KR102036006B1 - 식물공장용 에너지 절감형 히트펌프 항온항습기 및 그 제어 방법 - Google Patents

식물공장용 에너지 절감형 히트펌프 항온항습기 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저비용·고효율 현장보급형 식물공장 생산시스템 개발을 위하여 요구되는 공조 장치로서, 종래의 일반적인 스탠드 에어컨 타입의 공조 장치가 가진 낮은 기류 균일도, 낮은 CO2 농도, 운전 초기의 습도 관리 미흡, 최적의 식물 생육 환경을 제공하기 위하여 요구되는 높은 수준의 냉난방 부하로 인한 낮은 에너지 효율의 단점을 극복할 수 있는 에너지 절감형 식물공장 전용 히트펌프 항온항습기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

Description

식물공장용 에너지 절감형 히트펌프 항온항습기 및 그 제어 방법 {Energy Saving Heat Pump Thermohygrostat for Plant Factory and its Control Method}
본 발명은 저비용·고효율 현장보급형 식물공장 생산시스템 개발을 위하여 요구되는 공조 장치로서, 종래의 일반적인 스탠드 에어컨 타입의 공조 장치가 가진 낮은 기류 균일도, 낮은 CO2 농도, 운전 초기의 습도 관리 미흡, 최적의 식물 생육 환경을 제공하기 위하여 요구되는 높은 수준의 냉난방 부하로 인한 낮은 에너지 효율의 단점을 극복할 수 있는 에너지 절감형 식물공장 전용 히트펌프 항온항습기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 식물재배는 토양에 심은 종자에 비료와 물을 주고, 태양광에 의해 식물 내에서 일어나는 광합성을 이용하는 방식으로 이루어진다 그런데 이러한 재배 방법은 기후의 변화가 생산량에 영향을 미칠 뿐 아니라, 비료나 농약의 사용으로 인한 비용 문제와 환경 문제가 발생하게 된다 또한, 식물을 재배하는 데 오랜 시간이 걸리기 때문에 소비자의 수요에 비해 생산량이 따라가지 못하고 있다.
따라서 현재에는 유리온실 또는 비닐하우스 등의 식물재배 시설물을 통한 각종 농산물의 생산이 활발하게 이루어지고 있는 실정이다. 이와 같은 식물재배 시설물은 내부공간이 외부로부터 차단되는 구조임에 따라 내부공간의 온도를 인위적으로 조절할 필요가 있다. 그리고 낮 시간동안의 강한 햇빛이나 여름철 햇빛에 의해서 내부공간의 온도가 급상승할 수 있는데, 이를 방지하기 위한 공조 시스템을 식물재배 시설물에 구축할 필요가 있으며, 겨울철 외기의 온도가 저하될 때 작물의 생육에 필요한 내부 공간의 온도를 확보하기 위하여 난방이 요구되기도 하며, 최근에는 시설 내에서 작물의 성장에 영향을 미치는 온도, 광, CO2, 배양액 등의 환경조건을 최적의 상태로 제어하고 작업공정을 자동화하여 기상조건에 관계없이 작물을 지속적으로 재배할 수 있는 식물공장을 이용한 작물 재배방식이 활성화되고 있다. 하지만, 기존의 식물공장을 이용한 작물 재배방식은 외부환경의 변화에 관계없이 기 설정된 시간 단위로 작물의 재배환경을 제어하기 때문에 식물공장이 위치하는 외부환경에 변화가 발생하여 식물공장 내부의 환경이 급속도로 변화되는 경우, 즉각적인 대처를 수행하지 못해 작물의 재배환경을 최적화하는 데 많은 시간과 전력이 소모된다는 문제가 있다.
특히 효율적이고 경제적인 식물공장 생산시스템을 구축하기 위해서는 항온 항습 기능이 강화된 저전력/고효율의 공조 시스템이 필요하다.
일반적으로 이용되고 있는 종래 기술에 따른 식물공장의 공조 시스템의 구조를 첨부 도면 도 1a를 참조하여 살펴보면, 식물 공장(10)에서 생육되는 작물의 생장 조건에 최적화된 온도, 습도, CO2 농도 등의 조건을 갖춘 공기를 공급하기 위하여 설치되는 항온 항습 장치(20)는 식물공장(10) 내부에서 항온 항습 장치(20)로 공기를 리턴시키는 회기(RA: Return Air) 라인과 항온 항습 장치(20)로부터 식물공장(10) 내부로 공기를 공급하는 급기(SA: Supply Line) 라인을 구비하고 있는데, 이 사이에서 항온 항습 장치(20)의 냉매가 증발하면서 공기 라인의 공기로부터 증발잠열을 흡수하도록 설치되는 증발기(EVA)(21)를 거치게 되고, 증발기(21)를 통과하면서 온도는 낮아지는 반면에 상대 습도가 높아지는 문제점을 해결하기 위히여 후속하여 재가열기(RH: ReHeater)(25)를 거치게 되고, 팬 모터가 설치된 공기 펌프(26)에 의해 식물공장(10) 내부로 급기되게 되며, 작물의 활발한 광합성을 통한 생장에 필요한 CO2는 별도로 저장된 CO2 저장탱크(30)로부터 공급되는 구조를 가진다. 이 때 식물공장(10) 내부의 공기가 계속적으로 순환되는 구조에서 회기(RA)의 상승된 온도를 낮추기 위한 냉방 공조(온도 낮춤) 기능을 담당하는 증발기(21)의 냉매는 냉매 라인(RF-LINE)을 따라서 압축기(22), 실외기라고 칭하여지는 응축기(23), 팽창 밸브(24), 그리고 다시 증발기(21)의 순서로 순환하면서 히트 펌프로서의 기능을 수행하게 된다.
여기에서 증발기(21)의 표면에는 결로 현상에 의한 응결수가 생성되고, 이것은 드레인 팬(27)에 떠어져 수집되고, 드레인 펌프(28)에 의해 배수 라인(Water-LINE)으로 배수된다.
이와 같은 장치 구조에서 도 1b에 나타낸 바와 같이 습도 조절을 위한 재가열기(25)의 응축(제습 가열) 열량(Con △h)에 대응하는 높은 수준의 냉각 열량(EVA △h)을 확보하기 위하여 압축기(22)의 소요 동력이 증대되고 이를 감당하기 위한 전기 에너지 부하가 증대되는 문제점이 발생하게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 하나의 방안은 첨부 도면 도 2a에 도시된 바와 같이 에어컨 방식의 냉방 공조를 제공하는 냉매 라인(RF-LINE)을 흐르는 냉매를 응축기(23)로 보내는 대신에 필요한 경우에 재가열기(25a)로 보내는 구조를 채택할 수 있는데, 이를 위하여 솔레노이드 밸브(29a, 29b) 및 체크 밸브(29c)에 의해 시간적으로 분리(2개의 솔레노이드 밸브의 반대 개폐 작동에 의함)된 2중 구조의 냉매 라인을 구축하게 되고, 이로써 경우에 따라서 냉매가 재가열기(25a)로 공급되는 경우에는 재가열기(25a)가 냉매의 열을 흡수하여 응축기의 역할을 수행할 수 있도록 함으로써 응축기 팬을 전기적으로 계속 작동시키는 경우에 비하여 전기 에너지 절감 효과를 얻을 수 있도록 하는 것이 가능하다. 그러나, 2개의 냉매 라인이 상호 분리되는 선택적 작동 밖에 할 수 없다는 단점을 가지고 있다.
아울러, 증발기(21) 표면에 결로된 응결수를 드레인 팬(27)으로부터 드레인 라인으로 단순히 방출하여 폐기하기 보다는 이를 식물공장 시스템의 특정 장소에서 증발시키고 이때 증발되는 응결수의 증발잠열에 의해 식물공장 시스템의 온도를 낮추는 방안이 고려될 수 있는데, 한국 공개 특허 공개특허 제10-2018-0057070호(2018.05.30.공개)에서는 결로 수집형 저장탱크에 연결된 물 분사장치에 의해 식물재배 시설물의 외벽이나 지붕으로 물이 분무되도록 함으로써 분무된 물의 증발 잠열에 의해 식물재배 시설물의 내부공간의 온도 하강을 유도하는 방식을 제안하고 있지만, 이는 식물재배 시설물의 외벽이나 지붕을 냉각시키는 것에 의한 간접 효과를 얻고자 하는 것으로 새로운 장치를 설치하는데 소요되는 비용과 대비할 때 경제적인 방안이 되기에 어렵다고 할 것이다.
본 발명을 통하여 해결하고자 하는 주된 과제는 식물공장용 에너지 절감형 히트펌프 항온항습기 및 그 제어 방법을 제공하는 것인데, 일반적으로 별도로 설치되어서 이용되고 있는 CO2 저장 탱크 방식의 CO2 공급 방식은 고비용의 문제점을 가지고 있으며, 아울러 일반적으로 냉방 장치로 사용되는 스탠드 에어컨의 상부 토출과 하부 토출, 그리고 내부 순환팬 설치방식은 예컨대 40평 정도 규모(길이 약 16M)의 현장보급형 식물공장 생산시스템에 대하여 유동 해석을 하여본 결과에 따르면 모두 부적합한 공조방식 결과를 보이고, 덕트 타입이 항온항습기의 기류 및 온도 균일도가 우수한 것으로 판단되어서, 본 출원의 발명자들은 덕트 타입에 최적화되면서 CO2 발생기를 자체적으로 구비한 일체형의 항온항습기를 제공하면서도, 에너지 효율을 높을 수 있는 구조 요소들을 발굴하며 앞서 설명된 종래 기술이나 1차적인 개량 기술들의 문제점을 해결하는 것을 그 기술적 과제로 삼고 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 양태에 따른 식물공장용 에너지 절감형 히트펌프 항온항습기는,
식물공장 내부에서 항온 항습 장치로 공기를 리턴시키는 회기(RA: Return Air) 라인과 항온 항습 장치로부터 식물공장 내부로 공기를 공급하는 급기(SA: Supply Line) 라인을 구비하고 있는데, 이 사이에서 항온 항습 장치의 냉매가 증발하면서 공기 라인의 공기로부터 증발잠열을 흡수하도록 설치되는 증발기를 거치게 되고, 증발기를 통과하면서 급기 온도는 낮아지는 반면에 상대 습도가 높아지는 문제점을 해결하기 위히여 후속하여 재가열기를 거치게 되고, 급기 펌프에 의해 식물공장 내부로 순환 급기되게 되며, 회기(RA)의 상승된 온도는 낮추기 위한 냉방 공조 기능을 담당하는 증발기의 냉매는 냉매 라인을 따라서 압축기, 응축기, 팽창 밸브, 그리고 다시 증발기의 순서로 순환하면서 히트 펌프로서의 기능을 수행하는 구조의 항온항습기에 있어서,
온도 센서에 의해 측정되는 회기의 온도와 기설정된 기준 온도와의 차이값에 따라 냉매 라인을 따라 응축기로 흐르는 냉매의 일부량를 재가열기로 보내기 위하여, PID 제어되는 스테핑 모터로 구동되는 분기 밸브와 체크 밸브가 응축기의 전후 라인에 각각 설치되고,
증발기 표면에 결로된 응결수를 포집 저장하는 드레인 팬으로부터 펌프를 이용하여 응축기의 공기 필터부에 선택적으로 분무하는 분무 라인 및 분무 장치가 설치되고,
식물공장 내부로부터 회수되는 회기가 증발기로 공급되기 이전에 CO2 농도를 높일 수 있도록, 외기(OA: Outdoor Air)로부터 CO2 를 포집하는 포집 섹터를 갖춘 CO2 포집 농축기가 설치되고, 식물공장 내부로부터 회수되는 회기가 급기로 전환되어 흐르는 영역에 회기의 온도를 높여주는 회기 히터가 설치되며, CO2 포집 농축기(320)의 회전 로우터의 작동에 의해 회전되어서 포집 섹터가 온도가 상승된 회기의 흐름과 만나는 분리 영역으로 이동하게 되면 포집 농축된 CO2가 고온의 회기에 의해 분리되어서 회기의 CO2 농도를 상승시키고, 이후 CO2 농도 상승을 위하여 온도가 상승된 회기의 온도를 낮추기 위하여 증발기에 이르기 전에 고온의 회기(RA)와 외기(OA)가 열교환하도록 열교환기가 추가적으로 설치되고, 그리고
상기 열교환기에는 외기의 온도 센서값에 의해 외기(OA)를 열교환기 주변으로 공급하는 동작을 제어하는 댐퍼와 외기 라인이 설치되며, 외기 라인으로 공급되는 외기량을 조절하는 상기 댐퍼의 개도율은 열교환기와 증발기 사이의 온도센서로부터의 측정값에 따라 제어되도록 구성되는 히트펌프 항온항습기의 구조로 제공된다.
한편, 열교환기를 지난 외기는 CO2 포집 농축기로 공급되며, 이는 송풍팬에 의해 이루어지고, CO2 포집 농축기를 거친 외기는 송풍팬을 지나서 배기로 나가게 된다.
여기에서, 상기 CO2 포집 농축기의 CO2 포집 농축량은 송풍팬의 송풍량을 조절하거나 또는 CO2 포집 농축기의 회전 로우터 회전 속도(RPH)를 조절하여 달성할 수 있을 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 신규한 CO2 자체 농축형 히트펌프 항온항습기에 의하면, 덕트 방식(또는 듀얼 방식)의 식물공장용 공조 시스템을 구축하는데 적합한 구조를 달성할 수 있도록 하며, CO2 발생기를 자체적으로 구비하여 저비용 구조를 실현하면서, 에너지 효율을 높을 수 있는 구조를 제공함으로써 여름철 또는 겨울철 각각의 환경에서도 압축기 소요동력의 감축이 가능하도록 하는 최적화된 식물공장용 에너지 절감형 히트펌프 항온항습기 및 그 제어 방법을 제공하게 된다.
도 1a는 종래의 일반적인 항온항습기의 구조도이다.
도 1b는 종래의 일반적인 항온항습기의 문제점을 설명하기 위한 것으로 습도 조절을 위한 재가열기의 응축(제습 가열) 열량(Con △h)에 대응하는 높은 수준의 냉각 열량(EVA △h)을 확보하기 위하여 압축기의 소요 동력이 증대되는 상태를 나타낸 상태도이다.
도 2는 일반적인 항온항습기의 1차적인 개량 구조를 도시한 구조도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 CO2 자체 농축형 히트펌프 항온항습기로서 식물공장용으로 에너지 절감 효율이 뛰어난 장치의 구조도이다.
도 4a는 여름철에 Drain 응결수를 본 발명에 따라 활용하는 경우에 압축기 소요동력이 감소되는 상태를 설명하는 작동 상태도이다.
도 4b는 외기 온도 -16.3℃DP 이하의 환절기 및 겨울철에 열교환기에 의한 제습으로 압축기 소요동력이 감소되는 상태를 설명하는 작동 상태도이다.
이하, 본 발명에 따른 식물공장용 에너지 절감형 히트펌프 항온항습기를 구성하는 각부에 대한 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
도 3에 도시된 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 항온항습기는,
식물공장(100) 내부에서 항온 항습 장치(200)로 공기를 리턴시키는 회기(RA: Return Air) 라인과 항온 항습 장치(200)로부터 식물공장(100) 내부로 공기를 공급하는 급기(SA: Supply Line) 라인을 구비하고 있는데, 이 사이에서 항온 항습 장치(200)의 냉매가 증발하면서 공기 라인의 공기로부터 증발잠열을 흡수하도록 설치되는 증발기(EVA)(210)를 거치게 되고, 증발기(210)를 통과하면서 급기 온도는 낮아지는 반면에 상대 습도가 높아지는 문제점을 해결하기 위히여 후속하여 재가열기(RH: ReHeater)(250a)를 거치게 되고, 급기 펌프(260)에 의해 식물공장(100) 내부로 순환 급기되게 되며, 회기(RA)의 상승된 온도는 낮추기 위한 냉방 공조 기능을 담당하는 증발기(210)의 냉매는 냉매 라인(RF-LINE)을 따라서 압축기(220), 응축기(230), 팽창 밸브(240), 그리고 다시 증발기(210)의 순서로 순환하면서 히트 펌프로서의 기능을 수행하는 구조를 기본적으로 가진다.
그리고, 온도 센서에 의해 측정되는 회기(RA)의 온도와 기설정된 기준 온도(예컨대, 24℃)와의 차이값에 따라 냉매 라인(RF-LINE)을 따라 응축기(230)로 흐르는 냉매의 일부량를 재가열기(250a)로 보내기 위하여, PID 제어되는 스테핑 모터(M)로 구동되는 분기 밸브(291)와 체크 밸브(292)가 응축기(230)의 전후 라인에 각각 설치된다.
또한 증발기(210) 표면에 결로된 응결수를 포집 저장하는 드레인 팬(270)으로부터 펌프(280)를 이용하여 응축기(230)의 공기 필터부(230f)에 선택적으로 분무((Drain ②)하는 분무 라인 및 분무 장치가 설치되도록 함으로써, 특히 여름철에 응축기(230)의 응축 온도를 감소시키고 압축기(220)의 소요 동력을 감축하여(도 4a 참조) 전기 에너지 절감에 기여한다. 한편, 겨울철에는 동파 방지를 위하여 분기를 위하여 설치된 솔레노이드 밸브(285)를 이용하여 증발기(210) 표면에 결로된 응결수를 공기 필터부(230f)로 고급하지 않고 단순 드레인(Drain ①) 배출시킬 수 있다.
나아가, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 식물공장(100) 내부를 순환하면서 내부에 생육하는 작물의 광합성 작용에 의해 CO2 농도 저하가 발생하게 되는 경우에 지속적인 광합성을 통한 작물 생육 환경 조성을 위하여, 식물공장(100) 내부로부터 회수되는 회기(RA)가 증발기(210)로 공급되기 이전에 CO2 농도를 높일 수 있도록 CO2 발생장치(300)가 제공되는데, 이를 위하여 외기(OA: Outdoor Air)로부터 CO2를 포집하는 포집 섹터(공지의 다양한 장치가 이용 가능)를 갖춘 CO2 포집 농축기(320)가 설치되고, 식물공장(100) 내부로부터 회수되는 회기(RA)가 급기(SA)로 전환되어 흐르는 영역에서 포집 농축된 CO2의 분리를 위하여 회기(RA)의 온도를 높여주는 회기 히터(330)가 설치되며, CO2 포집 농축기(320)의 회전 로우터의 작동에 의해 회전되어서 포집 섹터가 온도가 상승된 회기(RA)의 흐름과 만나는 분리 영역으로 이동하게 되면 포집 농축된 CO2가 고온의 회기(RA)에 의해 분리되어서 회기(RA)의 CO2 농도를 상승시키고, 이후 CO2 농도 상승을 위하여 온도가 상승된 회기의 온도를 낮추기 위하여 증발기(210)에 이르기 전에 고온의 회기(RA)와 외기(OA)가 열교환하도록 열교환기(340)(HX)가 추가적으로 설치되고, 그리고
상기 열교환기(340)(HX)에는 외기의 온도 센서값에 의해 외기(OA)를 열교환기(340) 주변으로 공급하는 동작을 제어하는 댐퍼(350)와 외기 라인이 설치되며, 외기 라인으로 공급되는 외기량을 조절하는 상기 댐퍼(350)의 개도율 조정은 열교환기(340)(HX)와 증발기(210)(EVA) 사이의 온도센서로부터의 측정값에 따라 PID 제어되도록 구성되는 히트펌프 항온항습기의 구조로 제공된다.
한편, 열교환기(340)를 지난 외기는 CO2 포집 농축기(320)로 공급되며, 이는 송풍팬(310)에 의해 이루어지고, CO2 포집 농축기(320)를 거친 외기는 송풍팬(310)을 지나서 배기(EA)로 나가게 된다.
여기에서, 상기 CO2 포집 농축기(320)의 CO2 포집 농축량은 송풍팬(310)의 송풍량을 조절하거나 또는 CO2 포집 농축기(320)의 회전 로우터의 회전 속도(RPH)를 조절하여 달성할 수 있을 것이다.
예컨대, 1차적으로 CO2 포집 농축기(320)의 회전 로우터의 회전 속도(RPH)를 10 RPH ~ 20 RPH 범위에서 조절할 수 있는데, 이는 기어비에 의해 조절되기에 조절 범위에 한계를 가진다. 그 범위 이상의 조절은 송풍팬(310)의 모터에 제공되는 전력의 주파수를 조절하는 방법 등을 사용하여 그 회전수를 제어함으로써 보다 벌ㅂ은 범위에서의 조절이 가능하게 된다.
이와 같이 분리된 고농도의 CO2를 포함한 급기(SA)는 앞서 설명한 항온 항습 장치(200)로부터 식물공장(100) 내부로 공급되게 된다.
한편 외기 온도 -16.3℃DP 이하의 환절기 및 겨울철에 이와 같은 구조에서 시용되는 열교환기(340)에 의한 제습으로 인하여 압축기 소요동력이 감소되는 상태가 도 4b에 나타나 있다.
100: 식물공장 200: 항온 항습 장치
210: 증발기 220: 압축기
220: 응축기 230: 팽창 밸브
250a: 재가열기 260: 급기 펌프
270: 드레인 팬
291, 292: 분기 밸브/체크 밸브
300: CO2 발생 장치
320: CO2 포집 농축기
330: 회기 히터

Claims (2)

  1. 식물공장(100) 내부에서 항온 항습 장치(200)로 공기를 리턴시키는 회기(RA: Return Air) 라인과 항온 항습 장치(200)로부터 식물공장(100) 내부로 공기를 공급하는 급기(SA: Supply Line) 라인을 구비하고 있는데, 이 사이에서 항온 항습 장치(200)의 냉매가 증발하면서 공기 라인의 공기로부터 증발잠열을 흡수하도록 설치되는 증발기(EVA)(210)를 거치게 되고, 증발기(210)를 통과하면서 급기 온도는 낮아지는 반면에 상대 습도가 높아지는 문제점을 해결하기 위히여 후속하여 재가열기(RH: ReHeater)(250a)를 거치게 되고, 급기 펌프(260)에 의해 식물공장(100) 내부로 순환 급기되게 되며, 회기(RA)의 상승된 온도는 낮추기 위한 냉방 공조 기능을 담당하는 증발기(210)의 냉매는 냉매 라인(RF-LINE)을 따라서 압축기(220), 응축기(230), 팽창 밸브(240), 그리고 다시 증발기(210)의 순서로 순환하면서 히트 펌프로서의 기능을 수행하는 구조의 항온항습기에 있어서,
    온도 센서에 의해 측정되는 회기의 온도와 기설정된 기준 온도와의 차이값에 따라 냉매 라인(RF-LINE)을 따라 응축기(230)로 흐르는 냉매의 일부량를 재가열기(250a)로 보내기 위하여, PID 제어되는 스테핑 모터(M)로 구동되는 분기 밸브(291)와 체크 밸브(292)가 응축기(230)의 전후 라인에 각각 설치되고,
    증발기(210) 표면에 결로된 응결수를 포집 저장하는 드레인 팬(270)으로부터 펌프(280)를 이용하여 응축기(230)의 공기 필터부(230f)에 선택적으로 분무하는 분무 라인 및 분무 장치(Spray)가 설치되고,
    식물공장(100) 내부로부터 회수되는 회기가 증발기로 공급되기 이전에 CO2 농도를 높일 수 있도록, 외기(OA: Outdoor Air)로부터 CO2 를 포집하는 포집 섹터를 갖춘 CO2 포집 농축기(320)가 설치되고, 식물공장(100) 내부로부터 회수되는 회기가 급기로 전환되어 흐르는 영역에 회기의 온도를 높여주는 회기 히터(330)가 설치되며, CO2 포집 농축기(320)의 회전 로우터의 작동에 의해 회전되어서 포집 섹터가 온도가 상승된 회기의 흐름과 만나는 분리 영역으로 이동하게 되면 포집 농축된 CO2가 고온의 회기에 의해 분리되어서 회기의 CO2 농도를 상승시키고, 이후 CO2 농도 상승을 위하여 온도가 상승된 회기의 온도를 낮추기 위하여 증발기(210)에 이르기 전에 고온의 회기(RA)와 외기(OA)가 열교환하도록 열교환기(340)(HX)가 추가적으로 설치되고, 그리고
    상기 열교환기(340)(HX)에는 외기의 온도 센서값에 의해 외기(OA)를 열교환기(340) 주변으로 공급하는 동작을 제어하는 댐퍼(350)와 외기 라인이 설치되며, 외기 라인으로 공급되는 외기량을 조절하는 상기 댐퍼(350)의 개도율 조정은 열교환기(340)(HX)와 증발기(210)(EVA) 사이의 온도센서로부터의 측정값에 따라 PID 제어되도록 구성되며,
    상기 열교환기(340)를 지난 외기는 CO2 포집 농축기(320)로 공급되며, 이는 송풍팬(310)에 의해 이루어지고, CO2 포집 농축기(320)를 거친 외기는 송풍팬(310)을 지나서 배기(EA)로 나가게 되며, 상기 CO2 포집 농축기(320)의 CO2 포집 농축량은 송풍팬(310)의 송풍량을 조절하거나 또는 CO2 포집 농축기(320)의 회전 로우터의 회전 속도(RPH)를 조절하여 달성되는 것을 특징으로 하는 식물공장용 에너지 절감형 히트펌프 항온항습기.
  2. 제1항에 따른 식물공장용 에너지 절감형 히트펌프 항온항습기의 제어 방법으로서,
    온도 센서에 의해 측정되는 회기의 온도와 기설정된 기준 온도와의 차이값에 따라 냉매 라인(RF-LINE)을 따라 응축기(230)로 흐르는 냉매의 일부량를 재가열기(250a)로 보내기 위하여, 상기 분기 밸브(291)의 분기판을 스테핑 모터(M)로 구동시켜서 연속적으로 PID제어되도록 하고,
    CO2 발생장치(300)를 위한 외기 라인으로 공급되는 외기량을 조절하는 상기 댐퍼(350)의 개도율 조정은 열교환기(340)와 증발기(210) 사이에 설치되는 온도센서로부터의 측정값에 따라 연속적으로 PID 제어되고, 그리고
    CO2 포집 농축기(320)의 CO2 포집 농축량은 송풍팬(310)의 송풍량을 조절하거나 또는 CO2 포집 농축기(320)의 회전 로우터의 회전 속도(RPH)를 조절하여 제어되도록 하는 것을 특징으로 하는 식물공장용 에너지 절감형 히트펌프 항온항습기의 제어 방법.
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