KR102087400B1 - 축사용 환기 냉/난방 제어시스템 - Google Patents

축사용 환기 냉/난방 제어시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 축사용 환기 냉/난방 제어시스템에 따르면, 여름철에는 냉수에 의해 냉각된 공기가 급기팬을 통하여 축사 내부로 공급되도록 하고, 겨울철에는 온수에 의해 가열된 공기가 급기팬을 통하여 축사 내부로 공급되도록 하여 축사 내부의 온도를 균일하게 냉/난방 할 수 있으며, 급기팬을 통하여 공급되는 공기는 축사 내부의 공기를 교반하여 축사에 공급되므로, 가축들에게 무해하면서도 축사 내부에 골고루 냉기 또는 열기를 공급하여 축사의 냉/난방 효율을 극대화시키면서 축사 내부의 가축에게 쾌적한 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

축사용 환기 냉/난방 제어시스템{Heating and Cooling Control System for Cattle Shed Ventilation}
본 발명은 축사용 환기 냉/난방 제어시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 축사 내부의 온도를 균일하게 냉/난방 할 수 있고, 축사 내부의 공기를 교반하여 축사 내부의 가축에게 쾌적한 환경을 제공하는 축사용 환기 냉/난방 제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로 경제발전에 따른 생활수준의 향상으로 육류 소비의 지속적인 증대와 함께 축산 기술의 발전에 따른 대량생산으로 축산물의 대량 공급이 이루어지는 한편 무역에 의한 저가 육류가 대량 수입 공급되면서 축산 분야에서의 가격 및 품질 경쟁이 심화되고 있다.
이러한 경쟁으로 소비자들은 선택의 자유와 함께 저렴한 축산물을 선택하여 경제적 이득을 얻게 되는 반면에 생산자들은 차별화된 전략으로 제품의 구매력을 높이고 생산가를 최소로 줄여 투자에 대한 이익을 회수할 수 있도록 노력하고 있다.
이에 따라 생산자들은 생산 시설을 다양화시켜 품질을 향상시키는 동시에 보다 저렴한 생산가에 초점을 맞추지 않을 수 없다.
따라서 축산 농가에서는 생산성과 품질의 향상을 위하여 대량의 가축을 사육하고 사육을 위하여 대단지 축사에 의한 자동화 시설을 이루게 된다.
우리나라는 4계절의 기온 변화가 심하며, 또한 밤낮의 온도차가 많이 나타나므로 축사 내부의 온도를 일정하게 유지하기가 매우 어렵다.
예컨대 하절기에는 축사를 최대한 개방시켜 자연 통풍으로 냉방효과를 얻고 난방이 필요한 동절기에는 밀폐시켜 열 차단에 따른 난방 효과를 얻을 수 있도록 하나 밀폐된 축사 내에는 이산화탄소의 증가와 악취 등이 발생되는 문제점이 있다.
이상과 같은 문제점을 개선하기 위하여 축사의 환기장치 등이 제안되고 있으나, 종래 기술에 의한 축사의 환기 장치는 대개 환기팬을 통해 외부 공기를 내부에 유입하여 환기시키는 것으로, 축사 내부의 전 영역에 균일하게 공기를 공급하지 못하여 축사의 일부 영역에서 악취가 발생되며 공기가 정체됨에 따라 병균이 서식하게 되고, 환기팬이 설치된 부분과 축사 바닥과의 온도 차이에 의해서 가축이 복냉증과 같은 질병에 감염되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2000-0000364호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 여름철에는 냉수에 의해 냉각된 공기가 급기팬을 통하여 축사 내부로 공급되도록 하고, 겨울철에는 온수에 의해 가열된 공기가 급기팬을 통하여 축사 내부로 공급되도록 하여 축사 내부의 온도를 균일하게 냉/난방 할 수 있으며, 급기팬을 통하여 공급되는 공기는 축사 내부의 공기를 교반하여 축사에 공급되므로, 가축들에게 무해하면서도 축사 내부에 골고루 냉기 또는 열기를 공급하여 축사의 냉/난방 효율을 극대화시키면서 축사 내부의 가축에게 쾌적한 환경을 제공할 수 있는 축사용 환기 냉/난방 제어시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 축사용 환기 냉/난방 제어시스템은 축사의 내부에 복수로 설치되는 것으로, 냉수 또는 온수가 경유되면서 열 교환된 공기를 순환시키는 공기순환기; 냉수 또는 온수를 공기순환기에 공급하기 위한 것으로, 일단은 냉수 또는 온수가 저장된 물탱크에 연결되고, 타단은 연장되면서 공기순환기에 각각 분기되어 연결되는 냉/온수공급관 및 공기순환기를 경유한 냉수 또는 온수를 배수하여 물탱크에 저장시키기 위한 것으로, 일단은 공기순환기에 각각 분기되어 연결되고, 타단은 연장되면서 물탱크에 연결된 배수관을 포함하여 구성된다.
물탱크에는 보일러 장치가 더 구비될 수 있다.
공기순환기는 평면상의 구획판을 기준으로 하부의 하부영역과 상부의 상부영역으로 나뉘어진 하우징 형태로 구비되는 것으로; 하부영역의 하부는 공기를 흡입할 수 있도록 전방 상부로 경사진 망사판 형태의 공기흡입부가 구비되고, 하부영역에는 하부영역의 공기를 흡입하여 상부영역으로 공급하는 급기팬이 구비되고; 상부영역에는 급수구로 온수 또는 냉수를 공급받아 경유된 후 배수구로 배출되도록 하는 열 교환부가 상단이 후방으로 경사지게 구비되고, 열 교환부의 전면에 공기가 배출될 수 있도록 통공이 형성된 공기배출부가 구비될 수 있다.
상기 하부영역에서 후방에는 외부 공기를 공급하기 위한 외기 공급관이 구비될 수 있다.
공기순환기의 급수구에 삼방변 밸브가 구비되며, 반복적인 냉수의 순환에 따른 물탱크의 온도가 일정 수준을 초과하면, 삼방변 밸브를 통하여 공기순환기로 공급되던 냉수가 축사의 상부에서 초미립 형태 분사되도록 하여 기화열에 의한 축사 내부를 냉각 시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 축사용 환기 냉/난방 제어시스템에 따르면, 여름철에는 냉수에 의해 냉각된 공기가 급기팬을 통하여 축사 내부로 공급되도록 하고, 겨울철에는 온수에 의해 가열된 공기가 급기팬을 통하여 축사 내부로 공급되도록 하여 축사 내부의 온도를 균일하게 냉/난방 할 수 있으며, 급기팬을 통하여 공급되는 공기는 축사 내부의 공기를 교반하여 축사에 공급되므로, 가축들에게 무해하면서도 축사 내부에 골고루 냉기 또는 열기를 공급하여 축사의 냉/난방 효율을 극대화시키면서 축사 내부의 가축에게 쾌적한 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 축사용 환기 냉/난방 제어시스템을 나타낸 도면이며,
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 축사용 환기 냉/난방 제어시스템을 구성하는 공기순환기를 나타낸 도면이며,
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 축사용 환기 냉/난방 제어시스템의 다른 형태를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 축사용 환기 냉/난방 제어시스템은 도 1에 나타낸 바와 같이, 축사(10)에 복수로 설치되는 공기순환기(100), 냉수공급관(200), 배수관(300) 및 물탱크(50)를 포함하여 구성된다.
냉수공급관(200)은 냉수를 공기순환기(100)에 공급하기 위한 것으로, 일단은 냉수가 저장된 물탱크(50)에 연결되고, 타단은 연장되면서 복수의 공기순환기(100)에 각각 분기되어 연결된다.
배수관(300)은 공기순환기(100)를 경유하여 열 교환된 후의 온도가 상승된 냉수, 즉 냉수공급관(200)으로 유입됐을 때의 온도보다 상대적으로 상승한 온도의 물을 배수하여 물탱크(50)에 다시 저장시키기 위한 것으로, 일단은 복수의 공기순환기(100)에 각각 분기되어 연결되고, 타단은 연장되면서 물탱크(50)에 연결된다.
물탱크(50)에는 별도의 물 공급 수단으로부터 물을 공급받아 보충하기 위하여 물 공급 수단에 연결된 급수관(90)이 구비된다.
공기순환기(100)는 냉수를 공급받아 경유시키면서, 축사(10)의 내부 공기를 흡입하여 냉수의 낮은 온도와 열 교환시킨 후 온도가 떨어진 공기를 다시 축사(10)로 배출하여 순환시키기 위한 것으로, 축사(10)의 내측면에 일정 간격을 가지면서 복수로 설치된다.
공기순환기(100)는 도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 평면상의 구획판(130)을 기준으로 하부의 하부영역(110)과 상부의 상부영역(150)으로 나누어진 하우징 형태로 구비된다.
하부영역(110)의 하부는 공기를 흡입할 수 있도록 전방 상부로 경사진 망사판 형태의 공기흡입부(111)가 구비되고, 하부영역(110)에는 하부영역의 공기를 흡입하여 상부영역(150)으로 공급하는 급기팬(113)이 구비된다.
구획판(130)에는 상하로 관통된 급기구(135)가 후방에 가깝게 형성되며, 급기팬(113)은 상기 급기구(135)에 연통되도록 구비된다.
상부영역(150)에는 열 교환부(151)가 구비되고, 열 교환부(151)의 전면에 밀착되어 공기배출부(160)가 구비된다.
열 교환부(151)는 전방과 후방이 공기가 유동될 수 있도록 망사 형태로 구성된 박스 형상으로써, 하단은 전방에 위치하고 상단은 후방으로 경사지게 구비된다
열 교환부(151)의 일측면 상부에 급수구(155)가 구비되고, 일측면 하부에 배수구(157)가 구비된다.
열 교환부(151)의 내부에서 급수구(155)와 배수구(157) 사이에는 지그재그 형태로 연장된 배관이 구비될 수 있다.
공기배출부(160)는 공기가 유동될 수 있도록 통공이 형성된다.
상부영역(150)에서 상부영역의 후방 내측면과 열 교환부(151)의 후방 일측면 사이의 공간을 밀폐시키기 위한 밀폐차단판(153)이 구비된다.
하부영역(110)에서 후방에는 외부 공기를 공급하기 위한 외기 공급관(170)이 구비된다.
외기 공급관(170)이 연결된 하부영역(110)의 후방 내측면에는 외기 공급관(170)으로부터 공급되는 공기의 유입을 허용하거나 또는 차단시킬 수 있는 개폐수단(175)이 구비된다.
개폐수단(175)은 수동으로 외기 공급관(170)을 개방시키거나 차단할 수 있도록 구비될 수 있으며, 또는 솔레노이드 밸드, 게이트 밸드 등의 별도의 제어 장치를 통하여 외기 공급관(170)이 개방되거나 차단되도록 구비될 수 있다.
공기순환기(100)의 후방 외측면에는 축사(10)의 내측면에 고정될 수 있도록 거치브라켓(190)이 구비된다.
거치브라켓(190)은 외측면 상부 및 하부에 각각 구비된다.
상술한 바와 같이 구비된 공기순환기(100)를 축사(10)의 내측면에 일정 간격으로 복수로 설치하고, 냉수공급관(200)의 타단을 급수구(155)에 각각 연결하고, 배수관(300)의 일단을 배수구(157)에 각각 연결한다.
이어서, 공기순환기(100)에 전원을 공급하여 급기팬(113)을 작동시키면, 공기순환기(100)의 하부영역(110)에 음압이 발생하여 축사 내부의 공기가 공기흡입부(111)로 흡입되고, 흡입된 축사 내부의 공기는 급기팬(113)을 통하여 급기구(135)로 유입된다.
그리고 별도의 펌프수단을 이용하여 물탱크(50)에 저장된 냉수를 냉수공급관(200)으로 공급시키면, 공기순환기(100)의 급수구(155)로 냉수가 공급되고, 급수구(155)로 공급된 냉수는 급수구(155)와 배수구(157) 사이에 연결된 배관을 따라 이동한 후 배수구(157)를 통하여 배출된다.
이때, 급기구(135)로 유입된 축사 내부의 공기는 열 교환부(151)를 통과하면서, 즉 급수구(155)와 배수구(157) 사이에 연장된 배관 사이를 통과하면서 냉수의 냉기에 의해 열 교환되어 온도가 떨어진 후 공기배출부(160)를 통하여 축사 내부로 다시 배출된다.
이어서, 급수구(155)와 배수구(157) 사이에 연장된 배관 사이를 통과하면서 축사(10)의 실내 공기와 열 교환되어 온도가 상승된 후 배수구(157)로 배출되는 냉수는 배수관(300)을 통하여 물탱크(50)로 다시 공급되어 냉각된 후, 다시 공기순환기(100)로 공급되어 열 교환시키는 과정이 반복된다.
따라서 축사(10)의 내부로 냉수에 의해 열교환된 온도가 떨어진 공기가 공급되는 과정이 반복 순환되면서, 축사(10) 내부의 실내 온도가 알맞은 온도로 유지되도록 할 수 있다.
예를 들어, 축사(10)의 실내 온도가 30℃ 정도로 상승하는 여름철에 12℃ 정도의 냉수를 냉수공급관(200)으로 공급하고, 열 교환부(151)를 거쳐 열 교환시키면, 30℃ 정도의 축사(10)의 실내 공기가 열 교환부(151)를 거치면서 12℃ 정도의 냉수에 의해 열 교환되어 30℃보다 낮아진 온도의 공기가 실내로 배출된다.
따라서 냉수를 계속 공급하면서 축사(10)의 실내 공기와 연속적으로 순환시키면, 축사(10)의 실내 공기가 적절한 온도로 유지될 수 있다.
한편, 물탱크(50)에 저장된 냉수를 공급하여 축사(10)의 실내 공기와 열 교환시킨 냉수가 다시 물탱크(50)에 저장되고, 이러한 열 교환 과정이 연속적으로 반복되면, 물탱크(50)에 저장된 물의 냉각이 제대로 되지 않은 상태에서 공기순환기(100)로 다시 공급될 수 있으며, 이런 경우 제대로 냉각되지 않은 냉수와 축사(10)의 실내 공기의 온도 차이가 크기 않아서 열 교환 효과가 떨어지게 된다.
따라서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 축사(10)의 천장에 길이 방향으로 일정 간격으로 분무부(500)를 설치하고, 공기순환기(100)의 급수구(155)로부터 분기된 분무공급관(510)을 분무부(500)에 각각 연결한다.
분무부(500)는 고압의 물을 초미립 형태로 분사하는 노즐로 구비될 수 있으며, 분무부(500)로부터 분사되는 물은 방사상으로 분사된다.
공기순환기(100)의 급수구(155)에는 삼방변 밸브가 구비될 수 있으며, 이 중 하나에 분무공급관(510)의 일단이 연결되고, 분무공급관(510)의 타단은 분무부(500)에 연결된다.
이어서, 열 교환된 후 냉각이 제대로 되지 않은 냉수가 물탱크(50)로 공급되면, 별도의 온도 센서, 밸브 제어 수단 등에 의해, 냉수의 온도가 열 교환 효과가 떨어질 정도의 일정 온도 이상으로 높다고 판단하고, 급수구(155)에 구비된 삼방변 밸브를 제어하여 급수구(155)로 공급된 냉수가 열교환부(151)로 공급되는 것을 차단시키고, 분무공급관(510)으로 공급되도록 제어한다.
이어서, 분무공급관(510)으로 공급된 냉수는 분무부(500)로 공급되면서 방사상으로 초미립 형태로 축사(10) 내부의 공중에서 물이 분사되고, 분사된 물과 축사(10) 내부의 실내 공기가 직접 접촉하여 기화열에 의해 열 교환되면서 축사(10)의 실내 온도가 떨어져 축사(10)의 실내 공기가 냉각되어 적절한 온도로 유지될 수 있다.
아울러, 겨울철에는 물탱크(50)에 채워진 물을 데워서 온수로 만드는 보일러 장치(70)가 구비된다.
따라서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 공기순환기(100)를 축사(10)의 내측면에 일정 간격으로 복수로 설치하고, 온수공급관(210)의 타단을 급수구(155)에 각각 연결하고, 배수관(310)의 일단을 배수구(157)에 각각 연결한다.
이어서, 공기순환기(100)에 전원을 공급하여 급기팬(113)을 작동시키면, 공기순환기(100)의 하부영역(110)에 음압이 발생하여 축사 내부의 공기가 공기흡입부(111)로 흡입되고, 흡입된 축사 내부의 공기는 급기팬(113)을 통하여 급기구(135)로 유입된다.
그리고 별도의 펌프수단을 이용하여 물탱크(50)에 저장된 온수를 온수공급관(210)으로 공급시키면, 공기순환기(100)의 급수구(155)로 온수가 공급되고, 급수구(155)로 공급된 온수는 급수구(155)와 배수구(157) 사이에 연결된 배관을 따라 이동한 후 배수구(157)를 통하여 배출된다.
이때, 급기구(135)로 유입된 축사 내부의 차가운 공기는 열 교환부(151)를 통과하면서, 즉 급수구(155)와 배수구(157) 사이에 연장된 배관 사이를 통과하면서 온수의 온기에 의해 열 교환되어 온도가 상승된 후 공기배출부(160)를 통하여 축사 내부로 다시 배출된다.
이어서, 급수구(155)와 배수구(157) 사이에 연장된 배관 사이를 통과하면서 축사(10)의 실내 공기와 열 교환되어 온도가 떨어진 후 배수구(157)로 배출되는 온수는 배수관(310)을 통하여 물탱크(50)로 다시 공급되어 가열된 후, 다시 공기순환기(100)로 공급되어 열 교환시키는 과정이 반복된다.
따라서 축사(10)의 내부로 온수에 의해 열교환된 온도가 상승된 공기가 공급되는 과정이 반복 순환되면서, 축사(10) 내부의 실내 온도가 알맞은 온도로 유지되도록 할 수 있다.
예를 들어, 축사(10)의 실내 온도가 -10℃ 정도로 떨어지는 겨울철에 30℃ 정도의 온수를 온수공급관(210)으로 공급하고, 열 교환부(151)를 거쳐 열 교환시키면, -10℃ 정도의 축사(10)의 실내 공기가 열 교환부(151)를 거치면서 30℃ 정도의 온수에 의해 열 교환되어 -10℃보다 높아진 온도의 공기가 실내로 배출된다.
따라서 온수를 계속 공급하면서 축사(10)의 실내 공기와 연속적으로 순환시키면, 축사(10)의 실내 공기가 적절한 온도로 유지될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 축사용 환기 냉/난방 제어시스템에 따르면, 여름철에는 냉수에 의해 냉각된 공기가 급기팬을 통하여 축사 내부로 공급되도록 하고, 겨울철에는 온수에 의해 가열된 공기가 급기팬을 통하여 축사 내부로 공급되도록 하여 축사 내부의 온도를 균일하게 냉/난방 할 수 있으며, 급기팬을 통하여 공급되는 공기는 축사 내부의 공기를 교반하여 축사에 공급되므로, 가축들에게 무해하면서도 축사 내부에 골고루 냉기 또는 열기를 공급하여 축사의 냉/난방 효율을 극대화시키면서 축사 내부의 가축에게 쾌적한 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
10: 축사 50: 물탱크
90: 급수관 100: 공기순환기
200: 냉수공급관 300: 배수관

Claims (5)

  1. 축사의 내부에 복수로 설치되는 것으로, 냉수 또는 온수가 경유되면서 열 교환된 공기를 순환시키며, 평면상의 구획판을 기준으로 하부의 하부영역과 상부의 상부영역으로 나뉘어진 하우징 형태로 구비되는 공기순환기;
    냉수 또는 온수를 상기 공기순환기에 공급하기 위한 것으로, 일단은 냉수 또는 온수가 저장된 물탱크에 연결되고, 타단은 연장되면서 공기순환기에 각각 분기되어 연결되는 냉/온수공급관; 및
    상기 공기순환기를 경유한 냉수 또는 온수를 배수하여 물탱크에 저장시키기 위한 것으로, 일단은 공기순환기에 각각 분기되어 연결되고, 타단은 연장되면서 물탱크에 연결된 배수관; 을 포함하며,
    상기 공기순환기의 하부영역의 하부는 공기를 흡입할 수 있도록 전방 상부로 경사진 망사판 형태의 공기흡입부가 구비되고, 하부영역에는 하부영역의 공기를 흡입하여 상부영역으로 공급하는 급기팬이 구비되고, 상부영역에는 급수구로 온수 또는 냉수를 공급받아 경유된 후 배수구로 배출되도록 하는 열 교환부가 상단이 후방으로 경사지게 구비되고, 열 교환부의 전면에 공기가 배출될 수 있도록 통공이 형성된 공기배출부가 구비되며,
    상기 하부영역에서 후방에는 외부 공기를 공급하기 위한 외기 공급관이 구비되고, 상기 외기 공급관이 연결된 하부영역의 후방 내측면에는 외기 공급관으로부터 공급되는 공기의 유입을 허용하거나 또는 차단시킬 수 있는 개폐수단이 구비된 것을 특징으로 한 축사용 환기 냉/난방 제어시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 물탱크에는 보일러 장치가 더 구비된 것을 특징으로 한 축사용 환기 냉/난방 제어시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 공기순환기의 급수구에 삼방변 밸브가 구비되며, 반복적인 냉수의 순환에 따른 물탱크의 온도가 일정 수준을 초과하면, 삼방변 밸브를 통하여 공기순환기로 공급되던 냉수가 축사의 상부에서 초미립 형태 분사되도록 하여 기화열에 의한 축사 내부를 냉각 시키는 것을 특징으로 한 축사용 환기 냉/난방 제어시스템.
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