KR101917260B1 - 축사에 설치된 열교환 환기장치의 운전방법 - Google Patents

축사에 설치된 열교환 환기장치의 운전방법 Download PDF

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Abstract

축사 내부 공기의 환기 시 에너지의 일부를 회수하도록 함으로써 냉난방 에너지를 효율적으로 절감할 수 있는 축사에 설치된 열교환 환기장치의 운전방법이 개시된다. 이를 위하여 열교환 환기장치의 설정온도 및 온도편차를 입력받는 입력단계와, 상기 열교환 환기장치가 실내에 설치된 온도센서를 통해 축사 내부의 실내온도를 측정하는 실내 감지단계, 및 상기 열교환 환기장치가 상기 실내온도와 설정온도 및 온도편차를 분석하여 열교환 환기장치의 입기 환기량을 조절하는 환기량 조절단계를 포함하는 축사에 설치된 열교환 환기장치의 운전방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 축사의 온도 및 습도 변화에 적절하게 대응하여 축사의 온도 및 습도를 일정하게 유지할 수 있다.

Description

축사에 설치된 열교환 환기장치의 운전방법{OPERATING METHOD OF HEAT EXCHANGING VENTILATOR INSTALLED IN STABLE}
본 발명은 축사에 설치된 열교환 환기장치의 운전방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축사 내부 공기의 환기 시 에너지의 일부를 회수하도록 함으로써 냉난방 에너지를 효율적으로 절감할 수 있는 축사에 설치된 열교환 환기장치의 운전방법에 관한 것이다.
일반적으로 돼지나 소, 닭 등의 사육하는 축사에서는 실내 환기를 위하여 환기팬을 통하여 내부의 더운 공기를 바로 위로 배출하고 있다. 특히, 겨울의 추운 날씨에 가축을 키우는 축사에는 열 손실을 막기 위해 단열재를 사용하여 2중 3중으로 차단막을 설치하고 가축을 사육하고 있었다.
또한, 가축의 분변에서는 암모니아 황화수소 등의 가스와 악취, 먼지가 발생하고 있는데, 이를 외부로 환기팬을 이용하여 강제로 배출하거나 자연환기로 환기가 되도록 창문을 열어 놓는다.
구체적으로, 일 실시예로서 축사는 출입구 부근에 공기흡입구를 마련하고 축사의 각 방을 거쳐 그 맞은편 벽면 또는 천정에 환기팬을 설치하여 강제 대류 방식에 의해 환기를 실시하였다.
그러나 이러한 기술은 환기팬만을 이용한 강제 배기 방식으로, 축사의 각 방의 바닥면까지 충분히 공기 공급이 되지 않아 실내 환기가 제대로 이루어 지지 않고, 외부로 배출한 만큼의 외부의 찬 공기가 유입되면서 실내온도를 급격하게 떨어뜨려 열손실이 발생되며, 찬 공기와 실내의 더운 공기가 부딪혀 결로현상이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 다른 실시예로서 축사는 각 방의 전체에 걸쳐 상부에 공기덕트를 마련하여 이 공기덕트로부터 고압 토출공기가 각 방의 바닥면까지 공급되도록 하였다.
그러나 고압으로 공기를 토출하기 위하여 전기의 출력을 증가시켜야 했으며, 소음으로 인해 돼지가 스트레스를 받아 돼지의 생육에 지장을 초래하였다. 그리고 외부의 찬 공기가 직접 가축에게 접촉되기 때문에 가축의 종류에 따라 가축이 열 충격을 받을 우려가 있으며, 축사 내부의 먼지의 비산은 용미만이었으나 공기 순환이 제대로 되지 않아 가축의 육체적 건강에 악영향을 초래하였다.
특히, 돈사의 경우 각 돈방이 창살형으로 되어 있으면 어느 정도 공기의 공급이 가능하였으나, 돈방 라인에 걸쳐 있는 다수의 돼지들로 인해 돈방 전체의 환기가 쉽지 않았다. 그리고 돈사의 각 돈방이 시멘트벽으로 구획된 경우 돈방 전체의 환기효율은 더욱 감소하였다.
더욱이 전술한 축사는 축사 내부의 쾌적한 온도를 위하여, 여름철에는 냉방을 하고 겨울철에는 난방을 하기 때문에, 가축의 성장에 적합한 실내 온도를 유지하기 위한 유지비가 많이 들어 농가 경제에 많은 부담을 주었다.
최근에는 이러한 문제점을 해결하기 위해 실내 공기를 실외로 배출시키는 동시에 실외 공기를 실내 공기와 열교환시킨 후 실내로 유입시키는 열교환 환기장치가 개발되었다.
이러한 열교환 환기장치는 도 1에 도시된 바와 같이 창문일체형 고정식 열교환 환기장치이며, 상기 환기장치는 단일의 구동모터(50)에 의하여 실외 공기 흡기팬(30) 및 실내 공기 배기팬(40)을 구동시키도록 하여 열교환기(60) 측으로 실내 공기 및 실외 공기를 압송하게 되며, 이때 압송되는 실내외 공기는 직교 유동(cross flow)을 통하여 열교환이 이루어지도록 구성되어 있다.
그러나 상기 열교환 환기장치는 축사 내부에서 사육되는 가축의 수나 성장단계별로 적절한 환기량 조절을 통해 축사 내부에 신선한 공기를 충분히 공급할 수 없고, 사육하는 가축을 건강하게 유지 관리할 수가 없으며, 또한 계절에 따라 축사 내부의 온도를 적정하게 유지시키기 어렵다는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-0764833호(2007.10.09 공고) 대한민국 등록특허 제10-1657137호(2016.09.13 공고) 대한민국 등록특허 제10-1420715호(2014.07.30 공고)
따라서, 본 발명의 목적은 축사 내부의 설정온도와 실측온도에 따라 열교환 환기장치에 설치된 흡기팬과 배기팬을 통한 환기량을 조절함으로써 축사 내부의 온도를 조절하는 열교환 환기장치의 운전방법을 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 실내공기와 실외공기를 동시에 교환하고 교환 시에 상기 실내공기 및 실외공기 중에서 열이 높은 공기에서 낮은 공기로 열을 이동시켜 실내공기의 온도를 유지하고, 가축에 호흡에 의해 생성된 습기를 공기 교환을 통해 배출하는 열교환 유닛을 구비하는 열교환 환기장치의 운전방법에 있어서, 상기 열교환 환기장치의 설정온도 및 온도편차를 입력받는 입력단계와, 상기 열교환 환기장치가 실내에 설치된 온도센서를 통해 축사 내부의 실내온도를 측정하는 실내 감지단계, 및 상기 열교환 환기장치가 상기 실내온도와 설정온도 및 온도편차를 분석하여 열교환 환기장치의 입기 환기량을 조절하는 환기량 조절단계를 포함하는 축사에 설치된 열교환 환기장치의 운전방법을 제공한다.
본 발명에 의한 열교환 환기장치의 운전방법을 사용하면, 축사의 온도 및 습도 변화에 적절하게 대응하여 흡기팬 및 배기팬을 통한 환기량을 조절함으로써 축사의 온도 및 습도를 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 환기에 따른 축사의 열에너지 손실을 최소화하고, 축사의 온도의 급격한 변화를 막아 가축의 온도충격의 발생을 방지할 수 있으며, 축사의 온도와 습도를 가축의 성장발육에 알맞도록 유지시킬 수 있다.
아울러, 본 발명은 축사 내부의 온도 및 습도를 측정하고 흡기팬과 배기팬을 동작을 자동으로 제어할 수 있기 때문에 생산자에게 편의를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 창문일체형 고정식 열교환 환기장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 환기장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 환기장치를 나타내는 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 환기장치를 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 환기장치를 나타내는 저면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 환기장치를 나타내는 부분투과 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 환기장치를 나타내는 부분투과 정면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9의 열교환 유닛을 설명하기 위한 부분확대 사시도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 바이패스 입기부의 동작을 설명하기 위한 부분투과 사시도이다.
도 13은 본 발명에 따른 열교환 환기장치의 운전방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡기팬 운전방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기팬 운전방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기팬 운전방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡기팬 및 배기팬 운전방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이패스 입기부 운전방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이패스 입기부 운전방법을 설명하기 위한 순서도이다.
미만, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 축사에 설치된 열교환 환기장치(미만, '열교환 환기장치'라고 약칭함.) 및 이의 운전방법을 상세하게 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 환기장치를 설명하기 위한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 환기장치를 나타내는 측면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 열교환 환기장치는 축사 등의 건물 벽체에 설치되어 건물 내부의 공기가 건물 외부로 배출되는 배기통로가 형성된 제1 하우징(100)과, 상기 제1 하우징(100)의 선단에 설치되어 내부의 공기가 유입되는 통로를 제공하는 제2 하우징(200)과, 상기 제1 하우징(100)의 선단에 설치되어 외부 공기가 배출되는 통로를 제공하는 제3 하우징(300)과, 상기 제1 하우징(100)의 내부에 복수개가 설치되어 배기통로 상에 건물 외부의 공기가 건물 내부로 유입되는 흡기통로를 형성하는 열교환 유닛(400)과, 축사 내부의 실내공기를 외부로 배출하는 배기팬(미도시)과, 축사 외부의 실외공기를 내부로 흡입하는 흡기팬(미도시)과, 축사 내부의 실내온도를 측정하는 온도센서(미도시)와, 축사 내부의 실내습도를 측정하는 습도센서(미도시)와, 흡기팬의 회전속도(%), 배기팬의 회전속도(%), 설정온도, 설정습도, 온도편차, 습도편차를 입력받는 입력부(미도시), 및 상기 실내온도와 설정온도 및 온도편차를 분석하여 흡기팬의 회전속도를 제어하고, 실내습도와 설정습도 및 습도편차를 분석하여 배기팬의 회전속도를 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다.
미만, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 열교환 환기장치는 제1 하우징(100)을 포함한다.
상기 제1 하우징(100)은 축사 등의 건물 벽체에 설치되는 것으로, 선단의 전면과 후단의 후면이 개방되며, 상기 전면과 후면을 연결하는 배기통로가 형성된다. 여기서, 선단은 건물 내부에 배치된 제1 하우징(100)의 말단을 의미하며, 후단은 건물 외부에 배치된 제1 하우징(100)의 말단을 의미한다. 예를 들면, 상기 제1 하우징(100)으로는 스테인리스 등으로 구성된 사각 덕트를 사용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 환기장치를 나타내는 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 환기장치를 나타내는 저면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 환기장치를 나타내는 부분투과 평면도이다.
또한, 제1 하우징(100)은 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 후단의 상하면에 건물 외부의 공기가 유입되는 외기유입구(110)가 형성되고, 상기 선단의 상하면에 외부 공기가 배출되는 제1 외기배출구(120)가 형성된다.
이러한 외기유입구(110)와 제1 외기배출구(120)는 제1 하우징(100)의 상하면에 일정 간격으로 복수개가 구비될 수 있다. 필요에 따라, 제1 하우징(100)의 후단 상면에 구비된 외기유입구(110)는 제1 하우징(100)의 후단 하면에 구비된 외기유입구(110)와 서로 마주보는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 제1 하우징(100)의 선단 상면에 구비된 제1 외기배출구(120)는 제1 하우징(100)의 선단 하면에 구비된 제1 외기유입구(110)와 서로 마주보는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 제1 하우징(100)의 후단 상면에 구비된 외기유입구(110)는 제1 하우징(100)의 후단 상면에 구비된 제1 외기배출구(120)와 동일 선상에 배치되며, 제1 하우징(100)의 후단 하면에 구비된 외기유입구(110)는 제1 하우징(100)의 후단 하면에 구비된 제1 외기배출구(120)와 동일 선상에 배치되는 것이 바람직하다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 열교환 환기장치는 제2 하우징(200)을 포함한다.
상기 제2 하우징(200)은 상기 제1 하우징(100)의 선단 전면을 감싸도록 형성되며 내기유입구가 구비된 것으로, 건물 내부의 공기가 배기팬을 통해 제1 하우징(100)의 내부로 유입될 수 있도록 내기유입구로 내부 공기의 단일한 이동통로를 제공한다.
이러한 제2 하우징(200)은 내기유입구로 흡입된 공기가 건물의 실내로 다시 진입되지 않도록 제1 하우징(100)의 개방된 선단 전면을 밀폐시킬 수 있도록 설치된다. 예를 들면, 제2 하우징(200)은 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 하우징(100)을 마주보는 측면이 개방된 직육면체 구조를 가지며, 제1 하우징(100) 또는 제2 하우징(200)에 접촉면이 형성되도록 제1 하우징(100)에 접촉되는 테두리를 따라 플랜지가 형성된다. 이때, 내기유입구는 제2 하우징(200)의 전면에 구비된다.
상기 제2 하우징(200)은 부식 방지를 위해 내식성을 갖는 스테인리스 등으로 구성될 수 있지만, 제1 하우징(100)과 동일한 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제2 하우징(200)의 내기유입구에는 축사 등 건물 내부의 공기를 외부로 배출하는 배기팬이 설치될 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 열교환 환기장치는 제3 하우징(300)을 포함한다.
상기 제3 하우징(300)은 상기 제1 하우징(100)의 선단 상하면에 형성된 제1 외기배출구(120)를 감싸도록 형성되며 제2 외기배출구(332)가 형성된 것으로, 건물 외부의 공기가 흡기팬을 통해 흡입될 수 있도록 흡기팬의 흡입력을 전달하는 통로인 제2 외기배출구(332)가 형성된다.
이러한 제3 하우징(300)은 제1 하우징(100)에 구비된 각 제1 외기배출구(120)에 충분한 흡입력을 전달할 수 있도록 각 제1 외기배출구(120)를 외부로부터 밀폐시킬 수 있는 구조를 갖도록 형성된다.
필요에 따라, 제3 하우징(300)은 흡기팬의 흡입력이 흡기팬으로부터 멀리 배치된 제1 외기배출구(120)까지 원활히 전달될 수 있게 제1 외기배출구(120)가 제2 외기배출구(332)에서 멀리 위치할 수 있도록 점차 좁은 통로를 갖도록 형성된다.
상기 제3 하우징(300)은 부식 방지를 위해 내식성을 갖는 스테인리스 등으로 구성될 수 있지만, 제1 하우징(100)과 동일한 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
특정양태로서, 본 발명에 따른 제3 하우징(300)은 도 2에 도시된 바와 같이 상면 커버(310)와, 하면 커버(320), 및 측면 커버(330)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 상면 커버(310)는 제1 하우징(100)의 선단 상면에 형성된 제1 외기배출구(120)를 감싸도록 형성된 것으로, 제1 외기배출구(120)를 통해 배출된 공기가 측면 커버(330)로 이동하도록 내부통로가 형성된다.
상기 하면 커버(320)는 상기 제1 하우징(100)의 선단 하면에 형성된 제1 외기배출구(120)를 감싸도록 형성된 것으로, 제1 외기배출구(120)를 통해 배출된 공기가 측면 커버(330)로 이동하도록 내부통로가 형성된 구성이다.
구체적으로, 상면 커버(310)와 하면 커버(320)는 측면 커버(330) 쪽에서 멀어질수록 점차 좁아지는 단면적을 갖는 사각 기둥형 구조로 형성될 수 있다.
상기 측면 커버(330)는 상기 제1 하우징(100)의 측면에 배치되는 것으로, 상기 상면 커버(310) 및 하면 커버(320)의 측면에 연통되며, 제2 외기배출구(332)가 형성된다. 이때, 측면 커버(330)는 상면 커버(310) 및 하면 커버(320)와 제2 외기배출구(332) 사이에 내부통로가 형성되어 상면 커버(310) 및 하면 커버(320)를 통해 유입된 외부 공기를 제2 외기배출구(332)를 통해 배출한다.
구체적으로, 측면 커버(330)는 직육면체형 구조를 갖도록 형성되며, 상면 커버(310)와 하면 커버(320)에 연통되도록 상면 커버(310)와 하면 커버(320)에 마주보는 측면에는 개방구가 형성되며, 상면 커버(310) 및 하면 커버(320)의 반대 방향에 제2 외기배출구(332)가 형성된다.
특정 양태로서, 본 발명은 제3 하우징(300)의 제2 외기배출구(332)에 축사 등 건물 외부의 공기를 건물 내부로 흡입하는 흡기팬이 설치될 수 있다.
필요에 따라, 상기 흡기팬의 인근에는 흡기팬을 통해 축사 내부로 유입되는 공기의 온도를 측정하는 흡기팬 온도센서가 구비될 수 있다. 이러한 흡기팬 온도센서는 제어부에 연결되어 측정된 온도를 제어부로 제공한다.
또한, 상기 흡기팬에는 외부의 공기를 축사 내부에 나누어 분사하는 주름관 덕트나 비닐 덕트가 설치될 수 있다. 이와 같이, 주름관 덕트나 비닐 덕트를 이용해 축사 외부로부터 유입된 공기를 축사 내부에 나누어 분사하면 겨울과 같이 실외 온도가 실내 온도보다 낮더라도 외부 공기가 축사의 전 구역에서 나누어 분사되므로 가축이 받는 열충격을 최소화시킬 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 환기장치를 나타내는 부분투과 정면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환 유닛을 나타내는 사시도이며, 도 10은 도 9의 열교환 유닛을 설명하기 위한 부분확대 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 열교환 환기장치는 열교환 유닛(400)을 포함한다.
상기 열교환 유닛(400)은 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 제1 하우징(100)의 배기통로를 좌우 방향으로 분획하도록 상기 배기통로에 복수개가 끼움 결합되는 것으로, 외부의 공기가 분획된 배기통로 사이를 통과한 후에 건물 내부로 배출될 수 있도록 흡기통로를 생성한다.
구체적으로, 열교환 유닛(400)은 외기유입구(110)와 마주보는 선단의 측면에 입구부(402)가 형성되고, 상기 제1 외기배출구(120)를 마주보는 후단의 측면에 출구부(404)가 형성되며, 상기 입구부(402)로 유입된 공기가 출구부(404)를 통해 배출되도록 내부에 입기통로가 형성된다.
이와 같이, 열교환 유닛(400)은 배기통로를 통과하는 공기의 열을 흡수하여 입기통로를 통과하는 공기에 전달하는 기능을 제공한다. 예컨대, 건물 내부의 온도가 건물 외부의 온도보다 높은 경우, 배기통로를 통과하는 내부 공기의 열을 입기통로를 통과하는 외부 공기에 전달함으로써 건물 밖으로 배출되는 내부 공기의 열에너지의 일부를 회수한다.
또한, 열교환 유닛(400)은 배기통로를 통과하는 실내 공기와 입기통로를 통과하는 실외 공기의 접촉면을 늘려주기 위해 상면 및 하면에 요철부가 구비될 수 있다.
보다 구체적으로, 열교환 유닛(400)은 도 10에 도시된 바와 같이 상하단면이 '
Figure 112017033189309-pat00001
'형 구조를 갖는 전판(410)과, 상하단면이 '
Figure 112017033189309-pat00002
'형 구조를 갖는 후판(420)과, 상기 전판(410)과 후판(420) 사이에 전후 양단이 고정되도록 설치되며 제1 요철부가 형성된 상판(430)과, 상기 전판(410)과 후-판 사이에 전후 양단이 고정되도록 설치되며 제2 요철부가 형성된 하판(440)과, 상기 상판(430)과 하판(440)의 양단에 각각 구비되어 제1 요철부와 제2 요철부에 의해 형성된 통로를 밀폐시키는 밀폐층(450), 및 상기 외기유입구(110)와 마주보는 선단의 측면에 입구부(402)가 형성되고 상기 제1 외기배출구(120)를 마주보는 후단의 측면에 출구부(404)가 형성되도록 상판(430)과 하판(440) 사이에 설치되는 측판(460)을 포함한다. 이때, 밀폐층(450)은 실리콘 등의 충진재로 형성될 수 있다.
여기서, 전판(410)과 후판(420) 사이에 배치되는 상판(430) 및 하판(440)은 각각 전판(410)과 후판(420)에 접착제를 통해 부착되거나, 용접 소성가공을 통해 부착된다. 보다 구체적으로, 상기 접착제로는 초산비닐계, 초산비닐-아크릴산 에스테르 공중합체계, 에틸렌-초산비닐 공중합체(EVA)계, 아크릴-초산비닐계 등의 에멀션 분산형 접착제를 이용하거나 폴리비닐알코올(PVA)이나 폴리아크릴산(PAA) 등의 수용성 고분자 수지 또는 용제형 수지를 이용할 수 있다. 여기서 용제형 수지란 고분자 수지가 물 대신 디메틸포름아미드(DiMethylFormamide : DMF), 메틸에틸케톤(MethylEthyl Ketone : MEK) 등의 용제(용매)에 분산되어 있는 것을 의미한다.
또한, 제1 요철부와 제2 요철부는 도 10과 같이 배출통로를 통해 배출되는 실내 공기의 배출을 방해하지 않도록 입기통로 방향으로 돌출 형성될 수 있다.
필요에 따라, 상기 상판(430)은 상기 측판(460)이 접촉되는 공간을 제공하도록 좌우 양단에 측판(460)에 평행하도록 절곡된 절곡판(432)이 구비될 수 있다.
이러한 열교환 유닛(400)은 제1 하우징(100)의 배기통로를 좌우 방향으로 분획하도록 상기 배기통로에 복수개가 끼움 결합된 다음, 제1 하우징(100)과 리벳조립 등을 통해 제1 하우징(100)에 고정된다.
본 발명에 따른 열교환 환기장치는 냉각용 분무기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 냉각용 분무기는 상기 제2 하우징(200) 또는 제3 하우징(300)에 설치되는 것으로, 실외 공기가 실내의 설정온도보다 높은 온도를 갖는 경우에 실외 공기의 온도를 낮춰주기 위해 실외 공기가 이동하는 열교환 유닛(400)으로 냉각수를 분사하는 기능을 제공한다.
구체적으로, 냉각용 분무기는 냉각수를 저장하는 냉각수 저장탱크와, 상기 저장탱크에 저장된 냉각수를 제어부의 제어에 따라 외부로 분사하는 분사모듈을 포함한다.
상기 분사모듈은 제어부에 연결되며, 열교환 환기장치의 환기 과정 중에 실내온도가 점차 높아지면 실내온도를 낮춰주기 위해 제어부의 제어에 따라 냉각수를 분사한다.
한편, 냉각용 분무기는 흡기팬의 외부에 배치되어 흡기팬으로 냉각수를 분사하거나, 흡기팬과 열교환 유닛(400) 사이에 배치되어 열교환 유닛(400)으로 직접 냉각수를 분사할 수 있다.
본 발명에 따른 열교환 환기장치는 습도조절용 분무기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 습도조절용 분무기는 축사 내부에 설치되는 것으로, 실내습도가 설정습도보다 낮은 습도를 갖는 경우에 실내습도를 높여주기 위해 축사 내부로 물을 분무하는 기능을 제공한다.
일 실시 양태로서, 본 발명에 따른 습도조절용 분무기는 물을 저장하는 물 저장탱크와, 상기 저장탱크에 저장된 물을 제어부의 제어에 따라 외부로 분무하는 분무모듈을 포함한다. 이때, 분무모듈에는 초음파 진동자 등이 포함될 수 있다.
다른 실시 양태로서, 본 발명에 따른 습도조절용 분무기는 수도꼭지에 연결된 호스, 및 상기 호스의 말단에 연결되어 호스를 통해 유입된 물을 제어부의 제어에 따라 외부로 분무하는 분무모듈을 포함한다.
이와 같이, 습도조절용 분무기는 제어부에 연결되며 제어부의 제어에 따라 실내의 습도조절을 위해 축사 내부로 물을 분무한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 열교환 환기장치는 바이패스 입기부(600)를 더 포함할 수 있다.
상기 바이패스 입기부(600)는 외부의 공기가 열교환 유닛(400)을 통과하지 않고도 실내로 유입되도록 구비된 것으로, 제3 하우징(300)에 연통되도록 설치된다.
구체적으로, 바이패스 입기부(600)는 상기 제3 하우징(300)과 연통되도록 형성된 제1 개방구와, 후단에 대기와 연통되도록 형성된 제2 개방구와, 상기 제1 개방구와 제2 개방구를 연결하도록 형성되는 입기통로, 및 상기 입기통로에 설치되어 입기통로를 개방하거나 폐쇄하는 개폐도어를 포함하여 구성된다. 다시 말해, 바이패스 입기부(600)는 선단에 제3 하우징(300)과 연통되도록 제1 개방구가 형성되고, 후단에 대기와 연통되도록 제2 개방구가 형성되며, 내부에 상기 제1 개방구와 제2 개방구를 연결하도록 입기통로가 형성된 입기부 본체를 포함한다.
이러한 개폐도어는 선택적으로 입기통로를 개방시키거나 폐쇄시킬 수 있다면 어떠한 도어를 사용하여도 무방하다.
예를 들면, 계폐도어는 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 입기부 본체(610)에 끼움 결합된 회전축(620)과, 상기 회전축(620)에 결합되어 입기부 본체(610) 내부의 입기통로를 개폐하는 회전판(630), 및 제어부에 연결되고 회전축(620)에 결합되어 제어부의 제어신호에 따라 회전축(620)을 회전시키는 회전모터(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 열교환 환기장치는 온도센서 및 습도센서를 포함한다.
상기 온도센서는 축사 내부의 실내온도를 측정하기 위해 축사의 내부에 설치되는 것으로, 실내온도를 측정한 후 이를 제어부로 전달한다. 이러한 온도센서는 축사 내부의 정확한 온도 측정을 위해 덕트가 설치되지 않은 축사의 중심부에 설치되는 것이 바람직하다. 이는, 흡기팬을 통해 유입된 외부공기를 축사의 여러 곳에 골고루 제공하는 덕트에 영향을 받지 않도록 하기 위함이다.
상기 습도센서는 축사 내부의 실내습도를 측정하기 위해 축사의 내부에 설치되는 것으로, 실내습도를 측정한 후 이를 제어부로 전달한다. 이러한 습도센서는 축사 내부의 정확한 습도 측정을 위해 덕트가 설치되지 않은 축사의 중심부에 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 열교환 환기장치는 입력부를 포함한다.
상기 입력부는 사용자의 신호를 입력받기 위해 상기 제1 하우징 내지 제3 하우징(100,200,300) 중 어느 하나의 표면에 설치되는 것으로, 사용자의 신호를 입력받기 위해 터치스크린 등이 구비될 수 있다.
이러한 입력부는 흡기팬의 최대 회전속도(%)와 최소 회전속도(%), 배기팬의 최대 회전속도(%)와 최소 회전속도(%), 실내의 설정온도, 실내의 설정습도, 온도편차, 습도편차, 흡기팬으로 유입된 외부공기의 설정온도를 입력받아 제어부로 전달한다. 필요에 따라, 입력부는 보조팬 개수와 보조팬의 최소 회전 속도를 입력받아 제어부로 전달할 수 있다. 여기서, 최대 회전속도는 가축의 연령에 따라 허용 공기의 유속이 있는데 이를 제어하기 위해 설정된 최대 환기량을 발생시키는 회전속도를 의미한다. 그리고 최소 회전속도는 팬이 작동하면서 반대로 발생되는 힘에 의해 역회전 또는 역바람이 들어오지 않을 정도의 회전속도를 의미한다.
상기 설정온도는 축사에서 사육하는 가축의 성장에 최적화된 온도를 의미한다. 필요에 따라, 설정온도는 사용자에 의해 축사에서 사육하는 가축의 성장에 최적화된 온도에 선택하여 설정될 수 있다.
상기 온도편차는 축사내부의 온도가 설정온도를 기준으로 일정 구간 안에서 조절되도록 상하 조절구간을 설정해 주는 온도로, 사용자가 선택할 수 있다.
상기 설정습도는 축사에서 사육하는 가축의 성장에 최적화된 습도를 의미한다. 필요에 따라, 설정습도는 사용자에 의해 축사에서 사육하는 가축의 성장에 최적화된 습도를 선택하여 설정될 수 있다.
상기 습도편차는 축사내부의 습도가 설정습도를 기준으로 일정 구간 안에서 조절되도록 상하 조절구간을 설정해 주는 습도로, 사용자가 선택할 수 있다.
상기 보조팬 개수는 배기를 위해 축사 내부에 미리 설치된 보조팬의 총 개수를 의미한다.
상기 보조팬의 최소 회전 속도(%)는 최대로 공기를 배출할 수 있는 보조팬의 회전속도를 100%로로 지정한 후, 보조팬의 동작이 멈추지 않도록 0%보다 높은 회전속도 중 사용자가 지정한 최소 회전속도를 의미한다.
본 발명에 따른 열교환 환기장치는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 배기팬, 흡기팬, 온도센서, 습도센서, 입력부에 연결되고 제1 하우징 내지 제3 하우징(100,200,300)에 설치되는 것으로, 상기 실내온도와 설정온도 및 온도편차를 분석하여 흡기팬 및 배기팬의 회전속도를 제어하고, 상기 실내습도와 설정습도 및 습도편차를 분석하여 개폐도어의 열림정도를 제어한다.
제1 실시 양태로서, 본 발명에 따른 제어부는 공기 순환을 위해 축사에 미리 설치된 보조팬 또는 공기순환통로가 구비된 경우, 보조팬에 연결되어 보조팬의 동작을 제어부로 제어한다.
구체적으로, 제어부는 온도센서로 측정된 실내온도가 설정온도 미만인 1단계로 감지되면, 흡기팬의 흡기 환기량을 최소 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다. 예컨대, 입력부를 통해 설정온도가 27℃로, 흡기팬의 최소 회전속도(%)가 10%로 지정된 상태에서 실내온도가 24℃로 측정되면, 제어부는 흡기팬의 회전속도가 최소 회전속도인 10%가 되도록 조절한다.
또한, 제어부는 실내온도가 설정온도와 온도편차의 총합을 초과하는 2단계로 감지되면, 흡기팬의 흡기 환기량을 최대 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다. 예컨대, 입력부를 통해 설정온도가 27℃, 온도편차가 4℃, 입력부를 통해 흡기팬의 최대 회전속도(%)가 90%로로 지정된 상태에서 실내온도가 31℃로 측정되면, 제어부는 흡기팬의 회전속도가 최대 회전속도인 90%가 되도록 조절한다.
아울러, 제어부는 실내온도가 상기 1단계와 2단계의 사이로 감지되면, 흡기팬의 흡기 환기량을 하기의 [수학식 1]로 계산된 흡기팬의 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다.
[수학식 1]
흡기팬의 회전속도(%)=흡기팬의 최소 회전속도+(흡기팬의 최대 회전속도-흡기팬의 최소 회전속도)×[(실내온도-설정온도)×(100/온도편차)/100]
예컨대, 흡기팬의 최소 회전속도가 20%, 흡기팬의 최대 회전속도가 90%, 설정온도 27℃, 온도편차가 4℃로 설정된 상태에서 실내온도가 29.2℃로 측정되면, 흡기팬의 회전속도는 [수학식 1]에 의해 아래와 같이 58.5%로 결정된다.
20+(90-20)×[(29.2-27)×(100/4)/100]=58.5%
한편, 제어부는 축사 내부의 실내습도가 설정습도와 습도편차의 차이보다 낮은 1단계로 감지되면, 배기팬의 배기 환기량을 최소 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다. 예컨대, 입력부를 통해 설정습도가 60%로, 습도편차가 20%로, 배기팬의 최소 회전속도(%)가 20%로 지정된 상태에서 실내습도가 40%로 측정되면, 제어부는 배기가 최소화되도록 배기팬의 회전속도가 최소 회전속도인 20%가 되게 조절한다.
또한, 제어부는 실내습도가 설정습도를 초과하는 2단계로 감지되면 배기팬의 배기 환기량을 흡기팬의 흡기 환기량과 동일한 환기량으로 조절한다. 예컨대, 흡기팬의 회전속도가 35%이고, 입력부를 통해 설정습도가 60%로, 습도편차가 20%로 지정된 상태에서 실내습도가 70%로 측정되면, 제어부는 배기팬의 회전속도도 흡기팬의 회전속도와 같은 35%가 되도록 조절한다.
아울러, 제어부는 실내습도가 상기 1단계와 2단계의 사이로 감지되면 상기 배기팬의 배기 환기량을 하기의 [수학식 2]로 계산된 배기팬의 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다.
[수학식 2]
배기팬의 회전속도(%)=배기팬의 최소 회전속도+(흡기팬의 회전속도-배기팬의 최소 회전속도)×[1-((설정습도-실내습도)×(100/습도편차)/100)]
예컨대, 흡기팬의 회전속도가 58.5%, 배기팬의 최소 회전속도가 20%, 설정습도 60%, 습도편차가 20%로 설정된 상태에서 실내습도가 50%로 측정되면, 배기팬의 회전속도는 [수학식 2]에 의해 아래와 같이 39.25%로 결정된다.
20+(58.5-20)×[1-((60-50)×(100/20)/100)]=39.25%
필요에 따라, 제어부는 전술한 바와 같이 흡기팬의 회전속도와 배기팬의 회전속도가 결정되면, 보조팬의 배기 환기량을 하기의 [수학식 3]으로 계산된 보조팬의 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다.
예컨대, 보조팬의 개수 2대, 보조팬의 최소 회전속도가 20%로 설정된 상태에서 흡기팬의 회전속도가 58.5%, 배기팬의 회전속도가 39.25%로 결정되면, 각 보조팬의 회전속도는 [수학식 3]에 의해 아래와 같이 29.62%로 결정된다.
[(58.5-39.25)/2]+20=29.62%
제2 실시 양태로서, 본 발명에 따른 제어부는 열교환 환기장치에 바이패스 입기부(600)가 구비된 경우 개폐도어, 예컨대 개폐도어의 회전모터에 연결된다. 이때, 제어부는 온도센서에 의해 측정된 실내온도와 입력부를 통해 입력된 설정온도, 온도편차를 분석하여 흡기팬 및 배기팬의 회전속도를 제어한다. 그리고 제어부는 습도센서에 의해 측정된 실내습도와 입력부를 통해 입력된 설정습도, 습도편차를 모두 분석하여 개폐도어의 열림정도를 제어한다.
구체적으로, 제어부는 실내온도가 설정온도 미만인 1단계로 감지되면, 상기 흡기팬 및 배기팬의 환기량을 최소 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다. 예컨대, 입력부를 통해 설정온도가 27℃로, 흡기팬 및 배기팬의 최소 회전속도(%)가 10%로 지정된 상태에서 실내온도가 24℃로 측정되면, 제어부는 흡기팬 및 배기팬의 회전속도가 최소 회전속도인 10%가 되도록 조절한다.
또한, 제어부는 실내온도가 설정온도와 온도편차의 총합을 초과하는 2단계로 감지되면, 흡기팬 및 배기팬의 환기량을 최대 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다. 예컨대, 입력부를 통해 설정온도가 27℃, 온도편차가 4℃, 입력부를 통해 흡기팬 및 배기팬의 최대 회전속도(%)가 90%로로 지정된 상태에서 실내온도가 31℃로 측정되면, 제어부는 흡기팬 및 배기팬의 회전속도가 최대 회전속도의 90%가 되도록 조절한다.
아울러, 제어부는 실내온도가 상기 1단계와 2단계의 사이로 감지되면, 흡기팬 및 배기팬의 환기량을 하기의 [수학식 4]로 계산된 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다.
[수학식 4]
흡기팬 및 배기팬의 회전속도(%)=흡기팬 및 배기팬의 최소 회전속도+(흡기팬 및 배기팬의 최대 회전속도-흡기팬 및 배기팬의 최소 회전속도)×[(실내온도-설정온도)×(100/온도편차)/100]
예컨대, 흡기팬 및 배기팬의 최소 회전속도가 20%, 흡기팬 및 배기팬의 최대 회전속도가 90%, 설정온도 27℃, 온도편차가 4℃로 설정된 상태에서 실내온도가 29.2℃로 측정되면, 흡기팬 및 배기팬의 회전속도는 [수학식 3]에 의해 아래와 같이 58.5%로 결정된다.
20+(90-20)×[(29.2-27)×(100/4)/100]=58.5%
한편, 제어부는 실내습도가 설정습도와 습도편차의 차이 미만인 1단계로 감지되면, 흡기팬에 연통된 바이패스 입기부(600)가 100% 열리도록 조절한다. 예컨대, 입력부를 통해 설정습도가 60%로, 습도편차가 20%로 지정된 상태에서 실내습도가 40%로 측정되면, 제어부는 바이패스 입기부(600)를 통해 유입되는 공기가 최대가 되도록 회전모터를 제어하여 바이패스 입기부(600)가 100% 열리도록 한다.
또한, 제어부는 실내습도가 설정습도를 초과하는 2단계로 감지되면, 상기 바이패스 입기부(600)가 닫히도록 조절한다. 예컨대, 입력부를 통해 설정습도가 60%로 지정된 상태에서 실내습도가 70%로 측정되면, 제어부는 바이패스 입기부(600)를 통해 실외공기가 유입되지 않도록 회전모터를 제어하여 바이패스 입기부(600)가 0% 열리도록 한다.
아울러, 제어부는 실내습도가 상기 1단계와 2단계의 사이로 감지되면 상기 바이패스 입기부 열림정도를 하기의 [수학식 5]로 계산된 열림정도(%)로 조절한다.
[수학식 5]
바이패스 입기부의 열림정도(%)=(설정습도-실내습도)×(100/습도편차)
예컨대, 설정습도가 60%로, 습도편차가 20%로 지정된 상태에서 실내습도가 50%로 측정되면, 바이패스 열림정도는 [수학식 4]에 의해 아래와 같이 50%로 결정된다.
(60-50)×(100/20)=50%
도 13은 본 발명에 따른 열교환 환기장치의 운전방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 축사에 설치된 열교환 환기장치의 운전방법은 실내공기와 실외공기를 동시에 교환하고 교환 시에 상기 실내공기 및 실외공기 중에서 열이 높은 공기에서 낮은 공기로 열을 이동시켜 실내공기의 온도를 유지하고, 가축에 호흡에 의해 생성된 습기를 공기 교환을 통해 배출하는 열교환 유닛을 구비하는 열교환 환기장치의 운전방법이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 열교환 환기장치의 운전방법은 열교환 환기장치의 설정온도 및 온도편차를 입력받는 입력단계(S100)와, 상기 열교환 환기장치가 실내에 설치된 온도센서를 통해 축사 내부의 실내온도를 측정하는 실내 감지단계(S200), 및 상기 열교환 환기장치가 상기 실내온도와 설정온도 및 온도편차를 분석하여 열교환 환기장치의 입기 환기량을 조절하는 환기량 조절단계(S300)를 포함한다.
본 발명에 따른 입력단계(S100)는 열교환 환기장치, 예컨대 열교환 환기장치의 제어부가 입력부를 통해 열교환 환기장치의 운전의 기준이 되는 설정온도 및 온도편차를 입력받아 저장하는 단계이다. 이때, 본 단계(S100)에서는 제어부가 입력부를 통해 열교환 환기장치에 설치된 흡기팬의 최대 회전속도(%)와 최소 회전속도(%)를 입력받고, 열교환 환기장치에 설치된 배기팬의 최대 회전속도(%)와 최소 회전속도(%)를 입력받으며, 실내의 설정습도와 실내의 습도편차를 더 입력받을 수 있다.
필요에 따라, 본 단계(S100)에서는 제어부가 입력부를 통해 흡기팬을 통해 흡기팬 온도편차, 흡입된 실외공기의 설정온도(미만, '흡기팬 설정온도'라고 약칭함), 보조팬 설정온도, 축사에 설치된 보조팬의 숫자를 더 입력받을 수 있다.
또한, 제어부는 입력부를 통해 입력된 각종 기준 데이터를 자체 저장한다. 여기서, 기준 데이터는 실내의 설정온도, 실내의 설정습도, 온도편차, 습도편차, 흡기팬의 최대 회전속도와 최소 회전속도, 및 배기팬의 최대 회전속도와 최소 회전속도를 포함하며, 선택적으로 흡기팬 설정온도를 더 포함할 수 있다.
필요에 따라, 입력단계(S100)에서는 제어부가 입력부를 통해 보조팬 개수와 보조팬의 최소 회전 속도를 더 입력받을 수 있다. 이때, 보조팬 개수와 보조팬의 최소 회전 속도는 기준 데이터에 포함된다.
본 발명에 따른 실내 감지단계(S200)는 열교환 환기장치, 예컨대 열교환 환기장치의 제어부가 축사 내부에 설치된 온도센서를 통해 축사 내부의 실내온도를 감지하는 단계이다. 이때, 본 단계(S200)에서는 제어부가 축사 내부에 설치된 습도센서를 통해 축사 내부의 실내습도를 감지할 수 있다. 또한, 본 단계(S200)에서는 제어부가 흡기팬에 설치된 온도센서를 통해 흡기팬으로 유입된 실외공기의 온도를 감지할 수 있다.
본 발명에 따른 환기량 조절단계(S300)는 열교환 환기장치, 예컨대 열교환 환기장치의 제어부가 축사의 실내온도와 설정온도 및 온도편차를 분석하여 열교환 환기장치의 입기 환기량을 조절하는 단계이다.
본 단계(S300)에서는 축사 내부에 별도의 보조팬이 설치된 경우에 열교환 환기장치, 예컨대 열교환 환기장치의 제어부가 축사의 실내온도, 실내습도, 설정온도, 설정습도, 온도편차, 습도편차를 분석하여 열교환 환기장치의 배기 환기량과 입기 환기량을 조절한다.
이때, 상기 열교환 환기장치로는 전술한 제1 하우징(100)과, 제2 하우징(200)과, 제3 하우징(300)과, 열교환 유닛(400)과, 배기팬과, 흡기팬과, 온도센서와, 습도센서와, 입력부, 및 제어부를 포함한 열교환 환기장치를 사용한다. 이때, 제어부는 실내온도와 설정온도 및 온도편차를 분석하여 흡기팬의 회전속도를 제어하고, 상기 실내습도와 설정습도 및 습도편차를 분석하여 배기팬의 회전속도를 제어한다.
도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡기팬 운전방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14를 참조하면, 본 단계(S300)에서는 실내온도가 설정온도 미만인 1단계로 감지되면, 제어부가 흡기팬의 흡기 환기량을 최소 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다. 또한, 본 단계(S300)에서는 실내온도가 설정온도와 온도편차의 총합을 초과하는 2단계로 감지되면, 제어부가 흡기팬의 흡기 환기량을 최대 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다. 아울러, 본 단계(S300)에서는 실내온도가 상기 1단계와 2단계의 사이로 감지되면, 제어부가 흡기팬의 흡기 환기량을 하기의 [수학식 1]로 계산된 흡기팬의 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다.
[수학식 1]
흡기팬의 회전속도(%)=흡기팬의 최소 회전속도+(흡기팬의 최대 회전속도-흡기팬의 최소 회전속도)×[(실내온도-설정온도)×(100/온도편차)/100]
도 15는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기팬 운전방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15를 참조하면, 본 단계(S300)에서는 축사 내부의 실내습도가 설정습도와 습도편차의 차이 미만인 1단계로 감지되면, 제어부가 배기팬의 배기 환기량을 최소 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다. 또한, 본 단계(S300)에서는 실내습도가 설정습도를 초과하는 2단계로 감지되면, 제어부가 배기팬의 배기 환기량을 흡기팬의 흡기 환기량과 동일한 환기량으로 조절한다. 아울러, 본 단계(S300)에서는 실내습도가 상기 1단계와 2단계의 사이로 감지되면, 제어부가 배기팬의 배기 환기량을 하기의 수학식 2로 계산된 배기팬의 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다. 여기서, 1단계와 2단계의 사이는 (설정습도-습도편차)≤실내습도≤(설정습도)를 의미한다.
[수학식 2]
배기팬의 회전속도(%)=배기팬의 최소 회전속도+(흡기팬의 회전속도-배기팬의 최소 회전속도)×[1-((설정습도-실내습도)×(100/습도편차)/100)]
필요에 따라, 환기량 조절단계(S300)에서는 열교환 환기장치, 예컨대 열교환 환기장치의 제어부가 축사의 실내온도와 설정온도 및 온도편차를 분석하여 보조팬의 배기 환기량을 조절할 수 있다.
구체적으로, 본 단계(S300)에서는 흡기팬의 회전속도와 배기팬의 회전속도가 결정되면, 제어부가 보조팬의 배기 환기량을 하기의 [수학식 3]으로 계산된 보조팬의 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다.
[수학식 3]
보조팬 회전속도(%)=[(흡기팬의 회전속도-배기팬의 회전속도)/보조팬 개수]+ 보조팬의 최소 회전속도
한편, 본 단계(S300)에서는 축사 내부에 별도의 보조팬이 미 설치된 경우 열교환 환기장치, 예컨대 열교환 환기장치의 제어부가 축사의 실내온도와 설정온도 및 온도편차를 분석하여 열교환 환기장치의 배기 환기량을 입기 환기량과 동일하게 조절한다. 그리고 본단계(S300)에서는 열교환 환기장치, 예컨대 열교환 환기장치의 제어부가 축사의 실내습도와 설정습도 및 습도편차를 분석하여 바이패스 입기부(600)의 열림정도를 조절한다.
이때, 상기 열교환 환기장치로는 전술한 제1 하우징(100)과, 제2 하우징(200)과, 제3 하우징(300)과, 열교환 유닛(400)과, 배기팬과, 흡기팬과, 바이패스 입기부(600)와, 온도센서와, 습도센서와, 입력부, 및 제어부를 포함한 열교환 환기장치를 사용한다. 이때, 제어부는 실내온도와 설정온도 및 온도편차를 분석하여 흡기팬 및 배기팬의 회전속도를 제어하고, 상기 실내습도와 설정습도 및 습도편차를 분석하여 개폐도어의 열림정도를 제어한다.
도 16은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기팬의 다른 운전방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 단계(S300)에서 제어부는 흡기팬 온도센서로 측정된 온도가 15 내지 18℃ 이상인 경우, 실내습도 대신 실내온도와 흡기팬 온도를 변수로 사용하여 배기팬의 회전속도를 조절할 수 있다.
도 16을 참조하면, 본 단계(S300)에서는 축사 내부의 실내온도가 설정온도 미만인 1단계로 감지되면, 제어부가 배기팬의 배기 환기량을 최소 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다. 또한, 본 단계(S300)에서는 실내온도가 설정온도와 온도편차의 총합을 초과하는 2단계로 감지되면, 제어부가 배기팬의 배기 환기량을 흡기팬의 흡기 환기량과 동일한 환기량으로 조절한다. 아울러, 본 단계(S300)에서는 실내온도가 상기 1단계와 2단계의 사이로 감지되면, 제어부가 배기팬의 배기 환기량을 하기의 [수학식 6]으로 계산된 배기팬의 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다. 여기서, 1단계와 2단계의 사이는 (설정온도)≤실내온도≤(설정온도+온도편차)를 의미한다.
[수학식 6]
배기팬의 회전속도(%)=배기팬의 최소 회전속도-[(흡기팬 설정온도-흡기팬 온도)×(100/흡기팬 온도편차)/100)]
필요에 따라, 환기량 조절단계(S300)에서는 도 16과 같이 제어부가 배기팬의 회전속도를 제어한 이후에 축사에 설치된 보조팬의 배기 환기량을 조절할 수 있다.
구체적으로, 본 단계(S300)에서 배기팬의 배기 환기량이 흡기팬의 흡기 환기량과 동일한 환기량으로 결정되면, 제어부는 보조팬의 배기 환기량을 하기의 [수학식 7]로 계산된 보조팬의 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다.
[수학식 7]
보조팬 회전속도(%)=보조팬 최소 회전속도+(보조팬 최대 회전속도-보조팬 최소 회전속도)×[(실내온도-보조팬 설정온도)×(100/온도편차)/100)]
또한, 본 단계(S300)에서 배기팬의 배기 환기량이 [수학식 6]으로 계산된 배기팬의 회전속도(%)에 의한 환기량으로 결정되면, 제어부는 보조팬의 배기 환기량을 하기의 [수학식 3]으로 계산된 보조팬의 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다.
[수학식 3]
보조팬 회전속도(%)=[(흡기팬의 회전속도-배기팬의 회전속도)/보조팬 개수]+ 보조팬의 최소 회전속도
도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 흡기팬 및 배기팬 운전방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 17을 참조하면, 본 단계(S300)에서는 실내온도가 설정온도 미만인 1단계로 감지되면, 제어부가 흡기팬 및 배기팬의 환기량을 최소 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다. 또한, 본 단계(S300)에서는 실내온도가 설정온도와 온도편차의 총합을 초과하는 2단계로 감지되면, 제어부가 흡기팬 및 배기팬의 환기량을 최대 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다. 아울러, 본 단계(S300)에서는 실내온도가 상기 1단계와 2단계의 사이로 감지되면, 제어부가 흡기팬 및 배기팬의 환기량을 하기의 [수학식 4]로 계산된 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절한다. 여기서, 1단계와 2단계의 사이는 (설정온도)≤실내온도≤(설정온도+온도편차)를 의미한다.
[수학식 4]
흡기팬 및 배기팬의 회전속도(%)=흡기팬 및 배기팬의 최소 회전속도+(흡기팬 및 배기팬의 최대 회전속도-흡기팬 및 배기팬의 최소 회전속도)×[(실내온도-설정온도)×(100/온도편차)/100]
도 18은 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이패스 입기부 운전방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 단계(S300)에서는 제어부가 실외의 습도가 50% 미만인 경우, 실내습도를 변수로 사용하여 바이패스 입기부의 열림정도를 조절할 수 있다.
도 18을 참조하면, 본 단계(S300)에서는 실내습도가 설정습도와 습도편차의 차이 미만인 1단계로 감지되면, 제어부가 흡기팬에 연통된 바이패스 입기부(600)가 100% 열리도록 조절한다. 또한, 본 단계(S300)에서는 실내습도가 설정습도를 초과하는 2단계로 감지되면, 제어부가 바이패스 입기부(600)가 닫히도록 조절한다. 아울러, 본 단계(S300)에서는 실내습도가 상기 1단계와 2단계의 사이로 감지되면, 제어부가 바이패스 입기부(600)의 열림정도를 하기의 [수학식 5]로 계산된 열림정도(%)로 조절한다. 여기서, 1단계와 2단계의 사이는 (설정습도-습도편차)≤실내습도≤(설정습도)를 의미한다.
[수학식 5]
바이패스 입기부의 열림정도(%)=(설정습도-실내습도)×(100/습도편차)
도 19는 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이패스 입기부의 다른 운전방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 단계(S300)에서 제어부는 흡기팬 온도센서로 측정된 온도가 15 내지 18℃ 이상인 경우, 실내습도 대신 실내온도와 흡기팬 온도를 변수로 사용하여 바이패스 입기부의 열림정도를 조절할 수 있다.
구체적으로, 본 단계(S300)에서는 축사 내부의 실내온도가 설정온도 미만이면, 제어부가 바이패스 입기부(600)가 닫히도록 조절한다. 또한, 본 단계(S300)에서는 실내온도가 설정온도와 온도편차의 총합을 초과하면, 제어부는 바이패스 입기부(600)가 닫히도록 조절하며 냉각용 분무기가 열교환 유닛으로 냉각수를 분무하도록 제어한다.
아울러, 본 단계(S300)에서는 실내온도가 설정온도와 온도편차의 총합 이하로 감지되면, 제어부가 바이패스 입기부(600)의 열림정도를 하기의 [수학식 7]로 계산된 열림정도(%)로 조절한다.
[수학식 7]
바이패스 입기부의 열림정도(%)=100-[(흡기팬의 설정온도-흡기팬 온도)×(100/온도편차)]
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 제1 하우징 110 : 외기유입구
120 : 제1 외기배출구 200 : 제2 하우징
300 : 제3 하우징 310 : 상면 커버
320 : 하면 커버 330 : 측면 커버
332 : 제2 외기배출구 400 : 열교환 유닛
402 : 입구부 404 : 출구부
410 : 전판 420 : 후판
430 : 상판 432 : 절곡판
440 : 하판 450 : 밀폐층
460 : 측판 500 : 배기관
600 : 바이패스 입기부

Claims (9)

  1. 실내공기와 실외공기를 동시에 교환하고 교환 시에 상기 실내공기 및 실외공기 중에서 열이 높은 공기에서 낮은 공기로 열을 이동시켜 실내공기의 온도를 유지하고, 가축에 호흡에 의해 생성된 습기를 공기 교환을 통해 배출하는 열교환 유닛을 구비하는 열교환 환기장치의 운전방법에 있어서,
    상기 열교환 환기장치에 설치된 흡기팬의 최대 회전속도(%)와 최소 회전속도(%)를 입력받고, 열교환 환기장치에 설치된 배기팬의 최대 회전속도(%)와 최소 회전속도(%)를 입력받으며, 열교환 환기장치의 설정온도, 온도편차, 설정습도, 및 습도편차를 입력받되, 상기 최대 회전속도(%)는 가축의 연령에 따라 허용 공기의 유속을 제어하기 위해 설정된 최대 환기량을 발생시키는 회전속도이며, 상기 최소 회전속도(%)는 팬이 작동하면서 반대로 발생되는 힘에 의해 역회전 또는 역바람이 들어오지 않을 정도의 회전속도인 입력단계;
    상기 열교환 환기장치가 실내에 설치된 온도센서를 통해 축사 내부의 실내온도를 측정하는 실내 감지단계; 및
    상기 열교환 환기장치가 흡기팬의 최대 회전속도(%)와 최소 회전속도(%), 배기팬의 최대 회전속도(%)와 최소 회전속도(%), 실내온도, 설정온도, 온도편차, 설정습도, 및 습도편차를 분석하여 열교환 환기장치의 열교환 유닛을 통해 입기 환기량을 조절하는 환기량 조절단계를 포함하며,
    상기 열교환 유닛은 상하단면이 ''
    Figure 112019500204443-pat00022
    '형 구조를 갖는 전판과, 상하단면이 ''
    Figure 112019500204443-pat00023
    '형 구조를 갖는 후판과, 상기 전판과 후판 사이에 전후 양단이 고정되도록 설치되며 제1 요철부가 형성된 상판과, 상기 전판과 후-판 사이에 전후 양단이 고정되도록 설치되며 제2 요철부가 형성된 하판과, 상기 상판과 하판의 양단에 각각 구비되어 제1 요철부와 제2 요철부에 의해 형성된 통로를 밀폐시키는 밀폐층, 및 외기유입구와 마주보는 선단의 측면에 입구부가 형성되고 제1외기배출구를 마주보는 후단의 측면에 출구부가 형성되도록 상판과 하판 사이에 설치되는 측판을 포함하는 것을 특징으로 하는 축사에 설치된 열교환 환기장치의 운전방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서, 상기 입력단계는
    흡기팬 설정온도, 흡기팬 온도편차를 더 입력받는 것을 특징으로 하는 축사에 설치된 열교환 환기장치의 운전방법.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 환기량 조절단계는
    상기 실내온도가 설정온도 미만인 1단계로 감지되면 상기 흡기팬의 흡기 환기량을 최소 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절하고, 상기 실내온도가 설정온도와 온도편차의 총합을 초과하는 2단계로 감지되면 상기 흡기팬의 흡기 환기량을 최대 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절하며, 상기 실내온도가 상기 1단계와 2단계의 사이로 감지되면 상기 흡기팬의 흡기 환기량을 하기의 수학식 1로 계산된 흡기팬의 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절하는 것을 특징으로 하는 축사에 설치된 열교환 환기장치의 운전방법.
    [수학식 1]
    흡기팬의 회전속도(%)=흡기팬의 최소 회전속도+(흡기팬의 최대 회전속도-흡기팬의 최소 회전속도)× [(실내온도-설정온도)×(100/온도편차)/100]
  5. 제4 항에 있어서, 상기 환기량 조절단계는
    축사 내부의 실내습도가 설정습도와 습도편차의 차이보다 낮은 1단계로 감지되면 상기 배기팬의 배기 환기량을 최소 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절하고, 상기 실내습도가 설정습도를 초과하는 2단계로 감지되면 상기 배기팬의 배기 환기량을 흡기팬의 흡기 환기량과 동일한 환기량으로 조절하며, 상기 실내습도가 상기 1단계와 2단계의 사이로 감지되면 상기 배기팬의 배기 환기량을 하기의 수학식 2로 계산된 배기팬의 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절하는 것을 특징으로 하는 축사에 설치된 열교환 환기장치의 운전방법.
    [수학식 2]
    배기팬의 회전속도(%)=배기팬의 최소 회전속도+(흡기팬의 회전속도-배기팬의 최소 회전속도)×[1-((설정습도-실내습도)×(100/습도편차)/100)]
  6. 제3 항에 있어서, 상기 환기량 조절단계는
    흡기팬 온도센서로 측정된 온도가 15 내지 18℃ 이상인 경우,
    축사 내부의 실내온도가 설정온도 미만인 1단계로 감지되면, 배기팬의 배기 환기량을 최소 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절하고, 상기 실내온도가 설정온도와 온도편차의 총합을 초과하는 2단계로 감지되면 배기팬의 배기 환기량을 흡기팬의 흡기 환기량과 동일한 환기량으로 조절하며, 상기 실내온도가 상기 1단계와 2단계의 사이로 감지되면 배기팬의 배기 환기량을 하기의 [수학식 6]으로 계산된 배기팬의 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절하는 것을 특징으로 하는 축사에 설치된 열교환 환기장치의 운전방법.
    [수학식 6]
    배기팬의 회전속도(%)=배기팬의 최소 회전속도-[(흡기팬 설정온도-흡기팬 온도)×(100/흡기팬 온도편차)/100)]
  7. 제1 항에 있어서, 상기 환기량 조절단계는
    상기 실내온도가 설정온도 미만인 1단계로 감지되면 상기 흡기팬 및 배기팬의 환기량을 최소 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절하고, 상기 실내온도가 설정온도와 온도편차의 총합을 초과하는 2단계로 감지되면 상기 흡기팬 및 배기팬의 환기량을 최대 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절하며, 상기 실내온도가 상기 1단계와 2단계의 사이로 감지되면 상기 흡기팬 및 배기팬의 환기량을 하기의 수학식 4로 계산된 회전속도(%)에 의한 환기량으로 조절하는 것을 특징으로 하는 축사에 설치된 열교환 환기장치의 운전방법.
    [수학식 4]
    흡기팬 및 배기팬의 회전속도(%)=흡기팬 및 배기팬의 최소 회전속도+(흡기팬 및 배기팬의 최대 회전속도-흡기팬 및 배기팬의 최소 회전속도)×[(실내온도-설정온도)×(100/온도편차)/100]
  8. 제7 항에 있어서, 상기 환기량 조절단계는
    축사 내부의 실내습도가 설정습도와 습도편차의 차이보다 낮은 1단계로 감지되면 흡기팬에 연통된 바이패스 입기부가 100% 열리도록 조절하고, 상기 실내습도가 설정습도를 초과하는 2단계로 감지되면 상기 바이패스 입기부가 닫히도록 조절하며, 상기 실내습도가 상기 1단계와 2단계의 사이로 감지되면 상기 바이패스 입기부 열림정도를 하기의 수학식 5로 계산된 열림정도(%)로 조절하는 것을 특징으로 하는 축사에 설치된 열교환 환기장치의 운전방법.
    [수학식 5]
    바이패스 입기부의 열림정도(%)=(설정습도-실내습도)×(100/습도편차)
  9. 제3 항에 있어서, 상기 환기량 조절단계는
    흡기팬 온도센서로 측정된 온도가 15 내지 18℃ 이상인 경우,
    축사 내부의 실내온도가 설정온도 미만으로 감지되면, 바이패스 입기부가 닫히도록 조절하며, 실내온도가 설정온도와 온도편차의 총합을 초과하도록 감지되면 바이패스 입기부가 닫히도록 조절하고 냉각용 분무기가 열교환 유닛으로 냉각수를 분무하도록 제어하며, 실내온도가 설정온도와 온도편차의 총합 이하로 감지되면 바이패스 입기부의 열림정도를 하기의 [수학식 7]로 계산된 열림정도(%)로 조절하는 것을 특징으로 하는 축사에 설치된 열교환 환기장치의 운전방법.
    [수학식 7]
    바이패스 입기부의 열림정도(%)=100-[(흡기팬의 설정온도-흡기팬 온도)×(100/온도편차)]

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