KR101249676B1 - 냉난방기능 및 적설피해 방지기능을 가진 비닐하우스 - Google Patents

냉난방기능 및 적설피해 방지기능을 가진 비닐하우스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상단비닐과 하단비닐로 구성되고, 융착부에 의해 상기 상하단 비닐의 일부가 융착되어 있어 사용시 융착부와 융착부 사이의 상하단 비닐 사이에 공기층이 형성될 수 있는 비닐하우스 제작용 이중비닐에 있어서, (A) 상기 융착부는 이중비닐의 길이방향에 대하여 수직으로, 이중비닐의 폭보다 짧게 반복 형성되며; (B) 상기 융착부와 융착부 사이의 거리는 하단비닐에 의해 제한되는; 비닐하우스 제작용 이중비닐에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 상단비닐과 하단비닐 사이의 좁은 공간으로 신속하고 고르게 열풍 또는 냉풍을 주입하고 배출할 수 있게 됨으로써 비닐하우스 내부의 온도를 보다 간편하게 제어할 수 있게 된다.

Description

냉난방기능 및 적설피해 방지기능을 가진 비닐하우스{Double-layered vinyl for Green house}
본 발명은 비닐하우스 제작용 이중비닐에 관한 것으로, 특히 비닐하우스에 적용되면 이중비닐 사이에 공기층을 임의로 형성하거나 제거할 수 있는 비닐하우스 제작용 이중비닐에 관한 것이다.
비닐하우스는 복수개의 밴딩된 철제 파이프로 터널 형태의 프레임을 짜고 그 위로 염화비닐필름, 폴리에틸렌필름 등의 비닐필름 종류의 피복비닐을 덮어 고정한 구조물이다. 비닐하우스는 유리온실에 비해 광투과성, 보온성, 환경제어, 안전성 등이 다소 떨어지나 설치비용이 싸고 쉽게 시공할 수 있어 널리 이용되고 있다.
비닐하우스는 대개 보온을 주목적으로 하므로 겨울철에 난방과 보온을 하여 과채류와 옆채류, 화훼류와 같은 작물의 재배에 활용됨은 물론, 축산업 분야에서도 널리 활용되고 있다.
그러나 종래 비닐하우스는 크게 ① 보온효과가 있지만 기온이 낮은 겨울철에는 보일러나 온풍기를 가동하여 내부 온도를 높여야 하기 때문에 에너지 비용이 많이 들고 ② 오히려 여름에는 내부가 너무 고온이 되어 작물의 생장에 지장이 될 뿐 아니라 내부에서 작업하기가 매우 어려운 환경이 되며 ③ 특히 겨울철에 눈이 많이 오면 비닐하우스 상단에 눈이 많이 쌓여 구조물이 버티지 못하고 무너져버리는 일이 많이 발생한다는 문제가 있다.
겨울철 난방비용을 줄이기 위한 방안으로 도 1의 (가)(공개실용1998-0006170)나 (나)(등록실용 20-0350454)처럼 비닐하우스 자체를 이중으로 하거나 별도의 보온덮개를 설치하는 방법이 알려져 있다. 그러나 이러한 방법에 의하면 여름철 고온문제나 겨울철 적설문제는 전혀 해결하지 못하며, 하우스 설치비용이 이중으로 소요되는 단점이 있다.
여름철 고온문제의 해결을 위해 별도의 냉방장치를 두거나 수막형성장치(등록특허 10-0525679)를 설치하거나 비닐하우스 측면을 개방하는 방법을 활용하고 있다. 그러나 이들 방법 역시 상당한 비용이 드는데 반하여 겨울 난방문제나 적설문제에 대처하기 어려운 측면이 있다.
겨울철 하우스 지붕의 눈을 제거하기 위해 온수를 뿌리거나(공개특허 10-2007-0073360) 고압공기를 분사하거나(등록특허 10-0831395) 프레임에 발열장치를 두는(공개실용신안 20-2010-0000467) 방식들이 제안되었으나 모두 현실가능성이 적고 많은 추가비용이 발생하며, 하우스 내부의 난방이나 냉방과는 전혀 무관한 것들이다.
한편, 위의 세 가지 문제를 동시에 해결하고자 공기층이 형성되는 이중비닐(도 2의 (가); 공개특허 2002-0024143) 또는 공기기둥을 활용한 공기층 형성방법(도 2의 (나); 등록실용 20-0359134) 등이 제시된 바 있다. 그러나 이들 방법들 역시 실제 현장 적용성이 떨어지는 단점이 있다.
공개실용1998-0006170 등록실용 20-0350454 등록특허 10-0525679 공개특허 10-2007-0073360 등록특허 10-0831395 등록특허 10-0831395 공개실용신안 20-2010-0000467 공개특허 2002-0024143 등록실용 20-0359134
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 다음과 같은 목적을 갖는다.
본 발명의 목적은 재료비용과 설치비용이 적으면서도 비닐하우스의 냉난방이 용이한 비닐하우스 제작용 이중비닐을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 저렴한 비용으로 간편하게 비닐하우스 상단에 쌓인 눈을 제거하여 적설에 의한 비닐하우스의 붕괴를 방지할 수 있는 비닐하우스 제작용 이중비닐을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 상기 이중비닐을 적용한 비닐하우스를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상단비닐과 하단비닐로 구성되고, 융착부에 의해 상기 상하단 비닐의 일부가 융착되어 있어 사용시 융착부와 융착부 사이의 상하단 비닐 사이에 공기층이 형성될 수 있는 비닐하우스 제작용 이중비닐에 있어서, (A) 상기 융착부는 이중비닐의 길이방향에 대하여 수직으로, 이중비닐의 폭보다 짧게 반복 형성되며; (B) 상기 융착부와 융착부 사이의 거리는 하단비닐에 의해 제한되는; 비닐하우스 제작용 이중비닐에 관한 것이다.
또한 본 발명은, 전술한 이중비닐의 상단비닐면이 외부로 노출되도록 장착되고, 상기 상단비닐과 하단비닐 사이 공간 내외를 연통하는 송풍관에 결합된 송풍수단이 소정의 위치에 설치된 비닐하우스에 관한 것이다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 상단비닐과 하단비닐 사이의 좁은 공간으로 신속하고 고르게 열풍 또는 냉풍을 주입하고 배출할 수 있게 됨으로써 비닐하우스 내부의 온도를 보다 간편하게 제어할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면 별도의 복잡하고 고가인 장치 없이도 간단하고 신속하고 저렴하게 비닐하우스 상단에 쌓이는 눈을 제거할 수 있게 된다.
도 1은 종래기술에 의한 이중 비닐하우스의 예를 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 비닐하우스 제작용 이중비닐의 평면도.
도 3은 본 발명에 의한 비닐하우스 제작용 이중비닐의 길이방향 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 이중비닐이 적용된 비닐하우스에서 공기층이 형성된 상태를 보여주는 개념적인 3차원도.
도 5는 본 발명에 의한 이중비닐이 적용된 비닐하우스의 폭방향 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 이중비닐이 적용된 실제 비닐하우스에서 공기를 주입하기 전, 주입/배출하는 중간 및 주입한 후의 상태를 보여주는 사진.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.
통상 비닐하우스 제작용 비닐은 폭 6~12m 길이 100~120m로 롤에 감겨서 시판되고 있다. 여기서 "폭 혹은 횡방향"은 비닐하우스 제작용 프레임의 길이에 대응되며, "길이 혹은 종방향"은 하우스의 길이 즉, 복수개 설치된 프레임에서 양 끝 프레임 사이의 거리에 대응된다. 본 발명에서 "하단비닐(12)"이란 비닐하우스 설치시에 하우스용 프레임에 직접 닿게 되는, 즉, 비닐하우스의 내부에 접하게 되는 비닐을 의미하며, "상단비닐(11)"이란 비닐하우스 설치시에 외부로 향하게 되는 비닐을 의미한다.
도 2와 도 3에 각각 본 발명에 의한 비닐하우스 제작용 이중비닐의 평면도와 길이방향 단면도를 도시하였다. 도 3에서 위는 공기층(사이공간)(16)이 형성되지 않은 상태를 나타내며, 아래는 (가상적으로) 사이공간에 공기층(사이공간)(16)이 형성된 상태를 나타낸다.
도시된 바와 같이 본 발명은 공기층(사이공간)(16)을 형성할 수 있는 상단비닐(11)과 하단비닐(12)로 구성된 이중비닐의 일종으로, 상단비닐(11)과 하단비닐(12)이 횡방향으로 횡폭보다 짧게 융착되어 있는 이중비닐에 관한 것이다. 즉, 도 2에 도시되었듯이, 본 발명에 의한 이중비닐에서 융착부(15)는 중앙의 일부분에 횡방향으로 반복적으로 형성되어 있다.
본 발명은, 통상의 이중비닐에 비해 보다 신속하게 전면적으로 공기를 주입하고 배출할 수 있도록 하는 것을 주요 과제로 하고 있다. 이를 위하여 본 발명에 서는 이중비닐의 융착부(15)를 중앙의 일부분에만 형성한 것이다. 이러한 구조에 따른 효과는 아래에서 따로 설명하기로 한다. 설명의 편의를 위해, 융착부(15)가 형성된 부위를 "융착영역", 융착부(15)가 형성되지 않은 양측을 "비융착영역"이라 정의한다.
한편, 상단비닐(11)과 하단비닐(12)의 융착부(15)와 융착부(15) 사이의 거리를 동일하게 하는 경우, 비닐을 팽팽하게 당겨서 비닐하우스를 설치하게 되므로 상단비닐(11)과 하단비닐(12) 사이에 공기층(사이공간)(16)의 두께가 얇게 될 뿐만 아니라 공기층(사이공간)(16) 형성을 위해 고압의 공기를 주입해야 하는 문제가 있다. 이를 해소하기 위하여 본 발명에서는 융착부(15)와 융착부(15) 사이의 거리가 하단비닐(12)에 의해 제한되도록 한다. 즉, 하단비닐(12)에 비해 상단비닐(11)을 더 여유있게 둔다는 것이다. 예를 들면, 융착부(15)와 융착부(15) 사이를 하단비닐(12)이 10cm라면 상단비닐(11)은 15~25cm가 되도록 하는 것이다.
따라서 본 발명에 의한 이중비닐을 팽팽하게 당기면 하단비닐(12)은 곧게 펼쳐지고 상단비닐(11)은 횡방향(길이방향의 수직 방향)으로 주름진 상태가 된다(도 3의 (가)). 물론 상기 이중비닐이 적용된 비닐하우스에 적절하게 공기를 주입하게 되면 융착영역의 단면은 도 3의 (나)처럼 되어 대략 반타원 봉형상의 공기층(사이공간)(16)이 형성된다.
본 발명에서 융착부(15)의 길이(즉, 융착영역)는 이중비닐 폭의 1/2~2/3인 것이 바람직하다. 뒤에서 설명되지만, 융착부(15)의 길이가 이중비닐 폭의 1/2 미만인 경우 비닐하우스 상단의 형태적인 면(단순히 휘어지 평면; 통상의 비닐하우스 상단의 형태)에 의해 제설효과가 떨어질 수 있다. 2/3 초과인 경우 비융착영역이 너무 좁아져서 공기의 유출입이 어렵게 된다.
본 발명에 의한 이중비닐에서, 공기의 유출입을 더욱 원활하게 하기 위하여, 상기 각각의 융착부(15)에 소정의 간격마다 비융착지점(통공)을 형성하는 것이 좋다(도시 생략).
한편, 비닐하우스에 적용시 기밀성을 증대시키기 위해 상기 이중비닐의 양 측면 말단을 길이방향으로 융착시키는 것도 가능하다. 이 경우 상단비닐(11)은 측면 말단에서 잘게 주름진 형태로 융착된다.
또한 본 발명은, 상기 이중비닐이 적용된 비닐하우스인 것을 특징으로 한다(도 4 참조). 즉, 본 발명에 의한 비닐하우스에는, 상기 이중비닐의 상단비닐(11)면이 외부로 노출되도록 장착되고, 상기 상단비닐(11)과 하단비닐(12) 사이 공간(이하 "사이공간"이라 함) 내외를 연통하는 송풍관에 결합된 송풍수단이 소정의 위치에 설치되어 있다. 송풍수단에 의해 공기가 사이공간으로 주입되면 비닐하우스의 상부가 도 4에 도시된 바와 같이 균일하게 요철이 형성된 이중비닐하우스가 완성되는 것이다. 도 4에는, 이해의 편의를 위해 본 발명에 의한 비닐하우스의 특징점이 명확하게 들어나도록 다소 과장되게 도시하였다.
도 5에 본 발명에 의한 이중비닐이 적용된 비닐하우스의 폭방향 단면도를 예시적으로 도시하였다. (가)는 융착부(15)가 있는 부위의 절단면이며, (나)는 융착부(15)와 융착부(15) 사이 부위의 절단면이다. 비닐과 땅이 만나는 부분에서 실제로는 상단비닐(11)과 하단비닐(12)이 겹쳐지게 되지만 도면에서는 개념적으로 표현하여 서로 떨어져 있는 것으로 도시하였다.
위에서처럼 사이공간이 단순히 비닐하우스 내부와 외부에 공기층(사이공간)(16) 역할을 하여 기온을 완충하는 효과(단순 보온보냉효과)만 내도록 할 수도 있지만, 여름철 고온인 경우 냉풍을 순환시키고, 겨울철 저온인 경우 온풍을 순환시킴으로써 작물이 자라기 적합한 온도를 유지되도록 하는 것이 바람직하다. 도 5의 (나)에 송풍수단과 배기수단을 예시적으로 도시하였다.
이를 위해 상기 송풍수단에는 열공급수단 또는 냉풍공급수단을 연결하고, 사이공간 내외를 연통하는 배기관에 결합된 배기수단을 소정의 위치에 소정 개수 설치하는 것이 바람직하다. 송풍수단과 배기수단의 위치와 개수는 원하는 목적이나 작물의 종류, 비닐하우스가 설치되는 곳의 기후 등에 따라 적절하게 정할 수 있을 것이다.
상기 송풍관과 배기관에는 수동 또는 자동으로 작동하는 밸브가 장착될 수 있다.
비닐하우스의 사이공간으로 공기를 순환시킬 때, ① 배기되는 냉풍의 온도가 비닐하우스 내부의 온도보다 낮으면 비닐하우스 내부로 배기시키고, 높으면 외부로 배기시키며, ② 배기되는 온풍의 온도가 비닐하우스 내부의 온도보다 높으면 내부로 배기시키고, 낮으면 외부로 배기시킬 수 있도록 제어하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 이중비닐로 비닐하우스를 설치하고 운용하는 과정을 설명한다.
본 발명에 의한 이중비닐은 하단비닐(12)이 비닐하우스의 프레임 외곽을 접하여 감싸면서 터널을 형성하게 되는데, 이때 양측 횡방향 말단(비융착영역 말단)은 지중에 묻히게 되고(흙의 무게에 의해 이중비닐의 횡방항 말단에서 상단비닐(11)과 하단비닐(12)이 밀착되어 사이공간은 밀봉상태가 됨), 양측 종방향 말단(보통 출입구가 형성됨)은 적절한 방법으로 마감된다. 이에 의해 이중비닐의 내부(사이공간)는 비닐하우스의 외부 및 내부와는 단절된 공간이 된다.
이 상태에서 송풍/배기 관련수단을 장착하게 된다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 송풍/배기 관련수단을 하단비닐(12) 측(즉, 비닐하우스의 내부측)에 장착하는 것으로 하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 송풍/배기 관련수단 중 배기관련 수단은 설치하지 않을 수도 있고, 열공급수단 또는 냉풍공급수단도 설치하지 않을 수도 있음은 당연할 것이다.
소정의 위치에서 하단비닐(12)을 천공하여 송풍관과 배기관을 설치하고 송풍관에열공급수단 또는 냉풍공급수단을 연결한다. 이때 송풍관과 배기관에는 자동 또는 수동의 차단밸브가 장착되어 있는 것이 바람직하다.
이렇게 설치된 본 발명에 의한 비닐하우스의 운용에 대해 설명한다.
(1) 이중비닐을 단순히 기온 완충용으로 활용하는 경우 : 배기관을 차단하고(배기관이 없을 수도 있음) 송풍수단으로 적절한 압력이 되도록 공기를 사이공간에 불어넣은 다음 송풍관을 차단밸브로 차단한다. 사이공간의 상태에 따라 가끔 송풍수단을 작동하여 공기를 보충한다.
(2) 여름철 사이공간을 냉각하거나 겨울철 사이공간을 가온하는 경우 : 배기관을 열고 냉풍공급수단을 통과한 냉각공기(여름철) 또는 열공급수단을 통과한 가열공기(겨울철)를 송풍수단으로 사이공간에 불어넣어 공기가 계속해서 [하우스 내부 → 사이공간 → 하우스 내부]를 순환하도록 한다. 본 발명에 의하면 사이공간의 체적은 하우스 내부의 체적에 비해 무시할 수 있을 정도로 작기 때문에 소량의 냉각공기 또는 가열공기로도 효과적으로 외부의 열기가 하우스 내부로 침투하거나(여름철) 외부의 냉기가 침투하는 것(겨울철)을 방지할 수 있다.
종래기술에 의하면 겨울철에 비닐하우스에 눈이 쌓이는 경우 눈을 기계적으로 쓸어내거나 열수를 뿌려주거나 비닐하우스 내부의 온도를 높여서 눈이 녹으면서 흘러내리도록 하는데, 이에 의하면 별도의 장치가 필요하거나 상당히 많은 양의 열을 가해야 하는(비닐하우스 내부의 체적이 크기 때문에) 단점이 있다. 그러나 본 발명에 의하면 사이공간으로만 열풍을 유통시키면 쌓였던 눈이 바로 녹아서 흘러내리기 때문에 빠른 시간내에 저렴한 비용으로 눈을 제거할 수 있게 된다.
본 발명자가 길이 10m ㅧ 폭 5m 규모로 본 발명에 의한 비닐하우스를 설치하여 사용한 바, 겨울철에 헤어드라이어를 열공급수단으로 사용하여 5~10분 내에 비닐하우스에 쌓인 눈을 제거할 수 있음을 확인하였다.
도 6에 본 발명에 의한 이중비닐이 적용된 실제 비닐하우스에서 공기를 주입하기 전, 주입/배출하는 중간 및 주입한 후의 상태를 사진으로 나타내었다
11 : 상단비닐 12 : 하단비닐
15 : 융착부 16 : 공기층(사이공간)

Claims (6)

  1. 상단비닐(11)과 하단비닐(12)로 구성되고, 융착부(15)에 의해 상기 상하단 비닐의 일부가 융착되어 있어 사용시 융착부(15)와 융착부(15) 사이의 상하단 비닐 사이에 공기층(사이공간)(16)이 형성되는 것으로서 (A) 상기 융착부(15)는 이중비닐의 길이방향에 대해 수직으로, 즉 비닐하우스 제작시 비닐하우스의 종방향에 대하여 수직으로, 이중비닐의 폭보다 짧게 반복 형성되고; (B) 상기 융착부(15)와 융착부(15) 사이의 거리는 하단비닐(12)에 의해 제한되는; 이중비닐을 이용한 비닐하우스로서,
    상기 이중비닐의 상단비닐(11)이 외부로 노출되고, 상기 융착부(15)가 비닐하우스의 길이방향에 대하여 수직으로 배치되도록 피복되며, 상기 상단비닐(11)과 하단비닐(12) 사이 공간 내외를 연통하는 송풍관에 결합된 송풍수단이 소정의 위치에 설치된 비닐하우스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 융착부(15)의 길이는 이중비닐 폭의 1/2~2/3인 이중비닐을 이용하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이중비닐 각각의 융착부(15)는 소정의 간격마다 비융착지점(통공)이 형성되어 있는 이중비닐을 이용하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스 .
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이중비닐의 폭방향 양 측면 말단이 융착되어 있는 이중비닐을 이용하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스.
  5. 삭제
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송풍수단에는 열공급수단 또는 냉풍공급수단이 연결되어 있고, 상기 상단비닐(11)과 하단비닐(12) 사이 공간 내외를 연통하는 배기관에 결합된 배기수단이 소정의 위치에 설치된 비닐하우스.
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