KR101944383B1 - 농작물 재배시설용 이산화탄소 공급 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 농작물의 재배시설(1)에 대한 이산화탄소 공급 시스템에 있어서, 이산화탄소가 포함된 용액을 공급하는 용액공급부(50); 상기 용액공급부(50) 이후에 설치되며, 상기 전달용액(20)에 포함된 이산화탄소를 수거하여 상기 재배시설(1)에 제공하는 수거부(200); 및 상기 수거부(200)와 상기 재배시설(1) 사이에 설치된 진공펌프(420);를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면 단순한 설비를 추가하는 것만으로 고농도의 이산화탄소가 포함된 제공공기를 재배시설에 제공할 수 있어 시설비 및 유지비를 절감할 수 있음과 아울러 화재와 같은 안전사고가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 전달용액(20)의 산성도와 진공펌프(420)의 압력을 조절하여 제공공기 상의 이산화탄소 농도를 조절할 수 있으므로 재배시설(1)에서 제배되는 농작물의 종류에 따라 생육 촉진에 최적인 공기를 제공할 수 있다.

Description

농작물 재배시설용 이산화탄소 공급 시스템{CO2 Supply System for Crop Cultivation Facilities}
본 발명은 건축분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 농작물의 재배를 위한 재배시설에 고농도의 이산화탄소를 제공하여 농장물의 생육 촉진에 도움을 줄 수 있는 농작물 재배시설용 이산화탄소 공급 시스템에 관한 것이다.
식물의 생장에 영향을 미치는 요인으로는 광합성량, 이산화탄소의 농도, 온도 등이 있다.
특히 밀폐 구조를 갖는 하우스 등의 재배시설의 경우에는 식물생장을 위한 충분한 이산화탄소가 자연적으로 공급되기 어렵다. 더하여 하절기에는 재배시설 내의 온도 상승으로 인하여 재배시설의 측창이나 공기 순환 장치를 통해 이산화탄소가 비산되므로 재배시설 내에 식물생장을 위한 충분한 농도의 이산화탄소를 잔존시키는 것이 어렵다.
이러한 문제의 해결을 위해 종래에는 드라이아이스나 액화 이산화탄소를 이용하여 인위적으로 이산화탄소를 재배시설 내로 공급하는 기술이 사용되고 있다. 또한, 보일러와 같은 외부 시설을 추가적으로 설치하여 보일러 사용에 따라 발생되는 이산화탄소를 재배시설 내로 인입시키는 방식을 채용하여 오고 있다.
그러나 종래의 드라이아이스나 액화 이산화탄소를 이용하는 방식은 고비용이 소요될 뿐만 아니라 화재의 위험성과 같은 안전사고 발생의 문제를 내포하고 있어, 적극적으로 활용되기 어려웠다.
또한, 보일러와 같은 외부 시설을 이용하는 방식은 추가 시설의 설치에 따른 시설비의 증대, 유지 관리의 부담 등의 문제가 있었고 더욱이 재배시설의 식물 종류에 따른 일정 농도의 이산화탄소 제공을 담보할 수 없는 문제가 있었다.
본 발명은 상술된 종래의 농작물 재배시설용 이산화탄소 공급 시스템의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 재배시설 내에 고농도의 이산화탄소가 포함된 공기를 공급할 수 있는 농작물 재배시설용 이산화탄소 공급 시스템를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 재배시설 내의 식물의 종류에 따라 적정 농도의 이산화탄소를 제공할 수 있도록 용액의 산성도 또는 진공펌프의 압력 조절을 통해 공급되는 이산화탄소 농도를 조절 가능토록 하는 농작물 재배시설용 이산화탄소 공급 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 복잡한 구조의 시설 설비나 화재 위험성이 있는 시설 설비의 구축을 요하지 않는 농작물 재배시설용 이산화탄소 공급 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 대기 중의 이산화탄소를 포집하여 식물 생장 촉진을 위해 사용함으로써 지구온난화 현상의 주요 원인인 대기중 이산화탄소 농도를 낮출 수 있도록 하는 농작물 재배시설용 이산화탄소 공급 시스템을 제공함에 있다.
본 발명에 따르면 농작물의 재배시설(1)에 대한 이산화탄소 공급 시스템에 있어서, 이산화탄소가 포함된 전달용액(20)을 공급하는 용액공급부(50); 상기 용액공급부(50) 이후에 설치되며, 상기 전달용액(20)에 포함된 이산화탄소를 수거하여 상기 재배시설(1)에 제공하는 수거부(200); 및 상기 수거부(200)와 상기 재배시설(1) 사이에 설치된 진공펌프(420);를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템이 제공된다.
이 경우 상기 수거부(200)는 소수성 멤브레인 필터(201)로 구획된 제1 내부공간(202) 및 제2 내부공간(203)이 형성된 하우징(204); 상기 용액공급부(50)가 공급하는 상기 전달용액(20)이 상기 제1 내부공간(202)으로 유입되는 용액유입구(205); 상기 제1 내부공간(202) 상의 상기 전달용액(20)이 외부로 배출되기 위한 용액배출구(206); 상기 재배시설(1)로 제공되는 제공공기(30)가 상기 제2 내부공간(203)으로 유입되는 공기유입구(207); 및 상기 제2 내부공간(203) 상의 상기 제공공기(30)가 상기 재배시설(1)로 이동하기 위한 공기배출구(208);를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템일 수 있다.
또한, 상기 진공펌프(420)는 상기 공기배출구(208) 상에 형성된 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템일 수 있다.
또한, 상기 용액공급부(50)는, 외부공기(10)에 포함된 이산화탄소를 전달용액(20)에 농축시키는 농축부(100);를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템일 수 있다.
또한, 상기 농축부(100)에 상기 전달용액(20)을 제공함과 아울러, 상기 수거부(200)의 상기 전달용액(20)을 전달받는 용액 저장부(300);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템일 수 있다.
또한, 상기 용액 저장부(300)에 저장된 상기 전달용액(20)의 산성도(pH)는 6 내지 8인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템일 수 있다.
또한, 상기 농축부(100)는, 상기 외부공기(10)가 유입되는 외부공기유입구(110); 상기 전달용액(20)이 유입되는 제1 전달용액유입구(120); 및 상기 제1 전달용액유입구(120)를 통해 유입된 상기 전달용액(20)을 상기 농축부(100)의 내부에 분사하는 분사부(710);를 포함하되, 상기 농축부(100) 상의 상기 외부공기(10)에 포함된 이산화탄소가 상기 분사부(710)에 의해 분사된 상기 전달용액(20)으로 농축되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템일 수 있다.
또한, 상기 농축부(100)는, 상기 전달용액(20)이 배출되는 제1 전달용액배출구(140); 및 상기 외부공기(10)가 배출되는 제1 외부공기배출구(150);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템일 수 있다.
또한, 상기 제1 전달용액배출구(140)는 상기 용액 저장부(300)와 연결되며, 상기 용액 저장부(300)의 저장액 배출부(320)는 상기 수거부(200)와 연결되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템일 수 있다.
또한, 상기 수거부(200)는,상기 재배시설(1) 상으로 제공되는 제공공기(30)가 유입되는 제공공기유입구(210); 상기 저장액 배출부(320) 통해 배출된 상기 전달용액(20)이 유입되는 제2 전달용액유입구(220); 및 상기 제공공기(30)가 통과되는 제2 내부통로(231)가 구비된 제2 소수성 멤브레인 필터(230);를 포함하되, 상기 제2 소수성 멤브레인 필터(230) 주변의 상기 전달용액(20)에 포함된 이산화탄소가 상기 제2 내부통로(231) 상의 상기 제공공기(30)로 수거되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템일 수 있다.
또한, 상기 수거부(200)는, 상기 전달용액(20)이 배출되는 제2 전달용액배출구(240); 및 상기 제공공기(30)가 배출되는 제2 외부공기배출구(250);를 더 포함하되, 상기 제2 외부공기배출구(250)는 상기 재배시설(1)로 연결되며, 상기 제2 외부공기배출구(250)와 상기 재배시설(1) 사이에 설치된 진공펌프(420);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템일 수 있다.
또한, 상기 재배시설(1) 상의 사용공기(40)가 배출되는 사용공기배출구(2);를 더 포함하되, 상기 사용공기배출구(2)는 상기 제공공기유입구(210)와 연결된 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템일 수 있다.
본 발명에 따르면 농작물 재배시설 내에 고농도의 이산화탄소가 포함된 공기를 공급할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 재배시설 내의 농작물의 종류에 따라 적정 농도의 이산화탄소를 제공할 수 있도록 용액의 산성도 또는 진공펌프의 압력 조절을 통해 공급되는 이산화탄소 농도를 조절 가능한 효과가 있다.
본 발명에 따르면 복잡한 구조의 시설 설비나 화재 위험성이 있는 시설 설비의 구축을 요하지 않아 시설비의 절감 및 안전사고 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 대기 중의 이산화탄소를 포집하여 식물 생장 촉진을 위해 사용함으로써 지구온난화 현상의 주요 원인인 대기 중 이산화탄소 농도를 낮출 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예(실시예 1)에 따른 이산화탄소 공급 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예(실시예 2)에 따른 이산화탄소 공급 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예(실시예 2)에 따른 이산화탄소 공급 시스템에 사용되는 농축부의 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예(실시예 2)에 따른 이산화탄소 공급 시스템에 사용되는 농축부의 평면투시도.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예(실시예 2)에 따른 이산화탄소 공급 시스템에 사용되는 수거부의 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예(실시예 2)에 따른 이산화탄소 공급 시스템에 사용되는 수거부의 평면투시도.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예(실시예 3)에 따른 이산화탄소 공급 시스템의 구성도.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예 3에 따른 산성도에 따른 이산화탄소 수거량 데이터를 나타낸 표
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예 3에 따른 진공압에 따른 이산화탄소 수거량 데이터를 나타낸 표
본 발명에 따른 농작물 재배시설용 이산화탄소 공급 시스템의 실시예(실시예 1, 실시예 2)를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
본 발명은 하우스 등의 농작물 재배시설(1)에 고농도의 이산화탄소를 공급하기 위한 이산화탄소 공급 시스템에 관한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이산화탄소 공급 시스템에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예(실시예 1)에 따른 이산화탄소 공급 시스템은 기본적으로 이산화탄소가 포함된 전달용액(20)을 공급하는 용액공급부(50), 용액공급부(50) 이후에 설치되며 전달용액(20)에 포함된 이산화탄소를 수거하여 재배시설(1)에 제공하는 수거부(200) 및 수거부(200)와 재배시설(1) 사이에 설치된 진공펌프(420)를 포함한다(도 1).
이 경우 수거부(200)는 소수성 멤브레인 필터(201)로 구획된 제1 내부공간(202) 및 제2 내부공간(203)이 형성된 하우징(204), 용액공급부(50)가 공급하는 용액이 제1 내부공간(202)으로 유입되는 용액유입구(205), 제1 내부공간(202) 상의 용액이 외부로 배출되기 위한 용액배출구(206), 재배시설(1)로 제공되는 제공공기(30)가 제2 내부공간(203)으로 유입되는 공기유입구(207) 및 제2 내부공간(203) 상의 제공공기(30)가 재배시설(1)로 이동하기 위한 공기배출구(208)를 포함할 수 있다(도 1).
진공펌프(420)는 공기배출구(208) 상에 형성되어 제1 내부공간(202) 및 제2 내부공간(203)에 흡입력을 제공한다.
이 경우 제1 내부공간(202) 상의 전달용액(20)에 용해된 이산화탄소가 소수성 멤브레인 필터(201)를 통과하여 제2 내부공간(203)으로 이동되고, 제2 내부공간(203) 상의 제공공기(30)와 함께 공기배출구(208)를 통과하여 재배시설(1)로 제공된다.
용액공급부(50)에서 제공되는 전달용액(20)의 이산화탄소 함량을 높이기 위해 용액공급부(50) 상의 용액에 산기관을 이용한 에어버블을 주입할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예(실시예 2)에 따른 이산화탄소 공급 시스템의 용액공급부(50)는 기본적으로 외부공기(10)에 포함된 이산화탄소를 전달용액(20)에 농축시키는 농축부(100)를 포함한다.
이에 더하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이산화탄소 공급 시스템은 농축부(100) 이후에 설치되며 전달용액(20)에 포함된 이산화탄소를 수거하여 재배시설(1)에 제공하는 수거부(200)를 포함한다(도 2).
여기서 외부공기(10)란 재배시설(1) 외부의 자연 공기를 의미한다. 또한, 전달용액(20)은 염산 등의 산성 물질이 희석된 물의 개념을 포함한다.
전달용액(20)에서 용액은 일반적인 수돗물일 수 있으며, 전달용액(20)은 이산화탄소의 농축 및 수거 과정에서 매개체로서의 역할을 수행한다.
공기 중의 이산화탄소가 물에 용해되는 경우 물의 산성도(pH)에 따라 물속에 존재하는 이산화탄소의 성상이 달라진다. 예를 들어 물이 중성 또는 염기성의 특질을 갖는 경우 이산화탄소는 중탄산염(HCO3 -) 또는 탄산염(CO3 2-) 형태로 물에 존재하나, 물이 산성의 특질을 갖는 경우 이산화탄소의 성상을 그대로 유지한 채 물에 용해된다.
대기중의 이산화탄소는 물과 접촉하는 과정에서 이산화탄소는 물과 반응하여 탄산(H2CO3) 형태로 용해되는데, 용해되는 양은 대기중의 이산화탄소분압에 비례하게 된다. 이때 물의 산성도가 5.5 이하에서는 용해되는 이산화탄소의 90% 이상은 탄산형태로 존재하게 된다. 그러나 물의 산성도가 5.5 이상에서는 용해되는 이산화탄소의 일부 또는 대부분이 탄산에서 중탄산염형태로 전환되게 되면서 더 많은 이산화탄소가 물속에 용해할 수 있다. 이는 물속의 이산화탄소의 용해도는 대기중 이산화탄소의 분압과 물속의 탄산과의 상관관계이기 때문이다. 즉 본 발명에서 전달용액(20)의 산성도가 이산화탄소의 저장에 중요한 역할을 한다는 의미이다.
또한 수거부(200)로 활용되는 탈기막은 물속에 탄산으로 존재하는 이산화탄소를 진공압 상태에서 공기중으로 추출 한다. 이때, 물속의 탄산이 공기중으로 이동 하면서, 수중에 존재하던 일부의 중탄산염이 탄산으로 전환되는 과정이 동시에 일어난다. 결론적으로, 물속에 존재하는 중탄산염 까지 공기중으로 추출되는 것으로 보일수 있다. 다시말해서, 물속에 중탄산염이 많을수록 수거부에서 회수되는 이산화탄소 농도가 많다는 의미이다.
따라서, 본 발명은 농축부(100)에서 물에 농축된 이산화탄소를 수거부(200)에서 용이하게 수거하는 것이 가능하도록 물의 특질을 중성이하(pH 7.5 이하)로 유지시키는 것을 발명의 특징으로 한다.
본 발명의 실시예 2에 따르면 중성의 특질을 갖는 용액(물)에 이산화탄소를 농축시켜 수거부(200)에서 수거한 경우 재배시설(1)로 공급되는 공기의 이산화탄소 농도는 500ppm 인 반면, 전달용액(20)에 이산화탄소를 농축시켜 수거부(200)에서 수거한 경우 재배시설(1)로 공급되는 공기의 이산화탄소 농도는 1000ppm을 넘는 수거 농도를 나타냈다.
또한, 이러한 이산화탄소 수거 농도는 전달용액(20)의 산성도(pH)에 따라 조절하는 것이 가능하다.
따라서, 본 발명에 따른 이산화탄소 공급 시스템을 이용하는 경우 종래의 장치에 비교하여 더 높은 농도의 이산화탄소가 포함된 공기를 공급하는 것이 가능하며, 농작물의 특성에 따라 다양한 농도의 이산화탄소가 포함된 공기를 제공하는 것이 가능한 효과를 갖는다.
실험적으로 물 산성도가 pH가 7.5 이하에서 유사한 이산화탄소 수거효율이 조사되었으나, 운전의 안전성 및 편이성을 고려한다면, 최적의 물의 산성도는 pH가 5.5 내지 7.5 사이에서 유지되는 것이 고농도의 이산화탄소 수거에 효율적이다.
더하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이산화탄소 공급 시스템은 농축부(100)에 전달용액(20)을 제공함과 아울러 수거부(200)의 전달용액(20)을 전달받는 용액 저장부(300)를 더 포함할 수 있다(도 2).
용액 저장부(300)에 저장된 전달용액(20)의 산성도를 조절함으로써 농축부(100)에 제공되는 전달용액(20)의 산성도를 조절할 수 있다.
농축부(100)는 농축부 하우징(160)으로 외부공기(10)가 유입되는 외부공기유입구(110), 전달용액(20)이 유입되는 제1 전달용액유입구(120), 외부공기유입구(110)를 통해 유입된 외부공기(10)가 통과되는 제1 내부통로(131)가 구비된 제1 소수성 멤브레인 필터(130), 전달용액(20)이 배출되는 제1 전달용액배출구(140) 및 외부공기(10)가 배출되는 제1 외부공기배출구(150)를 포함할 수 있다(도 3, 도 4).
농축부(100)에서 전달용액(20)에 이산화탄소가 농축되는 과정을 설명하면 이하와 같다.
농축부 하우징(160) 내부로 유입된 외부공기(10)는 제1 소수성 멤브레인 필터(130)의 심부에 형성된 제1 내부통로(131)에 위치되고, 전달용액(20)은 제1 소수성 멤브레인 필터(130)의 주변부에 위치된다.
소수성 멤브레인 필터(130)는 기체는 통과되고 액체는 통과되지 않는 특성을 갖고 있으므로, 외부공기(10)와 전달용액(20) 사이의 이산화탄소 분압 차이에 의해 외부공기(10) 상의 이산화탄소가 전달용액(20)으로 이동한다.
상술된 현상의 반복으로 인하여 제1 내부통로(131) 상의 외부공기(10)에 포함된 이산화탄소가 제1 소수성 멤브레인 필터(130) 주변의 전달용액(20)으로 농축될 수 있다.
이산화탄소가 농축된 전달용액(20)은 제1 전달용액배출구(140)를 통해 농축부 하우징(160) 외부로 배출되어 수거부(200)로 전달된다.
이산화탄소가 배출된 외부공기(10)는 제1 외부공기배출구(150)를 통해 농축부 하우징(160) 외부로 배출된다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이산화탄소 공급 시스템은 제1 내부통로(131) 상의 외부공기(10)를 가압하는 가압펌프(410)를 더 포함할 수 있다(도 2).
이 경우 농축부(100)에서의 이산화탄소 농축의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
수거부(200)는 재배시설(1) 상으로 제공되는 제공공기(30)가 유입되는 제공공기유입구(210), 제1 전달용액배출구(140)를 통해 배출된 전달용액(20)이 수거부 하우징(260) 내부 유입되는 제2 전달용액유입구(220), 제공공기(30)가 통과되는 제2 내부통로(231)가 구비된 제2 소수성 멤브레인 필터(230), 전달용액(20)이 배출되는 제2 전달용액배출구(240) 및 제공공기(30)가 배출되는 제2 외부공기배출구(250)를 포함할 수 있다(도 5, 도 6).
수거부(200)에서 이산화탄소가 수거되는 과정을 설명하면 이하와 같다.
수거부 하우징(260) 내부로 유입된 제공공기(30)는 제2 소수성 멤브레인 필터(230)의 심부에 형성된 제2 내부통로(231) 상에 위치되고, 제2 소수성 멤브레인 필터(230)의 주변부에는 농축부(100)에서 이산화탄소가 농축된 전달용액(20)이 위치된다.
이 경우 제공공기(30)는 전달용액(20)보다 이산화탄소 함유 농도가 낮아야 한다. 일 예로서 제공공기(30)는 재배시설(1)에서 사용되고 배출된 사용공기(40)일 수 있다. 이를 위해 재배시설(1) 상의 사용공기(40)가 배출되는 사용공기배출구(2)가 제공공기유입구(210)와 연결될 수 있다(도 2).
전달용액(20)은 제2 소수성 멤브레인 필터(230)를 통과하지 못하는 반면, 전달용액(20)과 제공공기(30) 사이의 이산화탄소 분압 차이에 의해 전달용액(20) 상의 이산화탄소가 제공공기(30)로 이동한다.
상술된 현상의 반복으로 인해 제2 소수성 멤브레인 필터(230) 주변의 전달용액(20)에 포함된 이산화탄소가 제2 내부통로(231) 상의 제공공기(30)로 수거될 수 있다.
이산화탄소가 배출된 전달용액(20)은 제2 전달용액배출구(240)를 통해 용액 저장부(300)로 전달될 수 있다. 용액 저장부(300)로 전달된 전달용액(20)은 용액 저장부(300) 상에 설치된 산성도 유지부(310)에 의해 소정의 산성도를 갖도록 처리된 다음 다시 농축부(100)로 제공될 수 있다.
이산화탄소를 수거한 제공공기(30)는 제2 외부공기배출구(250)를 통해 수거부 하우징(260) 외부로 배출되어 재배시설(1) 내부로 공급될 수 있다.
이를 위해 제2 외부공기배출구(250)와 재배시설(1)은 연결된 구조를 취할 수 있으며, 수거되는 이산화탄소 농도를 높이기 위해 제2 외부공기배출구(250)와 재배시설 사이에 진공펌프(420)가 설치될 수 있다(도 2).
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이산화탄소 공급 시스템은 이산화탄소 공급의 효율을 높이기 위한 각종 센서(600)를 포함할 수 있다.
일 예로서, 본 발명에 따른 이산화탄소 공급시스템은 용액 저장부(300)에는 용액 저장부(300)에 저장된 전달용액(20)의 산성도를 측정하기 위한 산성도 측정 센서(610)가 설치될 수 있다.
용액 저장부(300)에 저장된 전달용액(20)의 산성도는 제공공기(30)의 이산화탄소 농도를 결정하는 인자이므로, 산성도 측정 센서(610)에 의해 측정된 전달용액(20)의 산성도를 기초로 하여, 이산화탄소의 농도를 조절하거나 유지시키는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 이산화탄소 공급 시스템은 제공공기(30)의 이산화탄소 농도를 측정하는 이산화탄소 측정 센서(620)를 포함할 수 있다.
상술된 바와 같이 농작물의 종류에 따라 생육 촉진을 위한 최적의 이산화탄소의 농도가 상이하므로, 제공공기(30) 상의 이산화탄소 농도를 측정하여 이를 기초로 최적의 이산화탄소 농도의 조절 및 유지가 가능하다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이산화탄소 공급 시스템은 재배시설(1) 내에 공급된 제공공기(30)가 재배시설(1) 내에서 순환될 수 있도록 풍압을 제공하는 순환팬(500)을 더 포함할 수 있다.
순환팬(500)은 제공공기(30)를 순환시키는 것 뿐만 아니라, 이산화탄소 공급 시스템을 냉각시키는 역할을 수행하는 것도 가능하다.
본 발명의 또 다른 일 실시예(실시예 3)에 따른 이산화탄소 공급 시스템의 구성에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시예 3에 따른 이산화탄소 공급 시스템은 농작물의 재배시설(1)에 대한 이산화탄소 공급 시스템에 있어서, 이산화탄소가 포함된 전달용액(20)을 공급하는 용액공급부(50), 용액공급부(50) 이후에 설치되며 용액에 포함된 이산화탄소를 수거하여 상기 재배시설(1)에 제공하는 수거부(200) 및 수거부(200)와 재배시설(1) 사이에 설치된 진공펌프(420)를 포함한다.
이 경우 용액공급부(50)는 외부공기(10)에 포함된 이산화탄소를 전달용액(20)에 농축시키는 농축부(100) 및 농축부(100)에 전달용액(20)을 제공함과 아울러 수거부(200)의 전달용액(20)을 전달받는 용액 저장부(300)를 더 포함할 수 있다(도 7).
농축부(100)는 외부공기(10)가 유입되는 외부공기유입구(110), 전달용액(20)이 유입되는 제1 전달용액유입구(120) 및 제1 전달용액유입구(120)를 통해 유입된 전달용액(20)을 농축부(100)의 내부에 분사하는 분사부(710)를 포함하되, 농축부(100) 상의 외부공기(10)에 포함된 이산화탄소가 분사부(710)에 의해 분사된 상기 전달용액(20)으로 농축되는 특징이 있다(도 7).
즉, 농축부(100) 내부의 상부에서 스프레이 노즐을 활용하여 전달용액(20)을 미세액으로 분사하는 경우 전달용액(20)과 외부공기(10)가 접촉되어 외부공기(10) 중의 이산화탄소가 전달용액(20)으로 농축될 수 있다.
이 경우 전달용액(20)의 pH는 7.5 이하로 유지되는 경우 이산화탄소가 탄산 또는 중탄산이온 상태로 전달용액(20)에 농축될 수 있다(도 8).
농축부(100)는 전달용액(20)이 배출되는 제1 전달용액배출구(140) 및 외부공기(10)가 배출되는 제1 외부공기배출구(150)를 더 포함할 수 있다.
이 경우 제1 전달용액배출구(140)는 용액 저장부(300)와 연결되며, 용액 저장부(300)의 저장액 배출부(320)는 수거부(200)와 연결될 수 있다(도 7).
용액 저장부(300)에 저장된 이산화탄소 농축 전달용액(20)은 제1 전달용액배출구(140)를 통해 수거부(200)로 이동된다.
용액 저장부(300)의 전달용액(20)이 고갈되는 경우 용액 보충부(720)에 의해 전달용액(20)이 보충될 수 있다.
이외의 수거부(200)의 구성 등은 실시예 2에서 설명한 바와 같다.
상술된 본 발명에 따른 이산화탄소 공급 시스템의 장점을 설명하자면 이하와 같다.
첫째, 단순한 설비를 추가하는 것만으로 고농도의 이산화탄소가 포함된 제공공기를 재배시설에 제공할 수 있어 시설비 및 유지비를 절감할 수 있음과 아울러 화재와 같은 안전사고가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
둘째, 전달용액(20)의 산성도와 진공펌프(420)의 압력을 조절하여 제공공기 상의 이산화탄소 농도를 조절할 수 있으므로 재배시설(1)에서 제배되는 농작물의 종류에 따라 생육 촉진에 최적인 공기를 제공할 수 있다.
셋째, 제공공기(30) 상의 이산화탄소 농도를 균일하게 유지하는 것이 가능하므로 고품질의 농작물을 재배하는 것이 가능하다.
추가적으로 본 발명에 따른 이산화탄소 공급 시스템은 농작물의 재배시설(1)에 사용되는 경우를 중심으로 하여 설명되었지만, 이산화탄소의 공급이 필요한 모든 시설에 적용되는 것이 가능하다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
1 : 재배시설
2 : 사용공기배출구
10 : 외부공기
20 : 전달용액
30 : 제공공기
40 : 사용공기
50 : 용액공급부
100 : 농축부
200 : 수거부
300 : 용액 저장부
400 : 펌프
500 : 순환팬
600 : 센서

Claims (12)

  1. 농작물의 재배시설(1)에 대한 이산화탄소 공급 시스템에 있어서,
    이산화탄소가 포함된 전달용액(20)을 공급하는 용액공급부(50);
    상기 용액공급부(50) 이후에 설치되며, 상기 전달용액(20)에 포함된 이산화탄소를 수거하여 상기 재배시설(1)에 제공하는 수거부(200); 및
    상기 수거부(200)와 상기 재배시설(1) 사이에 설치되어 상기 수거부(200)에 대해 기체 흡입력을 제공하는 진공펌프(420);를 포함하되,
    상기 용액공급부(50)는,
    외부공기(10)에 포함된 이산화탄소를 상기 전달용액(20)에 농축시키는 농축부(100);를 포함하며,
    상기 수거부(200)는
    소수성 멤브레인 필터(201)로 구획된 제1 내부공간(202) 및 제2 내부공간(203)이 형성된 하우징(204);
    상기 용액공급부(50)가 공급하는 상기 전달용액(20)이 상기 제1 내부공간(202)으로 유입되는 용액유입구(205);
    상기 제1 내부공간(202) 상의 상기 전달용액(20)이 외부로 배출되기 위한 용액배출구(206);
    상기 재배시설(1)로 제공되는 제공공기(30)가 상기 제2 내부공간(203)으로 유입되는 공기유입구(207); 및
    상기 제2 내부공간(203) 상의 상기 제공공기(30)가 상기 재배시설(1)로 이동하기 위한 공기배출구(208);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템.
  2. 농작물의 재배시설(1)에 대한 이산화탄소 공급 시스템에 있어서,
    이산화탄소가 포함된 전달용액(20)을 공급하는 용액공급부(50);
    상기 용액공급부(50) 이후에 설치되며, 상기 전달용액(20)에 포함된 이산화탄소를 수거하여 상기 재배시설(1)에 제공하는 수거부(200); 및
    상기 수거부(200)와 상기 재배시설(1) 사이에 설치되어 상기 수거부(200)에 대해 기체 흡입력을 제공하는 진공펌프(420);를 포함하되,
    상기 용액공급부(50)는,
    외부공기(10)에 포함된 이산화탄소를 상기 전달용액(20)에 농축시키는 농축부(100);를 포함하되,
    상기 농축부(100)에 상기 전달용액(20)을 제공함과 아울러, 상기 수거부(200)의 상기 전달용액(20)을 전달받는 용액 저장부(300);를 더 포함하되,
    상기 농축부(100)는,
    상기 외부공기(10)가 유입되는 외부공기유입구(110);
    상기 전달용액(20)이 유입되는 제1 전달용액유입구(120); 및
    상기 제1 전달용액유입구(120)를 통해 유입된 상기 전달용액(20)을 상기 농축부(100)의 내부에 분사하는 분사부(710);를 포함하되,
    상기 농축부(100) 상의 상기 외부공기(10)에 포함된 이산화탄소가 상기 분사부(710)에 의해 분사된 상기 전달용액(20)으로 농축되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 진공펌프(420)는 상기 공기배출구(208) 상에 형성된 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제2항에 있어서,
    상기 용액 저장부(300)에 저장된 상기 전달용액(20)은 물(H2O)을 기반으로 하고 있으며, 산성도(pH)는 7.5 이하인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템.
  7. 삭제
  8. 제2항에 있어서,
    상기 농축부(100)는,
    상기 전달용액(20)이 배출되는 제1 전달용액배출구(140); 및
    상기 외부공기(10)가 배출되는 제1 외부공기배출구(150);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 전달용액배출구(140)는 상기 용액 저장부(300)와 연결되며,
    상기 용액 저장부(300)의 저장액 배출부(320)는 상기 수거부(200)와 연결되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수거부(200)는,
    상기 재배시설(1) 상으로 제공되는 제공공기(30)가 유입되는 제공공기유입구(210);
    상기 저장액 배출부(320) 통해 배출된 상기 전달용액(20)이 유입되는 제2 전달용액유입구(220); 및
    상기 제공공기(30)가 통과되는 제2 내부통로(231)가 구비된 제2 소수성 멤브레인 필터(230);를 포함하되,
    상기 제2 소수성 멤브레인 필터(230) 주변의 상기 전달용액(20)에 포함된 이산화탄소가 상기 제2 내부통로(231) 상의 상기 제공공기(30)로 수거되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수거부(200)는,
    상기 전달용액(20)이 배출되는 제2 전달용액배출구(240); 및
    상기 제공공기(30)가 배출되는 제2 외부공기배출구(250);를 더 포함하되,
    상기 제2 외부공기배출구(250)는 상기 재배시설(1)로 연결되며,
    상기 제2 외부공기배출구(250)와 상기 재배시설(1) 사이에 설치된 진공펌프(420);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 재배시설(1) 상의 사용공기(40)가 배출되는 사용공기배출구(2);를 더 포함하되,
    상기 사용공기배출구(2)는 상기 제공공기유입구(210)와 연결된 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공급 시스템.


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