KR101247662B1

KR101247662B1 - Ｌｅｄ발광장치가 적용된 폐쇄형 자동조절육묘장치

Info

Publication number: KR101247662B1
Application number: KR1020090128259A
Authority: KR
Inventors: 강문식; 장병석; 오종근
Original assignee: (주) 파루
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2013-04-01
Also published as: KR20110071637A

Abstract

LED 발광장치가 적용된 폐쇄형 자동조절육묘장치는 내부에 하단에는 급수라인과 배수라인이 별도로 구비되어 급배수가 가능한 육묘그릇과 상단에는 강제수냉각배관을 구비한 방열판을 포함한 LED발광장치, 일측벽에는 내부의 공기를 순환시키는 유동팬을 포함하여 배치하고 있는 육묘장치기본단위를 복수로 구비하고, 외부에 내부온도제어기와 LCD 터치스크린형 육묘재배환경설정기를 더 포함하고 있다.

또한 외부에 내부터치식열림 외부잠금장치, 내부 모니터링 창 혹은 내외부기압차 조절장치를 설치할 수 있으며 LCD 터치스크린형 육묘재배환경설정기에는 환경설정의 메뉴가 광량조절, 급배수시간조절, 습도 조절을 포함한다.

본 LED 발광장치가 적용된 폐쇄형 자동조절육묘장치는 자연낙하에 의해 기화열로 배출된 순환수를 냉각시키는 순환수 냉각장치와 수량배분기와 보온대상을 더 포함한다.

또한 상기 LED 발광장치가 적용된 폐쇄형 자동조절육묘장치는 강제수냉식배관의 재질이 알루미늄이나 구리 혹은 그의 합금 중 하나인 것으로 특징으로 할 수 있으며, 방열판에 배치된 강제수냉식배관의 단면도가 하단은 방열판과 접합할 수 있도록 평면으로 된 반달 혹은 사각의 모양을 취하기도 한다.

또한 LED발광장치가 팰릿형(Pellet type)의 LED 형광등일 수 있고 이 경우 강제수냉각배관이 형광등의 직상방에 방열판에 접합하여 왕복으로 배치되기도 한다.

육묘그릇, LED발광장치, 방열판,수냉각장치

Description

ＬＥＤ발광장치가 적용된 폐쇄형 자동조절육묘장치{Closed auto-controlled apparatus for plant-growing with LED light eqiupments}

본 발명은 외부의 환경 조건과 관계없이 생산자 및 연구자가 육묘의 생산 조건인 광, 습도, 온도, CO₂, 영양공급을 조절할 수 있는 폐쇄형 육묘시스템에 관한 것이다. 모듈별로 환경조건 조절이 자동으로 이루어지며, LCD touch screen 방식을 이용하여 최적의 환경을 조성할 수 있고 누구나 간단한 조작만으로 병해충으로부터 안정한 동일 품질의 고품질 육묘를 년 중 생산할 수 있는 시스템을 만드는 것이 본 발명의 중요한 목적이다.

종래 폐쇄형 육묘시스템은 외부의 환경 조건에 따라 생산자 및 연구자가 육묘의 생산 조건인 광, 습도, 온도, CO₂, 영양공급을 제대로 조절할 수 없었다. 특히 농촌의 인력난이 높고 인력의 구조가 노령화되어 가는 상황에서는 누구나 손쉽게 간단한 조작만으로 모든 것이 이루어지는 육묘장치가 필요하였으나 그러한 장치는 없었다. 특히 LED발광장치가 적용된 경우에는 부가적으로 발열문제를 해결해야하는데 이는 해결이 그리 쉬운 일이 아니었다.

그러나 LED발광장치를 폐쇄형 육묘시스템에 적용하는 것은 많은 장점이 있다. 가장 큰 장점이 에너지비용의 절감이다. 따라서 에너지 절감을 위해 일반 형광등, 백열등, 할로겐을 대처 할 수 있는 LED조명 개발이 활발한 시점에 있으며 LED 발광장치가 적용된 폐쇄형 자동조절육묘장치 또한 형광등에서 LED조명으로 대처하기 위한 기술개발 및 연구 활동이 많이 이뤄지고 있는 시점이다.

폐쇄형 육묘시스템의 경우 식물이 자랄 수 있는 온도, 광, 습도, 영양분을 적절하게 조절하여 최적의 환경을 유지하는데 목적이 있다. 특히 인공광원으로 일반 형광등 및 LED조명시스템을 이용하여 식물이 자랄 수 있는 파장을 조사함으로 써 외부적인 환경을 전혀 받지 않으며 생장함으로 수확기간을 단축시키는 장점이 있다. 또한 사계절이 뚜렷하거나, 사막, 남극의 식물이 자랄 수 없는 열악한 지역에서는 LED 발광장치가 적용된 폐쇄형 자동조절육묘장치가 외부 환경과 차단됨으로 원하는 식물 재배가 가능하며, 병충해가 발생되지 않으며, 특히 농약을 사용하지 않음으로 친환경 농산물 및 특산물, 화회, 양용작물 등을 재배할 수 있다.

하지만 인공광원의 단점으로 폐쇄된 공간에서 LED조명시스템을 이용하여 인공광원을 조사할 경우 많은 열이 발생된다, 또한 이 발생된 열로 인하여 LED의 장점인 5만 시간을 사용할 수 있다는 보장성도 미약해 진다.

따라서 LED를 조명 기기에 탑재하는 데 있어서 각 업체가 고심하고 있는 한 가지 과제는 방열의 문제이다. 발광 효율이 높아진 것은 사실이지만, 아직 LED 칩의 발 열량은 상당한 수준이다. 방열 대책을 마련하지 않으면 LED 칩의 온도가 너무 높아져 칩 자체 또는 패키징 수지가 열화하게 된다. 결국 이것이 발광 효율의 저하와 칩의 단수명화를 초래하게 된다. LED의 가장 큰 특징인 장수명(長壽命)을 손해보지 않기 위해서는, 칩의 열을 외부에 확산시키기 위한 기술 개발이 필수적이다. 현재 LED 방열 기술은 LED 칩 구조, LED 기판 문제, 형광물질, 에폭시 등의 여러 가지 측면에서 개선이 이루어지고 있다. 특히 몰딩시 사용하는 에폭시는 고출력 광에 의한 경화문제가 심각해 현재 상용화된 백색 LED의 수명을 단축시키는 가장 큰 원인 중 하나다.

현재 LED 발광장치가 적용된 폐쇄형 자동조절육묘장치의 경우 일반적으로 형광등을 사용하여 식물이 자라는 광원을 조사하고 있는데 발광장치는 1단1열의 경우 형광등 32W가 10개 들어가는 구조이며 일반적인 육묘트레이는 3단2열로 되어있음으로 형광등이 60개가 들어감으로 순간적으로 엄청난 양의 열을 방생한다. 따라서 냉각시스템인 에어컨을 가공시킴으로 에너지소비량이 증가할 뿐만 아니라 CO2의 발생량도 증가 시키는 결과를 초래하고 있다.

본 발명의 가장 큰 목적은 폐쇄형 육묘시스템은 외부의 환경 조건과 관계없이 생산자 및 연구자가 육묘의 생산 조건인 광, 습도, 온도, CO₂, 영양공급을 조절할 수 있는 시스템의 개발이다. 모듈별로 환경조건 조절이 자동으로 이루어지며, LCD touch screen 방식을 이용하여 최적의 환경을 조성할 수 있으며, 농촌의 농민이라도 누구나 간단한 조작만으로 병해충으로부터 안정한 동일 품질의 고품질 육묘를 년 중 생산할 수 있게 하기 위함이다.

이렇게 할 경우 최적의 재배환경을 자유롭게 만들 수 있는 폐쇄공간을 확보함으로써 날씨변화에 관계없이 계획생산이 가능해 진다.

병충해 발생가능성이 적어 무농약 육묘생산이 가능하여 친환경적 비용절감이 가능해지고 다단식 육묘생산에 셀트레이로 육묘재배가 가능하여 노동력과 시설면적이 절감된다. 그리고 묘 상태에서 균일하게 생산함으로써 노지에서도 최적의 생산환경을 도모할 환경을 조성하게 된다.

또한 식물 생장 촉진을 위해 개발된 폐쇄형 육묘시스템 및 온실 등에서는 조명으로 백열등, 형광등, 할로겐 전구, 고압 나트륨 전구 등을 사용하고 있다. 그러나 최근 에너지 절감 및 환경보호의 일환으로 LED 조명으로 교체하는 시스템 개발이 진행 중이다. LED 조명은 저전력 광원으로써 그 활용도가 매우 높으나, 여전히 발열 문제가 꾸준히 제기되고 있다. LED 방열을 위한 종래 기술은 자연대류 방열을 용이하 게 하기 위하여 열 방출이 용이한 히트싱크와 냉각 팬 등을 이용하여 방열을 시키고 있고, 대부분의 기술 개발은 히트 싱크의 열 방출을 용이하게 하기 위하여 소재를 개발하고 있고, 또한 개발된 히트 싱크의 통풍 용이성을 위하여 디자인을 개발하고 있다.

본 발명의 가장 효과는 폐쇄형 육묘시스템은 외부의 환경 조건과 관계없이 생산자 및 연구자가 육묘의 생산 조건인 광, 습도, 온도, CO₂, 영양공급을 조절할 수 있는 시스템의 개발이다.

또한 식물 생장 촉진을 위해 개발된 폐쇄형 육묘시스템 및 온실 등에서는 조명으로 백열등, 형광등, 할로겐 전구, 고압 나트륨 전구 등을 사용하고 있다. 그러나 최근 에너지 절감 및 환경보호의 일환으로 LED 조명으로 교체하는 시스템 개발이 진행 중이다. LED 조명은 저전력 광원으로써 그 활용도가 매우 높으나, 여전히 발열 문 제가 꾸준히 제기되고 있다. LED 방열을 위한 종래 기술은 자연대류 방열을 용이하게 하기 위하여 열 방출이 용이한 히트싱크와 냉각 팬 등을 이용하여 방열을 시키고 있고, 대부분의 기술 개발은 히트 싱크의 열 방출을 용이하게 하기 위하여 소재를 개발하고 있고, 또한 개발된 히트 싱크의 통풍 용이성을 위하여 디자인을 개발하고 있다.

본 발명에서 사용하는 용어의 의미와 그 작용 행태를 설명한다.

“육묘장치기본단위”는 하단에는 급수라인과 배수라인이 별도로 구비되어 급배수가 가능한 육묘그릇과 상단에는 강제수냉각배관을 구비한 방열판을 포함한 LED발광장치, 일측벽에는 내부의 공기를 순환시키는 유동팬을 포함하여 배치하고 있는 육묘가 가능한 기본단위를 말한다.

통상 LED 발광장치가 적용된 폐쇄형 자동조절육묘장치 내부에는 2단 이상의 육묘장치기본단위가 수직으로 포개져 폐쇄장치 내에 배치되어 있는 것이 일반적이다. 결국 본 발명의 목적은 육묘장치의 기본단위별 육묘환경을 최적으로 설정하되 그러한 설정과 관리가 자동으로 설정되게 함으로써 다양한 목적을 달성하고자 하는 것이다.

이루고자 하는 주요 기능을 다시 한번 열거하면 다음과 같다.

본 발명에서 “육묘그릇”이라 함은 식물의 재배를 위해 식물의 종자나 묘목 등을 심어 놓을 수 있는 그릇을 의미하는 것으로 식물의 적절한 생육조건에 따라 바닥에 구멍이 있을 수도 있고 없을 수도 있다.

본 발명에서 “급배수장치”라 함은 식물의 생장에 필요한 물을 급수하고 배수하는 장치를 말한다. 본 발명의 실시는 통상 실내에서 이루어지는 경우가 대부분으로 펌프에 의해 급배수하는 장치는 필수적이라 할 수 있다. 이러한 급배수장치는 당연히 수동 혹은 타이머 등의 작동과 연계된 자동의 형태가 모두 가능하다.

따라서 본 발명이 추구하는 기능들을 정리하면 다음과 같다.

▷ 온도 제어 기능

- 외부공기 유입이 차단되고 내부 온도 유지를 위한 중앙 공조시스템

- 내부공기 순환을 위한 내부 유동팬 장착

▷ 광 제어 기능

- 모듈별 광량 제어 기능

▷ CO₂ 제어 기능

- 시간별, 량별 제어 가능

▷ 급수 자동 공급 controller

- 설정된 시간에 급수 펌프에 의해 모듈에 자동 공급되는 저면 관수방식을 채택

(4개 모듈별 1 제어)

- 생산자 및 생육 작물에 따라 공급수의 채류시간 조절 가능

- 10분(Min 5분) 이내에 모듈(1,210x 660) 급배수 가능

▷ LCD touch screen을 이용한 환경설정과 모니터링

- On board 방식의 소형화된 controller 방식

▷ 급수한 양액은 배수 관로를 거쳐 배수탱크에 집수한 후 다시 급수탱크로 순환,

사용함으로 기화에 의한 증발 및 식물이 소비하는 물 외에는 손실되는 물 없음

상기와 같은 기능들을 통해 구현할 수 있는 효과들을 열거하면 다음과 같다.

▷ 채소, 화훼 및 약용식물 등의 우량 묘를 자연조건에 관계없이 연중 생산 가능

▷ 정밀한 환경제어를 필요로 하는 접목묘 활착 등에 활용 가능

▷ 영양 번식 작물의 무병주 생산에 활용 가능

▷ 높은 단열 성능과 전기 효율이 높은 환경 조절 설비 채용

▷ 낮은 운전비용으로 양질의 식물 묘 생산 가능

▷ 기온, 명기, 광도 및 양액 조절 관련 실험에 최적

▷ 식물 생육장치와 환경조절 설비의 일체화

▷ 육묘환경의 모니터링 및 자료 획득 용이

(실시예)

-제품의 사진

- 제품의 재원

제 품 명		폐쇄형 육묘시스템 (PG 1000)
규 격	외부	3,000(길이) x 3,250(폭) x 2,850+a(높이) - 변경될 수 있음
	내부	2,800(길이) x 2,800(폭) x 2,100(높이)
	육묘 tray	2,717(길이) x 752(폭) x 1,875+75(높이, 조절가능)
	재질	우레탄 단열재
육묘 tray 수		1,270(길이) x 720(폭) x 380(단 사이 높이) x 4단 x 2열
육묘베드(스티로폼)		1,250(길이) x 700(폭) x 100(높이), 8ea * 2set
급배수장치		급수용 탱크 : 1ton. 배수용 탱크 : 400ℓ 급수, 배수용 펌프 각 1EA, 급수조절 매니폴드: 각 열별 개폐 조절
발광장치		각 tray별로 형광등 12ea
공기순환장치		각 tray별 순환팬 4ea, 육묘 tray 1set당 32ea 설치
급배수 시간		급수 5 ~ 10분, 배수 5~7분 (급수 높이 조절가능)
온도 조절		0 ~ 40℃ (1℃ 단위 조절),
광 조절		Max 234umol m^-2sec^-1, 약 18,000Lux
Controller		온도, CO₂, 습도(옵션), 조도, 급배수
제어방식		Touch Panel LCD display로 전체 시스템 제어(온도제외) 형광등 점등, 송풍팬 회전, 급수조절-각 열별 시간별 제어(1분단위)
사용 전력량		점등시 8 kw/h / 소등시 2.5 kw/h

본 발명에서 또 다른 중요한 부분은 LED조명장치를 “발광장치”로 이용하고 있는 점이다. 상기 다른 부분들은 많은 관련 선행기술들을 조합하여 최적화시킨 것이 대부분이라 할 수 있다. 그러나 식물의 생장을 위하여 햇빛과 같은 역할을 하는 것으로 본 발명은 특별히 LED조명장치를 사용하고 있다는 점은 본 발명의 중요한 특징이다.

이를 지금부터 본격적으로 설명한다. LED조명장치를 LED 발광장치가 적용된 폐쇄형 자동조절육묘장치에 적용하는 데는 해결해야할 심각한 문제점이 있다. 첫째는 LED조명장치의 경우 상당한 열이 발생한다는 사실이다. 이러한 열은 조명 효율을 떨어 뜨리는 것은 물론 LED조명장치의 수명을 현저히 단축시킴으로서 이를 효율적으로 해결하지 못하는 한 LED조명장치를 LED 발광장치가 적용된 폐쇄형 자동조절육묘장치에 적용하는 것은 상당히 어려운 일이 된다.

예를 들어 발생할 수 있는 문제를 하나만 살펴보면 다음과 같다.

LED의 광출력을 유지시키기 위해서는 광학적 성능을 만족시켜야 하는데 아래의 표에 의하면 전류와 광출력은 비례하며 온도와는 반비례하고 있다. 아래 표에서 보는 바와 같이 온도가 상승하면 광출력 감소는 25도(℃)일때 100%, 80도 일때 광출력은 황색의 경우 60% 감소, 백색의 경우 20% 감소하는 경향을 알 수 있다.

따라서 본 발명에서는 본 문제를 해결하기 위해 수많은 방법들을 동원하여 다양한 실험을 한 결과 새로운 방법을 찾아내었는데 외부에서 냉수를 강제적으로 방열판으로 흐르게 하여 직접 LED조명장치의 온도를 낮추는 것이 LED 발광장치가 적용된 폐쇄형 자동조절육묘장치에서는 가장 효율적인 방법임을 알게 되었다. 이는 특히 LED 발광장치가 적용된 폐쇄형 자동조절육묘장치에서 효과적인 방법인데 그 이유는 LED 발광장치가 적용된 폐쇄형 자동조절육묘장치는 사용하는 조명의 수가 대단히 수가 많고 그에 따라 그 방열판의 면적이 넓어 강력한 냉각방법을 사용하지 않으면 되지 않는 특징 때문이기도 하다.

본 발명의 또 다른 특징은 강제수냉각방식을 도입함에 있어서 “회오리형수냉각배관”을 채택함으로써 방열판의 온도구배를 최소화하여 강제 수냉각방식의 효율을 최대로 끌어올리고 있다는 점이다. 회오리수냉각배관은 방사 형태와 수렴형태가 있다. 방사형태는 도 5 또는 도 6에서 보는 바와 같이 1002가 순환수유입구가 되고 1003이 순환수배출구가 되는 형태로 냉각수가 중심으로 들어와 회오리처럼 흘러 바깥 방향으로 돌아 나가는 형태로 예를 들어 순환수유입구(1002)로 들어오는 순환수의 온도가 20℃ 라면 순환수배출구(1003)으로 나가는 순환수의 온도가 35℃가 되는 형태를 상정할 수 있다. 수렴형태는 그 반대의 물의 흐름을 생각하면 된다.

결론적으로 일반적으로 가장 바람직한 형태는 “방사회오리형수냉각배관”이다. 왜냐하면 실험적으로 방열판(1004)의 가장자리는 방열판의 가운데 보다는 방열이 비교적 용이하고 일반적으로 조명장치의 조밀도는 전체적으로 일정하므로 가운데 지점이 가장 온도가 높게 나타났었다. 따라서 일반적인 배관형태로 조온도구배가 상당히 커서 설치된 LED조명장치조간에 내구성의 차이가 나고 온도에 따른 조명장치의 효율에도 차이가 있어서 식물의 생장의 균질도에도 문제가 되었다.

이러한 문제를 회오리형수냉각배관을 적용함으로써 해결할 수 있었다.

그러나 팰릿형(Pellet type)의 LED 형광등과 방열을 위한 냉각 구조는 형광등 직상단의 경로를 왕복하는 형태로 배관을 설치할 수도 있다. 순환수투입구가 형광등 수만큼 분산되어 바깥과 가운데 부부의 온도구배를 고려하여 수량을 배분하여 흘러 보내면서 그 배관이 방열판에 부착되어 다시 출발지점으로 돌아오도록 함으로써 최 대한 온도구배가 나타나지 않고 직접적으로 방열시키는 방법으로 택할 수 있다. 다만 이는 장치가 복잡해져 단가 높아지는 단점이 있기는 하나 효율성이 높아 고가의 생장 행태가 까다로운 식물 등 적용할 수 있는 분야가 많이 있을 수 있다.

또한 본 발명의 중요한 특징으로 방열판에 부착되는 관의 형태를 아래 면을 방열판과 최대한 넓게 접촉시키기 위해 평면(1005, 1006)의 형태로 하고 있다는 점이다. 물론 방열판이 일부 곡면으로 되어 있다면 관의 아래 평면이 방열판의 곡면의 형태에 따라 휘어질 수 있다. 따라서 여기서 평면이라는 의미는 보통관이 원곡면으로 된 것에 대응되는 용어로서 완전한 평면만을 의미하는 것은 아니다. 그 관의 상부는 사각이나 반원 등 필요에 따라 다양하게 달라질 수 있다.

본 발명의 또 하나의 특징은 순환수냉각장치(204)를 가지고 있다는 점이다. 본 발명의 순환수 냉각장치는 본 장치의 외부의 다양한 냉각할 수 있는 수단을 사용하는 것을 배제하지 않는다. 본 발명에서는 특히 도 7의 204와 같이 외기에서 물을 분산하여 자유낙하시킴으로써 기화열을 이용하여 자연 냉각하는 방식을 적용하여 실시하고 있다. 본 방식은 모든 계절에 적용 가능하나 특히 외기가 차가울수록 효과적이었고 본 방식만으로도 충분히 순환수의 냉각이 가능한 우수한 방법임을 확인하였고 날씨가 추워지면 오히려 그 효과가 지나쳐 뜨거워진 배출된 순환수를 LED 발광장치가 적용된 폐쇄형 자동조절육묘장치의 보온 등을 위해 적절히 활용하는 것도 좋은 방법임을 확인하게 되었다.

예를 들어 도 8에서와 같이 보온대상의 하나의 실시예로 벽면의 내벽을 배출된 순환수가 타고 내려와 보온대상을 보온하면서 순환수는 냉각되는 과정을 들 수 있다. 도 9는 도 8의 물 분산 및 배분판이 보온대상의 벽 사이에 설치된 측면도이다. 그러나 이는 하나의 예시에 불과한 것으로 다양한 보온대상을 상정할 있다.

따라서 본 발명의 또 하나의 특징으로 수량배분기(202)와 보온대상(203)을 연결하여 순환수냉각장치와 보온대상의 순환수온도저하효과를 동시에 이용하여 LED조명장치의 냉각을 위한 최적의 순환수 순환시스템을 구현한데 있다. 상기 수량배분기(202)는 주위의 날씨조건을 자동을 감지하여 상황을 점검하여 수량배분기를 제어하는데 도움을 주는 상황탐지기(201)을 구비하게 할 수 있다. 또한 물의 증발 및 중간과정에서의 물의 손실을 보충할 수 있는 도 7과 같은 물보충밸브(207)를 가질수도 있다.

도면설명

제1도 폐쇄형 자동조절육묘장치 외부 구조 평면도

제2도 폐쇄형 자동조절육묘장치 내부 구조 사시도

제3도 폐쇄형 자동조절육묘장치 내부 구조 일측면도

제4도 폐쇄형 자동조절육묘장치 내부 구조 일측면도

제5도 LED발열장치 상의 회오리형의 수냉각배관이 형성된 사시도

제6도 LED발열장치 상의 회오리형의 수냉각배관이 형성된 평면도

제7도 수냉각배관에서 배출된 순환수가 냉각되는 과정의 흐름도

제8도 보온대상의 하나의 실시예로 벽면의 내벽을 배출된 순환수가 타고 내려와 보온대상을 보온하면서 순환수는 냉각되는 과정을 나타낸 그림

제9도 물 분산 및 배분판이 보온대상의 벽 사이에 설치된 측면도

제10도 LED 발광장치가 적용된 폐쇄형 자동조절육묘장치에 적용될 수 있는 LED방열장치

제11도 Pellet type의 LED 형광등과 방열을 위한 냉각 구조의 측면도

제12도 LED 형광등 정면도

제13도 LED 형광등 측면도

601 : 내부온도제어기, 602 : LCD 터치스크린형 육묘재배환경설정기

603 : 내부터치식열림 외부잠금장치

604 : 내부 모니터링 창, 606 : 내외부기압차 조절장치

701 : 에어콘, 702 : LED발광장치

703 : 급수라인, 704 : 배수라인

705 : 육묘그릇, 706 : 유동팬

710 : 강제수냉각배관를 구비한 방열판

1001 : LED 램프 상단,

1002 : 수냉각배관의 순환수유입구(수렴형의 경우 냉각수 배출구)

1003 : 순환수 배출구(수렴형의 경우 냉각수 유입구)

1004 : 방열판, 1005 : 반달형 배관 단면도

1006 : 방열판 접촉부

201 : 상황탐지기, 202 : 수량배분기

203 : 보온대상, 204 : 순환수 냉각장치

205 : 물 뿌리개, 206 : 물받침대

207 : 물보충밸브, 208 : 배출순환수

209 : 유입순환수