KR101129267B1 - Agricultural facilities heating and cooling system for using the direct contact type heat exchanger and the control method thereof - Google Patents

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Abstract

지하공기로부터 습기를 제거함과 동시에 열에너지를 최대한 획득할 수 있는 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템은 지하공기와 물을 직접 접촉시켜 습기를 제거하고 열에너지를 획득하는 공기/물 직접접촉식 열교환기와, 열교환된 물과 냉매를 반응시키기 위한 히트펌프와, 히트펌프의 냉매와 열교환된 냉수 또는 온수를 저장하는 축열조와, 축열조의 냉수 및 온수를 이용하여 농업시설의 실내온도를 조절하는 실내열교환기와, 습기가 제거된 지하공기에 함유되어 있는 이산화탄소를 시비하기 위한 이산화탄소시비유닛과, 이들 장치를 제어하기 위한 제어반을 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템 및 그 제어방법은 공기/물 직접접촉식 열교환기를 통해 지하공기가 가지는 습기는 제거하고 열에너지는 흡수하여 히트펌프의 열원으로 사용하기 때문에, 종래 공기열원 히트펌프보다 더 높은 효율(COP)을 가지며, 또한 지하공기가 함유하고 있는 이산화탄소를 농작물에 시비하며 농업시설로 고습의 지하공기가 직접 유입되는 것을 방지하기 때문에 중저온성 작물뿐만 아니라 고온성 및 열대성 작물의 생육에도 효과적으로 사용할 수 있다. Disclosed is an agricultural facility cooling and heating system using underground air that can remove moisture from underground air and at the same time obtain maximum thermal energy, and a control method thereof. An agricultural facility air conditioning system using underground air according to the present invention includes an air / water direct contact heat exchanger that directly removes moisture by contacting underground air and water, and obtains heat energy, and a heat pump for reacting heat-exchanged water and refrigerant. , A heat storage tank for storing cold water or hot water heat-exchanged with the refrigerant of the heat pump, an indoor heat exchanger for controlling the indoor temperature of the agricultural facility by using the cold water and hot water of the heat storage tank, and carbon dioxide contained in the underground air from which moisture is removed. And a control panel for controlling these devices. Therefore, in the agricultural facility air conditioning and heating system using the underground air according to the present invention and the method of controlling the same, since the moisture of the underground air is removed and heat energy is absorbed and used as a heat source of the heat pump through the air / water direct contact heat exchanger, It has a higher efficiency (COP) than the air heat source heat pump, and also applies carbon dioxide containing underground air to the crops and prevents the high humidity underground air from flowing directly into the agricultural facility. It can also be used effectively for growing tropical crops.

Description

지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템 및 그 제어 방법{Agricultural facilities heating and cooling system for using the direct contact type heat exchanger and the control method thereof}Agricultural facilities heating and cooling system for using the direct contact type heat exchanger and the control method

본 발명은 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지하공으로부터 지하공기를 흡입하는 송풍팬, 지하공기로부터 습기 제거 및 열에너지를 획득할 수 있는 공기/물 직접 접촉식 열교환기, 히트펌프, 축열조, 실내열교환기, 제어반 등을 포함하는 농업시설 냉난방시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a heating and cooling system for agricultural facilities using underground air, and more particularly, a fan for sucking underground air from underground air, an air / water direct contact heat exchanger capable of removing moisture from underground air and obtaining thermal energy. And a heat pump, a heat storage tank, an indoor heat exchanger, a control panel, and the like, and an agricultural facility air conditioning system and a control method thereof.

한국의 제주도는 다수의 화산 분출구에서 수십 회에 걸친 화산활동에 의해 생성된 화산섬으로, 위치에 따라 암상 구조가 다를 뿐만 아니라 암층의 두께, 종류 등이 다르다. 용암분출과 화산재 분출의 반복으로 제주도의 지층 구조는 매우 복잡하게 나타나며 지중의 대형 공동뿐만 아니라 지층 중간에 용암쇄석 등으로 인해 많은 공동이 형성되어 있는 암층이 존재한다. 따라서, 지하수의 생성과 유사하게 대기와 지중 내부공기의 순환작용에 의한 것으로 추정되는 열교환이 발생하며 이러한 공기를 열매체로 하여 지중의 열에너지를 획득할 수 있다.Jeju Island, Korea, is a volcanic island created by dozens of volcanic activities at various volcanic eruptions, and not only differs in rock structure, but also in thickness and type. As the lava eruption and volcanic ash eruption occur, the geological structure of Jeju Island appears to be very complicated, and there are rock formations in which many cavities are formed due to lava rocks in the middle as well as large cavities in the ground. Therefore, similar to the generation of groundwater, heat exchange, which is presumed to be caused by the circulation action between the atmosphere and the internal air inside the ground, occurs, and the thermal energy of the ground can be obtained using this air as a heat medium.

이미 제주지역에서는 2005년부터 지하공기를 농업시설에 송풍하여 냉난방하는 기술을 개발 보급하고 있으며 호접란, 한라봉, 시설감귤, 양돈, 양계 등 보급 분야 또한 다양하다. Since 2005, Jeju has been developing and distributing air-conditioning technology by blowing underground air to agricultural facilities.

지하공기 열 이용은 해수 유입 및 지하수원 파괴 등의 우려로 인해 고도 25 m 이하 지역과 산방산 부근을 제외한 제주 전지역의 85%에서만 가능하며, 직경 30 cm 지하공을 지하 50 m 내외로 시추하여 지하공기층을 확보한 후 흡입팬을 이용하여 여름철에는 19℃ 이하 냉풍을, 겨울철에는 14℃ 이상 온풍을 농업시설에 송풍시켜 냉난방에 활용하고 있다.The use of underground air heat is possible only in 85% of all areas of Jeju except the 25m altitude and Sanbangsan Mountain due to the inflow of seawater and destruction of the groundwater source. After using the suction fan, cold air below 19 ℃ is used in summer and hot air above 14 ℃ in winter is used for cooling and heating.

그런데, 지하공기층에서 토출되는 지하공기는 상대습도가 90%이상이어서 이를 직접 작물을 재배하는 온실에 유입시키면 과습으로 인한 작물의 병발생이 우려되며, 온도가 약 15 ~ 21 ℃ 범위로 망고, 한라봉 또는 하우스밀감과 같은 고온성 작물의 난방용으로 부적절하였다. However, the underground air discharged from the underground air layer has a relative humidity of 90% or more, so if it is directly introduced into a greenhouse where crops are grown, there is a risk of crops caused by over-humidity, and the temperature is about 15 to 21 ℃. Or not suitable for heating high temperature crops such as house manure.

이를 해결하기 위해서 현재 제주지역에서는 비교적 설치비용이 저렴한 12 ~ 26 RT 용량의 공기열원 히트펌프를 단독으로 사용하여 농업시설을 난방하는 경우도 있으나, 증발기에 성에가 맺히거나 가장 큰 난방부하가 필요한 일출 직전에 공기온도가 가장 낮아지는 우리나라의 기후여건으로 인해 공기열원 히트펌프의 난방효율은 매우 낮았다. In order to solve this problem, the Jeju area currently uses 12 ~ 26 RT air heat source heat pumps, which are relatively inexpensive to install, to heat agricultural facilities.However, sunrises requiring frost or the largest heating load on the evaporator are required. The heating efficiency of the air heat source heat pump was very low due to the climatic conditions in Korea where the air temperature was the lowest.

또한, 지하공기를 농업시설 내로 공급하더라도 풍속이 크기 때문에 이에 따른 온실의 틈새 손실이 커질 우려가 있으며, CO2 과잉 공급으로 인한 작물 피해 및 SO2 , H2S 등과 같은 유독성 가스로 인한 피해도 우려되고 있는 실정이다. In addition, even when supplying underground air into the agricultural facility, the wind speed is high, which may increase the gap loss of the greenhouse.In addition, there is a concern about damage from crops caused by over-supplied CO 2 and toxic gases such as SO 2 and H 2 S. It's happening.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점에서 착안한 것으로서, 본 발명의 목적은 지하공기로부터 습기를 제거함과 동시에 열에너지를 최대한 획득할 수 있는 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다. The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a heating and cooling system for agricultural facilities using underground air and the method of controlling the same, which can remove moisture from underground air and at the same time obtain heat energy. have.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉 난방시스템은 지하공기와 물을 직접 접촉시켜 습기를 제거하고 열에너지를 획득하는 공기/물 직접접촉식 열교환기와, 열교환된 물과 냉매를 반응시키기 위한 히트펌프와, 히트펌프의 냉매와 열교환된 냉수 또는 온수를 저장하는 축열조와, 축열조의 냉수 및 온수를 이용하여 농업시설의 실내온도를 조절하는 실내열교환기를 포함한다. Agricultural facility cold heating system using underground air according to the present invention for achieving the above object is an air / water direct contact heat exchanger to remove moisture by obtaining direct contact with underground air and water, heat exchanged water and refrigerant And a heat pump for storing cold water or hot water heat-exchanged with the refrigerant of the heat pump, and an indoor heat exchanger for controlling the indoor temperature of the agricultural facility by using the cold water and hot water of the heat storage tank.

또한 본 발명에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템에 있어서 상기 공기/물 직접접촉식 열교환기는 상기 히트펌프와 연결되는 급수 및 배수 파이프를 포함하는 탱크와, 상기 탱크 내부를 수직으로 관통하는 유공파이프와, 상기 탱크 내부에 마련되어 물과 공기를 분리하기 위한 분리판과, 상기 탱크 내부에 채워지는 공극을 갖는 충진재를 포함한다. In addition, the air / water direct contact heat exchanger in an agricultural facility cooling and heating system using underground air according to the present invention includes a tank including a feed and drain pipe connected to the heat pump, and a perforated pipe vertically penetrating the inside of the tank. And a separator provided in the tank to separate water and air, and a filler having voids filled in the tank.

또한 본 발명에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템에 있어서 지하공기는 상기 유공파이프를 통해 탱크 내부로 유입되어 탱크의 하측에서 상측으로 빠져나가며, 상기 급수 파이프를 통해 탱크 내부로 공급되는 물은 탱크의 상측에서 하측으로 낙하하며, 지하공기와 물은 상기 충진재를 통과하면서 상호 열교환한다. In addition, in the air-conditioning and heating system of agricultural facilities using underground air according to the present invention underground air flows into the tank through the air pipes and exits from the lower side to the upper side of the tank, the water supplied into the tank through the water supply pipe is a tank Falling from the upper side to the lower side of the underground air and water is heat exchanged while passing through the filler.

또한 본 발명에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템에 있어서 상기 분리판은 복수의 플랫홀과 돌기홀을 구비하되, 상기 플랫홀로는 물이 통과하며, 상기 돌기홀로는 공기가 빠져나가도록 마련된다. In addition, in the agricultural facility air conditioning system using underground air according to the present invention, the separating plate is provided with a plurality of flat holes and projection holes, the flat hole is a water passing through, the projection hole is provided so that the air escapes. .

또한 본 발명에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템에 있어서 상기 분리판은 적어도 하나가 상기 급수 파이프보다 하단에 마련된다. In addition, in the agricultural facility air conditioning heating system using underground air according to the present invention, at least one of the separator plates is provided at a lower portion than the water supply pipe.

또한 본 발명에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템에 있어서 상 기 유공파이프는 하단으로 갈수록 구멍이 증가한다. In addition, in the air-conditioning and heating system of agricultural facilities using underground air according to the present invention, the perforated pipes increase in the hole toward the bottom.

또한 본 발명에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템에 있어서 습기가 제거된 지하공기에 함유되어 있는 이산화탄소를 시비하기 위한 이산화탄소시비유닛을 더 포함하며, 이산화탄소시비유닛은 이산화탄소를 농업시설 외부로 배출하기 위한 배출덕트 또는 농업시설과 연통되어 있는 분기덕트를 통해 이산화탄소를 선택적으로 배출하기 위한 절환게이트를 포함한다. In addition, in the agricultural facility air conditioning system using underground air according to the present invention further comprises a carbon dioxide fertilization unit for fertilizing carbon dioxide contained in the underground air from which moisture is removed, and the carbon dioxide fertilizing unit discharges carbon dioxide to outside the agricultural facility. And a switching gate for selectively discharging carbon dioxide through a branching duct in communication with an emission duct or a agricultural facility.

본 발명의 다른 측면에 따르면 지하공기와 물을 직접 접촉시켜 습기를 제거하고 열에너지를 획득하는 공기/물 직접접촉식 열교환기와, 상기 열교환한 물과 냉매를 반응시키기 위한 히트펌프와, 상기 히트펌프의 냉매와 열교환한 냉수 또는 온수를 저장하는 축열조와, 상기 축열조의 냉수 및 온수를 이용하여 농업시설의 실내온도를 조절하는 실내열교환기와, 농업시설에 마련되는 온도센서와 습도센서와 가스센서와, 습기가 제거된 지하공기에 함유되어 있는 이산화탄소를 시비하기 위한 이산화탄소시비유닛과, 이들 장치를 제어하기 위한 제어반을 포함하고, 상기 제어반은 농업시설의 상기 온도센서를 감지하여 상기 실내열교환기가 동작하도록 하고, 상기 습도센서와 가스센서를 감지하여 이산화탄소시비유닛을 동작시키는 것을 특징으로 하는 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템의 제어방법이 개시된다. According to another aspect of the present invention, an air / water direct contact heat exchanger for directly contacting underground air and water to remove moisture and obtaining thermal energy, a heat pump for reacting the heat-exchanged water with a refrigerant, and A heat storage tank for storing cold water or hot water heat-exchanged with a refrigerant, an indoor heat exchanger for controlling an indoor temperature of an agricultural facility by using cold water and hot water of the heat storage tank, a temperature sensor, a humidity sensor, a gas sensor, and a moisture sensor provided in an agricultural facility A carbon dioxide fertilization unit for fertilizing carbon dioxide contained in the underground air from which the air is removed, and a control panel for controlling these devices, wherein the control panel senses the temperature sensor of the agricultural facility to operate the indoor heat exchanger, The carbon dioxide fertilizing unit is operated by detecting the humidity sensor and the gas sensor. The control of agricultural facilities air conditioning system using the air method is disclosed.

또한 본 발명에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템의 제어방법에 있어서 상기 공기/물 직접접촉식 열교환기는 상기 히트펌프와 연결되는 급수 및 배수 파이프를 포함하는 탱크와, 상기 탱크 내부를 수직으로 관통하는 유공파이프와, 상기 탱크 내부에 마련되어 물과 공기를 분리하기 위한 분리판과, 상기 탱크 내부에 채워지는 공극을 갖는 충진재를 포함한다. In addition, the air / water direct contact heat exchanger in the method of controlling an agricultural facility air conditioning system using underground air according to the present invention and a tank including a water supply and a drain pipe connected to the heat pump, and vertically penetrates the inside of the tank. And a filler having a hole pipe, a separator provided in the tank to separate water and air, and a void filled in the tank.

또한 본 발명에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템의 제어방법에 있어서 상기 분리판은 복수의 플랫홀과 돌기홀을 구비하되, 상기 플랫홀로는 물이 통과하며, 상기 돌기홀으로는 공기가 빠져나가도록 마련된다. In addition, in the method of controlling an air conditioning and heating system for agricultural facilities using underground air according to the present invention, the separating plate is provided with a plurality of flat holes and protrusion holes, water passes through the flat holes, and air escapes through the protrusion holes. Ready to go out.

또한 본 발명에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템의 제어방법에 있어서 상기 이산화탄소 시비유닛은 이산화탄소를 농업시설 외부로 배출하기 위한 배출덕트 또는 농업시설과 연통되어 있는 분기덕트를 통해 이산화탄소를 선택적으로 배출하기 위한 절환게이트를 포함한다. In addition, in the method of controlling an air conditioning and heating system for agricultural facilities using underground air according to the present invention, the carbon dioxide fertilizing unit selectively discharges carbon dioxide through a discharge duct for discharging carbon dioxide to outside the agricultural facility or a branch duct connected to the agricultural facility. It includes a switching gate for.

본 발명에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템 및 그 제어방법은 공기/물 직접접촉식 열교환기를 통해 지하공기가 가지는 습기는 제거하고 열에너지는 흡수하여 히트펌프의 열원으로 사용하기 때문에, 종래 공기열원 히트펌프보다 더 높은 효율(COP)을 가진다. 또한 지하공기가 함유하고 있는 이산화탄소를 농작물에 시비하며 농업시설로 고습의 지하공기가 직접 유입되는 것을 방지하기 때문에 중저온성 작물뿐만 아니라 고온성 및 열대성 작물의 생육에도 사용할 수 있다. In the agricultural facility air conditioning and heating system using the underground air according to the present invention and the control method thereof, the conventional air heat source is used as a heat source of the heat pump by removing the moisture of the underground air through the air / water direct contact heat exchanger to absorb the heat energy It has higher efficiency (COP) than heat pump. In addition, since CO2 contained in underground air is applied to crops and prevents high humidity underground air from flowing directly into agricultural facilities, it can be used for growing low-temperature and high-temperature and tropical crops.

또한, 본 발명에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템 및 그 제어방법은 온실과 같은 농업시설 내의 온도를 동절기 또는 하절기에 작물이 최적인 조건에서 생육할 수 있는 온도로 제어하여 작물의 생육에 적합한 적정온도로 유지할 수 있기 때문에 고품질 농산물의 생산량을 증대시키고 냉난방에너지의 효율적 절감으로 전체적인 농가의 소득을 증대시켜 이를 사용하는 농가에게 사용상 신뢰도 및 만족도를 극대화하고, 히트펌프의 특성상 화석 연료를 사용하지 않으므로 이산화탄소의 발생을 저감시키는 등의 다양한 효과를 동시에 가진다. In addition, the agricultural facility air-conditioning system and control method using the underground air according to the present invention is suitable for the growth of crops by controlling the temperature in the agricultural facility such as a greenhouse to the temperature that can be grown in the optimum conditions in winter or summer Because it can maintain the proper temperature, it can increase the output of high quality agricultural products and increase the income of the whole farm by efficiently reducing the heating and cooling energy, thereby maximizing the reliability and satisfaction for the farmers who use it, and do not use fossil fuel because of the characteristics of the heat pump It simultaneously has various effects such as reducing the generation of carbon dioxide.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing an agricultural facility cooling and heating system using underground air according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 농업시설 냉난방시스템은 송풍팬(10)과, 지하공기와 물을 직접 접촉시켜 습기를 제거하고 열에너지를 획득하는 공기/물 직접접촉식 열교환기(20)와, 열 교환된 물과 냉매를 반응시키기 위한 히트펌프(30)와, 히트펌프(30)의 냉매와 반응한 냉수 또는 온수를 저장하는 축열조(40)와, 축열조(40)의 냉수 및 온수를 이용하여 농업시설의 실내온도를 조절하는 실내열교환기(50)와, 습기가 제거된 지하공기에 함유되어 있는 이산화탄소를 시비하기 위한 이산화탄소 시비유닛(60)을 포함한다. Referring to the drawings, the agricultural facility heating and cooling system according to the present embodiment is a blower fan 10 and the air / water direct contact heat exchanger 20 to remove moisture and obtain thermal energy by directly contacting the underground air and water and , A heat pump 30 for reacting the heat-exchanged water with the refrigerant, a heat storage tank 40 storing cold water or hot water reacted with the refrigerant of the heat pump 30, and cold water and hot water of the heat storage tank 40. And an indoor heat exchanger (50) for controlling the indoor temperature of the agricultural facility, and a carbon dioxide fertilizing unit (60) for fertilizing carbon dioxide contained in the underground air from which moisture is removed.

공기/물 직접접촉식 열교환기(20)는 송풍팬(10)을 이용하여 지하공에서 흡입한 지하공기로부터 습기를 제거하고 열을 흡수한다. 통상 지하공기는 습도(90%RH 이상)가 높으며, 15 ~ 21℃의 중온 상태를 가진다.The air / water direct contact heat exchanger 20 removes moisture and absorbs heat from the underground air sucked from the underground air using the blower fan 10. Normally, underground air has a high humidity (90% RH or more) and has a medium temperature of 15 to 21 ° C.

공기/물 직접접촉식 열교환기(20)는 도 2에 도시한 바와 같이 탱크(21) 내부를 수직으로 관통하는 유공파이프(22)와, 탱크(21)와 히트펌프(30)를 연결하는 급수 및 배수 파이프(23,24)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the air / water direct contact heat exchanger 20 vertically penetrates the inside of the tank 21, and feeds water connecting the tank 21 and the heat pump 30. And drain pipes 23 and 24.

유공파이프(22)는 파이프 중간중간에 다수의 구멍(22a)이 형성된 파이프로, 송풍팬(10)과 연결되어 흡입한 지하공기를 탱크(21)의 최하단까지 이송한다. 구멍(22a)은 원활한 열교환을 위해 탱크(21) 하부로 갈수록 더 많이 천공하는 것이 바람직하다. 이것은 지하공기와 물이 만나 지하공기가 갖는 열에너지를 물이 흡수하는 한편, 고습의 지하공기가 함유하는 습기를 열교환기(20)에 채워진 물이 흡수하고 수압 및 물의 밀도에 의해 지하공기의 속도를 낮춤으로써 물의 비산에 의한 외부로 배출되는 지하공기의 습도상승을 억제할 수 있기 때문이다. 급수 파이프(23)는 탱크(21)의 상측에 마련되어 차가운 물을 탱크 내부로 공급하여 낙하시키며, 배수 파이프(24)는 탱크(21)의 하측에 마련되어 지하공기와 직접 접촉하면서 열에너지를 교환하여 데워진 물을 배수한다. 배수 파이프(24)에는 제1펌프(25)가 설치된다. The perforated pipe 22 is a pipe in which a plurality of holes 22a are formed in the middle of the pipe, and the underground air connected to the blowing fan 10 and sucked is transferred to the bottom of the tank 21. The holes 22a are preferably drilled more and more toward the bottom of the tank 21 for smooth heat exchange. The water absorbs the heat energy of the underground air while the underground air meets the water, while the water filled in the heat exchanger 20 absorbs the moisture contained in the underground air of high humidity. This is because lowering the humidity of the underground air discharged to the outside due to the scattering of water can be suppressed. The water supply pipe 23 is provided on the upper side of the tank 21 to supply cold water to the inside of the tank to drop it, and the drainage pipe 24 is provided on the lower side of the tank 21 to exchange heat energy while directly contacting the underground air. Drain the water. The first pipe 25 is installed in the drain pipe 24.

또한, 탱크(21)의 내부에는 도 3에 도시한 바와 같이 공기와 물을 분리하기 위한 분리판(26)과 충진재(27)가 마련될 수 있다. 분리판(26)은 탱크(21)의 최상부(급수 파이프(23)보다는 하측)에는 필수적으로 설치되며, 그 밑으로는 필요에 따라 복수개를 충진재(27)를 사이에 두고 설치할 수 있다. In addition, the inside of the tank 21 may be provided with a separator 26 and the filler 27 for separating air and water as shown in FIG. The separating plate 26 is essentially installed at the top of the tank 21 (lower than the water supply pipe 23), and a plurality of separation plates 26 can be provided therebetween as necessary.

분리판(26)은 도 4에 확대 도시한 바와 같이, 플레이트의 표면에 다수의 홀(26a,26b)을 구비하되, 일부는 돌출 형성된다. 플레이트에 마련되는 플랫홀(26a)로는 급수 파이프(23)로부터 공급된 물이 탱크의 하측으로 흘러 내려가며, 돌출된 돌기홀(26b)로는 열에너지를 잃은 지하공기가 탱크의 상측으로 빠져나가게 된다. 이러한 형상의 분리판(26)은 물과 지하공기의 교차 접촉 상호간의 저항을 최소화하 기 때문에 송풍팬(10)의 소비전력을 낮추는 효과가 있다.As shown in FIG. 4, the separation plate 26 includes a plurality of holes 26a and 26b on the surface of the plate, but part of the separation plate 26 is protruded. In the flat hole 26a provided in the plate, water supplied from the water supply pipe 23 flows down to the lower side of the tank, and the protruding protrusion hole 26b causes the underground air that loses thermal energy to escape to the upper side of the tank. The separation plate 26 of such a shape has an effect of lowering the power consumption of the blowing fan 10 because the resistance between the water and the underground air cross contact is minimized.

충진재(27)로는 도 5에 확대 도시한 바와 같이 자갈, 패킹볼, 화산암 등 지하공기가 빠져나갈 수 있는 공극(27a)을 형성할 수 있는 재질이면 된다. 탱크(21) 내로 유입된 차가운 물은 표면장력에 의해 충진재(27)의 표면을 감싸며 흐르게 되며, 이때 충진재(27)와 충진재(27) 사이를 통과하는 지하공기와 열교환 한다. 열교환과 함께 지하공기에 포함되어 있던 수분은 충진재(27)의 표면을 흐르는 물에 흡수되므로 습도도 낮아진다. 결과적으로, 지하공기의 습도와 열에너지는 급수 파이프(23)를 통해 탱크(21) 내로 공급되는 차가운 물에 의해 낮아지며, 지하공기와 열교환된 물은 배수 파이프(24)를 통해 히트펌프(30)로 공급된다. 습도와 열에너지가 낮아진 지하공기는 탱크(21)의 상측에 마련되는 배출덕트(28)을 통해 외부로 배출되거나 농업시설 내부로 송풍된다. Filling material 27 may be formed of a material capable of forming voids 27a through which underground air, such as gravel, packing balls, and volcanic rocks, can escape, as shown in FIG. 5. The cold water introduced into the tank 21 flows around the surface of the filler 27 by surface tension, and heat exchanges with the underground air passing between the filler 27 and the filler 27. Moisture contained in the underground air together with the heat exchange is absorbed by the water flowing through the surface of the filler 27, the humidity is also lowered. As a result, the humidity and heat energy of the underground air is lowered by the cold water supplied into the tank 21 through the water supply pipe 23, and the water heat-exchanged with the underground air is transferred to the heat pump 30 through the drain pipe 24. Supplied. Underground air having low humidity and thermal energy is discharged to the outside or blown into the agricultural facility through the discharge duct 28 provided above the tank 21.

분리판(26)과 충진재(27)의 배치는 다양한 방식으로 이루어질 수 있다. The separation plate 26 and the filler 27 may be disposed in various ways.

예컨대, 도 3의 공기/물직접 접촉식 열교환기는 공기/물 분리판(26)을 총 3층으로 설치하고 분리판(26)과 분리판(26) 사이에 충진재(27)를 채워넣는 형태이다. 지하공기는 열교환기의 상부로부터 하부로 향하여 유입되고 충진재(27)가 채워지지 않은 분리판(26)과 분리판(26) 사이로 유입되며, 최상부에서는 물이 열교환기의 최상부 공기/물 분리판(26)에 공급되어 충진재(27)의 표면을 타고 흘러 낙하한다. 이때, 지하공기는 상부로 상승하며 물과 열교환하고 공기/물 분리판(26), 충진재(27) 등과 충돌하여 운동에너지가 감소하기 때문에 물의 비산에 의한 지하공기의 습도상승이 억제된다. For example, the air / water direct contact heat exchanger of FIG. 3 installs the air / water separator 26 in three layers and fills the filler 27 between the separator 26 and the separator 26. . Underground air flows from the top to the bottom of the heat exchanger and between the separator plate 26 and the separator plate 26 which is not filled with the filler material 27. At the top, water flows from the top air / water separator plate of the heat exchanger ( It is supplied to 26 and flows down the surface of the filler (27). At this time, since the underground air rises to the upper side and heat-exchanges with water and collides with the air / water separator 26, the filler 27, etc., the kinetic energy is reduced, so that the humidity rise of the underground air due to the scattering of water is suppressed.

또한, 도 6의 공기/물 직접 접촉식 열교환기는 내부를 충진재(27)로 거의 채우고 지하공기와 열교환된 물이 히트펌프(30)로 유입될 수 있도록 메쉬(29)를 이용해 열교환기의 일부 공간이 충진재로 채워지지 않은 형태를 갖는 열교환기이다. 공기/물 분리판(26)은 열교환기의 최상부에 설치하여 물을 공급하며, 열교환기의 중앙부에 측면에 구멍이 형성된 유공파이프(22)를 설치하여 지하공기를 유공파이프(22)에 공급한다. 공기/물 분리판(26)에 공급된 물은 중력에 의해 낙하하여 충진재(27)의 표면을 흐르면서 상승하는 지하공기와 열교환한다. 지하공기는 상승하면서 충진재(27)와 충돌하여 속도가 감소하기 때문에 충진재의 표면을 흐르는 물은 비산되지 않는다. In addition, the air / water direct contact heat exchanger of FIG. 6 fills a portion of the heat exchanger by using a mesh 29 so that the water filled with the filler 27 is almost filled and the water heat-exchanged with the underground air is introduced into the heat pump 30. It is a heat exchanger having a form not filled with this filler. The air / water separator 26 is installed at the top of the heat exchanger to supply water, and the air pipe 22 having a hole is formed at the side of the heat exchanger to supply underground air to the hole pipe 22. . Water supplied to the air / water separator 26 is dropped by gravity and heat exchanges with the underground air rising as it flows through the surface of the filler 27. Since the underground air rises and collides with the filler 27 and the speed decreases, water flowing through the surface of the filler is not scattered.

또한, 도 7의 공기/물 직접 접촉식 열교환기는 열교환기의 하단과 최상단에 공기/물 분리판(26)을 설치하고 그 사이에 충진재(27)를 채워 넣은 형태이다. 지하공기는 충진재(27)가 채워져 있는 부분의 하단(21a)에서 유입되어 상승하면서 충진재(27)의 표면을 흘러내리는 물과 열교환한다. 이 또한 지하공기가 충진재(27)와 충돌하면서 속도가 감소하여 물의 비산을 방지한다.In addition, the air / water direct contact heat exchanger of FIG. 7 is provided with an air / water separator 26 at the bottom and top of the heat exchanger, and filled with a filler 27 therebetween. Underground air is introduced into and raised from the lower end 21a of the portion filled with the filler 27 and heat-exchanges with water flowing down the surface of the filler 27. This also reduces the speed while underground air collides with the filler 27 to prevent the scattering of water.

한편, 히트펌프(30)는 도 1에 도시한 바와 같이 증발기(31)와 압축기(32)와 응축기(33)와 팽창밸브(34)를 순환하는 냉매의 증발열 또는 응축열을 이용해 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달하는 장치로서, 현재 널리 사용되고 있는 장치이므로 상세한 설명은 생략한다. 다만, 본 실시예에서 히트펌프(30)의 증발기(31)는 제1판형열교환기(30A)의 내부에 설치되어 급수 파이프(23) 및 배수 파이프(24)와 제1펌프(25)를 통해 공기/물 직접접촉식 열교환 기(20)와 순환하는 물과 열교환하며, 마찬가지로 히트펌프(30)의 응축기(33)는 제2판형열교환기(30B)의 내부에 설치되어 급수 파이프 및 배수 파이프와 제2펌프(41)를 통해 축열조(40)와 순환하는 물과 열교환한다. On the other hand, the heat pump 30 is a high temperature heat source using the evaporation heat or condensation heat of the refrigerant circulating through the evaporator 31, the compressor 32, the condenser 33 and the expansion valve 34 as shown in FIG. As a device for transferring to a high temperature heat source or a low temperature, it is a widely used device, so detailed description thereof will be omitted. However, in the present embodiment, the evaporator 31 of the heat pump 30 is installed inside the first plate heat exchanger 30A and is supplied through the water supply pipe 23, the drain pipe 24, and the first pump 25. It exchanges heat with the water circulating with the air / water direct contact heat exchanger 20. Likewise, the condenser 33 of the heat pump 30 is installed inside the second plate heat exchanger 30B to supply water and drain pipes. Heat is exchanged with the water circulating with the heat storage tank 40 through the second pump 41.

축열조(40)는 응축기(33)에 유입된 고온의 냉매와 열교환하여 내부의 물을 일정 설정온도까지 상승시킨다. 축열조(40)의 물은 농업시설 내의 실내열교환기(50)를 통해 난방열원으로 작용한다. 축열조(40)의 내부에는 온도센서(42)가 마련되어 있다.The heat storage tank 40 exchanges heat with the high temperature refrigerant introduced into the condenser 33 to raise the internal water to a predetermined set temperature. The water in the heat storage tank 40 serves as a heating heat source through the indoor heat exchanger 50 in the agricultural facility. The temperature sensor 42 is provided inside the heat storage tank 40.

실내열교환기(50)는 축열조(40)에 저장되는 온수(냉수 포함)를 이용하여 농업시설의 실내온도를 조절하기 위한 것으로, 팬코일유닛(52)을 포함한다. The indoor heat exchanger (50) is for controlling the indoor temperature of the agricultural facility by using hot water (including cold water) stored in the heat storage tank (40), and includes a fan coil unit (52).

이산화탄소시비유닛(60)은 습기가 제거된 지하공기가 함유하는 이산화탄소를 배출덕트(28)를 통해 농업시설(온실) 외부로 배출하거나 절환게이트(62)를 통해 농업시설(70)과 연통되어 있는 분기덕트(64)로 이산화탄소를 시비할 수 있도록 한다. The carbon dioxide fertilization unit 60 discharges carbon dioxide contained in the underground air from which moisture is removed to the outside of the agricultural facility (greenhouse) through the exhaust duct 28 or communicates with the agricultural facility 70 through the switching gate 62. The branching duct 64 allows fertilizing carbon dioxide.

한편, 농업시설(70)에는 온도센서(72), 습도센서(74), 가스센서(76)가 설치되며, 이산화탄소시비유닛(60)의 절환게이트(62)와, 축열조(40)의 온도센서(42)와 함께 별도로 마련되는 제어반(80)을 통해 농업시설 냉난방시스템을 사용자가 용이하게 컨트롤할 수 있다.On the other hand, the agricultural facility 70 is provided with a temperature sensor 72, humidity sensor 74, gas sensor 76, the switching gate 62 of the carbon dioxide fertilization unit 60 and the temperature sensor of the heat storage tank 40. Through the control panel 80, which is provided separately with 42, the user can easily control the agricultural facility heating and cooling system.

본 발명은 상기의 구성 요소에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다. 하지만, 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하 는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 본 발명의 구체적인 실시예에 대해서 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.The present invention can be variously modified in the above components and can take various forms. It is to be understood, however, that the present invention is not limited to the specific forms referred to in the above description, but rather includes all modifications, equivalents and substitutions within the scope of the invention as defined by the appended claims. It should be understood that And it will be described with reference to the accompanying drawings for a specific embodiment of the present invention, which is intended to be described in detail that can be easily carried out by those of ordinary skill in the art, it is because of the present invention It does not mean that the technical spirit and scope are limited.

그러면, 상술한 구조를 갖는 본 실시예에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템의 운전을 도 8을 참조하여 살펴보기로 한다. Then, the operation of the agricultural facility air conditioning system using underground air according to the present embodiment having the above-described structure will be described with reference to FIG. 8.

최초 송풍팬(10)에 의해 지하공으로부터 흡입되는 고습(습도 90%RH이상) 및 중온(15 ~ 21℃)의 지하공기는 공기/물 직접 접촉식 열교환기(20) 내부 최하단으로 송풍된다. 공기/물 직접접촉식 열교환기(20)의 최하단으로 송풍된 지하공기는 공기/물 직접접촉식 열교환기 탱크(21) 상측으로 상승하며, 상측에서는 제1펌프(25)에서 제1판형열교환기(30A)의 급수 파이프(23)를 통해 차가운 물이 탱크(21)로 공급되어 낙하한다. 지하공기와 차가운 물은 공기/물 직접 접촉식 열교환기(20)의 내부의 공기/물 분리판(26)을 통과하면서 공기와 물로 분리되며, 물의 표면장력에 의해 충진재(27)의 표면을 감싸며 흐르는 한편 충진재(27)와 충진재(27) 사이를 통과하면서 지하공기와 열교환 한다. 이때, 열교환과 함께 지하공기에 포함되어 있던 수분은 충진재(27)의 표면을 흐르는 물에 흡수되어 습도가 낮아진다. 즉, 지하공기는 습도와 열에너지를 공기/물 직접접촉식 열교환기의 탱크(21) 내를 흐르는 물에 전달하여 온도와 습도가 낮아지며, 지하공기와 열교환한 물은 배수 파이프(24)를 통해 제1판형열교환기(30A)로 다시 유입된다.Underground air of high humidity (humidity 90% RH or more) and medium temperature (15 to 21 ° C.) sucked from the underground air by the first blower fan 10 is blown to the bottom of the air / water direct contact heat exchanger 20. Underground air blown to the bottom of the air / water direct contact heat exchanger (20) rises above the air / water direct contact heat exchanger tank (21), and from the first pump (25) to the first plate heat exchanger. Cold water is supplied to the tank 21 through the water supply pipe 23 of 30A, and falls. Underground air and cold water pass through the air / water separator 26 in the air / water direct contact heat exchanger 20 and are separated into air and water, and surround the surface of the filler 27 by the surface tension of the water. While flowing, heat exchanges with the underground air while passing between the filler 27 and the filler 27. At this time, the moisture contained in the underground air together with the heat exchange is absorbed by the water flowing through the surface of the filler 27, the humidity is lowered. That is, the underground air transfers humidity and heat energy to the water flowing in the tank 21 of the air / water direct contact heat exchanger, thereby lowering the temperature and humidity, and the water exchanged with the underground air is discharged through the drain pipe 24. It flows back into the 1-plate heat exchanger 30A.

지하공기로부터 열에너지를 획득한 물은 제1판형열교환기(30A) 내부에서 히트펌프(30)의 증발기(31)를 흐르는 냉매를 열교환한다. 물로부터 지하공기의 열에너지를 획득한 냉매(증발된 냉매)는 압축기(32)에 의해 압축되어 고온고압의 냉매상태가 되어 히트펌프(30)의 응축기(33)로 유입된다. 응축기(33)에 유입된 고온의 냉매는 제2판형열교환기(30B) 내부에서 축열조(40)를 흐르는 물과 제2펌프(41)를 통해 열교환하면서 축열조(40) 내의 물을 일정 설정온도까지 상승시킨다. 축열조(40) 내의 물은 설정온도에 다다르면 온도센서(42)에 의해 감지되고, 이에 따라 제어반(80)은 농업시설 냉난방시스템(송풍팬(10))을 정지시킨다. The water obtained with the thermal energy from the underground air heat exchanges the refrigerant flowing through the evaporator 31 of the heat pump 30 in the first plate heat exchanger 30A. The refrigerant (evaporated refrigerant) that obtains the thermal energy of the underground air from the water is compressed by the compressor 32 to be a refrigerant of high temperature and high pressure and flows into the condenser 33 of the heat pump 30. The high temperature refrigerant introduced into the condenser 33 exchanges the water flowing in the heat storage tank 40 with the water flowing through the heat storage tank 40 in the second plate heat exchanger 30B and the water in the heat storage tank 40 to a predetermined set temperature. Raise. The water in the heat storage tank 40 is detected by the temperature sensor 42 when the set temperature is reached, and thus the control panel 80 stops the agricultural facility air conditioning system (blowing fan 10).

농업시설(70) 내의 온도가 설정온도보다 낮아지면 이는 온도센서(72)에 의해 감지되고 팬코일유닛(52)과 제3펌프(54)가 가동하여 농업시설 내 온도가 설정온도에 다다를 때까지 가동하며 설정온도에 이르면 가동을 정지한다. 또한 습도와 이산화탄소를 습도 및 가스 센서(74, 76)로 감지하여, 이산화탄소의 시비가 필요할 경우 지하공으로부터 송풍되는 지하공기가 함유하는 이산화탄소를 이산화탄소 시비용 분기덕트(64)로 절환게이트(62)를 이용하여 시비하고, 이산화탄소가 설정치에 다다르면 절환게이트(62)를 이용하여 온실로 가는 지하공기의 방향을 변경하여 배출덕트(28)를 통해 외부로 공기가 빠져나갈 수 있도록 한다. 농업시설내 습도조절은 가습기와 제습기에 의해 이루어진다. 도 8에서 미설명된 참조부호 56은 농업시설의 적정한 냉난방을 정확하게 보조하기 위한 가열기이다.When the temperature in the agricultural facility 70 is lower than the set temperature, it is detected by the temperature sensor 72 and the fan coil unit 52 and the third pump 54 are operated until the temperature in the agricultural facility reaches the set temperature. It stops running when it reaches the set temperature. In addition, the humidity and carbon dioxide is detected by the humidity and gas sensors 74 and 76, and when the fertilization of carbon dioxide is required, the carbon dioxide containing underground air blown from the underground air is switched to the carbon dioxide costing branch duct 64. By fertilizing, and when the carbon dioxide reaches the set value, by using the switching gate 62 to change the direction of the underground air to the greenhouse to allow the air to escape through the exhaust duct 28. Humidity control in agricultural facilities is achieved by humidifiers and dehumidifiers. Reference numeral 56, which is not described in FIG. 8, is a heater for accurately assisting proper heating and cooling of an agricultural facility.

냉방의 경우는 농업시설 냉난방시스템에 장착된 사방밸브(미도시)에 의해 냉매를 역순환시켜 냉난방시스템이 역으로 가동하도록 한다. 즉, 증발기(31)가 응축 기 기능을 하고 응축기(33)가 증발기 기능을 하도록 냉매를 역방향으로 순환시킴으로써 가능해지며, 이러한 기술 사상은 통상의 것이므로 상세한 설명은 생략한다.In the case of cooling, the refrigerant is reversely circulated by a four-way valve (not shown) installed in an agricultural facility air conditioning system so that the cooling and heating system operates in reverse. That is, it is possible by circulating the refrigerant in a reverse direction so that the evaporator 31 functions as a condenser and the condenser 33 functions as an evaporator. Since the technical idea is conventional, a detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing an agricultural facility cooling and heating system using underground air according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템의 공기/물 직접 접촉식 열교환기를 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a view schematically showing an air / water direct contact heat exchanger of an agricultural facility cooling and heating system using underground air according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템의 공기/물 직접 접촉식 열교환기를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a view schematically showing an air / water direct contact heat exchanger of an agricultural facility cooling and heating system using underground air according to another embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템의 공기/물 분리판을 도시한 단면도이다. Figure 4 is a cross-sectional view showing the air / water separation plate of the heating and cooling system for agricultural facilities using underground air according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템의 충진재를 확대 도시한 도면이다. Figure 5 is an enlarged view showing the filler of the heating and cooling system for agricultural facilities using underground air according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템의 공기/물 직접 접촉식 열교환기를 개략적으로 도시한 도면이다.6 is a view schematically showing an air / water direct contact heat exchanger of an agricultural facility air conditioning system using underground air according to another embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템의 공기/물 직접 접촉식 열교환기를 개략적으로 도시한 도면이다.7 is a view schematically showing an air / water direct contact heat exchanger of an agricultural facility air conditioning system using underground air according to another embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템의 운전을 설명하기 위한 도면이다. 8 is a view for explaining the operation of the agricultural facility air conditioning system using underground air according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요 참조부호에 대한 간단한 설명** Brief description of the main references in the drawings *

10..송풍팬 20..공기/물 직접 접촉식 열교환기10. Blowing fan 20. Air / water direct contact heat exchanger

22.유공파이프 23..급수 파이프22. Perforated pipe 23 .. Water supply pipe

26..공기/물 분리판 27..충진재26. Air / water separator 27. Filler

30..히트펌프 31..증발기30. Heat pump 31. Evaporator

33..응축기 30A,30B..제1,2판형열교환기33. Condensers 30A, 30B. First and second plate heat exchangers

40..축열조 50..실내열교환기40. Storage tank 50. Indoor heat exchanger

60..이산화탄소시비유닛 70..농업시설60 .. CO2 fertilization unit 70 .. Agricultural facilities

72..온도센서 74..습도센서72.Temperature sensor 74.Humidity sensor

76..가스센서 80..제어반76.Gas sensor 80.Control panel

Claims (12)

삭제delete 삭제delete 지하공기와 물을 직접 접촉시켜 습기를 제거하고 열에너지를 획득하는 공기/물 직접접촉식 열교환기와,An air / water direct contact heat exchanger that directly removes moisture by obtaining direct contact with underground air and water, 상기 열교환된 물과 냉매를 반응시키기 위한 히트펌프와,A heat pump for reacting the heat-exchanged water with a refrigerant; 상기 히트펌프의 냉매와 열교환된 냉수 또는 온수를 저장하는 축열조와,A heat storage tank for storing cold water or hot water heat exchanged with the refrigerant of the heat pump; 상기 축열조의 냉수 및 온수를 이용하여 농업시설의 실내온도를 조절하는 실내열교환기를 포함하되, Including an indoor heat exchanger for controlling the indoor temperature of the agricultural facility by using the cold water and hot water of the heat storage tank, 상기 공기/물 직접접촉식 열교환기는 상기 히트펌프와 연결되는 급수 및 배수 파이프를 포함하는 탱크와, 상기 탱크 내부를 수직으로 관통하는 유공파이프와, 상기 탱크 내부에 마련되어 물과 공기를 분리하기 위한 분리판과, 상기 탱크 내부에 채워지는 공극을 갖는 충진재를 포함하고, The air / water direct contact heat exchanger includes a tank including a water supply and drainage pipe connected to the heat pump, a perforated pipe vertically penetrating the inside of the tank, and separated to separate water and air from inside the tank. A plate and a filler having voids filled in the tank, 지하공기는 상기 유공파이프를 통해 탱크 내부로 유입되어 탱크의 하측에서 상측으로 빠져나가며, 상기 급수 파이프를 통해 탱크 내부로 공급되는 물은 탱크의 상측에서 하측으로 낙하하며, 지하공기와 물은 상기 충진재를 통과하면서 상호 열교환하는 것을 특징으로 하는 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템.Underground air flows into the tank through the perforated pipe and exits from the lower side of the tank to the upper side. The water supplied into the tank through the water supply pipe falls from the upper side of the tank to the lower side, and the underground air and the water are filled with the filler. Agricultural facility heating and cooling system using underground air, characterized in that the mutual heat exchange while passing through. 지하공기와 물을 직접 접촉시켜 습기를 제거하고 열에너지를 획득하는 공기/물 직접접촉식 열교환기와,An air / water direct contact heat exchanger that directly removes moisture by obtaining direct contact with underground air and water, 상기 열교환된 물과 냉매를 반응시키기 위한 히트펌프와,A heat pump for reacting the heat-exchanged water with a refrigerant; 상기 히트펌프의 냉매와 열교환된 냉수 또는 온수를 저장하는 축열조와,A heat storage tank for storing cold water or hot water heat exchanged with the refrigerant of the heat pump; 상기 축열조의 냉수 및 온수를 이용하여 농업시설의 실내온도를 조절하는 실내열교환기를 포함하되, Including an indoor heat exchanger for controlling the indoor temperature of the agricultural facility by using the cold water and hot water of the heat storage tank, 상기 공기/물 직접접촉식 열교환기는 상기 히트펌프와 연결되는 급수 및 배수 파이프를 포함하는 탱크와, 상기 탱크 내부를 수직으로 관통하는 유공파이프와, 상기 탱크 내부에 마련되어 물과 공기를 분리하기 위한 분리판과, 상기 탱크 내부에 채워지는 공극을 갖는 충진재를 포함하고, The air / water direct contact heat exchanger includes a tank including a water supply and drainage pipe connected to the heat pump, a perforated pipe vertically penetrating the inside of the tank, and separated to separate water and air from inside the tank. A plate and a filler having voids filled in the tank, 상기 분리판은 복수의 플랫홀과 돌기홀을 구비하되, 상기 플랫홀로는 물이 통과하며, 상기 돌기홀로는 공기가 빠져나가도록 마련되는 것을 특징으로 하는 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템.The separating plate is provided with a plurality of flat holes and the projection hole, the flat hole water passing through, the projection hole is an agricultural facility heating and heating system using underground air, characterized in that the air is provided to escape. 지하공기와 물을 직접 접촉시켜 습기를 제거하고 열에너지를 획득하는 공기/물 직접접촉식 열교환기와,An air / water direct contact heat exchanger that directly removes moisture by obtaining direct contact with underground air and water, 상기 열교환된 물과 냉매를 반응시키기 위한 히트펌프와,A heat pump for reacting the heat-exchanged water with a refrigerant; 상기 히트펌프의 냉매와 열교환된 냉수 또는 온수를 저장하는 축열조와,A heat storage tank for storing cold water or hot water heat exchanged with the refrigerant of the heat pump; 상기 축열조의 냉수 및 온수를 이용하여 농업시설의 실내온도를 조절하는 실내열교환기를 포함하되, Including an indoor heat exchanger for controlling the indoor temperature of the agricultural facility by using the cold water and hot water of the heat storage tank, 상기 공기/물 직접접촉식 열교환기는 상기 히트펌프와 연결되는 급수 및 배수 파이프를 포함하는 탱크와, 상기 탱크 내부를 수직으로 관통하는 유공파이프와, 상기 탱크 내부에 마련되어 물과 공기를 분리하기 위한 분리판과, 상기 탱크 내부에 채워지는 공극을 갖는 충진재를 포함하고, The air / water direct contact heat exchanger includes a tank including a water supply and drainage pipe connected to the heat pump, a perforated pipe vertically penetrating the inside of the tank, and separated to separate water and air from inside the tank. A plate and a filler having voids filled in the tank, 상기 분리판은 적어도 하나가 상기 급수 파이프보다 하단에 마련되는 것을 특징으로 하는 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템.The separation plate is at least one agricultural facility heating and heating system using underground air, characterized in that provided in the lower portion than the water supply pipe. 지하공기와 물을 직접 접촉시켜 습기를 제거하고 열에너지를 획득하는 공기/물 직접접촉식 열교환기와,An air / water direct contact heat exchanger that directly removes moisture by obtaining direct contact with underground air and water, 상기 열교환된 물과 냉매를 반응시키기 위한 히트펌프와,A heat pump for reacting the heat-exchanged water with a refrigerant; 상기 히트펌프의 냉매와 열교환된 냉수 또는 온수를 저장하는 축열조와,A heat storage tank for storing cold water or hot water heat exchanged with the refrigerant of the heat pump; 상기 축열조의 냉수 및 온수를 이용하여 농업시설의 실내온도를 조절하는 실내열교환기를 포함하되, Including an indoor heat exchanger for controlling the indoor temperature of the agricultural facility by using the cold water and hot water of the heat storage tank, 상기 공기/물 직접접촉식 열교환기는 상기 히트펌프와 연결되는 급수 및 배수 파이프를 포함하는 탱크와, 상기 탱크 내부를 수직으로 관통하는 유공파이프와, 상기 탱크 내부에 마련되어 물과 공기를 분리하기 위한 분리판과, 상기 탱크 내부에 채워지는 공극을 갖는 충진재를 포함하고, The air / water direct contact heat exchanger includes a tank including a water supply and drainage pipe connected to the heat pump, a perforated pipe vertically penetrating the inside of the tank, and separated to separate water and air from inside the tank. A plate and a filler having voids filled in the tank, 상기 유공파이프는 하단으로 갈수록 구멍이 증가하는 것을 특징으로 하는 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템.The perforated pipe is an agricultural facility heating and heating system using underground air, characterized in that the hole increases toward the bottom. 삭제delete 지하공기와 물을 직접 접촉시켜 습기를 제거하고 열에너지를 획득하는 공기/물 직접접촉식 열교환기와,An air / water direct contact heat exchanger that directly removes moisture by obtaining direct contact with underground air and water, 상기 열교환된 물과 냉매를 반응시키기 위한 히트펌프와,A heat pump for reacting the heat-exchanged water with a refrigerant; 상기 히트펌프의 냉매와 열교환된 냉수 또는 온수를 저장하는 축열조와,A heat storage tank for storing cold water or hot water heat exchanged with the refrigerant of the heat pump; 상기 축열조의 냉수 및 온수를 이용하여 농업시설의 실내온도를 조절하는 실내열교환기와, An indoor heat exchanger for controlling an indoor temperature of an agricultural facility by using cold water and hot water of the heat storage tank; 습기가 제거된 지하공기에 함유되어 있는 이산화탄소를 시비하기 위한 이산화탄소 시비유닛을 포함하되, Carbon dioxide fertilizing unit for fertilizing carbon dioxide contained in the dehumidified underground air, 상기 이산화탄소시비유닛은 이산화탄소를 농업시설 외부로 배출하기 위한 배출덕트 또는 농업시설과 연통되어 있는 분기덕트를 통해 이산화탄소를 선택적으로 배출하기 위한 절환게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템. The carbon dioxide fertilization unit air-conditioning and heating facilities using underground air, characterized in that it comprises a switching gate for selectively discharging carbon dioxide through a discharge duct or a branch duct connected to the agricultural facility to discharge carbon dioxide to the outside of the agricultural facility. system. 삭제delete 지하공기와 물을 직접 접촉시켜 습기를 제거하고 열에너지를 획득하는 공기/물 직접접촉식 열교환기와, 상기 열교환한 물과 냉매를 반응시키기 위한 히트펌프와, 상기 히트펌프의 냉매와 열교환한 냉수 또는 온수를 저장하는 축열조와, 상기 축열조의 냉수 및 온수를 이용하여 농업시설의 실내온도를 조절하는 실내열교환기와, 농업시설에 마련되는 온도센서와 습도센서와 가스센서와, 습기가 제거된 지하공기에 함유되어 있는 이산화탄소를 시비하기 위한 이산화탄소시비유닛과, 이들 장치를 제어하기 위한 제어반을 포함하고, An air / water direct contact heat exchanger that removes moisture by directly contacting underground air and water to obtain heat energy, a heat pump for reacting the heat exchanged water with a refrigerant, and cold or hot water heat exchanged with a refrigerant of the heat pump. A heat storage tank for storing the temperature, an indoor heat exchanger for controlling the indoor temperature of the agricultural facility by using cold water and hot water of the heat storage tank, a temperature sensor, a humidity sensor, a gas sensor, and an underground air from which moisture is removed. A carbon dioxide fertilization unit for fertilizing carbon dioxide, and a control panel for controlling these devices, 상기 제어반은 농업시설의 상기 온도센서를 감지하여 상기 실내열교환기가 동작하도록 하고, 상기 습도센서와 가스센서를 감지하여 이산화탄소시비유닛을 동작시키며, The control panel detects the temperature sensor of an agricultural facility to operate the indoor heat exchanger, detects the humidity sensor and gas sensor to operate a carbon dioxide fertilization unit, 상기 공기/물 직접접촉식 열교환기는 상기 히트펌프와 연결되는 급수 및 배수 파이프를 포함하는 탱크와, 상기 탱크 내부를 수직으로 관통하는 유공파이프와, 상기 탱크 내부에 마련되어 물과 공기를 분리하기 위한 분리판과, 상기 탱크 내부에 채워지는 공극을 갖는 충진재를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템의 제어방법.The air / water direct contact heat exchanger includes a tank including a water supply and drainage pipe connected to the heat pump, a perforated pipe vertically penetrating the inside of the tank, and separated to separate water and air from inside the tank. A control method of an agricultural facility heating and heating system using underground air, characterized in that it comprises a plate and a filler having a void filled in the tank. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 분리판은 복수의 플랫홀과 돌기홀을 구비하되,The separator plate has a plurality of flat holes and protrusion holes, 상기 플랫홀로는 물이 통과하며, Water passes through the flat hole, 상기 돌기홀로는 공기가 빠져나가도록 마련되는 것을 특징으로 하는 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템의 제어방법.The projection hole is a control method of a heating and cooling system for agricultural facilities using underground air, characterized in that the air is provided to escape. 지하공기와 물을 직접 접촉시켜 습기를 제거하고 열에너지를 획득하는 공기/물 직접접촉식 열교환기와, 상기 열교환한 물과 냉매를 반응시키기 위한 히트펌프와, 상기 히트펌프의 냉매와 열교환한 냉수 또는 온수를 저장하는 축열조와, 상기 축열조의 냉수 및 온수를 이용하여 농업시설의 실내온도를 조절하는 실내열교환기와, 농업시설에 마련되는 온도센서와 습도센서와 가스센서와, 습기가 제거된 지하공기에 함유되어 있는 이산화탄소를 시비하기 위한 이산화탄소시비유닛과, 이들 장치를 제어하기 위한 제어반을 포함하고, An air / water direct contact heat exchanger that removes moisture by directly contacting underground air and water to obtain heat energy, a heat pump for reacting the heat exchanged water with a refrigerant, and cold or hot water heat exchanged with a refrigerant of the heat pump. A heat storage tank for storing the temperature, an indoor heat exchanger for controlling the indoor temperature of the agricultural facility by using cold water and hot water of the heat storage tank, a temperature sensor, a humidity sensor, a gas sensor, and an underground air from which moisture is removed. A carbon dioxide fertilization unit for fertilizing carbon dioxide, and a control panel for controlling these devices, 상기 제어반은 농업시설의 상기 온도센서를 감지하여 상기 실내열교환기가 동작하도록 하고, 상기 습도센서와 가스센서를 감지하여 이산화탄소시비유닛을 동작시키며, The control panel detects the temperature sensor of an agricultural facility to operate the indoor heat exchanger, detects the humidity sensor and gas sensor to operate a carbon dioxide fertilization unit, 상기 이산화탄소시비유닛은 이산화탄소를 농업시설 외부로 배출하기 위한 배출덕트 또는 농업시설과 연통되어 있는 분기덕트를 통해 이산화탄소를 선택적으로 배출하기 위한 절환게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템의 제어방법. The carbon dioxide fertilization unit air-conditioning and heating facilities using underground air, characterized in that it comprises a switching gate for selectively discharging carbon dioxide through a discharge duct or a branch duct connected to the agricultural facility to discharge carbon dioxide to the outside of the agricultural facility. Control method of the system.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101364182B1 (en) * 2012-03-30 2014-02-19 김재휘 apparatus for dehumidifying and heating being able to withdraw surplus heat of house
CN109601203A (en) * 2018-11-30 2019-04-12 安徽欧瑞达电器科技有限公司 A kind of air energy agricultural greenhouse microchannel part constant temperature system
KR102362457B1 (en) * 2021-09-23 2022-02-15 경상북도(농업기술원) Agricultural air conditioning device having composite heat exchange structure

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012107936A2 (en) * 2011-02-08 2012-08-16 Panduranga Revankar Krishna Prasad A devise and method to separate at entry polluted water from clean water and treat it inside a river and inside a lake
KR101294421B1 (en) 2011-08-24 2013-08-07 현대자동차주식회사 Vehicle generating system for saving fuel, and control method of the same
KR101440861B1 (en) * 2012-12-13 2014-09-23 주식회사 인포마인드 Greenhouse system using low energy and hybrid technologies
KR101351840B1 (en) * 2013-06-13 2014-02-11 (주)대산플랜트 Greenhouse for air conditioning unit installation heat-pump system
KR101578085B1 (en) * 2013-11-20 2015-12-16 주식회사 탑솔 Greenhouse heat pump system of capable heating and cooling and dehumidifying
CN104012345B (en) * 2014-06-13 2016-01-20 中国农业大学 A kind of method of Winter Solar Greenhouse dehydrating unit and greenhouse dehumidifying thereof
FR3102336B1 (en) * 2019-10-23 2021-12-10 Choquet Jean Pierre [Airflow greenhouse]
KR102439899B1 (en) * 2020-07-03 2022-09-06 한국에너지기술연구원 Heating and cooling technology for solid culture medium cultivation using air curtain effect
KR102613080B1 (en) * 2023-08-25 2023-12-13 (주)이온플러스 Vertical multi-layered plant cultivation system utilizing natural light and maintaining the optimum atmosphere for growth through the year

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100748067B1 (en) * 2006-07-27 2007-08-13 김재휘 Air conditioner by using heat storage stuff of underground structures
KR100885973B1 (en) * 2007-01-25 2009-02-26 오평원 Carbon dioxide supply system using subsurface air
KR100904981B1 (en) * 2007-11-30 2009-06-26 대한민국(관리부서:농촌진흥청장) Earth heat cooling and heating system connected to stable ventilation and control method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100748067B1 (en) * 2006-07-27 2007-08-13 김재휘 Air conditioner by using heat storage stuff of underground structures
KR100885973B1 (en) * 2007-01-25 2009-02-26 오평원 Carbon dioxide supply system using subsurface air
KR100904981B1 (en) * 2007-11-30 2009-06-26 대한민국(관리부서:농촌진흥청장) Earth heat cooling and heating system connected to stable ventilation and control method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101364182B1 (en) * 2012-03-30 2014-02-19 김재휘 apparatus for dehumidifying and heating being able to withdraw surplus heat of house
CN109601203A (en) * 2018-11-30 2019-04-12 安徽欧瑞达电器科技有限公司 A kind of air energy agricultural greenhouse microchannel part constant temperature system
KR102362457B1 (en) * 2021-09-23 2022-02-15 경상북도(농업기술원) Agricultural air conditioning device having composite heat exchange structure

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