KR102494704B1 - 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 블랙 솔저 플라이 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
아쿠아포닉스 및 온실 시스템은, 겨울 태양광을 최대화하는 각도로 태양을 향하는 측 상에 있는 글레이징, 및 하우징을 갖는 절연형 태양열 온실; 태양열 온실 내에 수용된 물고기 탱크; 태양열 온실 내에 수용된 식물 재배 영역; 태양열 온실 내에 수용된 버섯 재배 영역; 태양열 온실 내에 수용되고 식물 재배 영역과 버섯 재배 영역 사이에 배치된 물 벽 열적 매스; 및 태양열 온실 내에 수용되고 미스트 공기를 버섯 재배 영역 내에 제공하도록 구성된 자연 환기 시스템을 포함한다. 식물 재배 영역에 의해 생성되는 O2는 자연 환기 시스템에 의해 수용되고 버섯 재배 영역에 제공되며, 버섯 재배 영역에 의해 생성되는 CO2는 식물 재배 영역에 제공된다.
Description
본 발명은, "SYSTEM AND METHOD FOR SOLAR GREENHOUSE AQUAPONICS AND BLACK SOLDIER FLY COMPOSTER AND AUTO FISH FEEDER"라는 명칭으로 2018년 3월 11일에 출원되고 현재 특허결정된 Carlos R. VILLAMAR의 미국 특허출원번호 제15/917,839호의 일부계속출원이며, 이는 "SYSTEM AND METHOD FOR SOLAR GREENHOUSE AQUAPONICS AND BLACK SOLDIER FLY COMPOSTER AND AUTO FISH FEEDER"라는 명칭으로 2017년 10월 13일에 출원되고 현재 특허결정된 미국 특허번호 제10,015,940호인 Carlos R. VILLAMAR의 미국 특허출원번호 제15/783,684호의 일부계속출원이며, 이는 "SYSTEM AND METHOD FOR SOLAR GREENHOUSE AQUAPONICS AND BLACK SOLDIER FLY COMPOSTER AND AUTO FISH FEEDER"라는 명칭으로 2017년 3월 1일에 출원되고 현재 특허결정된 미국 특허번호 제9,788,496호인 Carlos R. VILLAMAR의 미국 특허출원번호 제15/446,863호의 분할출원이며, 이는 "SYSTEM AND METHOD FOR SOLAR GREENHOUSE AQUAPONICS AND BLACK SOLDIER FLY COMPOSTER AND AUTO FISH FEEDER"라는 명칭으로 2015년 2월 27일에 출원되고 현재 특허결정된 미국 특허번호 제9,585,315호인 Carlos R. VILLAMAR의 미국 특허출원번호 제14/633,387호의 일부계속출원이며, 이는 "SYSTEM AND METHOD FOR SOLAR GREENHOUSE AQUAPONICS AND BLACK SOLDIER FLY COMPOSTER AND AUTO FISH FEEDER"라는 명칭으로 2014년 2월 28일에 출원된 Carlos R. VILLAMAR의 미국 가특허출원번호 제61/946,690호의 우선권을 주장하며, 이들 모두의 전문은 본원에 참고로 원용된다.
본 발명은, 일반적으로 아쿠아포닉스 및 온실 기술을 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 블랙 솔저 플라이(BSF) 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 몇 년 사이 아쿠아포닉스 및 온실 시스템 개발이 진행되고 있다. 그러나, 이러한 시스템은, 전형적으로, 효율적이면서 비용 효과적인 방식으로 아쿠아포닉스를 위한 물고기 먹이공급 시스템과 온실을 효과적으로 통합하지 못하고 있다.
따라서, 상술한 문제점 및 다른 문제점을 다루는 방법 및 시스템이 필요하다. 상술한 문제점 및 다른 문제점은 본 발명의 예시적인 실시예들에 의해 다루어지며, 이러한 실시예들은, 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 블랙 솔저 플라이(BSF) 퇴비화 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 시스템 및 방법을 제공한다.
이에 따라, 본 발명의 예시적인 양태에서는, 아쿠아포닉스 및 온실 시스템을 제공하며, 아쿠아포닉스 및 온실 시스템은, 겨울 태양광을 최대화하는 각도로 태양을 향하는 측 상에 있는 글레이징, 및 하우징을 갖는 절연형 태양열 온실; 태양광 온실 내에 수용된 물고기 탱크; 태양광 온실 내에 수용된 식물 재배 영역; 태양광 온실 내에 수용된 버섯 재배 영역; 태양열 온실 내에 수용되고, 식물 재배 영역과 버섯 재배 영역 사이에 배치된 물 벽 열적 매스(water wall thermal mass); 및 태양열 온실 내에 수용되고, 버섯 재배 영역 내에 미스트 공기(misted air)를 제공하도록 구성된 자연 환기 시스템을 포함한다. 식물 재배 영역에 의해 생성되는 O2는 자연 환기 시스템에 의해 수용되고 버섯 재배 영역에 제공되며, 버섯 재배 영역에 의해 생성되는 CO2는 식물 재배 영역에 제공된다.
시스템은, 물고기 탱크에 결합되고 또한 태양열 온실 내에서 식물 재배 영역에 수용된 복수의 재배 베드를 더 포함하고, 복수의 재배 베드의 각각은 물고기 탱크의 내부에 있는 각각의 물고기 탱크 가이저 펌프(geyser pump)에 결합된다. 물고기 탱크 가이저 펌프는, 물고기 탱크로부터 재배 베드로 물을 펌핑하고 물고기 탱크의 물을 통기하도록 외부 에어 펌프에 의해 동력을 공급받는다. 하드 필터는, 물고기 탱크에 결합되고, 물고기 펌프의 내부에 있으며 물고기 탱크로부터 하드 필터로 물을 펌핑하고 물고기 탱크의 물을 통기 및 여과하도록 외부 에어 펌프에 의해 동력을 공급받는 하드 필터 가이저 펌프를 구비하고, 하드 필터는 이의 상측 부분 상에, 조류(algae)를 통기하도록 조류 층 아래에 있는 외부 에어 펌프에 의해 동력을 공급받는 에어 스톤을 갖는 조류 층을 포함한다.
시스템은, 온실에서 사용하기 위한 담수를 생성하도록 식물 재배 영역 아래에 배치된 탈염 시스템을 더 포함한다.
자연 환기 시스템은, 온실의 지붕 아래에 배치되고 빗물 거터 저장소에 결합된 이차 지붕 플레넘; 빗물 거터 저장소에 결합되고, 빗물 거터 저장소로부터의 물을 여과하도록 구성된 물 필터; 및 필터에 결합되고, 물 미스트가 분사되어 이차 지붕 플레넘과 온실의 지붕에 의해 형성된 채널 내에서 응축되어 빗물 거터 저장소로 복귀하도록 구성되게끔, 여과된 물을 이차 지붕 플레넘의 상측 부분 상의 미스터 스프레이 헤드에 펌핑하도록 구성된 물 펌프를 포함한다.
하드 필터는, 기계적 여과부, 생물학적 여과부, 화학적 여과부, 및/또는 UV 광 살균부; 및 물고기 탱크에 제공된 하드 필터의 수면 최상부에서 개구리밥이 재배되며 물고기 탱크에 결합된 출력부를 갖는, 개구리밥 자동 물고기 먹이공급기(duckweed auto fish feeder)를 포함한다.
시스템은, 유기물을 물고기 먹이용 BSF 유충으로 변환하기 위한 블랙 솔저 플라이(BSF) 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 더 포함하고, 내부 램프(ramp)와 외부 램프를 갖는 BSF 용기를 포함하고, 내부 램프는 BSF 용기 내에 배치되고, 외부 램프는, BSF 유충이 내부 램프를 기어올라 외부 램프로부터 물고기 탱크 내로 물고기 먹이로서 떨어지도록, 내무 램프에 결합되고 물고기 탱크 위에 배치된다.
시스템은, 온실의 온도, 습도, O2, 및 CO2 레벨을 포함한 온실의 공기 파라미터를 측정하도록 온실 내에 배치된 가스 프로브 및 물고기 탱크 물의 용존 산소, PH, 질산염, 아질산염, 암모니아, 전기 전도도(EC) 레벨을 포함한 물고기 탱크 물의 물 파라미터를 측정하도록 물고기 탱크 내에 배치된 물 프로브를 구비하는 스펙트럼 분석기 기반 센서; 및 스펙트럼 분석기 기반 센서에 결합되고, 측정된 공기 및 물 파라미터 레벨에 기초하여 공기 및 물 파라미터 중 하나 이상을 제어하도록 구성된 컴퓨터를 더 포함한다.
재배 베드의 각각은, 재배 베드의 외부에 있고 재배 베드로부터 다시 물고기 탱크 내로 및 재배 베드로부터 다시 각각의 수경재배 탱크 내로 물을 배수하도록 구성된 벨 사이펀을 포함하고, 각각의 벨 사이펀은 개방 단부와 폐쇄 상부를 갖는 벨 사이펀 하우징, 및 벨 사이펀 스탠드파이프를 포함하고, 벨 사이펀 하우징의 개방 단부는 재배 베드의 바닥에 결합되고, 벨 사이펀 스탠드파이프는, 벨 사이펀 하우징 내에서 연장되고, 각각의 밸브를 통해 재배 베드로부터 다시 물고기 탱크로 그리고 각각의 수경재배 탱크로 물을 배수하도록 물고기 탱크에 결합된다.
물고기 탱크와 하드 필터 가이저 펌프의 각각은, 개방 바닥과 폐쇄 상부를 갖는 가이저 펌프 하우징, 및 가이저 펌프 스탠드파이프를 포함하고, 에어 펌프에 결합된 가이저 펌프 하우징에 공기 유입구가 제공되고, 가이저 펌프 스탠드파이프는, 가이저 펌프 하우징의 폐쇄 상부를 통해 가이저 펌프 하우징의 내부로 연장되고, 물고기 탱크로부터 재배 베드의 상부로 물을 펌핑하고 통기하도록 재배 베드의 상부에 결합된다.
시스템은, 온실의 상부 상에 배치된 태양열 패널; 및 태양열 패널 상에 배치되고 태양열 패널 상의 먼지 또는 모래를 청소하도록 구성된 태양열 패널 청소 장치를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태, 특징, 및 이점은, 본 발명을 수행하기 위해 고려되는 최상의 방식을 포함하는 다수의 예시적인 실시예와 구현예를 예시함으로써 다음의 상세한 설명으로부터 쉽게 명백해진다. 본 발명에서는 다른 상이한 실시예들도 가능하며, 그 몇몇 세부 사항은 모두 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 양태에서 수정될 수 있다. 이에 따라, 도면 및 설명은 제한적인 것이 아니라 사실상 예시적인 것으로 간주되어야 한다.
본 발명의 실시예들은, 예로서 예시되며, 제한되지 않고서, 참조 번호가 유사한 요소를 가리키는 첨부 도면의 해당 도면에서 예시된다.
도 1은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 블랙 솔저 플라이(BSF) 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 평면도이다.
도 2는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 동쪽 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 환기 및 도어 레이아웃에 대한 도면이다.
도 4는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기에 대한 도면이다.
도 5는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 로켓 매스 히터(RMH)에 대한 도면이다.
도 6은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 가이저 펌프(GP)에 대한 도면이다.
도 7은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 벨 사이펀(BS)에 대한 도면이다.
도 8은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 빗물 수집 시스템(RWC)에 대한 도면이다.
도 9a와 도 9b는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 자동 환기구 오프너 시스템에 대한 도면이다.
도 10과 도 11은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 집수 및 처리 시스템에 대한 도면이다.
도 12는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법의 다중 레벨 시스템 버전에 대한 도면이다.
도 13은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 추가 기능부에 대한 도면이다.
도 14a와 도 14b는 도 1 내지 도 13의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 하드 필터이다.
도 15는 도 1 내지 도 14 및 도 16과 도 17의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 가이저 펌프 공기 분배 구성이다.
도 16은 도 1 내지 도 15 및 도 17의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 로켓 매스 히터 구성이다.
도 17은 도 1 내지 도 16의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 맞춤형 아쿠아포닉스 또는 수경재배 구성이다.
도 18은 도 1 내지 도 17 및 도 19 내지 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 아쿠아포닉 버섯 필터 및 위킹 베드 구성이다.
도 19는 도 1 내지 도 18 및 도 20과 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 아쿠아포닉 버섯 필터 및 위킹 베드 구성이다.
도 20a와 도 20b는 도 1 내지 도 19 및 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 버섯 및 그린 자실(fruiting) 챔버 구성이다.
도 21은 도 1 내지 도 20의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 자연 환기 구성을 갖는 예시적인 태양열 온실이다.
도 22는 도 1 내지 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 사막 및 시스테딩(seasteading) 적용에 적합한 자연 환기 및 수경 수확 구성을 갖는 예시적인 태양열 온실이다.
도 23a와 도 23b는 도 1 내지 도 22의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 포자 여과 구성을 갖는 예시적인 버섯 및 그린 자실 챔버이다.
도 1은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 블랙 솔저 플라이(BSF) 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 평면도이다.
도 2는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 동쪽 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 환기 및 도어 레이아웃에 대한 도면이다.
도 4는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기에 대한 도면이다.
도 5는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 로켓 매스 히터(RMH)에 대한 도면이다.
도 6은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 가이저 펌프(GP)에 대한 도면이다.
도 7은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 벨 사이펀(BS)에 대한 도면이다.
도 8은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 빗물 수집 시스템(RWC)에 대한 도면이다.
도 9a와 도 9b는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 자동 환기구 오프너 시스템에 대한 도면이다.
도 10과 도 11은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 집수 및 처리 시스템에 대한 도면이다.
도 12는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법의 다중 레벨 시스템 버전에 대한 도면이다.
도 13은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 추가 기능부에 대한 도면이다.
도 14a와 도 14b는 도 1 내지 도 13의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 하드 필터이다.
도 15는 도 1 내지 도 14 및 도 16과 도 17의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 가이저 펌프 공기 분배 구성이다.
도 16은 도 1 내지 도 15 및 도 17의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 로켓 매스 히터 구성이다.
도 17은 도 1 내지 도 16의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 맞춤형 아쿠아포닉스 또는 수경재배 구성이다.
도 18은 도 1 내지 도 17 및 도 19 내지 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 아쿠아포닉 버섯 필터 및 위킹 베드 구성이다.
도 19는 도 1 내지 도 18 및 도 20과 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 아쿠아포닉 버섯 필터 및 위킹 베드 구성이다.
도 20a와 도 20b는 도 1 내지 도 19 및 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 버섯 및 그린 자실(fruiting) 챔버 구성이다.
도 21은 도 1 내지 도 20의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 자연 환기 구성을 갖는 예시적인 태양열 온실이다.
도 22는 도 1 내지 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 사막 및 시스테딩(seasteading) 적용에 적합한 자연 환기 및 수경 수확 구성을 갖는 예시적인 태양열 온실이다.
도 23a와 도 23b는 도 1 내지 도 22의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 포자 여과 구성을 갖는 예시적인 버섯 및 그린 자실 챔버이다.
이제 유사한 참조 번호가 여러 도면에 걸쳐 동일한 부분 또는 대응 부분을 가리키는 도면을 참조해 보면, 더욱 구체적으로는 도 1을 참조해 보면, 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 블랙 솔저 플라이(BSF) 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 평면도(100)가 도시되어 있다.
도 1에서, 시스템은, 필요에 따라 온실과 물고기 탱크 물을 추가로 가열하기 위한 로켓 매스 히터(104)(예를 들어, 벽난로 벽돌, 금속 환기구 등으로 만든 RH)를 갖는 (예를 들어, 중국 태양열 온실 설계 등에 기초하는) 태양열 온실(102), 필요에 따라 빗물을 모으고 물고기 탱크 물을 가열하기 위한 빗물 수집 시스템(106)(RWC), 물고기(예를 들어, 틸라피아, 메기, 블루길, 농어 등)를 저장하기 위한 (FT, 예를 들어, 300 내지 400갤런 용량의 원형 또는 팔각형 형상, 원뿔 바닥 등의) 물고기 탱크(108), 물고기 탱크(108) 주위에 배치된 6개 이상의 재배 베드(110)(GB, 예를 들어, 27 내지 30갤런 용기, 배지, 심층수 양식, 위킹 등), 및 필요에 따라 물고기 탱크 물의 추가 여과를 위한 (HT, 예를 들어, 기계적 여과, 생물학적 여과, 화학적 여과, UV 광 살균 등을 포함하는) 하드 필터(112)를 포함할 수 있다. 각각의 재배 베드(110)는, 배지(예를 들어, 팽창된 점토, 완두 자갈, 토양, 물 등)로 채워지고, 물고기 탱크 물을 물고기 탱크(108)로부터 재배 베드(110) 내로 펌핑하고 공기를 통하게 하기 위한 가이저 펌프(114)(GP)에 연결된 각 에어 펌프(도시하지 않음) 및 물을 재배 베드(110)로부터 물고기 탱크(108)로 배수하기 위한 벨 사이펀(116)이 설치될 수 있다. 온실(100)은, 동쪽, 서쪽, 및 북쪽이 지면에 의해 절연되고 남쪽은 (예를 들어, 지중(earth-shelter) 설계 등과 같이) 겨울 태양광을 최대화하는 각도로 글레이징(118)(예를 들어, 8'×4' 삼중 벽 폴리카보네이트 패널, 온실 플라스틱 시트, 유리 등)을 포함하는 상태로, 땅(도시하지 않음)을 파고 들어갈 수 있다. 그렇지 않은 경우에는, 동쪽, 서쪽, 및 북쪽은, 절연 보드(도시하지 않음, 예를 들어, 2인치 Rmax Thermashield 3 절연체 등) 등을 사용하여 절연될 수 있다. (예를 들어, 태양열 발전 등을 제공하기 위한 태양열 패널, 풍력 터빈 등(도시하지 않음)을 포함하는) 환기구(120)는, 온실 체적을 기준으로 크기가 정해질 수 있으며, 환기를 위해 필요에 따라 하측 동쪽 벽과 남쪽 벽, 상측 북쪽 지붕, 및 상측 서쪽에, 그리고 바람 방향 등에 기초하여 제공될 수 있다. 온실(100)은, 블랙 솔저 플라이(BSF) 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기(122), 및 개구리밥 자동 물고기 먹이공급기(도시하지 않음. 예를 들어, 물고기 탱크(108)로의 출력부를 갖는 하드 필터(112) 상에서 재배되는 개구리밥을 구비함) 등을 포함할 수 있다.
도 2는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 동쪽 도면(200)이다. 도 2에서, 글레이징(118)(예를 들어, 8'×4' 삼중 벽 폴리카보네이트 패널, 온실 플라스틱 시트, 유리 등)은, 겨울(또는 예를 들어, 여름, 봄, 가을 등) 태양광을 최대화하는 각도로 남향 벽 상에 제공된다. 동쪽, 서쪽, 및 북쪽은, 절연 보드(202)(예를 들어, 2인치 Rmax Thermasheath 3 절연체 등) 등을 사용하여 절연될 수 있다. 단열 보드(202)는, 필요에 따라 (예를 들어, 온실 효과 등에 기초하여) 온실 내에서 열을 반사 및/또는 가두도록 내부 및/또는 외부에서 반사될 수 있다. 태양열 블랭킷(도시하지 않음. 예를 들어, 자동 제어형 등)은, 필요에 따라 야간 또는 어두운 시간대 등에 글레이징(118)을 절연하도록 제공될 수 있다. 환기구(120)는, 온실 체적을 기준으로 크기가 정해질 수 있으며, 필요에 따라 바람 방향 등에 기초하여 환기를 위해 하측 동쪽 벽과 남쪽 벽, 상측 북쪽 지붕, 및 상측 서쪽에 제공될 수 있다. 도어(204)는 필요에 따라 제공될 수 있고, 온실(100)은 절연층(206)(예를 들어, 목재 또는 플라스틱 팔레트, 플라스틱 선반, 콘크리트 등으로 제조됨) 위에 제조될 수 있다. 환기구(120)는, 적절한 온도 범위(예를 들어, 40℉ 내지 80℉ 등) 내에서 완전히 개방되도록 프로그래밍가능한 전자 모터 및/또는 자동 온실 태양열 창 오프너(예를 들어, 가열시 개방되는 왁스 충전형 실린더/피스톤 등)를 사용할 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 환기 및 도어 레이아웃에 대한 도면이다. 도 3a 내지 도 3d에서, 환기구(120) 및 도어 레이아웃(204)은 (A) 동쪽, (B) 서쪽, (C) 남쪽, 및 (D) 평면도에 대하여 도시되어 있다. 하측 남쪽의 환기구(120)는 전술한 바와 같이 프로그래밍가능하고, 온실 내 자연 환기를 생성하도록 상측 북쪽의 환기구(120)를 통기한다(aerate).
도 4는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기에 대한 도면이다. 도 4에서, BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기(122)는 하우징(402)(예를 들어, 30갤런 검정색 플라스틱 토트 등으로 제조됨)을 포함한다. 하우징(402)은 BSF 유충(406)을 보유하는 배지(404)(예를 들어, 파충류 베딩 물질, 코코 코이어 등)로 채워진다. 유기물(408)은 BSF 유충(406)이 소비할 수 있도록 뚜껑(410)을 통해 배지의 상부에 배치된다. 유충(406)은, 파리로 될 준비가 되면, 내부 램프(412)(예를 들어, 30-45도 등)를 통해 외부 램프(414)로 기어올라 물고기가 소비할 수 있도록 물고기 탱크(108)(도시하지 않음) 내로 떨어진다. 유리하게, BSF 시스템(122)은 대부분의 유기물에 대해 고효율 퇴비화기로서 작용하고, 유충(406)은 고품질 물고기 사료를 위해 제공된다. 유입 구멍(416)은, 임신한 블랙 솔저 플라이가 진입하여 알을 낳고 이에 따라 더욱 많은 BSF 유충(406)을 생성하도록 제공된다. 유출구(418)는 BSF 퇴비화기로부터 침출 주스(420)를 포획하도록 제공되며, 이러한 침출 주스는 물로 희석(예를 들어, 20:1 등)되고 비료로서 재배 베드(110)(도시하지 않음)에 제공되도록 물고기 탱크(108)(도시하지 않음) 내에 다시 넣어질 수 있다.
도 5는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 로켓 매스 히터(RMH; 104)에 대한 도면이다. 도 5에서, 로켓 매스 히터(104)는, 온실(100)(도시하지 않음)을 가열하도록 불타는 나무 및 공기(504)가 일단에서 유입되고 가열된 공기(506)가 타단에서 배출되는 L-자형 매스 챔버(502)를 포함한다. RMH(104)는, 가열되고 온실(100)(도시하지 않음) 전체에 걸쳐 방산되는 열을 보유하는 큰 매스(예를 들어, 벽난로 벽돌 등)를 포함할 수 있다. 금속 코일(508)은, 필요에 따라 (예를 들어, 컴퓨터, 인터넷 제어 등을 위해) 일부 전자 제어 밸브(510) 등으로 물고기 탱크 물을 가열하도록 RMH(104) 주위를 감쌀 수 있다. RMH(104)는, 풋프린트를 최소화하도록 상부에 자갈 층을 두고서 온실(100)(도시하지 않음)의 바닥 내에 매립될 수 있다.
도 6은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 가이저 펌프(GP)(114)에 대한 도면이다. 도 6에서, 가이저 펌프(114)는, 중앙에 장착된 물 스탠드 파이프(604)(예를 들어, 1" 흰색 플라스틱 PVC 파이프 등)를 갖는 대형 에어 챔버(602)(예를 들어, 4" 흰색 플라스틱 PVC 파이프 등)를 포함할 수 있다. 에어 펌프(606)(예를 들어, 전기, 태양열, 풍력 등에서 동작하는 18 내지 35와트 에어 펌프)는, 공기를 에어 챔버(602)의 바닥으로 펌핑하는 에어 라인(608)(예를 들어, ¼" 플라스틱 라인 등)에 연결된다. 에어 챔버(602)가 공기로 채워짐에 따라, 물이 에어 챔버(602)의 바닥으로부터 재배 베드(110)(도시하지 않음)로 펌핑되는 한편, 물고기 탱크(108)(도시하지 않음) 물은 통기된다. 유리하게, 각각의 재배 베드(110)(도시하지 않음)는, 저 에너지 요건, 물 펌핑, 통기, 중복성 등을 제공하도록 자신의 고유한 가이저 펌프(114)와 에어 펌프(606)를 포함한다.
도 7은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 벨 사이펀(BS; 116)에 대한 도면이다. 도 7에서, 벨 사이펀(116)은, 벨 파이프(702)(예를 들어, 2" 내지 4" 흰색 플라스틱 PVC 파이프 등), 스탠드 파이프(704)(예를 들어, 1/2" 내지 1" 흰색 플라스틱 PVC 파이프 등), 및 사이펀 브레이크 라인(706)(예를 들어, 1/4" 1/2" 투명 또는 불투명 플라스틱 튜브 등)을 포함할 수 있다. 재배 베드(110) 내부에 있고 벨 파이프(702)에 연결된 물 파이프(708)는 재배 베드(110)로부터 물을 취입한다. 물이 배지 레벨(712)보다 낮은 스탠드 파이프(704)에 의해 설정된 사이펀 레벨(710)(예를 들어, 사이펀 레벨(710)보다 약 2" 위)에 도달하면, 물은, 사이펀 효과를 발휘하고 가이저 펌프(114)(도시하지 않음)에 의해 물이 펌핑될 수 있는 것보다 빠르게 재배 베드(110)로부터 물고기 탱크(108)(도시하지 않음) 내로 배수된다. 수위가 사이펀 브레이크(706)의 바닥으로 내려가면, 사이펀 효과가 사라지면서 공기가 유입되어, 가이저 펌프 (114)에 의해 펌핑되는 물로부터 재배 베드(110)에서 침수 사이클을 시작한다. 유리하게, 벨 사이펀(116)은 세척, 유지 보수 등의 용이성을 위해 재배 베드(110)의 외부에 위치된다.
도 8은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 빗물 수집 시스템(RWC; 108)에 대한 도면이다. 도 8에서, RWC 시스템(108)은 빗물을 포획하기 위한 반사 홈통(802)이 장착된 온실(100)의 지붕의 외부 에지를 포함할 수 있다. 포획된 빗물은, 빗물 포획 라인(804)을 통해 온실(100) 내부의 하나 이상의 집수 탱크(806)(예를 들어, 검정 55갤런, 플라스틱 드럼, 물 벽 등) 내로 흐른다. 제1 집수 탱크(806)는, PH를 조절하기 위해 바닥에 석회석(808) 등을 포함할 수 있고, 연결 라인(810)을 통해 추가 집수 탱크(806) 내로 넘칠 수 있다. 최종 집수 탱크(806)는, 필요에 따라 (예를 들어, 플로트 구성, 전자 센서 등에 기초하여) 물고기 탱크(108)(도시하지 않음) 내로 물을 펌핑하기 위한 물 펌프(812)를 포함할 수 있다(또는 중력 등에 기초하여 동작할 수 있다). 물고기 탱크(108)로부터의 물은, (예를 들어, 컴퓨터, 인터넷 제어 등을 위한) 전자 제어 밸브(812) 등을 통해 물고기 탱크 물의 태양열 가열을 위해 반사 거터(802)에서 순환되도록 물고기 탱크 가열 라인(814)으로 펌핑되거나 중력에 의해 공급될 수 있다. 유리하게는, RWC 시스템(106)에 의해, 빗물이 물고기 탱크(108)에 의해 사용되도록 수집될 수 있고, 물고기 탱크 물이 가열될 수 있고, 온실(100)에 의한 태양열 가열을 위한 추가 물 질량 등이 제공될 수 있다.
도 9a와 도 9b는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 자동 환기구 오프너 시스템(900)에 대한 도면이다. 도 9에서, 자동 환기구 오프너 시스템(900)은, 온실(100)의 북쪽 지붕에 환기구(A) 및 하측 남쪽벽에 환기구(B)를 포함할 수 있으며, 적절한 온도 범위(예를 들어, 40℉ 내지 80℉ 등) 내에서 완전히 개방되도록 프로그래밍가능한 전자 모터(도시하지 않음) 및/또는 자동 온실 태양열 창 오프너(902)(예를 들어, 가열시 개방되는 왁스로 채워진 실린더/피스톤 등)를 사용할 수 있다.
도 1 내지 도 9의 예시적인 실시예들은, 추가로 설명되는 바와 같이, LAN 또는 인터넷 등을 통한 온실 및 아쿠아포닉스 자동화를 위한 추가 컴퓨터 제어형 센서(예를 들어, 온도, 습도, O2, CO2, H2O, 용존 산소, PH, 질산염, 아질산염, 암모니아, 전기 전도도(EC) 등)가 장착될 수 있다.
도 10과 도 11은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 집수 및 처리 시스템(1000 내지 1100)에 대한 도면이다. 도 10에서, 집수 및 처리 시스템(1000)은, 빗물을 수집하고/하거나 RWC(106) 및/또는 시스턴(도시하지 않음)으로부터 빗물을 받기 위해 온실(100) 내부에 검은색 물 벽(1002)을 포함할 수 있다. 필터(1004) 및 정수기(1006)는, 인간 사용 등을 위해 물고기 탱크(108), RWC(106)에 깨끗한 물(1008)을 제공하도록 포함된다. 도 11에서, 집수 및 처리 시스템(1000)은, 중수(1106)를 공급하는 인간 사용을 위한 깨끗한 물(1108)을 제공하도록 필터(1004) 및 정수기(1006)에 공급되는, 수집된 빗물(1102), 시스턴 물(1104), 및 중수(1106)를 포함할 수 있다. 깨끗한 물(1008)은 또한 물고기 탱크(108)에 공급되고, 이어서 물고기 탱크는 하드 필터(112)에 공급을 행하고, 하드 필터는 물을 재배 베드(110)에 공급을 행하고 재배 베드는 물을 다시 물고기 탱크(108)에 공급하여 루프를 완성한다. 물고기 탱크(108) 및 재배 베드(110)는, 또한, 필요에 따라 물고기 및/또는 식물 재배를 최적화하도록 각각의 하드 필터와 분리될 수 있다.
도 12는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법의 다중 레벨 시스템 버전(1200)에 대한 도면이다. 도 12에서, 다중 레벨 시스템 버전(1200)은, 지상(1202)에서 보호될 수 있고/있거나 전술한 바와 같이 절연될 수 있고, 지열 난방 및/또는 환기(1204)를 갖출 수 있다. 강판 바닥(1208)에 의해 분리된 각각의 레벨(1206)은, 하드 필터(106)를 통해 물고기 탱크(108)로부터 공급되고 RWC(106)를 갖는 남쪽 및 북쪽 지붕에 환기구/태양열 패널(120)이 있는 재배 베드(110)를 포함할 수 있다. 가스(1212) 및 액체(1214) 프로브를 갖추고 있는 센서/CPU 시스템(1210)(예를 들어, 스펙트럼 분석기 기반형 등)은, 필요에 따라 적절한 소프트웨어 애플리케이션 등을 통한 인터넷 감시 및 제어를 포함하여, 모든 레벨(1206)에서 물고기 탱크(108)와 재배 베드(110)의 모든 관련 공기 및 물 파라미터(예를 들어, 온도, 습도, O2, CO2, H2O, 용존 산소, PH, 질산염, 아질산염, 암모니아, 전기 전도도(EC) 등)를 측정하고 제어하는 데 사용될 수 있다. 배터리 및 인버터 시스템(1216)은, 추가 조명(도시하지 않음)에 대한 전력 공급 등을 포함하여 온 및/또는 오프 그리드 조작 및 태양열 패널(120) 및/또는 풍력 터빈(도시하지 않음)으로부터의 스위칭을 위해 제공될 수 있다.
도 13은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법에 대한 추가 기능부(1300)에 대한 도면이다. 도 13에서, 추가 기능부(1300)는, 청소 및 유지 보수의 용이성을 위해 그리고 배지 베드 재배 베드(110) 내의 래프트(1304) 또는 배지가 채워진 네트 포트를 통해 심수 배양(DWC) 기능을 제공하도록, 벨 사이펀(116)을 위한 지붕 가드(1302)를 포함할 수 있다. 재배 베드(110)는, 또한, 수경재배 배지(1308) 및/또는 토양 배지(1310) 사이에 (예를 들어, 삼베 또는 잡초 보호 재료 등으로 제조된) 배지 분리기(1306)를 제공함으로써 위킹 베드로 구성될 수 있다. 투명한 유리 또는 플라스틱 커버(1314)를 갖는 버섯 기질(1312)은 식용 버섯을 재배하기 위해 배지(1310)에 배치될 수 있으며, 유리하게는 CO2 및 O2의 교환, 질산염의 생물학적 여과, 추가 식품 공급원 등을 제공할 수 있다. 재배 베드(110)의 침수와 배수 기능은, 유리하게는 버섯 배양 등을 위해 습도를 유지하며 공기 교환 등을 제공한다.
도 14a와 도 14b는 도 1 내지 도 13의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 하드 필터이다. 도 14a와 도 14b에서, 하드 필터(112)는 물 유입 파이프(1402)를 포함할 수 있다. 물 유입 파이프(1402)는, 물고기 탱크(108)에 결합된 가이저 펌프 또는 물 펌프(도시하지 않음)를 통해 물고기 탱크(108)로부터 물을 공급받을 수 있다. 물 유입 파이프(1402)로부터의 유입수는 깔때기 형상 침전 챔버(1406)에 결합되는 정수 우물(1404)에 공급된다. 깔때기 형상 침전 챔버(1406)는 침전 챔버(1406)에 침전된 물고기 폐기물을 정화하도록 배출 배수 파이프(1410)에 결합된 밸브(1408)에 결합된다. 물 유입 파이프(1402)로부터 유입되는 물은, 침전 챔버(1406)에서 채워진 다음 상승하여 정수 우물(1404) 주위에 구성된 일련의 하나 이상의 배지 필터(1412)(예를 들어, Matala® 유형 고급 필터 배지)를 통과하며, 코스 필터(1412)가 있는 침전 챔버(1406)의 바닥부터 시작하여 정수 우물(1404)의 상부 근처의 파인 필터(1412)까지 상승한다. 이어서, 물은 상승하고 배지 필터(1412)를 통해 여과된다. 이어서, 여과된 물은 상부 배지 필터(1412) 상에 놓인 에어 스톤(1420)을 갖는 위어 챔버(1414)에 진입한다. 에어 스톤(1420)은 위어 챔버(1414)에서 여과수의 탈기(degassing)를 제공한다. 위어 챔버(1414) 주변에는, 여과된 물이 배출 파이프(1418)를 통해 다시 물고기 탱크(108) 및/또는 재배 베드(110)로 배출되기 전에 물을 추가로 여과하기 위한 스폰지 유형 필터(1416)가 제공된다. 개구리밥, 유익한 조류 등의 수생 식물과 조류(도시하지 않음)는, 물의 추가 여과 및 물고기 사료 보충제로서 사용하기 위해 위어 챔버(1414)의 여과된 물에서 재배될 수 있다. 유리하게, 위어 챔버(1414)에서 재배된 조류는 종래의 양식 어류에서 전형적으로 누락되어 있는 오메가 지방산을 포함할 수 있다. 물 유입 파이프(1402)에 공급하기 위한 가이저 펌프(도시하지 않음)를 사용함으로써, 유리하게는 종래의 아쿠아포닉스 시스템과 같이 기존의 임의의 물 펌프를 사용하지 않고서 도 1 내지 도 14의 시스템이 작동될 수 있다.
도 15는 도 1 내지 도 14 및 도 16과 도 17의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 가이저 펌프 공기 분배 구성이다. 도 15에서, 가이저 펌프(114) 공기 분배 구성은, 각각의 태양열 패널(1502)(및/또는, 예를 들어, 도시하지 않은 소형 풍력 터빈), 및 각각의 재배 베드(110)(도시하지 않음)에 대해 각각의 에어 펌프(606)에 결합된 배터리(1504)를 포함할 수 있다. 에어 펌프(106)는 일방향 밸브(1508)를 통해 각각의 에어 탱크(1506)에 결합된다. 각각의 에어 탱크(1506)는, 각각의 가이저 펌프(114)에 전력을 공급하기 위해 적절한 공기 압력을 유지하도록 구성된 각각의 압력 해제 밸브(1510)를 통해 직렬로 결합된다. 제1 에어 탱크가 압력으로 채워짐에 따라, 밸브(1510)는 마지막 탱크(1506)가 가득 찰 때까지 후속 에어 탱크(1506)의 충전을 허용한다. 에어 탱크(1506)가 용량까지 채워질 때, 배터리(1504)로부터 에어 펌프(606)로의 전력은, 적절한 공기 동력형 솔레노이드 스위치(도시하지 않음)로 턴오프될 수 있고 각각의 압력 해제 밸브들(1510) 중 하나 이상에 의해 트리거될 수 있다. 유리하게, 이러한 공기 분배 구성은, 시스템이 공기로부터만 및 태양력 및/또는 풍력을 통해 및 N-웨이 중복성에 의해 실행될 수 있게 한다.
도 16은 도 1 내지 도 15 및 도 17의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 로켓 매스 히터 구성이다. 도 16에서, 로켓 매스 히터(104) 구성은 공기 공급부(1608), 연료 챔버(1606), 및 가열 가스 배출부(1610)를 갖는 로켓 스토브(1602)를 포함할 수 있다. 가열 가스 배출부(1610)는, 각각의 가스 유입구 및 배기 포트(1612 및 1614)를 통해 서로 결합된 하나 이상의 적절한 매스(1604)(예를 들어, 원통형 또는 사각형 튜브 형상의 점토 플루 파이프 등)에 결합된다. 최종 매스(1604)의 배기 포트는 가스 배기 파이프(도시하지 않음)에 결합될 수 있다. 유리하게, 로켓 스토브(1602)의 가스 배출부(1610)로부터의 뜨거운 가스는, 제1 매스(1604)에 진입하여 상승한 후, 제2 매스(1604)에 결합된 제1 가스 배출부(1612)를 통해 하부로부터 냉각될 때 배기되는 식으로 되어, 냉각기와 냉각기 가스들이 있는 매스들(1604)의 각각을 효율적으로 연속 가열하는 식이다.
도 17은 도 1 내지 도 16의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 맞춤형 아쿠아포닉스 또는 수경재배 구성이다. 도 17에서, 맞춤형 아쿠아포닉스 또는 수경재배 구성(1700)은, 수경재배 물을 탱크(1702)로부터 각각의 가이저 펌프(114)를 통해 물고기 탱크(108)로부터 물을 또한 공급받을 수 있는 각각의 재배 베드(110)로 펌핑하기 위한 각각의 가이저 펌프(1704)를 내부에 갖는 각각의 수경재배 탱크(1702)를 포함할 수 있다. 각각의 에어 스위치(1706)는 각각의 가이저 펌프(1704 및/또는 114)로 전달되는 공기의 선택을 허용한다. 재배 베드(110)로부터의 각각의 배출수는 각각의 선택기 밸브(1708 및 1710)를 통해 각각의 수경재배 탱크(1702) 및/또는 물고기 탱크(108)로 다시 순환될 수 있다. 유리하게, 각각의 재배 베드(110)는 물고기 탱크(108) 및/또는 각각의 수경재배 탱크(1702)로부터의 물을 순환시키도록 구성될 수 있다. 이러한 구성은, 유리하게는, 예를 들어, 고 질산염 물고기 탱크(108) 물을, 각각의 에어 스위치(1706)와 각각의 선택기 밸브(1708 및 1710)의 적절한 구성을 통해 하나 이상의 가이저 펌프(114)로만 공기를 보냄으로써 식물생장 재배를 위한 하나 이상의 재배 베드(110)로 순환시키는 것을 허용한다. 원하는 식물생장 재배 단계가 하나 이상의 재배 베드(110)에서 완료된 후, 예를 들어, 저 질산염, 고 인 및 칼륨 등, 및 꽃과 자실 재배를 위한 재배 베드들(110) 중 하나 이상으로의 수경재배 탱크(1702) 물의 순환은, 각각의 에어 스위치(1706)와 각각의 선택기 밸브(1708, 1710)의 적절한 구성을 통해 가이저 펌프들(1704) 중 하나 이상에만 공기를 전달함으로써, 달성될 수 있다. 유리하게는, 고 질산염을 필요로 하는 식물 및/또는 저 질산염과 고 인 및 칼륨 등을 필요로 하는 식물은, 각각의 에어 스위치(1706)와 각각의 선택기 밸브(1708, 1710)의 적절한 구성으로 각각의 재배 베드들(110) 중 하나 이상에 수용될 수 있다.
도 18은 도 1 내지 도 17 및 도 19 내지 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 아쿠아포닉 버섯 필터 및 위킹 베드 구성이다. 도 18에서, 버섯 기질(1312)은, 벨 사이펀(116)이 스탠드 파이프(704)에 의해 결정된 수위(1802)까지 버섯 기질(1312)을 침수하여 배출하도록 배지 분리기(1306) 위에 포함된다. 이러한 방식으로, 버섯 기질(1312)은, 유익한 미생물을 추가하는 것 외에도, 침수 및 배수 사이클 동안, 자실을 증가시키도록 수화될 수 있고, 유리하게는, 버섯 자실 생산을 증가시킬 수 있다. 유리하게, 버섯 기질(1312)은 침수 및 배수 배지 재배 베드(110)에 직접 접종되고 집락화(colonize)될 수 있다. 집락화 단계 동안, 예를 들어, 재배 베드(110)에 공급을 행하는 가이저 펌프로의 공기 공급을 차단함으로써, 침수 및 배수 작용이 차단되어, 균사체가 버섯 기질(1312)을 완전히 집락화할 수 있다. 버섯 기질(1312)이 완전히 집락화된 후, 침수 및 배수 메커니즘이 다시 켜질 수 있으므로, 전술한 바와 같이 증가된 자실을 위해 버섯 기질(1312)을 수화한다. 또한, 물고기 탱크로부터 나오는 물은 물고기 건강을 위해 대략 1 내지 2 천분율의 염분을 포함할 수 있으며, 이는 버섯 기질(1312)의 오염을 줄이는 항균제로도 작용한다.
유리하게는, 시스템이 완전히 공기로 구동될 수 있으므로, 가이저 펌프에 전력을 공급하는 데 사용되는 에어 펌프의 흡입을 사용하여, 버섯 기질(1312) 및 버섯 자실로부터 CO2를 추출할 수 있고, 이에 따라 신선한 공기 교환을 증가시킬 수 있고 바람직한 특성을 가진 버섯 자실을 생산할 수 있다. 또한, 버섯 기질(1312) 및 버섯 자실로부터 추출된 CO2는, 예를 들어, 버섯으로부터의 CO2가 도 14b의 조류 및 개구리밥 바이오필터에 의해 사용되는 폐루프 시스템을 생성하도록 도 14b와 관련하여 전술한 조류 및 개구리밥 바이오필터에 의해 사용될 수 있다.
추가 실시예에서, 버섯 균사체가 집락된 도웰이 접종된 목재 통나무 또는 블록(1806)은, 천연 통나무형 버섯 배양 시스템을 생성하도록 재배 베드(110)의 배지 내부에 삽입될 수 있다. 유리하게, 식물은, 또한, 식물과 버섯 통나무(1806) 및/또는 버섯 기질(1312), 및 그 위에서 재배되는 버섯 간에 산소 및 이산화탄소 교환을 제공하도록 재배 베드(110) 내에서 재배될 수 있다.
추가 실시예에서, 팬(1810)을 갖는 포거(fogger; 1808)(예를 들어, 초음파 유형 등)는 지붕 가드(1302) 내에 위치될 수 있고, 이때, 지붕 가드(1302)가 침수 및 배수 사이클 동안 물로 채워질 때, 이후에 팬(1810)을 통해 버섯 기질(1312) 또는 통나무(1803) 및 그 위에서 재배되는 버섯으로 분산되는 안개가 생성되어, 유리하게는 신선한 공기 교환을 증가시킨다.
도 19는 도 1 내지 도 18 및 도 20과 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 아쿠아포닉 버섯 필터 및 위킹 베드 구성이다. 도 19에서, 스페이서 튜브(1902)는 배지 분리기(1306)와 재배 베드 벽 사이에 위치하므로, 침수 및 배수 배지 재배 베드(110)에서 버섯 기질 주위에 공간을 생성한다. 유리하게, 이것은 침수 및 배수 작용 동안 버섯 기질 주위로 끌어 당겨지는 공기의 양을 증가시킬 수 있다.
또한, 예를 들어, 광을 투과하지 않는 플라스틱 재료로 제조된 기질 커버(1904)는 자실 단계 동안 기질의 수분을 유지하도록 기질의 상부에서 밀봉될 수 있다. 자실 링(1906)은, 전체 기질을 따라 분산된 버섯 자실을 위한 지점을 제공하도록 기질 커버(1904) 내에 배치될 수 있다. 유리하게, 버섯 플러시의 크기는, 기질 커버(1904) 내에 사용되는 자실 고리(1906)의 수에 기초하여 조절될 수 있다. 자실 링(1906)은, 기질 커버(1904) 내에 위치될 수 있고, 신선한 공기 교환을 허용하면서 오염을 감소시키도록, 예를 들어, 마이크로포어 유형 테이프, 폴리필 등과 같은 적절한 필터 재료로 덮일 수 있다.
도 20a와 도 20b는 도 1 내지 도 19 및 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 버섯 및 그린 자실 챔버 구성이다. 도 20a와 도 20b에서, 절연된 하우징 인클로저(2002)에는, 예를 들어, 레스토랑 등에서 사용되는 선반 유닛 유형의 선반 유닛(2004)이 제공된다. 선반 유닛(2004)은 마이크로그린, 식용 식물 등을 재배하도록 구성될 수 있는 랙(2006)을 포함할 수 있다.
마이크로그린 랙(2006)은, 버섯 통나무 또는 백(2008)이 선반 유닛(2004)의 상부에 매달린 상태로 선반 유닛(2004)의 하부에 위치될 수 있다. 유리하게, 버섯 통나무 및/또는 백(2008) 및/또는 그 위에서 재배되는 버섯에 의해 생성되는 CO2는 선반 유닛(2004)의 바닥에 가라앉고 그린 랙(2006)의 식물에 의해 사용된다. 마찬가지로, 식물 랙(2006)은 버섯 통나무 또는 백(2008)에 산소를 제공한다. 유리하게는, 가습기, 팬 등이 사용될 필요가 없도록 이러한 구성으로 공기 교환 및 습도가 유지될 수 있다.
조명(2010)(예를 들어, LED 유형 조명, 재배 조명 등) 등은, 그린 랙(2006)의 식물과 통나무 또는 백(2008) 상에서 재배되는 버섯에 광을 제공하도록 하우징(2002) 및/또는 선반 유닛(2004) 내에 배치될 수 있다. 추가 실시예에서, 물 또는 가이저 유형 펌프(2014)가 있는 아쿠아포닉스 유형 물고기 탱크(2012)는, 배출구(2018)를 통해 물고기 탱크(2012)로부터 그린 랙(2006)으로 영양이 풍부한 물을 분배하는 데 사용될 수 있다. 복귀 라인(2018)은 그린 랙(2006)으로부터 여과된 물을 다시 물고기 탱크(2012)로 복귀시킬 수 있다. 유리하게, 아쿠아포닉 구성요소에 의해 제공되는 습도는, 개선된 식물 및 버섯 재배를 위해 버섯 및 그린 자실 챔버(2000) 내의 습도를 증가시키는 데 사용될 수 있다.
도 20b에서, 버섯 통나무 또는 백(2008)은, 도 20a에 도시한 바와 같이, 선반 유닛(2004)에 매달리는 대신에 또는 이에 더하여 버섯 선반(2020) 상에 놓일 수 있다. 유리하게, 랙(2006 및 2020)은, 예를 들어, 레스토랑 유형 설정 등에서 버섯과 식물을 쉽게 채우고 제거할 수 있도록 종래의 레스토랑 랙으로서 구성될 수 있다. 추가 실시예에서, 물고기 탱크(2012)는 사용될 필요가 없으며, 수경재배 탱크들(1702) 중 하나 이상 및/또는 물고기 탱크(108)로부터의 영양이 풍부한 물은, 여과된 물을 수경재배 탱크들(1702) 중 하나 이상 및/또는 물고기 탱크(108)로 복귀시키도록 다시 결합된 복귀부(2018)를 갖는 랙(2006)에 공급될 수 있다.
도 21은 도 1 내지 도 20의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 자연 환기 구성을 갖는 예시적인 태양열 온실이다. 도 21에서, 저장소 또는 거터(2102)는, 물 라인(2108)을 통해 미스터 헤드(2110)에 가압된 물을 공급하는 펌프(2106)에 연결된 프리필터(2104)에 물을 공급한다. 펌프(2106)로부터의 가압된 물은, 온실의 북쪽 지붕 아래에 있는 플레넘(plenum) 또는 이차 지붕(2112)에 의해 형성된 채널로 전달되는 미스터(2110)로부터의 미세 안개를 제공한다. 형성된 채널(2114)은, 유리하게 분무된 물이 응축됨에 따라 차가운 공기 흐름을 생성하고, 따라서 채널을 따라 온실의 바닥을 향해 참조번호(2114)로 흐르는 자연 공기 흐름을 생성한다.
미스터(2110)로부터 응축된 물은, 플레넘(2112)에 의해 포획되어 거터(2102)로 다시 공급되어 재활용되고 필터(2104)를 통해 펌프(2106)로 다시 전달되고 물 라인(2108)을 통해 미스터(2110)로 전달된다. 추가 실시예에서, 짚 또는 유사한 재료 등의 유형의 매트(2116)는, 채널(2114) 내에 스웜프 쿨러 등의 유형의 효과를 생성하도록 매트(2116)를 통해 공기를 끌어당기는 팬(2118)을 갖고서 미스터(2110) 앞에 배치될 수 있다.
채널(2114)을 통해 흐르는 차가운 공기는, 버섯 통나무 또는 백(2008)이 버섯 챔버(2120) 내에 배치된 상태로 버섯 챔버(2120) 내로 흐를 수 있다. 유리하게, 버섯 챔버(2120)는 중국 태양열 온실의 물 벽(1002) 뒤에 위치될 수 있다. 채널(2114)로 흘러 버섯 챔버(2120) 내로 흐르는 차가운 공기는, 유리하게 버섯 식물 챔버(2124)의 물 벽(1002)의 다른 쪽에 있는 식물에 의해 재활용되도록 통나무 또는 백(2008)으로부터 온실 바닥을 향하여 이산화탄소를 끌어당길 수 있다. 필요하다면, 버섯 챔버(2120)로부터 온실의 식물 부분으로의 CO2 및 O2 교환을 더욱 향상시키도록 팬(2122)을 제공할 수 있다.
유리하게, 채널(2114) 및 버섯 챔버(2120)를 통해 흐르는 차가운 공기는, 공기가 냉각된 다음 가열되고 식물 챔버(2124)에서 상승하여 상측 환기구(120)를 통해 배출됨에 따라, 자연적인 원형 순환 패턴을 생성한다. 하측 환기구(120)는, 또한, 신선하고 차가운 공기를 시스템 내에 도입할 수 있고, 공기가 온실 내에서 원형 패턴으로 이산화탄소와 함께 순환하는 것을 더 도울 수 있다. 이전 실시예에서와 같이, 유리하게는, 배양되는 식물과 버섯 모두에 유익하도록 CO2 및 O2 가스 교환을 제공한다. 추가 실시예에서, 이전에 설명한 바와 같이, 버섯을 재배하도록 구성된 재배 베드들(110) 중 하나 이상은 버섯 챔버(2120)의 물 벽(1002) 뒤에 위치될 수 있다.
도 22는 도 1 내지 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 사막 및 시스테딩 적용에 적합한 자연 환기 및 수경 수확 구성을 갖는 예시적인 태양열 온실이다. 도 22에서, 수분 및/또는 안개 수확 메시(2220)는, 관련 기술(들) 등에 공지된 바와 같이, 내부 수분, 외부 안개 등을 포획하도록 환기구(120)의 개구 상에 배치된다. 이어서, 포획된 물은, 다양한 거터(2122)로 공급되고, 필요에 따라 물고기 탱크(108)에 담수를 공급하고, 식물 챔버(2124)의 식물에 물을 공급하고, 물 벽(1002)에 물을 제공하고, 식수 등을 제공하기 위해 여과될 수 있다. 거터(2122)는, 또한, 관련 기술(들)에 공지된 바와 같이, 예를 들어, 태양열 패널로부터 먼지를 청소하도록 태양열 패널(2204) 위로 이동하여 물을 분사하는 태양열 패널 청소 장치(2202)에 의해 온실의 지붕에 배치된 태양열 패널(2202)을 청소하는 데 사용되는 물을 수확하는 데 사용될 수 있다. 환기구, 필터, 및/또는 팬(2222) 등은, 식물 챔버(2124)로부터의 O2를 온실 상부로부터 버섯 챔버(2120) 내로 여과하고 및/또는 밀어 넣고, 온실 바닥에서 버섯 챔버(2120)로부터 식물 챔버(2124) 내로 포자를 여과하고 CO2를 배출하는 데 사용된다. 유리하게, 물고기 탱크(108)는 버섯 챔버(2120) 아래의 물 벽(1002)의 냉각기측에 위치될 수 있다.
예를 들어, 글레이징(118)은 사우디 아라비아 리야드의 위도에 적합한 각도로 구성된 것으로 도시되어 있다. 염수 우물(2208)은, 탈염 장치(2204) 및/또는 증발, 태양열 정지 작용, 멤브레인, 위킹 방법 등과 같은 다른 임의의 적절한 수동 또는 능동 담수화 기술을 통해 담수를 생성하도록 식물 챔버(2124) 아래의 온실 아래에 배치될 수 있다. 온실은 시스테딩 적용 등을 위해 바지(barge; 2210) 위에 배치될 수 있다. 이에 따라, 위 구성은, 사막, 먼지가 많은 환경, 시스테딩 응용분야, 해변 앞 응용분야 등에 유리하다.
도 23a와 도 23b는 도 1 내지 도 22의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 BSF 퇴비화기 및 자동 물고기 먹이공급기를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 포자 여과 구성을 갖는 예시적인 버섯 및 그린 자실 챔버이다. 도 23a와 도 23b에서, 포거 및 신선한 공기 입력 유닛(2302)(예를 들어, 초음파 기반, 자연 환기(NAV) 기반 등)은 적절한 습도 수준을 유지하기 위해 버섯 통나무 또는 백(2008) 위에 배치된다. 포자 필터(2304)는, 버섯 통나무 또는 백(2008)으로부터 포자를 여과하고 여과된 공기와 CO2를 그린 랙(2006) 내로 밀어 넣도록 버섯 통나무 또는 백(2008) 아래 및 그린 랙(2006) 위에 배치된다. 물 트레이(2314)는 그린 랙(2006)으로부터 그리고 포거(2302)에 의해 생성된 습한 공기로부터 수분을 포획한다. 펌프(2312)는 수확된 물을 배출구(2306)를 통해 포자 필터(2304) 내로 펌핑하며, 이러한 필터는, 포자를 수집하기 위한 물 트레이(2310), 물 라인(2322)을 통해 증발 패드(2320) 위로 물을 펌핑하기 위한 펌프(2308), 및 포거 및 신선한 공기 입력 장치(2302)로부터 공기를 끌어당기고 증발 패드(2320)를 통해 버섯 통나무 또는 백(2008)에 의해 생성되는 CO2를 에어 챔버(2324) 내로 이어서 그린 랙(2006) 내로 끌어당기도록 구성된 송풍기(2318)를 포함한다. 유리하게, 그린 랙(2006)에 의해 생성된 습도 및 O2는, 또한, 버섯 통나무 또는 백(2008)에 O2와 습도를 제공하도록 포거 및 신선한 공기 입력 유닛(2302)으로 배향될 수 있다.
유리하게, 예시적인 시스템 및 방법은, 아쿠아포닉스, 버섯, 및 마이크로그린 배양 등을 위한 효율적이고 비용 효율적인 온실, 버섯, 및 물고기 먹이공급 시스템을 허용한다.
예시적인 시스템 및 방법을 아쿠아포닉스의 관점에서 설명하였지만, 예시적인 시스템 및 방법은, 관련 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 이해하는 바와 같이 다른 임의의 유형의 수경 재배 및 온실 기술에 적용될 수 있다.
예시적인 실시예의 전술한 장치 및 서브시스템은, 예를 들어, 예시적인 실시예의 프로세스를 수행할 수 있는 임의의 적절한 서버, 워크스테이션, PC, 랩톱 컴퓨터, PDA, 인터넷 기기, 핸드헬드 장치, 셀룰러 전화, 무선 장치, 기타 장치 등을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템은, 임의의 적절한 프로토콜을 사용하여 서로 통신할 수 있고, 하나 이상의 프로그래밍된 컴퓨터 시스템 또는 장치를 사용하여 구현될 수 있다.
예를 들어, 인터넷 액세스, 임의의 적절한 형태(예를 들어, 음성, 모뎀 등)의 원격 통신, 무선 통신 매체 등을 포함하는 하나 이상의 인터페이스 메커니즘이 예시적인 실시예와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 사용되는 통신 네트워크 또는 링크는, 하나 이상의 무선 통신 네트워크, 셀룰러 통신 네트워크, G3 통신 네트워크, 공중 교환 전화망(PSTN), 패킷 데이터 네트워크(PDN), 인터넷, 인트라넷, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예를 구현하는 데 사용되는 특정 하드웨어의 많은 변형이 가능하므로, 예시적인 실시예의 장치 및 서브 시스템은 관련 기술의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이 예시적인 목적을 위한 것임을 이해해야 한다. 예를 들어, 예시적인 실시예의 하나 이상의 장치 및 서브시스템의 기능은 하나 이상의 프로그래밍된 컴퓨터 시스템 또는 장치를 통해 구현될 수 있다.
이러한 변형 및 다른 변형을 구현하기 위해, 단일 컴퓨터 시스템은, 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템 중 하나 이상의 특수 목적 기능을 수행하도록 프로그래밍될 수 있다. 다른 한편으로는, 2개 이상의 프로그래밍된 컴퓨터 시스템 또는 장치가 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템 중 임의의 하나를 대체할 수 있다. 이에 따라, 리던던시, 복제 등과 같은 분산 처리의 원리 및 이점은, 또한, 필요에 따라 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템의 견고성과 성능을 증가시키도록 구현될 수 있다.
예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템은 본원에 설명된 다양한 프로세스에 관한 정보를 저장할 수 있다. 이 정보는, 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템의 하드 디스크, 광 디스크, 광자기 디스크, RAM 등의 하나 이상의 메모리에 저장될 수 있다. 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템의 하나 이상의 데이터베이스는 본 발명의 예시적인 실시예를 구현하는 데 사용되는 정보를 저장할 수 있다. 데이터베이스는, 본원에 열거된 하나 이상의 메모리 또는 저장 장치에 포함된 데이터 구조(예를 들어, 레코드, 테이블, 어레이, 필드, 그래프, 트리, 목록 등)를 사용하여 구성될 수 있다. 예시적인 실시예와 관련하여 설명된 프로세스는, 하나 이상의 데이터베이스에서 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템의 프로세스에 의해 수집 및/또는 생성된 데이터를 저장하기 위한 적절한 데이터 구조를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템의 전부 또는 일부는, 컴퓨터 및 소프트웨어 분야의 숙련자에 의해 이해되듯이, 본 발명의 예시적인 실시예의 교시에 따라 프로그래밍된 하나 이상의 범용 컴퓨터 시스템, 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서, 마이크로-컨트롤러 등을 사용하여 편리하게 구현될 수 있다. 적절한 소프트웨어는, 소프트웨어 기술 분야의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이, 예시적인 실시예의 교시에 기초하여 통상의 프로그래머에 의해 용이하게 준비될 수 있다. 또한, 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템은 월드 와이드 웹에서 구현될 수 있다. 또한, 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템은, 전기 기술(들)의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이, 맞춤형 집적 회로의 준비에 의해 또는 종래의 구성요소 회로들의 적절한 네트워크를 상호 연결함으로써 구현될 수 있다. 따라서, 예시적인 실시예는 하드웨어 회로 및/또는 소프트웨어의 임의의 특정한 조합으로 제한되지 않는다.
컴퓨터 판독가능 매체 중 임의의 하나 또는 조합에 저장된 본 발명의 예시적인 실시예는, 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템을 제어하고, 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템을 구동하고, 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템이 인간 사용자 등과 상호 작용할 수 있게 하는, 소프트웨어를 포함할 수 있다. 이러한 소프트웨어는, 장치 드라이버, 펌웨어, 운영 체제, 개발 도구, 애플리케이션 소프트웨어 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는, 또한, 본 발명을 구현하는 데 수행되는 처리의 전부 또는 일부(처리가 분산된 경우)를 수행하기 위한 본 발명의 실시예의 컴퓨터 프로그램 제품을 포함할 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예의 컴퓨터 코드 장치는, 스크립트, 해석가능 프로그램, 동적 링크 라이브러리(DLL), 자바 클래스 및 애플릿, 완전한 실행가능 프로그램, 공통 객체 요청 브로커 아키텍처(CORBA) 객체 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 임의의 적절한 해석가능 또는 실행가능 코드 메커니즘을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 예시적인 실시예의 처리의 일부는 더 나은 성능, 신뢰성, 비용 등을 위해 분산될 수 있다.
전술한 바와 같이, 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템은, 본 발명의 교시에 따라 프로그래밍된 명령어를 보유하고 본원에 설명된 데이터 구조, 테이블, 레코드, 및/또는 기타 데이터를 보유하기 위한 컴퓨터 판독가능 매체 또는 메모리를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는, 실행을 위해 프로세서에 명령어를 제공하는 데 참여하는 임의의 적절한 매체를 포함할 수 있다. 이러한 매체는, 비휘발성 매체, 휘발성 매체, 전송 매체 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 많은 형태를 취할 수 있다. 비휘발성 매체는, 예를 들어, 광 디스크 또는 자기 디스크, 광자기 디스크 등을 포함할 수 있다. 휘발성 매체는 동적 메모리 등을 포함할 수 있다. 전송 매체는 동축 케이블, 구리 와이어, 광섬유 등을 포함할 수 있다. 전송 매체는, 또한, 무선 주파수(RF) 통신, 적외선(IR) 데이터 통신 등 동안 생성되는 것과 같은 음파, 광학파, 전자기파 등의 형태를 취할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체의 일반적인 형태는, 예를 들어, 플로피 디스크, 플렉서블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 다른 임의의 적절한 자기 매체, CD-ROM, CDRW, DVD, 다른 임의의 적절한 광학 매체, 펀치 카드, 종이 테이프, 광학 마크 시트, 구멍 패턴 또는 기타 광학적으로 인식 가능한 표시가 있는 기타 적절한 물리적 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EPROM, 다른 임의의 적절한 메모리 칩 또는 카트리지, 반송파, 또는 컴퓨터가 판독할 수 있는 다른 임의의 적절한 매체 등을 포함할 수 있다.
본 발명을 다수의 예시적인 실시예 및 구현예에 관하여 설명하였지만, 본 발명은, 이에 한정되지 않으며, 오히려 청구범위의 영역 내에 속하는 다양한 수정, 및 등가의 구성을 포함한다.
Claims (11)
- 아쿠아포닉스 및 온실 시스템으로서,
겨울 태양광을 최대화하는 각도로 태양을 향하는 측 상에 있는 글레이징, 및 하우징을 갖는 절연형 태양열 온실;
상기 태양열 온실 내에 수용된 물고기 탱크;
상기 태양열 온실 내에 수용된 식물 재배 영역;
상기 태양열 온실 내에 수용된 버섯 재배 영역;
상기 태양열 온실 내에 수용되고, 상기 식물 재배 영역과 상기 버섯 재배 영역 사이에 배치된 물 벽 열적 매스(water wall thermal mass); 및
상기 태양열 온실 내에 수용되고, 상기 버섯 재배 영역 내에 미스트 공기(misted air)를 제공하도록 구성된 자연 환기 시스템을 포함하고,
상기 식물 재배 영역에 의해 생성되는 O2는 상기 자연 환기 시스템에 의해 수용되고 상기 버섯 재배 영역에 제공되며, 상기 버섯 재배 영역에 의해 생성되는 CO2는 상기 식물 재배 영역에 제공되고,
상기 자연 환기 시스템은,
상기 온실의 지붕 아래에 배치되고 빗물 거터 저장소에 결합된 이차 지붕 플레넘;
상기 빗물 거터 저장소에 결합되고, 상기 빗물 거터 저장소로부터의 물을 여과하도록 구성된 물 필터; 및
상기 필터에 결합되고, 물 미스트가 분사되어 상기 이차 지붕 플레넘과 상기 온실의 지붕에 의해 형성된 채널 내에서 응축되어 상기 빗물 거터 저장소로 복귀하도록 구성되게끔, 여과된 물을 상기 이차 지붕 플레넘의 상측 부분 상의 미스터 스프레이 헤드에 펌핑하도록 구성된 물 펌프를 더 포함하는, 아쿠아포닉스 및 온실 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 물고기 탱크에 결합되고 또한 상기 태양열 온실 내에서 상기 식물 재배 영역에 수용된 복수의 재배 베드; 및
하드 필터를 더 포함하고,
상기 복수의 재배 베드의 각각은 상기 물고기 탱크의 내부에 있는 각각의 물고기 탱크 가이저 펌프에 결합되고,
상기 물고기 탱크 가이저 펌프는, 상기 물고기 탱크로부터 상기 재배 베드로 물을 펌핑하고 상기 물고기 탱크의 물을 통기하도록 외부 에어 펌프에 의해 동력을 공급받고,
상기 하드 필터는, 상기 물고기 탱크에 결합되고, 상기 물고기 탱크의 내부에 있으며 상기 물고기 탱크로부터 상기 하드 필터로 물을 펌핑하고 상기 물고기 탱크의 물을 통기하고 여과하도록 외부 에어 펌프에 의해 동력을 공급받는 하드 필터 가이저 펌프를 구비하고,
상기 하드 필터는 이의 상측 부분 상에, 조류를 통기하도록 조류 층 아래에 있는 외부 에어 펌프에 의해 동력을 공급받는 에어 스톤을 갖는 상기 조류 층을 포함하는, 아쿠아포닉스 및 온실 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 온실에서 사용하기 위한 담수를 생성하도록 상기 식물 재배 영역 아래에 배치된 탈염 시스템을 더 포함하는, 아쿠아포닉스 및 온실 시스템.
- 삭제
- 제2항에 있어서, 상기 하드 필터는, 기계적 여과부, 생물학적 여과부, 화학적 여과부, 및/또는 UV 광 살균부; 및
상기 물고기 탱크에 제공된 상기 하드 필터의 수면 최상부에서 개구리밥이 재배되며 상기 물고기 탱크에 결합된 출력부를 갖는, 개구리밥 자동 물고기 먹이공급기를 포함하는, 아쿠아포닉스 및 온실 시스템. - 제2항에 있어서, 유기물을 물고기 먹이용 BSF 유충으로 변환하기 위한 블랙 솔저 플라이(BSF) 퇴비화 및 자동 물고기 먹이공급기를 더 포함하고, 상기 BSF 퇴비화 및 자동 물고기 먹이공급기는, 내부 램프(ramp)와 외부 램프를 갖는 BSF 용기를 포함하고, 상기 내부 램프는 상기 BSF 용기 내에 배치되고, 상기 외부 램프는, 상기 BSF 유충이 상기 내부 램프를 기어올라 상기 외부 램프로부터 상기 물고기 탱크 내로 상기 물고기 먹이로서 떨어지도록, 상기 내부 램프에 결합되고 상기 물고기 탱크 위에 배치되는, 아쿠아포닉스 및 온실 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 온실의 온도, 습도, O2, 및 CO2 레벨을 포함한 상기 온실의 공기 파라미터를 측정하도록 상기 온실 내에 배치된 가스 프로브, 및 물고기 탱크 물의 용존 산소, PH, 질산염, 아질산염, 암모니아, 전기 전도도(EC) 레벨을 포함한 상기 물고기 탱크 물의 물 파라미터를 측정하도록 상기 물고기 탱크 내에 배치된 물 프로브를 구비하는 스펙트럼 분석기 기반 센서; 및
스펙트럼 분석기 기반 센서에 결합되고, 측정된 공기 및 물 파라미터 레벨에 기초하여 상기 공기 및 물 파라미터 중 하나 이상을 제어하도록 구성된 컴퓨터를 더 포함하는, 아쿠아포닉스 및 온실 시스템. - 제2항에 있어서, 상기 재배 베드의 각각은, 상기 재배 베드의 외부에 있고 상기 재배 베드로부터 다시 상기 물고기 탱크 내로 및 상기 재배 베드로부터 다시 각각의 수경재배 탱크 내로 물을 배수하도록 구성된 벨 사이펀을 포함하고,
각각의 벨 사이펀은 개방 단부와 폐쇄 상부를 갖는 벨 사이펀 하우징, 및 벨 사이펀 스탠드파이프를 포함하고, 상기 벨 사이펀 하우징의 개방 단부는 상기 재배 베드의 바닥에 결합되고, 상기 벨 사이펀 스탠드파이프는, 상기 벨 사이펀 하우징 내에서 연장되고, 각각의 밸브를 통해 상기 재배 베드로부터 다시 상기 물고기 탱크로 그리고 각각의 수경재배 탱크로 물을 배수하도록 상기 물고기 탱크에 결합되는, 아쿠아포닉스 및 온실 시스템. - 제2항에 있어서, 상기 물고기 탱크 및 하드 필터 가이저 펌프의 각각은, 개방 바닥과 폐쇄 상부를 갖는 가이저 펌프 하우징, 및 가이저 펌프 스탠드파이프를 포함하고, 상기 에어 펌프에 결합된 상기 가이저 펌프 하우징에 공기 유입구가 제공되고, 상기 가이저 펌프 스탠드파이프는, 상기 가이저 펌프 하우징의 폐쇄 상부를 통해 상기 가이저 펌프 하우징의 내부로 연장되고, 상기 물고기 탱크로부터 상기 재배 베드의 상부로 물을 펌핑하고 통기하도록 상기 재배 베드의 상부에 결합되는, 아쿠아포닉스 및 온실 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 온실의 상부 상에 배치된 태양열 패널; 및
상기 태양열 패널 상에 배치되고 상기 태양열 패널 상의 먼지 또는 모래를 청소하도록 구성된 태양열 패널 청소 장치를 더 포함하는, 아쿠아포닉스 및 온실 시스템. - 삭제
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