KR101652080B1 - 축열식 냉난방시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 축열식 냉난방시스템에 관한 것으로서, 내부에 물이 유동되되 비닐하우스의 각 위치에 설치되는 지온호스; 상기 지온호스와 연결되며, 태양열 또는 복사열에 의해 데워진 상기 지온호스 내의 물을 회수하는 회수파이프; 목표온도에 도달된 온수가 저장되는 축열탱크; 상기 축열탱크와 연결되며, 상기 회수파이프 내의 물의 온도를 상기 목표온도로 승온시키는 히트펌프; 및 상기 축열탱크와 연결되고 상기 비닐하우스의 각 위치에 배치되며, 상기 축열탱크 내의 난방수를 상기 비닐하우스의 각 위치로 공급하는 온수 공급파이프를 포함한다.

Description

축열식 냉난방시스템{COOLING AND HEATING SYSTEM}
본 발명은, 축열식 냉난방시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 밤 시간동안에는 지온호스를 이용하여 지면온도 및 비닐하우스 내의 온도를 상승시키고, 낮 시간동안에는 과도하지 않게 적당한 지면온도 및 비닐하우스 내의 온도를 유지시킬 수 있어 작물성장을 촉진시킬 수 있는 축열식 냉난방시스템에 관한 것이다.
비닐하우스는 채소류의 촉성재배 또는 열대식물을 재배하기 위하여 비닐 필름을 씌운 온실을 가리킨다.
근자에 들어 밭작물이나 화훼식물 기타 과실수 등의 농작물이 해당 계절에 관계없이 비닐하우스에 의해 재배되어 생산되고 있다.
이러한 비닐하우스는 농촌뿐만 아니라 도시의 근교에서도 많이 사용되고 있는데, 농작물을 경작하는데 적당한 온도를 유지시킬 수만 있다면 당해 농작물은 원활하게 성장 발육되어 그 결실을 볼 수 있기 때문에 이와 같은 온도 유지를 위해서 비닐하우스를 사용하여 농작물을 재배하는 것이 보편화된 것이다.
한편, 비닐하우스는 외피를 이루는 비닐의 특성상 열전도율이 높기 때문에 일조량이 강한 주간에는 태양의 복사열에 의해 비닐하우스 내부의 온도가 상승되지만 야간이나 흐린 날에는 복사열이 적기 때문에 비닐하우스 내부 온도 역시 급격하게 내려간다.
따라서 야간이나 흐린 날에는 비닐하우스 내부의 온도가 하강되지 않도록 예컨대, 보일러나 전기 히터와 같은 별도의 난방시스템을 사용하는 것이 보통이다.
하지만, 보일러와 같은 별도의 난방시스템을 사용할 경우, 비닐하우스의 실내 온도를 작물의 성장온도에 맞게 유지시킬 수는 있지만 높은 연료비 이외에도 지나친 히터 가동으로 인하여 화재의 위험부담이 큰 문제점이 있다.
이에, 이러한 문제점을 해소하기 위한 수단으로서, 대한민국특허청 출원번호 제10-2002-0078413호, 대한민국특허청 출원번호 제10-2007-0076652호, 대한민국특허청 출원번호 제10-2008-0085203호, 대한민국특허청 출원번호 제10-2009-0046964호 등과 같은 냉난방시스템이 개발되고 있으나 상기 문헌들에 개시된 기술을 비롯한 종래기술에 따른 냉난방시스템의 경우, 구조적인 한계로 인해 실질적으로 적용에 어려움이 예상되므로 새롭고 진보된 타입의 축열식 냉난방시스템에 대한 기술 개발이 필요한 실정이다.
대한민국특허청 출원번호 제10-2002-0078413호 대한민국특허청 출원번호 제10-2007-0076652호 대한민국특허청 출원번호 제10-2008-0085203호 대한민국특허청 출원번호 제10-2009-0046964호
본 발명의 목적은, 밤 시간동안에는 지온호스를 이용하여 지면온도 및 비닐하우스 내의 온도를 상승시키고, 낮 시간동안에는 과도하지 않게 적당한 지면온도 및 비닐하우스 내의 온도를 유지시킬 수 있어 작물성장을 촉진시킬 수 있는 축열식 냉난방시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 내부에 물이 유동되되 비닐하우스의 각 위치에 설치되는 지온호스; 상기 지온호스와 연결되며, 태양열 또는 복사열에 의해 데워진 상기 지온호스 내의 물을 회수하는 회수파이프; 목표온도에 도달된 온수가 저장되는 축열탱크; 상기 축열탱크와 연결되며, 상기 회수파이프 내의 물의 온도를 상기 목표온도로 승온시키는 히트펌프; 및 상기 축열탱크와 연결되고 상기 비닐하우스의 각 위치에 배치되며, 상기 축열탱크 내의 난방수를 상기 비닐하우스의 각 위치로 공급하는 온수 공급파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 축열식 냉난방시스템에 의해 달성된다.
상기 지온호스는 상기 비닐하우스의 내벽면, 상부 천장, 하부 바닥 전체에 배치될 수 있다.
상기 비닐하우스의 골조를 이루는 하우스 골조 파이프를 더 포함하며, 상기 지온호스는 상기 하우스 골조 파이프 내에 배치될 수 있다.
퇴수탱크; 및 상기 퇴수탱크와 연결되며, 상기 축열탱크 내의 물의 온도가 상기 목표온도에 미달될 때, 물을 가열하는 전극보일러를 더 포함할 수 있다.
상기 퇴수탱크 내에는 열교환 배관이 마련되며, 상기 퇴수탱크의 열교환 배관은 상기 히트펌프 및 상기 전극보일러와 연결될 수 있다.
상기 퇴수탱크의 열교환 배관, 상기 히트펌프 및 상기 전극보일러를 연결하는 라인 상에는 펌프가 각각 마련될 수 있다.
상기 퇴수탱크의 열교환 배관과 상기 히트펌프를 연결하는 라인 상에는 스트레이너가 배치될 수 있다.
상기 회수파이프와 상기 축열탱크를 연결하는 회수라인에 마련되는 회수측 펌프; 및 상기 온수 공급파이프와 상기 축열탱크를 연결하는 공급라인에 마련되는 공급측 펌프를 더 포함할 수 있다.
태양광을 센싱하는 태양광 센서; 지열을 센싱하는 지열 센서; 상기 축열탱크 내의 난방수 온도를 감지하는 난방수 온도 감지센서; 및 상기 태양광 센서, 상기 지열 센서 및 상기 난방수 온도 감지센서의 센싱신호에 기초하여 상기 히트펌프의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 밤 시간동안에는 지온호스를 이용하여 지면온도 및 비닐하우스 내의 온도를 상승시키고, 낮 시간동안에는 과도하지 않게 적당한 지면온도 및 비닐하우스 내의 온도를 유지시킬 수 있어 작물성장을 촉진시킬 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라 본 발명의 경우, 무더운 비닐하우스 내의 열을 효율적으로 회수함으로써 작업환경을 개선할 수 있음은 물론 잉여열을 회수하여 난방용으로 사용함으로써 비용 절감을 기대할 수 있다.
특히, 본 발명의 경우, 종전처럼 보일러나 히터를 과도하게 사용하지 않기 때문에 전력 소비와 그에 따른 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 냉난방시스템이 비닐하우스에 적용된 상태의 개략도이다.
도 2는 도 1의 A 영역의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 냉난방시스템의 도식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 냉난방시스템의 제어블록도이다.
도 5 내지 도 7은 각각 하우스 골조 파이프와 지온호스 간의 결합 방식에 대한 변형예들이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 축열식 냉난방시스템이 비닐하우스에 적용된 상태의 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문어구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작(작용)은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
또한 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 냉난방시스템이 비닐하우스에 적용된 상태의 개략도, 도 2는 도 1의 A 영역의 확대도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 냉난방시스템의 도식도, 그리고 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 냉난방시스템의 제어블록도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 축열식 냉난방시스템은 밤 시간동안에는 지온호스(120)를 이용하여 지면온도 및 비닐하우스(110) 내의 온도를 상승시키고, 낮 시간동안에는 과도하지 않게 적당한 지면온도 및 비닐하우스(110) 내의 온도를 유지시킬 수 있어 작물성장을 촉진시킬 수 있도록 한 것으로서, 지온호스(120), 회수파이프(111), 온수 공급파이프(112), 축열탱크(130), 퇴수탱크(131), 히트펌프(133), 전극보일러(134), 각종 센서들(161~163), 그리고 컨트롤러(170)를 포함한다.
도 1에 도시된 것처럼 본 실시예에 따른 축열식 냉난방시스템은 비닐하우스(110)에 설치될 수 있다. 도 1은 주변에서 흔히 접할 수 있는 비닐하우스(110)의 형태이다.
물론, 도 1에 도시된 비닐하우스(110)의 형태와 다른 온실 구조에도 본 실시예에 따른 축열식 냉난방시스템이 적용될 수 있다. 따라서 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
이러한 비닐하우스(110)는 하우스 외피(110a)와 하우스 내피(110b)를 포함하는 반원기둥 구조를 이루는 구조물이다. 하우스 외피(110a)와 하우스 내피(110b)는 주로 비닐로 적용되나 다른 재질로 대체될 수 있다.
하우스 외피(110a)와 하우스 내피(110b)가 지지될 수 있도록 비닐하우스(110)에는 군데군데 하우스 골조 파이프(110c)가 마련된다. 하우스 골조 파이프(110c)는 내부가 빈 파이프(pipe)로 적용될 수 있다.
지온호스(120)는 내부에 물이 유동되는 호스로서, 비닐하우스(110)의 각 위치에 설치될 수 있다.
예컨대, 지온호스(120)는 비닐하우스(110)의 내벽면, 상부 천장, 하부 바닥 전체에 배치될 수 있는데, 지온호스(120)가 많이 배치될수록 난방수를 좀 더 많이 생산할 수 있어 유리할 수 있다.
특히, 본 실시예의 경우, 도 2처럼 비닐하우스(110)의 골조를 이루는 하우스 골조 파이프(110c) 내에 지온호스(120)가 더 배치된다. 이처럼 비닐하우스(110) 내에도 지온호스(120)가 배치됨에 따라 자연적인 난방수를 좀 더 많이 생산할 수 있어 냉난방 시스템을 구축하는데 도움이 될 수 있다.
회수파이프(111)는 비닐하우스(110)의 각 위치에 마련되는 지온호스(120)와 연결되며, 태양열 또는 복사열에 의해 데워진 지온호스(120) 내의 물을 회수하는 역할을 한다.
비닐하우스(110)의 내벽면, 상부 천장에 배치된 지온호스(120)로부터는 태양열에 의해 데워진 물이 회수파이프(111)로 회수될 것이고, 비닐하우스(110)의 하부 바닥에 배치된 지온호스(120)로부터는 복사열 또는 지열에 의해 데워진 물이 회수파이프(111)로 회수될 수 있다.
온수 공급파이프(112)는 축열탱크(130)와 연결되고 비닐하우스(110)의 각 위치에 배치되며, 축열탱크(130) 내의 난방수를 비닐하우스(110)의 각 위치로 공급하는 역할을 한다.
이처럼 축열탱크(130) 내의 온수가 온수 공급파이프(112)를 통해 비닐하우스(110)의 각 위치로 공급됨에 따라 비닐하우스(110)를 난방시킬 수 있음은 물론 필요 시 온수를 사용할 수 있는 이점이 있다.
축열탱크(130)는 목표온도에 도달된 온수가 저장되는 탱크이다. 축열탱크(130)는 회수파이프(111) 및 온수 공급파이프(112)와 연결된다.
즉 회수파이프(111)와 축열탱크(130)는 회수라인(150a)에 의해 연결되고, 온수 공급파이프(112)와 축열탱크(130)는 공급라인(150b)에 의해 연결된다. 이때, 회수라인(150a)과 공급라인(150b) 상에는 각각 해당 라인(150a,150b)을 따라 유동되는 물을 펌핑하기 위한 회수측 펌프(151)와 공급측 펌프(152)가 마련된다. 회수측 펌프(151)와 공급측 펌프(152)는 모두 컨트롤러(170)에 의해 그 동작 및 펌핑세기가 컨트롤될 수 있다.
퇴수탱크(131)는 축열탱크(130)와는 별개로 마련되는 탱크로서, 그 내부에는 열교환 배관(132)이 마련된다.
퇴수탱크(131)의 열교환 배관(132)은 히트펌프(133) 및 전극보일러(134)와 연결될 수 있다. 퇴수탱크(131)의 열교환 배관(132)과 히트펌프(133) 및 전극보일러(134)를 연결하는 라인 상에는 해당 라인을 따라 흐르는 물을 펌핑하는 라인펌프(P1~P4)가 마련된다. 라인펌프(P5,P6)는 히트펌프(133)와 축열탱크(130)를 연결하는 라인 상에서 마련될 수 있다.
히트펌프(133)는 퇴수탱크(131) 및 축열탱크(130)와 연결되며, 회수파이프(111) 내의 물의 온도를 목표온도로 승온시키는 역할을 한다.
실제, 지온호스(120)를 통해 회수파이프(111) 내로 회수된 물의 경우, 완전히 고온은 아닐 수 있으므로 이러한 물이 목표온도에 도달된 후, 축열탱크(130)로 저장될 수 있도록 히트펌프(133)가 물을 순환시키면서 물을 가열한다.
퇴수탱크(131)의 열교환 배관(132)과 히트펌프(133)를 연결하는 라인 상에는 스트레이너(145)가 배치될 수 있다.
스트레이너(145)는 해당 위치에서 해당 라인을 따라 흐르는 물 속의 이물질을 여과시키는 역할을 한다.
전극보일러(134)는 히트펌프(133)와 마찬가지로 퇴수탱크(131)와 연결되며, 축열탱크(130) 내의 물의 온도가 목표온도에 미달될 때, 물을 가열하는 역할을 한다.
즉 물의 공급이 많은 경우, 히트펌프(133)만을 가지고는 물이 목표온도에 도달되게 가열할 수 없을 수도 있는데, 이러한 경우에는 전극보일러(134)를 가동시켜 물의 온도를 목표온도로 강제 가열할 수 있다.
한편, 본 실시예의 축열식 냉난방시스템에는 회수파이프(111)와 온수 공급파이프(112)에 이웃된 라인 상에 컨트롤러(170)에 의해 자동으로 컨트롤되는 회수측 3방향 밸브(141)와 공급측 3방향 밸브(142)가 마련된다.
회수측 3방향 밸브(141)와 공급측 3방향 밸브(142)는 원격에서도 자동 제어가 가능하도록 솔레노이드 밸브로 적용될 수 있다.
예컨대, 회수측 3방향 밸브(141)의 동작에 기초하여 회수파이프(111)로 회수된 물이 축열탱크(130)로 직접 향할 수도 있고, 아니면 축열탱크(130)로는 향하지 않은 채 퇴수탱크(131)로만 향할 수 있다.
마찬가지로, 공급측 3방향 밸브(142)의 동작에 기초하여 축열탱크(130) 내의 물이 온수 공급파이프(112) 또는 축열탱크(130)로 선택적으로 유동될 수 있다.
다음으로, 태양광 센서(161)는 비닐하우스(110)의 상부에 배치되어 태양광을 센싱하며, 지열 센서(162)는 지면에 마련되어 지열을 센싱한다.
그리고 난방수 온도 감지센서(163)는 축열탱크(130) 내의 난방수 온도를 감지한다.
마지막으로, 컨트롤러(170)는 태양광 센서(161), 지열 센서(162) 및 난방수 온도 감지센서(163)의 센싱신호에 기초하여 히트펌프(133)의 동작을 컨트롤한다.
이 외에도 컨트롤러(170)는 도 4에 도시된 것처럼 전극보일러(134), 회수측 또는 공급측 펌프(151,152), 라인펌프들(P1~P6), 회수측 3방향 밸브(141), 그리고 공급측 3방향 밸브(142)의 동작을 컨트롤한다.
이러한 컨트롤러(170)는 중앙처리장치(171, CPU), 메모리(172, MEMORY), 서포트 회로(173, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.
중앙처리장치(171)는 본 실시예에서 태양광 센서(161), 지열 센서(162) 및 난방수 온도 감지센서(163)의 센싱신호에 기초하여 히트펌프(133)의 동작을 컨트롤하는 한편, 전극보일러(134), 회수측 또는 공급측 펌프(151,152), 라인펌프들(P1~P6), 회수측 3방향 밸브(141), 그리고 공급측 3방향 밸브(142)의 동작을 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.
메모리(172, MEMORY)는 중앙처리장치(171)와 연결된다. 메모리(172)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리이다.
서포트 회로(173, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(171)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(173)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 컨트롤러(170)는 태양광 센서(161), 지열 센서(162) 및 난방수 온도 감지센서(163)의 센싱신호에 기초하여 히트펌프(133)의 동작을 컨트롤하는 한편, 전극보일러(134), 회수측 또는 공급측 펌프(151,152), 라인펌프들(P1~P6), 회수측 3방향 밸브(141), 그리고 공급측 3방향 밸브(142)의 동작을 컨트롤한다.
이때, 컨트롤러(170)가 태양광 센서(161), 지열 센서(162) 및 난방수 온도 감지센서(163)의 센싱신호에 기초하여 히트펌프(133)의 동작을 컨트롤하는 한편, 전극보일러(134), 회수측 또는 공급측 펌프(151,152), 라인펌프들(P1~P6), 회수측 3방향 밸브(141), 그리고 공급측 3방향 밸브(142)의 동작을 컨트롤하는 일련의 프로세스 등은 메모리(172)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(172)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.
본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 축열식 냉난방시스템의 작용을 간략하게 설명한다.
낮 시간동안 비닐하우스(110)의 각 위치에 분포되어 설치된 지온호스(120) 내의 물이 태양열, 복사열 또는 지열에 의해 데워지면 회수파이프(111)를 통해 모아지며, 이후 히트펌프(133)에 의해 보다 높은 온도로 승온되어 축열탱크(130)에 저장된다.
만약, 축열탱크(130)에 저장되는 물의 온도가 목표온달에 미달될 때는 전극보일러(134)가 동작되어 물의 온도를 목표온도에 도달시켜 축열탱크(130)에 저장시키게 됨으로써, 밤 시간동안 축열탱크(130) 내에 축열된 온수를 이용하여 난방열로 사용할 수 있다.
이와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 밤 시간동안에는 지온호스를 이용하여 지면온도 및 비닐하우스(110) 내의 온도를 상승시키고, 낮 시간동안에는 과도하지 않게 적당한 지면온도 및 비닐하우스(110) 내의 온도를 유지시킬 수 있어 작물성장을 촉진시킬 수 있게 된다.
뿐만 아니라 본 실시예의 경우, 무더운 비닐하우스(110) 내의 열을 효율적으로 회수함으로써 작업환경을 개선할 수 있음은 물론 잉여열을 회수하여 난방용으로 사용함으로써 비용 절감을 기대할 수 있다.
특히, 본 실시예의 경우, 종전처럼 보일러나 히터를 과도하게 사용하지 않기 때문에 전력 소비와 그에 따른 비용을 감소시킬 수 있다.
도 5 내지 도 7은 각각 하우스 골조 파이프와 지온호스 간의 결합 방식에 대한 변형예들이다.
도 5를 참조하면, 하우스 골조 파이프(110c)와 지온호스(120) 사이에 열전도를 향상시키는 열전도 향상부재(290)가 마련된다.
열전도 향상부재(290)는 열전도 효과가 좋은 테이프일 수도 있고, 아니면 물질일 수도 있다. 이처럼 하우스 골조 파이프(110c)와 지온호스(120) 사이에 열전도 향상부재(290)가 마련될 경우, 태양열 혹은 복사열을 직접 받은 하우스 골조 파이프(110c)로부터의 열이 지온호스(120)로 그대로 전도될 수 있어 유리한 효과를 이끌어낼 수 있다.
도 6을 참조하면, 지온호스(320)의 외측에는 하우스 골조 파이프(110c)와의 접촉면적을 향상시키는 접촉면적 향상돌기(390)가 마련된다.
접촉면적 향상돌기(390)는 지온호스(320)에 일체로 형성될 수도 있는데, 이처럼 지온호스(320)의 외측에 접촉면적 향상돌기(390)가 마련될 경우, 태양열 혹은 복사열을 직접 받은 하우스 골조 파이프(110c)로부터의 열이 지온호스(120)로 그대로 전도될 수 있어 유리한 효과를 이끌어낼 수 있다.
도 7은 참조하면, 지온호스(420)의 일측에는 공기 빼기 홀(491)이 형성되며, 공기 빼기 홀(491)에는 마개(490)가 마련된다.
지온호스(420) 내의 물이 회수파이프(111)로 회수될 때, 만약 지온호스(420) 내에 공기가 찰 경우에는 물의 흐름이 원활하지 못할 수 있다. 이럴 경우에는 지온호스(420) 내의 공기를 빼주어야 하는데, 이를 위해 공기 빼기 홀(491)과 마개(490)가 마련되는 것이다. 공기 빼기 홀(491)과 마개(490)는 지온호스(420) 상 군데군데 마련될 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 구조가 적용되더라도 밤 시간동안에는 지온호스를 이용하여 지면온도 및 비닐하우스(110) 내의 온도를 상승시키고, 낮 시간동안에는 과도하지 않게 적당한 지면온도 및 비닐하우스(110) 내의 온도를 유지시킬 수 있어 작물성장을 촉진시킬 수 있게 된다.
뿐만 아니라 본 실시예의 경우, 무더운 비닐하우스(110) 내의 열을 효율적으로 회수함으로써 작업환경을 개선할 수 있음은 물론 잉여열을 회수하여 난방용으로 사용함으로써 비용 절감을 기대할 수 있다.
특히, 본 실시예의 경우, 종전처럼 보일러나 히터를 과도하게 사용하지 않기 때문에 전력 소비와 그에 따른 비용을 감소시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 축열식 냉난방시스템이 비닐하우스에 적용된 상태의 개략도이다.
이 도면을 참조하면, 본 실시예의 경우, 지온호스(120) 상의 일측에 태양열 집열관(550, 또는 진공관)이 더 연결된다.
본 실시예처럼 지온호스(120)에 태양열 집열관(550, 또는 진공관)이 연결될 경우, 지온호스(120) 내의 물을 가열하는 효율을 보다 향상시킬 수 있을 것임에 틀림이 없다.
이상 설명한 바와 같은 구조가 적용되더라도 밤 시간동안에는 지온호스를 이용하여 지면온도 및 비닐하우스(510) 내의 온도를 상승시키고, 낮 시간동안에는 과도하지 않게 적당한 지면온도 및 비닐하우스(510) 내의 온도를 유지시킬 수 있어 작물성장을 촉진시킬 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
110 : 비닐하우스 110a : 하우스 외피
110b : 하우스 내피 110c : 하우스 골조 파이프
111 : 회수파이프 112 : 온수 공급파이프
120 : 지온호스 130 : 축열탱크
131 : 퇴수탱크 132 : 열교환 배관
133 : 히트펌프 134 : 전극보일러
141 : 회수측 3방향 밸브 142 : 공급측 3방향 밸브
145 : 스트레이너 151 : 회수측 펌프
152 : 공급측 펌프 161 : 태양광 센서
162 : 지열 센서 163 : 난방수 온도 감지센서
170 : 컨트롤러

Claims (9)

  1. 내부에 물이 유동되되 비닐하우스의 각 위치에 설치되는 지온호스; 상기 지온호스와 연결되며, 태양열 또는 복사열에 의해 데워진 상기 지온호스 내의 물을 회수하는 회수파이프; 목표온도에 도달된 온수가 저장되는 축열탱크; 상기 축열탱크와 연결되며, 상기 회수파이프 내의 물의 온도를 상기 목표온도로 승온시키는 히트펌프; 상기 축열탱크와 연결되고 상기 비닐하우스의 각 위치에 배치되며, 상기 축열탱크 내의 난방수를 상기 비닐하우스의 각 위치로 공급하는 온수 공급파이프; 및 상기 비닐하우스의 골조를 이루는 하우스 골조 파이프를 포함하며,
    상기 지온호스는 상기 하우스 골조 파이프 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 축열식 냉난방시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지온호스는 상기 비닐하우스의 내벽면, 상부 천장, 하부 바닥 전체에 배치되는 것을 특징으로 하는 축열식 냉난방시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우스 골조 파이프와 상기 지온호스 사이에 열전도를 향상시키는 열전도향상부재가 마련되는 것을 특징으로 하는 축열식 냉난방시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지온호스의 외측에는 상기 하우스 골조 파이프와의 접촉면적을 향상시키는 접촉면적 향상돌기가 마련되는 것을 특징으로 하는 축열식 냉난방시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지온호스의 일측에는 공기 빼기 홀이 형성되며, 상기 공기 빼기 홀에는 마개가 마련되는 것을 특징으로 하는 축열식 냉난방시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    퇴수탱크; 및 상기 퇴수탱크와 연결되며, 상기 축열탱크 내의 물의 온도가 상기 목표온도에 미달될 때, 물을 가열하는 전극보일러를 더 포함하고,
    상기 퇴수탱크 내에는 열교환 배관이 마련되며, 상기 퇴수탱크의 열교환 배관은 상기 히트펌프 및 상기 전극보일러와 연결되는 것을 특징으로 하는 축열식 냉난방시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 퇴수탱크의 열교환 배관, 상기 히트펌프 및 상기 전극보일러를 연결하는 라인 상에는 펌프가 각각 마련되고,
    상기 퇴수탱크의 열교환 배관과 상기 히트펌프를 연결하는 라인 상에는 스트레이너가 배치되는 것을 특징으로 하는 축열식 냉난방시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 회수파이프와 상기 축열탱크를 연결하는 회수라인에 마련되는 회수측 펌프; 및
    상기 온수 공급파이프와 상기 축열탱크를 연결하는 공급라인에 마련되는 공급측 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축열식 냉난방시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    태양광을 센싱하는 태양광 센서;
    지열을 센싱하는 지열 센서;
    상기 축열탱크 내의 난방수 온도를 감지하는 난방수 온도 감지센서; 및
    상기 태양광 센서, 상기 지열 센서 및 상기 난방수 온도 감지센서의 센싱신호에 기초하여 상기 히트펌프의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축열식 냉난방시스템.
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