KR101227973B1 - 시설 하우스의 냉난방 장치 - Google Patents

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Abstract

시설 하우스의 냉난방 장치가 개시된다.
개시되는 시설 하우스의 냉난방 장치는 시설 하우스 내의 작물에 대한 난방은 물론, 상기 시설 하우스 내의 작물에 대한 집중적인 냉방인 냉방 쇼크를 공급할 수 있는 것으로서,
외부 열을 수집하여 공급하는 열 공급 부재; 상기 시설 하우스와 연결되어 난방을 공급할 수 있는 난방 축열조; 상기 시설 하우스와 연결되어 냉방과 난방을 선택적으로 공급할 수 있는 냉난방 겸용 축열조; 상기 난방 축열조와 상기 냉난방 겸용 축열조 중 어느 하나에 가변적으로 연결되어, 상기 열 공급 부재의 열을 상기 난방 축열조로 공급하거나, 상기 냉난방 겸용 축열조의 열을 상기 열 공급 부재로 공급하는 난방 축열조측 히트 펌프; 및 상기 열 공급 부재의 열을 상기 냉난방 겸용 축열조로 공급하여 난방이 공급되도록 하거나, 상기 냉난방 겸용 축열조의 열을 상기 열 공급 부재로 공급하여 냉방이 공급되도록 하는 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프;를 포함하고, 상기 시설 하우스 내의 작물에 대한 난방이 공급될 때에는, 상기 난방 축열조측 히트 펌프에 의한 상기 열 공급 부재의 열을 상기 난방 축열조로의 공급 및 상기 냉난방 축열조측 히트 펌프에 의한 상기 열 공급 부재의 열을 상기 냉난방 겸용 축열조로의 공급 중 적어도 하나가 이루어지고, 상기 시설 하우스 내의 작물에 대한 냉방 쇼크가 공급될 때에는, 상기 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프가 상기 냉난방 겸용 축열조의 열을 상기 열 공급 부재로 공급함과 함께, 상기 난방 축열조측 히트 펌프도 상기 냉난방 겸용 축열조의 열을 상기 열 공급 부재로 공급하는 것을 특징으로 한다.
개시되는 시설 하우스의 냉난방 장치에 의하면, 난방 축열조에 연결된 난방 축열조측 히트 펌프가 난방 축열조를 통해 시설 하우스에 난방이 공급되도록 하거나, 냉난방 겸용 축열조를 통해 시설 하우스에 냉방이 공급되도록 선택적으로 작동될 수 있어서, 시설 하우스에 대한 냉방 공급 시에 난방 축열조측 히트 펌프가 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프를 보조하여 시설 하우스에 냉방이 공급되도록 할 수 있으므로, 시설 하우스 내의 작물에 대한 냉방 쇼크 공급을 위해 요구되는 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프의 용량을 난방 축열조측 히트 펌프의 용량만큼 감소시킬 수 있다. 따라서, 시설 하우스의 냉난방 장치의 크기가 컴팩트해지고, 그 제작 및 설치 비용이 저감될 수 있는 장점이 있다.

Description

시설 하우스의 냉난방 장치{Air conditioning and heating apparatus for installation house}
본 발명은 시설 하우스의 냉난방 장치에 관한 것이다.
시설 하우스는 태양광 등 외부에서 인가되는 광이 투과되어 내부에 전달될 수 있어서, 내부에서 작물을 재배하는 등 농업용으로 사용할 수 있는 시설물을 말한다.
이러한 시설 하우스의 대표적인 것으로, 비닐 하우스(vinyl house)가 있다. 비닐 하우스는 내부에서 채소류의 촉성재배(促成栽培) 또는 열대식물을 재배하기 위하여 비닐 필름을 씌운 온실을 말하는 것이다. 이 밖에도, 시설 하우스로 유리 온실 등이 제시될 수 있다.
이러한 시설 하우스에서는 내부에서 재배되는 작물의 원활한 재배를 위하여, 내부 온도가 일정한 수준의 요구 온도 범위 내에서 유지되어야 하는데, 이러한 내부 온도 유지를 위하여, 시설 하우스에는 일반적으로 외부 기온이 낮은 오전 시간 및 심야 시간에는 난방이 요구되고, 저녁 전까지의 오후 시간에는 난방이 요구되거나 냉난방이 중지된 상태가 되고, 저녁 시간, 예를 들어 오후 4시 내지 5시 정도에는 냉방이 요구된다.
특히, 오후 4시 내지 5시 정도의 저녁 시간에 시설 하우스에서 요구되는 내부 온도와 실제 내부 온도 사이의 온도차가 하루 중 최대가 되는데, 이러한 최대의 온도차를 보정하기 위하여, 집중적인 냉방이 요구된다. 이러한 집중적인 냉방을 냉방 쇼크라 한다.
이러한 냉방 쇼크가 공급되면, 그 냉방 쇼크가 공급된 시설 하우스 내부의 작물의 과실이 튼실해지고, 낙과가 방지될 수 있다.
상기와 같이 시간대별로 냉방 쇼크 또는 난방을 공급하기 위하여, 시설 하우스에는 냉난방 장치가 설치된다.
그러나, 종래의 시설 하우스의 냉난방 장치에 의하면, 냉난방 장치를 구성하는 냉방을 공급하기 위한 냉방 설비와 난방을 공급하기 위한 난방 설비가 각각 별도로 설치되었으므로, 냉난방 장치의 크기가 과다하게 커지고, 그 제작 및 설치 비용이 과다해질 수 있는 단점이 있다.
또한, 종래의 시설 하우스의 냉난방 장치에 의하면, 냉난방 장치의 구동 에너지 공급원으로 유류(油類)가 이용되었는데, 이러한 유류 사용으로 인해 환경 오염이 유발될 수 있는 단점이 있다.
본 발명은 그 크기가 컴팩트해지고, 제작 및 설치 비용이 저감될 수 있는 구조를 가진 시설 하우스의 냉난방 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 친환경적인 구동이 가능한 구조를 가진 시설 하우스의 냉난방 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 시설 하우스의 냉난방 장치는 시설 하우스 내의 작물에 대한 난방은 물론, 상기 시설 하우스 내의 작물에 대한 집중적인 냉방인 냉방 쇼크를 공급할 수 있는 것으로서,
외부 열을 수집하여 공급하는 열 공급 부재; 상기 시설 하우스와 연결되어 난방을 공급할 수 있는 난방 축열조; 상기 시설 하우스와 연결되어 냉방과 난방을 선택적으로 공급할 수 있는 냉난방 겸용 축열조; 상기 난방 축열조와 상기 냉난방 겸용 축열조 중 어느 하나에 가변적으로 연결되어, 상기 열 공급 부재의 열을 상기 난방 축열조로 공급하거나, 상기 냉난방 겸용 축열조의 열을 상기 열 공급 부재로 공급하는 난방 축열조측 히트 펌프; 및 상기 열 공급 부재의 열을 상기 냉난방 겸용 축열조로 공급하여 난방이 공급되도록 하거나, 상기 냉난방 겸용 축열조의 열을 상기 열 공급 부재로 공급하여 냉방이 공급되도록 하는 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프;를 포함하고,
상기 시설 하우스 내의 작물에 대한 난방이 공급될 때에는, 상기 난방 축열조측 히트 펌프에 의한 상기 열 공급 부재의 열을 상기 난방 축열조로의 공급 및 상기 냉난방 축열조측 히트 펌프에 의한 상기 열 공급 부재의 열을 상기 냉난방 겸용 축열조로의 공급 중 적어도 하나가 이루어지고,
상기 시설 하우스 내의 작물에 대한 냉방 쇼크가 공급될 때에는, 상기 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프가 상기 냉난방 겸용 축열조의 열을 상기 열 공급 부재로 공급함과 함께, 상기 난방 축열조측 히트 펌프도 상기 냉난방 겸용 축열조의 열을 상기 열 공급 부재로 공급하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 일 측면에 따른 시설 하우스의 냉난방 장치에 의하면, 난방 축열조에 연결된 난방 축열조측 히트 펌프가 난방 축열조를 통해 시설 하우스에 난방이 공급되도록 하거나, 냉난방 겸용 축열조를 통해 시설 하우스에 냉방이 공급되도록 선택적으로 작동될 수 있어서, 시설 하우스에 대한 냉방 공급 시에 난방 축열조측 히트 펌프가 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프를 보조하여 시설 하우스에 냉방이 공급되도록 할 수 있으므로, 시설 하우스 내의 작물에 대한 냉방 쇼크 공급을 위해 요구되는 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프의 용량을 난방 축열조측 히트 펌프의 용량만큼 감소시킬 수 있다. 따라서, 시설 하우스의 냉난방 장치의 크기가 컴팩트해지고, 그 제작 및 설치 비용이 저감될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시설 하우스의 냉난방 장치의 구성을 보이는 도면.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시설 하우스의 냉난방 장치가 시설 하우스에 적용된 모습을 보이는 사시도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시설 하우스의 냉난방 장치의 구성을 보이는 도면.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 시설 하우스의 냉난방 장치의 구성을 보이는 도면.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 시설 하우스의 냉난방 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시설 하우스의 냉난방 장치의 구성을 보이는 도면이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시설 하우스의 냉난방 장치가 시설 하우스에 적용된 모습을 보이는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 시설 하우스의 냉난방 장치(100)는 난방 축열조측 히트 펌프(110)와, 제 1 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(111)와, 제 2 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(112)와, 난방 축열조(120)와, 냉난방 겸용 축열조(121)와, 제어 부재(130)와, 제 1 지열 교환관(140)과, 제 2 지열 교환관(141)과, 제 3 지열 교환관(142)을 포함하여, 냉난방의 수요처인 시설 하우스(200) 내의 작물에 대한 난방은 물론, 상기 시설 하우스(200) 내의 작물에 대한 집중적인 냉방인 냉방 쇼크를 공급할 수 있다.
도면 번호 150은 난방 축열조측 연결 배관으로, 상기 난방 축열조측 히트 펌프(110)로부터 상기 난방 축열조(120)로 순환 냉매를 유동시키는 난방 축열조측 유입관(151)과, 상기 난방 축열조(120)로부터 상기 난방 축열조측 히트 펌프(110)로 순환 냉매를 유동시키는 난방 축열조측 유출관(152)으로 구성된다.
도면 번호 166은 냉난방 겸용 축열조측 연결 배관으로, 상기 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(111, 112)로부터 상기 냉난방 겸용 축열조(121)로 순환 냉매를 유동시키는 냉난방 겸용 축열조측 유입관(168)과, 상기 냉난방 겸용 축열조(121)로부터 상기 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(111, 112)로 순환 냉매를 유동시키는 냉난방 겸용 축열조측 유출관(167)으로 구성된다.
상기 냉난방 겸용 축열조측 연결 배관(166)은 제 1 분지 배관(160)과, 제 2 분지 배관(163)으로 분지된다.
상기 제 1 분지 배관(160)은 상기 제 1 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(111)로부터 상기 냉난방 겸용 축열조측 유입관(168)으로 순환 냉매를 유동시키는 제 1 분지 유입관(162)과, 상기 냉난방 겸용 축열조측 유출관(167)으로부터 상기 제 1 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(111)로 순환 냉매를 유동시키는 제 1 분지 유출관(161)으로 구성된다.
상기 제 2 분지 배관(163)은 상기 제 2 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(112)로부터 상기 냉난방 겸용 축열조측 유입관(168)으로 순환 냉매를 유동시키는 제 2 분지 유입관(165)과, 상기 냉난방 겸용 축열조측 유출관(167)으로부터 상기 제 2 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(112)로 순환 냉매를 유동시키는 제 2 분지 유출관(164)으로 구성된다.
도면 번호 170은 횡단 배관으로, 상기 난방 축열조측 유입관(151)과 상기 냉난방 겸용 축열조측 유입관(168)을 연결시키는 횡단 유입관(172)과, 상기 난방 축열조측 유출관(152)과 상기 냉난방 겸용 축열조측 유출관(167)을 연결시키는 횡단 유출관(171)으로 구성된다.
상기 횡단 배관(170)은 상기 난방 축열조측 연결 배관(150)을 따라 순환하는 순환 유체를 상기 냉난방 겸용 축열조측 연결 배관(166)을 따라 유동되게 하여, 상기 난방 축열조측 연결 배관(150)을 따라 순환하는 순환 유체가 상기 냉난방 겸용 축열조(121)를 경유하면서 유동되도록 할 수 있는 것이다.
도면 번호 10은 지중(地中)이고, 도면 번호 101, 102, 103, 104, 105는 각각 연결된 배관 내의 유체를 순환시키는 순환 펌프이다. 상기 순환 펌프(101, 102, 103, 104, 105)는 상기 제 1 지열 교환관(140), 상기 난방 축열조측 연결 배관(150), 상기 제 2 지열 교환관(141), 상기 제 3 지열 교환관(142) 및 상기 냉난방 겸용 축열조측 연결 배관(166) 상에 각각 설치된다.
도면 번호 106, 107, 108, 109는 각각 연결된 배관 내의 유체 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브 등의 제어 밸브이다. 상기 제어 밸브(106, 107, 108, 109)는 상기 횡단 유입관(172), 상기 횡단 유출관(171), 상기 난방 축열조측 유출관(152) 및 상기 난방 축열조측 유입관(151) 상에 각각 설치된다. 상기 제어 밸브(106, 107, 108, 109)는 상기 제어 부재(130)에 의해 제어될 수 있도록, 상기 제어 부재(130)에 전기적으로 연결된다.
도면 번호 180은 난방 공급 배관으로, 상기 난방 축열조(120)에서 상기 시설 하우스(200)로 순환 냉매를 유입시키는 난방 공급 유입관(181)과, 상기 시설 하우스(200)에서 상기 난방 축열조(120)로 순환 냉매를 유출시키는 난방 공급 유출관(182)으로 구성된다.
도면 번호 183은 냉난방 공급 배관으로, 상기 냉난방 겸용 축열조(121)에서 상기 시설 하우스(200)로 순환 냉매를 유입시키는 냉난방 공급 유입관(184)과, 상기 시설 하우스(200)에서 상기 냉난방 겸용 축열조(121)로 순환 냉매를 유출시키는 냉난방 공급 유출관(185)으로 구성된다.
도면 번호 186 및 187은 각각 상기 난방 공급 배관(180) 및 상기 냉난방 공급 배관(183) 상에 설치되는 순환 펌프로서, 각 설치된 배관 내의 유체를 유동시킨다.
상기 제 1 지열 교환관(140)은 그 일부가 지중(10)에 매설되어, 상기 난방 축열조측 히트 펌프(110)로 지열을 공급한다. 상기 제 2 지열 교환관(141) 및 상기 제 3 지열 교환관(142)은 그 일부가 지중(10)에 매설되어, 각각 상기 제 1 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(111) 및 상기 제 2 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(112)로 지열을 공급한다.
이러한 측면에서, 상기 제 1 지열 교환관(140), 상기 제 2 지열 교환관(141) 및 상기 제 3 지열 교환관(142)은 외부 열인 지열을 수집하여 공급하는 것으로, 열 공급 부재로 정의될 수 있다.
여기서, 상기 지열 교환관(140, 141, 142) 및 상기 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(111, 112)의 적용 개수는 예시적인 것으로, 다양한 개수로 적용될 수 있다. 즉, 상기 난방 축열조측 히트 펌프(110)로 지열을 공급하는 상기 제 1 지열 교환관(140)과 함께, 단수 개의 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프로 지열을 공급하는 단수 개의 지열 교환관이 설치되는 예, 상기 난방 축열조측 히트 펌프(110)로 지열을 공급하는 상기 제 1 지열 교환관(140)과 함께, 세 개 이상의 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프로 지열을 공급하는 세 개 이상의 지열 교환관이 설치되는 예, 각 히트 펌프에 복수 개의 지열 교환관이 설치되는 예 등 다양한 예시가 제시될 수 있다.
상기 난방 축열조(120)는 상기 난방 공급 배관(180)을 통해 상기 시설 하우스(200)와 연결되어, 난방 운전 시에 상기 시설 하우스(200)에 난방을 공급할 수 있다.
상기 냉난방 겸용 축열조(121)는 상기 냉난방 공급 배관(183)을 통해 상기 시설 하우스(200)와 연결되어, 상기 시설 하우스(200)에 냉방과 난방을 선택적으로 공급할 수 있다. 즉, 상기 시설 하우스(200)에 난방이 요구되는 경우, 상기 시설 하우스(200)에 난방을 공급하고, 상기 시설 하우스(200)에 냉방이 요구되는 경우, 상기 시설 하우스(200)에 냉방을 공급한다.
상기 난방 축열조측 히트 펌프(110)는 상기 난방 축열조(120)와 상기 냉난방 겸용 축열조(121) 중 어느 하나에 가변적으로 연결되어, 상기 열 공급 부재를 구성하는 상기 제 1 지열 교환관(140)의 열을 상기 난방 축열조(120)로 공급하거나, 상기 냉난방 겸용 축열조(121)의 열을 상기 열 공급 부재를 구성하는 상기 제 1 지열 교환관(140)으로 공급한다.
즉, 상기 시설 하우스(200)에 난방이 요구되는 경우, 상기 제어 부재(130)에 의해, 상기 횡단 유입관(172) 및 상기 횡단 유출관(171) 상에 설치된 상기 제어 밸브(106, 107)는 닫히고, 상기 난방 축열조측 유출관(152) 및 상기 난방 축열조측 유입관(151) 상에 설치된 상기 제어 밸브(108, 109)는 열려, 상기 난방 축열조측 히트 펌프(110)에서 상기 난방 축열조(120)로 순환 냉매가 순환하게 되고, 그에 따라 상기 제 1 지열 교환관(140)의 열이 상기 난방 축열조(120)로 유입되어, 상기 시설 하우스(200)에 난방이 공급될 수 있다.
반면, 상기 시설 하우스(200)에 냉방이 요구되는 경우, 상기 제어 부재(130)에 의해, 상기 횡단 유입관(172) 및 상기 횡단 유출관(171) 상에 설치된 상기 제어 밸브(106, 107)는 열리고, 상기 난방 축열조측 유출관(152) 및 상기 난방 축열조측 유입관(151) 상에 설치된 상기 제어 밸브(108, 109)는 닫혀, 상기 냉난방 겸용 축열조(121)에서 상기 난방 축열조측 히트 펌프(110)로 순환 냉매가 순환하게 되고, 그에 따라 상기 냉난방 겸용 축열조(121)의 열이 상기 제 1 지열 교환관(140)으로 유출되어, 상기 시설 하우스(200)에 냉방이 공급될 수 있다.
상기 제 1 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(111) 및 상기 제 2 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(112)는 상기 열 공급 부재를 구성하는 상기 제 2 지열 교환관(141) 및 상기 제 3 지열 교환관(142)의 열을 상기 냉난방 겸용 축열조(121)로 공급하여 상기 시설 하우스(200)에 난방이 공급되도록 하거나, 상기 냉난방 겸용 축열조(121)의 열을 상기 열 공급 부재를 구성하는 상기 제 2 지열 교환관(141) 및 상기 제 3 지열 교환관(142)으로 공급하여 상기 시설 하우스(200)에 냉방이 공급되도록 한다.
상기 제어 부재(130)는 상기 제어 밸브(106, 107, 108, 109), 상기 순환 펌프(101, 102, 103, 104, 105, 186, 187), 상기 난방 축열조측 히트 펌프(110), 상기 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(111, 112) 등에 전기적으로 연결되어, 각 연결된 부재들의 작동을 제어할 수 있다. 별도의 작동 명령이 작업자에 의해 외부에서 입력되면, 그에 따라 상기 제어 부재(130)가 상기 부재들의 작동을 제어하도록 구성될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 시설 하우스의 냉난방 장치(100)에서는, 상기 시설 하우스(200) 내의 작물에 대한 난방이 공급될 때에는, 상기 난방 축열조측 히트 펌프(110)에 의한 상기 제 1 지열 교환관(140)의 열을 상기 난방 축열조(120)로의 공급 및 상기 냉난방 축열조측 히트 펌프(111, 112)에 의한 상기 제 2 지열 교환관(141)과 상기 제 3 지열 교환관(142)의 열을 상기 냉난방 겸용 축열조(121)로의 공급 중 적어도 하나가 이루어진다. 상기 시설 하우스(200)에서 요구되는 난방 부하에 따라, 상기 난방 축열조측 히트 펌프(110)와 상기 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(111, 112)가 선택적 또는 모두 함께 작동될 수 있다.
반면, 상기 시설 하우스(200) 내의 작물에 대한 냉방 쇼크가 공급될 때에는, 상기 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(111, 112)가 상기 냉난방 겸용 축열조(121)의 열을 상기 제 2 지열 교환관(141)과 상기 제 3 지열 교환관(142)으로 공급함과 함께, 상기 난방 축열조측 히트 펌프(110)도 상기 냉난방 겸용 축열조(121)의 열을 상기 횡단 배관(170) 등을 통해 상기 제 1 지열 교환관(140)으로 공급한다.
상기와 같이 구성되면, 상기 난방 축열조(120)에 연결된 상기 난방 축열조측 히트 펌프(110)가 상기 난방 축열조(120)를 통해 상기 시설 하우스(200)에 난방이 공급되도록 하거나, 상기 냉난방 겸용 축열조(121)를 통해 상기 시설 하우스(200)에 냉방이 공급되도록 선택적으로 작동될 수 있어서, 상기 시설 하우스(200)에 대한 냉방 공급 시에 상기 난방 축열조측 히트 펌프(110)가 상기 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(111, 112)를 보조하여 상기 시설 하우스(200)에 냉방이 공급되도록 할 수 있으므로, 상기 시설 하우스(200) 내의 작물에 대한 냉방 쇼크 공급을 위해 요구되는 상기 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(111, 112)의 용량을 상기 난방 축열조측 히트 펌프(110)의 용량만큼 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기 시설 하우스의 냉난방 장치(100)의 크기가 컴팩트해지고, 그 제작 및 설치 비용이 저감될 수 있다.
또한, 상기 시설 하우스의 냉난방 장치(100)는 지열 등을 이용함으로써, 친환경적인 구동이 가능하다.
한편, 상기 시설 하우스의 냉난방 장치(100)는 상기 시설 하우스(200)에 설치되는 난방 배관 부재(220)와, 공기 조화 부재(230)를 포함한다.
도면 번호 210은 상기 시설 하우스(200)의 바닥부이고, 도면 번호 211은 상기 시설 하우스(200)의 하우스 공간 형성부(211)이다. 상기 바닥부(210) 상에 상기 하우스 공간 형성부(211)가 설치되어, 그 내부에 재배 대상물인 작물이 재배될 수 있는 공간이 형성된다.
상기 바닥부(210) 내에 상기 난방 배관 부재(220)가 설치된다. 상기 난방 배관 부재(220)는 상기 난방 공급 유입관(181)과 연결되는 난방 배관 유입관(221)과, 상기 난방 배관 유입관(221)에서 복수 개로 분지되어 상기 바닥부(210) 전체에 대해 난방이 공급되도록 상기 바닥부(210)에 지그재그 등의 형식으로 배치되는 난방 배관 분지관(223)과, 상기 난방 배관 분지관(223)이 합지되고 상기 난방 공급 유출관(182)과 연결되는 난방 배관 유출관(222)으로 구성된다.
상기와 같이 구성되면, 상기 난방 공급 유입관(181)을 통해 유입된 난방을 위한 순환 냉매가 상기 난방 배관 유입관(221)을 경유한 후 상기 난방 배관 분지관(223)을 경유하면서 상기 바닥부(210)에 난방을 공급한 다음, 상기 난방 배관 유출관(222) 및 상기 난방 공급 유출관(182)을 통해 유출됨으로써, 상기 시설 하우스(200)에 난방이 공급될 수 있다.
상기 공기 조화 부재(230)는 상기 시설 하우스(200)의 상기 하우스 공간 형성부(211) 내, 즉 상기 바닥부(210) 상에 배치된다. 이러한 공기 조화 부재(230)에 의해 상기 시설 하우스(200) 내의 작물에 대한 냉방과 난방을 선택적으로 공급할 수 있다.
상기 공기 조화 부재(230)의 몸체(231) 내부에는 열교환기(235)와, 팬(236)이 설치된다.
상기 열교환기(235)로는 튜브와 핀으로 구성된 통상의 열교환기가 적용될 수 있다. 상기 열교환기(235)는 상기 냉난방 공급 유입관(184) 및 상기 냉난방 공급 유출관(185)과 연결되어, 공급되는 순환 냉매의 상태에 따라 상기 시설 하우스(200) 내의 공기와 열교환되면서 상기 시설 하우스(200) 내에 난방 또는 냉방을 공급한다. 즉, 상기 시설 하우스(200)에 대해 난방을 공급하여야 하는 경우, 상기 열교환기(235)는 응축기로 기능하게 되고, 상기 시설 하우스(200)에 대해 냉방을 공급하여야 하는 경우, 상기 열교환기(235)는 증발기로 기능하게 된다.
상기 팬(236)으로는 구동 모터와 회전익으로 구성된 통상의 팬이 적용될 수 있다. 상기 팬(236)은 상기 시설 하우스(200) 내의 공기가 상기 열교환기(235)를 경유하면서 유동되도록 공기를 유동시킨다.
상기 몸체(231)의 상부에는 상기 하우스 공간 형성부(211) 내의 공기가 유입되는 공기 유입부(232)가 형성되고, 상기 몸체(231)의 하부에는 상기 하우스 공간 형성부(211) 내로 열교환된 공기가 유출되는 복수 개의 토출구(234)가 형성된 튜브 레일(233)이 형성된다.
상기 튜브 레일(233)은 상기 몸체(231)의 하부에서 상기 바닥부(210) 상에 상기 바닥부(210)를 따라 길게 연장된 형태를 이루어, 상기 시설 하우스(210) 내부를 가로지르도록 형성될 수 있다. 그러한 튜브 레일(233) 상에 소정 간격으로 복수 개의 토출구(234)가 형성된다. 상기 튜브 레일(233)은 열을 지어 재배되는 작물 사이의 골을 따라 배치될 수 있다.
상기와 같이 구성되면, 상기 공기 유입부(232)를 통해 유입되어 상기 열교환기(235)를 경유하면서 열교환된 공기가 상기 튜브 레일(233)의 내부를 따라 유동되고, 상기 유동된 공기가 상기 복수 개의 토출구(234)를 통해 토출되어, 상기 시설 하우스(200) 내로 분산 공급된다.
상기와 같이, 공기 조화 부재(230)가 상기 시설 하우스(200) 내에 적용됨으로써, 상기 시설 하우스(200)에 대한 난방 또는 냉방을 용이하게 가변시켜 공급할 수 있다.
이하에서는 상기와 같이 구성되는 시설 하우스의 냉난방 장치(100)의 작동에 대하여 설명한다.
상기 시설 하우스(200)에 대해 난방이 공급되는 경우, 상기 제 1 지열 교환관(140), 상기 제 2 지열 교환관(141) 및 상기 제 3 지열 교환관(142)을 통해 지중(10)의 열이 각각 상기 난방 축열조측 히트 펌프(110), 상기 제 1 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(111) 및 상기 제 2 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(112)로 공급된다.
이 때, 상기 횡단 배관(170) 상에 설치된 상기 제어 밸브(106, 107)는 닫히고, 상기 난방 축열조측 연결 배관(150) 상에 설치된 상기 제어 밸브(108, 109)는 열린 상태가 되고, 그에 따라 상기 난방 축열조측 히트 펌프(110)로 공급된 열은 상기 난방 축열조(120)로, 상기 제 1 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(111) 및 상기 제 2 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(112)로 공급된 열은 상기 냉난방 겸용 축열조(121)로 공급된다.
상기 난방 축열조(120)로 공급된 열은 상기 난방 공급 배관(180)을 통해, 상기 냉난방 겸용 축열조(121)로 공급된 열은 상기 냉난방 공급 배관(183)을 통해 상기 시설 하우스(200)로 공급되어, 각각 상기 난방 배관 부재(220) 및 상기 공기 조화 부재(230)를 통해 상기 시설 하우스(200) 내부에 난방을 공급한다.
한편, 상기 시설 하우스(200)에 대해 냉방이 공급되는 경우, 상기 공기 조화 부재(230)를 통해 상기 시설 하우스(200) 내부의 열이 환수되고, 상기 환수된 열이 상기 냉난방 공급 배관(183)을 통해 상기 냉난방 겸용 축열조(121)로 공급된다.
이 때, 상기 횡단 배관(170) 상에 설치된 상기 제어 밸브(106, 107)는 열리고, 상기 난방 축열조측 연결 배관(150) 상에 설치된 상기 제어 밸브(108, 109)는 닫힌 상태가 되고, 그에 따라 상기 냉난방 겸용 축열조(121)로 공급된 열 중의 일부는 상기 제 1 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(111) 및 상기 제 2 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(112)로 공급되고, 상기 냉난방 겸용 축열조(121)로 공급된 열 중의 나머지 일부는 상기 횡단 배관(170) 등을 통해 상기 난방 축열조측 히트 펌프(110)로 공급된다.
상기 제 1 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(111) 및 상기 제 2 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프(112)로 공급된 열은 각각 상기 제 2 지열 교환관(141) 및 상기 제 3 지열 교환관(142)을 통해 지중(10)으로 공급되고, 상기 난방 축열조측 히트 펌프(110)로 공급된 열은 상기 제 1 지열 교환관(140)을 통해 지중(10)으로 공급됨으로써, 상기 시설 하우스(200) 내부에 냉방이 공급된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예들에 따른 시설 하우스의 냉난방 장치에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서, 상기된 본 발명의 제 1 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시설 하우스의 냉난방 장치의 구성을 보이는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 시설 하우스의 냉난방 장치(300)에서는 열 공급 부재로 태양열 흡수 부재(340)가 적용된다.
난방 시에는, 상기 태양열 흡수 부재(340)는 집광 수단(미도시), 흡열 수단(미도시) 등을 구비하여, 태양열을 흡수하여, 각 히트 펌프(310, 311, 312)로 공급시킬 수 있다. 각 히트 펌프(310, 311, 312)로 공급된 열은 시설 하우스(400)로 난방용으로 공급된다.
냉방 시에는, 시설 하우스(400)에서 환수된 열이 상기 태양열 흡수 부재(340)를 통해 공기 중 등으로 방출될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 시설 하우스의 냉난방 장치의 구성을 보이는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 시설 하우스의 냉난방 장치(500)에서는 열 공급 부재로 폐열 흡수 부재(540)가 적용된다.
난방 시에는, 상기 폐열 흡수 부재(540)는 폐열 공급원으로부터 폐열을 흡수하여, 각 히트 펌프(510, 511, 512)로 공급시킬 수 있다. 각 히트 펌프(510, 511, 512)로 공급된 열은 시설 하우스(600)로 난방용으로 공급된다.
냉방 시에는, 시설 하우스(600)에서 환수된 열이 상기 폐열 흡수 부재(540)를 통해 공기 중, 폐열 공급원 등으로 방출될 수 있다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 시설 하우스의 냉난방 장치에 의하면, 그 크기가 컴팩트해지고, 제작 및 설치 비용이 저감될 수 있으며, 친환경적인 구동이 가능해지므로, 그 산업상 이용 가능성이 높다고 하겠다.

Claims (4)

  1. 시설 하우스 내의 작물에 대한 난방은 물론, 상기 시설 하우스 내의 작물에 대한 집중적인 냉방인 냉방 쇼크를 공급할 수 있는 시설 하우스의 냉난방 장치에 있어서,
    외부 열을 수집하여 공급하는 열 공급 부재;
    상기 시설 하우스와 연결되어 난방을 공급할 수 있는 난방 축열조;
    상기 시설 하우스와 연결되어 냉방과 난방을 선택적으로 공급할 수 있는 냉난방 겸용 축열조;
    상기 난방 축열조와 상기 냉난방 겸용 축열조 중 어느 하나에 가변적으로 연결되어, 상기 열 공급 부재의 열을 상기 난방 축열조로 공급하거나, 상기 냉난방 겸용 축열조의 열을 상기 열 공급 부재로 공급하는 난방 축열조측 히트 펌프; 및
    상기 열 공급 부재의 열을 상기 냉난방 겸용 축열조로 공급하여 난방이 공급되도록 하거나, 상기 냉난방 겸용 축열조의 열을 상기 열 공급 부재로 공급하여 냉방이 공급되도록 하는 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프;를 포함하고,
    상기 시설 하우스 내의 작물에 대한 난방이 공급될 때에는, 상기 난방 축열조측 히트 펌프에 의한 상기 열 공급 부재의 열을 상기 난방 축열조로의 공급 및 상기 냉난방 축열조측 히트 펌프에 의한 상기 열 공급 부재의 열을 상기 냉난방 겸용 축열조로의 공급 중 적어도 하나가 이루어지고,
    상기 시설 하우스 내의 작물에 대한 냉방 쇼크가 공급될 때에는, 상기 냉난방 겸용 축열조측 히트 펌프가 상기 냉난방 겸용 축열조의 열을 상기 열 공급 부재로 공급함과 함께, 상기 난방 축열조측 히트 펌프도 상기 냉난방 겸용 축열조의 열을 상기 열 공급 부재로 공급하는 것을 특징으로 하는 시설 하우스의 냉난방 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 공급 부재는 지열, 태양열, 폐열 중 적어도 하나를 수집하여 공급하는 것을 특징으로 하는 시설 하우스의 냉난방 장치.
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