KR102393539B1 - 스마트 팜 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 스마트 팜 시스템은, 친환경 에너지에 의해 제1유체가 가열되고, 상기 제1유체가 순환하는 경로가 구비되고, 대기 환경을 측정하여 기 설정된 값에 따라 상기 제1유체의 열을 제1사이클 또는 제2사이클에 전달하는 열교환유닛 및 상기 제1사이클 또는 상기 제2사이클과 열교환하는 스마트 팜을 포함할 수 있다.

Description

스마트 팜 시스템{Smart farm system}
본 발명은 스마트 팜 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 계절에 따라 다른 사이클로 순환하는 스마트 팜 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 널리 사용되는 화석에너지는 한정된 양 및 배출되는 오염물질에 의한 환경문제로 인해 이를 대체하여 사용할 수 있는 대체에너지에 대한 관심은 매우 높다.
대체에너지의 에너지원으로 조수 간만의 차를 이용하여 에너지를 얻는 조력, 바람의 힘을 이용하여 에너지를 얻는 풍력, 태양의 열이나 빛을 이용한 태양에너지 등이 있고, 이와 관련된 다양한 기술이 개발되고 있다.
이러한 자연력을 이용한 발전시스템 중 하나로 태양열을 이용한 발전 장치가 소개되고 있으며, 태양열 발전 장치는 다른 발전에 비해 대기오염, 소음, 발열, 진동 등의 공해가 전혀 없는 청정에너지로서, 연료의 수송 및 발전설비의 유지관리가 거의 불필요하며, 설치장소의 선택, 설비 규모를 자유롭게 할 수 있으며, 장치의 수명이 길고 설치공사가 쉽다는 이점이 있다.
본 발명은 상기 태양열을 이용한 발전 장치에 있어 특히 계절에 따라 달리 적용될 수 있는 사이클을 포함하여 상기 사이클에서 제공되는 에너지를 활용하여 스마트 팜을 구성할 수 있는 시스템에 관한 발명이다.
대한민국등록특허공보 제 10-1802376호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 계절에 따라 선택적으로 적용될 수 있는 복수의 사이클을 포함하는 시스템을 제공하기 위함이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스마트 팜 시스템은, 친환경 에너지에 의해 제1유체가 가열되고, 상기 제1유체가 순환하는 경로가 구비되고, 대기 환경을 측정하여 기 설정된 값에 따라 상기 제1유체의 열을 제1사이클 또는 제2사이클에 전달하는 열교환유닛 및 상기 제1사이클 또는 상기 제2사이클과 열교환하는 스마트 팜을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 열교환유닛은, 상기 친환경 에너지에 의해 상기 제1유체가 가열되는 가열부, 상기 제1유체가 상기 가열부를 경유하여 순환하는 경로를 제공하는 제1순환라인 및 상기 제1유체가 상기 제1사이클 또는 상기 제2사이클을 경유하여 순환하는 경로를 제공하는 제2순환라인을 포함할 수 있다.
그리고 상기 열교환유닛은, 상기 제1유체를 저장하는 제1탱크 및 상기 제1탱크에 저장되는 제1유체가 기 설정한 값에 해당하는 경우, 상기 제2순환라인을 순환하도록 구비되는 제1밸브를 포함할 수 있다.
또는, 상기 가열부는, 태양열 에너지를 집광하고, 상기 태양열 에너지를 상기 제1유체에 전달하도록 패널이 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 제1유체는, 비열이 큰 유체로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또는, 상기 열교환유닛은, 상기 대기 환경이 제1값에 해당하는 경우, 상기 제1유체의 열을 상기 제1사이클에 전달하고, 상기 대기 환경이 제2값에 해당하는 경우, 상기 제1유체의 열을 상기 제2사이클에 전달하는 제어부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제어부는, 상기 제1유체가 상기 제1사이클을 우회하여 순환하도록 구비되는 제1바이패스라인 및 상기 제1유체가 상기 제1바이패스라인으로 경유하여 순환하는지 여부를 결정하는 제2밸브를 포함할 수 있다.
그리고 상기 제1값의 온도가 상기 제2값의 온도보다 높은 것을 특징으로 할 수 있다.
또는, 상기 제1사이클은, 흡착식 냉동기 및 상기 제1사이클을 순환하는 제2유체의 순환 경로를 제공하는 제1사이클라인을 포함할 수 있다.
그리고 상기 제1사이클라인은, 상기 제2유체를 저장하는 제2탱크 및 상기 제2탱크에 저장되는 제2유체가 기 설정한 값에 해당하는 경우, 상기 제2유체의 열을 상기 스마트 팜에 전달하는 제3밸브를 포함할 수 있다.
또는, 상기 제1사이클라인은, 상기 제2유체가 상기 흡착식 냉동기와 상기 제2탱크를 순환하는 경로를 제공하는 제1-1사이클라인 및 상기 제2유체가 상기 제2탱크를 경유하여 상기 스마트 팜과 열교환하는 경로를 제공하는 제1-2사이클라인을 포함할 수 있다.
그리고 상기 제2사이클은, 제3유체가 상기 제1유체와 열교환되도록 구비되는 가열기 및 상기 가열기를 경유한 제3유체가 터빈, 응축기 및 펌프를 경유하여 상기 가열기에 유입되는 순환 경로를 제공하는 제2사이클라인을 포함할 수 있다.
또는, 상기 제2사이클은, 상기 터빈에서 생성되는 전기 에너지를 저장하는 에너지 저장장치를 포함할 수 있다.
그리고 상기 제1사이클라인은, 상기 스마트 팜을 경유한 제2유체가 상기 응축기와 열교환하는 제1-3사이클라인 및 상기 제2유체가 상기 제1-3사이클라인으로 경유하여 순환하는지 여부를 결정하는 제4밸브를 포함할 수 있다.
또는, 상기 제2사이클은, 상기 응축기를 냉각시키는 냉각팬을 포함할 수 있다.
그리고 상기 제1유체는, 상기 대기 환경이 제2값에 해당하는 경우, 상기 제2사이클에 열을 전달한 후 상기 스마트 팜을 경유하여 순환하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또는, 상기 제2순환라인은, 상기 제1유체의 열을 상기 스마트 팜에 전달하도록 일부가 분기하여 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스마트 팜의 구동방법은, 대기 환경을 측정하는 단계, 상기 측정된 대기 환경에 따라, 친환경 에너지에 의해 가열된 제1유체의 열을 제1사이클 또는 제2사이클에 전달하는 단계, 상기 제1사이클을 순환하는 제2유체는, 흡착식 냉동기를 경유하는 단계, 상기 제2사이클을 순환하는 제3유체는, 가열기, 터빈, 응축기 및 펌프를 경유하는 단계 및 상기 제2유체 또는 상기 제3유체의 열을 스마트 팜과 열교환하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제3유체가 가열기, 터빈, 응축기 및 펌프를 경유하는 단계는, 상기 터빈에서 생성되는 전기 에너지를 상기 스마트 팜에 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 스마트 팜 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 비열이 높은 물탱크를 이용하여 안정적인 열 공급이 가능하다.
둘째, 복수의 사이클이 계절에 따라 선택적으로 적용될 수 있어 효율적으로 운용할 수 있다.
셋째, 친환경 에너지를 이용하여 스마트 팜에 전기 에너지, 열 에너지를 다양하게 공급할 수 있어 시스템 구동 간에 오염 물질이 배출되지 않는다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 스마트 팜 시스템을 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.
또한, 본 발명의 실시 예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, "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.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 스마트 팜(50) 시스템에 대하여 설명한다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 스마트 팜(50) 시스템을 나타낸 도면이다.
본 발명의 스마트 팜(50) 시스템은, 열교환유닛(100) 및 스마트 팜(50)을 포함할 수 있다.
상기 열교환유닛(100)은, 친환경 에너지에 의해 제1유체가 가열되고, 상기 제1유체가 순환하는 경로가 구비되고, 대기 환경을 측정하여 기 설정된 값에 따라 상기 제1유체의 열을 제1사이클(10) 또는 제2사이클(20)에 전달하는 구성일 수 있다.
상기 대기 환경을 측정하기 위하여, 온도 또는 습도를 측정할 수 있는 센서가 구비되고 이에 대한 데이터를 획득할 수 있다. 이와 관련하여서는 후술하기로 한다.
그리고 상기 스마트 팜(50)은, 상기 제1사이클(10) 또는 상기 제2사이클(20)과 열교환할 수 있다.
상기 스마트 팜(50)은, 농업 분야에 정보통신기술(ICT)이 접목된 농장으로서, 사물 인터넷(Internet of Things) 기술을 이용하여 농작물 재배 시설의 환경을 측정, 분석하고 분석 결과에 따라 적절하게 제어될 수 있다.
특히, 본 발명의 스마트 팜(50) 시스템은, 상기 스마트 팜(50)의 환경 중 공기조화 즉, 온도 또는 습도의 제어를 통해 농작물을 적절하게 생육할 수 있다. 또한 상술한 바와 같이 본 발명의 스마트 팜(50) 시스템은 이 과정에서 친환경 에너지를 에너지원으로 할 수 있으므로, 스마트 팜(50)의 목적 구현에 적합하다.
후술할 본 발명의 스마트 팜(50) 시스템에 의해 생성되는 전기 에너지나 열 에너지가 상기 스마트 팜(50)에 제공되거나 열 교환되게 구비됨으로써, 상기 스마트 팜(50)은 별도의 에너지를 투입하지 않고 구동이 가능하다는 장점이 있다.
이 때, 상기 열교환유닛(100)은, 가열부(110), 제1순환라인(120) 및 제2순환라인(130)을 포함할 수 있다.
상기 가열부(110)는, 상기 친환경 에너지에 의해 상기 제1유체를 가열할 수 있다.
상기 제1순환라인(120)은, 상기 제1유체가 상기 가열부(110)를 경유하여 순환하는 경로를 제공할 수 있다.
그리고 상기 제2순환라인(130)은, 상기 제1유체가 상기 제1사이클(10) 또는 상기 제2사이클(20)을 경유하여 순환하는 경로를 제공할 수 있다.
즉, 상기 열교환유닛(100)을 통해 상기 제1유체는 상기 제1순환라인(120)을 통해 가열부(110)를 경유하여 획득한 열 에너지를 상기 제2순환라인(130)을 통해 후술할 제1사이클(10) 또는 제2사이클(20)을 경유하는 방식으로 열을 전달할 수 있다.
예를 들어, 친환경 에너지가 태양열 에너지인 경우 상기 제1순환라인(120)은, 태양열 에너지를 집광하고, 상기 태양열 에너지를 상기 제1유체에 전달하도록 패널이 설치될 수 있다.
다만, 상기 친환경 에너지는 태양광 에너지에 한정되는 것은 아니고, 상기 친환경 에너지의 종류에 따라 상기 제2순환라인(130)에는 상기 친환경 에너지를 저장할 수 있는 구성이 구비될 수 있다.
또한, 상기 열교환유닛(100)은, 제1탱크(140) 및 제1밸브를 포함할 수 있다.
상기 제1탱크(140)는, 상기 제1유체를 저장할 수 있고, 상기 제1유체의 열이 외기로 전달되는 것을 방지하도록 단열재를 포함할 수 있다.
그리고 상기 제1밸브는, 상기 제1탱크(140)에 저장되는 제1유체가 기 설정한 값에 해당하는 경우, 상기 제1유체가 상기 제2순환라인(130)을 순환하도록 구비될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1유체가 상기 친환경 에너지로부터 얻은 열량이 적다면, 상기 제1유체를 순환시켜 상기 열교환유닛(100)을 통해 상기 제1사이클(10) 또는 상기 제2사이클(20)을 구동하는 것이 불가능할 수도 있고 가능하더라도 이의 효율이 현저히 떨어질 수도 있다.
따라서, 상기 제1유체는 상기 제1밸브의 작동 여부에 따라 상기 제2순환라인(130)을 따라 상기 제1사이클(10) 또는 상기 제2사이클(20)에 열을 전달하거나, 상기 제1순환라인(120)을 지속적으로 순환하며 친환경 에너지를 통해 열을 축적할 수도 있다.
이 때, 상기 제1유체는 물과 같이 비열이 큰 유체로 형성되는 것이 바람직하다.
이는, 친환경 에너지는 언제나 일정한 열을 공급하는 열원으로서 기능을 하기 어렵기 때문이다. 즉, 상기 제1유체는 비열이 큰 유체로 형성됨에 따라 열용량을 최대로 할 수 있어, 불규칙적으로 제공되는 친환경 에너지의 열 에너지를 저장하였다가 본 발명의 스마트 팜(50) 시스템이 필요로 하는 때에 상기 열을 공급할 수 있다.
다만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니고 상술한 바와 같이 환경에 따라 선택적으로 설치될 수 있는 상기 가열부(110)의 구성에 따라 달라질 수 있음은 통상의 기술자에 자명하다.
또한, 상기 열교환유닛(100)은 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 대기 환경이 제1값에 해당하는 경우, 상기 제1유체의 열을 상기 제1사이클(10)에 전달하고, 상기 대기 환경이 제2값에 해당하는 경우, 상기 제1유체의 열을 상기 제2사이클(20)에 전달하는 구성일 수 있다.
이 때, 상기 제어부는, 상기 제1유체의 흐름을 제어하기 위하여 제1바이패스라인(163) 및 제2밸브(165)를 포함할 수 있다.
상기 제1바이패스라인(163)은, 상기 제1유체가 상기 제1사이클(10)을 우회하여 순환하도록 경로를 제공할 수 있다.
그리고 상기 제2밸브(165)는, 상기 제1유체가 상기 제1바이패스라인(163)으로 경유하여 순환하는지 여부를 결정할 수 있다.
즉, 상기 제2밸브(165)의 작동에 따라 상기 제1유체는 상기 열교환유닛(100)에서 측정한 온도가 제1값에 해당하는 경우, 상기 제1사이클(10)로 유동하여 상기 제1유체의 열을 제1사이클(10)에 전달할 수 있다.
그리고 상기 열교환유닛(100)에서 측정한 온도가 제2값에 해당하는 경우, 상기 제2밸브(165)에 의해 상기 제1유체는 상기 제1바이패스라인(163)을 따라 상기 제2사이클(20)로 우회하여 상기 제1유체의 열을 제2사이클(20)에 전달할 수 있다.
상기 제어부의 기능에 의해, 본 발명의 스마트 팜(50) 시스템은 친환경 에너지로부터 획득한 열 에너지를 최대한 활용할 수 있다.
본 발명의 스마트 팜(50) 시스템의 하나의 실시예로서, 여름철과 같이 대기 환경의 온도가 높은 경우에 대해 설명한다.
구체적으로, 상기 제1값의 온도가 상기 제2값의 온도보다 높게 설정되는 경우, 상기 제1사이클(10)은, 흡착식 냉동기 및 제1사이클라인을 포함할 수 있다.
상기 흡착식 냉동기는, 흡착제로 실리카겔, 제올라이트 등을 사용하고 증발기, 흡착탑, 응축기 및 밸브가 구비되어 상기 제1유체로부터 전달받은 열을 구동원으로 하여 에너지를 유효하게 재활용 할 수 있는 시스템으로 일반적으로 널리 알려진 흡착기 냉동기일 수 있다.
상기 제2유체는 상기 제1유체와 같이 비열이 큰 유체로 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 상기 흡착식 냉동기의 냉매가 일반적으로 물과 같이 비열이 큰 유체로 형성되기 때문이다. 다만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니고 상술한 바와 같이 환경에 따라 선택적으로 설치될 수 있음은 통상의 기술자에 자명하다.
그리고 상기 제1사이클라인은, 상기 제1사이클(10)을 순환하는 제2유체의 순환 경로를 제공할 수 있다.
이 때, 상기 제1사이클라인은, 제2탱크(210) 및 제3밸브를 포함할 수 있다.
상기 제2탱크(210)는, 상기 제2유체를 저장하고 상기 제2유체의 열이 외기로 전달되는 것을 방지하도록 단열재를 포함할 수 있다.
그리고 상기 제3밸브는, 상기 제2탱크(210)에 저장되는 제2유체가 기 설정한 값에 해당하는 경우, 상기 제2유체를 상기 스마트 팜(50)으로 유동시켜 상기 제2유체의 열을 상기 스마트 팜(50)에 전달할 수 있다.
상기 제2유체는 상기 제3밸브의 작동 여부에 따라 상기 스마트 팜(50)에 열을 전달하거나, 상기 제2탱크(210)에 저장되어 필요 시에 상기 제1사이클라인을 순환할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1사이클라인은, 제1-1사이클라인 및 제1-2사이클라인을 포함할 수 있다.
상기 제1-1사이클라인은, 상기 제2유체가 상기 흡착식 냉동기와 상기 제2탱크(210)를 순환하는 경로를 제공할 수 있다.
그리고 상기 제1-2사이클라인은, 상기 제2유체가 상기 제2탱크(210)를 경유하여 상기 스마트 팜(50)과 열교환하는 경로를 제공할 수 있다.
즉, 상기 제2유체는 상기 제3밸브의 작동 여부에 따라 상기 제1-2사이클라인을 따라 상기 스마트 팜(50)에 열을 전달하거나, 상기 제1-1사이클라인을 지속적으로 순환하며 상기 흡착식 냉동기를 구동할 수도 있다.
다음으로 본 발명의 스마트 팜(50) 시스템의 다른 실시예로서, 겨울철과 같이 대기 환경의 온도가 낮은 경우에 대해 설명한다.
구체적으로 상기 제1값의 온도가 상기 제2값의 온도보다 높게 설정되는 경우, 상기 제2사이클(20)은, 가열기(310), 터빈, 응축기, 펌프 및 제2사이클라인(330)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제2사이클(20)은 랭킨사이클로, 제3유체가 펌프, 증발기, 터빈 및 응축기를 제2순환라인(130)을 따라 순환하며, 상기 제2사이클(20)은 스팀보다 증발 온도가 낮은 유기물질을 이용한 ORC(Organic Rankine Cycle)로 구성되는 것이 바람직하다.
이는, 본 발명의 스마트 팜(50) 시스템이 친환경 에너지를 이용하기 때문에 일반적인 랭킨사이클(Rankine Cycle)의 터빈을 구동시킬 수 있을 만큼 온도가 상승하는 것을 상정하기 어렵기 때문이며, 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 제2사이클(20)은 에너지 저장장치(ESS)를 포함할 수 있다.
상기 에너지 저장장치를 통해 상기 터빈에서 생성되는 전기 에너지를 저장하였다가, 상기 스마트 팜(50)이 필요로 하는 경우 또는 전기 에너지를 필요로 하는 구성에 이를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1사이클라인은, 제1-3사이클라인(235) 및 제4밸브(236)를 포함할 수 있다.
상기 제1-3사이클라인(235)은, 상기 제2유체가 상기 응축기와 열교환하는 경로를 경로를 제공할 수 있다.
그리고 상기 제4밸브(236)는, 상기 제2유체가 상기 제1-3사이클라인(235)으로 경유하여 순환하는지 여부를 결정할 수 있다.
상기 제4밸브(236)의 작동 여부에 따라, 상기 제1사이클(10)을 순환하는 상기 제2유체가 상기 응축기와 열교환함으로써, 상기 제2유체의 냉열을 상기 응축기에 전달하여 상기 응축기의 효율을 높일 수 있다.
그리고 상기 제2사이클(20)은, 상기 응축기를 냉각시키는 냉각팬(350)을 포함할 수 있다.
상기 냉각팬(350)은 상술한 에너지 저장장치에 의해 구동될 수 있으며, 상기 응축기의 효율을 높일 수 있다.
또한, 상기 제1유체는, 상기 대기 환경이 제2값에 해당하는 경우, 상기 제2사이클(20)에 열을 전달한 후 상기 스마트 팜(50)을 경유하여 순환하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 상기 제2사이클(20)에 열을 전달하더라도 상기 제1유체는 상당한 양의 열을 포함하고 있어, 상기 스마트 팜(50)에 고온의 열을 전달하는 방식으로 상기 스마트 팜(50)의 난방을 제공할 수 있다.
또는, 상기 제2순환라인(130)은, 상기 제1유체의 열을 상기 스마트 팜(50)에 전달하도록 일부가 분기하여 형성됨으로써 상기 스마트 팜(50)에 고온의 열을 전달할 수 있다.
따라서, 본 발명의 스마트 팜(50) 시스템은 별도의 냉, 난방 장치의 설치가 없더라도 상술한 사이클 간의 연동을 통해 상기 스마트 팜(50)에 냉 난방을 제공할 수 있다.
하기에서는 본 발명의 스마트 팜(50) 시스템을 이용한 스마트 팜(50)의 구동방법에 대하여 설명한다.
하술하는 내용 중 상술한 내용과 동일한 용어의 구성은 동일하거나 유사한 기능을 수행하거나 효과를 구현할 수 있는 것으로, 이에 대한 상세한 설명은 상술한 내용으로 대체하여 이해할 수 있다.
본 발명의 스마트 팜(50)의 구동방법은, 대기 환경 측정단계, 열 전달단계, 제1사이클(10) 구동단계, 제2사이클(20) 구동단계 및 열 교환단계를 포함할 수 있다.
상기 대기 환경 측정단계는, 상술한 열교환유닛(100)에서 대기 환경을 측정하는 단계일 수 있다.
상기 열 전달단계는, 상기 측정된 대기 환경에 따라, 친환경 에너지에 의해 가열된 제1유체의 열을 제1사이클(10) 또는 제2사이클(20)에 전달하는 단계일 수 있다.
상기 제1사이클(10) 구동단계는, 상기 제1사이클(10)을 순환하는 제2유체는, 흡착식 냉동기를 경유하는 단계일 수 있다.
상기 제2사이클(20) 구동단계는, 상기 제2사이클(20)을 순환하는 제3유체는, 가열기(310), 터빈, 응축기 및 펌프를 경유하는 단계일 수 있다.
즉, 상술한 바와 같이, 상기 제2사이클(20) 구동단계는 상기 제3유체가 랭킨 사이클을 순환하는 구성일 수 있다.
그리고 상기 열 교환단계는, 상기 제2유체 또는 상기 제3유체의 열을 스마트 팜(50)과 열교환하는 단계일 수 있다.
이 때, 상기 제3유체가 가열기(310), 터빈, 응축기 및 펌프를 경유하는 단계는, 상기 터빈에서 생성되는 전기 에너지를 상기 스마트 팜(50)에 공급하는 단계일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 스마트 팜(50) 구동방법은 상기 열 전달단계, 상기 제1사이클(10) 및 상기 제2사이클(20)의 복합 작용에 의해, 상기 스마트 팜(50)에 전기 에너지 및 냉 난방을 제공함으로써 친환경 에너지를 효율적으로 관리할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10: 제1사이클
20: 제2사이클
50: 스마트 팜
100: 열교환유닛
110: 가열부
120: 제1순환라인
130: 제2순환라인
140: 제1탱크
163: 제1바이패스라인
165: 제2밸브
210: 제2탱크
235: 제1-3사이클라인
236: 제4밸브
310: 가열기
330: 제2사이클라인
350: 냉각팬

Claims (19)

  1. 친환경 에너지에 의해 제1유체가 가열되고, 상기 제1유체가 순환하는 경로가 구비되고, 대기 환경을 측정하여 기 설정된 값에 따라 상기 제1유체의 열을 제1사이클 또는 제2사이클에 전달하는 열교환유닛; 및
    상기 제1사이클 또는 상기 제2사이클과 열교환하는 스마트 팜;
    을 포함하며,

    상기 열교환유닛은,
    상기 대기 환경이 제1값에 해당하는 경우, 상기 제1유체의 열을 상기 제1사이클에 전달하고, 상기 대기 환경이 제2값에 해당하는 경우, 상기 제1유체의 열을 상기 제2사이클에 전달하는 제어부;
    를 포함하며,

    상기 제1값의 온도가 상기 제2값의 온도보다 높고,


    상기 제1사이클은,
    흡착식 냉동기; 및
    상기 제1사이클을 순환하는 제2유체의 순환 경로를 제공하는 제1사이클라인;
    을 포함하며,

    상기 제1사이클라인은,
    상기 제2유체를 저장하는 제2탱크; 및
    상기 제2탱크에 저장되는 제2유체가 기 설정한 값에 해당하는 경우, 상기 제2유체의 열을 상기 스마트 팜에 전달하는 제3밸브;
    를 포함하는 스마트 팜 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 열교환유닛은,
    상기 친환경 에너지에 의해 상기 제1유체가 가열되는 가열부;
    상기 제1유체가 상기 가열부를 경유하여 순환하는 경로를 제공하는 제1순환라인; 및
    상기 제1유체가 상기 제1사이클 또는 상기 제2사이클을 경유하여 순환하는 경로를 제공하는 제2순환라인;
    을 포함하는 스마트 팜 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 열교환유닛은,
    상기 제1유체를 저장하는 제1탱크; 및
    상기 제1탱크에 저장되는 제1유체가 기 설정한 값에 해당하는 경우, 상기 제1유체가 상기 제2순환라인을 순환하도록 구비되는 제1밸브;
    를 포함하는 스마트 팜 시스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 가열부는,
    태양열 에너지를 집광하고, 상기 태양열 에너지를 상기 제1유체에 전달하도록 패널이 구비되는 것을 특징으로 하는 스마트 팜 시스템.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제1유체는,
    비열이 큰 유체로 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트 팜 시스템.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1유체가 상기 제1사이클을 우회하여 순환하도록 구비되는 제1바이패스라인; 및
    상기 제1유체가 상기 제1바이패스라인으로 경유하여 순환하는지 여부를 결정하는 제2밸브;
    를 포함하는 스마트 팜 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제1사이클라인은,
    상기 제2유체가 상기 흡착식 냉동기와 상기 제2탱크를 순환하는 경로를 제공하는 제1-1사이클라인; 및
    상기 제2유체가 상기 제2탱크를 경유하여 상기 스마트 팜과 열교환하는 경로를 제공하는 제1-2사이클라인;
    을 포함하는 스마트 팜 시스템.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제2사이클은,
    제3유체가 상기 제1유체와 열교환되도록 구비되는 가열기;
    상기 가열기를 경유한 제3유체가 터빈, 응축기 및 펌프를 경유하여 상기 가열기에 유입되는 순환 경로를 제공하는 제2사이클라인;
    을 포함하는 스마트 팜 시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제2사이클은,
    상기 터빈에서 생성되는 전기 에너지를 저장하는 에너지 저장장치;
    를 포함하는 스마트 팜 시스템.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 제1사이클라인은,
    상기 스마트 팜을 경유한 제2유체가 상기 응축기와 열교환하는 제1-3사이클라인; 및
    상기 제2유체가 상기 제1-3사이클라인으로 경유하여 순환하는지 여부를 결정하는 제4밸브;
    를 포함하는 스마트 팜 시스템.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 제2사이클은,
    상기 응축기를 냉각시키는 냉각팬;
    을 포함하는 스마트 팜 시스템.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 제1유체는,
    상기 대기 환경이 제2값에 해당하는 경우, 상기 제2사이클에 열을 전달한 후 상기 스마트 팜을 경유하여 순환하는 것을 특징으로 하는 스마트 팜 시스템.
  17. 제 2항에 있어서,
    상기 제2순환라인은,
    상기 제1유체의 열을 상기 스마트 팜에 전달하도록 일부가 분기하여 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트 팜 시스템.
  18. 삭제
  19. 삭제
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