KR102362457B1 - 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치 - Google Patents

복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치 Download PDF

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권오훈
조윤희
이마리나
신지혜
고진용
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경상북도(농업기술원)
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Abstract

본 발명은 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 과수원 등의 각종 작물이 생육하는 농지에 배치되어 지열과 물의 복합적인 열교환 작용을 통해 생성된 순환공기를 농지에 균일하게 확산 공급하여 해당 농지의 냉난방을 도모하여 작물의 동해나 냉해, 그리고 열해를 예방하는 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치에 관한 것이다.

Description

복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치{Agricultural air conditioning device having composite heat exchange structure}
본 발명은 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 과수원 등의 각종 작물이 생육하는 농지에 배치되어 지열과 물의 복합적인 열교환 작용을 통해 생성된 순환공기를 농지에 균일하게 확산 공급하여 해당 농지의 냉난방을 도모하여 작물의 동해나 냉해, 그리고 열해를 예방하는 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치에 관한 것이다.
일반적으로 과수원의 과수목은 주변환경 및 온도변화에 의하여 과일의 수확량 및 품질의 정도가 결정될 수 있다.
대부분의 경우 과수목은 봄에 개화하여 가을에 열매를 맺어 수확하게 되는데, 개화기의 과수목 관리는 열매의 품질에 직접적인 영향을 끼치며, 한해 농사의 성폐여부를 결정한다.
그러나, 과수목의 싹이 트고 개화되는 시기인 4~5월경 지표부근에는 복사냉각에 의해 차가운 공기층이 형성되므로, 이 시기에 바람이 없는 상태에서 야간에 기온이 빙점 아래로 떨어지면 대기 중의 수분이 얼음결정으로 변하면서 서리가 내리고, 이러한 서리에 의해 과수목에 동해가 발생할 수 있다.
즉, 과수목의 개화시기에 동해를 입으면 꽃이 열리지 않거나 열려도 발육이 좋지 않아 수정률이 저하된다. 이에 따라 과일의 수확량이 감소되고, 품질이 저하된다.
따라서, 과수원에 냉해나 서리가 발생하는 것을 방지하기 위해, 종래에는 송풍기를 이용하여 공기를 순환시키는 송풍방법이 개시되어 있다. 그리고 이러한 공기 순환방법에 사용되는 송풍 구조의 일례가 대한민국 등록특허 제 10-1115792호, 제10-1140617호 등에 개시되어 있다.
그러나, 송풍팬을 이용하여 공기를 순환시켜 서리 발생을 방지하는 종래의 기술은 송풍기의 바람이 과수원에 전체적으로 골고루 공급되지 못하기 때문에 일부 구역에서는 냉해나 서리 문제가 여전히 존재하는 문제점이 있다.
이렇게 농가에 큰 손실을 발생시키는 냉해를 방지하기 위해, 지상에 송풍기를 설치하여 지면 측에 위치한 농작물을 향해 강제 송풍을 실시하는 것이 대안으로 이용되고 있다.
대류원 내에서의 온도는 고도가 높아질수록 감소하는 것이 보통이지만, 지표면 상에서 특정 높이의 상공까지 올라갈수록 기온이 높아지는 구간이 있다. 이를 '기온역전층(Temperature Inversion Layer)'이라 칭한다.
따라서, 송풍기를 기온역전층에 설치하여 기온이 높은 공기를 지표면의 농작물을 향해 강제 송풍시켜 냉해에 따른 농작물 피해를 줄이도록 하고 있다.
이러한 송풍기는, 설치비용을 고려하여 대단위 면적의 경작지에 주로 적용되는 것이 현실이다. 따라서, 대면적의 경작지에 대하여 멀리까지 송풍시키기 위해 원통형의 하우징으로 이루어진 송풍기를 적용하여 바람의 이동성을 높이는 것이 일반적이었다.
하지만, 이러한 원통형 송풍기는 구조상 직진 방향에 대한 이동성은 증가되나, 송풍 영역이 직진방향으로 한정되는 문제점을 갖고 있다. 이에 따라 경작지 전체에 대한 효율적인 공기 순환이 이루어질 수 있는 송풍기 및 관련 시스템의 구축이 요구되는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1115792호 대한민국 등록특허 제10-1140617호 대한민국 등록특허 제10-0676608호 대한민국 공개특허 제10-2013-0037393호
상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 농지에 외부공기를 지열과 물(지하수)를 통해 복합적으로 열교환하여, 겨울이나 봄에 주로 발생되는 작물의 동해나 냉해를 예방하고, 또 하절기에 발생하는 작물의 열해를 예방하도록 한 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치를 제공함에 있다.
상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치는,
지중에 설정깊이로 매설되며, 급기로와 배기로가 형성된 지중 매설관체와;
상기 지중 매설관체의 급기로를 통해 외부공기를 매설관체 내로 강제 급기하는 급기팬부와;
상기 지중 매설관의 배기로와 연통하여 농지에 외부 노출되게 시공되며, 지중 매설관의 배기로를 통해 배기되는 순환공기를 농지의 지표면으로 확산 분출하는 확산 분출관과;
상기 지중 매설관체의 배기로를 통해 배출되는 순환공기를 확산 분출관에 순환 공급하는 순환팬부; 및
상기 지중 매설관체 내에 배치되어 급수장치를 통해 급수되는 물을 순환공기가 순환 이동하는 지중 매설관체 내에 분사하여, 순환공기의 가습 및 열교환을 도모하는 분사 노즐부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 확산 분출관은 지중 매설관체의 배기관로를 통해 배출되는 순환공기가 유입되는 유입로가 개방되게 형성되고, 외벽에는 유입된 순환공기를 확산하여 분출하는 확산공들이 형성된 중공의 튜브몸체로 구성된다.
보다 바람직하게는, 상기 확산 분출관을 구성하는 튜브몸체 내에는 유입로가 형성된 일측에서 타측으로 갈수록 점차 직경이 커지는 확산코어가 내설되어, 유입로를 통해 튜브몸체로 유입된 순환공기는 확산코어에 의해 균일하게 확산되도록 구성한다.
그리고, 상기 급수장치를 통해 급수하여 분사 노즐부를 통해 지중 매설관체 내에 분사되는 물은 지하수이다.
또한, 상기 지중 매설관체와 퇴비조 사이에는 퇴비조와 지중 매설관체의 중공부 사이에 배치되며, 열매유가 충진된 순환관과; 상기 순환관에 충진된 열매유를 순환관을 따라 강제 순환되도록 하는 순환펌프를 포함하여 구성된 열교환부를 배치하여, 퇴비조에서 축산분뇨나 퇴비의 발효과정에 생성되는 폐열인 발효열을 통해 지중 매설관체를 통과하는 순환공기의 가열이 도모되도록 구성한다.
전술한 바와 같이 본 발명은, 상기 지열을 통해 열교환된 순환공기를 작물이 재배된 농지에 순환 공기층을 형성함에 있어, 상기 지중 매설관체를 통과하면서 지열과 열교환되는 순환공기를 복합적으로 열교환하여 열교환된 순환공기를 통해 냉해나 동해, 또는 열해의 예방이 안정적으로 구현되도록 한다.
그리고, 상기 순환 공기층을 형성하는 순환공기는 지중 매설관체에서 분사된 물에 의해 수분이 가습된 관계로, 동절기에는 지표면에 냉각을 통해 발산되는 잠열을 통해 작물의 동해를 예방하고, 또 하절기에는 증발열을 통해 작물의 열해를 예방하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 열풍기 등의 별도의 가열수단을 통해 순환공기를 가열하지 아니하고도 지열과 지하수의 복합적인 열교환 작용을 통해 적정 온도가 유지된 순환공기에 의해 냉해나 열해의 예방이 가능하다.
그리고, 본 발명은 발효과정에 다량의 악취와, 폐열인 발효열을 발산하는 퇴비조와 유기적으로 접목하여, 발효가스에 잔류된 악취와 유해물질을 수처리 과정을 통해 제거하면서, 작물의 증산작용을 증진하는 이산화 탄소를 작물에게 제공하는 것이 가능하고, 또 발효열을 통해 순환공기의 신속한 가열이 가능한 특이성을 갖는다.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치의 전체 구성을 보여주는 것이고,
도 2와 도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치를 농지에 시공한 시공 상태를 보여주는 것이고,
도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치에 있어, 확산 분출관을 통한 순환공기의 확산 분출상태를 보여주는 것이고,
도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치에 있어, 지중 매설관체를 통과하는 순환공기의 복합 열교환 상태를 확대하여 보여주는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치의 전체 구성을 보여주는 것이고, 도 2와 도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치를 농지에 시공한 시공 상태를 보여주는 것이고, 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치에 있어, 확산 분출관을 통한 순환공기의 확산 분출상태를 보여주는 것이고, 도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치에 있어, 지중 매설관체를 통과하는 순환공기의 복합 열교환 상태를 확대하여 보여주는 것이다.
본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치(1)는, 복합 열교환 구조를 통해 외부공기를 열교환하고 상기 열교환된 순환공기를 과수원 등의 농지에 확산 공급하여서, 상기 확산 공급되는 순환 공기층에 의해 작물의 동해나, 냉해, 그리고 열해의 발생을 미연에 예방하도록 구성된다.
상기 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치(1)는, 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이 지중에 설정깊이로 매설되는 지중 매설관체(10)를 포함하고, 상기 지중 매설관체(10)에는 외부공기의 급기경로인 급기관로(11)와 지중 매설관체(10)를 순환하면서 지중열과 열교환된 순환공기의 배출경로인 배기관로(12)가 형성된다.
상기 지중 매설관체(10)의 급기관로(11)에는 외부공기를 지중 매설관체(10) 내로 강제 급기하는 급기팬부(20)가 배치되고, 상기 지중 매설관체(10)의 배기관로(12)와 연통하여 농지에 외부 노출되게 시공되며, 지중 매설관체(10)의 배기관로(12)를 통해 배기되는 순환공기를 농지의 지표면으로 확산 분출하는 확산 분출관(30)이 배치된다.
그리고, 상기 지중 매설관체(10)의 배기관로(12)에는 배기관로(12)를 통해 배출되는 순환공기를 확산 분출관(30)에 순환 공급하는 순환팬부(40)가 배치된다.
본 실시예에 따르면, 상기 지중 매설관체(10)는 지중에 0.3m 내지 5m의 깊이로 지중에 매설되며, 상기 지중 매설관체(10)에 형성된 급기관로(11)와 배기관로(12)는 지면에 노출되게 형성된다.
따라서, 상기 급기관로(11)는 급기팬부(20)를 통해 강제 급기되는 외부공기를 지중 매설관체(10) 내로 강제 유입하고, 또 배기관로(12)는 순환팬부(40)의 순환 배기작용을 통해 지중 매설관체(10)를 순환하면서 지중열에 의해 열교환된 순환공기를 확산 분출관(30) 내로 강제 급기한다.
이러한 과정에, 상기 지중 매설관체(10)를 순환 배출되는 순환공기는 지중에서 발산되는 지열과 열교환을 통해 냉각, 또는 가열되어, 상기 배기관로(12)를 통해 배기되는 순환공기는 냉각, 또는 가열된 상태로 배출된다.
즉, 지중보다 대기의 온도가 높은 하절기에는 상기 외부공기는 지중 매설관체(10)를 통과하면서 지열과의 열교환 작용을 통해 냉각이 이루어지고, 또 지중보다 대기의 온도가 상대적으로 높은 동절기에는 외부공기는 지중 매설관체(10)를 통과하면서 지열과의 열교환 작용을 통해 가열된다.
그리고, 상기 지중 매설관체(10)를 통과하면서 가열, 또는 냉각된 상태로 배기관로(12)를 통해 배출되는 순환공기는, 순환팬부(40)를 통한 강제 순환 급기작용을 통해 배기관로(12)에 연통하여 배치된 확산 분출관(30) 내로 강제 유입되고, 상기 확산 분출관(30) 내로 유입된 순환공기는 확산 분출관(30)에 형성된 확산공(32)들을 통해 작물이 재배되는 농지에 확산 분출된다.
따라서, 상기 작물이 재배되는 농지에는 지열과 열교환된 순환공기로 이루어진 순환 공기층이 형성되어, 외부공기에 의한 작물의 냉해나 동해, 또는 열해가 예방된다.
상기 지중 매설관체(10)를 통과하면서 열교환된 순환공기를 농지에 확산 분출하는 확산 분출관(30)은, 지중 매설관체(10)의 배기관로(12)를 통해 배출되는 순환공기가 유입되는 유입로(31)가 개방되게 형성되고, 외벽에는 유입된 순환공기를 확산하여 분출하는 확산공(32)들이 형성된 중공의 튜브몸체로 구성된다.
특히, 도 4와 같이 상기 튜브몸체 내에는 유입로(31)가 형성된 일측에서 타측으로 갈수록 점차 직경이 커지는 확산코어(33)가 내설되어, 유입로(31)를 통해 튜브몸체로 유입된 순환공기는 확산코어(33)에 의해 균일하게 확산되도록 한다.
즉, 상기 확산 분출관(30)을 구성하는 튜브몸체는 내설된 확산코어(33)에 의해 유입로(31)가 형성된 일측에서 타측으로 갈수록 중공부의 단면적이 감소하므로, 단면적의 감소에 의해 길이가 긴 튜브몸체로 구성된 확산 분출관(30)은 유입로를 통해 튜브몸체로 유입되는 순환공기를 균일한 압력으로 각 확산공(32)들을 통해 확산한다.
따라서, 상기 확산 분출관(30)이 배치된 농지에는 확산 분출관(30)의 확산공(32)들을 통해 균일하게 분출하여 확산되는 순환공기에 의해 순환공기층이 형성되어서, 작물의 안정적인 단열을 도모하여 작물의 냉해나 열해를 예방한다.
한편, 본 발명에서는 상기 지열을 통해 열교환된 순환공기를 작물이 재배된 농지에 순환 공기층을 형성함에 있어, 상기 지중 매설관체(10)를 통과하면서 지열과 열교환되는 순환공기를 복합적으로 열교환하여 열교환된 순환공기를 통해 냉해나 동해, 또는 열해의 예방이 보다 안정적으로 구현되도록 한다.
이를 위해, 본 실시예에서는 상기 열교환을 요하는 순환공기가 통과하는 지중 매설관체(10) 내에, 급수장치를 통해 급수되는 물을 분사하여 물과의 열교환을 통해 순환공기의 가열, 또는 냉각하는 복수의 분사 노즐부(50)를 배치한다.
그리고, 상기 급수장치는 온수를 공급하는 것도 가능하지만, 통상 15℃ 내지 20℃의 항온을 유지하는 지하수를 분사 노즐부(50)를 통해 지중 매설관체(10) 내에 분사하여 하절기에는 지중 매설관체(10)를 통과하는 외부공기의 신속한 냉각을 도모하고 또 동절기에는 지중 매설관체(10)를 통과하는 외부공기의 신속한 가열을 도모하여서, 상기 지중 매설관체(10)를 통과하여 확산 분출관(30)을 통해 지상에 분출되는 순환공기는 설정된 온도를 유지하여서 농지에 순환 공기층을 형성한다.
본 발명에서는 일예로 상기 지중 매설관체(10) 내에 복수의 스프링 클러(51)로 이루어진 분사 노즐부(50)를 형성하여, 도 3과 도 5와 같이 상기 스프링 쿨러(51)들을 통해 지중 매설관체(10) 내에 지하수 등의 물을 분사하여, 상기 지중 매설관체(10)를 통과하는 순환공기는 지열과, 분사되는 물과의 복합적인 열교환 작용을 통해 신속한 냉각이나 가열이 도모되어 지면에 순환 공기층을 형성하도록 한다.
따라서, 상기 지중 매설관체(10)를 통과하면서 농지에 확산되어 농지에 재배된 작물의 단열을 도모하는 순환 공기층을 형성하는 순환공기는, 항온상태를 유지하여 지중에서 발산되는 지열과 항온상태를 유지하는 지하수와의 열교환을 통해 설정된 온도를 유지하여 농지에 확산하여 순환 공기층을 형성하므로, 열풍기 등의 별도의 가열수단을 통해 순환공기를 가열하지 아니하고도 지열과 지하수의 복합적인 열교환 작용을 통해 적정 온도가 유지된 순환공기에 의해 냉해나 열해의 예방이 가능하다.
이와 더불어, 본 실시예에서는 상기 지중 매설관체(10) 내에 유입하여 순환 배출되는 순환공기와 퇴비조에서 축산분료나 퇴비의 발효과정에 생성되는 발효열을 통한 가열이 가능하도록 구성하여, 순환공기의 보다 신속한 가열이 가능하도록 한다.
이를 위해, 본 실시예에서는 상기 지중 매설관체(10)와 퇴비조 사이에 열교환부(60)를 배치하여, 퇴비조에서 축산분뇨나 퇴비의 발효과정에 생성되는 폐열, 즉 발효열을 통해 지중 매설관체(10)를 통과하는 순환공기의 신속한 가열이 도모되도록 한다.
상기 열교환부(60)는, 도 3과 도 5에서 보는 바와 같이 퇴비조(미도시)와 지중 매설관체(10)의 중공부 사이에 배치되며, 열매유가 충진된 순환관(61)과; 상기 순환관(61)에 충진된 열매유를 순환관(61)을 따라 강제 순환되도록 하는 순환펌프(미도시)를 포함한다.
또한, 본 실시예에서는 상기 퇴비조(미도시)에서 생성되는 고온의 발효가스를 지중 매설관체(10) 내로 급기하여 지중 매설관체(10)를 순환하여 통과하는 순환공기에 혼입하는 발효가스 혼입관(71)을 포함하는 발효가스 혼입부(70)를 부가하여, 축산분뇨나 퇴비의 발효에 따른 암모니아 가스 등의 유해가스, 및 냄새를 수처리 과정을 통해 용해하여 제거하고, 또 작물의 증산작용을 증진하는 이산화 탄소를 순환공기에 혼입하여 농지에 재배된 농지에 확산 분출되도록 한다.
즉, 상기 발효가스 혼입부(70)를 통해 퇴비조에서 생성된 발효가스가 유입되는 지중 매설관체(10) 내에는 복수의 스프링 쿨러(51)로 구성된 분사 노즐부(50)가 형성되어 각 스프링 쿨러(51)를 통해 지하수를 분사하므로, 상기 지중 매설관체(10) 내로 유입되어 순환공기와 혼입되는 발효가스는 분사 노즐부(50)를 통해 분사되는 지하수 등의 물에 의해 수처리된다.
이러한 수처리에 의해 상기 발효가스 내에 잔류된 암모니아 가스 등의 유해가스와 냄새는 수처리 과정을 통해 용해하여 제거되고, 또 상기 순환공기는 이산화 탄소의 혼입과, 발효가스에서 발산되는 발효열에 의한 직접적인 가열이 이루어져, 동절기 등에 작물의 동해나 냉해 발생을 억제할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 농업용 냉난방 장치(1)는 지열과 지하수, 그리고 퇴비조에서 발산되는 폐열인 발효열을 통해 작물의 생육에 적합한 온도로 순환공기를 가열, 또는 냉각하여 작물이 재배되는 농지에 순환 공기층을 형성하여 작물의 동해나 열해를 예방하는 것이 가능하다.
특히, 축산분뇨나 퇴비가 발효되는 퇴비조에서 발산되는 폐열을 통한 순환공기의 신속한 가열, 그리고 퇴비조에서 발생하는 발효가스를 수처리 과정을 통해 친환경적으로 처리하는 것이 가능하다.
1. 농업용 냉난방 장치
10. 지중 매설관체 11. 급기관로
12. 배기관로 13. 배수관로
20. 급기팬부
30. 확산 분출관 31. 유입로
32. 확산공 33. 확산코어
40. 순환팬부
50. 분사 노즐부 51. 스프링 클러
60. 열교환부
61. 순환관 62. 순환펌프
63. 발효 가스 순환 공급관
70. 발효가스 혼입부 71. 발효가스 혼입관

Claims (5)

  1. 지중에 설정깊이로 매설되며, 급기로와 배기로가 형성된 지중 매설관체와;
    상기 지중 매설관체의 급기로를 통해 외부공기를 매설관체 내로 강제 급기하는 급기팬부와;
    상기 지중 매설관의 배기로와 연통하여 농지에 외부 노출되게 시공되며, 지중 매설관의 배기로를 통해 배기되는 순환공기를 농지의 지표면으로 확산 분출하는 확산 분출관과;
    상기 지중 매설관체의 배기로를 통해 배출되는 순환공기를 확산 분출관에 순환 공급하는 순환팬부; 및
    상기 지중 매설관체 내에 배치되어 급수장치를 통해 급수되는 물을 순환공기가 순환 이동하는 지중 매설관체 내에 분사하여, 순환공기의 가습 및 열교환을 도모하는 분사 노즐부를 포함하고,
    상기 확산 분출관은 지중 매설관체의 배기관로를 통해 배출되는 순환공기가 유입되는 유입로가 개방되게 형성되고, 외벽에는 유입된 순환공기를 확산하여 분출하는 확산공들이 형성된 중공의 튜브몸체로 구성되고,
    상기 확산 분출관을 구성하는 튜브몸체 내에는 유입로가 형성된 일측에서 타측으로 갈수록 점차 직경이 커지는 확산코어가 내설되어, 유입로를 통해 튜브몸체로 유입된 순환공기는 확산코어에 의해 균일하게 확산되도록 구성하고,
    퇴비조에서 생성되는 고온의 발효가스를 상기 지중 매설관체 내로 급기하여 지중 매설관체를 순환하여 통과하는 순환공기에 혼입하는 발효가스 혼입관을 포함하는 발효가스 혼입부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 급수장치를 통해 급수하여 분사 노즐부를 통해 지중 매설관체 내에 분사되는 물은 지하수인 것을 특징으로 하는 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 지중 매설관체와 퇴비조 사이에는 퇴비조와 지중 매설관체의 중공부 사이에 배치되며, 열매유가 충진된 순환관과; 상기 순환관에 충진된 열매유를 순환관을 따라 강제 순환되도록 하는 순환펌프를 포함하여 구성된 열교환부를 배치하여, 퇴비조에서 축산분뇨나 퇴비의 발효과정에 생성되는 폐열인 발효열을 통해 지중 매설관체를 통과하는 순환공기의 가열이 도모되도록 구성한 것을 특징으로 하는 복합 열교환 구조를 갖는 농업용 냉난방 장치.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100676608B1 (ko) 2004-10-18 2007-01-30 후루타 덴키 가부시키가이샤 다두식의 고소식 서리방지팬을 이용한 서리방지장치와 그서리방지방법
KR101115792B1 (ko) 2011-04-06 2012-02-29 주재식 서리방지팬장치를 이용한 서리 방지시스템
KR101129267B1 (ko) * 2009-07-20 2012-03-27 (주)티원테크 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템 및 그 제어 방법
KR101140617B1 (ko) 2009-11-26 2012-05-02 주식회사 이시스 광역 분무장치
KR20130037393A (ko) 2011-10-06 2013-04-16 (주)동서그린산업 서리방지 및 약액분무장치
KR101525172B1 (ko) * 2014-07-25 2015-06-04 주식회사 제이앤지 실내 온습도 제어 장치
KR102289232B1 (ko) * 2021-04-08 2021-08-12 윤정옥 지중열을 이용한 냉해 방제 시스템

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100676608B1 (ko) 2004-10-18 2007-01-30 후루타 덴키 가부시키가이샤 다두식의 고소식 서리방지팬을 이용한 서리방지장치와 그서리방지방법
KR101129267B1 (ko) * 2009-07-20 2012-03-27 (주)티원테크 지하공기를 이용한 농업시설 냉난방시스템 및 그 제어 방법
KR101140617B1 (ko) 2009-11-26 2012-05-02 주식회사 이시스 광역 분무장치
KR101115792B1 (ko) 2011-04-06 2012-02-29 주재식 서리방지팬장치를 이용한 서리 방지시스템
KR20130037393A (ko) 2011-10-06 2013-04-16 (주)동서그린산업 서리방지 및 약액분무장치
KR101525172B1 (ko) * 2014-07-25 2015-06-04 주식회사 제이앤지 실내 온습도 제어 장치
KR102289232B1 (ko) * 2021-04-08 2021-08-12 윤정옥 지중열을 이용한 냉해 방제 시스템

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