KR101525172B1

KR101525172B1 - 실내 온습도 제어 장치

Info

Publication number: KR101525172B1
Application number: KR1020140094893A
Authority: KR
Inventors: 박종우; 신정수
Original assignee: 주식회사 제이앤지
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2015-06-04

Abstract

실내 온습도 제어 장치가 개시된다.
개시되는 실내 온습도 제어 장치는 실내에 대한 냉방을 위한 냉기 또는 난방을 위한 온기를 제공할 수 있는 공기 조화 부재; 상기 실내의 지면에 대하여 수평으로 배치되어, 상기 공기 조화 부재에서 제공되는 냉기 또는 온기가 유동될 수 있는 수평 덕트; 및 상기 실내에서 상기 수평 덕트 상공으로 세워지는 형태로 상기 수평 덕트로부터 연장되어, 상기 수평 덕트를 따라 유동되는 냉기 또는 온기가 상기 수평 덕트 상공에 분출될 수 있도록 하는 수직 덕트;를 포함한다.
개시되는 실내 온습도 제어 장치에 의하면, 실내 온습도 제어 장치가 공기 조화 부재, 수평 덕트, 수직 덕트, 냉각 코일, 재열 코일, 공기 조화 부재측 가습 부재 및 미스트 열교환기를 포함함에 따라, 공기 조화기에 의한 온실 내의 공기 조화 시에 작물의 냉해 또는 열쇼크가 방지되고, 실내의 공간 사용 효율성이 향상되며, 공기 조화기에 의한 음영 발생이 방지되고, 실내 전체에 대한 균일한 냉난방이 가능할 수 있으며, 실내에 대한 온도 조절과 함께 습도 조절도 가능할 수 있게 되는 장점이 있다.

Description

실내 온습도 제어 장치{Indoor temperature-humidity controlling apparatus}

본 발명은 실내 온습도 제어 장치에 관한 것이다.

실내는 건축물의 내부를 말하고, 이러한 건축물의 내부의 온도, 습도, 광량 등 실내 환경을 제어할 수 있는 것이 실내 온습도 제어 장치이다.

이러한 실내 온습도 제어 장치가 적용되는 대표적인 건축물로는 온실이 있는데, 온실은 작물 재배 등의 용도로 외부 환경과 별도의 환경, 예를 들어 추운 겨울에도 따뜻한 실내 환경을 구현할 수 있는 것이다.

종래의 실내 온습도 제어 장치의 예로 제시될 수 있는 것이 아래 제시된 특허문헌들이다.

그러나, 종래의 실내 온습도 제어 장치에 의하면, 기류의 풍속이 센 공기 조화기가 온실 내의 작물 부근에 바로 배치되어, 공기 조화기에 의한 냉방 시에 너무 차가운 냉기에 의해 작물이 냉해(冷害)를 입거나, 공기 조화기에 의한 난방 시에 너무 뜨거운 온기에 의해 작물이 열쇼크를 입을 수 있었고, 온실 내부에서 공기 조화기가 차지하는 공간이 커서 온실 내부 공간의 사용 효율성이 떨어짐은 물론 공기 조화기에 의한 음영 발생으로 작물이 받는 광량이 떨어지며, 공기 조화기 부근에 국한된 국부적인 공기 흐름만이 발생되어 온실 내부 전체에 대한 균일한 냉난방이 불가능한 단점이 있었다.

또한, 종래의 실내 온습도 제어 장치에 의하면, 온실 내의 습도 조절을 위한 특별한 제어 장치가 없이, 작업자가 수작업으로 물을 뿌려주는 등 수작업을 통한 습도 조절에 의존하였기에, 온실 내의 적절한 습도 조절이 곤란하였음은 물론, 차가운 수돗물 등이 그대로 작물에 뿌려지기에 그러한 살수로 인해 온실 내의 온도 조절까지도 곤란해지는 단점이 있었다.

등록특허 제 10-0828103호, 등록일자: 2008.04.30., 발명의 명칭: 토양 및 환경센서를 이용한 온실 자동제어 시스템 및 온실관리 방법 등록특허 제 10-0934094호, 등록일자: 2009.12.17., 발명의 명칭: 온실용 공기온도 조절장치

본 발명은 실내 공간 사용 효율성이 향상되며, 공기 조화기에 의한 음영 발생이 방지되고, 실내 전체에 대한 균일한 냉난방이 가능할 수 있는 실내 온습도 제어 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 실내에 대한 온도 조절과 함께 습도 조절도 가능한 실내 온습도 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 공기 조화기에 의한 온실 내의 공기 조화 시에 작물의 냉해 또는 열쇼크가 방지될 수 있는 실내 온습도 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 실내 온습도 제어 장치는 실내에 대한 냉방을 위한 냉기 또는 난방을 위한 온기를 제공할 수 있는 공기 조화 부재; 상기 실내의 지면에 대하여 수평으로 배치되어, 상기 공기 조화 부재에서 제공되는 냉기 또는 온기가 유동될 수 있는 수평 덕트; 및 상기 실내에서 상기 수평 덕트 상공으로 세워지는 형태로 상기 수평 덕트로부터 연장되어, 상기 수평 덕트를 따라 유동되는 냉기 또는 온기가 상기 수평 덕트 상공에 분출될 수 있도록 하는 수직 덕트;를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 실내 온습도 제어 장치는 실내에 대한 냉방을 위한 냉기 또는 난방을 위한 온기를 제공할 수 있는 공기 조화 부재; 상기 실내 가습을 위해, 수원(water source)에 연결되어 상기 공기 조화 부재에서 상기 실내로 공급되는 냉기 또는 온기에 수분을 공급하는 공기 조화 부재측 가습 부재; 열원(heat source)에서 열을 상기 공기 조화 부재 쪽으로 공급하는 열원 열교환 부재; 상기 열원 열교환 부재에서 상기 열원으로부터 수득된 열을 함유한 냉매가 유동되는 열 회수 배관; 및 상기 열 회수 배관을 따라 유동되는 냉매 중의 열이 상기 공기 조화 부재측 가습 부재를 따라 유동되는 수분에 전달되도록, 상기 열 회수 배관을 유동하는 냉매와 상기 수원에서 상기 공기 조화 부재측 가습 부재로 향하는 수분을 열교환시키는 미스트 열교환기;를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 실내 온습도 제어 장치는 실내에 대한 냉방을 위한 냉기 또는 난방을 위한 온기를 제공할 수 있는 공기 조화 부재; 상기 공기 조화 부재 내에 배치되어 상기 공기 조화 부재를 경유하는 공기를 제습을 위해 과냉각시키는 냉각 코일; 상기 공기 조화 부재 내에 배치되어 상기 냉각 코일을 경유하면서 과냉각된 공기를 요구되는 온도로 가열시키는 재열 코일; 열원(heat source)에서 열을 상기 공기 조화 부재 쪽으로 공급하는 열원 열교환 부재; 상기 열원 열교환 부재에서 상기 열원으로부터 수득된 열을 함유한 냉매가 유동되는 열 회수 배관; 및 상기 냉각 코일에서 상기 공기 조화 부재를 경유하는 공기를 과냉각시키면서 수득된 폐열을 상기 열 회수 배관 쪽으로 버리는 히트 펌프;를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 실내 온습도 제어 장치는 실내의 천정을 이루는 내부 지붕; 상기 내부 지붕에서 일정 높이로 이격되면서 상기 내부 지붕을 덮고, 상기 내부 지붕과의 사이의 공기를 외부로 토출시킬 수 있는 지붕측 공기 토출구가 형성된 외부 지붕; 및 상기 내부 지붕과 상기 외부 지붕 사이에 배치되고 수원과 연결되어, 상기 내부 지붕을 식힐 수 있도록 상기 내부 지붕의 상면에 수분을 분사할 수 있는 지붕측 수분 공급 부재;를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따른 실내 온습도 제어 장치에 의하면, 실내 온습도 제어 장치가 공기 조화 부재, 수평 덕트, 수직 덕트, 냉각 코일, 재열 코일, 공기 조화 부재측 가습 부재 및 미스트 열교환기를 포함함에 따라, 공기 조화기에 의한 온실 내의 공기 조화 시에 작물의 냉해 또는 열쇼크가 방지되고, 실내의 공간 사용 효율성이 향상되며, 공기 조화기에 의한 음영 발생이 방지되고, 실내 전체에 대한 균일한 냉난방이 가능할 수 있으며, 실내에 대한 온도 조절과 함께 습도 조절도 가능할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 실내 온습도 제어 장치의 구성을 개략적으로 보이는 도면.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 실내 온습도 제어 장치에 적용되는 수직 덕트와 수직 덕트 직립 부재를 보이는 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 실내 온습도 제어 장치에 적용되는 수직 덕트의 하부를 측면에서 바라본 단면도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 실내 온습도 제어 장치의 구성을 개략적으로 보이는 도면.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 실내 온습도 제어 장치에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서, 본 발명의 실시예들에 따른 실내 온습도 제어 장치가 작물 재배를 위한 온실에 적용되는 것으로 제시되나, 이는 예시적인 것이고, 본 발명이 여기에 국한되는 것은 아니며, 온실 이외의 다른 다양한 건축물에도 적용될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 실내 온습도 제어 장치의 구성을 개략적으로 보이는 도면이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 실내 온습도 제어 장치에 적용되는 수직 덕트와 수직 덕트 직립 부재를 보이는 도면이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 실내 온습도 제어 장치에 적용되는 수직 덕트의 하부를 측면에서 바라본 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 실시에 따른 실내 온습도 제어 장치(100)는 공기 조화 부재(140), 수평 덕트(130), 수직 덕트(120), 수직 덕트 직립 부재, 공기 조화 부재측 가습 부재(146), 지중 열교환 부재(101), 지열 회수 배관(180), 미스트 열교환기(150), 냉각 코일(143), 재열 코일(144), 히트 펌프(160) 및 축열조(170)를 포함할 수 있다.

상기 실내 온습도 제어 장치(100)에 의해 그 내부 환경, 즉 온도, 습도, 광량 등이 제어되는 온실은 유리로 이루어질 수 있는 온실 벽체(110)와, 역시 유리로 이루어질 수 있는 온실 지붕(115)으로 구성된다.

도면 번호 116은 상기 온실 지붕(115)에 형성되어 외부 공기가 유입될 수 있는 환기창이고, 도면 번호 117은 상기 환기창(116)을 통한 공기 유입이 원활하도록 기류를 형성하는 환기팬이다.

상기 공기 조화 부재(140)는 온실 내의 냉방을 위한 냉기 또는 난방을 위한 온기를 제공할 수 있는 것으로, 온실 외부에 배치되는 공기 조화 케이스(141)와, 상기 공기 조화 케이스(141) 내부에 설치되는 기류 형성 팬(142)을 포함한다.

상기 수평 덕트(130)는 상기 온실 내에 지면에 대하여 수평으로 배치되어, 상기 공기 조화 부재(140)에서 제공되는 냉기 또는 온기가 유동될 수 있는 것이다.

상기 수직 덕트(120)는 상기 온실 내에서 상기 수평 덕트(130) 상공으로 세워지는 형태로 상기 수평 덕트(130)로부터 연장되어, 상기 수평 덕트(130)를 따라 유동되는 냉기 또는 온기가 상기 수평 덕트(130) 상공에 분출될 수 있도록 하는 것이다.

상세히, 상기 수평 덕트(130)는 상기 온실의 바닥면 또는 상기 온실의 바닥 지중에 수평으로 설치되고, 상기 수직 덕트(120)는 상기 수평 덕트(130)로부터 수직으로 세워지며, 상기 수직 덕트(120)에는 수직 덕트 몸체(121)에 복수 개의 수직 덕트 토출구(122)가 그 높이를 달리하여 서로 이격 형성되어, 상기 수평 덕트(130) 및 상기 수직 덕트(120)를 따라 유동되던 냉기 또는 온기가 상기 각 수직 덕트 토출구(122)를 통해 분출될 수 있다.

본 실시예에서는 예시적으로, 상기 온실 바닥의 지중에 지하 매립 덕트(105)가 매설되고, 상기 지하 매립 덕트(105)에서 복수 개의 상기 수평 덕트(130)가 서로 이격되어 분지되면서 상기 각 수평 덕트(130)가 상기 온실 바닥면에 배치되며, 상기 수직 덕트(120)가 상기 각 수평 덕트(130) 상에 복수 개 서로 이격되면서 형성된다.

도면 번호 132는 상기 수평 덕트(130)에서 상기 지하 매립 덕트(105)와 연결되는 입구에 설치되어 상기 수평 덕트(130)를 개폐시킬 수 있는 수평 덕트 입구 개폐 댐퍼이고, 도면 번호 133은 상기 수평 덕트(130) 말단에 형성되어 상기 수평 덕트(130) 말단을 개폐시킬 수 있는 수평 덕트 말단 개폐 댐퍼이다.

상기 수평 덕트 입구 개폐 댐퍼(132)는 상기 수평 덕트(130)로 유입되는 냉기 또는 온기의 풍량을 조절하는 것이다. 후술되는 온도 센서(103)에 의해 감지되는 상기 온실 내부의 온도와 후술되는 상기 습도 센서(104)에 의해 감지되는 상기 온실 내부의 습도에 따라, 상기 제어 부재(102)가 상기 수평 덕트 입구 개폐 댐퍼(132)의 열리는 정도인 개도를 자동적으로 조절할 수 있다.

상기 수평 덕트 말단 개폐 댐퍼(133)가 열리면, 상기 수평 덕트(130)의 말단이 위치한 상기 온실 내부의 깊은 곳에도 상기 수평 덕트(130)를 경유한 냉기 또는 온기가 공급될 수 있게 된다.

도면 번호 124는 상기 수직 덕트(120)의 내부에 설치되어 상기 수직 덕트(120)의 전부 또는 상기 수직 덕트(120)의 일부를 개폐시킬 수 있는 수직 덕트 내부 개폐 덕트이고, 도면 번호 123은 상기 수직 덕트(120) 말단에 형성되어 상기 수직 덕트(120) 말단을 개폐시킬 수 있는 수직 덕트 말단 개폐 댐퍼이다.

상기 수직 덕트 내부 개폐 댐퍼(124)는 상기 수직 덕트(120)로 유입되는 냉기 또는 온기의 풍량을 조절하는 것이다. 후술되는 온도 센서(103)에 의해 감지되는 상기 온실 내부의 온도와 후술되는 상기 습도 센서(104)에 의해 감지되는 상기 온실 내부의 습도에 따라, 상기 제어 부재(102)가 상기 수직 덕트 내부 개폐 댐퍼(124)의 열리는 정도인 개도를 자동적으로 조절할 수 있다.

상기 수직 덕트 말단 개폐 댐퍼(123)가 열리면, 상기 수직 덕트(120)의 말단이 위치한 상기 온실 내부의 깊은 곳인 상기 온실의 상공에도 상기 수직 덕트(120)를 경유한 냉기 또는 온기가 공급될 수 있게 된다.

도면 번호 148은 상기 온실 내에서 상기 수직 덕트(120) 상공에 상기 온실 상공을 가로질러 배치되고 상기 온실 내부의 공기를 상기 공기 조화 부재(140)로 유입시키는 유입 배관이고, 도면 번호 148a는 상기 유입 배관(148)에 복수 개 서로 이격되어 형성되는 유입 노즐이며, 도면 번호 148b는 상기 유입 배관(148)의 말단에 형성되어 상기 유입 배관(148)의 말단을 개폐시킬 수 있는 유입 배관 말단 개폐 댐퍼이다.

상기 온실 내부의 공기가 상기 유입 노즐(148a)을 통해 상기 유입 배관(148)으로 유입된 다음 상기 공기 조화 부재(140)로 유입될 수 있다.

상기 공기 조화 부재(140)의 토출 배관(145)이 상기 지하 매립 덕트(105)와 연결되어, 상기 공기 조화 부재(140)에서 형성된 냉기 또는 온기가 상기 토출 배관(145)을 통해 상기 지하 매립 덕트(105)로 공급된 다음, 상기 각 수평 덕트(130) 및 상기 각 수직 덕트(120)를 통해 순차적으로 유동되어 상기 온실 내부로 분출될 수 있다.

도면 번호 131은 상기 수평 덕트(130)에서 상기 수직 덕트(120)가 분지되는 부분에서 작물이 심겨진 화분이 올려질 수 있는 작물 받침대이고, 도면 번호 135는 상기 수평 덕트(130)와 상기 수직 덕트(120)가 연통되도록 연결하는 굴곡 엘보 부재이다.

상기 굴곡 엘보 부재(135)는 상기 수평 덕트(130)와 연통되면서 상기 수평 덕트(130)의 측면으로 연장되는 수평 연장부(136)와, 상기 수평 연장부(136)에서 수직으로 굽혀져서 상기 수직 덕트(120)와 연통되는 굽힘 엘보부(137)로 구성된다.

상기 수직 덕트(120)는 상기 온실 내의 작물 주변에 배치됨으로써, 상기 작물에 직접 냉기 또는 온기를 공급할 수 있으면서도, 상기 온실 내부에 균일한 냉난방이 가능해지도록 한다.

상기와 같이, 상기 공기 조화 부재(140)가 온실 외부에 배치되고, 상기 공기 조화 부재(140)에서 형성된 냉기 또는 온기가 상기 수평 덕트(130)와 상기 수직 덕트(120)를 경유하여 작물에 공급됨으로써, 상기 공기 조화 부재(140)에 의한 온실 내의 공기 조화 시에 작물의 냉해 또는 열쇼크가 방지되고, 온실 내부의 공간 사용 효율성이 향상되며, 상기 공기 조화 부재(140)에 의한 상기 온실 내의 음영 발생이 방지되고, 온실 내부 전체에 대한 균일한 냉난방이 가능할 수 있다.

상기 수직 덕트 직립 부재는 상기 수직 덕트(120)가 상기 온실 내에 세워진 상태를 유지할 수 있도록 하는 것으로, 상기 수직 덕트 직립 부재는 상기 수직 덕트(120)에 연결되는 직립용 와이어(125)와, 상기 직립용 와이어(125)가 연결되고 상기 온실의 천정에 매달리는 직립용 도르래 바퀴(126)와, 상기 직립용 도르래 바퀴(126)를 지난 상기 직립용 와이어(125)가 감기는 원동 풀리(127)와, 상기 원동 풀리(127)를 회전시킬 수 있는 전기 모터 등의 직립용 구동 수단(128)을 포함한다.

상기 수직 덕트(120)는 비닐 재질 등 유연한 재질로 이루어질 수 있다.

상기 직립용 구동 수단(128)이 구동되어 상기 원동 풀리(127)가 일 방향으로 회전되면, 상기 직립용 와이어(125)가 감기고, 그에 따라 상기 수직 덕트(120)가 세워질 수 있고, 상기 원동 풀리(127)가 타 방향으로 회전되면, 상기 직립용 와이어(125)가 풀리고, 그에 따라 상기 수직 덕트(120)가 상기 온실의 바닥면으로 주저앉을 수 있게 된다.

이 밖에도, 상기 수직 덕트 직립 부재로 상기 수직 덕트(120) 내부에 에어를 분사시켜 주어 그 에어의 압력에 의해 상기 수직 덕트(120)가 세워지도록 하는 공압 펌프가 제시될 수도 있다.

상기 공기 조화 부재측 가습 부재(146)는 상기 온실 내 가습을 위해, 수원(water source)에 연결되어 상기 공기 조화 부재(140)에서 상기 온실로 공급되는 냉기 또는 온기에 수분을 공급하는 것이다.

본 실시예에서는, 상기 공기 조화 부재측 가습 부재(146)는 수도관 등 수원에 연결된 수원 연결 배관(153)에 연결되는 배관 형태로 이루어지고, 상기 공기 조화 부재측 가습 부재(146)의 말단부에는 분사 노즐(147)이 형성되며, 상기 분사 노즐(147)은 상기 공기 조화 부재(140)의 내부에 배치되어 상기 공기 조화 부재(140) 내부를 유동하는 공기에 수분을 분사시켜 준다.

도면 번호 151은 상기 수원 연결 배관(153)의 말단에 형성되어 수원과 상기 수원 연결 배관(153)을 연결시켜주는 연결 팁이다.

상기 분사 노즐(147)은 상기 냉각 코일(143)과 상기 재열 코일(144)을 경유한 공기 중에 수분을 분사시켜 주도록 배치된다.

상기와 같이 구성되면, 상기 공기 조화 부재(140)에서 요구되는 온도로 온도 조절이 된 공기의 습도도 요구되는 습도로 맞추어진 상태로 공기가 상기 온실 내부로 공급될 수 있게 된다.

도면 번호 152는 상기 수원 연결 배관(153) 내의 수분 유동이 원활해지도록 하는 펌프이고, 도면 번호 154는 상기 공기 조화 부재측 가습 부재(146)와 별도록 상기 수원 연결 배관(153)에서 분지되는 가습용 분지관이며, 도면 번호 155는 상기 가습용 분지관(154)에 연결되고 상기 온실의 상공에 연장되어 상기 가습용 분지관(154)을 통해 유입된 수분을 상기 온실 내부로 분사시켜 주는 가습용 분사관이다.

상기 가습용 분사관(155)을 통해 수분이 분사됨으로써, 별도로 스프링쿨러 등을 구비하지 아니하여도, 상기 온실 내부에서 재배되는 작물에 대한 직접적인 수분 공급이 가능한다.

상기 지중 열교환 부재(101)는 지중(underground)과 열교환되는 것으로, 지중에 매설되는 지열 교환 파이프와 파이프 헤더로 구성된다.

여기서, 상기 지중 열교환 부재(101)가 상기 지중과 열교환되어 열을 수득하거나 열을 버리는 것으로 제시되나, 상기 지중 열교환 부재(101)는 열원(heat source)에서 열을 상기 공기 조화 부재(140) 쪽으로 공급하는 열원 열교환 부재의 일 예로 제시되는 것이다. 따라서, 상기 열원 열교환 부재로는 지열을 함유한 지중이라는 열원과 열교환되는 상기 지중 열교환 부재(101) 이외에도, 공기 열원과 열교환되는 공기열원 열교환 부재, 수 열원과 열교환되는 수열원 열교환 부재 등 다른 다양한 것들이 제시될 수 있다.

상기 지열 회수 배관(180)은 상기 지중 열교환 부재(101)에서 지중과 열교환되어 수득된 지열을 함유한 냉매가 유동되는 것으로, 본 실시예에서는 상기 지열 회수 배관(180)이 상기 재열 코일(144)과 연결되어, 상기 재열 코일(144)에 지열을 공급해준다.

여기서, 상기 지열 회수 배관(180)은 상기 열원 열교환 부재에서 열원으로부터 수득된 열을 함유한 냉매가 유동되는 배관인 열 회수 배관의 일 예이다.

상기 미스트 열교환기(150)는 상기 지열 회수 배관(180)을 따라 유동되는 냉매 중의 지열이 상기 공기 조화 부재측 가습 부재(146)를 따라 유동되는 수분에 전달되도록, 상기 지열 회수 배관(180)을 유동하는 냉매와 상기 수원에서 상기 공기 조화 부재측 가습 부재(146)로 향하는 수분을 열교환시키는 것이다.

도면 번호 181은 상기 지열 회수 배관(180)에서 분지되어 상기 미스트 열교환기(150)를 경유하는 지열 회수 분지관으로, 상기 지열 회수 배관(180)을 통해 유동되던 냉매 중의 일부가 상기 지열 회수 분지관(181)을 따라 분지되어 상기 미스트 열교환기(150)를 경유하면서 상기 수원에서 상기 공기 조화 부재측 가습 부재(146)로 향하는 상기 수원 연결 배관(153) 내의 수분과 열교환된다.

도면 번호 182는 상기 지열 회수 분지관(181)을 개폐시킬 수 있는 개폐 밸브이다.

상기와 같이 구성됨으로써, 상기 지열 회수 배관(180)을 통해 상기 재열 코일(144)로 향하는 지열 중의 일부가 상기 미스트 열교환기(150)로 공급되어, 상기 지열 회수 배관(180)을 유동하는 냉매와 상기 수원에서 상기 공기 조화 부재측 가습 부재(146)로 향하는 수분의 열교환에 이용될 수 있게 된다.

상기 냉각 코일(143)은 상기 공기 조화 부재(140) 내에 배치되어 상기 공기 조화 부재(140)를 경유하는 공기를 제습을 위해 과냉각시킬 수 있는 것이다. 상기 냉각 코일(143)에 의해 상기 공기 조화 부재(140)를 경유하는 공기가 과냉각됨으로써, 상기 공기 조화 부재(140)를 경유하는 공기 중의 수분이 제거되어 요구되는 습도로 맞추어질 수 있다.

상기 재열 코일(144)은 상기 공기 조화 부재(140) 내에 배치되어 상기 냉각 코일(143)을 경유하면서 과냉각된 공기를 요구되는 온도로 다시 가열시키는 것이다. 습도 조절을 위해 과냉각된 상기 공기 조화 부재(140)를 경유하는 공기가 그대로 작물에 공급되면, 작물이 냉해를 입을 수 있는데, 상기 냉각 코일(143)을 경유한 공기가 상기 재열 코일(144)을 경유하면서 다시 요구되는 온도로 가열된 상태에서 작물에 공급되어 그러한 냉해가 방지된다.

상기 히트 펌프(160)는 상기 냉각 코일(143)에서 상기 공기 조화 부재(140)를 경유하는 공기를 과냉각시키면서 수득된 폐열을 상기 지열 회수 배관(180) 쪽으로 버리는 것으로, 상기 지열 회수 배관(180) 쪽과 연결되는 제 1 내부 열교환기(164)와, 팽창 밸브(165)와, 상기 냉각 코일(143) 쪽과 연결되는 제 2 내부 열교환기(161)와, 압축기(162)와, 사방변(163)과, 내부 배관(166)을 포함한다. 이러한 상기 히트 펌프(160)의 구성은 일반적인 것이므로, 그 구체적인 설명은 여기서는 생략한다.

도면 번호 185는 상기 지열 회수 배관(180)과 상기 제 1 내부 열교환기(164) 사이의 냉매 순환을 위한 펌프이고, 도면 번호 183은 상기 지열 회수 배관(180)에서 상기 제 1 내부 열교환기(164)로의 냉매 유동을 온오프시킬 수 있는 제어 밸브이다.

상기 축열조(170)는 상기 냉각 코일(143)과 상기 히트 펌프(160) 사이에 배치되어, 상기 냉각 코일(143)에서 수득된 폐열이 저장되었다가 상기 히트 펌프(160) 쪽으로 전달될 수 있도록 하는 것이다.

도면 번호 171은 상기 제 2 내부 열교환기(161)와 상기 축열조(170) 사이의 배관(173) 상에서 냉매 순환을 위한 펌프이고, 도면 번호 176은 상기 축열조(170)와 상기 냉각 코일(143) 사이의 배관(174) 상에서 냉매 순환을 위한 펌프이다.

도면 번호 175는 상기 축열조(170)에서 상기 냉각 코일(143) 사이를 순환하는 배관(174)을 상기 축열조(170) 전단에서 서로 연결하는 연결 배관으로, 상기 연결 배관(175)에는 삼방 밸브(172)가 설치된다. 그러면, 상기 삼방 밸브(172)의 제어에 따라, 상기 냉각 코일(143)에서 상기 축열조(170)로 향하던 냉매 중의 일부가 상기 축열조(170)를 경유하지 않고 다시 상기 냉각 코일(143) 쪽으로 바로 공급될 수 있게 됨으로써, 상기 냉각 코일(143)에 대한 간편한 냉각량 제어가 가능하다.

상기와 같이 구성되면, 상기 냉각 코일(143)에서 회수된 상기 온실 내부의 폐열이 상기 축열조(170)를 거쳐 상기 히트 펌프(160)로 전달된 다음, 상기 히트 펌프(160)를 통해 상기 지열 회수 배관(180) 쪽으로 버려지게 되고, 상기 지열 회수 배관(180) 쪽으로 버려진 폐열은 지중에 버려져 지중에 저장되어 있다가 상기 지중 열교환 부재(101)를 통해 다시 수득되어, 상기 지열 회수 배관(180)을 통해 상기 재열 코일(144)로 공급될 수 있게 된다. 그러면, 상기 온실 내부의 폐열이 지중을 거쳐 상기 온실 내부에 대한 습도 조절을 위한 상기 재여 코일 쪽으로 공급되어 재이용될 수 있게 된다.

도면 번호 103은 상기 온실 내부의 온도를 감지하는 온도 센서이고, 도면 번호 104는 상기 온실 내부의 습도를 감지하는 습도 센서이며, 도면 번호 106은 상기 온실에 대한 광량을 감지하는 광량 감지 센서이고, 도면 번호 184는 상기 히트 펌프(160)에서 상기 지열 회수 배관(180)으로 향하는 냉매의 온도를 감지하는 온도 센서이며, 도면 번호 102는 제어 부재이다.

상기 제어 부재(102)는 상기 각 센서들의 감지값에 따라 상기 실내 온습도 제어 장치(100)의 각 구성 요소의 작동을 제어하여, 상기 실내 온습도 제어 장치(100)가 상기 온실에 대한 온도와 습도를 함께 제어할 수 있도록 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 상기 실내 온습도 제어 장치(100)의 작동에 대하여 설명한다.

먼저, 상기 온도 센서(103) 및 상기 습도 센서(104)에 의한 감지값에 따라 상기 온실에 대한 온도와 습도 조절이 요구되는 경우, 상기 제어 부재(102)는 상기 공기 조화 부재(140)를 작동시킨다. 그러면, 상기 기류 형성 팬(142)이 작동되면서, 상기 유입 배관(148)을 통해 상기 온실 내부의 공기가 상기 공기 조화 부재(140) 내부로 유입되어 유동된다.

상기 공기 조화 부재(140) 내로 유입된 공기는 상기 냉각 코일(143)을 경유하면서 과냉각되면서 제습되어, 요구되는 습도로 맞추어진다. 이 때, 상기 냉각 코일(143)을 통해 회수된 폐열은 상기 축열조(170)에 축열되었다가 상기 히트 펌프(160), 상기 지열 회수 배관(180) 및 상기 지중 열교환 부재(101)를 순차적으로 경유하면서 지중으로 축열된다.

상기 냉각 코일(143)을 경유하면서 과냉각된 공기는 상기 재열 코일(144)을 경유하면서 다시 요구되는 온도, 즉 상기 온실 내의 작물에 공급될 수 있는 허용 온도에 적합하도록 가온된다. 여기서, 상기 재열 코일(144)을 통해 상기 과냉각된 공기로 전달되는 열기는 지중에 축열되어 있던 폐열이 상기 지중 열교환 부재(101), 상기 지열 회수 배관(180) 및 상기 재열 코일(144)을 순차적으로 경유하면서 전달된 것이다.

상기 재열 코일(144)을 경유하면서 재열된 공기는 상기 지하 매립 덕트(105), 상기 수평 덕트(130) 및 상기 수직 덕트(120)를 순차적으로 경유한 다음 상기 온실 내의 작물로 골고루 공급될 수 있게 된다.

한편, 상기 온실 내부에 대한 가습이 요구되는 경우, 상기 공기 조화 부재측 가습 부재(146)를 통한 수분 분사가 이루어지게 된다. 이 때, 상기 공기 조화 부재측 가습 부재(146)를 통해 분사되는 수분은 상기 미스트 열교환기(150)에서 이미 일정 온도로 가열된 상태이다.

상기와 같이, 상기 실내 온습도 제어 장치(100)가 공기 조화 부재(140), 수평 덕트(130), 수직 덕트(120), 냉각 코일(143), 재열 코일(144), 공기 조화 부재측 가습 부재(146) 및 미스트 열교환기(150)를 포함함에 따라, 공기 조화기에 의한 온실 내의 공기 조화 시에 작물의 냉해 또는 열쇼크가 방지되고, 온실 내부의 공간 사용 효율성이 향상되며, 공기 조화기에 의한 음영 발생이 방지되고, 온실 내부 전체에 대한 균일한 냉난방이 가능할 수 있으며, 온실 내부에 대한 온도 조절과 함께 습도 조절도 가능할 수 있게 된다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 실내 온습도 제어 장치에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서, 상기된 본 발명의 제 1 실시예에

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 실내 온습도 제어 장치의 구성을 개략적으로 보이는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에서는, 실내 온습도 제어 장치(200)의 온실 지붕(215)이 유리로 이루어지고 온실의 천정을 이루는 내부 지붕(216)과, 역시 유리로 이루어지고 상기 내부 지붕(216)에서 일정 높이로 이격되면서 상기 내부 지붕(216)을 덮고 상기 내부 지붕(216)과의 사이의 공기를 외부로 토출시킬 수 있는 지붕측 공기 토출구(218)가 형성된 외부 지붕(217)와, 상기 내부 지붕(216)과 상기 외부 지붕(217) 사이에 배치되고 수원과 연결되어, 상기 내부 지붕(216)을 식힐 수 있도록 상기 내부 지붕(216)의 상면에 수분을 분사할 수 있는 지붕측 수분 공급 부재(219)를 포함한다.

도면 번호 218a는 상기 지붕측 공기 토출구(218)를 통한 공기 유동이 원활하도록 기류를 형성하는 팬이다.

상기 지붕측 수분 공급 부재(219)는 상기 내부 지붕(216) 전체에 걸쳐 물이 분사될 수 있도록 배치된다.

상기와 같이, 상기 온실 지붕(215)이 이중으로 이루어지고, 상기 내부 지붕(216)이 상기 지붕측 수분 공급 부재(219)에서 분사되는 물에 의해 식혀질 수 있으므로, 과도한 광량으로 인해 상기 온실 지붕(215)이 적정 수준 이상으로 과열되는 현상이 방지될 수 있다.

여기서, 광량 감지 센서(206)에 의해 감지된 광량이 미리 설정된 적정 광량 이상인 경우, 제어 부재(202)가 상기 지붕측 수분 공급 부재(219)를 작동시킴으로써, 상기 온실 지붕(215)에 대한 과열 방지가 자동으로 이루어질 수 있다. 물론, 이 경우 상기 지붕측 수분 공급 부재(219)가 솔레노이드 밸브 등을 구비하여 상기 제어 부재(202)의 명령에 따라 자동으로 구동될 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 실내 온습도 제어 장치에 의하면, 실내 공간 사용 효율성이 향상되며, 공기 조화기에 의한 음영 발생이 방지되고, 실내 전체에 대한 균일한 냉난방이 가능할 수 있으며, 실내에 대한 온도 조절과 함께 습도 조절도 가능하고, 공기 조화기에 의한 온실 내의 공기 조화 시에 작물의 냉해 또는 열쇼크가 방지될 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.

101 : 지중 열교환 부재 120 : 수직 덕트
130 : 수평 덕트 140 : 공기 조화 부재
143 : 냉각 코일 144 : 재열 코일
150 : 미스트 열교환기 160 : 히트 펌프
170 : 축열조

Claims

실내에 대한 냉방을 위한 냉기 또는 난방을 위한 온기를 제공할 수 있는 공기 조화 부재;
상기 실내의 지면에 대하여 수평으로 배치되어, 상기 공기 조화 부재에서 제공되는 냉기 또는 온기가 유동될 수 있는 수평 덕트;
상기 실내에서 상기 수평 덕트 상공으로 세워지는 형태로 상기 수평 덕트로부터 연장되어, 상기 수평 덕트를 따라 유동되는 냉기 또는 온기가 상기 수평 덕트 상공에 분출될 수 있도록 하는 수직 덕트; 및
상기 수직 덕트가 상기 실내에 세워진 상태를 유지할 수 있도록 하는 수직 덕트 직립 부재;를 포함하고,
상기 수직 덕트 직립 부재는
상기 수직 덕트에 연결되는 직립용 와이어와,
상기 직립용 와이어가 연결되고 상기 실내의 천정에 매달리는 직립용 도르래 바퀴와,
상기 직립용 도르래 바퀴를 지난 상기 직립용 와이어가 감기는 원동 풀리와,
상기 원동 풀리를 회전시킬 수 있는 직립용 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 온습도 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수평 덕트는 상기 실내의 바닥면 또는 상기 실내의 바닥 지중에 수평으로 설치되고,
상기 수직 덕트는 상기 수평 덕트로부터 수직으로 세워지며,
상기 수직 덕트에는 복수 개의 수직 덕트 토출구가 서로 이격 형성되어, 상기 수평 덕트 및 상기 수직 덕트를 따라 유동되던 냉기 또는 온기가 상기 각 수직 덕트 토출구를 통해 분출되는 것을 특징으로 하는 실내 온습도 제어 장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 수평 덕트와 상기 수직 덕트 중 적어도 하나에는 상기 수평 덕트와 상기 수직 덕트 각각으로 유입되는 냉기 또는 온기의 풍량을 조절할 수 있는 개폐 댐퍼가 설치되는 것을 특징으로 하는 실내 온습도 제어 장치.
실내에 대한 냉방을 위한 냉기 또는 난방을 위한 온기를 제공할 수 있는 공기 조화 부재;
상기 실내 가습을 위해, 수원(water source)에 연결되어 상기 공기 조화 부재에서 상기 실내로 공급되는 냉기 또는 온기에 수분을 공급하는 공기 조화 부재측 가습 부재;
열원(heat source)에서 열을 상기 공기 조화 부재 쪽으로 공급하는 열원 열교환 부재;
상기 열원 열교환 부재에서 상기 열원으로부터 수득된 열을 함유한 냉매가 유동되는 열 회수 배관; 및
상기 열 회수 배관을 따라 유동되는 냉매 중의 열이 상기 공기 조화 부재측 가습 부재를 따라 유동되는 수분에 전달되도록, 상기 열 회수 배관을 유동하는 냉매와 상기 수원에서 상기 공기 조화 부재측 가습 부재로 향하는 수분을 열교환시키는 미스트 열교환기;를 포함하는 실내 온습도 제어 장치.
실내에 대한 냉방을 위한 냉기 또는 난방을 위한 온기를 제공할 수 있는 공기 조화 부재;
상기 공기 조화 부재 내에 배치되어 상기 공기 조화 부재를 경유하는 공기를 제습을 위해 과냉각시키는 냉각 코일;
상기 공기 조화 부재 내에 배치되어 상기 냉각 코일을 경유하면서 과냉각된 공기를 요구되는 온도로 가열시키는 재열 코일;
열원(heat source)에서 열을 상기 공기 조화 부재 쪽으로 공급하는 열원 열교환 부재;
상기 열원 열교환 부재에서 상기 열원으로부터 수득된 열을 함유한 냉매가 유동되는 열 회수 배관; 및
상기 냉각 코일에서 상기 공기 조화 부재를 경유하는 공기를 과냉각시키면서 수득된 폐열을 상기 열 회수 배관 쪽으로 버리는 히트 펌프;를 포함하는 실내 온습도 제어 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 히트 펌프를 통해 상기 열 회수 배관 쪽으로 버려진 폐열이 상기 열원에 버려졌다가 상기 열원 열교환 부재를 통해 다시 수득되어, 상기 열 회수 배관을 통해 상기 재열 코일로 공급되는 것을 특징으로 하는 실내 온습도 제어 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 실내 온습도 제어 장치는
상기 실내 가습을 위해, 수원에 연결되어 상기 공기 조화 부재에서 상기 실내로 공급되는 냉기 또는 온기에 수분을 공급하는 공기 조화 부재측 가습 부재; 및
상기 열 회수 배관을 따라 유동되는 냉매 중의 열이 상기 공기 조화 부재측 가습 부재를 따라 유동되는 수분에 전달되도록, 상기 열 회수 배관을 유동하는 냉매와 상기 수원에서 상기 공기 조화 부재측 가습 부재로 향하는 수분을 열교환시키는 미스트 열교환기;를 포함하고,
상기 열 회수 배관을 통해 상기 재열 코일로 향하는 열 중의 일부가 상기 미스트 열교환기로 공급되어, 상기 열 회수 배관을 유동하는 냉매와 상기 수원에서 상기 공기 조화 부재측 가습 부재로 향하는 수분의 열교환에 이용되는 것을 특징으로 하는 실내 온습도 제어 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 실내 온습도 제어 장치는
상기 냉각 코일과 상기 히트 펌프 사이에는 배치되어, 상기 냉각 코일에서 수득된 폐열이 저장되었다가 상기 히트 펌프 쪽으로 전달될 수 있는 축열조;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 온습도 제어 장치.
제 1 항, 제 6 항, 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실내 온습도 제어 장치는
실내의 천정을 이루는 내부 지붕;
상기 내부 지붕에서 일정 높이로 이격되면서 상기 내부 지붕을 덮고, 상기 내부 지붕과의 사이의 공기를 외부로 토출시킬 수 있는 지붕측 공기 토출구가 형성된 외부 지붕; 및
상기 내부 지붕과 상기 외부 지붕 사이에 배치되고 수원과 연결되어, 상기 내부 지붕을 식힐 수 있도록 상기 내부 지붕의 상면에 수분을 분사할 수 있는 지붕측 수분 공급 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 온습도 제어 장치.