KR102085542B1 - 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실 - Google Patents

다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실 Download PDF

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glass greenhouse
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배두직
류광섭
이재혁
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Abstract

본 발명은 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실에 관한 것으로 금속재의 프레임 및 유리패널의 결합으로 구성됨과 아울러 내측에는 생육을 위한 공간부를 갖는 유리온실과, 상기 유리온실의 일측에 관통 구비되어 외부로부터 공기를 공급받아 내측으로 공급하도록 구비되며, 상부에는 워터를 공급받아 하부에 형성되는 드레인공으로 배출하는 드레인파이프가 형성되고, 드레인파이프의 하부에는 상부에서 하부로 파형으로 형성됨과 아울러 전후방으로 이격 대칭되게 형성되는 다수개의 변온판을 갖는 열교환구가 구비되며, 열교환구의 하부에는 열교환구로부터 배출되는 워터가 포집되는 포집관이 구비되고, 포집관의 하부에는 포집관으로부터 배출되는 워터를 공급받는 포집파이프가 구비되는 외부공기유입부와, 상기 외부공기유입부의 타측에 구비되며, 열교환구에 대응되게 평판형으로 형성되어 외부공기를 유입 또는 차단하는 스윙도어가 구비되고, 스윙도어의 상부에는 스윙도어의 상부를 중심으로 스윙도어가 축 회전될 수 있도록 하는 스윙모터가 구비되는 스윙부와, 상기 유리온실의 내측에 구비되며, 외부공기유입부의 타측에 이격 구비됨과 아울러 유리온실의 상부와 이격 구비되는 격벽과, 상기 유리온실 내측 하부에 구비됨과 아울러 외부공기유입부 및 격벽 사이에 구비되며, 내측에는 공기의 온도를 낮춤과 아울러 공기중의 습기를 제거하는 제1열교환기 및 제1열교환기를 지나온 공기를 공급받아 공기의 온도를 높이는 제2열교환기가 양측으로 이격 구비되는 다단 열교환기와, 상기 다단 열교환기의 상부에 한 쌍이 이격 구비되며, 각각은 제1열교환기와 제2열교환기로 각각 워터를 공급하는 워터공급부와, 상기 다단 열교환기에 일측이 연결되어 공기를 공급받음과 아울러 타측이 격벽을 관통하여 구비되는 연결파이프와, 상기 격벽의 타측에 점적호스 형태로 형성되어 구비됨과 아울러 일측이 연결파이프와 연결되어 내측으로 공기를 공급받으며, 타측은 밀폐되는 제1덕트와, 상기 제1덕트의 내측에 점적호스 형태로 형성되어 구비됨과 아울러 이산화탄소공급관으로부터 농작물의 생육에 필요한 이산화탄소를 공급받으며, 제1덕트의 내측으로 이산화탄소를 공급하는 제2덕트와, 상기 제1덕트를 감싸도록 구비됨과 아울러 제1덕트를 통해 배출되는 공기를 내측에 공급받으며, 외주연에는 다수개의 관통공이 형성되어 외부로 이산화탄소가 혼합된 공기를 배출하는 제3덕트와, 상기 유리온실의 내측 하부에 관체로 형성되어 구비되며, 제3덕트와 이격 구비되고, 내측에는 외부로부터 워터가 순환 공급되는 난방파이프와, 상기 난방파이프와 연결 구비되어 난방파이프에 워터를 공급함과 아울러 배출하도록 하는 순환파이프와, 상기 제3덕트 각각의 상부에 상호 이격되어 다수개가 각각 구비됨과 아울러 각각은 상부가 유리온실의 내측 상부에 고정되며, 하부는 하부측으로 연장되는 고정와이어와, 상기 제3덕트의 상부에 구비됨과 아울러 상부에는 생육을 위한 농작물이 수용되며, 고정와이어의 하부에 걸림 고정되는 농작물수용부와, 상기 농작물수용부 각각의 하부에 상호 이격되어 다수개가 각각 구비됨과 아울러 각각은 농작물수용부와 제3덕트를 고정하도록 구비되는 고정구와, 상기 유리온실 내측 상부에 구비되어 햇볕의 차단 또는 유리온실 내부 온도의 유지를 도모하며, 스크린모터의 회전력에 의해 개폐되도록 구비되는 스크린을 갖는 스크린부와, 상기 유리온실의 상부에 개폐 가능하도록 구비되어 유리온실 내부의 공기를 외부로 배출하도록 구비되며, 상부에는 회전력을 제공하는 양압모터가 구비되고, 양압모터의 하부에는 양압모터의 회전력을 전달받아 축 회전되는 판형의 양압배출판이 구비되는 양압배출구와, 상기 유리온실의 외측에 구비됨과 아울러 외부공기의 온도 및 습도를 측정하는 외부센서와, 상기 유리온실의 내측에 서로 이격되어 다수개가 구비됨과 아울러 내부공기의 온도 및 습도를 측정하는 다수개의 내부센서와, 상기 격벽의 일측에 구비되어 외부공기 및 내부공기가 혼합된 온도 및 습도를 측정하는 배합센서와, 상기 유리온실의 내측 및 유리온실의 외측에 각각 구비되어 대기압을 측정하는 양압센서와, 상기 농작물수용부의 상부에 구비되어 이산화탄소의 농도값을 측정하는 이산화탄소측정센서와, 상기 농작물수용부의 상부에 구비됨과 아울러 농작물과 연결되어 농작물에 흐르는 수액의 양을 측정하는 농작물측정센서와, 상기 외부센서, 내부센서, 배합센서, 양압센서, 이산화탄소측정센서, 농작물측정센서, 스윙모터, 다단 열교환기, 스크린모터 및 양압모터와 연결되어 신호를 주고 받으며, 외부센서, 내부센서, 배합센서, 양압센서, 이산화탄소측정센서 및 농작물측정센서의 신호에 따라 스윙모터, 다단 열교환기, 스크린모터 및 양압모터의 동작을 제어하도록 구비되는 제어부와, 상기 외부공기유입부의 외측에 구비되어 유리온실의 내측으로 해충 및 먼지의 유입을 막는 유입방지필터와, 상기 유리온실의 내측 상부에 구비됨과 아울러 다단 열교환기의 상부에 이격 구비되어 워터를 미립화하여 분사하는 습도조절구와, 상기 양압배출구 상에 구비되어 해충 및 이물질의 출입을 방지하는 망 형상의 유입방지망과, 상기 제1열교환기 및 제2열교환기 각각은 내측에 일정한 공간이 형성됨과 아울러 상하좌우가 개방형으로 형성되는 케이스가 구비되며, 케이스 각각의 상부 및 하부에는 각각 일측에서 타측으로 파형이 대칭된 형상으로 관통된 다수개의 공급공을 갖는 평판형의 상부분리격벽 및 하부분리격벽이 구비되고, 각각의 상부분리격벽 및 하부분리격벽 각각 사이에는 수직으로 다수개 형성되면서 상하 각각의 단부가 공급공에 각각 끼움 결합됨과 아울러 공급공에 대응되게 일측에서 타측으로 각각 파형이 대칭된 형상을 갖는 열교환판이 구비되며, 케이스 각각의 양측에는 각각 내측에 다수개의 관통공을 갖는 공기분산판이 구비되고, 상부분리격벽 각각의 상부에는 내측에 다수개의 관통공을 갖는 워터분산판이 구비되며, 워터분산판 각각의 상부에는 워터공급부로부터 워터를 공급받는 상부호퍼가 구비되고, 하부분리격벽 각각의 하부에는 각각의 케이스 내측을 지나온 워터가 포집되는 하부호퍼가 구비되며, 하부호퍼 각각의 하부에는 워터공급부와 각각 연결되는 순환관으로 이루어진다.

Description

다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실{Semi-hermetic smart farm glass greenhouse with multi-stage heat exchanger and triple duct}
본 발명은 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실에 관한 것으로서 보다 상세하게는 열교환기가 다단으로 형성되어 공기중에 포함된 습기를 제거함과 아울러 농작물의 냉해를 방지하며, 점적호스로 형성되는 덕트가 3중으로 형성되어 농작물의 생육에 필요한 이산화탄소 및 공기를 효율적으로 혼합하여 넓은 지역에 골고루 효율적으로 공급할 수 있고, 각종 센서를 이용하여 농작물 생육에 최적화된 조건에 맞춰 농작물에 공급하는 공기를 내부공기로만 순환 공급, 외부공기로만 순환 공급 또는 내부 공기 및 외부 공기를 혼합하여 공급할 수 있을 뿐만 아니라 지열 및 전기를 이용하여 유리온실 내부의 온도를 농작물의 생육 환경에 맞게 용이하게 조절할 수 있도록 하며, 유리온실 내부 공기가 외부로 배출되는 손실을 최소화함으로써 냉난방에 따른 에너지 손실이 최소화되도록 하는 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실에 관한 것이다.
일반적으로 온실은 골격을 세우고 골격의 외면으로 유리나 플라스틱 또는 비닐로 씌운 것으로서 식물 등 작물재배를 목적으로 한 구조물을 의미한다.
온실은 유리온실을 대표적인 예로 들 수 있으며, 넓은 의미에서 비닐하우스도 온실에 포함시킬 수 있다 할 수 있으나 유리온실과 비닐하우스는 그 효용측면에서 구별되는 설비라 할 수 있다.
이러한 유리온실은 원래 겨울의 저온기에 식물을 추위로부터 보호하고 생육을 촉진시키는 것을 목적으로 개발된 시설이므로 재배하는 식물에 적합한 생육 환경을 인위적으로 만들어주기 위한 설비로서 주로 대형화되는 구조물이며, 난방시설을 필수적으로 포함하게 되며, 이와 같은 선행기술로는 이중유리로 구성된 유리패널들과 프레임의 결합으로 이루어지며, 지붕부재, 전면부재, 후면부, 측면부재로 구성된 유리온실과, 상기 유리패널들의 하단에 결합되는 이중유리로 구성되며, 전면유리에는 온수 유입관 및 회수관이 접속되어 전,후면유리들 내부로 온수가 순환되고, 전면에는 단열부재가 부착된 발열유리패널과, 태양열을 받는 집열기가 축열탱크의 내부에 코일형으로 감겨진 열 교환파이프와 접속되어 축열탱크에 저장된 난방수가 가열되는 태양열시스템과, 상기 온수 유입관 및 회수관이 축열탱크에 접속되어 태양열로 가열된 난방수가 발열유리패널의 내부를 순환하여 유리온실의 난방이 이루어질 수 있도록 구성한 태양열시스템을 이용한 유리온실에 있어서, 상기 온수 유입관 및 회수관과 발열유리패널의 결합 구성은, 발열유리패널을 구성하는 전면유리의 상,하부에는 구멍들이 각각 뚫려지고, 선단에 플랜지가 형성된 "T"형 결합관이 전면유리의 후방으로부터 끼워져 플랜지가 구멍의 둘레에 밀착되고, 구멍의 전방으로 돌출된 결합관의 나선부에 조임너트가 나사 결합되며, 조임너트를 조여주면 구멍의 전,후면에 밀착된 제1,2패킹들이 압박되어 구멍의 둘레가 밀폐되고, 상,하부구멍들을 통해 돌출된 상하 결합관들에 회수관 및 유입관이 각각 결합되어 발열유리패널의 내부로 온수를 공급하여 순환시킬 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 기술이 등록특허공보 제10-1478204호에서와 같이 공지된 바 있다.
하지만, 상기와 같은 종래 기술은 유리온실에 난방만을 하기 위한 것으로써, 우리나라의 계절 특성에 따른 4계절의 변화에 능동적으로 대처하지 못하는 문제점이 있을 뿐만 아니라 유리온실 내부의 높은 습도로 인한 과도한 습기로 인해 곰팡이성 병해 및 시설물의 손상이 빈번하게 발생하는 문제점 또한 있는 것이었다.
따라서, 상기와 같은 종래의 문제점을 해결한 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실이 요구되고 있는 실정이다.
등록특허공보 제10-1478204호
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 공기를 농작물에 공급하는 열교환기를 다단으로 형성하여 1차로 공기의 온도를 낮춤으로써 공기중에 포함된 과도한 습기를 제거하도록 하며, 2차로 과도한 습기가 제거된 공기의 온도를 높여 농작물에 공급함으로써 농작물의 냉해를 방지하도록 하고, 점적호스로 형성되는 덕트를 3중으로 형성하여 농작물의 생육에 필요한 이산화탄소 및 공기를 효율적으로 혼합하여 넓은 지역에 골고루 효율적으로 공급할 수 있도록 하며, 각종 센서를 이용하여 농작물 생육에 최적화된 조건에 맞춰 농작물에 공급하는 공기를 내부공기로만 순환 공급, 외부공기로만 순환 공급 또는 내부 공기 및 외부 공기를 혼합하여 공급할 수 있을 뿐만 아니라 지열 및 전기를 이용하여 유리온실 내부의 온도를 농작물의 생육 환경에 맞게 용이하게 조절할 수 있도록 하고, 유리온실 내부 공기가 외부로 배출되는 손실을 최소화함으로써 냉난방에 따른 에너지 손실이 최소화되도록 하는 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실을 제공하는데에 있다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 금속재의 프레임 및 유리패널의 결합으로 구성됨과 아울러 내측에는 생육을 위한 공간부를 갖는 유리온실과, 상기 유리온실의 일측에 관통 구비되어 외부로부터 공기를 공급받아 내측으로 공급하도록 구비되며, 상부에는 워터를 공급받아 하부에 형성되는 드레인공으로 배출하는 드레인파이프가 형성되고, 드레인파이프의 하부에는 상부에서 하부로 파형으로 형성됨과 아울러 전후방으로 이격 대칭되게 형성되는 다수개의 변온판을 갖는 열교환구가 구비되며, 열교환구의 하부에는 열교환구로부터 배출되는 워터가 포집되는 포집관이 구비되고, 포집관의 하부에는 포집관으로부터 배출되는 워터를 공급받는 포집파이프가 구비되는 외부공기유입부와, 상기 외부공기유입부의 타측에 구비되며, 열교환구에 대응되게 평판형으로 형성되어 외부공기를 유입 또는 차단하는 스윙도어가 구비되고, 스윙도어의 상부에는 스윙도어의 상부를 중심으로 스윙도어가 축 회전될 수 있도록 하는 스윙모터가 구비되는 스윙부와, 상기 유리온실의 내측에 구비되며, 외부공기유입부의 타측에 이격 구비됨과 아울러 유리온실의 상부와 이격 구비되는 격벽과, 상기 유리온실 내측 하부에 구비됨과 아울러 외부공기유입부 및 격벽 사이에 구비되며, 내측에는 공기의 온도를 낮춤과 아울러 공기중의 습기를 제거하는 제1열교환기 및 제1열교환기를 지나온 공기를 공급받아 공기의 온도를 높이는 제2열교환기가 양측으로 이격 구비되는 다단 열교환기와, 상기 다단 열교환기의 상부에 한 쌍이 이격 구비되며, 각각은 제1열교환기와 제2열교환기로 각각 워터를 공급하는 워터공급부와, 상기 다단 열교환기에 일측이 연결되어 공기를 공급받음과 아울러 타측이 격벽을 관통하여 구비되는 연결파이프와, 상기 격벽의 타측에 점적호스 형태로 형성되어 구비됨과 아울러 일측이 연결파이프와 연결되어 내측으로 공기를 공급받으며, 타측은 밀폐되는 제1덕트와, 상기 제1덕트의 내측에 점적호스 형태로 형성되어 구비됨과 아울러 이산화탄소공급관으로부터 농작물의 생육에 필요한 이산화탄소를 공급받으며, 제1덕트의 내측으로 이산화탄소를 공급하는 제2덕트와, 상기 제1덕트를 감싸도록 구비됨과 아울러 제1덕트를 통해 배출되는 공기를 내측에 공급받으며, 외주연에는 다수개의 관통공이 형성되어 외부로 이산화탄소가 혼합된 공기를 배출하는 제3덕트와, 상기 유리온실의 내측 하부에 관체로 형성되어 구비되며, 제3덕트와 이격 구비되고, 내측에는 외부로부터 워터가 순환 공급되는 난방파이프와, 상기 난방파이프와 연결 구비되어 난방파이프에 워터를 공급함과 아울러 배출하도록 하는 순환파이프와, 상기 제3덕트 각각의 상부에 상호 이격되어 다수개가 각각 구비됨과 아울러 각각은 상부가 유리온실의 내측 상부에 고정되며, 하부는 하부측으로 연장되는 고정와이어와, 상기 제3덕트의 상부에 구비됨과 아울러 상부에는 생육을 위한 농작물이 수용되며, 고정와이어의 하부에 걸림 고정되는 농작물수용부와, 상기 농작물수용부 각각의 하부에 상호 이격되어 다수개가 각각 구비됨과 아울러 각각은 농작물수용부와 제3덕트를 고정하도록 구비되는 고정구와, 상기 유리온실 내측 상부에 구비되어 햇볕의 차단 또는 유리온실 내부 온도의 유지를 도모하며, 스크린모터의 회전력에 의해 개폐되도록 구비되는 스크린을 갖는 스크린부와, 상기 유리온실의 상부에 개폐 가능하도록 구비되어 유리온실 내부의 공기를 외부로 배출하도록 구비되며, 상부에는 회전력을 제공하는 양압모터가 구비되고, 양압모터의 하부에는 양압모터의 회전력을 전달받아 축 회전되는 판형의 양압배출판이 구비되는 양압배출구와, 상기 유리온실의 외측에 구비됨과 아울러 외부공기의 온도 및 습도를 측정하는 외부센서와, 상기 유리온실의 내측에 서로 이격되어 다수개가 구비됨과 아울러 내부공기의 온도 및 습도를 측정하는 다수개의 내부센서와, 상기 격벽의 일측에 구비되어 외부공기 및 내부공기가 혼합된 온도 및 습도를 측정하는 배합센서와, 상기 유리온실의 내측 및 유리온실의 외측에 각각 구비되어 대기압을 측정하는 양압센서와, 상기 농작물수용부의 상부에 구비되어 이산화탄소의 농도값을 측정하는 이산화탄소측정센서와, 상기 농작물수용부의 상부에 구비됨과 아울러 농작물과 연결되어 농작물에 흐르는 수액의 양을 측정하는 농작물측정센서와, 상기 외부센서, 내부센서, 배합센서, 양압센서, 이산화탄소측정센서, 농작물측정센서, 스윙모터, 다단 열교환기, 스크린모터 및 양압모터와 연결되어 신호를 주고 받으며, 외부센서, 내부센서, 배합센서, 양압센서, 이산화탄소측정센서 및 농작물측정센서의 신호에 따라 스윙모터, 다단 열교환기, 스크린모터 및 양압모터의 동작을 제어하도록 구비되는 제어부와, 상기 외부공기유입부의 외측에 구비되어 유리온실의 내측으로 해충 및 먼지의 유입을 막는 유입방지필터와, 상기 유리온실의 내측 상부에 구비됨과 아울러 다단 열교환기의 상부에 이격 구비되어 워터를 미립화하여 분사하는 습도조절구와, 상기 양압배출구 상에 구비되어 해충 및 이물질의 출입을 방지하는 망 형상의 유입방지망과, 상기 제1열교환기 및 제2열교환기 각각은 내측에 일정한 공간이 형성됨과 아울러 상하좌우가 개방형으로 형성되는 케이스가 구비되며, 케이스 각각의 상부 및 하부에는 각각 일측에서 타측으로 파형이 대칭된 형상으로 관통된 다수개의 공급공을 갖는 평판형의 상부분리격벽 및 하부분리격벽이 구비되고, 각각의 상부분리격벽 및 하부분리격벽 각각 사이에는 수직으로 다수개 형성되면서 상하 각각의 단부가 공급공에 각각 끼움 결합됨과 아울러 공급공에 대응되게 일측에서 타측으로 각각 파형이 대칭된 형상을 갖는 열교환판이 구비되며, 케이스 각각의 양측에는 각각 내측에 다수개의 관통공을 갖는 공기분산판이 구비되고, 상부분리격벽 각각의 상부에는 내측에 다수개의 관통공을 갖는 워터분산판이 구비되며, 워터분산판 각각의 상부에는 워터공급부로부터 워터를 공급받는 상부호퍼가 구비되고, 하부분리격벽 각각의 하부에는 각각의 케이스 내측을 지나온 워터가 포집되는 하부호퍼가 구비되며, 하부호퍼 각각의 하부에는 워터공급부와 각각 연결되는 순환관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실을 제공한다.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실은 제1열교환기로 인해 공기의 온도를 낮춤과 아울러 공기에 포함된 과도한 습기가 제거되며, 제2열교환기로 인해 습기 제거를 위해 냉각된 공기의 온도가 높아짐으로 농작물의 냉해가 방지되고, 점적호스로 형성되는 제1덕트와 제2덕트로 인해 공기와 이산화탄소가 용이하게 혼합됨과 아울러 제3덕트로 인해 공기와 이산화탄소가 혼합된 혼합공기를 넓은 지역에 골고루 효율적으로 공급할 수 있으며, 외부센서, 내부센서, 배합센서, 양압센서, 이산화탄소측정센서 및 농작물측정센서를 이용하여 농작물 생육에 최적화된 조건에 맞춰 농작물에 공급하는 공기를 내부공기로만 순환 공급, 외부공기로만 순환 공급 또는 내부 공기 및 외부 공기를 혼합하여 공급할 수 있을 뿐만 아니라 유리온실 내부의 온도 및 습도를 농작물의 생육 환경에 맞게 용이하게 조절할 수 있고, 유리온실 내부 공기가 외부로 배출되는 손실이 최소화됨으로써 냉난방에 따른 에너지 손실이 최소화 되는 이점이 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실의 개략도,
도 2는 본 발명에 의한 제1열교환기 및 제2열교환기의 개략 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 제1열교환기의 개략 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 의한 제1열교환기의 일부분 개략 단면도,
도 5는 본 발명에 의한 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실의 일부분을 보여주는 개략도,
도 6은 본 발명에 의한 외부공기유입부의 개략 사시도,
도 7은 본 발명에 의한 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실의 스윙부가 개폐되는 모습을 보여주는 개략도이다.
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 7을 참조하여 보면 본 발명에 의한 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실은 금속재의 프레임(10) 및 유리패널(12)의 결합으로 구성됨과 아울러 내측에는 생육을 위한 공간부를 갖는 유리온실(14)과, 상기 유리온실(14)의 일측에 관통 구비되어 외부로부터 공기를 공급받아 내측으로 공급하도록 구비되며, 상부에는 워터를 공급받아 하부에 형성되는 드레인공(16)으로 배출하는 드레인파이프(18)가 형성되고, 드레인파이프(18)의 하부에는 상부에서 하부로 파형으로 형성됨과 아울러 전후방으로 이격 대칭되게 형성되는 다수개의 변온판(20)을 갖는 열교환구(22)가 구비되며, 열교환구(22)의 하부에는 열교환구(22)로부터 배출되는 워터가 포집되는 포집관(24)이 구비되고, 포집관(24)의 하부에는 포집관(24)으로부터 배출되는 워터를 공급받는 포집파이프(26)가 구비되는 외부공기유입부(28)와, 상기 외부공기유입부(28)의 타측에 구비되며, 열교환구(22)에 대응되게 평판형으로 형성되어 외부공기를 유입 또는 차단하는 스윙도어(30)가 구비되고, 스윙도어(30)의 상부에는 스윙도어(30)의 상부를 중심으로 스윙도어(30)가 축 회전될 수 있도록 하는 스윙모터(32)가 구비되는 스윙부(34)와, 상기 유리온실(14)의 내측에 구비되며, 외부공기유입부(28)의 타측에 이격 구비됨과 아울러 유리온실(14)의 상부와 이격 구비되는 격벽(36)과, 상기 유리온실(14) 내측 하부에 구비됨과 아울러 외부공기유입부(28) 및 격벽(36) 사이에 구비되며, 내측에는 공기의 온도를 낮춤과 아울러 공기중의 습기를 제거하는 제1열교환기(38) 및 제1열교환기(38)를 지나온 공기를 공급받아 공기의 온도를 높이는 제2열교환기(40)가 양측으로 이격 구비되는 다단 열교환기(42)와, 상기 다단 열교환기(42)의 상부에 한 쌍이 이격 구비되며, 각각은 제1열교환기(38)와 제2열교환기(40)로 각각 워터를 공급하는 워터공급부(44)와, 상기 다단 열교환기(42)에 일측이 연결되어 공기를 공급받음과 아울러 타측이 격벽(36)을 관통하여 구비되는 연결파이프(46)와, 상기 격벽(36)의 타측에 점적호스 형태로 형성되어 구비됨과 아울러 일측이 연결파이프(46)와 연결되어 내측으로 공기를 공급받으며, 타측은 밀폐되는 제1덕트(48)와, 상기 제1덕트(48)의 내측에 점적호스 형태로 형성되어 구비됨과 아울러 이산화탄소공급관(50)으로부터 농작물의 생육에 필요한 이산화탄소를 공급받으며, 제1덕트(48)의 내측으로 이산화탄소를 공급하는 제2덕트(52)와, 상기 제1덕트(48)를 감싸도록 구비됨과 아울러 제1덕트(48)를 통해 배출되는 공기를 내측에 공급받으며, 외주연에는 다수개의 관통공이 형성되어 외부로 이산화탄소가 혼합된 공기를 배출하는 제3덕트(54)와, 상기 유리온실(14)의 내측 하부에 관체로 형성되어 구비되며, 제3덕트(54)와 이격 구비되고, 내측에는 외부로부터 워터가 순환 공급되는 난방파이프(56)와, 상기 난방파이프(56)와 연결 구비되어 난방파이프(56)에 워터를 공급함과 아울러 배출하도록 하는 순환파이프(58)와, 상기 제3덕트(54) 각각의 상부에 상호 이격되어 다수개가 각각 구비됨과 아울러 각각은 상부가 유리온실(14)의 내측 상부에 고정되며, 하부는 하부측으로 연장되는 고정와이어(60)와, 상기 제3덕트(54)의 상부에 구비됨과 아울러 상부에는 생육을 위한 농작물이 수용되며, 고정와이어(60)의 하부에 걸림 고정되는 농작물수용부(62)와, 상기 농작물수용부(62) 각각의 하부에 상호 이격되어 다수개가 각각 구비됨과 아울러 각각은 농작물수용부(62)와 제3덕트(54)를 고정하도록 구비되는 고정구(64)와, 상기 유리온실(14) 내측 상부에 구비되어 햇볕의 차단 또는 유리온실(14) 내부 온도의 유지를 도모하며, 스크린모터(66)의 회전력에 의해 개폐되도록 구비되는 스크린(68)을 갖는 스크린부(70)와, 상기 유리온실(14)의 상부에 개폐 가능하도록 구비되어 유리온실(14) 내부의 공기를 외부로 배출하도록 구비되며, 상부에는 회전력을 제공하는 양압모터(72)가 구비되고, 양압모터(72)의 하부에는 양압모터(72)의 회전력을 전달받아 축 회전되는 판형의 양압배출판(74)이 구비되는 양압배출구(76)와, 상기 유리온실(14)의 외측에 구비됨과 아울러 외부공기의 온도 및 습도를 측정하는 외부센서(78)와, 상기 유리온실(14)의 내측에 서로 이격되어 다수개가 구비됨과 아울러 내부공기의 온도 및 습도를 측정하는 다수개의 내부센서(80)와, 상기 격벽(36)의 일측에 구비되어 외부공기 및 내부공기가 혼합된 온도 및 습도를 측정하는 배합센서(82)와, 상기 유리온실(14)의 내측 및 유리온실(14)의 외측에 각각 구비되어 대기압을 측정하는 양압센서(84)와, 상기 농작물수용부(62)의 상부에 구비되어 이산화탄소의 농도값을 측정하는 이산화탄소측정센서(86)와, 상기 농작물수용부(62)의 상부에 구비됨과 아울러 농작물과 연결되어 농작물에 흐르는 수액의 양을 측정하는 농작물측정센서(88)와, 상기 외부센서(78), 내부센서(80), 배합센서(82), 양압센서(84), 이산화탄소측정센서(86), 농작물측정센서(88), 스윙모터(32), 다단 열교환기(42), 스크린모터(66) 및 양압모터(72)와 연결되어 신호를 주고 받으며, 외부센서(78), 내부센서(80), 배합센서(82), 양압센서(84), 이산화탄소측정센서(86) 및 농작물측정센서(88)의 신호에 따라 스윙모터(32), 다단 열교환기(42), 스크린모터(66) 및 양압모터(72)의 동작을 제어하도록 구비되는 제어부(90)와, 상기 외부공기유입부(28)의 외측에 구비되어 유리온실(14)의 내측으로 해충 및 먼지의 유입을 막는 유입방지필터(92)와, 상기 유리온실(14)의 내측 상부에 구비됨과 아울러 다단 열교환기(42)의 상부에 이격 구비되어 워터를 미립화하여 분사하는 습도조절구(94)와, 상기 양압배출구(76) 상에 구비되어 해충 및 이물질의 출입을 방지하는 망 형상의 유입방지망(96)으로 이루어진다.
먼저, 금속재의 프레임(10) 및 유리패널(12)의 결합으로 구성됨과 아울러 내측에는 생육을 위한 공간부를 갖는 유리온실(14)이 구비된다.
이때, 상기 유리온실(14)의 내측에는 다양한 농작물이 생육을 위해 구비되는 것이며, 농작물의 종류에 따라 후술되는 제어부(90)를 조작하여 각각의 농작물에 맞는 환경을 조성하게 되는 것이다.
상기 유리온실(14)의 일측에 관통 구비되어 외부로부터 공기를 공급받아 내측으로 공급하도록 구비되며, 상부에는 워터를 공급받아 하부에 형성되는 드레인공(16)으로 배출하는 드레인파이프(18)가 형성되고, 드레인파이프(18)의 하부에는 상부에서 하부로 파형으로 형성됨과 아울러 전후방으로 이격 대칭되게 형성되는 다수개의 변온판(20)을 갖는 열교환구(22)가 구비되며, 열교환구(22)의 하부에는 열교환구(22)로부터 배출되는 워터가 포집되는 포집관(24)이 구비되고, 포집관(24)의 하부에는 포집관(24)으로부터 배출되는 워터를 공급받는 포집파이프(26)가 구비되는 외부공기유입부(28)가 구비된다.
이때, 상기 외부공기유입부(28)의 외측에는 유리온실(14)의 내측으로 해충 또는 먼지 등의 유입을 막는 유입방지필터(92)가 구비되며, 유입방지필터(92)는 망사 형태로 형성되는 것이다.
또한, 상기 외부공기유입부(28) 및 포집관(24) 사이에 평판형으로 형성되어 구비되며, 내측에는 상부에서 하부로 관통된 다수개의 통공이 형성되어 이물질이 포집관(24)으로 유입되는 것을 방지함과 아울러 열교환구(22)의 하부를 지지하도록 하는 금속재의 지지망(130)이 구비되며, 지지망(130)은 스테인레스 재질로 형성되어 녹이 방지됨이 바람직한 것이다.
그리고, 상기 외부공기유입부(28)의 열교환구(22)는 펄프 재질로 형성됨과 아울러 외면에는 워터에 수밀성을 갖는 도료가 살포 또는 코팅됨으로써, 드레인파이프(18)를 통해 공급되는 워터에 의해 열교환구(22)가 손상되는 것을 방지하는 것이다.
한편, 상기 외부공기유입부(28)의 드레인파이프(18)로 공급되는 워터는 외부공기의 온도를 변온하거나 습도를 높이기 위해 공급되는 것이며, 드레인파이프(18)로 공급되는 워터는 지열 또는 미도시된 난방기구 등을 사용하여 온도를 조절하여 공급되는 것이다.
또한, 상기 변온판(20)은 파형으로 형성됨으로써, 외부공기와 드레인파이프(18)를 통해 공급되는 워터가 수직으로 변온판(20)이 형성될 때에 비해 넓은 접촉면을 가지게 됨으로 좁은 공간에서도 높은 효율로 열교환이 가능한 것이다.
한편, 상기 드레인파이프(18)로 공급되는 워터는 후술되는 제어부(90)의 제어에 의해 온도가 조절되어 공급되는 것이다.
또한, 상기 포집파이프(26)에 포집되는 워터는 재순환되어 사용되는 것이 바람직한 것이며, 재순환되어 사용될 시에는 워터의 온도가 조절되어 다시 드레인파이프(18)로 공급되는 것이다.
상기 외부공기유입부(28)의 타측에 구비되며, 열교환구(22)에 대응되게 평판형으로 형성되어 외부공기를 유입 또는 차단하는 스윙도어(30)가 구비되고, 스윙도어(30)의 상부에는 스윙도어(30)의 상부를 중심으로 스윙도어(30)가 축 회전될 수 있도록 하는 스윙모터(32)가 구비되는 스윙부(34)가 구비된다.
이때, 상기 스윙부(34)는 후술되는 제어부(90)의 제어로 축 회전되는 스윙도어(30)로 인해 외부공기의 유입을 차단하거나 후술되는 격벽(36)에 의해 내부공기가 격벽(36)의 일측으로 유입되는 것을 차단하는 역할을 하는 것이며, 스윙도어(30)의 축 회전되는 각도에 따라서 외부공기 및 내부공기가 혼합되는 비율이 달라지게 되는 것이다.
또한, 상기 스윙도어(30)는 투명하게 형성되어 햇볕이 용이하게 투과될 수 있도록 형성됨이 바람직한 것이다.
상기 유리온실(14)의 내측에 구비되며, 외부공기유입부(28)의 타측에 이격 구비됨과 아울러 유리온실(14)의 상부와 이격 구비되는 격벽(36)이 구비된다.
이때, 상기 격벽(36)은 유리온실(14)의 내부공기가 스윙도어(30)에 의해 후술되는 다단 열교환기(42)로 공급되는 것을 방지하기 위해 구비되는 것이다.
상기 유리온실(14) 내측 하부에 구비됨과 아울러 외부공기유입부(28) 및 격벽(36) 사이에 구비되며, 내측에는 공기의 온도를 낮춤과 아울러 공기중의 습기를 제거하는 제1열교환기(38) 및 제1열교환기(38)를 지나온 공기를 공급받아 공기의 온도를 높이는 제2열교환기(40)가 양측으로 이격 구비되는 다단 열교환기(42)가 구비된다.
이때, 상기 제1열교환기(38) 및 제2열교환기(40) 각각은 내측에 일정한 공간이 형성됨과 아울러 상하좌우가 개방형으로 형성되는 케이스(100)가 구비되며, 케이스(100) 각각의 상부 및 하부에는 각각 일측에서 타측으로 파형이 대칭된 형상으로 관통된 다수개의 공급공(102)을 갖는 평판형의 상부분리격벽(104) 및 하부분리격벽(106)이 구비되고, 각각의 상부분리격벽(104) 및 하부분리격벽(106) 각각 사이에는 수직으로 다수개 형성되면서 상하 각각의 단부가 공급공(102)에 각각 끼움 결합됨과 아울러 공급공(102)에 대응되게 일측에서 타측으로 각각 파형이 대칭된 형상을 갖는 열교환판(108)이 구비되며, 케이스(100) 각각의 양측에는 각각 내측에 다수개의 관통공을 갖는 공기분산판(110)이 구비되고, 상부분리격벽(104) 각각의 상부에는 내측에 다수개의 관통공을 갖는 워터분산판(112)이 구비되며, 워터분산판(112) 각각의 상부에는 후술되는 워터공급부(44)로부터 워터를 공급받는 상부호퍼(114)가 구비되고, 하부분리격벽(106) 각각의 하부에는 각각의 케이스(100) 내측을 지나온 워터가 포집되는 하부호퍼(116)가 구비되며, 하부호퍼(116) 각각의 하부에는 워터공급부(44)와 각각 연결되는 순환관(118)이 구비되어 이루어지는 것이다.
이때, 상기 케이스(100), 상부분리격벽(104), 하부분리격벽(106), 열교환판(108)으로 인해 워터와 공기가 분리되어 열교환되는 것임과 아울러 열교환판(108)이 파형으로 형성됨으로써 좁은 공간에서도 넓은 면적에 해당하는 열교환 반응이 가능케 되는 것이며, 이로 인해 열교환 효율이 상승하게 되는 것이다.
또한, 상기 하부분리격벽(106) 각각에는 관통된 다수개의 배출공(120)이 형성됨으로써, 열교환 시에 공기중의 습기로 인해 발생되는 워터가 하부로 배출되는 것이다.
상기 순환관(118) 각각에는 순환펌프(122)가 구비되어 후술되는 워터공급부(44)로 워터가 재순환되는 것이다.
상기 제1열교환기(38)의 타측에는 연결덕트(124)가 구비되며, 제2열교환기(40)의 타측에는 후술되는 제어부(90)의 제어에 의해 작동되는 팬(126)이 내입되는 공급덕트(128)가 구비되어 공기의 이동이 원활히 이루어지게 되는 것이다.
상기 제1열교환기(38)가 워터공급부(44)로부터 공급받는 워터는 냉수이며, 제2열교환기(40)가 후술되는 워터공급부(44)로부터 공급받는 워터는 온수로, 공기가 제1열교환기(38)를 지나며 온도가 낮아짐과 아울러 습도가 낮아지고, 제2열교환기(40)를 지나며 공기는 농작물이 냉해를 입지 않을 정도로 온도가 상승되게 되는 것이다.
한편, 상기 유리온실(14)의 내측 상부에 구비됨과 아울러 다단 열교환기(42)의 상부에 이격 구비되어 워터를 미립화하여 분사하는 습도조절구(94)가 구비됨이 바람직한 것이며, 습도조절구(94)는 공기가 건조할 시에 필요에 의해 작동되어 유리온실(14) 내측의 습도를 조절하게 되는 것이다.
한편, 상기 다단 열교환기(42)는 일반적인 공조기 또는 열교환 장치를 사용할 수도 있는 것이나 열교환 효율이 높은 본 발명에 의한 다단 열교환기(42)를 사용함이 더욱 바람직한 것이다.
상기 다단 열교환기(42)의 상부에 한 쌍이 이격 구비되며, 각각은 제1열교환기(38)와 제2열교환기(40)로 각각 워터를 공급하는 워터공급부(44)가 구비된다.
이때, 상기 워터공급부(44)는 다단 열교환기(42)로 냉수 또는 온수를 공급하는 역할을 하는 것이다.
상기 다단 열교환기(42)에 일측이 연결되어 공기를 공급받음과 아울러 타측이 격벽(36)을 관통하여 구비되는 연결파이프(46)가 구비된다.
상기 격벽(36)의 타측에 점적호스 형태로 형성되어 구비됨과 아울러 일측이 연결파이프(46)와 연결되어 내측으로 공기를 공급받으며, 타측은 밀폐되는 제1덕트(48)가 구비된다.
또한, 상기 제1덕트(48)의 내측에 점적호스 형태로 형성되어 구비됨과 아울러 이산화탄소공급관(50)으로부터 농작물의 생육에 필요한 이산화탄소를 공급받으며, 제1덕트(48)의 내측으로 이산화탄소를 공급하는 제2덕트(52)가 구비된다.
또한, 상기 제1덕트(48)를 감싸도록 구비됨과 아울러 제1덕트(48)를 통해 배출되는 공기를 내측에 공급받으며, 외주연에는 다수개의 관통공이 형성되어 외부로 이산화탄소가 혼합된 공기를 배출하는 제3덕트(54)가 구비된다.
이때, 상기 제2덕트(52)는 이산화탄소를 공급받아 제1덕트(48)의 내부로 균일하게 공급하게 되는 것이며, 제1덕트(48)의 내측에서 공기와 균일하게 혼합된 혼합공기는 제3덕트(54)를 통해 외부로 배출되는 것이다.
또한, 상기 제1덕트(48), 제2덕트(52) 및 제3덕트(54)로 인해 길이와 상관없이 외부로 배출되는 공기의 양이 일정해짐과 아울러 다단 열교환기(42)를 통해 공급되는 공기의 온도가 급격하게 변온되어 외부로 배출되는 것이 방지되는 효과도 있는 것이다.
한편, 상기 이산화탄소공급관(50)에서 공급되는 이산화탄소는 후술되는 제어부(90)의 제어에 의해 공급 또는 차단되는 것이며, 후술되는 이산화탄소측정센서(86)의 센서값에 따라 공급량이 조절되는 것이다.
상기 유리온실(14)의 내측 하부에 관체로 형성되어 구비되며, 제3덕트(54)와 이격 구비되고, 내측에는 외부로부터 워터가 순환 공급되는 난방파이프(56)가 구비된다.
또한, 상기 난방파이프(56)와 이격된 외측에는 전기에 의해 난방되는 열선파이프(132)가 구비된다.
이때, 상기 난방파이프(56)는 금속재로 형성되는 것임과 아울러 관체 형상을 갖는 레일로 형성됨으로써 상부에 작업자가 용이하게 이동할 수 있는 이동대차를 적재하여 이동이 용이하도록 하는 역할도 하는 것이다.
상기 난방파이프(56)와 연결 구비되어 난방파이프(56)에 워터를 공급함과 아울러 배출하도록 하는 순환파이프(58)가 구비된다.
이때, 상기 순환파이프(58)에 공급되는 워터는 후술되는 제어부(90)의 제어에 의해 미도시된 지열, 태양열 또는 난방기구를 사용하여 적정한 온도로 변온된 워터가 공급되는 것이다.
상기 제3덕트(54) 각각의 상부에 상호 이격되어 다수개가 각각 구비됨과 아울러 각각은 상부가 유리온실(14)의 내측 상부에 고정되며, 하부는 하부측으로 연장되는 고정와이어(60)가 구비된다.
상기 제3덕트(54)의 상부에 구비됨과 아울러 상부에는 생육을 위한 농작물이 수용되며, 고정와이어(60)의 하부에 걸림 고정되는 농작물수용부(62)가 구비된다.
상기 농작물수용부(62) 각각의 하부에 상호 이격되어 다수개가 각각 구비됨과 아울러 각각은 농작물수용부(62)와 제3덕트(54)를 고정하도록 구비되는 고정구(64)가 구비된다.
상기 유리온실(14) 내측 상부에 구비되어 햇볕의 차단 또는 유리온실(14) 내부 온도의 유지를 도모하며, 스크린모터(66)의 회전력에 의해 개폐되도록 구비되는 스크린(68)을 갖는 스크린부(70)구비된다.
이때, 상기 스크린부(70)는 상하로 이격되어 2중으로 형성됨이 더욱 바람직한 것이며, 2중으로 스크린부(70)가 형성될 시에는 각각의 상부 또는 하부에 위치하는 스크린(68) 중 어느 하나는 햇볕을 차단하기 위한 불투명한 재질로 형성되는 스크린(68)이 사용되는 것이며, 다른 어느 하나는 유리온실(14) 내부 온도의 유지를 도모하는 투명한 재질의 스크린(68)이 사용되는 것이 바람직한 것이다.
상기 유리온실(14)의 상부에 개폐 가능하도록 구비되어 유리온실(14) 내부의 공기를 외부로 배출하도록 구비되며, 상부에는 회전력을 제공하는 양압모터(72)가 구비되고, 양압모터(72)의 하부에는 양압모터(72)의 회전력을 전달받아 축 회전되는 판형의 양압배출판(74)이 구비되는 양압배출구(76)가 구비된다.
이때, 상기 양압배출구(76)의 양압모터(72)는 후술되는 한 쌍의 양압센서(84)의 측정값에 따라 제어부(90)의 제어에 의해 양압배출판(74)이 개폐되도록 작동되는 것이며, 유리온실(14) 내측의 대기압력이 일정하게 유지될 수 있도록 구비되는 것이다.
한편, 상기 양압배출구(76)에는 유리온실(14) 내측으로 해충 또는 이물질의 출입을 방지하는 망 형상의 유입방지망(96)이 구비된다.
상기 유리온실(14)의 외측에 구비됨과 아울러 외부공기의 온도 및 습도를 측정하는 외부센서(78)가 구비된다.
이때, 상기 외부센서(78)는 측정값을 후술되는 제어부(90)로 전송함으로써, 제어부(90)에서는 외부공기의 유입량을 결정하게 되는 것이다.
상기 유리온실(14)의 내측에 서로 이격되어 다수개가 구비됨과 아울러 내부공기의 온도 및 습도를 측정하는 다수개의 내부센서(80)가 구비된다.
이때, 상기 내부센서(80) 각각은 측정값을 후술되는 제어부(90)로 전송함으로써, 제어부(90)에서는 내부공기가 격벽(36)의 일측으로 유입되는 유입량을 결정하게 되는 것이다.
상기 격벽(36)의 일측에 구비되어 외부공기 및 내부공기가 혼합된 온도 및 습도를 측정하는 배합센서(82)가 구비된다.
이때, 상기 배합센서(82)는 측정값을 후술되는 제어부(90)로 전송함으로써, 제어부(90)에서는 외부공기 및 내부공기가 배합되는 배합량을 스윙모터(32)를 제어하여 조절하게 되는 것임과 아울러 후술되는 습도조절구(94)를 제어하여 건조한 공기가 유입될 시에 습도도 조절하게 되는 것이다.
상기 유리온실(14)의 내측 및 유리온실(14)의 외측에 각각 구비되어 대기압을 측정하는 양압센서(84)가 구비되며, 한 쌍의 양압센서(84)는 각각 측정값을 후술되는 제어부(90)에 전송함으로써, 제어부(90)는 유리온실(14) 내측의 대기압이 유지되도록 양압모터(72)를 제어하게 되는 것이다.
상기 농작물수용부(62)의 상부에 구비되어 이산화탄소의 농도값을 측정하는 이산화탄소측정센서(86)가 구비된다.
이때, 상기 이산화탄소측정센서(86는 유리온실(14) 내측의 이산화탄소 농도를 측정하여 제어부(90)에 전송하는 역할을 하는 것이며, 제어부(90)는 이산화탄소측정센서(86)로부터 측정값을 전달받아 이산화탄소공급관(50)을 통해 공급되는 이산화탄소의 양을 조절하게 되는 것이다.
상기 농작물수용부(62)의 상부에 구비됨과 아울러 농작물과 연결되어 농작물에 흐르는 수액의 양을 측정하는 농작물측정센서(88)가 구비된다.
이때, 상기 농작물측정센서(88)는 농작물에 흐르는 수액의 양을 측정하여 제어부(90)에 전송하는 역할을 하는 것이며, 작업자는 제어부(90)의 정보를 확인하여 농작물에 공급하는 영양분, 물, 이산화탄소, 양액 등의 공급량을 조절할 수 있게 되는 것이다.
상기 외부센서(78), 내부센서(80), 배합센서(82), 양압센서(84), 이산화탄소측정센서(86), 농작물측정센서(88), 스윙모터(32), 다단 열교환기(42), 스크린모터(66) 및 양압모터(72)와 연결되어 신호를 주고 받으며, 외부센서(78), 내부센서(80), 배합센서(82), 양압센서(84), 이산화탄소측정센서(86) 및 농작물측정센서(88)의 신호에 따라 스윙모터(32), 다단 열교환기(42), 스크린모터(66) 및 양압모터(72)의 동작을 제어하도록 구비되는 제어부(90)가 구비된다.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실은 제1열교환기(38)로 인해 공기의 온도를 낮춤과 아울러 공기에 포함된 과도한 습기가 제거되며, 제2열교환기(40)로 인해 습기 제거를 위해 냉각된 공기의 온도가 높아짐으로 농작물의 냉해가 방지되고, 점적호스로 형성되는 제1덕트(48)와 제2덕트(52)로 인해 공기와 이산화탄소가 용이하게 혼합됨과 아울러 제3덕트(54)로 인해 공기와 이산화탄소가 혼합된 혼합공기를 넓은 지역에 골고루 효율적으로 공급할 수 있으며, 외부센서(78), 내부센서(80), 배합센서(82), 양압센서(84), 이산화탄소측정센서(86) 및 농작물측정센서(88)를 이용하여 농작물 생육에 최적화된 조건에 맞춰 농작물에 공급하는 공기를 내부공기로만 순환 공급, 외부공기로만 순환 공급 또는 내부 공기 및 외부 공기를 혼합하여 공급할 수 있을 뿐만 아니라 유리온실(14) 내부의 온도 및 습도를 농작물의 생육 환경에 맞게 용이하게 조절할 수 있고, 유리온실(14) 내부 공기가 외부로 배출되는 손실이 최소화됨으로써 냉난방에 따른 에너지 손실이 최소화 되는 이점이 있는 것이다.
10 : 프레임 12 : 유리패널
14 : 유리온실 16 : 드레인공
18 : 드레인파이프 20 : 변온판
22 : 열교환구 24 : 포집관
26 : 포집파이프 28 : 외부공기유입부
30 : 스윙도어 32 : 스윙모터
34 : 스윙부 36 : 격벽
38 : 제1열교환기 40 : 제2열교환기
42 : 다단 열교환기 44 : 워터공급부
46 : 연결파이프 48 : 제1덕트
50 : 이산화탄소공급관 52 : 제2덕트
54 : 제3덕트 56 : 난방파이프
58 : 순환파이프 60 : 고정와이어
62 : 농작물수용부 64 : 고정구
66 : 스크린모터 68 : 스크린
70 : 스크린부 72 : 양압모터
74 : 양압배출판 76 : 양압배출구
78 : 외부센서 80 : 내부센서
82 : 배합센서 84 : 양압센서
86 : 이산화탄소측정센서 88 : 농작물측정센서
90 : 제어부 92 : 유입방지필터
94 : 습도조절구 96 : 유입방지망
100 : 케이스 102 : 공급공
104 : 상부분리격벽 106 : 하부분리격벽
108 : 열교환판 110 : 공기분산판
112 : 워터분산판 114 : 상부호퍼
116 : 하부호퍼 118 : 순환관
120 : 배출공 122 : 순환펌프
124 : 연결덕트 126 : 팬
128 : 공급덕트 130 : 지지망
132 : 열선파이프

Claims (10)

  1. 금속재의 프레임(10) 및 유리패널(12)의 결합으로 구성됨과 아울러 내측에는 생육을 위한 공간부를 갖는 유리온실(14);
    상기 유리온실(14)의 일측에 관통 구비되어 외부로부터 공기를 공급받아 내측으로 공급하도록 구비되며, 상부에는 워터를 공급받아 하부에 형성되는 드레인공(16)으로 배출하는 드레인파이프(18)가 형성되고, 드레인파이프(18)의 하부에는 상부에서 하부로 파형으로 형성됨과 아울러 전후방으로 이격 대칭되게 형성되는 다수개의 변온판(20)을 갖는 열교환구(22)가 구비되며, 열교환구(22)의 하부에는 열교환구(22)로부터 배출되는 워터가 포집되는 포집관(24)이 구비되고, 포집관(24)의 하부에는 포집관(24)으로부터 배출되는 워터를 공급받는 포집파이프(26)가 구비되는 외부공기유입부(28);
    상기 외부공기유입부(28)의 타측에 구비되며, 열교환구(22)에 대응되게 평판형으로 형성되어 외부공기를 유입 또는 차단하는 스윙도어(30)가 구비되고, 스윙도어(30)의 상부에는 스윙도어(30)의 상부를 중심으로 스윙도어(30)가 축 회전될 수 있도록 하는 스윙모터(32)가 구비되는 스윙부(34);
    상기 유리온실(14)의 내측에 구비되며, 외부공기유입부(28)의 타측에 이격 구비됨과 아울러 유리온실(14)의 상부와 이격 구비되는 격벽(36);
    상기 유리온실(14) 내측 하부에 구비됨과 아울러 외부공기유입부(28) 및 격벽(36) 사이에 구비되며, 내측에는 공기의 온도를 낮춤과 아울러 공기중의 습기를 제거하는 제1열교환기(38) 및 제1열교환기(38)를 지나온 공기를 공급받아 공기의 온도를 높이는 제2열교환기(40)가 양측으로 이격 구비되는 다단 열교환기(42);
    상기 다단 열교환기(42)의 상부에 한 쌍이 이격 구비되며, 각각은 제1열교환기(38)와 제2열교환기(40)로 각각 워터를 공급하는 워터공급부(44);
    상기 다단 열교환기(42)에 일측이 연결되어 공기를 공급받음과 아울러 타측이 격벽(36)을 관통하여 구비되는 연결파이프(46);
    상기 격벽(36)의 타측에 점적호스 형태로 형성되어 구비됨과 아울러 일측이 연결파이프(46)와 연결되어 내측으로 공기를 공급받으며, 타측은 밀폐되는 제1덕트(48);
    상기 제1덕트(48)의 내측에 점적호스 형태로 형성되어 구비됨과 아울러 이산화탄소공급관(50)으로부터 농작물의 생육에 필요한 이산화탄소를 공급받으며, 제1덕트(48)의 내측으로 이산화탄소를 공급하는 제2덕트(52);
    상기 제1덕트(48)를 감싸도록 구비됨과 아울러 제1덕트(48)를 통해 배출되는 공기를 내측에 공급받으며, 외주연에는 다수개의 관통공이 형성되어 외부로 이산화탄소가 혼합된 공기를 배출하는 제3덕트(54);
    상기 유리온실(14)의 내측 하부에 관체로 형성되어 구비되며, 제3덕트(54)와 이격 구비되고, 내측에는 외부로부터 워터가 순환 공급되는 난방파이프(56);
    상기 난방파이프(56)와 연결 구비되어 난방파이프(56)에 워터를 공급함과 아울러 배출하도록 하는 순환파이프(58);
    상기 제3덕트(54) 각각의 상부에 상호 이격되어 다수개가 각각 구비됨과 아울러 각각은 상부가 유리온실(14)의 내측 상부에 고정되며, 하부는 하부측으로 연장되는 고정와이어(60);
    상기 제3덕트(54)의 상부에 구비됨과 아울러 상부에는 생육을 위한 농작물이 수용되며, 고정와이어(60)의 하부에 걸림 고정되는 농작물수용부(62);
    상기 농작물수용부(62) 각각의 하부에 상호 이격되어 다수개가 각각 구비됨과 아울러 각각은 농작물수용부(62)와 제3덕트(54)를 고정하도록 구비되는 고정구(64);
    상기 유리온실(14) 내측 상부에 구비되어 햇볕의 차단 또는 유리온실(14) 내부 온도의 유지를 도모하며, 스크린모터(66)의 회전력에 의해 개폐되도록 구비되는 스크린(68)을 갖는 스크린부(70);
    상기 유리온실(14)의 상부에 개폐 가능하도록 구비되어 유리온실(14) 내부의 공기를 외부로 배출하도록 구비되며, 상부에는 회전력을 제공하는 양압모터(72)가 구비되고, 양압모터(72)의 하부에는 양압모터(72)의 회전력을 전달받아 축 회전되는 판형의 양압배출판(74)이 구비되는 양압배출구(76);
    상기 유리온실(14)의 외측에 구비됨과 아울러 외부공기의 온도 및 습도를 측정하는 외부센서(78);
    상기 유리온실(14)의 내측에 서로 이격되어 다수개가 구비됨과 아울러 내부공기의 온도 및 습도를 측정하는 다수개의 내부센서(80);
    상기 격벽(36)의 일측에 구비되어 외부공기 및 내부공기가 혼합된 온도 및 습도를 측정하는 배합센서(82);
    상기 유리온실(14)의 내측 및 유리온실(14)의 외측에 각각 구비되어 대기압을 측정하는 양압센서(84);
    상기 농작물수용부(62)의 상부에 구비되어 이산화탄소의 농도값을 측정하는 이산화탄소측정센서(86);
    상기 농작물수용부(62)의 상부에 구비됨과 아울러 농작물과 연결되어 농작물에 흐르는 수액의 양을 측정하는 농작물측정센서(88);
    상기 외부센서(78), 내부센서(80), 배합센서(82), 양압센서(84), 이산화탄소측정센서(86), 농작물측정센서(88), 스윙모터(32), 다단 열교환기(42), 스크린모터(66) 및 양압모터(72)와 연결되어 신호를 주고 받으며, 외부센서(78), 내부센서(80), 배합센서(82), 양압센서(84), 이산화탄소측정센서(86) 및 농작물측정센서(88)의 신호에 따라 스윙모터(32), 다단 열교환기(42), 스크린모터(66) 및 양압모터(72)의 동작을 제어하도록 구비되는 제어부(90);
    상기 외부공기유입부(28)의 외측에 구비되어 유리온실(14)의 내측으로 해충 및 먼지의 유입을 막는 유입방지필터(92);
    상기 유리온실(14)의 내측 상부에 구비됨과 아울러 다단 열교환기(42)의 상부에 이격 구비되어 워터를 미립화하여 분사하는 습도조절구(94);
    상기 양압배출구(76) 상에 구비되어 해충 및 이물질의 출입을 방지하는 망 형상의 유입방지망(96);
    상기 제1열교환기(38) 및 제2열교환기(40) 각각은 내측에 일정한 공간이 형성됨과 아울러 상하좌우가 개방형으로 형성되는 케이스(100)가 구비되며, 케이스(100) 각각의 상부 및 하부에는 각각 일측에서 타측으로 파형이 대칭된 형상으로 관통된 다수개의 공급공(102)을 갖는 평판형의 상부분리격벽(104) 및 하부분리격벽(106)이 구비되고, 각각의 상부분리격벽(104) 및 하부분리격벽(106) 각각 사이에는 수직으로 다수개 형성되면서 상하 각각의 단부가 공급공(102)에 각각 끼움 결합됨과 아울러 공급공(102)에 대응되게 일측에서 타측으로 각각 파형이 대칭된 형상을 갖는 열교환판(108)이 구비되며, 케이스(100) 각각의 양측에는 각각 내측에 다수개의 관통공을 갖는 공기분산판(110)이 구비되고, 상부분리격벽(104) 각각의 상부에는 내측에 다수개의 관통공을 갖는 워터분산판(112)이 구비되며, 워터분산판(112) 각각의 상부에는 워터공급부(44)로부터 워터를 공급받는 상부호퍼(114)가 구비되고, 하부분리격벽(106) 각각의 하부에는 각각의 케이스(100) 내측을 지나온 워터가 포집되는 하부호퍼(116)가 구비되며, 하부호퍼(116) 각각의 하부에는 워터공급부(44)와 각각 연결되는 순환관(118);
    으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하부분리격벽(106) 각각에는 관통된 다수개의 배출공(120)이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 순환관(118) 각각에는 순환펌프(122)가 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1열교환기(38)의 타측에는 연결덕트(124)가 구비되며, 제2열교환기(40)의 타측에는 팬(126)이 내입되는 공급덕트(128)가 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1열교환기(38)가 워터공급부(44)로부터 공급받는 워터는 냉수이며, 제2열교환기(40)가 워터공급부(44)로부터 공급받는 워터는 온수로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스크린부(70)는 상하로 이격되어 2중으로 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 외부공기유입부(28) 및 포집관(24) 사이에 평판형으로 형성되어 구비되며, 내측에는 상부에서 하부로 관통된 다수개의 통공이 형성되어 이물질이 포집관(24)으로 유입되는 것을 방지함과 아울러 열교환구(22)의 하부를 지지하도록 하는 금속재의 지지망(130)이 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 열교환구(22)는 펄프 재질로 형성됨과 아울러 외면에는 워터에 수밀성을 갖는 도료가 살포되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 난방파이프(56)와 이격된 외측에는 전기에 의해 난방되는 열선파이프(132)가 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 다단 열교환기 및 3중 덕트를 갖는 반밀폐형 스마트팜 유리온실.
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