KR102122307B1 - 그래핀막을 갖는 온실 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 온실 제어 시스템은, 지면 아래 소정의 깊이에 설치되고 복수의 에어 포트와 연결되는 파이프;상기 파이프의 일단에 연결되고, 온도 조절되고 살균 소독된 에어를 상기 파이프를 통해 제공하기 위한 제 1 온실 제어기;상기 파이프의 타단에 연결되고, 온도 조절되고 살균 소독된 에어를 상기 파이프를 통해 제공하기 위한 제 2 온실 제어기; 및 상기 복수의 에어 포트를 통해 상기 제 1 및 제 2 온실 제어기에서 제공된 온도 조절되고 살균 소독된 에어를 공급받는 온실을 포함하되, 상기 온실은 지붕 아래에 그래핀막을 설치하기 위한 적어도 하나의 설치대를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 온실 제어 시스템은 살균 소독 처리된 친환경 대기 에어를 온실로 제공할 수 있다. 본 발명은 온실 내부에 별도의 그래핀막을 포함함으로 내부 온도를 효과적으로 관리할 수 있다. 본 발명에 의하면, 별도의 냉난방 장치를 온실 내부에 설치하지 않고도 매우 저렴한 비용으로 온실의 온도를 효과적으로 관리할 수 있다.

Description

그래핀막을 갖는 온실 제어 시스템 {GREENHOUSE CONTROL SYSTEM INCLUDING GRAPHENE BARRIER}
본 발명은 온실 제어 시스템에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 에너지 절감형 그래핀막 포함하는 온실 제어 시스템에 관한 것이다.
온실(greenhouse)은 비닐이나 유리 등을 이용하여 만들 수 있다. 온실에서는 농작물의 적정 재배 온도를 맞추기 위해, 겨울에는 난방 장치를 가동하고 여름에는 냉방 장치를 가동한다. 난방 장치는 대류 작용에 의해 실내 온도를 높인다. 즉, 난방 장치에서 가열된 에어(air)는 지붕으로 상승하고 어느 온도로 냉각되면 하강한다. 이러한 대류 작용은 에어가 상승하고 하강하는 곳이 있어 난방 효과가 반감될 수 있다.
대한민국 특허등록 제10-0234560호는 대류 작용에 의한 피해를 막기 위하여 온실의 지면에 상온 공기 토출 배관을 설치하거나 상온 공기 토출 배관을 지중으로 매설한 다음 이를 실내 내외부에 설치되는 전기 히팅 장치와 연결하여 온돌효과를 얻도록 한다. 이 방법은 동절기에 재배되는 작물의 근거리에서 냉난방을 하게 되므로 에너지 효율이 보다 우수하고 지중으로 매설한 것은 영하로 떨어진 지면 및 지면의 온도를 상온으로 냉난방을 하기 때문에 작물의 뿌리에 영향을 줄 수 있도록 하고 있으나, 대형의 유리 온실은 지면과 유리 온실의 상부 온도가 공기의 대류에 의해 온도차가 발생할 뿐만 아니라 냉난방기로부터 공급되는 공기 또한 길이가 긴 상온 공기 토출 배관을 통과하며 온도의 변화가 발생하게 된다.
즉 냉난방기의 근거리에서 토출되는 공기와 냉난방기의 원거리에서 토출되는 공기는 상온 공기 토출 배관을 통과하며 식거나 가열되므로 하나의 온실의 내에서는 냉난방기로부터의 거리에 따라 온도 편차가 발생하게 되고 이는 작물의 생장속도에 영향을 주게 되므로 같은 온실 내라 하더라도 작물의 생장 속도가 달라질 수 있다.
또한, 온실 내부의 지면 근처로는 열기가 공급되지 않을 수 있다. 특히 대형 온실의 경우에는, 난방 장치가 설치된 위치에 따라 온도 차가 커서 농작물의 적정 재배 온도를 전체적으로 유지할 수 없다. 여름에는 농작물의 적정 온도를 위해 냉방 장치(예를 들면, 에어컨 등)를 가동해야 하는 데, 연료비가 많이 드는 문제점이 있다. 또한, 종래의 온실의 경우에, 밀폐된 공간에서 난방 또는 냉방 장치가 계속해서 가동되기 때문에 세균이나 바이러스 등에 취약할 수 있다.
본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 목적은 온실의 난방 효과를 높이고 온실 내부 곳곳에 고르게 온도 조절할 수 있고, 냉난방 비용을 줄일 수 있으며, 세균이나 바이러스 등을 억제할 수 있는 온실 제어 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 온실 제어 시스템은, 지면 아래 소정의 깊이에 설치되고 복수의 에어 포트와 연결되는 파이프;상기 파이프의 일단에 연결되고, 온도 조절되고 살균 소독된 에어를 상기 파이프를 통해 제공하기 위한 제 1 온실 제어기;상기 파이프의 타단에 연결되고, 온도 조절되고 살균 소독된 에어를 상기 파이프를 통해 제공하기 위한 제 2 온실 제어기; 및 상기 복수의 에어 포트를 통해 상기 제 1 및 제 2 온실 제어기에서 제공된 온도 조절되고 살균 소독된 에어를 공급받는 온실을 포함하되, 상기 온실은 지붕 아래에 그래핀막을 설치하기 위한 적어도 하나의 설치대를 포함한다.
실시 예로서, 상기 적어도 하나의 설치대 각각은, 온실 지면에 고정되는 지주 프레임; 및 상기 지주 프레임에 고정되는 아치 프레임을 포함하고, 상기 아치 프레임 사이의 공간에 상기 그래핀막이 설치될 수 있다.
다른 실시 예로서, 상기 온실은 상기 제 1 및 제 2 온실 제어기에서 제공된 에어를 체크 밸브를 통해 대기로 배출하고, 체크 밸브는 상기 온실의 지붕 또는 벽에 설치될 수 있다.
또 다른 실시 예로서, 상기 제 1 및 제 2 온실 제어기 각각은, 대기 에어의 오염 물질을 걸러내기 위한 항균필터부; 상기 항균필터부를 통해 입력된 에어를 미리 설정된 온도로 조절하기 위한 팬코일부; 및 상기 팬코일부에서 온도 조절된 에어를 살균 소독하고, 살균 소독된 에어를 상기 온실의 지면 아래 설치된 파이프로 제공하기 위한 살균소독부를 포함할 수 있다.
상기 팬코일부는, 물의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 장치; 상기 온도 조절된 물을 순환하기 위한 순환 파이프; 상기 순환 파이프를 통해 상기 온도 조절된 물을 공급받고, 열이나 냉기를 발생하는 라디에이터; 및 상기 온도 조절 장치에 전원을 제공하고 상기 라디에이터의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 순환 파이프의 물을 강제로 순환하기 위한 순환 펌프; 상기 순환 파이프 내의 물을 보충하기 위한 보충수 공급기; 및 상기 라디에이터로 바람을 제공함으로 열이나 냉기를 외부로 내보내기 위한 송풍팬을 더 포함할 수 있다.
상기 살균소독부는 차아염소산을 살균소독제로 사용할 수 있다. 상기 살균소독부는 상기 온도 조절된 에어와 결합되어 분무 형태로 만들기 위하여 복수의 분사홀을 통해 상기 차아염소산을 분사할 수 있다.
또 다른 실시 예로서, 상기 복수의 에어 포트는 에어 뚜껑을 가질 수 있다 상기 에어 뚜껑은 상기 온실로 공급되는 에어의 압력에 따라 자동으로 개폐될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 온실 제어 시스템은 살균 소독 처리된 친환경 대기 에어를 온실로 제공할 수 있다. 본 발명은 온실 내부에 별도의 그래핀막을 포함함으로 내부 온도를 효과적으로 관리할 수 있다. 본 발명에 의하면, 별도의 냉난방 장치를 온실 내부에 설치하지 않고도 매우 저렴한 비용으로 온실의 온도를 효과적으로 관리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 온실 제어 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 온실의 A-A' 단면을 보여주는 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 그래핀막의 다른 실시 예를 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 파이프를 예시적으로 보여주고, 도 6은 도 5에 도시된 파이프가 지면 아래 B-B' 방향에서 바라본 단면을 보여준다.
도 7 및 도 8은 도 1에 도시된 팬코일부를 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 9는 도 5에 도시된 살균소독부를 예시적으로 보여주는 도면이다.
이하에서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 온실 제어 시스템을 보여주는 블록도이다. 온실 제어 시스템(1000)은 제 1 온실 제어기(1100), 제 2 온실 제어기(1200), 그리고 온실(1300)을 포함한다.
도 1의 온실 제어 시스템(1000)은 온실(1300)의 좌우에 있는 제 1 및 제 2 온실 제어기(1100, 1200)를 통해 대기 에어를 공급받을 수 있다. 그러나 본 발명의 실시 예에 따른 온실 제어 시스템(1000)은 이 보다 적거나 더 많은 온실 제어기를 통해 대기 에어를 공급받을 수도 있다. 또한, 도 1에서는 제 1 및 제 2 온실 제어기(1100, 1200)가 설명 및 이해의 편의를 위해 동일한 구성을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 온실 제어 시스템(1000)의 활용 방법에 따라서는 서로 다른 구성을 가질 수도 있다.
계속해서 도 1을 참조하면, 제 1 및 제 2 온실 제어기(1100, 1200)는 각각 항균필터부(1110, 1210), 팬코일부(1120, 1220), 그리고 살균소독부(1130, 1230)를 포함한다. 제 1 및 제 2 온실 제어기(1100, 1200)는 온실(1300)의 지면 아래에 설치된 파이프(1310)로 살균 소독된 난방 또는 냉방 에어를 제공할 수 있다. 온실(1300)의 파이프(1310)에는 복수의 에어 포트(1311)가 설치될 수 있다. 제 1 및 제 2 온실 제어기(1100, 1200)를 통해 들어온 난방 또는 냉방 에어는 에어 포트(1311)를 통해 온실 내부로 들어갈 수 있다. 온실 내부로 들어온 에어는 온실의 실내 온도를 조절하고, 온실(1300)에 설치된 체크 밸브(1320)를 통해 외부로 나갈 수 있다.
도 1에 도시된 제 1 및 제 2 온실 제어기(1100, 1200)는 동일한 내부 구성 및 동작 원리를 갖는 바, 이하에서는 제 1 온실 제어기(1100)의 구성 및 동작이 주로 설명될 것이다. 제 1 온실 제어기(1100)는 대기 에어를 불어넣은 에어 공조실(도시되지 않음)의 에어 공조 포트를 통해 대기 에어를 공급 받을 수 있다.
항균필터부(1110)는 에어 공조실에서 들어온 대기 에어의 오염 물질이나 먼지 등을 1차적으로 걸러낼 수 있다. 항균필터부(1110)는 대기 에어를 항균 처리를 함으로 곰팡이나 세균을 제거할 수 있다. 항균필터부(1110)는 탈부착 가능한 항균필터를 포함할 수 있다. 항균필터는 사용법에 따라 일정 주기마다 교체될 수 있다. 항균필터부(1110)를 통과한 대기 에어는 파이프를 통해 팬코일부(1120)로 유입될 수 있다.
팬코일부(1120)는 대기 에어의 온도를 높이거나 낮출 수 있다. 팬코일부(1120)는 물의 온도를 높이기 위한 발열 장치와 낮추기 위한 냉각 장치를 구비할 수 있다. 실시 예에 따라 발열 장치와 냉각 장치 중 어느 하나만 가질 수도 있다. 팬코일부(1120)는 발열 장치 또는 냉각 장치를 통해 물의 온도를 올리거나 낮추고, 순환 펌프를 통해 배관에 흐르는 물을 순환시킬 수 있다. 팬코일부(1120)는 라디에이터를 이용하여 유입된 대기 에어의 온도를 올리거나 낮출 수 있다. 팬코일부(1120)는 송풍팬을 이용하여 대기 에어를 살균소독부(1130)로 불어넣을 수 있다.
살균소독부(1130)는 팬코일부(1120)에서 유입된 대기 에어를 최종적으로 살균 처리하거나 소독할 수 있다. 살균소독부(1130)는 친환경 살균제 또는 친환경 소독제를 이용하여 대기 에어를 살균 소독할 수 있다. 살균소독부(1130)는 살균제나 소독제를 차갑게(cold) 해서 대기 에어에 분사 또는 분무할 수 있다. 살균소독부(1130)는 살균 소독된 대기 에어를 온실(1300)의 지면 아래 설치된 파이프(1310)로 제공할 수 있다. 상술한 과정을 통해, 제 1 및 제 2 온실 제어기(1100, 1200)는 살균 소독 처리되고 온실(1300)의 실내 온도에 맞게 조절된 대기 에어를 온실(1300)의 파이프(1310)로 제공할 수 있다.
온실(1300)은 파이프(1310), 체크밸브(1320), 그리고 그래핀막(1330)을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 온실 제어기(1100, 1200)로부터 유입된 대기 에어는 파이프(1310)에 일정 간격으로 또는 소정의 위치에 설치된 에어 포트(1311)를 통해 온실 내부로 유입될 수 있다. 온실(1300) 내부로 유입된 에어는 온실(1300)의 지붕이나 벽에 설치된 체크 밸브(1320)를 통해 외부로 배출할 수 있다. 체크 밸브(1320)는 온실(1300) 내부의 에어 압력을 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 체크 밸브(1320)는 에어의 흐름을 조절하고, 온실(1300)의 내부를 청정한 상태로 유지할 수 있다. 그래핀막(1330)은 지붕 아래 설치되며, 온실(1300) 내부의 열효율을 높여줄 수 있다. 그래핀막(1330)은 여러 가지 형태로 설치될 수 있으며, 도 2에서 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 온실 제어 시스템(1000)은 살균 소독 처리된 친환경 대기 에어를 온실(1300)로 제공할 수 있다. 온실(1300)의 지붕 아래에 별도의 그래핀막(1330)을 설치함으로 내부 온도를 효과적으로 관리할 수 있다. 본 발명에 의하면, 별도의 냉난방 장치를 온실 내부에 설치하지 않고도 매우 저렴한 비용으로 온실의 온도를 효과적으로 관리할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 온실의 A-A' 단면을 보여주는 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 온실(1300)의 출입문(ENTER)을 기준으로 좌우에 제 1 및 제 2 온실 제어기(1100, 1200)가 설치되어 있다. 온실(1300)은 아치형 지붕을 갖고, 지붕에는 체크 밸브(1320)가 설치되어 있다. 지붕 아래에 그래핀막(1330)이 설치되어 있다.
온실(1300)은 제 1 및 제 2 온실 제어기(1100, 1200)로부터 살균 소독 처리되고 온도 조절된 에어를 공급받는다. 대기 에어는 온실(1300)의 지면 아래 매설된 파이프(1310)를 통해 흐를 수 있다. 파이프(1310)는 지면 아래 일정 깊이(예를 들면, 5m)에 설치될 수 있다. 파이프(1310)를 통해 흐르는 에어는 파이프(1310)에 연결된 에어 포트(1311)를 통해 온실(1300) 내부로 유입될 수 있다.
에어 포트(1311)는 파이프(1310)와 일체로 제조되거나, 분리되어 제조될 수 있다. 에어 포트(1311)가 파이프(1310)와 분리되어 있는 경우에는, 볼트 나사 결합 방식 등을 통해 파이프(1310)와 체결될 수 있다. 에어 포트(1311)는 파이프(1310)를 통해 흐르는 에어가 실내 내부에 고르게 퍼지도록 설치될 수 있다. 에어 포트(1311)는 파이프(1310)에 일정 간격으로 설치되거나 사용 목적에 맞는 위치에 설치될 수 있다.
온실(1300)의 실내에 유입된 에어는 지붕이나 벽에 설치된 체크 밸브(1320)를 통해 외부로 나갈 수 있다. 체크 밸브(1320)는 내부 에어가 밖으로 배출되기만 하고, 외부 에어가 안으로의 유입을 막을 수 있다. 체크 밸브(1320)는 내부 에어의 압력에 따라 자동으로 개폐될 수 있다. 체크 밸브(1320)는 온실(1300) 내부의 압력이 기준 압력보다 높아지면 개방될 수 있다. 그리고 온실(1300) 내부의 압력이 기준 압력보다 낮아지면 자동으로 닫힘으로, 온실(1300) 안으로 외부 에어가 들어오는 것을 차단할 수 있다.
체크 밸브(1320)에는 스윙 체크 밸브(swing check valve), 리프트 체크 밸브(lift check valve), 디스크 체크 밸브(disc check valve), 스윙타입 웨이퍼 체크 밸브(swing type wafer check valve), 그리고 듀얼 플레이트 체크 밸브(dual plate check valve) 등이 있다. 이러한 체크 밸브(1320)를 통해, 외부 에어가 온실 내부로 유입되지 않고, 온실 내부의 압력을 일정하게 유지할 수 있다.
그래핀막(1330)은 온실 지붕 아래 설치될 수 있다. 그래핀막(1330)은 그래핀을 함유한 필름막일 수 있다. 그래핀(graphene)은 흑연의 표면층을 한 겹만 떼어낸 탄소나노물질이다. 그래핀막(1330)은 단일층으로 구성되거나 2장 이상의 단일층이 적층될 수 있다. 그래핀막(1330)은 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 그래핀막(1330)은 스카치 테이프 방법, 실리콘 카바이드 절연체를 이용한 에피택시(epitaxy) 방법, 환원제를 이용한 화학적 방법, 그리고 금속 촉매를 이용한 화학기상증착법 등으로 제조될 수 있다.
스카치 테이프 방법은 탄소 원료를 탄화시켜 그래파이트를 제조한 다음, 이를 접착성 테이프를 이용하여 적층되어 있는 그래핀을 물리적으로 박리시키는 방법이다. 실리콘 카바이드 절연체를 이용한 에피택시 방법은 실리콘 카바이드(SiC) 결정 내에 포함되어 있던 탄소를 표면으로 분리시키면서 그래핀 고유의 벌집 구조를 형성하는 에피텍시 방법이다. 환원제를 이용한 화학적 방법은 그래파이트를 산화시키고 분쇄하여 산화 그래핀을 제조한 후, 히드라진(hydrazine)과 같은 환원제를 이용하여 산화 그래핀을 그래핀으로 환원시키는 방법이다. 화학기상증착법은 기판(substrate) 상에 그래핀이 성장할 수 있는 금속 촉매층을 형성한 다음, 금속 촉매층 위에 탄소 원자가 함유된 가스를 고온에서 탄화 증착시키는 방법이다. 또한, 그래핀막(1330)은 고분자를 출발 원료로 제조하되, 고분자를 금촉 촉매층 상에 코팅하여 고리 배열을 유도한 후 탄화시키는 방법으로 제조할 수도 있다. 여기에서, 고분자는 폴리아크릴로니트릴계, 폴리올레핀계, 셀룰로오스계, 리그닌(lignin)계 및 피치(pitch)계 등으로부터 선택될 수 있다.
그래핀은 두께가 0.2nm로 얇아서 투명성이 높고, 열전도성이 좋고, 기계적 강도는 강철보다 200배 이상 강하다. 본 발명은 이러한 그래핀의 특성을 이용한 그래핀막(1330)을 온실 내부에 설치함으로, 온실의 온도를 효과적으로 관리할 수 있다. 또한, 그래핀막(1330)은 온실 내부 공간을 줄여줌으로 온실 효과를 높이고 냉난방 비용을 줄일 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 그래핀막의 다른 실시 예를 보여주는 사시도이다. 도 3은 온실(1300)의 외관을 보여주고, 도 4는 온실 내부에 설치되는 그래핀막(1330)의 외관을 보여주는 사시도이다. 그래핀막(1330)은 다양한 방법으로 설치될 수 있다. 예를 들면, 그래핀막(1330)은 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 설치대(1331, 1332)위에 설치될 수 있다. 제 1 및 제 2 설치대(1331, 1332)는 동일한 구성을 가지며 동일한 방식으로 설치될 수 있다.
제 1 설치대(1331)는 지주 프레임(1341)와 아치 프레임(1342)을 포함할 수 있다. 지주 페리임(1341)은 온실 지면에 고정되도록 설치될 수 있다. 아치 프레임(1342)은 지주 프레임(1341)에 고정되도록 설치될 수 있다. 그래핀막(1330)은 2개의 아치 프레임(1342) 사이의 아치 프레임 공간(1343)에 설치될 수 있다. 도 4의 예에서, 그래핀막(1330)은 제 1 설치대(1331)의 아치 프레임 공간(1343)에 5개가 설치되며, 제 2 설치대(1332)에도 5개가 설치될 수 있다. 그래핀막(1330)은 아치 프레임 공간(1343)에 탈부착할 수 있다. 또는, 그래핀막(1330)은 아치 프레임 공간(1343)에서 개폐될 수 있다. 즉, 그래핀막(1330)은 지주 프레임(1341) 방향으로 수납되고, 필요한 경우에 아치 프레임 공간(1343) 위에 위치할 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 파이프를 예시적으로 보여주고, 도 6은 도 5에 도시된 파이프가 지면 아래 B-B' 방향에서 바라본 단면을 보여준다. 도 5를 참조하면, 온실(1300) 내부의 지면 아래 매설된 파이프(1310)는 여러 가지 모양을 가질 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 파이프(1310)는 S자형 또는 U자형이거나, ㄷ자형이거나 동심원 모양일 수도 있다.
파이프(1310)는 하나의 배관으로 형성되거나 복수의 배관이 볼트 나사 결합에 의해 체결될 수 있다. 복수의 배관이 체결되는 부분에서는 에어가 새지 못하도록 밀봉될 수 있다. 파이프(1310) 단면의 지름은 사용 용도에 맞게 일정 길이(예를 들면, 80-100mm)를 가질 수 있다. 파이프(1310)에는 복수의 에어 포트(1311)가 설치될 수 있다.
에어 포트(1311)는 에어가 온실(1300) 내부에 고르게 나가도록 일정 간격으로 또는 사용 목적에 맞는 위치에 설치될 수 있다. 도 6을 참조하면, 파이프(1310)의 내부에 있는 살균 소독 처리된 에어는 에어 포트(1311)를 통해 온실(1300) 내부로 유입될 수 있다. 에어 포트(1311)는 필요할 때만 사용하도록 에어 뚜껑(1312)을 가질 수 있다. 에어 뚜껑(1312)은 온실(1300) 내부로 유입되는 에어의 압력에 의해 자동으로 개폐될 수 있다. 또한, 에어 뚜껑(1312)은 사용자가 수동으로 개폐할 수도 있다.
도 7 및 도 8은 도 1에 도시된 팬코일부를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 7을 참조하면, 팬코일부(1120)는 온도 조절 장치(1121), 라디에이터(1122), 순환펌프(1123), 보충수 공급기(1124), 송풍팬(1125), 그리고 컨트롤러(1126)를 포함한다.
팬코일부(1120)는 온실(1300) 내부에 설치된 온도 센서(도시되지 않음)로부터 온도 정보를 입력받고, 실내 온도가 미리 설정해 놓은 온도로 유지되도록 할 수 있다. 예를 들면, 팬코일부(1120)는 실내 온도를 15도로 유지할 수 있다. 온도 센서에서 입력받은 온도가 15도보다 낮으면, 좀 더 높은 온도의 공기를 내보내 실내 온도를 높일 수 있다. 반대로 15도보다 높으면, 발열 동작을 줄여서 실내 온도를 낮출 수 있다.
한편, 팬코일부(1120)는 온도 센서로부터 온도 정보를 입력받고, 농작물에 따라 시간대 별로 온도를 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어, 온도가 15도로 설정되어 있다고 가정하자. 팬코일부(1120)는 오전 8시부터 오후 5시 사이에서는 농작물 생육에 적합한 15도를 유지하도록 할 수 있다. 오후 5시부터 12시 사이에서는 온도가 12도에서 15도 사이를 유지하도록 할 수 있다. 12시부터 오전 4시까지는 10도를 유지하도록 하고, 오전 4시부터 8시 사이에서는 9도에서 10도 사이를 유지하게 할 수 있다.
도 8을 참조하면, 팬코일부(1120)는 순환 파이프(1101)에 연결되는 온도 조절 장치(1121), 라디에이터(1122), 순환 펌프(1123), 보충수 공급기(1124), 송풍팬(1125), 그리고 컨트롤러(1126)를 포함한다.
온도 조절 장치(1121)은 컨트롤러(1126)로부터 전기를 공급받아 물의 온도를 높이거나 낮추는 발열 장치 또는 냉각 장치이다. 온도 조절 장치(1121)는 발생된 열이나 냉기의 외부 유출을 차단하기 위해 외벽에 단열부를 포함할 수 있다. 온도 조절 장치(1121)는 외부로부터 내부로 물을 유입하기 위한 물 유입구와, 내부로부터 외부로 물을 방출하기 위한 물 유출구를 포함할 수 있다. 온도 조절 장치(1121)는 물 유입구로 유입된 물의 온도를 높이거나 낮추고, 온도 조절된 물을 물 유출구로 방출할 수 있다. 온도 조절 장치(1121)는 내열성 및 저팽창 특성을 갖는 소재, 예를 들어 석영관, 세라믹관으로 제조할 수 있다.
라디에이터(1122)는 온도 조절된 물을 순환 파이프(1101)를 통해 입력받고, 순환 파이프(1101)의 열이나 냉기를 외부로 방출할 수 있다. 순환 파이프(1101)는 녹슬지 않고 내구성이 좋으며 가볍고 열전도도가 좋은 재료(예를 들면, 알루미늄)로 만들어질 수 있다. 라디에이터(1122) 내에 있는 내부 순환 파이프(1101)는 특별히 특수한 물질로 코팅될 수 있다. 내부 순환 파이프(1101)에 코팅된 특수 물질로 인해, 온수가 내부에 흐를 때 원적외선이 발생할 수 있다.
라디에이터(1122) 내에서 순환 파이프(1101)는 도 8에서 보는 바와 같이 온도 방출 효율을 높이기 위해 지그재그 방식으로 배열될 수 있다. 라디에이터(1122)로 유입되는 물은 A에서 B방향으로 지나고, 다시 B에서 A방향으로 지나간다. 내부 순환 파이프(1101)를 지나는 물이 방향을 바꾸는 A 또는 B부분은, 도 8에서는 직각으로 되어 있으나, 물의 흐름이 용이하도록 반원 모양으로 라운드 처리될 수 있다. 내부 순환 파이프(1101)에 물이 부족한 경우에, 외부에서 물을 주입할 수 있는 물 주입구를 가질 수 있다. 물 주입구는 내부 순환 파이프(1101)에 직접 물이 주입되거나 수도꼭지 등에 연결되어 주입되도록 설치될 수 있다.
순환 펌프(1123)는 순환 파이프(1101) 내의 물이 강제적으로 순환하도록 하는 펌프 장치이다. 순환 펌프(1123)는 라디에이터(1122)를 지나온 물을 강제적으로 순환하기 위해, 라디에이터(1122)와 온도 조절 장치(1121)의 물 유입구 사이에 설치될 수 있다. 그러나 순환 펌프(1123)는 온도 조절 장치(1121)에서 나온 물을 강제적으로 순환하기 위해, 온도 조절 장치(1121)의 물 유출구와 라디에이터(1122) 사이에 설치될 수도 있다.
보충수 공급기(1124)는 순환 파이프(1101) 내에 있는 물의 양을 감지하고, 물의 양이 부족한 경우에 부족한 물을 보충할 수 있다. 보충수 공급기(1124)는 라디에이터(1122)의 안쪽과 바깥쪽에 있는 순환 파이프(1101)에 연결될 수 있다. 보충수 공급기(1124)는 평상 시에 일정량의 물을 보관하고 있고, 물 부족 상황이 발생한 경우에 자동으로 순환 파이프(1101)로 물을 공급할 수 있다.
송풍팬(1125)은 라디에이터(1122)에 에어를 불어넣을 수 있다. 송풍팬(1125)은 항균필터부(1110)를 지나온 에어를 흡입하고, 흡입된 에어를 라디에이터(1122)에 불어넣음으로, 라디에이터(1122) 주위의 온도 조절된 에어가 살균소독부(1130)로 송풍될 수 있도록 한다. 송풍팬(1125)은 프로펠러(Propeller)형 팬으로 구성되며, 경우에 따라 시로코(Sirocco)형 팬으로 구성될 수 있다. 실시 예로서, 송풍팬(1125)은 온도 조절 장치(1110)의 물 유입구 쪽에 설치되어 있으나 물 유출구 쪽에 설치될 수도 있다.
컨트롤러(1126)는 온도 조절 장치(1121)의 전극에 연결될 수 있다. 컨트롤러(1126)는 외부 전원을 입력받고, 온도 조절 장치(1121)의 전극으로 전원을 제공할 수 있다. 컨트롤러(1126)는 인쇄회로기판(PCB)에 집적된 복수의 칩들, 외부 장치와 통신할 수 있는 유무선 장치, 외부에 동작 상황을 제공하기 위한 디스플레이 회로, 그리고 버튼과 같은 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다.
도 9는 도 5에 도시된 살균소독부(1130)를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 9를 참조하면, 살균소독부(1130)는 파이프에 복수의 분사홀(1131)을 구비하고 있고, 분사홀(1131)을 통해 살균제 또는 소독제(1132)가 분사될 수 있다. 도 9에서 분사홀(1131)은 살균제 또는 소독제(1132)를 분무할 수 있도록 적정 크기의 지름 반경을 가질 수 있다. 분사홀(1131)은 사용 방법에 따라 다각형 또는 다른 모양으로 만들어질 수도 있다. 분사홀(1131)을 통해 분무되는 살균제 또는 소독제(1132)는 친환경 천연 살균소독제(예를 들면, 차아염소산, HOCL)일 수 있다.
차아염소산(hypochlorous acid; HOCL)은 인체에 상처나 부상이 있을 때 외부에서 침입한 유해 세균 및 바이러스 등을 대항, 파괴, 살균하기 위해 백혈구에서 생성되는 산화물질이다. 차아염소산은 인체의 백혈구에서 만들어지기 때문에 독성과 내성이 없는 친환경 천연 살균소독제이다. 천연 살균소독제(1132)는 차가운 온도(3-4도)로 콜드 분사될 수 있다. 살균소독제(1132)가 분사되면, 에어는 살균소독제(1132)와 결합되어 분무 형태로 된다. 온실(1300)의 파이프(1310)로 유입된 에어는 에어 포트(1311)를 통해 온실(1300)의 실내로 유입될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 온실 제어 시스템(1000)은 온실(1300)의 지면 아래 파이프(1310)를 설치하고, 살균 또는 소독 처리되고 온도 조절된 에어를 파이프(1310)로 공급할 수 있다. 파이프(1310)로 공급된 에어는 에어 포트(1311)를 통해 온실(1300)의 내부로 유입될 수 있다. 온실(1300)의 지붕 아래에 별도의 그래핀막(1330)을 설치함으로 내부 온도를 효과적으로 관리할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 온실 제어 시스템(1000)은 온실(1300) 내부에 별도의 냉난방 장치(예를 들면, 에어콘이나 히터)를 설치하지 않고도, 온실(1300) 내부의 온도를 조절할 수 있다. 또한, 본 발명의 온실 제어 시스템(1000)은 친환경 천연 살균소독제를 파이프를 통해 공급할 수 있으므로, 친환경 농작물을 저렴한 비용으로 재배할 수 있다. 본 발명에 의하면, 별도의 냉난방 장치를 온실 내부에 그래핀막(1330)을 설치함으로 냉난방 비용을 줄일 수 있다.
상술한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술한 실시 예들 이외에도, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함할 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
1000: 온실 제어 시스템
1100, 1200: 온실 제어기
1110, 1210: 항균필터부
1120, 1220: 팬코일부
1130, 1230: 살균소독부
1300: 온실
1310: 파이프
1311: 에어 포트
1312: 에어 뚜껑
1320: 체크 밸브
1330: 그래핀막

Claims (10)

  1. 지면 아래 소정의 깊이에 설치되고 복수의 에어 포트와 연결되는 파이프;
    상기 파이프의 일단에 연결되고, 온도 조절되고 살균 소독된 에어를 상기 파이프를 통해 제공하기 위한 제 1 온실 제어기;
    상기 파이프의 타단에 연결되고, 온도 조절되고 살균 소독된 에어를 상기 파이프를 통해 제공하기 위한 제 2 온실 제어기; 및
    상기 복수의 에어 포트를 통해 상기 제 1 및 제 2 온실 제어기에서 제공된 온도 조절되고 살균 소독된 에어를 공급받고, 지붕 아래에 그래핀막을 설치하기 위한 적어도 하나의 설치대를 갖는 온실을 포함하되,
    상기 제 1 및 제 2 온실 제어기 각각은,
    대기 에어의 오염 물질을 걸러내기 위한 항균필터부;
    상기 항균필터부를 통해 입력된 에어를 미리 설정된 온도로 조절하기 위한 팬코일부; 및
    상기 팬코일부에서 온도 조절된 에어를 살균 소독하고, 살균 소독된 에어를 상기 온실의 지면 아래 설치된 파이프로 제공하기 위한 살균소독부를 포함하고,
    상기 팬코일부는,
    물의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 장치;
    상기 온도 조절된 물을 순환하기 위한 순환 파이프;
    상기 순환 파이프를 통해 상기 온도 조절된 물을 공급받고, 열이나 냉기를 발생하는 라디에이터; 및
    상기 온도 조절 장치에 전원을 제공하고 상기 라디에이터의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 온실 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 설치대 각각은,
    온실 지면에 고정되는 지주 프레임; 및
    상기 지주 프레임에 고정되는 아치 프레임을 포함하고,
    상기 아치 프레임 사이의 공간에 상기 그래핀막이 설치되는 온실 제어 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 팬코일부는,
    상기 순환 파이프의 물을 강제로 순환하기 위한 순환 펌프;
    상기 순환 파이프 내의 물을 보충하기 위한 보충수 공급기; 및
    상기 라디에이터로 바람을 제공함으로 열이나 냉기를 외부로 내보내기 위한 송풍팬을 더 포함하는 온실 제어 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113170687A (zh) * 2020-02-28 2021-07-27 山东山科蓝芯太阳能科技有限公司 一种大棚供暖系统及供暖方法
KR102333051B1 (ko) * 2020-05-06 2021-11-29 심중환 농작물 시설재배장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100724787B1 (ko) * 2006-04-14 2007-06-04 위태욱 온실의 지온 및 실내온도 조절장치
JP2011201838A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Es Technology Kk 植物の防疫方法および防疫装置
KR101222399B1 (ko) 2012-06-19 2013-01-14 주식회사 디앤에스 수경재배 온실용 냉,난방장치
KR101413705B1 (ko) * 2013-06-07 2014-07-02 전라북도(농업기술원) 농업용 필름

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060100321A (ko) * 2006-08-26 2006-09-20 고명림 햇볕 차단을 자동조절하는 투명한 온실용 패널
KR101645391B1 (ko) * 2014-06-09 2016-08-03 동국대학교 산학협력단 발열 필름을 이용하는 온실 시설물

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100724787B1 (ko) * 2006-04-14 2007-06-04 위태욱 온실의 지온 및 실내온도 조절장치
JP2011201838A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Es Technology Kk 植物の防疫方法および防疫装置
KR101222399B1 (ko) 2012-06-19 2013-01-14 주식회사 디앤에스 수경재배 온실용 냉,난방장치
KR101413705B1 (ko) * 2013-06-07 2014-07-02 전라북도(농업기술원) 농업용 필름

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