KR101210849B1 - Air current supply system of plant factory's cultivation room - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An air current supply system for a cultivation room of a plant factory is provided to discharge air among multistage shelves to maintain uniform temperature and humidity. CONSTITUTION: An air current supply system for a cultivation room of a plant factory comprises the following: plural multistage shelves(110) which form a cultivation shelf; the cultivation room(100) in which the multistage shelves are arranged to have paths at a constant interval; a feeding line outlet(133) which discharges fluid from a resonator(130)in the interval between adjacent multistage shelves; and a suction line inlet of a fluid suction line which is arranged along to each multistage shelf and installed on the ceiling of the cultivation room.

Description

식물공장 재배실의 기류공급시스템{air current supply system of plant factory`s cultivation room}Air current supply system of plant factory`s cultivation room}

본 발명은 각종 식물, 특히 아이스플랜트(Ice Plant)를 재배하는 식물공장에서 그 재배실의 기류공급시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 공조기에 의해 소정의 온습도와 이산화탄소발생기에 의해 소정의 이산화탄소량을 가지는 공기를 서로 이웃하는 다단선반 사이의 통로로 토출시키되 다단선반의 높이에 따라 적합하게 다단으로 토출시킴으로써 급기공기의 온도차와 압력차에 의한 기류(열)의 이동을 발생시키고 이로 인하여 최적의 기류조성을 꾀할 수 있어 다단선반에서 성장하는 식물의 부피의 영향을 받지 않음은 물론 다단선반의 균일한 온습도를 유지할 수 있는 식물공장 재배실의 기류공급시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to an airflow supply system of a cultivation room in a plant factory for growing various plants, particularly an ice plant, and more specifically, a predetermined temperature and humidity and a predetermined amount of carbon dioxide by a carbon dioxide generator by an air conditioner. By discharging the air having the air into the passage between the adjacent multi-stage shelves, the multi-stage shelves are discharged in multiple stages according to the height of the multi-stage shelves to generate the movement of air flow (heat) due to the temperature difference and the pressure difference of the air supply. The present invention relates to an airflow supply system of a plant factory cultivation room capable of maintaining a uniform temperature and humidity of a multistage shelf, as well as being not affected by the volume of a plant growing in a multistage shelf.

일반적으로, 수경재배라 함은 식물의 생장에 필요한 양액이 포함된 물을 특정 형상의 재배선반 내부에 저장한 후, 상기 양액이 포함된 물만으로 식물을 재배하는 것을 일컫는다. In general, hydroponic cultivation refers to the cultivation of the plant only with water containing the nutrient solution after storing the water containing the nutrient solution necessary for the growth of the plant inside the cultivation shelf of a specific shape.

상기한 수경재배는 일반 가정의 베란다를 비롯하여 비닐하우스는 물론 대단위의 식물공장에 수경재배기를 설치하여 다양한 품종의 채소, 식용식물, 특수작물에 이르기까지 재배하기에 이르렀으며, 이로 인하여 수경재배가 꾸준히 증가하고 있는 실정이다. The above hydroponic cultivation has grown into a variety of vegetables, edible plants and special crops by installing hydroponic cultivators in large-scale plant factories as well as plastic houses and verandas in general households. It is increasing.

이러한 수경재배에서 대단위의 수경재배는 공장화하여 일명, 식물공장이라고 칭하고 이러한 식물공장의 설비투자가 활발하게 전개되는 추세이다.In such hydroponic cultivation, large-scale hydroponic cultivation has become a factory, so-called plant factory, and facility investment of these plant factories is actively developed.

이와 같이 공장화하여 수경재배에 의해 식물을 재배하는 경우, 대부분이 식물재배하기 위한 재배선반이 다단으로 형성된 다수의 다단선반을 마련하되, 이러한 다단선반을 일정간격으로 배열하여 다단선반과 통로가 각각 일직선을 이루도록 재배실을 마련한다. When planting plants by hydroponic cultivation as described above, a large number of multi-stage shelves with multi-stage shelves for plant cultivation are provided. However, these multi-stage shelves are arranged at regular intervals so that the multi-stage shelves and the passage are respectively. Arrange the cultivation room in a straight line.

상기 다단선반은 서로 이웃하는 상부 측의 재배선반에서 그 바로 아래의 재배선반을 비추도록 각각의 재배선반에 인공광원이 마련되어 있고, 최상단의 재배선반을 제외한 재배선반들은 양액이 소정높이로 저수될 수 있게 마련되어 있다. 따라서 재배판의 각 포트마다 식물종자나 발아된 유묘를 포함하는 다공성 스펀지를 삽입 설치하고 이렇게 재배식물이 식재된 재배판을 재배선반에 올려놓으면 양액이 다공성 스펀지를 통해 재배식물에 공급되게 되는 것이다.The multi-stage shelf is provided with an artificial light source in each of the cultivation shelf so as to illuminate the cultivation shelter immediately below the neighboring cultivation shelving, the cultivation shelving except the top of the cultivation shelf can be stored at a certain height It is provided. Therefore, each port of the cultivation plate is installed by inserting a porous sponge containing plant seeds or germinated seedlings and placing the cultivation planted cultivation plate on the cultivation shelf, the nutrient solution is supplied to the cultivation plant through the porous sponge.

위와 같이 다수의 다단선반을 바둑판처럼 격자형으로 배열하되 통로가 일직선을 이루도록 재배실을 마련하고 상기 재배실의 다단선반에 양액을 공급하여 수경재배를 한다. Arrange a plurality of multi-stage shelves in a grid like a checkerboard as described above, but the hydroponic cultivation by providing a cultivation room so that the passage is in a straight line and supplying nutrient solution to the multi-stage shelves of the cultivation room.

이렇게 수경재배 하고자 하는 식물에 따른 적합한 기후조건을 조성해 주어야만 왕성한 생장을 꾀할 수 있고 이는 재배식물의 생산량 극대화로 이루어지게 되는 것이다.Only by creating suitable climatic conditions according to the hydroponic cultivation plants can achieve a strong growth, which is to maximize the production of cultivated plants.

예를 들어, 아이스플랜트(Ice Plant)는 남아프리카 원산지로 사막에서 자라는 내염성 다육식물로 이노시톨류 및 베타카로틴과 같은 기능성 물질을 함유한 작물로 알려져 있으며, 환경상의 스트레스를 통해 광합성 경로를 C3→CAM으로 변환시켜 자신이 함유한 염분과 함께 기능성 물질을 표면의 세포로 내보내 보관하며, 그 모양이 얼음알갱이 모양으로 보여서 붙여진 이름이다.Ice Plant, for example, is a salt tolerant plant native to South Africa that grows in deserts and is known to contain functional materials such as inositol and beta-carotene. It converts and stores the functional materials along with the salts it contains to the cells on the surface and is named after the ice grains.

위의 아이스플랜트에 대한 바람직한 생육조건은 재배실의 온도가 20~25℃이고, 습도는 60~70%이며, 이산화탄소(CO2)의 농도는 400~600ppm, 산소(O2)의 농도는 25~30%로 유지하는 것이 바람직하다. Preferred growth conditions for the above ice plant is the temperature of the growing room is 20 ~ 25 ℃, humidity is 60 ~ 70%, the concentration of carbon dioxide (CO 2 ) is 400 ~ 600ppm, the concentration of oxygen (O 2 ) is 25 It is desirable to keep it at -30%.

이러한 조건은 아이스플랜트의 생산에 있어서 온도와 습도는 물론 이산화탄소 및 산소의 농도가 매우 중요하며, 특히 다단선반 위에서 재배하므로 재배과정에서 재배선반마다 온도의 차이가 없도록 기류를 조절함이 요구된다.These conditions are very important in the production of ice plant temperature and humidity, as well as the concentration of carbon dioxide and oxygen, especially on the multi-stage shelf, so it is required to control the air flow so that there is no difference in temperature between the cultivation process in the cultivation process.

위와 같은 기후조건을 조성하기 위하여 통상 공조장치나 기류공급시스템들을 활용하고 있으며, 상기한 공조장치나 기류공급시스템들은 재배실의 한쪽에서 다른 한쪽으로 강제 송풍시킬 때, 단순히 그 내부에 배열된 다단선반의 정면을 향하여 송풍시킴으로써 기류를 발생시켜 재배실내의 온도와 습도 등을 조절하는 것에 불과하였다.
In order to create the above climatic conditions, air conditioners or air supply systems are usually used, and the air conditioners or air supply systems are simply arranged in a multistage shelf when forcedly blown from one side of the cultivation chamber to the other. The airflow was generated by blowing toward the front of the plant to control the temperature and humidity in the cultivation room.

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그러나 상기한 종래의 기류공급시스템에 있어서는, 공조장치나 기류공급시스템로부터 송풍되는 유체를 다단선반으로 강제 송풍시키는 것이어서 강제 송풍되는 유체가 다단선반에 가로막혀 전방에서 후방으로 갈수록 유체공급량이 줄어들게 되게 되며, 이로 인하여 다단선반의 전후방 위치에 따라 유체의 송풍속도 및 온습도차이가 많이 날 수밖에 없으므로 재배실내에서의 풍속, 온습도 등을 균일하게 전체적으로 유지시킴이 불가능하다는 문제점이 있었다.However, in the conventional airflow supply system, the fluid supplied from the air conditioner or the airflow supply system is forcedly blown to the multi-stage shelf, so that the fluid supply amount is reduced as the forcibly blown fluid is blocked by the multistage shelf and goes from the front to the rear. Due to this, there is a problem in that the blowing speed and the temperature and humidity difference of the fluid may increase according to the front and rear positions of the multi-stage shelf, so that it is impossible to maintain the wind speed and temperature and humidity uniformly in the cultivation room as a whole.

특히, 재배식물이 생장할수록 재배식물의 잎, 줄기 등이 점유하는 체적(부피)이 급격하게 증대되게 되면 공조장치나 기류공급시스템으로부터 재배선반을 향하여 송풍되는 유체가 저항을 받아 유체의 기류흐름을 방해하고 이로 인하여 재배실에 배치된 다단선반의 각 재배선반마다 온도 및 습도차이가 많아 전체적으로 균일하게 유지시킴이 불가능하다는 문제점이 있었다.In particular, if the volume (volume) occupied by the leaves and stems of the cultivated plant increases rapidly as the cultivated plant grows, the fluid blown from the air conditioning system or the air flow supply system toward the cultivation shelf is resisted and the flow of fluid flows. There was a problem in that it is impossible to maintain a uniform overall because of the large difference in temperature and humidity in each cultivation shelf of the multi-stage shelf disposed in the cultivation room.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구개발한 것으로서, 그 목적은 공조기에 의해 소정의 온습도를 갖고 이산화탄소발생기에 의해 소정의 이산화탄소량을 가지는 공기를 서로 이웃하는 각각의 다단선반 사이로 토출시키되 다단선반의 높이에 따라 적합하게 다단으로 토출시킴으로써 급기공기의 온도차와 압력차에 의한 기류(열)의 이동을 발생시키며, 이로 인하여 최적의 기류조성을 꾀할 수 있어 다단선반에서 성장하는 식물의 부피의 영향을 받지 않음은 물론 다단선반의 균일한 온습도를 유지할 수 있도록 한 식물공장 재배실의 기류공급시스템을 제공하는데 있다.
The present invention has been researched and developed in order to solve the conventional problems as described above, the object of each multi-stage shelf adjacent to each other air having a predetermined temperature and humidity by an air conditioner and a predetermined amount of carbon dioxide by a carbon dioxide generator By discharging in the multistage shelves according to the height of the multistage shelves, the airflow (heat) is generated due to the temperature difference and the pressure difference of the air supply, and thus, the optimum airflow composition can be achieved. It is to provide an airflow supply system of a plant factory cultivation room, which is not affected by volume and maintains uniform temperature and humidity of a multistage shelf.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다단의 재배선반을 갖도록 마련되는 다수의 다단선반과, 이 다단선반이 일정간격의 통로를 갖도록 다수 열로 배열되는 재배실이 마련되며, 상기 재배실에는 공조기로부터 소정의 온습도를 갖는 공기가 공급되고 이산화탄소발생기 또는 이산화탄소용기로부터 소정의 이산화탄소가 유체공급 및 흡입라인을 통해 공급 순환되는 식물공장 재배실의 기류공급시스템에 있어서, 상기 유체공급라인의 끝단에 마련되는 공급라인출구가 서로 이웃하는 각각의 다단선반 사이인 통로로 토출되게 직립형으로 마련되고 상기 다단선반의 하부에서 상부에 이르기까지 균일한 송풍량으로 토출되게 상중하부의 위치에 걸쳐 다단으로 마련되어 있으며, 상기 유체흡입라인의 끝단부분에 마련되는 흡입라인입구는 각 다단선반을 따라 배열되되 상기 다단선반의 상부인 재배실의 천장에 마련되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is provided with a plurality of multi-stage shelf is provided to have a multi-stage cultivation shelf, and the multi-stage shelf is arranged in a plurality of rows so as to have a passage of a predetermined interval, the cultivation room is an air conditioner In the air flow supply system of the plant factory cultivation room is supplied with air having a predetermined temperature and humidity from the carbon dioxide generator or the carbon dioxide container is supplied and circulated through the fluid supply and suction line, which is provided at the end of the fluid supply line It is provided in the upright type so that the supply line outlet is discharged into the passage between each adjacent multi-stage shelf, and is provided in multiple stages across the upper and lower positions so as to be discharged with a uniform air flow from the lower to the upper portion of the multi-stage shelf. Suction line inlet provided at the end of the line Doedoe arranged along characterized in that provided in the ceiling of the upper shelf of the multi-stage culture chamber.

본 발명에 따른 식물공장 재배실의 기류공급시스템에 있어서, 상기 유체공급라인의 공급라인출구에서 토출되는 유체의 속도는 8~9m/s이고, 상기 공급라인출구로부터 가장 먼 다단선반의 끝단까지 거리가 9~10m일 때, 그 위치에서의 유속은 3~4m/s정도로 토출되는 것을 특징으로 한다. In the airflow supply system of the plant factory cultivation room according to the present invention, the speed of the fluid discharged from the supply line outlet of the fluid supply line is 8 ~ 9m / s, the distance to the end of the multi-stage shelf farthest from the supply line outlet Is 9 to 10m, the flow rate at that position is characterized in that discharged to about 3 ~ 4m / s.

이와 같이 공급라인출구로부터 가장 먼 다단선반의 끝단위치에서의 유체속도를 한정하는 이유는, 유속이 3m/s 미만이면 공급라인출구부분과 이로부터 멀리 떨어진 위치의 이산화탄소 및 산소의 농도차이가 많아 재배식물의 성장에 현저한 차이가 나게 되며, 유속이 4m/s를 초과하면 재배식물에 이산화탄소 및 산소가 충분히 공급되나 그 소모량이 증대되고 지속적인 공조기의 가동으로 전기료 등에 의한 비용증대가 초래되기 때문이다.The reason for limiting the fluid velocity at the end position of the multi-stage lathe farthest from the supply line outlet is that if the flow rate is less than 3 m / s, the concentration difference between carbon dioxide and oxygen at the supply line outlet and the position far away from it is cultivated. There is a significant difference in the growth of the plant, if the flow rate exceeds 4m / s enough carbon dioxide and oxygen is supplied to the cultivated plants, but the consumption is increased and the operation of the air conditioner is caused by the increase in the cost of electricity.

상기 흡입닥트를 각 다단선반의 상부에 마련하는 이유는 다단선반의 인공광원으로부터 발생되는 열로 인해 재배선반 상의 고온성 유체를 신속하고도 용이하게 흡입배출하기 위해서이다.
The reason for providing the suction duct on the upper part of each multi-stage shelf is to suck and discharge the high temperature fluid on the redistribution shelf quickly and easily due to the heat generated from the artificial light source of the multi-stage shelf.

상술한 바와 같이 본 발명은 공조기에 의해 소정의 온습도를 갖고 이산화탄소발생기에 의해 소정의 이산화탄소량을 가지는 공기를 서로 이웃하는 각각의 다단선반 사이인 통로로 토출시키되 다단선반의 높이에 따라 적합하게 다단으로 토출시킴으로써 급기공기의 온도차와 압력차에 의한 기류(열)의 이동을 발생시키며, 이로 인하여 최적의 기류조성을 꾀할 수 있어 다단선반에서 성장하는 식물의 부피의 영향을 받지 않음은 물론 다단선반의 균일한 온습도를 유지할 수 있는 효과를 갖는 것이다.As described above, the present invention discharges air having a predetermined temperature and humidity by an air conditioner and a predetermined amount of carbon dioxide by a carbon dioxide generator into a passage between each of the adjacent multistage shelves, and according to the height of the multistage shelves. By discharging, air flow (heat) is generated by the temperature difference and pressure difference of the air supply, and thus, the optimum air flow can be achieved, so it is not affected by the volume of the plant growing in the multi-stage shelf. It has the effect of maintaining the temperature and humidity.

또한, 통로의 저온성 유체와 다단선반의 인공광원에 의해 발생한 고온성 유체의 온도차이 및 공급라인출구로부터 공급되는 유체속도에 정체된 다단선반의 기류가 발생되므로 재배식물의 성장정도나 재배식물부피에 영향을 받지 않는 유용한 효과를 갖는다.
In addition, the temperature difference between the low temperature fluid in the passage and the high temperature fluid generated by the artificial light source of the multi-stage shelf and the air flow of the multi-stage shelf that is stagnant due to the fluid velocity supplied from the outlet of the supply line are generated. It has a useful effect that is not affected.

도 1은 본 발명에 따른 기류공급시스템인 유체공급라인이 적용된 식물공장 재배실을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에서 유체공급라인을 가미하여 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1의 일부를 나타낸 정면도이다
도 4는 도 2의 일부를 나타낸 측면도이다
도 5는 도 1에서 유체흡입라인을 가미하여 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 5의 일부를 나타낸 측면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 재배실의 기류시뮬레이션을 나타낸 도면들이다.1 is a perspective view schematically showing a plant factory cultivation room to which a fluid supply line as an airflow supply system according to the present invention is applied.
2 is a plan view showing the fluid supply line in FIG.
3 is a front view illustrating a part of FIG. 1.
4 is a side view showing a part of FIG. 2;
FIG. 5 is a plan view illustrating the fluid suction line in FIG. 1. FIG.
6 is a side view illustrating a part of FIG. 5.
7a to 7c is a view showing the airflow simulation of the cultivation room according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 식물공장 재배실의 기류공급시스템을 첨부도면에 의거 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the air flow supply system of the plant factory cultivation room according to the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 식물공장 재배실의 기류공급시스템을 상세하게 설명하기 위하여 나타낸 도면들이다.1 to 6 are views showing in detail to the air flow supply system of the plant factory cultivation room according to an embodiment of the present invention.

도면에 나타낸 바와 같이, 식물공장의 재배실(100)은 다단선반(110)이 일정간격의 통로(120)를 갖도록 다수 열로 배열되어 있으며, 상기 다단선반(110)은 기준면에서 소정높이부터 상부를 향해 다단의 재배선반(112)이 마련되어 있다. 상기 다단선반(110)은 서로 이웃하는 상부 측의 재배선반(112)에서 그 바로 아래의 재배선반(112)을 비추도록 각각의 재배선반(112)에 인공광원(도시되지 않음)이 마련되어 있고, 최상단의 재배선반(112)을 제외한 재배선반(112)들은 양액이 소정높이로 저수될 수 있게 마련되어 있다.As shown in the figure, the cultivation room 100 of the plant factory is arranged in a plurality of rows so that the multi-stage shelf 110 has a passage 120 of a predetermined interval, the multi-stage shelf 110 is the upper part from a predetermined height from the reference plane Towards a multi-stage red lathe shelf 112 is provided. The multi-stage shelf 110 is provided with an artificial light source (not shown) in each of the red shelving shelf 112 to illuminate the red shelving shelf 112 immediately below the cultivation shelter 112 of the upper side adjacent to each other, The cultivation racks 112 except for the uppermost cultivation rack 112 are provided to store the nutrient solution at a predetermined height.

상기 재배실(100)에는 공조기(130)로부터 소정의 온습도를 갖는 공기를 공급하면서 이산화탄소발생기 또는 고압이산화탄소용기로부터 소정의 이산화탄소를 공급할 수 있도록 유체공급 및 흡입라인(131,132)이 마련되어 있으며, 상기 유체공급라인(131)은 공조기(130)로부터 균등한 일정량의 유체를 공급받을 수 있도록 분기되어 재배실(100)의 양쪽측벽에 직립형으로 마련되되 유체공급라인(131)의 끝단인 공급라인출구(133)가 서로 이웃하는 각각의 다단선반(110) 사이인 통로(120)로 토출되게 마련되어 있고 상기 다단선반(110)의 높이에 따라 하부로부터 상부에 이르기까지 균일한 송풍량으로 토출되게 상중하부의 위치에 다단으로 배치되어야 한다.The cultivation room 100 is provided with a fluid supply and suction lines 131 and 132 to supply predetermined carbon dioxide from a carbon dioxide generator or a high pressure carbon dioxide container while supplying air having a predetermined temperature and humidity from the air conditioner 130. The line 131 is branched to receive an even amount of fluid from the air conditioner 130, and is provided in an upright form on both side walls of the cultivation chamber 100, but the supply line outlet 133 is an end of the fluid supply line 131. Is provided to be discharged to the passage 120 between each of the multi-stage shelves 110 adjacent to each other and in a multi-stage position in the upper and lower parts so as to be discharged with a uniform air flow from the bottom to the top according to the height of the multi-stage shelves 110 It must be deployed.

이때, 상기 유체공급라인(131)의 공급라인출구(133)로부터 토출되는 유체속도는 재배식물에 따라 차이가 있다. 일예를 들어, 재배식물이 아이스플란트인 경우, 유체공급라인(130a)의 공급라인출구(131)에서 토출되는 유체의 속도는 8~9m/s이고, 공급라인출구(131)로부터 가장 먼 다단선반(110)의 끝단까지 거리가 9~10m일 때, 그 끝단위치에서의 유속이 3~4m/s정도로 토출됨이 바람직하다. At this time, the fluid velocity discharged from the supply line outlet 133 of the fluid supply line 131 is different depending on the cultivated plant. For example, when the cultivated plant is an ice plant, the velocity of the fluid discharged from the supply line outlet 131 of the fluid supply line 130a is 8 to 9 m / s, and the multi-stage lathe farthest from the supply line outlet 131. When the distance to the end of the 110 is 9 ~ 10m, it is preferable that the flow rate at the end position is discharged to about 3 ~ 4m / s.

이와 같이 공급라인출구(131)로부터 가장 먼 다단선반(110)의 끝단까지 거리가 9~10m일 때, 그 끝단위치에서의 유체속도를 한정하는 이유는, 유속이 3m/s 미만이면 공급라인출구(121)부분과 이로부터 멀리 떨어진 위치의 이산화탄소 및 산소의 농도차이가 많아 재배식물의 성장에 현저한 차이가 나게 되며, 유속이 4m/s를 초과하면 재배식물에 이산화탄소 및 산소가 충분히 공급되나 그 소모량이 증대되고 지속적인 공조기의 가동으로 전기료 등에 의한 비용증대가 초래되기 때문이다.Thus, when the distance from the supply line outlet 131 to the end of the multi-stage lathe 110 farthest is 9 to 10 m, the reason for limiting the fluid velocity at the end position is that if the flow rate is less than 3 m / s, the supply line outlet (121) There is a significant difference in the growth of cultivated plants due to the large difference in the concentration of carbon dioxide and oxygen in the part and the distant place.If the flow rate exceeds 4m / s, enough carbon dioxide and oxygen is supplied to the cultivated plant but its consumption This is because the increased and continuous operation of the air conditioner causes an increase in the cost of electricity.

그리고 상기 다단선반(110)의 길이는 공급라인출구(133)로부터 토출되는 유체속도가 어느 정도의 범위 내에서 일정하게 유지되는 길이, 즉 유체속도가 급격하게 저하되기 직전까지의 길이로 마련됨이 바람직하다.And the length of the multi-stage shelf 110 is preferably provided with a length until the fluid velocity discharged from the supply line outlet 133 is kept constant within a certain range, that is, just before the fluid speed is sharply lowered. Do.

상기 유체흡입라인(132)은 공조기(130)에서 토출되어 재배실(100)로 공급된 유체를 공조기(130)로 흡입하여 순환시키기 위한 것인바, 재배실(100)의 천장의 소정위치로부터 공조기(130)에 이르기까지 연결되어 있으며, 유체흡입라인(132)의 끝단부분에 마련되는 각각의 흡입라인입구(134)는 각 다단선반(110)을 따라 배열되어 그 상부에 마련됨이 바람직하다.The fluid suction line 132 is for circulating the fluid discharged from the air conditioner 130 and supplied to the cultivation room 100 to the air conditioner 130, from the predetermined position of the ceiling of the cultivation room 100. It is connected up to 130, each suction line inlet 134 is provided at the end of the fluid suction line 132 is preferably arranged along the multi-stage shelf 110 is provided on the upper.

상기 유체흡입라인(132)의 흡입라인입구(134)를 각 다단선반(110)의 상부에 마련하는 이유는 다단선반(110)의 인공광원으로부터 발생되는 열로 인해 재배선반(112) 상의 고온성 유체를 신속하고도 용이하게 흡입배출하기 위해서이다.The reason why the suction line inlet 134 of the fluid suction line 132 is provided on the upper part of each of the multi-stage shelves 110 is because of the heat generated from the artificial light source of the multi-stage shelves 110. In order to quickly and easily inhale and discharge.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 식물공장의 재배실(100)로 공조기(130)로부터 공급되는 유체로 인한 재배실(100)의 기류상태 및 기류조절과정을 상세하게 설명하고자 한다.It will be described in detail the air flow condition and the air flow control process of the cultivation room 100 due to the fluid supplied from the air conditioner 130 to the cultivation room 100 of the plant factory according to the present invention configured as described above.

먼저, 재배실(100)에는 다수의 다단선반(110)은 격자형으로 배열되되 다단선반(110) 사이의 통로(120)가 일직선을 이루도록 배열되어야 하며, 상기 다단선반(110)은 적층되듯이 재배선반(112)이 다단으로 구비되어 있다.First, in the cultivation room 100, a plurality of multi-stage shelves 110 are arranged in a lattice shape, but the passages 120 between the multi-stage shelves 110 should be arranged in a straight line, and the multi-stage shelves 110 are stacked. The cultivation shelf 112 is provided in multiple stages.

상기 다단선반(110)의 각 재배선반(112)에는 재배판에 바둑판처럼 배열된 각 포트마다 재배하고자 하는 식물종자나 발아된 유묘를 포함하는 다공성 스펀지를 삽입 설치하고, 이렇게 재배식물이 식재된 재배판을 올려놓음으로써 양액이 다공성 스펀지를 통해 재배식물에 공급되게 된다.In each cultivation shelf 112 of the multi-stage shelf 110, a porous sponge containing plant seeds or germinated seedlings to be cultivated for each port arranged like a checkerboard is installed in a cultivation plate, and the cultivated plants are planted in this way. By placing the plate the nutrient solution is supplied to the cultivated plant through a porous sponge.

이러한 상태에서 다단선반(110)의 각 재배선반(112)에 마련되어있는 인공광원에 전원을 인가하여 온(on)시키면 그 하부의 재배선반(112)상의 재배식물을 향하여 인공광원()의 빛이 주사되게 되며, 이로 인하여 재배식물은 뿌리를 통하여 영양분을 흡수함과 아울러 광합성 반응을 통하여 생장하게 된다. In this state, when the power is applied to the artificial light source provided in each of the multi-shelf shelf 110 of the multi-stage shelf 110 and turned on, the light of the artificial light source () toward the cultivated plant on the lower culture line 112 is lowered. This allows the cultivated plants to absorb nutrients through the roots and to grow through photosynthetic reactions.

이때, 재배선반(112)의 인공광원과 재배식물의 광합성반응으로 인하여 다단선반(110)의 재배선반(112)은 통로(120)보다 높은 온도를 상승되게 된다.At this time, due to the photosynthetic reaction of the artificial light source and the cultivation plant of the red shelving plant 112, the red shelving shelf 112 of the multi-stage shelf 110 is to increase the temperature higher than the passage (120).

위와 같이 식물을 재배할 때, 재배실(100)의 온습도, 이산화탄소량 및 산소량을 재배식물의 생장에 적합한 조건으로 조성시켜야 하는데, 이러한 조성을 위해서 공조기(130)를 가동시키고 이산화탄소발생기를 이용하고 있다.When cultivating the plant as described above, the temperature and humidity of the cultivation room 100, the amount of carbon dioxide and the amount of oxygen should be formed in a condition suitable for the growth of the cultivated plant, the air conditioner 130 is operated for this composition and using a carbon dioxide generator.

예를 들어, 재배식물이 아이스플랜트인 경우 바람직한 생육조건은 재배실의 온도가 20~25℃이고, 습도는 60~70%이며, 이산화탄소(CO2)의 농도는 400~600ppm, 산소(O2)의 농도는 25~30%인 것으로 알려져 있다.For example, when the cultivated plant is an ice plant, preferred growth conditions are 20-25 ° C. in the cultivation room, 60-70% humidity, 400-600 ppm of carbon dioxide (CO 2 ), and oxygen (O 2). ) Concentration is known to be 25-30%.

위의 조건으로 유지시키기 위하여 공조기(130)가 가동되게 되면, 유체공급라인(130a)의 끝단에 다단으로 마련된 공급라인출구(131)를 통하여 다단선반(110) 사이의 통로(120)로 아이스플란트에 적합한 온습도를 갖는 유체가 강제 송풍되게 된다. 이때, 유체공급라인(130a)의 공급라인출구(131)에서 토출되는 유체의 속도는 8~9m/s이고, 공급라인출구(131)로부터 가장 먼 다단선반(110)의 끝단까지 거리가 9~10m일 때, 그 끝단위치에서의 유속이 3~4m/s정도로 토출되어야 한다. When the air conditioner 130 is operated to maintain the above conditions, the ice plan to the passage 120 between the multi-stage shelf 110 through the supply line outlet 131 provided in multiple stages at the end of the fluid supply line (130a). A fluid having a temperature and humidity suitable for the air is forced to blow. At this time, the speed of the fluid discharged from the supply line outlet 131 of the fluid supply line 130a is 8 ~ 9m / s, the distance from the supply line outlet 131 to the end of the multi-stage shelf 110 is 9 ~ At 10m, the flow velocity at the end position should be discharged at about 3 ~ 4m / s.

이와 같이 공급라인출구(131)로부터 가장 먼 다단선반(110)의 끝단위치에서의 유체속도를 한정하는 이유는, 유속이 3m/s 미만이면 공급라인출구(131)부분과 이로부터 멀리 떨어진 위치의 이산화탄소 및 산소의 농도차이가 많아 재배식물의 성장에 현저한 차이가 나게 되며, 유속이 4m/s를 초과하면 재배식물에 이산화탄소 및 산소가 충분히 공급되나 그 소모량이 증대되고 지속적인 공조기(130)의 가동으로 전기료 등에 의한 비용증대가 초래되기 때문이다.The reason for limiting the fluid velocity at the end position of the multi-stage lathe 110 farthest from the supply line outlet 131 is that if the flow rate is less than 3 m / s, the portion of the supply line outlet 131 and the position away from it Due to the large difference in concentration of carbon dioxide and oxygen, there is a significant difference in the growth of cultivated plants. When the flow rate exceeds 4 m / s, the carbon dioxide and oxygen are sufficiently supplied to the cultivated plants, but the consumption is increased and the operation of the air conditioner 130 is continued. This is because an increase in cost caused by electricity bills and the like.

상기 공조기(130)로부터 공급되는 유체로 인하여, 서로 이웃하는 다단선반(110) 사이인 통로(120)의 저온성 유체와, 다단선반(110)의 인공광원에 의해 발생한 고온성 유체의 온도차이 및 공급라인출구(131)로부터 공급되는 유체속도에 정체된 다단선반(110)의 기류가 발생되므로 재배식물의 성장정도나 재배식물부피에 영향을 받지 않는다.Due to the fluid supplied from the air conditioner 130, the temperature difference between the low-temperature fluid in the passage 120 between the adjacent multi-stage shelf 110 and the high-temperature fluid generated by the artificial light source of the multi-stage shelf 110 and Since the air flow of the multi-stage shelf 110 stagnated at the fluid velocity supplied from the supply line outlet 131 is not affected by the growth degree of the cultivated plant or the cultivated plant volume.

다시 말해서, 공조기(130)로부터 공급되는 유체(급기공기)의 온도차와 압력차에 의한 기류(열)의 이동을 발생시키며, 이로 인하여 최적의 기류조성을 꾀할 수 있어 다단선반()에서 성장하는 식물의 부피의 영향을 받지 않음은 물론 다단선반()의 균일한 온습도를 유지할 수 있는 것이다.In other words, the movement of air flow (heat) is caused by the temperature difference and the pressure difference of the fluid (air supply air) supplied from the air conditioner 130, whereby it is possible to achieve the optimum air flow composition of the plant growing in the multi-stage shelf () Not affected by the volume, of course, it is possible to maintain a uniform temperature and humidity of the multi-stage shelf ().

이와 같이 공조기(130)의 유체가 공급라인출구(131)를 통하여 재배실(100)로 공급됨으로 인하여 다단선반(110)의 재배선반()에 머무르는 고온성 유체의 일부가 다단선반(110) 사이인 통로(120)의 저온성 유체로 빨려가는 기류가 발생되고, 다단선반(110)의 재배선반(112)에 머무르는 그 나머지의 고온성 유체는 다단선반(110)의 상부로 상승되게 되나 이렇게 다단선반()의 상부로 상승된 고온성 유체는 다단선반(110) 상부의 천장에 마련된 유체흡입라인(132)의 흡입라인입구(134)를 통해 흡입되므로 유체흡입라인(132)을 따라 공조기(130)로 유입되게 된다.As such, the fluid of the air conditioner 130 is supplied to the cultivation chamber 100 through the supply line outlet 131, so that a part of the high-temperature fluid staying in the red shelving shelf () of the multi-stage shelf 110 is between the multi-stage shelf 110. Air flow sucked into the low-temperature fluid of the phosphorus passage 120 is generated, and the remaining high-temperature fluid staying in the redistribution shelf 112 of the multi-stage shelf 110 is raised to the upper portion of the multi-stage shelf 110 but thus The high temperature fluid raised to the upper part of the shelf () is sucked through the suction line inlet 134 of the fluid suction line 132 provided in the ceiling above the multi-stage shelf 110, so that the air conditioner 130 is located along the fluid suction line 132. ) Will flow into.

본 발명의 기류공급시스템에서 식물공장인 재배실(100)의 내부가 도 7a 내지 도 7c와 같이 기류시뮬레이션을 통하여 상기에서 설명한 바와 같은 작용 및 효과가 이루어짐을 확인할 수 있었다. 분석결과로부터 재배실(100)은, 통로(120)부근에서 22℃~23℃정도의 온도분포이며, 인공광원의 바로 아래에서 24℃～24.5℃정도의 온도분포가 확인되었다. 국소적으로 온도차이가 발생한 곳도 없고, 비교적 안정적인 온도분포 및 기류가 조성되었다. 또한, 재배실(100)의 상부인 천장에 설치되어 있는 유체흡입라인(132)이 효율적으로 기능을 하고 있으며, 열의 원인인 조명유닛인 인공광원으로부터 발생된 비교적 온도가 높은 기체가 조금씩 다단선반(110)의 상부로 상승되어지고, 결국 흡입라인입구로 빨려 들어가는 모습이 확인되었다.In the airflow supply system of the present invention, the interior of the cultivation room 100, which is a plant factory, may be confirmed to have the same effects and effects as described above through airflow simulation as shown in FIGS. 7A to 7C. From the analysis results, the cultivation chamber 100 had a temperature distribution of about 22 ° C. to 23 ° C. near the passage 120, and a temperature distribution of about 24 ° C. to 24.5 ° C. was found just below the artificial light source. There was no local temperature difference and a relatively stable temperature distribution and airflow were established. In addition, the fluid suction line 132 installed on the ceiling, which is the upper part of the cultivation room 100, functions effectively, and the gas having a relatively high temperature generated from an artificial light source, which is a lighting unit that is a source of heat, has a multi-stage shelf ( It was confirmed that it was raised to the top of 110, and eventually sucked into the suction line inlet.

결론적으로, 다단선반(110)의 각 재배선반(112)에 대한 온도는 인공광원 자체의 온도에 의하여 다단선반(110) 사이인 통로(120)의 온도보다 1~2.5℃ 높으나 균일한 온도로 유지됨을 알 수 있다. In conclusion, the temperature of each of the multi-layer shelf 110 of the multi-stage shelf 110 is 1 ~ 2.5 ℃ higher than the temperature of the passage 120 between the multi-stage shelf 110 by the temperature of the artificial light source itself, but is maintained at a uniform temperature It can be seen.

따라서 공조기(130)의 설정온도를 높이는 것이 가능하게 되고 이로 인하여 전력소비를 줄여 경비절감을 꾀할 수 있으며, 어떠한 원인으로 인하여 재배실(100) 내의 온도상승이 발생되더라도 효율적인 기류확산을 꾀할 수 있기 때문에, 재배실(100)의 온습도편차를 최소한으로 유지시키면서 신속하고도 빠른 시간에 조성할 수 있게 된다.
Therefore, it is possible to increase the set temperature of the air conditioner 130, thereby reducing the power consumption to achieve cost reduction, and because of the cause of the airflow spread even if the temperature rise in the cultivation room 100 due to any cause , While keeping the temperature and humidity deviation of the cultivation room 100 to a minimum, it is possible to create a quick and fast time.

본 발명은 수경재배에 의하여 식용식물을 대단위로 재배하고자 하는 식물공장이라든가, 이에 준하는 식물공장의 재배실 등에서 재배식물의 생육조건에 적합한 기류조절을 필요로 하는 분야에 유용하게 이용할 수 있다.
Industrial Applicability The present invention can be usefully used in fields requiring airflow control suitable for growing conditions of cultivated plants, such as plant plants for cultivating edible plants by hydroponic cultivation, or cultivation rooms of plant plants corresponding thereto.

100: 재배실 110: 다단선반
112: 재배선반 120: 통로
130: 공조기 131: 유체공급라인
132: 유체흡입라인 133: 공급라인출구
134: 흡입라인입구100: growing room 110: multi-stage shelf
112: redistribution shelf 120: passage
130: air conditioner 131: fluid supply line
132: fluid suction line 133: supply line outlet
134: suction line inlet

Claims (2)

다단의 재배선반을 갖도록 마련되는 다수의 다단선반과, 이 다단선반이 일정간격의 통로를 갖도록 다수 열로 배열되는 재배실이 마련되며, 상기 재배실에는 공조기로부터 소정의 온습도를 갖는 공기가 공급되고 이산화탄소발생기 또는 이산화탄소용기로부터 소정의 이산화탄소가 유체공급라인 및 유체흡입라인을 통해 공급 순환되는 식물공장 재배실의 기류공급시스템에 있어서,
상기 공조기로부터 토출되는 유체의 공급라인출구가 서로 이웃하는 각각의 다단선반 사이인 통로로 토출되게 직립형으로 마련되고 상기 다단선반의 하부에서 상부에 이르기까지 균일한 송풍량으로 토출되게 상중하부의 위치에 걸쳐 다단으로 마련되어 있으며, 상기 공조기와 연결되어 유체를 흡입하는 유체흡입라인의 흡입라인입구는 각 다단선반을 따라 배열되면서 그 상부인 재배실의 천장에 마련되어 있으며,
상기 유체공급라인의 공급라인출구에서 토출되는 유체의 속도는 8~9m/s이고, 상기 공급라인출구로부터 가장 먼 다단선반의 끝단위치에서의 유속은 3~4m/s정도로 토출되는 것을 특징으로 하는 식물공장 재배실의 기류공급시스템.A plurality of multi-stage shelves are provided to have a multi-stage red lathe, and a multi-stage lathe is arranged in a plurality of rows so that the multi-stage lathes have a passage of a predetermined interval, wherein the air is supplied with air having a predetermined temperature and humidity from the air conditioner and the carbon dioxide In the airflow supply system of the plant factory cultivation room in which the predetermined carbon dioxide from the generator or carbon dioxide container is supplied and circulated through the fluid supply line and the fluid suction line,
The supply line outlet of the fluid discharged from the air conditioner is provided in an upright manner to be discharged into a passage between each of the adjacent multistage shelves, and is multistage over the upper and lower positions so as to be discharged with a uniform air flow amount from the bottom to the top of the multistage shelves. The suction line inlet of the fluid suction line which is connected to the air conditioner and sucks the fluid is arranged along each multi-stage shelf and is provided on the ceiling of the cultivation chamber, the upper part of which is located above.
The speed of the fluid discharged from the supply line outlet of the fluid supply line is 8 ~ 9m / s, the flow rate at the end position of the multi-stage lathe furthest from the supply line outlet is discharged to about 3 ~ 4m / s Air supply system of plant factory cultivation room. 삭제delete
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