KR102264424B1 - 온실용 공기조화 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 온실용 공기조화 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 외기의 유입을 최소화하면서도 온도조절작용과 습도조절작용을 효과적으로 수행할 수 있고, CO2를 낭비없이 효과적으로 시비할 수 있고, 공기중에 포함된 병원균의 살균작용을 효과적으로 수행할 수 있으며, 냉난방 및 환기시 에너지의 낭비를 최소화하여 에너지비용을 절감할 수 있는 온실용 공기조화 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 온실용 공기조화 시스템은 온실용 공기조화 시스템에 있어서, 하부에 공기배출부가 형성된 공기조화외통체; 상기 공기조화외통체의 내부에 설치되고 상부에 공기유동부가 형성된 공기조화내통체; 온실의 내부와 연통되게 상기 공기조화내통체와 연결되고 제1 개폐수단이 구비된 내부공기유동부재; 및 상기 공기조화내통체의 내부에 배치되는 열교환수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 온실용 공기조화 시스템은 온실용 공기조화 시스템에 있어서, 하부에 공기배출부가 형성된 공기조화외통체; 상기 공기조화외통체의 내부에 설치되고 상부에 공기유동부가 형성된 공기조화내통체; 온실의 내부와 연통되게 상기 공기조화내통체와 연결되고 제1 개폐수단이 구비된 내부공기유동부재; 및 상기 공기조화내통체의 내부에 배치되는 열교환수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 온실용 공기조화 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 외기의 유입을 최소화하면서도 온도조절작용과 습도조절작용을 효과적으로 수행할 수 있고, CO2를 낭비없이 효과적으로 시비할 수 있고, 공기중에 포함된 병원균의 살균작용을 효과적으로 수행할 수 있으며, 냉난방 및 환기시 에너지의 낭비를 최소화하여 에너지비용을 절감할 수 있는 온실용 공기조화 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 시설원예는 유리온실이나 비닐하우스 등의 온실 내부에 구성한 재배지에 작물을 식재하고, 작물의 재배에 이상적인 온도, 습도, CO2 등의 조건을 유지하도록 환경을 관리하면서 재배과정을 수행하게 된다.
온실은 내부에 온도, 습도, CO2 등의 조절을 위한 다양한 부가시설이 설치되어 있다. 예컨대, 온실의 난방장치 및 냉방장치로는 대한민국 등록특허 등록번호 제10-1707045호로 개시된 '유리온실 냉난방시스템', 대한민국 등록특허 등록번호 제10-1478101호로 개시된 '유리 온실용 지열 동시 냉난방 장치', 대한민국 등록특허 등록번호 제10-1392430호로 개시된 '비닐하우스 냉난방시스템', 등 다양한 냉방기술이 제안되어 있다.
전술한 종래 온실의 냉난방 시스템은 대부분 내부 온도만을 조절하는 정도에 머물러 있는 한계점이 있지만, 근래에는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1578187호에 개시된 바와 같은 기술이 제안되어 온도 조절 뿐만 아니라 습도조절, 공기정화 등의 기능을 수행하는 공기조화 기술이 제안되어 있다.
하지만, 전술한 종래 공기조화 기술은 시설이 복잡하고 과도한 설비비가 요구되므로 대개 전술한 온실용 공기조화 구조를 채택하여 시설하지 않고 대신에 온실의 측면에 형성된 측창이나 천정창을 개방하는 방식 등으로 공기조화를 실행하는 것이 현실이다.
하지만, 이러한 종래 공기조화 방식은 측장 및 천정창의 개방시 온실에 시비한 CO2가 외부로 유출, 낭비되므로 시비효과의 저하는 물론이고 관리비용의 상승을 초래하는 단점이 있고, 습도를 정확하게 조절할 수 없는 한계점이 있다.
그리고, 상기한 종래 공기조화 방식은 유입되는 외기에 포함된 병원균으로 인해 다양한 병해충에 쉽게 감염되므로 방재비용 등의 상승과 농작물의 성장저하에 따른 생산성 저하 및 품질 저하를 초래하는 한계점이 있다.
또한, 상기한 종래 공기조화 방식은 급격한 측장 및 천정창의 개방으로 춥고 더운 외부환경의 변화에 따라 온실 내부의 환경도 급변하게 되므로 농작물의 성장에 악영향을 초래하고, 특히 에너지 손실로 인해 냉난방비의 증가에 따른 농작물 재배 단가를 상승시키는 단점이 있다.
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 외기의 유입을 최소화하면서도 온도조절작용과 습도조절작용을 효과적으로 수행할 수 있고, CO2를 낭비없이 효과적으로 시비 및 유지할 수 있도록 한 온실용 공기조화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 공기중에 포함된 병원균의 살균작용을 효과적으로 수행할 수 있고, 냉난방 및 환기시 에너지의 낭비를 최소화하여 에너지비용을 절감할 수 있도록 한 온실용 공기조화 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 온실용 공기조화 시스템은 온실용 공기조화 시스템에 있어서, 하부에 공기배출부가 형성된 공기조화외통체; 상기 공기조화외통체의 내부에 설치되고 상부에 공기유동부가 형성된 공기조화내통체; 온실의 내부와 연통되게 상기 공기조화내통체와 연결되고 제1 개폐수단이 구비된 내부공기유동부재; 및 상기 공기조화내통체의 내부에 배치되는 열교환수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 온실용 공기조화 시스템은 온실용 공기조화 시스템에 있어서, 하부에 공기배출부가 형성된 공기조화외통체; 상기 공기조화외통체의 내부에 설치되고 상부에 공기유동부가 형성된 공기조화내통체; 온실의 내부와 연통되게 상기 공기조화내통체와 연결되고 제1 개폐수단이 구비된 내부공기유동부재; 상기 공기조화내통체의 내부에 배치되는 열교환수단; 및 온실의 외부와 연통되게 상기 공기조화내통체와 연결되고 제2 개폐수단이 구비된 외부공기유동부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 온실용 공기조화 시스템은 상기 열교환수단의 상부에 접속되는 열교환유체인입라인; 상기 열교환수단의 하부에 접속되어 온실의 외부와 연통되게 배치되는 열교환유체배기라인; 및 상기 열교환유체인입라인에 접속되는 열교환유체공급장치를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 온실용 공기조화 시스템은 온실 내부공기를 흡인하여 상기 열교환수단의 내부로 공급하도록 접속되는 보조온실공기송풍휀을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 온실용 공기조화 시스템은 상기 열교환유체배기라인에 설치되는 3방향제어밸브가 더 구성될 수 있다.
상기 열교환유체공급장치는 외부공기를 흡인하여 송풍하는 외부공기송풍휀 또는 용수를 흡인하여 공급하는 용수펌프를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 열교환수단은 코일형 열교환배관을 포함하여 구성되고, 유동되는 공기에 선회류가 형성되도록 상기 공기조화내통체의 하부에 설치되는 선회류발생수단을 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 온실용 공기조화 시스템은 상기 공기조화외통체 및 상기 공기조화내통체를 경유하는 공기에 살균작용을 수행하기 위해 설치되는 살균광발생수단이 구성될 수 있다.
여기서, 상기 살균광발생수단은 상기 공기조화외통체와 상기 공기조화내통체 사이의 내부유로에 설치되고 복수의 UV램프가 배열된 램프배열통체로 구성되고, 상기 공기조화내통체는 광투과성소재로 형성될 수 있다.
상기 공기조화내통체는 상부에 상기 공기유동부가 유동홀 형태로 천공되고, 외주면에 수나사부가 형성된 통체로 구성되고, 상기 공기조화외통체는 하부에 상기 공기배출부가 유동홀 형태로 천공되고 상단 내부에 상기 수나사부가 체결되는 암나사부를 갖는 체결보스가 형성된 통체로 구성될 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 온실용 공기조화 시스템은 상기 공기조화내통체의 하부에 응축수가 집수되도록 형성된 집수조를 포함하는 응축수제거장치가 구비될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 온실용 공기조화 시스템은 상기 공기조화외통체 또는 상기 공기조화내통체의 내부로 유동되는 공기에 수분을 공급하는 수분공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수분공급장치는, 상기 공기조화내통체의 내부 공간을 향해 수분을 분출하는 분사노즐; 상기 분사노즐과 연결되는 수분공급배관; 및 상기 수분공급배관으로 수분을 공급하는 수분공급원을 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 온실용 공기조화 시스템은 온실 내부의 공기를 흡인하여 상기 공기조화내통체를 향해 송풍하는 메인온실공기송풍휀을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 온실용 공기조화 시스템에 의하면, 온실의 내부공기가 고온다습할 경우 지하수나 차가운 외기를 이용하여 온실 내부공기를 냉각하여 온도를 조절하고 습도를 조절할 수 있을 뿐만 아니라 광에 의해 공기중의 병원균을 살균처리할 수 있어서 청정하면서도 저온 건조한 공기를 온실 내부로 공급할 수 있고, 외기의 유입을 최소화함으로써 CO2를 낭비없이 효과적으로 시비 및 유지할 수 있어서 작물의 생산성과 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따른 온실용 공기조화 시스템에 의하면, 환기 등을 위해 불가피하게 동절기에 외기를 유입시켜야 할 경우 차가운 외기를 가온시켜 온실 내부로 유입시킬 수 있으므로 급격한 온실의 온도변화가 작물에 미치는 악영향을 방지할 수 있고, 송풍량 제어 등을 통해 외기의 유입량을 적절하게 조절할 수 있어서 과냉각에 따른 난방비 상승을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
그 외에도, 본 발명에 따른 온실용 공기조화 시스템에 의하면, 온실 상층부의 가온된 내부공기를 하부로 유동, 순환시킬 수 있어서 본격적인 난방을 시행하기 전에 작물의 성장에 필요한 난방효과를 발휘할 수 있으므로 에너지비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
도1은 본 발명에 따른 온실용 공기조화 시스템의 기술적 사상을 설명하기 위한 모식도,
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템을 나타낸 모식도,
도3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템의 A부 확대도,
도3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템의 B부 확대도,
도4 내지 도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템의 작동상태를 설명하기 위한 모식도로서, 도4는 하절기의 냉방 및 제습 모드의 사용례를 나타낸 것이고, 도5는 동절기 냉방 및 제습 모드의 사용례를 나타낸 것이며, 도6은 온실 내부공기 자체 순환 모드의 사용례를 나타낸 것이다.
도7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템의 변형예를 설명하기 위한 모식도이다.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템을 나타낸 모식도,
도3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템의 A부 확대도,
도3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템의 B부 확대도,
도4 내지 도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템의 작동상태를 설명하기 위한 모식도로서, 도4는 하절기의 냉방 및 제습 모드의 사용례를 나타낸 것이고, 도5는 동절기 냉방 및 제습 모드의 사용례를 나타낸 것이며, 도6은 온실 내부공기 자체 순환 모드의 사용례를 나타낸 것이다.
도7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템의 변형예를 설명하기 위한 모식도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도1 내지 도7에 의거하여 상세히 설명하고, 도1 내지 도7에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.
도1은 본 발명에 따른 온실용 공기조화 시스템의 기술적 사상을 설명하기 위한 모식도로서, 굵은 파선으로 표시된 부분은 온실(G) 내부와 외부(O)를 구획하는 표시선이다.
도1을 참조하면, 본 발명에 따른 온실용 공기조화 시스템은 온실(g) 내부로 외부(O)로부터 외기의 유입을 최소화하면서도 온도조절작용과 습도조절작용을 수행할 수 있고, CO2를 낭비없이 효과적으로 시비할 수 있도록 하기 위한 것으로서 공기조화외통체(10), 공기조화내통체(20), 내부공기유동부재(30), 열교환수단(40) 및 메인온실공기송풍팬(50)이 구비되어 있다.
도1에 도시된 바와 같이 온실 내부에 온실용 공기조화 시스템이 배치된 상태에서 하절기와 같이 온실의 내부공기가 고온다습할 경우 메인온실공기송풍휀(50)을 작동시키게 되면 내부공기유동부재(30)를 경유하여 내부공기가 공기조화내통체(2)의 내부로 유입된 후 상향 이동된다.
이때, 고온다습한 공기는 열교환수단(40)의 열교환작용에 의해 냉각되면서 온도가 낮아진 후 공기조화외통체(10)와 공기조화내통체(20) 사이의 공기이동로(p1)를 통해 유동된 후 하측의 공기배출부(14)를 통해 온실 내부로 배출되므로 온실 내부의 온도를 하강시키는 작용을 수행할 수 있다.
그리고, 고온다습한 공기는 열교환수단(40)과의 열교환과정에서 온도차에 의한 응축작용으로 응축수가 발생되어 하부로 낙하한 후 배출되는데, 이때, 고온다습한 공기에 포함된 수분이 제거되므로 온실 내부의 습도조절 작용을 수행할 수 있다.
첨부도면 도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템을 나타낸 모식도, 도3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템의 A부 확대도, 도3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템의 B부 확대도이다.
도2 내지 도3b를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템은 온실의 내부 공간에 설치되는 공기조화외통체(10), 이 공기조화외통체(10)의 내부에 설치되는 공기조화내통체(20), 공기유입부(32)가 온실 내부와 연통되게 마련되고 공기조화내통체(20)와 연통되게 배치되는 내부공기유동부재(30), 공기조화내통체(20)의 내부에 설치되는 열교환수단(40), 및 공기유입부(62)가 온실외부에 마련되고 공기조화내통체(20)와 연통되게 배치되는 외부공기유동부재(60)가 구성되어 있다.
공기조화외통체(10)는 내부에 수용공간이 마련되도록 통 형상으로 형성되되, 공기조화내통체(20)를 통해 유입된 공기가 배출되도록 하부에 공기배출부(14)가 형성되어 있다.
여기서, 공기배출부(14)는 별도의 분출노즐을 공기조화외통체에 설치할 수도 있지만 본 실시예에서는 공기조화외통체(10)의 둘레를 따라 복수의 유동홀을 천공하는 방식으로 구성한다.
공기조화내통체(20)는 내부에 공기이동로가 마련되도록 통 형상으로 형성되고, 상부에 공기조화외통체(10)의 수용공간과 연통되도록 유동홀 형상의 공기유동부(24)가 형성되어 있다.
이때, 공기조화내통체(20)는 공기조화외통체(10)에 비해 직경이 작은 통체로 형성됨으로써 그 외면과 공기조화외통체의 내면과의 사이에 공기이동로(p1)가 형성되도록 되어 있다.
그리고, 공기조화내통체(20)는 공기조화외통체(10)와의 결속을 위해 상부 외주면에 수나사부가 형성되어 있고, 공기조화외통체(10)는 공기조화내통체의 수나사부가 체결되도록 상단 내부에 암나사부를 갖는 체결보스(13)가 돌출되어 있다.
내부공기유동부재(30)는 온실의 내부에 위치한 공기유입부(32)를 통해 유입된 공기가 이동되도록 공기조화내통체(20)와 연결되는 덕트 형태로 형성된 것으로서, 공기의 흐름을 단속하기 위한 제1 개폐수단(35)이 설치되어 있다. 여기서 제1 개폐수단은 댐퍼(damper) 또는 밸브로 형성될 수 있다.
열교환수단(40)은 공기조화내통체(20)의 내부에 배치되어 유동되는 공기와의 열교환을 통해 냉각작용 또는 가온작용을 수행하는 구성요소로서, 코일형 열교환배관(41)으로 구성되어 있다.
그리고, 열교환수단(4)에는 열교환배관(41)의 상부에 접속되는 열교환유체인입라인(42), 열교환배관(41)의 하부에 접속되어 온실의 외부와 연통되게 배치되는 열교환유체배기라인(43), 및 열교환유체인입라인(42)에 배출측이 접속되는 열교환유체공급장치(44)이 구비되어 있다.
열교환유체배기라인(43)에는 열교환배관(41)을 경유한 열교환유체가 배기되는 배관으로 구성되되, 열교환유체의 흐름을 제어하기 위해 하부에 3방향제어밸브(45)가 설치되어 있다.
상기 열교환유체공급장치(44)는 열교환에 이용되는 다양한 열교환유체를 공급하도록 구성할 수 있지만, 본 실시예에서는 냉각수를 공급하기 위한 용수펌프(44a)와, 냉기를 공급하기 위한 외부공기송풍휀(44b)이 설치되어 있다.
용수펌프(44a)는 하절기에 차가운 지하수 등을 이용하여 냉방 및 제습 모드를 적절하게 수행할 수 있는 것으로서, 용수펌프의 배출측에는 외부공기송풍휀(44b)의 작동시에 용수의 역류를 단속(차단)하는 제3 개폐수단(47)이 설치되어 있다.
외부공기송풍휀(44b)은 동절기에 차가운 외기를 이용하여 냉방 및 제습 모드를 적절하게 수행할 수 있는 것으로서, 외부공기송풍휀(44b)의 배출측에는 용수펌프(44a)의 작동시에 외기의 역류를 단속(차단)하는 제4 개폐수단(48)이 설치되어 있다.
외부공기유동부재(60)는 환기의 필요시 외기의 유입을 위해 마련된 것으로서, 온실의 외부와 연통되게 공기조화내통체(20)와 연결되는 덕트 형태로 형성된 것으로서, 공기의 흐름을 단속하기 위한 제2 개폐수단(65)이 설치되어 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템은 온실 내부의 공기를 흡인하여 공기조화내통체(20)를 향해 송풍하는 메인온실공기송풍휀(50)이 구성되어 있다.
메인온실공기송풍휀(50)은 공기조화외통체(10)의 공기배출부(14)에 설치할 수도 있지만 본 실시예에서는 내부공기유동부재(30)의 공기유입부(32)에 설치되어 있다.
그리고, 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템은 열교환 특성의 향상을 위해 선회류발생수단(70)이 구성되어 있다.
선회류발생수단(70)은 열교환 특성의 향상을 위해 열교환배관(41)를 향해 유동되는 공기에 선회류를 형성할 수 있다면 구조에 형태에 특별한 제한 없이 다양하게 구성할 수 있지만, 원통 형상의 몸체 내부에 복수의 디뷰져날개가 설치된 공지의 공기조화용 스월디퓨져(Swirl diffuser)를 설치하여 구성한다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템은 공기조화외통체(10)의 내부유로에 설치되어 유동되는 공기의 살균작용을 수행하는 살균광발생수단(80)이 구성되어 있다.
상기 살균광발생수단(80)은 유동되는 공기에 포함된 병원균 등을 효과적으로 살균할 수 있다면 다양한 형태로 구성될 수 있지만, 본 실시예에서는 공기조화외통체(10)와 공기조화내통체(20) 사이의 공기이동로(p1)에 설치되고, 다수의 UV램프가 배열된 램프배열통체(71)로 구성되어 있다. 이때, UV램프는 UV발광다이오드로 구성된다.
그리고, 공기조화외통체(10)는 램프배열통체(81)의 결속을 위한 램프고정브라켓(83)이 설치되어 있고, 공기조화내통체(20)는 보다 효과적인 살균작용을 위해 투명 아크릴, 투명 폴리카보네이트 등과 같은 광투과성소재로 형성되어 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템은 온실내부의 상부 공기를 하부로 공급하여 순환하는 자체 공기순환작용 및 온실 내부공기를 순환시키면서 살균하는 내부공기 살균작용을 수행하는 한편, 환기에 따른 외기 유입시에 온실내부 공기를 배출시키는 작용이 가능하도록 하기 위해 보조온실공기송풍휀(90)이 구성되어 있다.
보조온실공기송풍휀(90)은 온실공기를 흡인하여 열교환수단(40)의 내부로 공급하기 위해 설치되는 것으로서, 열교환배관(41)의 상부와 연결되는 연결배관(92)을 통해 온실 내부공기를 공급하도록 되어 있다. 이 연결배관(92)에는 유체의 흐름을 단속하는 제5 개폐수단(94)이 설치되어 있다.
아울러, 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템은 열교환수단(40)에 의한 열교환과정에서 생성된 응축수를 제거하기 위한 응축수제거장치(110)가 구성되어 있다.
이 응축수제거장치(110)는 공기조화내통체(20)의 하부에 응축수가 집수되도록 형성된 집수조(111), 이 집수조(111)에 수용된 응축수를 흡인, 펌핑하는 배수펌프(112), 집수조(111)와 배출장소인 외부와의 사이에 연결되는 배수배관(113) 등이 구성되어 있다.
이하 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템의 작용을 간략하게 설명한다.
도4 내지 도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템의 작동상태를 설명하기 위한 모식도로서, 도4는 하절기의 냉방 및 제습 모드의 사용례를 나타낸 것이고, 도5는 동절기 냉방 및 제습 모드의 사용례를 나타낸 것이며, 도6은 온실 내부공기 자체 순환 모드의 사용례를 나타낸 것이다.
도4에 도시된 바와 같이 온실내부 및 그 경계부에 온실용 공기조화 시스템이 배치된 상태에서 하절기와 같이 온실의 내부공기가 고온다습하게 되면 사용자의 조작신호 또는 내부 습도를 감지하는 제어부(미도시)의 제어신호에 따라 메인온실공기송풍휀(50)이 작동된다. 이때, 제1 개폐수단(35)은 개방상태에 있고, 제2 개폐수단(65)은 밀폐상태에 있도록 작동되는 한편, 3방향제어밸브(45)는 열교환배관을 경유한 열교환유체가 열교환유체배기라인(43)를 통해 외부로 배출되게 개폐방향이 제어되고, 제5 개폐수단(94)은 밀폐상태에 있도록 작동된다.
그리고, 용수펌프(44a)는 차가운 지하수를 펌핑하여 열교환유체인입라인(42)을 통해 열교환배관(41)으로 공급하게 되는데, 이때, 제3 개폐수단(47)은 개방된 상태로, 제4 개폐수단(48)은 밀폐상태가 되도록 작동되므로써 냉각수가 외부공기송풍휀(44b)으로 역류하지 않게 된다.
메인온실공기송풍휀(50)의 작동에 따른 흡인력으로 온실 내부공기가 내부공기유동부재(30)를 경유하여 공기조화내통체(2)의 내부로 유입된 후 상향 이동되는데, 이때 공기조화내통체(2)의 하부에 배치된 선회류발생수단(70)의 작용에 따라 난류가 형성되면서 상승하게 되므로 열교환배관(41)과의 열교환이 활발하게 이루어지면서 열교환작용이 효과적으로 수행될 수 있다.
이와 같이 열교환배관을 경유하면서 고온다습한 공기는 온도가 낮아지고 공기조화외통체(10)와 공기조화내통체(20) 사이의 공기이동로(p1)를 통해 유동된 후 하측의 공기배출부(14)를 통해 온실 내부로 배출되므로 온실 내부의 온도를 하강시키는 작용을 수행할 수 있다.
그리고, 고온다습한 공기는 열교환수단(40)과의 열교환과정에서 온도차에 의한 응축작용으로 응축수가 발생되어 하부로 낙하한 후 배출되는데, 이때, 고온다습한 공기에 포함된 수분이 제거되므로 온실 내부의 습도조절 작용을 수행할 수 있다.
또한, 공기이동로(p1)를 통해 유동되는 공기는 공기조화외통체(10)의 내부유로에 설치되어 있는 살균광발생수단(80)의 살균작용으로 병원균이 살균처리되므로 청청하면서도 저온 건조한 상태의 공기를 온실 내부로 공급할 수 있다.
한편, 도5를 참조하면 동절기에 온실의 내부공기가 고온다습할 경우 차가운 외기를 이용하여 이하와 같이 온실 내부공기를 냉각하여 온도를 조절하고 습도를 조절할 수 있다.
사용자의 조작신호 또는 내부 습도를 감지하는 제어부의 제어신호에 따라 메인온실공기송풍휀(50)이 작동되는데, 이때, 제1 개폐수단(35)은 개방상태로 제2 개폐수단(65)은 밀폐(폐쇄)상태가 되도록 한다.
그리고, 외부공기송풍휀(44b)은 차가운 외부 공기를 흡인, 송풍하여 열교환유체인입라인(42)을 통해 열교환배관(41)으로 공급하게 되는데, 이때, 제4 개폐수단(48)은 개방된 상태로, 제3 개폐수단(47)은 밀폐상태가 되도록 작동시켜 외부 공기가 용수펌프(44a)으로 역류하지 않도록 한다.
메인온실공기송풍휀(50)의 작동에 따른 흡인력으로 온실 내부공기가 내부공기유동부재(30)를 경유하여 공기조화내통체(2)의 내부로 유입된 후 상향 이동되는데, 이때 공기조화내통체(2)의 하부에 배치된 선회류발생수단(70)의 작용에 따라 난류가 형성되면서 상승하게 되므로 열교환배관(41)과의 열교환이 활발하게 이루어지면서 열교환작용이 효과적으로 수행될 수 있다.
이와 같이 열교환배관을 경유하면서 고온다습한 공기는 온도가 낮아지고 공기조화외통체(10)와 공기조화내통체(20) 사이의 공기이동로(p1)를 통해 유동된 후 하측의 공기배출부(14)를 통해 온실 내부로 배출되므로 온실 내부의 온도를 낮추는 작용을 수행할 수 있다. 이러한 열교환수단(40)과의 열교환과정에서 고온다습한 공기에 포함된 수분은 응축작용으로 응축수로 변환되어 하부로 낙하한 후 배출되므로 온실 내부의 습도조절 작용을 수행할 수 있다.
그리고, 공기이동로(p1)를 통해 유동되는 공기는 공기조화외통체(10)의 내부유로에 설치되어 있는 살균광발생수단(80)의 살균작용으로 병원균이 살균처리되므로 청정하면서도 저온 건조한 공기를 온실 내부로 공급할 수 있다.
한편, 도6을 참조하면 온실의 내부는 대류현상에 따라 상층부의 온도가 고온이고 하부의 온도는 상대적으로 저온 상태에 있게 되는데, 이러한 상태에서 이하에 기재된 바와 같이 동절기나 늦봄, 늦가을에 본격적인 난방을 시행하기 전에 상층부의 내부공기를 하부로 순환할 경우 작물의 성장에 필요한 난방효과를 발휘할 수 있으므로 에너지비용을 절감할 수 있고, 이러한 온실 내부공기의 순환과정에서 살균광발생수단(80)의 살균작용을 수행함으로써 병해충의 발생을 예방할 수 있는 장점이 있다.
도6에 도시된 바와 같이 제3 및 제4 개폐수단(47,48)이 밀폐상태에 있도록 조작하고, 보조온실공기송풍휀(90)의 작동시 상층부 공기가 내부공기유동부재(30)로 이동되도록 3방향제어밸브(45)의 개폐방향을 제어하는 한편 온실의 하부로 분출되도록 제1 개폐수단(35)이 개방상태에 있도록 조작한다.
이러한 상태에서 보조온실공기송풍휀(90)을 작동시키게 되면 온실의 상층부 내부공기가 열교환배관(41)으로 내부로 인입되고 3방향제어밸브(45)를 통해 내부공기유동부재(30)로 배출되어 공기유입부(32)를 통해 온실 하부로 분출되므로 재배지에 식재된 작물에 온기를 제공할 수 있다.
그리고, 3방향제어밸브(45)를 통해 배출된 상층부 공기를 공기조화내통체(20)를 경유하도록 제1 개폐수단(35)을 밀폐할 경우 공기이동로(p1)를 통해 이동되므로 공기조화외통체(10)의 내부유로에 설치되어 있는 살균광발생수단(80)에 의해 병원균을 살균처리할 수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 변형예를 설명하되, 전술한 제1 실시예에 나타난 구성요소와 유사한 구성요소에 대하여는 구체적인 설명을 생략하고 차이점을 갖는 구성요소를 중심으로 설명한다.
도7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실용 공기조화 시스템의 변형예를 설명하기 위한 모식도이다.
도7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 온실용 공기조화 시스템은 내부 공간에 설치되는 공기조화외통체(10), 이 공기조화외통체(10)의 내부에 설치되는 공기조화내통체(20), 공기유입부(32)가 온실 내부에 마련되고 공기조화내통체(20)와 연통되게 배치되는 내부공기유동부재(30), 공기조화내통체(20)의 내부에 설치되는 열교환수단(40), 및 공기유입부가 온실 외부에 마련되고 공기조화내통체(20)와 연통되게 배치되는 외부공기유동부재(60) 등이 구비되되, 공기조화외통체(10) 및 공기조화내통체(20)의 내부로 유동되는 공기에 수분을 공급하는 수분공급장치(120)가 더 구성되어 있다.
그리고 수분공급장치(120)는 공기조화내통체(20)의 내부 공간을 향해 수분을 분출하는 분사노즐(121), 분사노즐(121)과 연결되는 수분공급배관(122), 및 수분공급배관(122)으로 수분을 공급하는 수분공급원(123)으로 구성되어 있다.
수분공급원(123)은 수분공급용 수조(123a)와, 이 수분공급용 수조(123a)의 용수를 흡인하여 펌핑하는 수분공급용 펌프(123b)로 구성되어 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 변형예에 따른 온실용 공기조화 시스템은 이산화탄소의 소실이나 병충해 방지 등을 방지하기 위해 가능한 외부 공기를 온실 내부로 유입시키지 않도록 하기 위해 구성한 공기조화 시스템이지만, 부득이하게 외기의 유입이 필요한 경우 외기의 유입량을 제어할 수 있고 유입되는 외기의 살균작용을 수행할 수 있는 장점이 있다.
예컨대, 도7에 도시된 바와 같이 동절기에 환기를 위해 외기의 유입이 필요한 경우 제1 개폐수단(35)을 밀폐상태로, 제2 개폐수단(65)을 개방상태로 조작한 상태에서 보조온실공기송풍휀(90)의 작동 시키게 되면 온실 내부공기가 흡인되어 열교환배관(41)를 이동한 후 외부공기유동부재(60)를 통해 외부로 배출된다. 이때 차가운 외기가 외부공기유동부재(60)로 유입되고 공기조화내통체(20)의 내부 공간을 경유하면서 열교환배관(41)으로 유동되는 따뜻한 내부공기와의 열교환작용으로 가온되는 한편 공기이동로(p1)를 경유하는 과정에서 살균광발생수단(80)에 의한 살균작용으로 병원균이 살균처리된 후 온실 내부로 유입된다.
이때, 제3 및 제4 개폐수단(47,48)은 밀폐상태에 있도록 조작하고, 3방향제어밸브(45)는 열교환배관(41)으로 유입된 내부공기가 외부로 배출되게 개폐방향을 조작한다.
그리고, 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 온실용 공기조화 시스템은 수분공급장치(120)가 더 구성되어 있어서 공기조화내통체(20)를 통해 유동되는 외부공기의 습도가 낮을 경우 분사노즐(121)을 통해 용수를 분출시킴으로써 수분을 적정하게 조절할 수 있고. 이를 통해 동절기 건공기의 유입에 따라 발생하는 응애(mites)와 같은 병충해를 미연에 방지할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 온실용 공기조화 시스템은 차가운 외기를 가온시켜 온실 내부로 유입시킬 수 있으므로 급격한 온실의 온도변화가 작물에 미치는 악영향을 방지할 수 있고, 보조온실공기송풍휀(90)의 송풍량 제어 등을 통해 외기의 유입량을 적절하게 조절할 수 있어서 급격한 외기 유입에 따른 과냉각으로 재가온을 위해 소요되던 난방비의 상승을 미연에 방지할 수 있다.
그리고, 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 온실용 공기조화 시스템은 하절기에 경우 온실의 내부공기와 외기의 온도차가 크지않아 열교환에 따른 냉각작용은 수행할 수 없지만 온실 내부보다 습하지 않고 조금 더 시원한 외기를 살균하여 제공함으로써 온실 내부의 공기질을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 온실용 공기조화 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
상기한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
10:공기조화외통체
20:공기조화내통체
30:내부공기유동부재
40:열교환수단
50:메인온실공기송풍팬
60:외부공기유동부재
70:선회류발생수단
80:살균광발생수단
90:보조온실공기송풍휀
110:응축수제거장치
120:수분공급장치
20:공기조화내통체
30:내부공기유동부재
40:열교환수단
50:메인온실공기송풍팬
60:외부공기유동부재
70:선회류발생수단
80:살균광발생수단
90:보조온실공기송풍휀
110:응축수제거장치
120:수분공급장치
Claims (14)
- 온실용 공기조화 시스템에 있어서,
하부에 공기배출부가 형성된 공기조화외통체;
상기 공기조화외통체의 내부에 설치되고 상부에 공기유동부가 형성된 공기조화내통체;
온실의 내부와 연통되게 상기 공기조화내통체와 연결되고 제1 개폐수단이 구비된 내부공기유동부재;
상기 공기조화내통체의 내부에 배치되는 열교환수단;
온실 상부의 내부공기를 흡인하여 상기 열교환수단의 내부로 공급하도록 접속되는 보조온실공기송풍휀; 및
온실 내부의 공기를 흡인하여 상기 공기조화내통체를 향해 송풍하는 메인온실공기송풍휀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실용 공기조화 시스템.
- 온실용 공기조화 시스템에 있어서,
하부에 공기배출부가 형성된 공기조화외통체;
상기 공기조화외통체의 내부에 설치되고 상부에 공기유동부가 형성된 공기조화내통체;
온실의 내부와 연통되게 상기 공기조화내통체와 연결되고 제1 개폐수단이 구비된 내부공기유동부재;
상기 공기조화내통체의 내부에 배치되는 열교환수단;
온실의 외부와 연통되게 상기 공기조화내통체와 연결되고 제2 개폐수단이 구비된 외부공기유동부재;
온실 상부의 내부공기를 흡인하여 상기 열교환수단의 내부로 공급하도록 접속되는 보조온실공기송풍휀; 및
온실 내부의 공기를 흡인하여 상기 공기조화내통체를 향해 송풍하는 메인온실공기송풍휀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실용 공기조화 시스템.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 열교환수단의 상부에 접속되는 열교환유체인입라인;
상기 열교환수단의 하부에 접속되어 온실의 외부와 연통되게 배치되는 열교환유체배기라인; 및
상기 열교환유체인입라인에 접속되는 열교환유체공급장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실용 공기조화 시스템.
- 삭제
- 제3항에 있어서,
상기 열교환유체배기라인에 설치되는 3방향제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실용 공기조화 시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 열교환유체공급장치는 외부공기를 흡인하여 송풍하는 외부공기송풍휀 또는 용수를 흡인하여 공급하는 용수펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실용 공기조화 시스템.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 열교환수단은 코일형 열교환배관을 포함하여 구성되고,
유동되는 공기에 선회류가 형성되도록 상기 공기조화내통체의 하부에 설치되는 선회류발생수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실용 공기조화 시스템.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 공기조화외통체 및 상기 공기조화내통체를 경유하는 공기에 살균작용을 수행하기 위해 설치되는 살균광발생수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실용 공기조화 시스템.
- ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제8항에 있어서,
상기 살균광발생수단은 상기 공기조화외통체와 상기 공기조화내통체 사이의 내부유로에 설치되고 복수의 UV램프가 배열된 램프배열통체로 구성되고,
상기 공기조화내통체는 광투과성소재로 형성된 것을 특징으로 하는 온실용 공기조화 시스템.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 공기조화내통체는 상부에 상기 공기유동부가 유동홀 형태로 천공되고, 외주면에 수나사부가 형성된 통체로 구성되고,
상기 공기조화외통체는 하부에 상기 공기배출부가 유동홀 형태로 천공되고 상단 내부에 상기 수나사부가 체결되는 암나사부를 갖는 체결보스가 형성된 통체로 구성된 것을 특징으로 하는 온실용 공기조화 시스템.
- ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 공기조화내통체의 하부에 응축수가 집수되도록 형성된 집수조를 포함하는 응축수제거장치가 구비된 것을 특징으로 하는 온실용 공기조화 시스템.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 공기조화외통체 또는 상기 공기조화내통체의 내부로 유동되는 공기에 수분을 공급하는 수분공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온실용 공기조화 시스템.
- ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제12항에 있어서,
상기 수분공급장치는,
상기 공기조화내통체의 내부 공간을 향해 수분을 분출하는 분사노즐;
상기 분사노즐과 연결되는 수분공급배관; 및
상기 수분공급배관으로 수분을 공급하는 수분공급원을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실용 공기조화 시스템.
- 삭제
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