KR100885974B1 - 지하공기를 이용한 축사의 냉난방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 가축의 축사를 난방하기 위한 지하공기를 이용한 냉난방장치에 있어서, 지하의 다공상 암석층으로부터 지하 공기를 흡입할 수 있도록 지상으로부터 지하로 연장되며 암석층과 대응되는 측에 공기의 흡입을 위한 다수개의 관통공이 형성된 흡입관과, 상기 흡입관과 연결되며 흡입관을 통하여 지하공기를 흡입하기 위한 송풍기와, 상기 송풍기와 연결되며 상기 축사로 연장되는 연결관과, 상기 연결관에 설치되어 상기 축사의 내부로 지하공기를 분사하기 위한 노즐들을 포함한다.

축사, 가축, 지하공기, 난방, 냉방

Description

지하공기를 이용한 축사의 냉난방장치{heating and cooling system for cattlepen}

도 1은 본 발명에 따른 지하공기층을 이용한 축사의 냉,난방장치를 도시한 측면도,

도 2는 지하에 흡입관이 매설된 상태를 나타내 보인 단면도,

도 3은 지하에 흡입관이 매설된 상태의 다른 실시예를 나타내 보인 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 지하 공기층을 이용한 축사의 냉,난방장치를 도시한 평면도.

본 발명은 지하공기를 이용한 축사 난방장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 지열에 의해 가열된 지하공기를 이용하여 양계장, 양돈장 등의 축사를 냉난방하기 위한 지하공기를 이용한 축사 냉, 난방장치에 관한 것이다.

일반적으로 농가의 시설작물의 재배시설이나 가축사육을 위한 축사는 작물,가축의 성장에 상대적으로 큰 영향을 미치게 되므로 적정한 온도로 유지하고 있다. 특히, 돼지나 닭을 사육하기 위한 축사 내부의 온도가 너무 높거나 낮은 경우 사료 섭취율 저하, 분만율저하, 집단폐사등이 발생된다.

따라서, 축사에는 혹서기 또는 혹한기에는 가축의 실내 온도를 적정한 상태로 유지하기 위한 냉, 난방장치가 설치된다.

대한민국 실용신안 등록 제 410652호에는 축사의 온도 및 습도 조절장치가 개시되어 있다. 개시된 온도 및 습도 조절장치는 케이스의 내부에 설치된 것으로, 물 저장을 위한 물탱크, 이 물탱크로부터 공급되는 물에 가열하거나 냉각시키기 위한 히터 및 냉각기와, 가열 또는 냉각된 물을 공급하기 위한 펌프, 이 전동펌프와 연계되며, 상기 케이스의 공기배출구에 복수로 구비된 노즐, 이 노즐 및 공기배출구를 통해 배출되는 물과 공기를 실내로 확산시키는 송풍기를 구비한다.

상기와 같이 구성된 온도 및 습도 조절장치는 물을 축사에 직접적으로 분사하는 구조를 가지고 있으므로 장시간 냉방과 난방의 효과를 기대하기 어렵다.

등록특허 제 0690078호에는 지하수를 이용한 농축산용 냉난방장치가 개시되어 있으며, 공개 특허 제 2002-0091611호에는 지열 및 배출공기의 열 에너지를 이용한 냉난방 빛 공기정화 장치 겸용장치가 개시되어 있다. 그리고 실용신안 등록 제 0238733호에는 열교환기를 이용한 축사내 온도조절장치 및 공기정화 시스템의 기술적 구성이 개시되어 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 돼지, 닭 등의 가축을 사육하기 축사의 냉, 난방에 따른 비용을 대폭 줄일 수 있는 지하공기를 이용한 축사의 냉난방장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 축사의 냉난방을 위한 소음을 줄여 소음에 의해 가축이 스트레스 받는 것을 줄일 수 있으며, 나아가서는 사육되는 가축의 양호한 육질을 얻을 수 있는 지하공기를 이용한 축사의 냉난방장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 축사의 냉난방을 위한 초기투자 비용을 대폭 절감할 수 있는 지하공기를 이용한 축사의 냉 난방장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 지하공기를 이용한 축사의 냉, 난방장치는 지하공기를 이용하여 돼지 축사를 냉난방 하는 것으로, 지하의 다공상 암석층으로부터 지하 공기를 흡입할 수 있도록 지상으로부터 지하로 연장되며 암석층과 대응되는 측에 공기의 흡입을 위한 다수개의 관통공이 형성된 흡입관과,

상기 흡입관과 연결되며 흡입관을 통하여 지하공기를 흡입하기 위한 송풍기와, 상기 송풍기와 연결되며 상기 축사로 연장되는 연결관과, 상기 연결관에 설치되어 축사의 내부로 지하공기를 분사하기 위한 노즐들을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 송풍기와 연결된 연결관에는 지하로부터 흡입된 공기를 가열하기 위한 가열수단을 구비하며, 상기 축사의 하부측에 설치되어 축사 내부의 공기를 배출하기 위한 공기 배출수단을 구비한다. 그리고 상기 흡입관의 직경은 200 내지 1000mm를 가진다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 지하공기를 이용한 축사의 냉,난방장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 지하공기를 이용한 축사의 냉, 난방장치의 일 실시예를 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 지하공기를 이용한 축사의 냉, 난방장치(10)는 지하공기를 이용하여 돼지, 닭, 소 등의 축사를 냉난방 하는 것으로, 지하의 다공상 암석층으로부터 지하 공기를 흡입할 수 있도록 지상으로부터 지하로 연장되며 암석층(100)과 대응되는 측에 공기의 흡입을 위한 다수개의 관통공(21)이 형성된 흡입관(20)과, 상기 흡입관(20)과 연결되며 흡입관(20)을 통하여 지하공기를 흡입하기 위한 송풍기(30)와, 상기 송풍기(30)와 연결되며 상기 축사로 연장되는 연결관(40)과, 상기 연결관에 설치되어 축사의 내부로 지하공기를 분사하기 위한 노즐(41)들을 구비한다.

상기 암석층(100)은 화산회토의 지질구성은 현무암(Basalt)으로 된 흑색 내지 암회색의 염기성 화산암층이 이용된다. 이러한 암석층은 제주도 및 경기도 연천, 울릉도 부분에 분포하며, 지질의 특성은 신생대 제4기의 화산활동에 의해 대부분의 지표지질을 형성한 젊은 화산토로서 주요 암석은 현무암류가 주종을 이룬다. 상기 현무암류는 화산 쇄설물인 붉은색의 송이(Scoria)로 분포하고 있다.

이러한 암석층은 강수의 지하유입이 매우 높은 지질구조 및 지질매체가 분포되고 용암 동굴(Lava Cave), 숨골(지표면에 공통 또는 열극이 노출되어 있어 강수가 무한이 유입되는 곳), 곳자갈, 오름, 하천, 스코리아류 퇴적층이 형성되며, 지하공간상에 대략 15℃ 내외의 공기층이 존재한다.

상기 흡입관(20)은 그 직경이 200 내지 1000mm을 가진다. 그리고 상기 흡입관(20)의 외주면에 형성된 관통공(21)은 공기의 흡입에 따른 저항을 최소화 할 수 있는 있도록 직경이 5 내지 50 mm의 직경을 가진다. 상기 흡입관(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 다층의 암석층(100)으로부터 공기를 흡수할 수 있도록 상부측으로부터 하단부까지 형성함이 바람직하다.

한편, 도 3에는 암석층에 흡입관이 설치되는 상태의 다른 실시예를 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 흡입관(70)은 암석층(100)의 상부에 위치되는 토사층(300) 만을 관통할 수 있는 길이를 가지며, 이 흡입관(70)의 단부에는 흡입관이 삽입되지 않고, 단순히 천공된 공동부(400)가 위치되도록 시공할 수도 있다. 이러한 구조는 지하공기가 관통공을 통과함에 따른 공기저항을 줄일 수 있다.

그리고 상기 흡입관과 연결되는 송풍기(30)는 공기의 흡입력을 높이기 위하여 시로코 펜을 사용함이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다.

그리고 상기 연결관(40)은 금속덕트, 금속관 합성수지과, 주름관 등으로 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다. 그리고 도 4에 도시된 바와 같이 연결관(40)은 복수개의 분기관(42)와 연결될 수 있으며, 상기 분기관(42)에는 축사로 송풍된 공기를 분사하기 위한 복수개의 노즐(41)들을 구비한다. 분기관(42)은 연결관(40)과 연결된 메니폴드와 연결될 수 있으며, 상기 분기관은 축사의 바닥면으로부터 소정높이의 위치에 설치될 수 있다.

한편 축사(200)는 닭 또는 돼지를 사육할 수 있는 것으로, 측벽(201)의 적어 도 일측에는 상기 축사의 하부측에 설치되어 축사 내부의 공기를 배출하기 위한 공기 배출수단(60)을 구비한다. 상기 배출수단(60)은 축류팬으로 이루어 질 수 있는데, 이 축류팬은 팬(61)과, 이 팬을 구동시키는 모터(62)를 구비한다.

그리고 송풍기(30)와 연결된 연결관(40)에는 지하로부터 흡입된 공기를 가열하여 축사(200)를 난방하기 위한 가열수단(50)을 더 구비한다. 이 가열수단(50)은 도면에는 도시되어 있지 않으나 전열히터, 보일러에 의해 가열된 열교환 매체가 흐르며 지하공기를 가열하기 위한 열교환기로 이루어질 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 지하공기를 이용한 냉, 난방장치(10)는 송풍기(30)가 구동함에 따라 지하층의 연평균 대략 15℃ 내외의 다공성 암석층(100)의 지하공기는 흡입관(20 또는 70)의 관통공(21)을 통하여 흡입된 후 연결관(40)으로 송풍된다. 이 과정에서 도 2에 도시된 바와 같이 흡기관(20)의 외주면에 상부로부터 단부에 걸쳐 관통공(21)이 형성된 경우 적층된 암석층으로부터 공기를 흡입할 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 흡기관(70)의 하면에 공동부(400)이 형성된 경우 공기의 흡입에 따른 저항을 줄일 수 있다.

송풍된 지하공기는 분기관(42)의 노즐(41)들을 통하여 축사(200)의 내부로 분사됨으로써 축사(200)를 냉방할 수 있다. 즉, 여름철 축사의 내부에 전지역으로 외기보다 낮은 대략 15℃ 내외의 지하공기가 공급됨으로써 냉방기능을 수행하게되는데, 이 때에 상기 배출수단(50)을 통하여 축사 하부측의 공기를 배출함으로써 공기의 순환력을 높일 수 있다.

그리고 겨울철에는 축사(200)에 외기보다 높은 대략 15℃ 내외의 지하공기 가 공급됨으로써 난방기능을 수행하게되는데, 이때에 상기 연결관(40)에는 가열수단(60)이 설치되어 있으므로 지하공기를 가열하여 난방기능을 높일 수 있다. 특히 지하공기의 온도가 15℃ 정도의 온도를 가지고 있으므로 공기의 가열에 따른 열에 따른 에너지를 절약할 수 있다.

본 발명인의 실험에 의하면, 돼지 1500두를 사육하는 돈사 즉, 축사에 200평을 지하공기를 이용하여 냉, 난방하는 경우 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.즉, 흡입관의 심도 50mm, 구경 300mm, 소풍기의 풍량 85CMM, 정압 150mmAG, 회전수 2262RPM, 전동기 5.5kW의 시설을 이용하여 외기의 온도가 33℃일 때에 돈사 내의온도를 25℃로 유지할 수 있었다. 이때에 상기 17℃의 지하공기가 이용되었다.

또한 상기와 같이 냉방하는 경우 종래 대형팬을 이용하여 냉방시 82db 였으나 본 발명의 지하공기를 이용하는 경우 65.1db 로 소음을 현저하게 줄일 수 있었다.

그리고 상기와 같이 지하공기를 이용하여 난방하는 경우 연료비를 70%이상 절감할 수 있었다.

이상에서 설명한 바와 같이 지하공기를 이용한 축사의 냉난방장치는 다공성 암석층의 지하공기를 이용하여 축사를 냉난방 시 연료를 절감하고 가축들의 집단폐사는 식욕부진, 분만율 저하등을 방지할 수 있었다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 가축의 축사(200)를 난방하기 위한 지하공기를 이용한 냉난방장치에 있어서,

   지하의 다공상 암석층(100)으로부터 지하 공기를 흡입할 수 있도록 지상으로부터 지하로 연장되고 암석층(100)의 상부에 위치되는 토사층(300)을 관통하며 암석층으로부터 지하공기를 흡입하는 흡입관(70)과, 상기 암석층(100)에 형성되며 상기 흡입관(70)의 단부로부터 지하로 연장되는 공동부(400)와, 상기 흡입관(70)과 연결되며 흡입관(70)을 통하여 지하공기를 흡입하기 위한 송풍기(30)와, 상기 송풍기(30)와 연결되며 상기 축사(200)로 연장되는 연결관(40)과, 송풍기(30)와 연결된 연결관(40)에 설치되어 지하로부터 흡입된 공기를 가열하기 위한 가열수단(50)과, 상기 연결관(40)과 연결된 분기관(42)에 설치되어 상기 축사(200)의 내부로 지하공기를 분사하기 위한 노즐(41)들을 포함하며, 상기 축사(200)의 하부측에 설치되어 축사 내부의 공기를 배출하기 위한 공기 배출수단(60)인 축류팬을 구비하여 된 것을 특징으로하는 지하공기층을 이용한 축사의 냉, 난방장치.

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