KR102388899B1 - 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부수막복층판 및 하부수막복층판에 두꺼운 수막층이 형성되도록 하여, 적외선 차단 효율을 높일 수 있도록 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템 및 그 운전 방법에 관한 것이다. 본 발명은 상부수막복층판 및 하부수막복층판에 상부공간부 및 하부공간부가 구비되고, 상부공간부 및 하부공간부에 물이 채워지도록 구성되므로, 상부공간부 및 하부공간부에 두꺼운 수막층이 형성되어, 적외선의 차단 효율을 높일 수 있고, 보온 및 단열 성능이 우수하며, 냉, 난방을 위한 추가적인 시설을 필요로 하지 않아, 높은 에너지 효율성을 갖는 효과가 있다.

Description

수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템{LOW POWER GREENHOUSE SYSTEM WITH DOUBLE LAYERED PLATE FOR WATER MEMBRANE}

본 발명은 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템 및 그 운전 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상부수막복층판 및 하부수막복층판에 두꺼운 수막층이 형성되도록 하여, 적외선 차단 효율을 높일 수 있도록 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템 및 그 운전 방법에 관한 것이다.

일반적으로 농가의 소득증대와 다양한 과수 재배를 도모하기 위하여 비닐하우스, 온실 등의 시설 안에서 작물을 재배하는 시설재배가 확대되고 있다. 그런데 비닐하우스에 사용되는 철근 골조 및 비닐 피복재는 보온 및 단열에 매우 취약하므로, 온실 내 일정한 온도를 유지하기 위해서는 높은 수준의 난방 시설과 에너지가 요구된다. 난방비는 시설재배 경영비의 30% 내지 40%를 차지하는 등 농가 경영에 큰 부담이 되는 요소로서, 유가가 상승하면 난방비 부담이 가중되어, 시설재배 전반에 걸쳐 악영향을 주는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하고자, 비닐하우스에서 경제적으로 난방 효과를 높이기 위하여 지하수를 이용하는 수막재배가 늘어나고 있다. 수막재배는 대략 15℃ 정도의 일정한 온도를 유지하는 지하수를 추출, 비닐하우스의 피복재에 살수하여 수막을 형성하고, 물이 방출하는 열을 비닐하우스의 난방에 이용하는 재배방식이다. 즉, 지하수를 인위적으로 비닐하우스에 살수하여 비닐하우스 내부의 온도를 적정 온도로 유지시켜서 계절적으로 재배가 어려운 시기에 많은 비용을 들이지 않고 농업이 가능하도록 하는 것이다.

수막재배를 이용한 비닐하우스의 구조를 살펴보면, 비닐하우스의 뼈대 역할을 하는 프레임과, 프레임을 덮는 내측비닐막과, 내측비닐막의 외측을 덮는 외측비닐막과, 내측비닐막과 외측비닐막 사이의 상부에 지하수가 분사되도록 하는 분사관과, 분사관으로 지하수를 공급하는 공급관을 포함한다. 이러한 종래기술은 분사관에서 분사되는 지하수가 내측비닐막에 얇은 수막을 형성하는데, 얇은 수막은 적외선의 차단 효율이 낮아 무더운 여름철에 비닐하우스의 내부 온도를 작물 생육에 필요한 온도 이상으로 상승시키는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1499001호

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 상부수막복층판 및 하부수막복층판에 두꺼운 수막층이 형성되도록 하여, 적외선 차단 효율을 높일 수 있도록 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템 및 그 운전 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 길이방향을 따라 긴 형상으로 형성되는 용마루와, 상기 용마루의 양측으로 이격되되 상기 용마루보다 하방에 위치되는 한 쌍의 지주대와, 상기 지주대의 하부에 위치되는 배수프레임을 구비하는 프레임부재; 상기 용마루와 상기 지주대 사이에 결합되며 이중으로 형성되어 내부에 상부공간부가 형성되는 상부수막복층판과, 상기 지주대와 상기 배수프레임 사이에 결합되며 이중으로 형성되어 내부에 하부공간부가 형성되는 하부수막복층판을 구비하는 수막복층부재; 상기 용마루의 내부로 물을 공급하는 공급수단; 및 상기 하부공간부와 연통되는 상기 배수프레임의 배수구를 개폐시키는 개폐수단을 포함하고, 상기 상부공간부와 상기 하부공간부는 상호 연통되도록 구성되고, 상기 개폐수단이 상기 배수구를 폐쇄시킨 상태에서 상기 용마루에서 상기 상부공간부로 공급되는 물은 상기 상부공간부를 지나 상기 하부공간부로 공급되어, 상기 상부공간부 및 상기 하부공간부에 물이 채워지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템을 제공한다.

또한, 상기 용마루는, 가상의 중심선을 기준으로 하여, 상기 중심선의 양측으로 하향 경사지도록 형성되고, 상기 용마루의 내부는 상기 공급수단에서 공급되는 물이 수용되도록 빈 공간이 형성되고, 상기 용마루의 양측 하부에 상기 상부공간부 방향으로 안내홀이 관통 형성되어, 상기 용마루의 내부로 공급되는 물이 상기 안내홀을 통하여 상기 상부공간부로 흘러 내려가는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템을 제공한다.

또한, 상기 지주대의 내부에는 상기 상부공간부로 공급된 물을 상기 하부공간부로 전달하기 위한 내부유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템을 제공한다.

또한, 상기 상부수막복층판의 하부와 상기 하부수막복층판의 상부를 연결시키는 연결관을 더 포함하고, 상기 상부공간부로 공급되는 물은 상기 연결관을 지나 상기 하부공간부로 공급되는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템을 제공한다.

또한, 상기 상부수막복층판의 외측을 커버하도록 상기 용마루와 상기 지주대 사이에 결합되며 이중으로 형성되어 내부에 상부공기층이 형성되는 상부공기복층판과, 상기 하부수막복층판의 외측을 커버하도록 상기 지주대와 상기 배수프레임 사이에 결합되며 이중으로 형성되어 내부에 하부공기층이 형성되는 하부공기복층판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템을 제공한다.

또한, 상기 상부공간부 및 상기 하부공간부는 각각 상하 방향으로 형성되는 하나 이상의 격벽에 의해 복수 개의 독립된 공간으로 구획되는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템을 제공한다.

또한, 상기 격벽은 길이방향을 따라 복수 개의 연통홀이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템을 제공한다.

또한, 상기 개폐수단은: 상기 상부공간부의 수위를 감지하는 수위감지센서; 제어신호를 전달받아 상기 배수구를 오픈 또는 클로즈시키는 배수밸브; 및 상기 수위감지센서가 감지한 수위가 기준수위 미만인 경우 상기 배수밸브가 클로즈되도록 제어신호를 출력하고, 상기 수위감지센서가 감지한 수위가 기준수위 이상인 경우 상기 배수밸브가 오픈되도록 제어신호를 출력하는 개폐제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템을 제공한다.

또한, 상기 공급수단은: 상기 배수구에서 배수되는 물을 회수하는 물탱크; 상기 배수구와 상기 물탱크 사이에 구비되는 여과필터; 상기 물탱크로 회수된 물을 상기 용마루로 공급하는 공급관; 및 상기 물탱크의 물을 상기 공급관을 통하여 상기 용마루로 펌핑시키는 공급펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템을 제공한다.

또한, 상기 공급수단은: 상기 배수구에서 배수되는 물을 회수하는 물탱크; 상기 물탱크로 회수된 물을 상기 용마루로 공급하는 공급관; 상기 물탱크의 물을 상기 공급관을 통하여 상기 용마루로 펌핑시키는 공급펌프; 상기 용마루로 공급되는 물의 온도 또는 상기 수막복층부재에 의하여 형성되는 실내공간부의 온도를 측정하는 온도센서; 상기 물탱크의 일측에 위치되며 물을 가열시키는 가열부; 상기 물탱크의 타측에 위치되며 물을 냉각시키는 냉각부; 및 상기 온도센서가 감지한 온도가 최소 허용온도 미만인 경우, 상기 물탱크로 회수된 물을 상기 가열부로 전달하고, 상기 온도센서가 감지한 온도가 최대 허용온도를 초과한 경우, 상기 물탱크로 회수된 물을 상기 냉각부로 전달하는 공급제어부를 포함하고, 상기 공급펌프는 상기 가열부 또는 상기 냉각부로 전달된 물을 상기 공급관을 통하여 상기 용마루로 펌핑시키는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템을 제공한다.

또한, 상기 용마루의 일단부와 한 쌍의 상기 지주대의 일단부 사이를 커버하는 제 1 측벽부와, 상기 용마루의 타단부와 한 쌍의 상기 지주대의 타단부 사이를 커버하는 제 2 측벽부와, 상기 제 1 측벽부에 형성되는 흡기구와, 상기 제 2 측벽부에 형성되는 배기구와, 상기 흡기구 또는 상기 배기구에 설치되며 외부 공기를 실내로 흡기시키거나 또는 실내 공기를 외부로 배기시키는 환기팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템을 제공한다.

또한, 상기 수막복층부재에 의하여 형성되는 실내공간부의 온도를 측정하는 공기온도센서와, 상기 흡기구를 개폐시키는 흡기개폐부와, 상기 배기구를 개폐시키는 배기개폐부와, 상기 공기온도센서로부터 전달받는 상기 실내공간부의 온도가 설정온도를 초과하는 경우, 상기 흡기개폐부와 상기 배기개폐부가 상기 흡기구와 상기 배기구를 개방시키도록 제어하고, 상기 환기팬이 작동되도록 제어하고, 상기 공기온도센서로부터 전달받는 상기 실내공간부의 온도가 설정온도 미만인 경우, 상기 흡기개폐부와 상기 배기개폐부가 상기 흡기구와 상기 배기구를 폐쇄시키도록 제어하고, 상기 환기팬이 멈추도록 제어하는 환기제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템을 제공한다.

또한, 상기 환기팬의 전방 또는 후방에 위치되는 열교환관과, 상기 공급수단으로부터 물을 전달받아 상기 열교환관으로 공급하는 냉각수공급관을 더 포함하는 것을 특징으으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 프레임부재, 수막복층부재, 공급수단 및 개폐수단을 갖는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 운전 방법에 있어서, 상기 수막복층부재의 상부공간부의 수위를 감지하는 수위감지센서로부터 물의 수위 정보를 수신받는 과정; 상기 수위감지센서로부터 전달받은 물의 수위 정보가 기준수위 범위 미만인지 여부를 판단하는 과정; 및 상기 판단 결과, 상기 수위감지센서가 감지한 수위가 기준수위 범위 미만이면, 상기 프레임부재의 배수구를 오픈 또는 클로즈시키는 배수밸브가 클로즈되도록 제어신호를 출력하고, 상기 수위감지센서가 감지한 수위가 기준수위 범위 이상이면, 상기 배수밸브가 오픈되도록 제어신호를 출력하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 운전 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 프레임부재, 수막복층부재, 공급수단 및 개폐수단을 갖는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 운전 방법에 있어서, 상기 프레임부재의 용마루로 공급되는 물의 온도 또는 상기 수막복층부재에 의하여 형성되는 실내공간부의 온도를 측정하는 온도센서로부터 온도 정보를 수신받는 과정; 상기 온도센서가 감지한 온도 정보가 최소 허용 온도 미만인지 여부를 판단하는 과정; 및 상기 판단 결과, 상기 온도센서가 감지한 온도 정보가 최소 허용 온도 미만인 경우, 상기 공급수단의 물탱크로 회수된 물을 상기 공급수단의 가열부로 전달하고, 상기 온도센서가 감지한 온도가 최대 허용온도를 초과한 경우, 상기 물탱크로 회수된 물을 상기 공급수단의 냉각부로 전달하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 운전 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 프레임부재, 수막복층부재, 공급수단 및 개폐수단을 갖는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 운전 방법에 있어서, 상기 프레임부재의 실내공간부에 위치한 공기온도센서로부터 상기 실내공간부의 공기의 온도 정보를 수신받는 과정; 상기 공기온도센서로부터 전달받는 상기 실내공간부의 온도가 설정온도를 초과하는지 여부를 판단하는 과정; 및 상기 판단 결과, 상기 공기온도센서로부터 전달받는 상기 실내공간부의 온도가 설정온도를 초과하는 경우, 상기 프레임부재의 흡기구와 배기구를 개방시키도록 제어한 후 상기 흡기구 또는 상기 배기구에 설치되는 환기팬이 작동되도록 제어하고, 상기 공기온도센서로부터 전달받는 상기 실내공간부의 온도가 설정온도 미만인 경우, 상기 흡기구와 상기 배기구를 폐쇄시키도록 제어한 후, 상기 환기팬이 멈추도록 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 운전 방법을 제공한다.

본 발명은 상부수막복층판 및 하부수막복층판에 상부공간부 및 하부공간부가 구비되고, 상부공간부 및 하부공간부에 물이 채워지도록 구성되므로, 상부공간부 및 하부공간부에 두꺼운 수막층이 형성되어, 적외선의 차단 효율을 높일 수 있고, 보온 및 단열 성능이 우수하며, 냉, 난방을 위한 추가적인 시설을 필요로 하지 않아, 높은 에너지 효율성을 갖는 효과가 있다.

또한, 상부수막복층판 및 하부수막복층판의 외측에 상부공기복층판 및 하부공기복층판이 구비되고, 상부공기복층판 및 하부공기복층판은 열전도를 차단할 수 있어, 온실의 내부와 외부 간에 직접적인 열교환이 이루어지지 않도록 하여 에너지 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 상부수막복층판, 상부공기복층판, 하부수막복층판 및 하부공기복층판이 지주대에 탈부착 가능하도록 모듈화 할 수 있어, 유지 보수가 용이해지는 효과가 있다.

또한, 연결관을 이용하여 상부수막복층판과 하부수막복층판을 상호 연결시킬 수 있으며, 연결관은 내부유로가 형성된 지주대와 비교하여 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상부공간부 및 하부공간부는 격벽에 의해 복수 개의 독립된 공간으로 구획되도록 구성되어, 용마루에서 상부공간부로 흐르는 물 또는 상부공간부에서 하부공간부로 흐르는 물은 격벽을 따라 흐르면서 어느 한쪽으로 쏠리지 않고 균일하게 이동되는 효과가 있다.

또한, 용마루의 양측은 하방으로 경사지게 형성되므로, 용마루의 내부 상측으로 안내되는 물은 별 다른 추가 구조 없이 중력에 의하여 용마루의 양측 하부로 용이하게 안내되는 효과가 있다.

또한, 개폐수단을 이용하여 상부공간부의 수위가 필요 이상으로 높아지거나 낮아지지 않도록 적절하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 생육 작물 또는 기후 변화에 따라 용마루로 공급하는 물의 온도를 적절하게 조절할 수 있어, 높은 수준의 냉, 난방장치 없이 온실 내 온도를 적절하게 변화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 실내공간부의 공기를 외부의 공기와 환기시켜서 실내공간부의 온도를 적정 온도로 유지하는 효과가 있다.

또한, 환기를 하는 과정에서 실내공간부의 온도가 신속히 낮아지지 않으면, 환기팬의 회전속도를 점차 상승시켜서, 더 많은 외부 공기가 실내공간부로 흡기되도록 하여 실내공간부의 온도를 신속히 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한, 흡기구를 통하여 흡입되는 고온의 외부 공기가 열교환관을 지나면서 저온으로 변화되어, 무더운 여름철 온실 내부 온도를 생육 작물에 적합하도록 적절하게 변화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 상부수막복층판과 상부공기복층판이 결합되는 과정을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 하부수막복층판과 하부공기복층판이 결합되는 과정을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 단면을 도시한 도면이다.
도 5의 (a)는 종래 비닐하우스에서 얇은 수막을 형성한 상태를 도시한 도면이고, 도 5의 (b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템에서 두꺼운 수막층을 형성한 상태를 비교 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 연결관을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 개폐수단을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 개폐수단에 의하여 상부공간부의 수위가 조절되는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 개폐제어부의 운전 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 평면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 공급수단을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 수온센서가 감지한 물의 온도 정보에 따라 공급제어부가 운전되는 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 공기온도센서가 감지한 공기의 온도 정보에 따라 공급제어부가 운전되는 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 실내공간부에서 공기가 환기되는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 환기수단을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 환기제어부의 운전 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템 및 그 운전 방법을 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템을 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 상부수막복층판과 상부공기복층판이 결합되는 과정을 설명하기 위하여 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 하부수막복층판과 하부공기복층판이 결합되는 과정을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템은 프레임부재(100), 수막복층부재(200), 공기복층부재(300), 공급수단(400), 개폐수단(500: 도 8 도시) 및 환기수단(600: 도 15 도시)을 포함한다.

프레임부재(100)는 온실의 뼈대 역할을 하는 것으로, 용마루(110), 지주대(120), 배수프레임(130), 제 1 측벽부(150), 제 2 측벽부(160) 및 보강프레임(140)을 포함한다. 용마루(110)는 지면에서 상부로 이격되도록 위치되며 길이방향을 따라 긴 형상으로 형성된다. 용마루(110)는 그 길이방향 상측 중앙을 따라 형성되는 가상의 중심선(미도시)을 기준으로 하여, 중심선의 양측으로 하향 경사지도록 형성된다. 그리고 용마루(110)의 내부는 후술하는 공급수단(400)에서 공급되는 물이 수용되도록 공급공간부(112)가 구비된다. 공급공간부(112)는 용마루(110)의 내부 길이방향을 따라 빈 공간으로 길게 형성된다. 그리고 용마루(110)의 양측 하부에 후술하는 상부공간부(212) 방향으로 안내홀(114)이 관통 형성된다. 그리고 용마루(110)의 공급공간부(112)로 공급되는 물은 중력에 의하여 용마루(110)의 양측 하방으로 안내된 후 안내홀(114)을 통하여 상부공간부(212)로 흘러 내려가도록 구성된다. 이때, 안내홀(114)의 크기는 상부공간부(212)의 상측 크기와 동일하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이처럼 용마루(110)의 양측은 하방으로 경사지게 형성되므로, 용마루(110)의 내부 상측으로 안내되는 물은 별 다른 추가 구조 없이 중력에 의하여 용마루(110)의 양측 하부로 용이하게 안내되는 효과가 있다.

지주대(120)는 한 쌍으로 구성되며 용마루(110)의 길이방향 양측으로 이격되되 용마루(110)보다 하방에 위치된다. 지주대(120)의 내부에는 상부공간부(212)로 공급된 물을 후술하는 하부공간부(222)로 전달하기 위한 내부유로(122)가 형성된다.

배수프레임(130)은 지주대(120)의 하부에 위치되는 것으로, 지면에 지지된다. 제 1 측벽부(150)는 용마루(110)의 일단부와 한 쌍의 지주대(120)의 일단부 사이를 커버하도록 형성된다. 제 2 측벽부(160)는 용마루(110)의 타단부와 한 쌍의 지주대(120)의 타단부 사이를 커버하도록 형성된다.

보강프레임(140)은 복수 개가 용마루(110)의 길이방향을 따라 일정 간격 이격되도록 배치된다. 각각의 보강프레임(140)은 용마루(110)와 지주대(120) 사이 및 지주대(120)와 배수프레임(130) 사이를 일체로 지나가도록 형성되어, 용마루(110)와 지주대(120) 사이 및 지주대(120)와 프레임 사이가 복수 개의 공간으로 구획되도록 한다.

수막복층부재(200)는 상부수막복층판(210) 및 하부수막복층판(220)을 포함하고, 공기복층부재(300)는 상부공기복층판(310) 및 하부공기복층판(320)을 포함한다. 상부수막복층판(210), 하부수막복층판(220), 상부공기복층판(310) 및 하부공기복층판(320)은 예를 들면 투명한 아크릴판으로 형성될 수 있으나, 본 발명을 이로 한정하지 않음은 당연하다. 도 2에서는 상부수막복층판(210)과 상부공기복층판(310)에 대하여 설명하기로 하고, 도 3에서는 하부수막복층판(220)과 하부공기복층판(320)에 대하여 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 상부수막복층판(210)은 용마루(110)와 지주대(120) 사이 공간을 커버하도록 판형으로 형성된다. 그리고 상부수막복층판(210)은 이중으로 형성되어 내부에 상부공간부(212)가 형성된다. 이러한 상부수막복층판(210)의 상측은 용마루(110)의 하측에 결합되고, 상부수막복층판(210)의 하측은 지주대(120)의 상측에 결합된다. 상부수막복층판(210)의 상측과 하측 사이의 측부는 제 1 측벽부(150) 또는 제 2 측벽부(160) 또는 보강프레임(140)에 결합된다. 그리고 용마루(110)의 하측에는 그 테두리를 따라 상부끼움안내부(116)가 형성되어 상부수막복층판(210)의 상부가 상부끼움안내부(116)에 견고하게 끼움 결합될 수 있다. 그리고 지주대(120)의 내부에는 상부공간부(212)로 공급된 물을 하부공간부(222)로 전달하기 위한 내부유로(122)가 형성된다.

상부공기복층판(310)은 상부수막복층판(210)의 외측을 커버하도록 판형으로 형성된다. 상부공기복층판(310)은 이중으로 형성되어 내부에 상부공기층(312)이 형성된다. 그리고 상부공기복층판(310)의 상측은 용마루(110)의 하측에 결합되고 상부공기복층판(310)의 하측은 지주대(120)의 상측에 결합된다. 상부공기복층판(310)의 상측과 하측 사이의 측부는 제 1 측벽부(150) 또는 제 2 측벽부(160) 또는 보강프레임(140)에 결합된다. 그리고 용마루(110)의 하측에는 그 테두리를 따라 상부끼움안내부(116)가 형성되어 상부공기복층판(310)의 상부가 상부끼움안내부(116)에 견고하게 끼움 결합될 수 있다.

도 3을 참조하면, 하부수막복층판(220)은 지주대(120)와 배수프레임(130) 사이 공간을 커버하도록 판형으로 형성된다. 그리고 하부수막복층판(220)은 이중으로 형성되어 내부에 하부공간부(222)가 형성된다. 이러한 하부수막복층판(220)의 상측은 지주대(120)의 하측에 결합되고, 하부수막복층판(220)의 하측은 배수프레임(130)의 상측에 결합된다. 하부수막복층판(220)의 상측과 하측 사이의 측부는 제 1 측벽부(150) 또는 제 2 측벽부(160) 또는 보강프레임(140)에 결합된다. 그리고 배수프레임(130)의 상측에는 그 테두리를 따라 하부끼움안내부(134)가 형성되어 하부수막복층판(220)의 하부가 하부끼움안내부(134)에 견고하게 끼움 결합될 수 있다.

하부공기복층판(320)은 하부수막복층판(220)의 외측을 커버하도록 판형으로 형성된다. 하부공기복층판(320)은 이중으로 형성되어 내부에 하부공기층(322)이 형성된다. 그리고 하부공기복층판(320)의 상측은 지주대(120)의 하측에 결합되고 하부공기복층판(320)의 하측은 배수프레임(130)의 상측에 결합된다. 하부공기복층판(320)의 상측과 하측 사이의 측부는 제 1 측벽부(150) 또는 제 2 측벽부(160) 또는 보강프레임(140)에 결합된다. 그리고 배수프레임(130)의 상측에는 그 테두리를 따라 하부끼움안내부(134)가 형성되어 하부공기복층판(320)의 상부가 하부끼움안내부(134)에 견고하게 끼움 결합될 수 있다. 또한, 지주대(120)의 상부와 하부에도 끼움안내부(미도시)가 형성되어, 상부수막복층판(210), 상부공기복층판(310), 하부수막복층판(220) 및 하부공기복층판(320)이 지주대(120)에 견고하게 끼움 결합될 수 있을 것이다. 또한, 지주대(120)는 용마루(110) 또는 배수프레임(130)과 따로 제작하여, 상부수막복층판(210), 상부공기복층판(310), 하부수막복층판(220) 및 하부공기복층판(320)이 지주대(120)에 탈부착 가능하도록 모듈화 할 수 있으며, 이를 통하여 유지 보수가 용이해지는 효과가 있다.

배수프레임(130)은 내부 길이방향을 따라 빈 공간의 배수공간부(131)가 형성되고, 배수프레임(130)의 일측에 복수 개의 배수구(132)가 형성된다. 배수공간부(131)는 하부공간부(222)와 연통되어, 하부공간부(222)의 물이 배수공간부(131)를 지나 배수구(132)로 배출된다. 그리고 배수프레임(130)의 일측에 물받이관(410)이 이격되도록 위치되고, 배수관과 물받이관(410)은 배수연결부(412)에 의하여 상호 연결된다. 그리고 배수구(132)로 배출되는 물은 배수연결부(412)를 지나 물받이관(410)으로 전달된다. 물받이관(410)은 후술하는 물탱크(420: 도 10 도시)와 연결되어 물받이관(410)으로 전달되는 물은 물탱크(420)로 회수된다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 단면을 도시한 도면이고, 도 5의 (a)는 종래 비닐하우스에서 얇은 수막을 형성한 상태를 도시한 도면이고, 도 5의 (b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템에서 두꺼운 수막층을 형성한 상태를 비교 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

먼저, 도 5의 (a)를 참조하면, 종래 비닐하우스(10)는 이중의 비닐부(12, 14)와, 비닐부의 상부에 설치되는 노즐(16)을 포함한다. 그리고 노즐에서 분무되는 물이 이중의 비닐부(12, 14) 사이를 따라 계속 흐르면서 얇은 수막이 형성된다. 이러한 얇은 수막은 온도 상승을 유발하는 적외선의 차단 효율이 낮아 무더운 여름철에 비닐하우스의 내부 온도가 작물 생육에 필요한 온도 이상으로 상승되는 문제점이 있다.

이어서, 도 4 및 도 5의 (b)를 참조하면, 본 발명은 용마루(110)로 전달되는 물이 중력에 의하여 상부공간부(212) 및 내부유로(122)를 지나 하부공간부(222)로 흐르게 된다. 이때, 배수구(132)는 폐쇄된 상태이므로, 상부공간부(212) 및 하부공간부(222)에 물이 채워지게 되어, 상부공간부(212) 및 하부공간부(222)는 물기둥(Water Column) 형태의 두꺼운 수막층이 형성된다. 즉, 본 발명은 종래기술과 같이 물이 지속적으로 흐르는 것이 아니라, 상부공간부(212) 및 하부공간부(222)에 물이 채워지도록 구성되는 것이다. 이처럼 상부공간부(212) 및 하부공간부(222)에 물이 채워지므로, 상부공간부(212) 및 하부공간부(222)에 두꺼운 수막층이 형성되어, 적외선의 차단 효율을 약 80%까지 높일 수 있는 효과가 있다. 또한, 적외선의 차단 효율이 향상되므로, 무더운 여름철에 비닐하우스의 내부 온도가 작물 생육에 필요한 온도 이상으로 상승되지 않도록 하는 효과가 있다. 또한, 상부공간부(212) 및 하부공간부(222)에 형성되는 수막층은 가시광선을 대부분 투과하도록 구성되므로, 작물 생육에 필요한 광을 적절하게 제공할 수 있는 효과가 있다. 또한, 상부공간부(212) 및 하부공간부(222)는 물에 의한 두꺼운 수막층을 구비하는데, 물은 높은 비열 및 방사율을 갖도록 구성되므로, 수막층이 많은 열량을 흡수 및 방출할 수 있어, 온실 내부 및 외부로 보온 및 단열 성능이 우수한 효과가 있다. 또한, 냉, 난방을 위한 추가적인 시설을 필요로 하지 않아, 높은 에너지 효율성을 갖는 효과가 있다.

한편, 본 발명은 상부수막복층판(210) 및 하부수막복층판(220)의 외측에 상부공기복층판(310) 및 하부공기복층판(320)을 더 구비할 수 있다. 상부공기복층판(310) 및 하부공기복층판(320)은 상부공기층(312) 및 하부공기층(322)을 구비한다. 이러한 상부공기층(312) 및 하부공기층(322)은 열전도를 차단하기 위한 것으로, 온실의 내부와 외부 간에 직접적인 열교환이 이루어지지 않도록 차단하여 에너지 효율을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한, 상부공기층(312)과 하부공기층(322)이 진공 상태가 되도록 공기를 빼내어 겨울철 보온성을 더욱 증가시키도록 할 수도 있을 것이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 연결관을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명은 지주대(120)에 내부유로(122)를 가공하기 어려운 경우, 연결관(230)을 구비하여 내부유로(122)를 대체할 수도 있다. 연결관(230)은 상부수막복층판(210)의 하부와 하부수막복층판(220)의 상부를 연결시키는 관으로, 복수 개로 구성될 수 있다. 그리고 상부공간부(212)로 공급되는 물은 연결관(230)을 지나 하부배수부(131)로 공급된다. 이러한 연결관(230)은 PVC tube 또는 고무호스로 구성될 수 있다. 연결관(230)은 내부유로(122)가 형성된 지주대(120)와 비교하여 제조 비용을 절감할 수 있고, 상부공간부(212)와 하부공간부(222)를 용이하게 연결할 수 있는 효과가 있다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 개폐수단을 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 개폐수단에 의하여 상부공간부의 수위가 조절되는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 상부공간부(212) 및 하부공간부(222)는 각각 상하 방향으로 형성되는 상부격벽(214) 및 하부격벽(224)에 의하여 복수 개의 독립된 공간으로 구획된다. 상부격벽(214) 및 하부격벽(224)은 하나 또는 복수 개로 구성될 수 있다. 그리고 용마루(110)에서 상부공간부(212)로 흐르는 물 또는 상부공간부(212)에서 하부공간부(222)로 흐르는 물은 상부격벽(214) 및 하부격벽(224)을 따라 흐르면서 어느 한쪽으로 쏠리지 않고 균일하게 이동되는 효과가 있다.

그리고 상부격벽(214) 및 하부격벽(224)은 판형으로 형성되며 그 길이방향을 따라 복수 개의 상부연통홀(214a) 및 하부연통홀(224a)이 관통 형성된다. 그리고 상부격벽(214) 및 하부격벽(224)에 의하여 상부공간부(212) 및 하부공간부(222)에 형성되는 독립된 공간은 상부연통홀(214a) 및 하부연통홀(224a)에 의하여 상호 연통되어, 상부공간부(212)에 형성되는 독립된 공간들의 수위는 비슷해지게 된다.

개폐수단(500)은 배수프레임(130)의 배수구(132)를 개폐시키는 것으로, 수위감지센서(510), 배수밸브(520) 및 개폐제어부(530)를 포함한다. 수위감지센서(510)는 상부공간부(212)의 상부에 설치되어 상부공간부(212)에 수용된 물의 수위를 감지하고, 감지 결과는 개폐제어부(530)로 전달한다. 배수밸브(520)는 제어신호를 전달받아 배수구(132)를 오픈 또는 폐쇄시키도록 구성된다. 개폐제어부(530)는 수위감지센서(510)로부터 수위 정보를 전달받아 배수밸브(520)를 제어한다.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 개폐제어부의 운전 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 개폐제어부(530)는 수위감지센서(510)로부터 물의 수위 정보를 수신받는다(S100). 이후, 개폐제어부(530)는 수위감지센서(510)가 감지한 수위가 기준수위 범위 미만인지 여부를 판단한다(S110). S110단계에서 개폐제어부(530)는 수위감지센서(510)가 감지한 수위가 기준수위 범위 미만이면, 상부공간부(212)의 수위가 필요 이상으로 낮아진 것으로 판단하고, 배수밸브(520)가 클로즈되도록 제어신호를 출력한다(S112). 그러면 배수밸브(520)가 배수구(132)를 폐쇄시켜서, 하부공간부(222)의 물은 배수구(132)를 통하여 배수되지 않고, 상부공간부(212)의 수위는 더 이상 낮아지지 않게 된다. 이 상태에서 용마루(110)에서 상부공간부(212)로 물이 공급되어 상부공간부(212)의 수위는 점차 높아지게 된다. 한편, S110단계에서, 개폐제어부(530)는 수위감지센서(510)가 감지한 수위가 기준수위 범위 이상이면(S120), 상부공간부(212)의 수위가 필요 이상으로 높아진 것으로 판단하고, 배수밸브(520)가 오픈되도록 제어신호를 출력한다(S122). 그러면 배수밸브(520)가 배수구(132)를 개방시켜서 하부공간부(222)의 물은 배수구(132)를 통하여 배수되고, 상부공간부(212)의 수위는 점차 낮아지게 된다. 이처럼 개폐수단(500)을 이용하여 상부공간부(212)의 수위가 필요 이상으로 높아지거나 낮아지지 않도록 적절하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 배수밸브(520)가 배수구(132)를 개방 또는 폐쇄시킴에 따라 상부공간부(212)의 수위가 기준수위 범위 내에서 지속적으로 반복된다. 즉, 상부공간부(212)의 수위가 기준수위의 최하부까지 하강되면 용마루(110)로부터 새로운 물이 상부공간부(212)로 유입되어 상부공간부(212)의 수위가 상승되고, 상부공간부(212)의 수위가 기준수위의 최상부까지 상승되면 하부공간부(222)의 물이 배수되어 상부공간부(212)의 수위가 하강된다. 이러한 과정을 통하여 상부공간부(212) 및 하부공간부(222)에 형성되는 수막층의 수위를 적절하게 유지할 수 있다. 또한, 상부공간부(212)로 새로운 물이 지속적으로 유입되므로 수막층의 온도가 일정하게 유지되어, 온실 내부 온도를 일정하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 평면도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 공급수단을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 공급수단(400)은 배수구(132)에서 배수되는 물을 용마루(110)로 다시 공급하기 위한 것으로, 물받이관(410), 물탱크(420), 공급관(430), 공급펌프(440), 온도센서(450), 가열부(460), 냉각부(470) 및 공급제어부(480)를 포함한다.

물받이관(410)은 배수프레임(130)의 외측에 배수프레임(130)과 나란하도록 위치된다. 물탱크(420)는 지표면 근처에 묻어지도록 위치될 수 있으며, 물이 수용되도록 내부에 공간이 형성된다. 그리고 배수구(132)에서 배수되는 물은 물받이관(410)을 지나 물탱크(420)로 회수된다. 이때, 물받이관(410)과 물탱크(420)를 연결하는 연결배관(미도시) 내부에 여과필터(414)가 구비되어, 물받이관(410)에서 물탱크(420)로 이동되는 물에 포함된 각종 이물질이 여과필터(414)를 거치면서 필터링될 수 있다. 공급관(430)은 물탱크(420)로 회수된 물을 용마루(110)로 공급한다. 공급펌프(440)는 물탱크(420)의 물을 공급관(430)을 통하여 용마루(110)로 펌핑시킨다.

온도센서(450)는 수온센서(452) 및 공기온도센서(454)를 포함한다. 수온센서(452)는 예를 들면 공급관(430)에 설치되어 용마루(110)로 공급되는 물의 온도를 측정하고, 측정 결과는 공급제어부(480)로 전송한다. 공기온도센서(454)는 수막복층부재(200)에 의하여 형성되는 온실 내부 공간 즉, 실내공간부(170)의 온도를 측정하는 것으로, 예를 들면, 제 1 측벽부(150)의 내측 또는 제 2 측벽부(160)의 내측 또는 온실 바닥 부근 등에 설치될 수 있다.

가열부(460)는 물탱크(420)의 일측에 위치되며 예를 들면 전력을 전달받아 물을 가열시키는 코일 등을 포함할 수 있다. 냉각부(470)는 물탱크(420)의 타측에 위치되며 예를 들면 전력을 전달받아 물을 냉각시키는 냉각기 등을 포함할 수 있다. 그리고 물탱크(420)의 일측과 가열부(460) 사이를 연결 또는 폐쇄시키도록 가열밸브(422)가 구비되고, 물탱크(420)의 타측과 냉각부(470) 사이를 연결 또는 폐쇄시키도록 냉각밸브(424)가 구비된다.

공급제어부(480)는 수온센서(452)가 감지한 온도가 최소 허용온도 미만인 경우, 물탱크(420)로 회수된 물을 가열부(460)로 전달하고, 수온센서(452)가 감지한 온도가 최대 허용온도를 초과한 경우, 물탱크(420)로 회수된 물을 냉각부(470)로 전달한다. 그리고 공급펌프(440)는 가열부(460) 또는 냉각부(470)로 전달된 물을 공급관(430)을 통하여 용마루(110)로 펌핑시킨다. 한편, 개폐제어부(530), 공급제어부(480) 및 후술하는 환기제어부(650: 도 15 도시)는 각각 별도로 구성될 수도 있고, 하나의 통합컨트롤부로 구성될 수도 있을 것이다.

도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 수온센서가 감지한 물의 온도 정보에 따라 공급제어부가 운전되는 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 10 내지 도 12를 참조하면, 공급제어부(480)는 수온센서(452)로부터 물의 온도 정보를 수신받는다(S200). 이후, 공급제어부(480)는 수온센서(452)가 감지한 물의 온도 정보가 최소 허용 온도 미만인지 여부를 판단한다(S210). S210단계에서 판단 결과, 물의 온도 정보가 최소 허용 온도 미만인 경우, 공급제어부(480)는 가열밸브(422)를 오픈시키고 냉각밸브(424)를 클로즈 시키도록 제어한다(S212). 그 후, 공급제어부(480)는 가열부(460)를 작동시키고(S214), 이어서 공급펌프(440)를 작동시킨다(S230). 그러면 물탱크(420)로 회수된 물은 가열부(460)로 전달되어 가열된 후 이어서 공급관(430)을 통하여 용마루(110)로 공급된다.

그리고 S210단계에서 판단 결과, 물의 온도 정보가 최대 허용 온도를 초과하는 경우(S220), 공급제어부(480)는 가열밸브(422)를 클로즈시키고 냉각밸브(424)를 오픈시키도록 제어한다(S222). 그 후, 공급제어부(480)는 냉각부(470)를 작동시키고(S224), 이어서 공급펌프(440)를 작동시킨다(S230). 그러면 물탱크(420)로 회수된 물은 냉각부(470)로 전달되어 냉각된 후 이어서 공급관(430)을 통하여 용마루(110)로 공급된다.

이처럼 본 발명은 생육 작물 또는 기후 변화에 따라 용마루(110)로 공급하는 물의 온도를 적절하게 조절할 수 있어, 높은 수준의 냉, 난방장치 없이 온실 내 온도를 적절하게 변화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 공기온도센서가 감지한 공기의 온도 정보에 따라 공급제어부가 운전되는 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 10, 도 11 및 도 13을 참조하면, 공급제어부(480)는 공기온도센서(454)로부터 공기의 온도 정보를 수신받는다(S250). 이후, 공급제어부(480)는 공기온도센서(454)가 감지한 공기의 온도 정보가 최소 허용 온도 미만인지 여부를 판단한다(S260). S260단계에서 판단 결과, 공기의 온도 정보가 최소 허용 온도 미만인 경우, 공급제어부(480)는 가열밸브(422)를 오픈시키고 냉각밸브(424)를 클로즈 시키도록 제어한다(S262). 그 후, 공급제어부(480)는 가열부(460)를 작동시키고(S264), 이어서 공급펌프(440)를 작동시킨다(S280). 그러면 물탱크(420)로 회수된 물은 가열부(460)로 전달되어 가열된 후 이어서 공급관(430)을 통하여 용마루(110)로 공급된다.

그리고 S260단계에서 판단 결과, 공기의 온도 정보가 최대 허용 온도를 초과하는 경우(S270), 공급제어부(480)는 가열밸브(422)를 클로즈시키고 냉각밸브(424)를 오픈시키도록 제어한다(S272). 그 후, 공급제어부(480)는 냉각부(470)를 작동시키고(S274), 이어서 공급펌프(440)를 작동시킨다(S280). 그러면 물탱크(420)로 회수된 물은 냉각부(470)로 전달되어 냉각된 후 이어서 공급관(430)을 통하여 용마루(110)로 공급된다.

이처럼 본 발명은 실내공간부(170)의 공기 온도 변화에 따라 용마루(110)로 공급하는 물의 온도를 적절하게 조절할 수 있어, 높은 수준의 냉, 난방장치 없이 온실 내 온도를 적절하게 변화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 실내공간부에서 공기가 환기되는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 환기수단을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 제 1 측벽부(150)에 하나 이상의 흡기구(152)가 형성되고, 제 2 측벽부(160)에 하나 이상의 배기구(162)가 형성된다. 그리고 환기수단(600)은 공기온도센서(610), 흡기개폐부(620), 배기개폐부(630), 환기팬(640), 환기제어부(650) 및 냉각수공급관(660)을 포함한다.

공기온도센서(610)는 수막복층부재(200)에 의하여 형성되는 온실 내부 공간 즉, 실내공간부(170)의 온도를 측정하는 것으로, 예를 들면, 제 1 측벽부(150)의 내측 또는 제 2 측벽부(160)의 내측에 설치될 수 있다. 공기온도센서(610)는 도 11에 도시된 공기온도센서(454)와 동일한 구성일 수도 있고, 별도로 구성될 수도 있을 것이다.

흡기개폐부(620)는 환기제어부(650)의 제어신호를 전달받아 흡기구(152)를 개폐시키도록 구성된다. 흡기개폐부(620)와, 배기개폐부(630)는 환기제어부(650)의 제어신호를 전달받아 배기구(162)를 개폐시키도록 구성된다. 환기팬(640)은 흡기구(152) 또는 배기구(162)에 설치되며 외부 공기를 실내로 흡기시키거나 또는 실내 공기를 외부로 배기시킨다.

환기제어부(650)는 공기온도센서(610)로부터 전달받는 실내공간부(170)의 온도가 설정온도를 초과하는 경우, 흡기개폐부(620)와 배기개폐부(630)가 흡기구(152)와 배기구(162)를 개방시키도록 제어하고, 환기팬(640)이 작동되도록 제어하고, 공기온도센서(610)로부터 전달받는 실내공간부(170)의 온도가 설정온도 미만인 경우, 흡기개폐부(620)와 배기개폐부(630)가 흡기구(152)와 배기구(162)를 폐쇄시키도록 제어하고, 환기팬(640)이 멈추도록 제어한다.

냉각수공급관(660)은 공급수단(400)으로부터 물을 전달받아 후술하는 열교환관(미도시)으로 공급한다. 상기 열교환관은 예를 들면 주름관 형태로 형성되며 환기팬(640)의 전방 또는 후방에 위치될 수 있으며, 바람직하게는 열교환관은 흡기구(152)에 장착되는 환기팬(640)의 후방에 위치될 수 있다. 그리고 냉각수공급관(660)은 공급수단(400)의 물받이관(410)으로부터 물을 전달받아 열교환관으로 전달한다. 그리고 열교환관을 통과한 물은 냉각수연결관(662) 및 냉각수회수관(664)을 지나 공급수단(400)의 물받이관(410)으로 전달한다. 이처럼 열교환관으로 물이 전달되므로, 열교환관의 온도는 주변 온도보다 낮게 유지된다. 그리고 환기팬(640)이 작동되면 환기팬(640)의 전방에 위치되는 외부 공기가 흡기구(152)를 통하여 흡기된 후 환기팬(640)의 후방에 위치되는 열교환관을 지나면서 열교환관과 열교환된 후 실내공간부(170)로 흡기된다. 이처럼 흡기구(152)를 통하여 흡입되는 고온의 외부 공기가 열교환관을 지나면서 저온으로 변화되므로, 예를 들면 무더운 여름철 온실 내부 온도를 생육 작물에 적합하도록 적절하게 변화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템의 환기제어부의 운전 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 14 내지 도 16을 참조하면, 환기제어부(650)는 실내공간부(170)에 위치한 공기온도센서(610)로부터 실내공간부(170)의 공기의 온도 정보를 수신받는다(S300). 이후, 환기제어부(650)는 공기온도센서(610)가 감지한 공기의 온도 정보가 설정 온도를 초과하는지 여부를 판단한다(S310). 그리고 S310단계에서, 공기온도센서(610)가 감지한 공기의 온도 정보가 설정 온도를 초과하면, 환기제어부(650)는 흡기개폐부(620) 및 배기개폐부(630)를 오픈시키도록 제어하고, 이어서 환기팬(640)이 온 되도록 제어한다. 그러면 외부 공기가 흡기개폐부(620)를 통하여 실내공간부(170)로 흡기된 후, 이어서 실내공간부(170)를 지나 배기개폐부(630)를 통하여 외부로 배기된다. 이처럼 실내공간부(170)의 공기를 외부의 공기와 환기시켜서 실내공간부(170)의 온도를 낮추도록 한다.

그 후, 환기제어부(650)는 실내공간부(170)에 위치한 공기온도센서(610)로부터 실내공간부(170)의 공기의 온도 정보를 다시 수신받는다(S320). 이후, 환기제어부(650)는 공기온도센서(610)가 감지한 공기의 온도 정보가 설정 온도를 초과하는지 여부를 판단한다(S330). 그리고 S330단계에서, 공기온도센서(610)가 감지한 공기의 온도 정보가 여전히 설정 온도를 초과하면, 환기팬(640)의 회전속도를 점차 상승시켜서, 더 많은 외부 공기가 실내공간부(170)로 흡기되도록 한다(S332). 그러면 흡기개폐부(620)를 통하여 실내공간부(170)로 흡기되는 외부 공기의 양이 많아져서 실내공간부(170)의 온도를 신속하게 낮출 수 있는 효과가 있다.

그리고 S332단계 이후, 환기제어부(650)는 공기온도센서(610)가 감지한 공기의 온도 정보가 설정 온도를 초과하는지 여부를 재차 판단한다(S340). 그리고 S340단계에서, 공기온도센서(610)가 감지한 공기의 온도 정보가 여전히 설정 온도를 초과하면, S332단계를 다시 이행하고, 공기온도센서(610)가 감지한 공기의 온도 정보가 설정 온도 미만이면, 더 이상 환기를 하지 않아도 되므로, 환기팬(640)을 오프시키고(S352), 흡기개폐부(620) 및 배기개폐부(630)를 클로즈시킨다(S354).

본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명을 이로 한정하지 않음은 당연하고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

100: 프레임부재
110: 용마루 112: 공급공간부
114: 안내홀 116: 상부끼움안내부
120: 지주대 122: 내부유로
130: 배수프레임 131: 배수공간부
132: 배수구 134: 하부끼움안내부
140: 보강프레임 150: 제 1 측벽부
152: 흡기구 160: 제 2 측벽부
162: 배기구 170: 실내공간부
200: 수막복층부재
210: 상부수막복층판 212: 상부공간부
214: 상부격벽 214a: 상부연통홀
220: 하부수막복층판 222: 하부공간부
224: 하부격벽 224a: 하부연통홀
230: 연결관
300: 공기복층부재
310: 상부공기복층판 312: 상부공기층
320: 하부공기복층판 322: 하부공기층
400: 공급수단
410: 물받이관 412: 배수연결부
420: 물탱크 422: 가열밸브
424: 냉각밸브 430: 공급관
440: 공급펌프 450: 온도센서
452: 수온센서 454: 공기온도센서
460: 가열부 470: 냉각부
480: 공급제어부
500: 개폐수단
510: 수위감지센서 520: 배수밸브
530: 개폐제어부
600: 환기수단
610: 공기온도센서 620: 흡기개폐부
630: 배기개폐부 640: 환기팬
650: 환기제어부 660: 냉각수공급관
662: 냉각수연결관 664: 냉각수회수관

Claims (16)

1. 길이방향을 따라 긴 형상으로 형성되는 용마루와, 상기 용마루의 양측으로 이격되되 상기 용마루보다 하방에 위치되는 한 쌍의 지주대와, 상기 지주대의 하부에 위치되는 배수프레임을 구비하는 프레임부재;
   상기 용마루와 상기 지주대 사이에 결합되며 이중으로 형성되어 내부에 상부공간부가 형성되는 상부수막복층판과, 상기 지주대와 상기 배수프레임 사이에 결합되며 이중으로 형성되어 내부에 하부공간부가 형성되는 하부수막복층판을 구비하는 수막복층부재;
   상기 용마루의 내부로 물을 공급하는 공급수단; 및
   상기 하부공간부와 연통되는 상기 배수프레임의 배수구를 개폐시키는 개폐수단을 포함하고,
   상기 상부공간부와 상기 하부공간부는 상호 연통되도록 구성되고,
   상기 개폐수단이 상기 배수구를 폐쇄시킨 상태에서 상기 용마루에서 상기 상부공간부로 공급되는 물은 상기 상부공간부를 지나 상기 하부공간부로 공급되어, 상기 상부공간부 및 상기 하부공간부에 물이 채워지고,
   상기 상부수막복층판의 하부와 상기 하부수막복층판의 상부를 연결시키는 연결관을 더 포함하고,
   상기 상부공간부로 공급되는 물은 상기 연결관을 지나 상기 하부공간부로 공급되는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템.
   
2. 길이방향을 따라 긴 형상으로 형성되는 용마루와, 상기 용마루의 양측으로 이격되되 상기 용마루보다 하방에 위치되는 한 쌍의 지주대와, 상기 지주대의 하부에 위치되는 배수프레임을 구비하는 프레임부재;
   상기 용마루와 상기 지주대 사이에 결합되며 이중으로 형성되어 내부에 상부공간부가 형성되는 상부수막복층판과, 상기 지주대와 상기 배수프레임 사이에 결합되며 이중으로 형성되어 내부에 하부공간부가 형성되는 하부수막복층판을 구비하는 수막복층부재;
   상기 용마루의 내부로 물을 공급하는 공급수단; 및
   상기 하부공간부와 연통되는 상기 배수프레임의 배수구를 개폐시키는 개폐수단을 포함하고,
   상기 상부공간부와 상기 하부공간부는 상호 연통되도록 구성되고,
   상기 개폐수단이 상기 배수구를 폐쇄시킨 상태에서 상기 용마루에서 상기 상부공간부로 공급되는 물은 상기 상부공간부를 지나 상기 하부공간부로 공급되어, 상기 상부공간부 및 상기 하부공간부에 물이 채워지고,
   상기 상부수막복층판의 외측을 커버하도록 상기 용마루와 상기 지주대 사이에 결합되며 이중으로 형성되어 내부에 상부공기층이 형성되는 상부공기복층판과, 상기 하부수막복층판의 외측을 커버하도록 상기 지주대와 상기 배수프레임 사이에 결합되며 이중으로 형성되어 내부에 하부공기층이 형성되는 하부공기복층판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 용마루는, 가상의 중심선을 기준으로 하여, 상기 중심선의 양측으로 하향 경사지도록 형성되고,
   상기 용마루의 내부는 상기 공급수단에서 공급되는 물이 수용되도록 빈 공간이 형성되고,
   상기 용마루의 양측 하부에 상기 상부공간부 방향으로 안내홀이 관통 형성되어, 상기 용마루의 내부로 공급되는 물이 상기 안내홀을 통하여 상기 상부공간부로 흘러 내려가는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 지주대의 내부에는 상기 상부공간부로 공급된 물을 상기 하부공간부로 전달하기 위한 내부유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템.
   
5. 삭제
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 상부공간부 및 상기 하부공간부는 각각 상하 방향으로 형성되는 하나 이상의 격벽에 의해 복수 개의 독립된 공간으로 구획되는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 격벽은 길이방향을 따라 복수 개의 연통홀이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템.
   
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 개폐수단은:
   상기 상부공간부의 수위를 감지하는 수위감지센서;
   제어신호를 전달받아 상기 배수구를 오픈 또는 클로즈시키는 배수밸브; 및
   상기 수위감지센서가 감지한 수위가 기준수위 미만인 경우 상기 배수밸브가 클로즈되도록 제어신호를 출력하고, 상기 수위감지센서가 감지한 수위가 기준수위 이상인 경우 상기 배수밸브가 오픈되도록 제어신호를 출력하는 개폐제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템.
   
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 공급수단은:
   상기 배수구에서 배수되는 물을 회수하는 물탱크;
   상기 배수구와 상기 물탱크 사이에 구비되는 여과필터;
   상기 물탱크로 회수된 물을 상기 용마루로 공급하는 공급관; 및
   상기 물탱크의 물을 상기 공급관을 통하여 상기 용마루로 펌핑시키는 공급펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템.
   
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 공급수단은:
    상기 배수구에서 배수되는 물을 회수하는 물탱크;
    상기 물탱크로 회수된 물을 상기 용마루로 공급하는 공급관;
    상기 물탱크의 물을 상기 공급관을 통하여 상기 용마루로 펌핑시키는 공급펌프;
    상기 용마루로 공급되는 물의 온도 또는 상기 수막복층부재에 의하여 형성되는 실내공간부의 온도를 측정하는 온도센서;
    상기 물탱크의 일측에 위치되며 물을 가열시키는 가열부;
    상기 물탱크의 타측에 위치되며 물을 냉각시키는 냉각부; 및
    상기 온도센서가 감지한 온도가 최소 허용온도 미만인 경우, 상기 물탱크로 회수된 물을 상기 가열부로 전달하고, 상기 온도센서가 감지한 온도가 최대 허용온도를 초과한 경우, 상기 물탱크로 회수된 물을 상기 냉각부로 전달하는 공급제어부를 포함하고,
    상기 공급펌프는 상기 가열부 또는 상기 냉각부로 전달된 물을 상기 공급관을 통하여 상기 용마루로 펌핑시키는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템.
    
11. 삭제
12. 삭제
13. 길이방향을 따라 긴 형상으로 형성되는 용마루와, 상기 용마루의 양측으로 이격되되 상기 용마루보다 하방에 위치되는 한 쌍의 지주대와, 상기 지주대의 하부에 위치되는 배수프레임을 구비하는 프레임부재;
    상기 용마루와 상기 지주대 사이에 결합되며 이중으로 형성되어 내부에 상부공간부가 형성되는 상부수막복층판과, 상기 지주대와 상기 배수프레임 사이에 결합되며 이중으로 형성되어 내부에 하부공간부가 형성되는 하부수막복층판을 구비하는 수막복층부재;
    상기 용마루의 내부로 물을 공급하는 공급수단; 및
    상기 하부공간부와 연통되는 상기 배수프레임의 배수구를 개폐시키는 개폐수단을 포함하고,
    상기 상부공간부와 상기 하부공간부는 상호 연통되도록 구성되고,
    상기 개폐수단이 상기 배수구를 폐쇄시킨 상태에서 상기 용마루에서 상기 상부공간부로 공급되는 물은 상기 상부공간부를 지나 상기 하부공간부로 공급되어, 상기 상부공간부 및 상기 하부공간부에 물이 채워지고,
    상기 용마루의 일단부와 한 쌍의 상기 지주대의 일단부 사이를 커버하는 제 1 측벽부와,
    상기 용마루의 타단부와 한 쌍의 상기 지주대의 타단부 사이를 커버하는 제 2 측벽부와,
    상기 제 1 측벽부에 형성되는 흡기구와,
    상기 제 2 측벽부에 형성되는 배기구와,
    상기 흡기구 또는 상기 배기구에 설치되며 외부 공기를 실내로 흡기시키거나 또는 실내 공기를 외부로 배기시키는 환기팬을 더 포함하고,
    상기 수막복층부재에 의하여 형성되는 실내공간부의 온도를 측정하는 공기온도센서와,
    상기 흡기구를 개폐시키는 흡기개폐부와,
    상기 배기구를 개폐시키는 배기개폐부와,
    상기 공기온도센서로부터 전달받는 상기 실내공간부의 온도가 설정온도를 초과하는 경우, 상기 흡기개폐부와 상기 배기개폐부가 상기 흡기구와 상기 배기구를 개방시키도록 제어하고, 상기 환기팬이 작동되도록 제어하고, 상기 공기온도센서로부터 전달받는 상기 실내공간부의 온도가 설정온도 미만인 경우, 상기 흡기개폐부와 상기 배기개폐부가 상기 흡기구와 상기 배기구를 폐쇄시키도록 제어하고, 상기 환기팬이 멈추도록 제어하는 환기제어부를 더 포함하고,
    상기 환기팬의 전방 또는 후방에 위치되는 열교환관과, 상기 공급수단으로부터 물을 전달받아 상기 열교환관으로 공급하는 냉각수공급관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수막복층판을 구비하는 저전력 온실 시스템.
    
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