이산화탄소량을 감지하여 조절하도록 하는 냉,난방 환기 시스템및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 버섯등과 같이 온도, 습도 및 이산화탄소량 등과 같이 주위 환경에 따라서 민감하게 반응하는 작물등을 재배하기 위하여서는 하우스의 내부 조건을 거의 완벽하게 제어하는 시스템을 갖추어야 한다.

버섯은 습도가 높고 공기의 조건이 비교적 양호한 상태에서 자라기 때문에 얼마 전 까지 만하여도 하우스에서 제대로 재배하기 어려운 작물로 꼽혔었다.

하지만, 최근에는 다양한 습도조절장치, 온도조절장치 및 이산화탄소 조절장치등이 개발되면서, 버섯은 하우스에서 재배에 성공하는 확률이 점차적으로 증대하는 작물이 되어지고 있다.

상기한 버섯을 재배하는 데 있어서, 환기관리가 매우 중요하고, 특히, 이산화탄소의 배출량을 조절하는 제어장치가 절대적으로 중요한 실정이다.

종래에는 하우스의 룸이 모두 여섯 개가 있는 경우, 각각의 룸에 에어이동관을 형성하고 그 이동관을 별도로 제어하는 개폐밸브를 설치하고 그 개폐밸브에 별도의 이산화탄소량을 측정하는 센서와 에어를 흡입하는 송풍팬을 설치하여 사용하도록 하였다.

그런데, 상기한 바와 같이, 종래의 구성에서 각각의 룸에 별도의 이산화탄소??을 감지하는 센서와 송풍팬을 설치하여 사용하므로 하우스의 설치비용 막대하게 증대하여서 일반 농가에서는 버섯재배용 하우스를 건설할 수 있는 엄두를 내지못할 뿐만아니라 이산화탄소량을 감지하는 센서는 전적으로 수입하여 사용하므로 국가 경제에도 바람직하지 않은 문제점을 지닌다.

또 한, 이산화탄소량과 냉,난방을 동시에 제어하는 수단을 구비하지 못하고, 별도의 장치 및 별도의 제어시스템으로 제어를 하거나 수동으로 제어를 하므로 작물이 발육에 어려움을 지닌다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로서, 다수의 하우스의 룸 내부에 버섯등을 재배하면서 발생되는 이산화탄소를 순차적으로 제어하기 위하여 룸에서 분기되는 분기관에 개폐밸브를 각각 설치하고, 분기관을 거쳐 메인관으로 에어를 유입하여 필터링수단을 거쳐서 이산화탄소 감지수단에서 감지하여 메인콘트롤러에서 이산화탄소량이 기준치 이상이인지 이하인지를 판단하여 기준치이상인 경우, 이산화탄소 조절수단을 작동하도록 하여 이산화탄소량을 감지하여 조절하므로 항상 최적의 상태로 시스템을 운영하는 것이 목적이다.

도 1은 본 발명에 따른 냉,난방 환기시스템의 설치 상태를 보인 구성 도면이고,

도 2는 본 발명에 따른 냉,난방 환기시스템 중에서 이산화탄소 멀티 제어수단의 구성을 보인 도면이고,

도 3은 본 발명에 따른 이산화탄소 조절수단의 정 단면을 보인 도면이며,

도 4는 본 발명에 따른 이산화탄소 조절수단의 측 단면을 보인 도면이며,

도 5는 본 발명에 따른 냉난방 환기시스템의 제어방법을 플로우 차트로 보인 도면이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10,11,12,13,14,15 : 룸

20,21,22,23,24,25 : 개폐밸브

30 : 분기관 40 : 메인관

50 : 필터링수단 60 : 이산화탄소 감지수단

70 : 에어흡입수단 80 : 메인콘트롤러

90 : 이산화탄소조절수단 92 : 본체

94 : 외기유입구 96 : 믹싱박스

98 : 전기히터 100 : 냉동코일

102 : 하측돌출부 104 : 필터

106 : 댐핑모터 108 : 링크

110 : 회전축 112 : 회전블레이드

114 : 송풍부재 116 : 공급플랜지

S1 ∼ S7 : 본 시스템의 작동 단계들

이러한 목적은 각각의 룸에 연결된 분기관에 결합되어서 각각의 분기관의 개폐를 제어하는 다수개의 개폐밸브와; 상기 개폐밸브의 작동에 의하여 개방된 소정의 분기관을 통하여 메인관을 따라서 이동하는 에어에 함유된 이물질을 걸러주는 필터링수단과; 상기 필터링수단에서 이물질이 걸려진 에어에서 이산화탄소량을 감지하는 이산화탄소 감지수단과; 상기 이산화탄소 감지수단에서 이산화탄소량을 감지하여 기준치 이상인 경우, 룸 중에서 그에 해당하는 룸 내부의 공기를 환기하도록 전기적인 신호를 가하는 메인콘트롤러와; 상기 메인콘트롤러의 제어신호에 의하여 룸 중에서 이산화탄소량이 기준치 이상인 룸 내부 에어를 외부 에어와 조절하여 이산화탄소량의 기준치 이하로 낮추어 조절하는 이산화탄소 조절수단으로 구성된 것을 냉,난방 환기 시스템을 제공함으로써 달성된다.

그리고, 본 발명의 목적은, 메인콘트롤러에서 다수 개의 룸 중에서 하나를 선택하여 제1개폐밸브를 작동하여 다수의 분기관 중에 어느 하나를 개방하는 단계와; 상기 단계 후에 개방된 분기관을 거쳐서 에어흡입수단의 작동으로 메인관을 통하여 에어를 이동시키는 단계와; 상기 단계 후에 메인관을 이동하는 에어에서 이물질을 필터링수단을 걸러주는 단계와; 상기 단계 후에 이물질이 걸러진 에어에서 이산화탄소량을 이산화탄소감지수단으로 감지하는 단계와; 상기 단계 후에 감지된 이산화탄소량을 메인콘트롤러에서 기준치 이상인지 기준치이하인지 판단하고, 기준치이하인 경우 룸 선택 단계로 복귀하는 단계와; 상기 단계 후에 감지된 이산화 탄소량이 기준치 이상인 경우, 상기 메인콘트롤러로 이산화탄소조절수단을 작동하는 단계와; 상기 단계 후에 소정의 룸 내부의 에어를 환기하여 이산화탄소량을 낮춘 후에 룸 선택 단계로 복귀하는 단계를 포함하여 이루어진 냉,난방 환기 시스템 제어방법을 제공함으로써 달성된다

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 냉,난방 환기시스템의 설치 상태를 보인 구성 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 냉,난방 환기시스템 중에서 이산화탄소 멀티 제어수단의 구성을 보인 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 이산화탄소 조절수단의 정 단면을 보인 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 이산화탄소 조절수단의 측단면을 보인 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 냉난방 환기시스템의 제어방법을 플로우 차트로 보인 도면이다.

본 발명의 구성을 살펴 보면, 각각의 룸(10,11,12,13,14,15)에 연결된 분기관(30)에 결합되어서 각각의 분기관(30)의 개폐를 제어하는 다수개의 개폐밸브(20,21,22,23,24,25)와; 상기 개폐밸브(20,21,22,23,24,25)의 작동에 의하여 개방된 소정의 분기관(30)을 통하여 메인관(40)을 따라서 이동하는 에어에 함유된 이물질을 걸러주는 필터링수단(50)과; 상기 필터링수단(50)에서 이물질이 걸려진 에어에서 이산화탄소량을 감지하는 이산화탄소 감지수단(60)과; 상기 이산화탄소 감지수단(60)에서 이산화탄소량을 감지하여 기준치 이상인 경우, 룸(20,21,22,23,24,25)중에서 그 에 해당하는 룸 내부의 공기를 환기하는 전기적인 신호를 가하는 메인콘트롤러(80)와; 상기 메인콘트롤러(80)의 제어신호에 의하여 룸(20,21,22,23,24,25)중에서 이산화탄소량이 기준치 이상인 룸 내부 에어를 외부 에어와 조절하여 이산화탄소량의 기준치이하로 낮추어 조절하는 이산화탄소 조절수단(90)으로 구성된다.

그리고, 상기 이산화탄소조절수단(90)은, 룸(21,22,23,24,25)의 천정에 고정 설치되고, 외기를 유입되는 외기유입구(94) 및 정화된 에어를 공급하는 공급플랜지(116)가 형성된 본체(92)와; 상기 본체(92)의 저면에 돌출되어서 룸내부의 공기를 흡입하고, 공기를 정화하는 필터(104)를 형성하는 하측돌출부(102)와 상기 하측돌출부(102) 내부에 설치되어서 에어의 공급을 조절하는 회전블레이드(112)와;상기 회전블레이드(112)의 중심부에 형성된 회전축(110)에 연결된 링크(109)를 통하여 회전블레이드(112)의 회전각도를 조절하여 유입되는 에어의 량을 제어하는 댐핑모터(Damping Motor)(106)와; 상기 외기유입구(94)와 하측돌출부(102)로 유입되는 내기 및 외기를 혼합하여 주는 믹싱박스(Mixing Box)(96)와; 상기 믹싱박스(96)에 믹싱된 에어에 냉,난방을 가하도록 설치된 전기히터(98) 및 냉동코일(100)과; 상기 전기히터(98) 및 냉동코일(100)에서 냉,난방된 에어를 공급플랜지(116)로 토출하는 송풍부재(114)와; 상기 상기 공급플랜지(116)에 연결되어 에어를 룸(20,21,22,23,24,25) 내부로 공급하여 주는 공급관(117)으로 구성된다.

상기 송풍부재(114)는 통상적으로 사용하는 송풍팬을 사용하도록 한다.

상기 에어흡입수단(70)은 송풍팬을 사용하여 룸 내부의 에어를 외부로 강제적으로 송풍하므로써 배출하도록 한다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 냉,난방 환기시스템의 제어방법을 살펴 보도록 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 메인콘트롤러(80)에서 다수개의 룸(21,22,23,24,25) 중에서 어느 하나를 선택하여 제1개폐밸브(20)를 작동하여 다수의 분기관(30)중에 하나를 개방하도록 한다(S1).

상기 분기관(30)을 개폐하는 개폐밸브(20,21,22,23,24,25)의 개폐시간 간격은, 30초 ∼ 60분 사이에서 결정되는 것이 바람직 하다.

그리고, 상기 단계 후에 개방된 분기관(30)을 거쳐서 에어흡입수단(70)의 작동으로 메인관(40)을 통하여 에어를 이동시키도록 한다(S2).

그리고, 상기 단계 후에 메인관(40)을 이동하는 에어 중에 함유된 이물질을 필터링수단(50)을 걸러주어 깨끗한 상태로 유지하도록 한다(S3).

상기 단계 후에 이물질이 걸러진 에어에서 이산화탄소량을 이산화탄소감지수단(60)으로 감지하도록 한다(S4).

그리고, 상기 단계 후에 감지된 이산화탄소량을 메인콘트롤러(80)에서 기준치 이상인지 기준치이하인지 판단하고, 기준치이하인 경우 룸(10,11,12,13,14,15)을 선택하는 단계(S1)로 복귀하도록 한다(S5).

상기 단계 후에 감지된 이산화 탄소량이 기준치 이상인 경우, 상기 메인콘트롤러(80)로 이산화탄소조절수단(90)을 작동하도록 한다(S6).

상기 이산화탄소 감지수단(60)에서 감지하는 이산화탄소량의 기준치는, 상기 룸(20,21,22,23,24,25) 내부에서 재배하는 작물의 종류, 작물의 개체수 및 작물 재배면적에 따라서 세팅하여 정하는 것이 바람직 하다.

그리고, 상기 단계 후에 소정의 룸(20,21,22,23,24,25) 내부의 에어를 환기하여 이산화탄소량을 낮춘 후, 룸을 선택하는 선택 단계(S1)로 복귀하도록(S7) 한 후 다른 개폐밸브를 개방하여 상기한 과정을 거쳐서 그에 연결된 다른 룸 내부의 이산화탄소량을 측정하도록 한다.

한편, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 이산화탄소 조절수단(90)의 작동 상태를 살펴 보면, 상기 이산화탄소감지수단(60)으로 측정한 소정의 룸 내부의 이산화탄소량이 기준치 이상인 경우, 댐핑모터(106)를 작동하여 링크(108)를 작동하여 회전축(110)을 소정각도로 회전하여 회전블레이드(112)를 일정각도 회전시키도록 한다.

그리고, 상기 송풍부재(114)를 강제적으로 가동하여 공기를 외기유입구(94) 및 하측돌출부(102)의 필터(104)를 통하여 유입하여서 믹싱박스(96)에서 서로 혼합하고, 냉동코일(100) 및 전기코일(98)로 적절하게 온도를 조절하게 된다.

이 때, 상기 회전블레이드(112)의 회전량에 의하여 하측돌출부(102)로 유입되는 내기와 외기유입구(94)로 유입되는 외기의 비율이 달라지므로 이산화탄소량의 희석비율이 결정되어지게 된다.

한편, 상기 냉동코일(100) 및 전기히터(98)에 의하여 온도가 조절되고 이산화탄소량이 조절된 에어가 상기 공급플랜지(116)를 통하여 공급관(17)으로 공급하여서 룸(20,21,22,23,24,25)으로 공급되어서 룸 내부의 이산화탄소량을 조절하게 된다.

상기한 과정은 지속적으로 반복하여 이루어지게 되면서 모든 룸의 이산화탄소 량을 최적의 상태로 만들어 주게 되는 것이다.

따라서, 상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉,난방환기시스템 및 제어방법을 사용하게 되면, 다수의 하우스의 룸 내부에 버섯등을 재배하면서 발생되는 이산화탄소를 순차적으로 제어하기 위하여 룸에서 분기되는 분기관에 개폐밸브를 각각 설치하고, 분기관을 거쳐 메인관으로 에어를 유입하여 필터링수단을 거쳐서 이산화탄소 감지수단에서 감지하여 메인콘트롤러에서 이산화탄소량이 기준치 이상이인지이하인지를 판단하여 기준치이상인 경우, 이산화탄소 조절수단을 작동하도록 하여 이산화탄소량을 감지하여 조절하므로 항상 최적의 상태로 시스템을 운영하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

또한, 종래와 다르게 한 개의 송풍팬과 한 개의 이산화탄소 센서를 사용하여 다수개의 룸 내부의 이산화탄소량을 센싱하여 제어하므로 설치 비용을 절감하고, 구성을 단순화하도록 하는 장점을 지닌다.

Claims (5)

1. 각각의 룸에 연결된 분기관에 결합되어서 각각의 분기관의 개폐를 제어하는 다수개의 개폐밸브와; 상기 개폐밸브의 작동에 의하여 개방된 소정의 분기관을 통하여 메인관을 따라서 이동하는 에어에 함유된 이물질을 걸러주는 필터링수단과; 상기 필터링수단에서 이물질이 걸려진 에어에서 이산화탄소량을 감지하는 이산화탄소 감지수단과; 상기 이산화탄소 감지수단에서 이산화탄소량을 감지하여 기준치 이상인 경우, 룸 중에서 그 에 해당하는 룸 내부의 공기를 환기하는 전기적인 신호를 가하는 메인콘트롤러와; 상기 메인콘트롤러의 제어신호에 의하여 룸 중에서 이산화탄소량이 기준치 이상인 룸 내부 에어를 외부 에어와 조절하여 이산화탄소량의 기준치이하로 낮추어 조절하는 이산화탄소 조절수단으로 이루어진 환기시스템에 있어서,

   상기 이산화탄소조절수단은, 룸의 천정에 고정 설치되고, 외기를 유입되는 외기유입구 및 정화된 에어를 공급하는 공급플랜지가 형성된 본체와; 상기 본체의 저면에 돌출되어서 룸내부의 공기를 흡입하고, 공기를 정화하는 필터를 형성하는 하측돌출부와; 상기 하측돌출부 내부에 설치되어서 에어의 공급을 조절하는 회전블레이드와; 상기 회전블레이드의 중심부에 형성된 회전축에 연결된 링크를 통하여 회전블레이드의 회전각도를 조절하여 유입되는 에어의 량을 제어하는 댐핑모터와; 상기 외기유입구와 하측돌출부로 유입되는 내기 및 외기를 혼합하여주는 믹싱박스와; 상기 믹싱박스에 믹싱된 에어에 냉,난방을 가하도록 설치된 전기히터 및 냉동코일과; 상기 전기히터 및 냉동코일에서 냉,난방된 에어를 공급플랜지를 통하여 룸 내부로 공급하여 주는 송풍부재와; 상기 공급플랜지를 통하여 룸 내부로 에어를 이동 공급하는 공급관을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 냉,난방 환기 시스템.
2. 삭제
3. 메인콘트롤러에서 다수개의 룸 중에서 하나를 선택하여 제1개폐밸브를 작동하여 다수의 분기관 중에 어느 하나를 일정시간 간격으로 순차적으로 개방하는 단계와;

   상기 단계 후에 개방된 분기관을 거쳐서 에어흡입수단의 작동으로 메인관을 통하여 에어를 이동시키는 단계와;

   상기 단계 후에 메인관을 이동하는 에어에서 이물질을 필터링수단으로 걸러주는 단계와;

   상기 단계 후에 이물질이 걸러진 에어에서 이산화탄소량을 이산화탄소감지수단으로 감지하는 단계와;

   상기 단계 후에 감지된 이산화탄소량을 메인콘트롤러에서 기준치 이상인지 기준치이하인지 판단하고, 기준치 이하인 경우 룸을 선택하는 단계로 복귀하는 단계와;

   상기 단계 후에 감지된 이산화 탄소량이 기준치 이상인 경우, 상기 메인콘트롤러로 이산화탄소조절수단을 작동하는 단계와;

   상기 단계 후에 소정의 룸 내부의 에어를 환기하여 이산화탄소량을 낮춘 후에 룸을 선택하는 단계로 복귀하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 냉,난방 환기 시스템 제어방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 분기관을 개폐하는 개폐밸브의 개폐시간 간격은, 30초 ∼ 60분 사이에서 결정되는 것을 특징으로 하는 냉,난방 환기 시스템 제어방법.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 이산화탄소 감지수단에서 감지하는 이산화탄소량의 기준치는, 상기 룸 내부에서 재배하는 작물의 종류, 작물의 개체수 및 작물 재배면적에 따라서 세팅하여 정하는 것을 특징으로 하는 냉,난방 환기 시스템 제어방법.