KR101681601B1 - 이산화탄소 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

연소기(1), 냉동기(3), 상기 냉동기(3)의 냉동 사이클에서 냉각한 유체가 흐르는 흡열용 열교환기(6)를 구비하는 이산화탄소 공급 장치로서, 상기 연소기(1)의 연소에 의해 획득된 이산화탄소를 포함하는 배기 가스를 상기 흡열용 열교환기(6)에 통과시켜서 냉각하여, 시설 원예 하우스 내에 공급하는 것을 특징으로 한다.

Description

이산화탄소 공급 장치{CARBON DIOXIDE SUPPLY DEVICE}
본 발명은 원예 하우스(horticultural greenhouse) 등에 있어서, 식물의 광합성에 이용하는 이산화탄소를 공급하기 위한 이산화탄소 공급 장치에 관한 것이다.
종래의 원예 하우스에서는 통상 하우스 내의 온도, 습도를 조정하기 위해서, 하우스 내외를 연계할 수 있는 창이 개폐된다. 이와 함께, 식물이 광합성을 실시하기 위해 필요한 빛은 태양광 또는 인공광을 이용한다. 또한, 외기 환경에 불구하고 식물에 적합한 환경을 실현하기 위해, 난방용 보일러, 습도 조정용 가습기 등이 설치된다. 그와 같은 원예 하우스에서는 광합성 시 소비되는 이산화탄소(CO2)를 확보하기 위해서, 외기 도입을 이용하거나, 토양 등에 생식하는 미생물이 발생하는 CO2를 이용하거나, 공업적으로 생산되는 CO2가스를 이용하거나, 연료가 연소할 때 또는 산화 반응 후 발생하는 CO2를 이용하는 등의 방법이 있다.
상기한 CO2 공급 방법에는 각각 문제가 있다. 외기 도입에 대하여, 외기 도입에 의한 CO2의 공급 시 하우스 내의 환경이 변화한다. 이 때문에, 식물에 스트레스를 주거나, 외기 도입에 의한 환경 조정을 위한 에너지 손실이 발생한다. 또한, 광합성이 활발히 실시될 때 CO2농도를 높여서 다량으로 CO2를 소비시킴으로써 식물의 성장이 보다 촉진되는 현상이 문헌 등에서 일반적으로 알려져 있다. 그러나 외기의 CO2량은 대략 400ppm 정도로, 외기만으로는 광합성이 활발히 실시될 때에 CO2농도를 높일 수 없다. 토양 등의 미생물이 발생하는 CO2에 대해서는, 공급원인 미생물의 활동에 따라 CO2량이 좌우되어, 안정적인 공급이 곤란하다. 공업적으로 생산되는 CO2가스의 이용에 대해서는, 하우스 내의 환경에 좌우되는 요인은 없어서 원하는 CO2량의 공급이 가능한데, 일반적으로 CO2가스를 그 생산처로부터 하우스에 수송하기 위한 수송 비용이 포함되어, CO2가스의 단가가 높아서 문제가 있다. 또한, 수송 비용을 저감하기 위해서, 하우스측에서 대규모의 저장 탱크 등의 설비를 설치할 필요가 있어서, 초기 투자가 고액으로 되는 것이나, 입수처도 한정되는 등의 문제가 있다.
한편, 일반적으로 보급하고 있는, 연료를 연소시켜서 CO2를 발생시키는 방법으로서, 특허 문헌 1에 연소 가스를 팬으로 하우스 내에 공급하는 장치가 개시되어 있다. 이와 같은 장치에서는 연소 시의 열도 동시에 하우스 내에 공급된다. 태양광을 이용한 하우스에서는 주간에 태양열도 지나치게 충분할 정도로 공급된다. 그러한 상황에서 하우스 내에 필요한 CO2 이외에, 연소 가스의 열까지 불필요하게 공급되어 하우스 내의 온도가 상승하고, 식물에 적합한 환경을 실현할 수 없게 된다. 따라서 온도 상승을 억제하기 위해 온도, 습도 조정용의 개폐창이 개방되면, 온도는 저하되지만, 연소에 의하여 공급되고 있는 CO2도 동시에 외부로 방출되어 CO2농도를 높일 수 없게 된다.
또한, 공급되는 CO2가스는 연소열을 포함한 CO2로 되기 때문에 발생하는 CO2를 직접 식물 근처에 공급하는 것도 곤란하다. 그 대책으로, 특허 문헌 2에는 배기 가스와 유체를 열교환하여 배기 가스 온도를 저하시키는 시스템이 개시되어 있다. 그러나 CO2와 함께 발생하는 열을 제거한 후에는 냉각탑 등에서 폐기될 뿐으로, 연료가 갖는 에너지를 유효하게 이용할 수 없다는 문제가 있었다.
특허 문헌 1: 일본 무심사 특허공개 제2004―135639A호 공보 특허 문헌 2: 일본 무심사 특허공개 제2004―344154A호 공보
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 CO2를 공급할 때에 발생하는 열을 효과적으로 이용한 이산화탄소 공급 장치를 제공한다.
상기 문제점을 해결하기 위해 청구항 1의 발명은, 연소기(1), 냉동기(3) 및 상기 냉동기(3)의 냉동 사이클에서 냉각한 유체가 흐르는 흡열용 열교환기(6)를 구비하는 이산화탄소 공급 장치로서, 상기 연소기(1)에서 연소한 경우에, 이산화탄소를 포함하는 배기 가스를 상기 흡열용 열교환기(6)를 통해 통과시켜서 냉각하여, 원예 하우스 내에 공급하는 이산화탄소 공급 장치이다.
또한, 앞서의 참조 부호는 후술하는 실시예에 기재된 구체적 실시예와의 대응 관계를 나타내는 예시이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예(연소기(1) 온(ON))의 개략 구성도이다.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예의 열구동 냉동기(제 1 흡착기(101b)에 의한 흡착식 냉동 사이클)의 개략 구성도이다.
도 2b는 본 발명의 제 1 실시예의 열구동 냉동기(제 2 흡착기(101c)에 의한 흡착식 냉동 사이클)의 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 개략 구성도이다(연소기(1) 오프(OFF)).
도 4는 본 발명의 제 2 실시예의 개략 구성도이다(연소기(1) 온(ON)).
도 5는 본 발명의 제 2 실시예의 개략 구성도이다(연소기(1) 오프(OFF)).
도 6은 본 발명의 제 3 실시예의 열구동 냉동기의 개략 구성도이다(흡착식 냉동 사이클).
도 7은 본 발명의 제 3 실시예의 열구동 냉동기(흡착식 냉동 사이클의 경우)의 개략 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예의 개략 구성도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예의 개략 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제 5 실시예의 개략 구성도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명한다. 각 실시예에서, 동일 구성 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
(제 1 실시예)
본 발명의 제 1 실시예는, 연소기(1)를 연소시키고 CO2를 포함하는 배기 가스를 원예 하우스 내에 공급함으로써, CO2를 원예 하우스 내에 인공적으로 공급한다. 이때, 연소기 내에서는 연소 시 발생되는 열과 열교환하여 온수를 발생시킨다. 그 온수는 열구동(열동력) 냉동기(3)에 공급된다. 열구동 냉동기(3)는 공급된 온수를 에너지로 하여 냉수를 발생시킨다. 이후, 발생된 냉수가 흡열용 열교환기(6)에 공급되어 CO2를 포함하는 배기 가스를 냉각시킨다. 배기 가스의 냉각은 원예 하우스 내 식물에 배기 가스를 직접 공급 가능한 온도까지 저하시키는데 적합하다. 그러나, 직접 공급 가능한 온도까지 배기 가스를 냉각시키는 것이 필요한 것은 아니다. 추가의 냉각기 등을 사용하여 배기 가스를 더욱 냉각시키고, 이를 원예 하우스 내의 식물에 공급하는 것도 가능하다. 식물에 배기 가스의 직접 공급이 가능한 온도까지 냉각하는 상술한 예는 단순한 일례이다.
연소기(1)는 연소 전용기 또는 난방ㆍ급탕용의 보일러 등에 한정되지 않으며, 배기 가스를 활용할 수 있는 것이면 충분하다. 연소기는 내연 기관, 외연 기관, 탄소를 포함하는 연료의 수증기 개질을 이용한 연료 전지 등을 폭넓게 포함하는 것으로 정의된다. 본 발명의 제 1 실시예의 열구동 냉동기(3)는 흡착식 냉동 사이클(adsorption refrigeration cycle)을 사용한 실시예로서 설명되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 흡수식 냉동 사이클(absorption refrigeration cycle) 또는 압축기(3)를 사용한 통상의 냉동 사이클일 수도 있다. 여기에서 "냉동기"란 이들을 모두 포함한 것으로 사용된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예는, 주로 연소기(1)와, 그 연소기(1)의 열에너지를 이용하여 흡열할 수 있는 열구동 냉동기(3)와, 열구동 냉동기(3)로부터 발생되는 흡열용 냉수를 사용하여 연소기(1)로부터 배출되는 연소 가스를 냉각ㆍ조습하는(즉, 연소 가스를 냉각하고 연소 가스의 수분을 조절하는) 흡열용 열교환기(6)를 구비한다. 연소기(1)는 CO2를 포함한 연소 가스를 배출하여 원예 하우스 내에서의 CO2를 공급하는 것과 함께 온수를 발생시킨다. 그 연소기(1)에 의해 승온된 온수는, 라인(L1)의 배관 회로를 통해 열구동 냉동기(3)에 입력되고, 이에 따라 연소기(1)의 열에너지를 낭비없이 이용하여 열구동 냉동기(3)의 흡착식 냉동 사이클(후술됨)을 작동시킨다. 또한, 2차 열교환기(2)는 연소기(1)에서 발생된 연소 가스로부터의 열을 회수한다.
열구동 냉동기(3)의 증발기(102)(도 2a 참조)에서 냉각된 냉수는, 라인(L2)의 회로를 통하여 열구동 냉동기(3)의 접속구(e)로부터 공급되고, 흡열용 열교환기(6)에 공급된다. 흡열용 열교환기(6)는 연소기(1)로부터 배출되는 CO2를 포함한 연소 가스의 냉각ㆍ조습을 위해 이용된다. 냉수는 열구동 냉동기(3)의 접속구(d)로 귀환한다. 축열 탱크(5)의 유체가 흐르는 라인(L3)은, 유체가 2차 열교환기(2), 열구동 냉동기(3)의 접속구(c, f)를 통과한 후, 축열 탱크(5)로 귀환하도록 연결된다. 라인(L3)에는 액―액 열교환기(4)가 도중에 설치되고, 열구동 냉동기(3)에서 라인(L1)을 통과한 후의 온수와 열교환한다. 이와 같이, 라인(L1)을 통과한 후의 온수를 라인(L3)에 있는 액―액 열교환기(4)에서 열을 회수하고, 그 열은 축열 탱크(5) 내에 축열된다. 본 발명을 시스템 전체로서 구성하는데 있어서, 열 회수를 위해 축열 탱크(5)의 존재는 효과적이지만, 축열 탱크(5)가 없는 경우에도 본 실시예는 성립된다. 이 경우, 열구동 냉동기(3)의 접속구(c, f)의 라인은 방열용 팬 등으로 냉각하는 라인으로 이루어질 수 있다.
연소기(1)에 의하여 발생한 CO2를 포함한 연소 가스는, 식물에 적합한 온도로 되도록 흡열용 열교환기(6)에서 냉각되며, 이후 송풍용 팬(8)에 의해 원예 하우스 내로 송풍된다. 흡열용 열교환기(6)의 하류에는 방열용 열교환기(7)가 설치된다. 송풍용 팬(8)에 의해 송풍되는 공기는 흡열용 열교환기(6)를 거쳐 방열용 열교환기(7)로 유입된다.
열구동 냉동기(3)는 이용된 온수의 열을 배출하고, 흡착식 냉동 사이클이 흡열한 열을 냉동기 자체의 폐열로서 배출할 필요가 있다. 따라서, 축열 탱크(5) 내에 있는 유체는 라인(L3)에서 냉각수로서 이용된다. 라인(L3)의 냉각수로서의 유체는, 열구동 냉동기(3)에 투입하기 전에, 연소기(1)에서 제거할 수 없었던 열을 배기 가스로부터 회수하기 위해 2차 열교환기(2)를 통과하여 배기 가스의 온도를 낮춘다. 배기 가스의 열을 회수한 후, 그 유체는 열구동 냉동기(3) 내의 폐열을 회수하고, 이후 접속구(f)에서 유출된 유체의 열은 열구동 냉동기(3)에서 이용된 (라인(1) 내의) 온수와 액―액 열교환기(4)를 통해 열교환되고, 그 유체는 고온 유체로서 축열 탱크(5) 내에 저장된다. 축열 탱크(5)의 열은, 후술하는 바와 같이 난방(heating)이나 조습(moisture adjustment)에 이용하기 위해 방열하는 방열용 열교환기(7)에서 이용될 수 있다. 본 실시예는, "흡열+조습+축열 모드" 및 "조습+난방 모드" 간을 전환하기 위한 3방향 밸브(9a 내지 9d), 4방향 밸브(10)를 구비하여 구성된다. 3방향 밸브(9a 내지 9d), 4방향 밸브(10)는 다수의 개폐 밸브로 구성하는 것도 가능하다.
(흡착식 냉동 사이클)
본 실시예의 열구동 냉동기(3)의 흡착식 냉동 사이클이 도 2a 및 2b를 참조하여 설명된다. 또한, 이러한 흡착식 냉동 사이클은 일례로서 예시된다. 임의의 일반적인 주지의 흡착식 냉동 사이클이 본 실시예에 적용될 수 있다. 도 2a는, 본 실시예의 흡착식 냉동 사이클의 제 1 흡착기(101b)가 흡착 공정(adsorption process)으로 작동하고, 제 2 흡착기(101c)가 탈착 공정(desorption process)으로서 작동하고 있는 도면이다. 한편, 도 2b는, 4방향 밸브(105a, 105b)가 90°전환하여 제 2 흡착기(101c)가 흡착 공정으로서 작동하고, 제 1 흡착기(101b)가 탈착 공정으로서 작동하고 있는 도면이다.
이러한 흡착식 냉동 사이클은, 제 1 흡착기(101b), 응축기(103), 제 2 흡착기(101c) 및 증발기(102)가 환상으로 배관에 의해 차례로 연결되어 냉매를 순환시킨다. 106a 내지 106c는 유체용 펌프이다. 유체로서는, 일반적으로 물이 사용되지만, 물에 에틸렌글리콜계의 부동액을 혼합한 유체 등을 사용하는 것도 가능하다. 제 1 흡착기(101b) 및 제 2 흡착기(101c)는, 냉각되면 기체 상태의 냉매를 흡착하고, 가열되면 냉매를 탈리하는 흡착제가 충전된 제 1 흡착 코어(101a) 및 제 2 흡착 코어(101d)를 각각 수용한다. 흡착제가 주위의 증기를 흡착하고, 그에 의해 증발기(102) 내의 액체 상태의 냉매가 증발한다. 증발 시 증발기(102) 내부를 흐르는 라인(L2)의 유체로부터 열을 빼앗아서 냉수를 발생시킨다.
이러한 냉동 사이클은, 증발기(102)의 출구 포트(111)로부터 제 1 흡착기(101b)를 거쳐서 응축기(103)의 입구 포트(112)까지 연장되는 배관 및 응축기(103)의 출구 포트(113)로부터 제 2 흡착기(101c)를 거쳐서 증발기(102)의 입구 포트(114)까지 연장되는 배관을 구비한다. 증발기(102)의 출구 포트(111)와 제 1 흡착기(101b) 사이에는 증기용 밸브(체크 밸브)(104a)가 구비된다. 체크 밸브(104a)는 제 1 흡착기(101b)측의 압력이 증발기(102)측의 압력보다 사전에 결정된 값 이하로 저하한 경우 열린다. 이러한 체크 밸브(104a)는 증발기(102)로부터 제 1 흡착기(101b)로 향하는 냉매의 유동을 허용하고, 반대 방향으로의 냉매의 역류를 저지한다.
제 1 흡착기(101b) 및 응축기(103)의 입구 포트(112) 사이에는 증기용 밸브(체크 밸브)(104c)가 구비된다. 체크 밸브(104c)는 제 1 흡착기(101b)측의 압력이 사전에 결정된 값(응축기(103)측의 압력보다도 고압) 이상으로 상승한 경우 열린다. 이러한 체크 밸브(104c)는 제 1 흡착기(101b)로부터 응축기(103)로 향하는 냉매의 유동을 허용하는 것과 함께, 반대 방향으로의 냉매의 역류를 저지한다.
동일한 방식으로, 증발기(102)의 출구 포트(114) 및 제 2 흡착기(101c) 사이에는 증기용 밸브(체크 밸브)(104b)가 구비된다. 체크 밸브(104b)는 제 2 흡착기(101c)측의 압력이 증발기(102)측의 압력보다 사전에 결정된 값 이하로 저하한 경우 열린다. 이러한 체크 밸브(104b)는 증발기(102)로부터 제 2 흡착기(101c)로 향하는 냉매의 유동을 허용하고, 반대 방향으로의 냉매의 역류를 저지한다.
제 2 흡착기(101c) 및 응축기(103)의 입구 포트(113) 사이에는 증기용 밸브(체크 밸브)(104d)가 구비된다. 체크 밸브(104d)는 제 2 흡착기(101c)측의 압력이 사전에 결정된 값(응축기(103)측의 압력보다 고압) 이상으로 상승한 경우 열린다. 이러한 체크 밸브(104d)는 제 2 흡착기(101c)로부터 응축기(103)로 향하는 냉매의 유동을 허용하고, 반대 방향으로의 냉매의 역류를 저지한다.
제 1 흡착 코어(101a) 및 제 2 흡착 코어(101d)는, 주지의 열교환기 및 그 열교환기의 튜브들, 핀들과 다른 열교환부들의 표면에 부착된 다수의 흡착제로 구성된다. 열교환기는, 가열 매체 또는 냉각 매체가 유통하는 복수의 튜브와, 이들 튜브의 일단이 접합되어 가열 매체 또는 냉각 매체의 분배 또는 집합을 실시하는 헤더 탱크와, 각 튜브의 표면에 접합된 다수의 핀 등을 가진다. 흡착제는 냉각됨으로써 냉매 증기를 포착(trapping)(흡착(adsorbing))하고, 가열됨으로써 흡착된 냉매를 해리(disassociating)(탈착(desorbing))하는 기능을 가진다.
본 실시예에 있어서, 흡착제(adsorbent)로서 예를 들면, 주요한 골조로서 산화 알루미늄(aluminum oxide), 인산(phosphoric acid), 또는 산화규산(oxysilicic acid)으로 이루어지는 것이나, 제올라이트(zeolite), 실리카 겔(silica gel), 활성 알루미나(activated alumina) 또는 활성탄(activated carbon)이 채용된다. 여기에서, 제 1 흡착 코어(101a) 및 제 2 흡착 코어(101d)에 가열 매체를 튜브를 통해 공급함으로써, 제 1 및 제 2 흡착 코어(101a, 101d)의 흡착제는 흡착된 냉매를 탈착시켜 이를 증기로 방출한다.
응축기(103)의 측부 아래에는 응축기(103)의 측면에서 개구된 출구 포트(115)가 형성되고, 증발기(102)의 측부 아래에는 증발기(102)의 측면에서 개구된 입구 포트(116)가 형성된다. 증발기(102)의 입구 포트(116)는 배관(107)을 통해 응축기(103)의 출구 포트(115)에 연결된다. 라인(L3)으로부터의 냉각수는 응축기(103) 내의 냉매를 응축시키는데 사용되고, 그 냉매는 응축기(103)의 출구 포트(115)로부터 중력 또는 차압에 의해 증발기(102)의 입구 포트(116)로 유입되어 귀환하게 된다. 그 때문에, 제 1 흡착기(101b) 또는 제 2 흡착기(101c)가 탈착 공정으로서 작동하는 경우, 냉매의 배출된 수증기가 응축기(103) 내에서 액화되고, 배관(107)을 통해 증발기(102)에 공급된다.
다음으로, 본 실시예의 흡착식 냉동 사이클의 작동이 설명된다. 본 실시예의 흡착식 냉동 사이클에 있어서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 제 1 흡착기(101b)가 흡착 공정으로서 작동하고, 제 2 흡착기(101c)가 탈착 공정으로서 작동한다. 다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 4방향 밸브(105a, 105b)의 밸브 위치가 도 2a에 도시된 상태로부터 90°전환되고, 그에 의해 제 2 흡착기(101c)가 흡착 공정으로서 작동하고, 제 1 흡착기(10b)가 탈착 공정으로서 작동한다. 4방향 밸브(105a, 105b)의 밸브 위치는 전자 제어 유닛(Electronic control unit)(이하, "ECU"라 한다)에 의해 제어된다. ECU는, 열구동 장치(3)의 운전 중 사전에 결정된 제어 주기마다 4방향 밸브(105a, 105b)를 도 2a 및 도 2b에 도시된 밸브 위치로 번갈아 전환시키고, 그 전환 제어를 반복 실행한다.
먼저, 도 2a에 있어서, 제 1 흡착기(101b)가 흡착 공정으로서 작동하고, 제 2 흡착기(101c)가 탈착 공정으로서 작동한다. 이전 공정에서 제 1 흡착 코어(101a)의 수증기가 배출되어 탈착이 완료된 때, 제1 흡착 코어가 접속구(c, f)를 통해 흐르는 냉각수에 의해 냉각됨으로써 제 1 흡착 코어(101a)의 수증기 흡수가 시작되고, 제 1 흡착기(101b) 내부는 감압된다. 결국, 체크 밸브(104a)가 열리게 되면, 제 1 흡착 코어(101a)의 수증기의 흡착에 따라 증발기(102) 내의 냉매는 기화되고, 그에 따라 라인(L2)의 접속구(d)로부터 유입되는 관내의 물은 급속히 열을 빼앗겨 냉각된다.
제 1 흡착 코어(101a)의 흡착이 포화하기 전에, ECU에 의해 제어되어 4방향 밸브(105a, 105b)가 90°전환되어 도 2b의 상태로 된다. 이번에는 제 2 흡착 코어(101d)의 탈착이 완료되어 있기 때문에, 제 2 흡착 코어(101d)의 수증기 흡착이 시작되고, 제 2 흡착기(10c) 내부는 감압된다. 결국, 체크 밸브(104b)가 열리게 되면, 증발기(102) 내에서 냉매의 기화가 진행된다.
한편, 이때 제 1 흡착 코어(101a)에는 라인(L1)으로부터 접속구(b)를 통해 고온의 온수가 유입되어, 제 1 흡착 코어(101a)를 가열한다. 이 때문에, 제 1 흡착 코어(101a)로부터 수증기가 방출되고, 그 압력으로 체크 밸브(104c)가 열리게 된다. 응축기(103)는 수증기를 응축시키고, 제 1 흡착 코어(101a)는 탈착을 완료하고, 흡착 공정에서 흡착 용량(adsortion capacity)이 확보된다. 이러한 방식으로, 도 2a의 상태와 도 2b의 상태가 ECU에 의해 사전에 결정된 제어 주기마다 반복 실행되도록 제어된다. 이러한 제어 때문에, 라인(L2)의 접속구(d)로부터 유입되는 관내의 물은 항상 열을 빼앗겨서 냉각된다. 따라서, 배기 가스의 냉각을 위해 이용되는 흡열용 열교환기(6)에 계속적으로 냉수가 공급되고, 이에 의해 연소기(1)에서 발생되는 배기 가스의 온도를 낮추는 것이 가능하게 된다.
앞서 설명된 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 원예 하우스 내에 인공적으로 CO2를 공급시키기 위해, 연소기(1)의 연소에 의해 발생되는 CO2를 포함하는 배기 가스가 원예 하우스 내부에 공급된다. 이때, 연소기(1) 내에서는 연소시 발생되는 열과 열교환하여 온수가 발생하게 되며, 그 온수가 열구동 냉동기(3)에 공급된다. 열구동 냉동기는 온수를 에너지로 전환시켜 냉수를 발생시킨다. 그 발생한 냉수는 흡열용 열교환기(6)에 공급될 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 연소기(1)에서 발생하는 열을 회수 및 이용하면서 열구동 냉동기(3)를 작동시킨다. 또한, 연소기(1) 자신이 발생시킨 열에너지를 이용하여, 발생되는 CO2를 포함하는 배기 가스를 냉각시킴으로써 식물에 직접 공급 가능한 온도까지 배기 가스를 낮추는 것이 가능하게 된다. 발생되는 열은 회수되어 축열된다. 이 때문에, 본 실시예를 원예 하우스에 이용하는 경우, 주간 동안 원예 하우스 내의 온도 상승을 억제할 수 있기 때문에, 온도 조절을 위한 환기창의 개폐가 억제된다. 그 결과, 통상의 연소식 CO2발생기와 비교하여, 보다 적은 연료로 원예 하우스 내의 CO2농도를 유지하는 것이 가능하다. 또한, 같은 량의 연료를 소비한 경우에도, CO2농도가 더욱 상승될 수 있다는 효과가 있다.
본 실시예가 원예 하우스에 이용되기 위해, 상기 공정은 광합성이 실시될 때 작동하며, 그 동안에 발생되는 열은 열구동 냉동기(3)의 구동시키고, 축열 탱크(5) 내에 축열된다. 축열 탱크에 축열되는 열은, 냉동기의 성능에 따라서, 연소기(1)가 발생시키는 열에 추가하여, 원예 하우스 내의 열도 회수되어 축열될 수 있다.
다음으로, 광합성이 실시되지 않고 CO2를 공급하지 않아도 식물 생육에 문제가 없는 경우, 원예 하우스 내의 난방 또는 제습 모드가 설명된다(도 3은 3방향 밸브(9a 내지 9d) 및 4방향 밸브(10)의 설정 위치를 제외하고 도 1과 같은 구성임을 나타냄. 축열 탱크(5)의 유출구는 도 3에서 위쪽으로 되고, 도 1과는 반대로 변경되어 있음). 도 3의 실시예에 있어서, 송풍용 팬(8)으로부터 송풍되는 공기는 흡열용 열교환기(6)와 방열용 열교환기(7)의 차례로 통과하도록 구성되어 있지만, 본 발명이 반드시 이에 한정되지 않는다. 방열용 열교환기(7)만을 임의의 장소에 설치하여 제습하지 않고 원예 하우스 내에 온풍을 송풍하는 것도 가능하다. 제습 난방을 실시하는 경우, 도 1의 3방향 밸브(9a 내지 9d) 및 4방향 밸브(10)를 전환하여 도 3과 같이 설정하고, 통상적으로 연소기(1)를 오프(OFF)로 설정한다. 축열 탱크(5) 내의 온수를 탱크 상부로부터 열구동 냉동기(3)의 접속구(b)에 공급하고, 흡착식 냉동 사이클을 작동시킨다.
그 때문에, 열구동 냉동기(3)에서 발생된 냉수를 흡열용 열교환기(6)에 보내고, 송풍용 팬(8)으로부터 송풍되는 공기를 냉각시킨다. 또한, 열구동 냉동기(3)에서 발생되는 폐열을 포함하는 냉각수(사전 결정된 온도의 온수)는 열구동 냉동기(3)의 접속구(f)로부터 유출되어, 방열용 열교환기(7)에 공급된다. 이에 따라, 축열 탱크(5)에 축열된 열량은, 송풍용 팬(8)에 의해 원예 하우스 내에 보내어지는 공기를 제습 및 난방하도록 이용될 수 있다. 온수 열량을 사용한 유체는, 도 3에서 축열 탱크의 하부로 되돌아간다. 축열 탱크(5) 내의 온수 온도가 저하되면서 열구동 냉동기(3)가 작동할 수 없는 온도역(temperature region)으로 진입한다. 방열용 열교환기(7)에는 열구동 냉동기(3)를 통하여 축열 열량을 포함하는 유체가 공급될 수 있고, 난방은 원예 하우스 내 온도와 유체 온도가 동등한 온도로 될 때까지 가능하게 된다. 또한, 도 10의 제 5 실시예에 도시된 바와 같이, 제 1 실시예의 유로를 변경하는 것도 가능하다. 이러한 실시예는, 축열 탱크(5)의 상부 개구로부터 4방향 밸브(10)를 통해 열구동 냉동기(3)의 개구부(b)에 접속되는 도 3에 도시된 유로를 4방향 밸브(10)로부터 연소기(1)의 입구에 접속되고, 연소기(1)를 통해 열구동 냉동기(3)의 개구부(b)에 접속되는 도 10에 도시된 유로로 변경한 예이다. 그 외에는 제 1 실시예와 동일하다. 도 10의 제 5 실시예의 구성에 의해, 제습 및 난방 시 축열 탱크(5) 내에 축열된 열량이 저하된 경우에도, 연소기(1)를 온(ON)으로 하는 것으로 축열 탱크(5) 내의 축열량을 다시 증가시킬 수 있다. 따라서, 제 1 실시예에 비교하여 보다 장시간 제습 난방이 가능하게 될 수 있다.
제 1 실시예에 따르면, CO2공급을 위해 발생되는 열이 효과적으로 이용된다. 또한, 원예 하우스 내에 별도로 설치되어 있는 난방 장치 또는 제습 장치의 소비 에너지를 줄이는 것이 가능하게 되어 원예 하우스에서 이용되는 에너지를 효과적으로 이용하는 것이 가능하게 된다. 또한, 원예 하우스 내를 밀폐한 상태에서 조습(moisture adjustment)함으로서 제습이 가능하게 된다. 따라서, 외기 도입 및 난방을 병용하면서 제습하는 방식에 비교하여 난방 에너지를 줄일 수 있다. 또한, 외기 도입 등으로 식물에 해를 끼치는 곤충이 침입할 확률도 줄일 수 있다. CO2 및 열을 원예 하우스 내에서 이용하기 위해서, 시스템 전체가 원예 하우스 내에 설치하는 것이 바람직하다. 특히, 축열 탱크(5)를 옥내에 설치함으로써 탱크의 벽으로부터의 열, 예를 들면, 야간 등의 기온 저하 시, 서서히 탱크 외부로 배출되는 열 또한 원예 하우스 내의 가온(warming)에 기여할 수 있다. 또한, 연소기(1)는 연소시 빛을 방출하기 때문에, CO2를 포함하는 배기 가스 및 빛을 동시에 이용할 수 있다.
(제 2 실시예)
제 2 실시예는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 주간에도 가습을 실시하는 것이 가능하도록, 원예 하우스에 조습ㆍ축열 장치(110)를 부설한 실시예이다. 온수가 조습ㆍ축열 장치(110) 내부를 통해 유동하면, 건조제가 수분을 탈착시킨다. 이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 제 2 실시예를 설명한다. 도 4에 있어서, 원예 하우스에 공급되는 CO2를 포함하는 냉각된 배기 가스를 공급하기 위해, 도 1의 제 1 실시예와 마찬가지로, 연소기(1)를 온(ON)으로 하여 열구동 냉동기(3)를 작동시킨다. 도 5에는 연소기(1) 및 열구동 냉동기(3)를 오프(OFF)로 한 경우가 도시된다.
도 4에 있어서, 도 1의 제 1 실시예와 마찬가지로, 연소기(1)를 온(ON)으로 하고, 축열 탱크(5)로부터 공급된 유체는, 도 1과 마찬가지로 2차 열교환기(2)를 지나면서 접속구(c)로부터 열구동 냉동기(3)를 지난다. 열구동 냉동기(3) 내의 회로 구성은 도 2 및 도 3과 같다. 그 후, 열구동 냉동기(3)의 접속구(d)로부터 유출된 유체는, 액―액 열교환기(4)에서 열교환하면서 온도 상승하고, 후술하는 조습ㆍ축열 장치(110)를 지나서 축열 탱크(5)로 되돌아간다. 원예 하우스에 CO2를 포함하는 냉각된 배기 가스를 공급하는 경우, 그 결과는 도 1의 제 1 실시예와 동일하다. 유리한 효과 또한 동일하다.
상술한 바와 같이, 제 2 실시예는 주간 동안 원예 하우스에 가습을 실시하기 위한 조습ㆍ축열 장치(110)를 부설한다. 조습ㆍ축열 장치(110)는 수분을 흡착 또는 탈착시키는 건조제를 이용한다. 온수가 조습ㆍ축열 장치(110) 내부를 통해 흐르면 건조제가 가열되며, 흡착된 수분을 탈착시킨다. 이와 같이 탈착된 수분을 송풍용 팬(8b)에 의해 공급함으로써 원예 하우스 내를 가습하는 것이 가능하게 된다. 다음으로, 조습ㆍ축열 장치(110)의 수분의 탈착이 완료되고 축열 탱크(5)의 축열이 완료된 경우, 3방향 밸브(19a 내지 19d)의 위치가, 도 4(연소기(1): 온(ON))로부터 도 5(연소기(1): 오프(OFF))에 도시된 바와 같이 전환될 수 있다.
도 5에 있어서, 흡열용 열교환기(6)에는 방열용 펌프(17)의 작동에 의해 축열 탱크(5)의 상부로부터 유출되는 온수가 공급된다. 그러면, 이러한 열교환기(6)는 도 4에서와 같은 흡열 기능을 수행하지 않고, 방열용 열교환기로서 기능한다. 또한, 송풍용 팬(8a)으로부터 송풍된 공기는 열교화기(6)를 통과하고, 온풍으로 되어 원예 하우스 내에 공급된다. 축열 탱크(5)에 축열된 열이 존재하는 한, 이와 같은 온풍 난방이 가능하다. 또한, 도 5의 경우에는, 방열용 펌프(17)가 작동하지 않으면, 유체가 열교환기(6)로 순환하지 않는다. 한편, 도 4의 경우에는, 열구동 냉동기(3) 내의 펌프(106c)(도 2a 참조)가 열교환기(6)로의 유체 순환을 위해 이용될 수 있다. 또한, 도 5에 있어서, 조습ㆍ축열 장치(110)의 송풍용 팬(8b)을 작동시킴으로써, 조습ㆍ축열 장치(110) 자체의 열용량, 건조제 자체의 열용량 및 수분 흡수시(즉, 흡습시) 발생되는 흡착열을 이용하여 난방하는 것도 가능하게 된다.
또한, 조습ㆍ축열 장치(110)가 건조제에 송풍함으로써 이하의 효과를 가진다. 일반적으로, 건조제는 건조제에 공급되는 기체의 수분을 흡착하면서 열을 발생시키는데, 열을 발생시키는 상태에서는 건조제의 수분 흡착량이 저하하게 된다. 따라서, 송풍용 팬(8b)을 구동하여 공기를 건조제에 유입시키도록 송풍한다. 이러한 송풍 때문에, 건조제의 흡착시 발생되는 열이 배출되어 건조제의 수분 흡착 용량을 확보하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 건조 온풍을 송풍하면서 건조제의 수분 흡착 용량을 확보하는 것이 가능하며, 또한 조습하는 경우에는 원예 하우스 내의 제습이 가능하게 된다. 이러한 건조제의 특성을 기초로 송풍량을 조정함으로써, 온풍 온도 또는 제습 속도의 조정이 가능하게 된다. 건조제로서 실리카 겔(silica gel), 제올라이트 활성탄(zeolite activated carbon), 알루미나(alumina), 금속 산화물(metal oxides), 생석회(quicklime), 염화칼슘(calcium chloride), 브롬화리튬(lithium bromide), 합성 수지(synthetic resin) 또는 다른 무기계 또는 유기계 물질이 이용될 수 있다.
(제 3 실시예)
도 6 및 도 7의 제 3 실시예는 열구동 냉동기(3)를 흡수식 냉동 사이클(absorption-type refrigeration)로 한 실시예이다. 나머지는 제 1 및 2 실시예와 동일하다. 즉, 도 1 및 도 3 내지 도 5에서 열구동 냉동기(3)의 접속구(a 내지 f)는, 도 6 및 도 7의 접속구(a 내지 f)에 연결된다. 도 6 및 도 7에서, 열구동 냉동기(3) 내의 접속구(c-f)의 라인을 병렬로 한 것이 도 6이고, 직렬로 한 것이 도 7이다. 흡수식 냉동 사이클은, 주지의 흡수력이 높은 액체(흡수액(absorption solution), 물―브롬화리튬(water-lithium bromide), 암모니아―물(ammonia water) 등)에 흡수기(201)에 있는 냉매를 흡수시켜서 발생하는 저압을 이용하여 증발기(202)의 냉매를 기화시켜서 저온을 만드는 냉동기이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 저압의 증발기(202)에 의해 냉매를 증발시켜 라인(L2(d-e))에서 냉수ㆍ냉유체를 생성시킨다. 증발된 냉매는 흡수기(201)에 있는 흡수액에 흡수된다. 냉매를 흡수한 흡수액은 재생기(regenerator)(203)에서 가열되어 냉매를 증발 분리시킨다. 농축 용액(concentrated solution)은 감압 밸브(205)를 통과하고, 다시 흡수기(201)로 귀환하게 된다. 한편, 증발 분리된 냉매는 응축기(204)에서 냉각 액화되고, 감압 밸브(206)를 통과하여 다시 증발기(202)에서 흡열에 사용된다. 도 6의 실시예는 열구동 냉동기(3) 내의 접속구(c-f)의 라인을 응축기(204) 및 흡수기(201)를 통해 흐르도록 병렬로 분기한 것이고, 도 7의 실시예는 직렬로 흐르도록 연결된 응축기(204) 및 흡수기(201)로 구성된다. 이는 각 구성 요소를 흐르는 냉각수의 온도 등에 의해 적절히 선택될 수 있다. 유리한 효과 또한 제 1 실시예와 유사하다.
상술한 바와 같이, 열구동 냉동기(3)는 흡착식 냉동 사이클 또는 흡수식 냉동 사이클일 수 있다. 흡착식 냉동 사이클의 경우에는, 작동 열원 온도를 보다 낮게 할 수 있다.
(제 4 실시예)
도 8의 제 4 실시예는 엔진 구동식 냉동기(engine-driven type refrigerator)(엔진의 회전에 의해 벨트 전동으로 압축기를 구동시킴)를 사용한 실시예이다. 제 4 실시예는 CO2를 발생시키는 연소기로서의 엔진(1) 및 그 엔진에 의해 구동되는 압축기(22)를 가진다. 이 압축기(22)에 의해 냉동 사이클이 형성되도록, 응축기(25)와 팽창 밸브(24)와 흡열용 열교환기(증발기)(6)가 배관으로 연결된다. 이러한 냉동 사이클의 응축기(25)와 열교환하기 위해 열교환기(23)가 설치된다. 일례로서, 축열 탱크(5), 엔진 배기 가스로부터 열회수하는 2차 열교환기(2), 열교환기(23), 엔진(1)의 냉각부 및 조습ㆍ축열 장치(110)가 순서대로 유체 회로(F)로 연결된다. 유로는 3방향 밸브(29a 내지 29d)에 의해 전환된다. 이들의 연결 순서는 2차 열교환기(2), 열교환기(23), 엔진(1)의 냉각부 등의 온도를 고려하여 적절히 설정될 수 있으며, 도 8의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에 있어서, 엔진(1)으로부터 획득되는 동력은 압축기(22)를 돌리며, 증기 압축식 냉동 사이클(vapor compression-type refrigeration cycle)을 작동시키기 위해 이용된다. 엔진(1)은 연료 연소시 생성되는 CO2를 포함한 배기 가스를 발생시킨다. 그 배기 가스에 포함된 열은 배기열 회수 장치(2차 열교환기(2))에서 회수되고, 열교환기(2)의 하류측의 흡열용 열교환기(증발기)(6)에서도 상기 냉동 사이클에서 발생하는 흡열을 이용하여 회수된다. 이 때문에, 배기 가스가 냉각된다. 축열 탱크(5)의 유체의 열은 유체 회로(F)에서 2차 열교환기(2)에 의해 열회수된다. 그 하류측에서, 냉동 사이클로부터 응축기(25)에서 배출되는 열은 열교환기(23)에 의해 회수하고, 이후 그 유체는 엔진 냉각수로서 엔진 내부로 흘러서 열회수된다.
조습ㆍ축열 장치(110)는 제 2 실시예와 마찬가지로 가습(제습) 작동을 실시하고, 유체를 축열 탱크(5)로 귀환시킨다. 도 8의 상태에 있어서, 조습ㆍ축열 장치(110)는 탱크(5)로 귀환되는 유체의 열을 이용하여 조습ㆍ축열 장치(110)에 구비되는 건조제를 가열되고, 흡착된 수분을 방출한다. 또한, 송풍용 팬(8b)으로부터의 공기가 가습된다. 축열 탱크(5)의 축열 및 원예 하우스 내로 원하는 CO2량의 공급이 완료된 경우, 3방향 밸브(29a, 29b)가 전환되어(90°우회전), 축열 탱크(5) 및 방열용 열교환기(7)를 연결하고, 축열 탱크(5) 내의 온수를 흐르게 함으로써 난방을 가능하게 한다. 상기 회로에 있어서, 도 4 및 도 5의 제 2 실시예와 마찬가지로, 별도로 조습ㆍ축열 장치(110)가 부착되어 있기 때문에, 탱크(5)의 온수 유로가 조습ㆍ축열 장치(110)를 바이패스하도록 3방향 밸브(29c, 29d)를 전환시킴으로써, 그리고 송풍 팬(8b)으로 송풍함으로써 제습을 실시하는 것도 가능하다. 또한, 동력원은 내연 기관, 외연 기관 또는 탄소를 포함하는 연료를 사용하는 연료 전지일 수 있다. 도 9의 실시예에 있어서, 축열 탱크(5)는 고온의 온수를 저장하며, 이를 이용하여 열구동 냉동기(3)를 작동시킨다. 열구동 냉동기(3)의 접속구(c, f)의 라인은 원예 하우스 내에서 팬(8c)에 의해 방열용 열교환기를 냉각시키고 있다(또는 원예 하우스 밖에서 냉각시킨다). 나머지는 제 1 및 제 2 실시예와 동일하다. 이러한 실시예에 있어서, 연소기(1)에서 발생한 열(즉, 열에너지)은 온수의 형태로 축열 탱크(5) 내에 축열된다.
1: 연소기
3: 냉동기
5: 축열 탱크
6: 흡열용 열교환기

Claims (15)

  1. 연소기(1), 냉동기(3) 및 상기 냉동기(3)의 냉동 사이클에 의해 냉각된 유체가 흐르는 흡열용 열교환기(6)를 구비하는 이산화탄소 공급 장치로서,
    상기 연소기(1)에서 연소한 경우, 상기 이산화탄소 공급 장치는 얻어진 이산화탄소를 포함하는 배기 가스를 상기 흡열용 열교환기(6)를 통과시켜 냉각하고, 상기 배기 가스를 원예 하우스 내에 공급하고,
    상기 냉동기(3)는 상기 연소기(1)의 연소에 의해 발생되는 열에너지를 이용하여 상기 냉동기(3)의 상기 냉동 사이클을 구동하는 열구동 냉동기이고,
    상기 이산화탄소 공급 장치는 축열 탱크(5)를 더 구비하고,
    상기 축열 탱크(5)의 탱크 유체는 상기 연소기(1)의 연소에 의해 발생되는 열에너지 및 상기 열구동 냉동기(3)로부터 발생되는 폐열을 회수하는
    이산화탄소 공급 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉동기(3)의 냉동 사이클은 흡착식 냉동 사이클 또는 흡수식 냉동 사이클인
    이산화탄소 공급 장치.
  6. 연소기(1), 냉동기(3) 및 상기 냉동기(3)의 냉동 사이클에 의해 냉각된 유체가 흐르는 흡열용 열교환기(6)를 구비하는 이산화탄소 공급 장치로서,
    상기 연소기(1)에서 연소한 경우, 상기 이산화탄소 공급 장치는 얻어진 이산화탄소를 포함하는 배기 가스를 상기 흡열용 열교환기(6)를 통과시켜 냉각하고, 상기 배기 가스를 원예 하우스 내에 공급하고,
    상기 이산화탄소 공급 장치는 축열 탱크(5)를 더 구비하고,
    상기 이산화탄소 공급 장치는 상기 축열 탱크(5)로부터의 유체를 이용하여 건조제가 흡착한 수분을 탈착시키는 조습ㆍ축열 장치(110)를 구비하는
    이산화탄소 공급 장치.
  7. 연소기(1), 냉동기(3) 및 상기 냉동기(3)의 냉동 사이클에 의해 냉각된 유체가 흐르는 흡열용 열교환기(6)를 구비하는 이산화탄소 공급 장치로서,
    상기 연소기(1)에서 연소한 경우, 상기 이산화탄소 공급 장치는 얻어진 이산화탄소를 포함하는 배기 가스를 상기 흡열용 열교환기(6)를 통과시켜 냉각하고, 상기 배기 가스를 원예 하우스 내에 공급하고,
    상기 이산화탄소 공급 장치는 축열 탱크(5)를 더 구비하고,
    상기 이산화탄소 공급 장치는,
    송풍용 팬(8)을 이용하여 공기를 흐르게 하여 상기 원예 하우스 내에 공기를 공급하는 방열용 열교환기(7)를 더 구비하고,
    상기 열구동 냉동기(3)가 상기 축열 탱크(5)로부터의 유체에 의해 구동될 수 있도록, 그리고 상기 열구동 냉동기(3)로부터 발생되는 폐열이 상기 방열용 열교환기(7)에 의해 배출되도록 하는 전환 밸브들(9a 내지 9d, 10)을 더 구비하는
    이산화탄소 공급 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 이산화탄소 공급 장치는 상기 흡열용 열교환기(6)의 하류에 위치된 상기 방열용 열교환기(7)를 구비하고,
    상기 송풍용 팬(8)에 의해 송풍되는 공기가 상기 흡열용 열교환기(6)를 통과하여 상기 방열용 열교환기(7)로 유입되는
    이산화탄소 공급 장치.
  9. 연소기(1), 냉동기(3) 및 상기 냉동기(3)의 냉동 사이클에 의해 냉각된 유체가 흐르는 흡열용 열교환기(6)를 구비하는 이산화탄소 공급 장치로서,
    상기 연소기(1)에서 연소한 경우, 상기 이산화탄소 공급 장치는 얻어진 이산화탄소를 포함하는 배기 가스를 상기 흡열용 열교환기(6)를 통과시켜 냉각하고, 상기 배기 가스를 원예 하우스 내에 공급하고,
    상기 이산화탄소 공급 장치는 축열 탱크(5)를 더 구비하고,
    상기 이산화탄소 공급 장치는 상기 축열 탱크(5)로부터의 유체가 흐르게 하여 상기 흡열용 열교환기(6)를 방열용 열교환기로서 기능하도록 하는 전환 밸브들(19a 내지 19d)을 구비하는
    이산화탄소 공급 장치.
  10. 연소기(1), 냉동기(3) 및 상기 냉동기(3)의 냉동 사이클에 의해 냉각된 유체가 흐르는 흡열용 열교환기(6)를 구비하는 이산화탄소 공급 장치로서,
    상기 연소기(1)에서 연소한 경우, 상기 이산화탄소 공급 장치는 얻어진 이산화탄소를 포함하는 배기 가스를 상기 흡열용 열교환기(6)를 통과시켜 냉각하고, 상기 배기 가스를 원예 하우스 내에 공급하고,
    상기 냉동기는 연소기(1)를 가진 엔진에 의해 구동되는 압축기를 가진 증기 압축식 냉동 사이클이고,
    상기 흡열용 열교환기(6)는 상기 증기 압축식 냉동 사이클의 증발기이고,
    상기 연소기(1)에서의 연소에 의해 발생되는 이산화탄소를 포함하는 배기 가스는 상기 배기 가스의 냉각을 위해 상기 흡열용 열교환기(6)를 통과하며, 상기 배기 가스가 원예 하우스 내에 공급되는
    이산화탄소 공급 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 축열 탱크(5)는 상기 연소기(1)에서의 연소에 의해 얻어진 열에너지를 축열시키고,
    상기 열에너지는 상기 열구동 냉동기(3)를 구동시키기 위해 이용되는
    이산화탄소 공급 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 이산화탄소 공급 장치는 원예 하우스의 내에 설치되는
    이산화탄소 공급 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 이산화탄소 공급 장치는 상기 연소기(1)의 열에너지 및 빛을 이용하는
    이산화탄소 공급 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 연소기(1)의 연소에 의해 얻어진 이산화탄소를 포함하는 배기 가스는 상기 흡열용 열교환기(6)를 통해 흐르며, 상기 배기 가스가 상기 원예 하우스 내의 식물에 공급될 수 있는 온도까지 냉각되는
    이산화탄소 공급 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 축열 탱크(5)의 상기 탱크 유체는 열구동 냉동기의 냉매를 냉각시킴으로써 열에너지를 회수하는
    이산화탄소 공급 장치.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102210247B (zh) * 2011-04-02 2012-10-31 武汉凯迪控股投资有限公司 利用电厂烟气为蔬菜和/或藻类提供热量和二氧化碳的方法及设备
JP2015188864A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 フタバ産業株式会社 ガス冷却装置
JP6359881B2 (ja) * 2014-06-10 2018-07-18 フタバ産業株式会社 二酸化炭素施用装置
JP6067621B2 (ja) * 2014-06-24 2017-01-25 ネポン株式会社 炭酸ガス発生システム
CN106134841A (zh) * 2015-04-01 2016-11-23 欣兴电子股份有限公司 节能系统及节能控制方法
US9968037B2 (en) * 2015-04-06 2018-05-15 Michael Kisting Short chain hydrocarbon combustor and carbon dioxide generator
CN105009993A (zh) * 2015-06-05 2015-11-04 柳州市山泰气体有限公司 一种二氧化碳供给装置
JP6493247B2 (ja) * 2016-02-25 2019-04-03 株式会社デンソー 二酸化炭素供給システム
JP2017176169A (ja) * 2016-03-24 2017-10-05 株式会社デンソー 二酸化炭素供給装置
NO20161306A1 (en) * 2016-08-16 2018-02-19 Greencap Solutions As System and method for climate control i closed spaces
KR102196642B1 (ko) * 2016-09-16 2020-12-30 후타바 인더스트리얼 컴패니 리미티드 정화 장치
JP6350709B1 (ja) * 2017-04-13 2018-07-04 株式会社Ihi 植物の栽培施設内の環境管理システム
GB2567633A (en) * 2017-10-16 2019-04-24 Linde Ag Method and Apparatus for improving greenhouse cultivation
JP6620828B2 (ja) * 2018-03-16 2019-12-18 株式会社Ihi 植物栽培室の管理システムおよび植物栽培室の管理制御方法
FR3088808A1 (fr) * 2018-11-23 2020-05-29 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Serre alimentée en fluide cryogénique à partir des rejets d’un équipement cryogénique utilisé pour la production de froid pour une application agro-alimentaire
JP6966514B2 (ja) * 2019-08-08 2021-11-17 フタバ産業株式会社 二酸化炭素施用装置
JP7495609B2 (ja) 2020-06-30 2024-06-05 株式会社ノーリツ Co2供給システム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100977980B1 (ko) 2010-06-01 2010-08-24 (재)울산테크노파크 제습제을 이용한 온실 냉방 시스템
JP2011193765A (ja) 2010-03-18 2011-10-06 Osaka Gas Co Ltd 温室栽培システム

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3348922A (en) * 1964-07-13 1967-10-24 Whirlpool Co Carbon dioxide generator
JPS62220114A (ja) * 1986-03-19 1987-09-28 菱明技研株式会社 炭酸ガス供給方法
JPH03236723A (ja) * 1990-02-14 1991-10-22 Toshiba Corp 火力発電による熱排気利用植物栽培方法およびそのシステム
IL111593A (en) * 1994-11-10 1999-01-26 Biosolar Resources Apparatus for heating a greenhouse
JPH10229763A (ja) * 1997-02-20 1998-09-02 Toshiba Eng & Constr Co Ltd 温室装置
JP3793848B2 (ja) 2002-10-16 2006-07-05 ネポン株式会社 炭酸ガス発生機
JP3834567B2 (ja) 2003-05-23 2006-10-18 ネポン株式会社 施設園芸用温室における排熱回収兼用炭酸ガス供給システム
WO2005123237A2 (en) * 2004-05-14 2005-12-29 Eco/Technologies, Llc Method and system for sequestering carbon emissions from a combustor/boiler
JP2005341953A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Mec Engineering Service Co Ltd 施設栽培植物残渣の再利用コジェネレーションシステム
CN1831450A (zh) * 2005-03-08 2006-09-13 孔德凯 Co2的治理技术及其装备
CN102160505A (zh) * 2011-03-10 2011-08-24 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 为温室大棚提供二氧化碳和热量的方法和系统
CN102214707A (zh) * 2011-05-20 2011-10-12 南京航空航天大学 燃烧光能利用装置及方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011193765A (ja) 2010-03-18 2011-10-06 Osaka Gas Co Ltd 温室栽培システム
KR100977980B1 (ko) 2010-06-01 2010-08-24 (재)울산테크노파크 제습제을 이용한 온실 냉방 시스템

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Publication number Publication date
CN104427858A (zh) 2015-03-18
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