KR102513296B1 - Temperature control apparatus of multistage type plant cultivating system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다단 재배공간의 온도를 균일하게 하고 식물 성장에 필요로 하는 적정의 온도를 효과적으로 단속할 수 있는 다단 식물공장의 온도조절장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 다단의 재배공간을 가지도록 상하방향으로 이격 배치되는 베드프레임을 가지는 본체프레임; 상기 베드프레임의 상부에 설치되며, 식물이 식재되는 식재베드; 및 상기 베드프레임의 하부에 설치되며, 내부를 순환하는 작동유체의 열에너지를 하측 재배공간으로 전달하여 하측 식재베드에 식재된 식물의 성장에 필요한 온도를 형성하고 식물의 생장점 위치에 따라 이동 가능하게 구비되는 복사패널을 가지는 온도조절부를 포함하는 특징을 개시한다.The present invention is to provide a temperature control device for a multi-stage plant factory that can uniformize the temperature of a multi-stage cultivation space and effectively control the appropriate temperature required for plant growth. The present invention for this purpose is a body frame having a bed frame spaced apart in the vertical direction so as to have a multi-stage cultivation space; A planting bed installed on the top of the bed frame and in which plants are planted; And it is installed in the lower part of the bed frame, and transmits the thermal energy of the working fluid circulating inside to the lower cultivation space to form the temperature required for the growth of plants planted in the lower planting bed and is movable according to the position of the plant's growth point. Discloses a feature including a temperature control unit having a radiation panel to be.
Description
본 발명은 다단 식물공장의 온도조절장치에 관한 것으로, 상세하게는 다단 재배공간의 내부 온도를 균일하게 하고, 식물 성장에 필요로 하는 적정의 온도를 효율적으로 단속할 수 있는 다단 식물공장의 온도조절장치에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature control device for a multi-stage plant factory, and more particularly, to control the temperature of a multi-stage plant factory capable of equalizing the internal temperature of a multi-stage cultivation space and efficiently regulating the proper temperature required for plant growth. It's about the device.
지구온난화, 이상기후 현상 등으로 식량부족 사태에 직면해 가고 있으며 미세먼지, 중금속 오염 등에 의한 환경파괴와 바이러스와 같은 질병의 만연 등으로 안전한 식품의 확보가 새로운 현안으로 대두되고 있다.We are facing food shortages due to global warming and abnormal climate, and securing safe food has emerged as a new issue due to environmental destruction caused by fine dust and heavy metal pollution and the spread of diseases such as viruses.
이에, 제한된 노지에서 벗어난 이른바 식물공장은 초기 태양광을 이용한 식물공장을 거쳐 최근에는 인공의 조명장치를 이용한 완전 제어형 식물공장으로 발전해 왔고, 최근 안전한 식품을 찾는 소비자의 요구에 따라 부흥기를 맞고 있으며, 앞으로 지속적인 발전이 예상되는 기술분야이다.Accordingly, the so-called plant factory, which is out of the limited open space, has developed into a completely controlled plant factory using artificial lighting devices through a plant factory using sunlight in the early days. This is a technology field that is expected to develop continuously in the future.
식물공장은 다량의 식물을 대량으로 재배하는 것이고 공간효율을 높이기 위해 식물이 재배되는 재배공간은 흔히 다층으로 구비될 수 있다.A plant factory cultivates a large amount of plants in large quantities, and in order to increase space efficiency, a cultivation space in which plants are grown may be provided in multiple layers.
하지만, 이와 같은 랙 구조물에 의한 다단의 재배공간은 각 단별로 공기의 유동이 불균일하고, 랙 구조물과 재배 작물이 공기 유동을 방해하기 때문에, 다단의 재배공간에는 중앙 온도조절장치의 설정 온도와 다른 온도가 설정될 수 있다. 이에 따라 다단의 재배공간에서 성장하는 식물의 품질 차이가 발생되는 문제가 있다. 또한 원활한 식물 생장을 위해서는 식물 생장점의 온도가 중요한데, 종래의 온도조절장치는 식물공장 내부 공간을 기준으로 운전되어 냉난방에너지 낭비가 발생한다.However, since the air flow is uneven for each stage in the multi-stage cultivation space with such a rack structure, and the rack structure and cultivated crops interfere with the air flow, the multi-stage cultivation space has a temperature different from the set temperature of the central temperature controller. Temperature can be set. Accordingly, there is a problem in that quality differences occur in plants growing in multi-tiered cultivation spaces. In addition, the temperature of the plant growth point is important for smooth plant growth, and the conventional temperature control device is operated based on the interior space of the plant factory, resulting in waste of heating and cooling energy.
한편, 식물공장은 식물 성장에 적합한 환경을 만들기 위해 식물이 재배되는 재배공간의 상부에는 식물의 성장에 필요한 광을 조사하는 인공의 조명장치가 설치된다. 이러한 인공의 조명장치는 필연적으로 발열현상이 생기며, 이러한 발열현상은 조명장치를 파손시키거나 그 수명을 단축시킬 뿐만 아니라, 재배공간의 온도를 불필요하게 상승시키게 된다. 이에 따라 조명장치의 파손, 수명 감소를 방지할 뿐만 아니라, 조명장치에 의해 상승된 온도를 냉각하기 위한 온도조절장치가 요구된다.On the other hand, in the plant factory, an artificial lighting device for irradiating light necessary for plant growth is installed above the cultivation space in which plants are grown in order to create an environment suitable for plant growth. Such artificial lighting devices inevitably generate heat, and this heat generation not only damages the lighting device or shortens its lifespan, but also unnecessarily increases the temperature of the cultivation space. Accordingly, a temperature control device for cooling the temperature raised by the lighting device as well as preventing damage and life reduction of the lighting device is required.
이처럼 조명장치에 의해 상승된 온도를 냉각할 경우에도 전술한 바와 같이, 각 단별로 공기의 유동이 불균일하고, 랙 구조물과 재배 작물이 공기 유동을 방해하기 때문에, 다단의 재배공간에는 중앙 온도조절장치에서 설정된 온도와 다른 온도가 설정될 수 있다. 그리고, 다단의 재배공간마다 설치되어 있는 조명장치에 의한 발열현상으로 인하여 재배공간에서의 온도를 효과적으로 떨어뜨리지 못하는 문제가 있다.As described above, even when the temperature raised by the lighting device is cooled, the air flow is non-uniform in each stage, and the rack structure and cultivated crops obstruct the air flow, so the multi-stage cultivation space has a central temperature control device. A temperature different from the temperature set in may be set. In addition, there is a problem in that the temperature in the cultivation space cannot be effectively lowered due to the heating phenomenon caused by the lighting device installed in each multi-stage cultivation space.
뿐만 아니라, 겨울철 인공 조명장치의 비가동시간에는 내부 온도조절을 위해 난방이 요구되는데, 이 경우에도 전술한 바와 같이 공기 유동 불균일 문제로 인해 과도한 에너지 소비와, 식물 생장점의 온도를 균일하게 유지하지 못하는 문제가 있다.In addition, heating is required to control the internal temperature during the non-operating hours of artificial lighting devices in winter. Even in this case, as described above, excessive energy consumption and the inability to maintain a uniform temperature at the plant growth point due to the non-uniform air flow problem there is
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 다단 재배공간의 온도를 균일하게 하고, 식물 성장에 필요로 하는 적정의 온도를 효과적으로 단속할 수 있는 다단 식물공장의 온도조절장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to solve the conventional problems, and the present invention provides a temperature control device for a multi-stage plant factory that can uniformize the temperature of a multi-stage cultivation space and effectively control the appropriate temperature required for plant growth. is in providing
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 다단 식물공장의 온도조절장치는, 다단의 재배공간을 가지도록 상하방향으로 이격 배치되는 베드프레임을 가지는 본체프레임; 상기 베드프레임의 상부에 설치되며, 식물이 식재되는 식재베드; 및 상기 베드프레임의 하부에 설치되며, 내부를 순환하는 작동유체의 열에너지를 하측 재배공간으로 전달하여 하측 식재베드에 식재된 식물의 성장에 필요한 온도를 형성하기 위한 복사패널을 가지는 온도조절부;를 포함하고, 상기 복사패널은, 상기 식재베드의 하부에 결합되며, 하부방향으로 개방된 배관 설치홈부를 가지고, 상기 배관 설치홈부의 개방된 하부방향을 제외하고 나머지 다른 방향으로 방열되는 것을 차단하는 단열블록과, 상기 배관 설치홈부에 설치되며, 작동유체가 순환하는 순환배관과, 상기 배관 설치홈부가 폐쇄되도록 상기 단열블록의 하부에 결합되며, 상기 순환배관으로부터 전달되는 온열에너지 또는 냉열에너지를 상기 재배공간으로 방열하는 방열판을 포함하며, 상기 온도조절부는, 상기 복사패널을 상기 식재베드에 식재된 식물 방향으로 근접하거나 이격되도록 이동시키는 복사패널 구동부와, 상하방향으로 이웃하는 상기 베드프레임을 연결하는 가이드부와, 상기 복사패널에 결합되며 상기 가이드부에 의해 이동이 안내되는 가이드블록과, 상기 식재베드에 식재된 식물의 이미지를 촬영하는 생장점 위치감지부와, 상기 생장점 위치감지부에서 감지된 식물의 생장점 위치를 기반으로 식물의 생장점에 대한 상기 복사패널의 높이가 일정하게 유지되도록 상기 복사패널 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 생장점 위치감지부로부터 촬영된 이미지로부터 생장점 이미지를 추출하는 이미지 검출부를 포함하고, 추출된 생장점 이미지로부터 상기 식재베드로부터 생장점의 높이를 산출하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object of the present invention, the temperature control device of a multi-stage plant factory according to an embodiment of the present invention includes a body frame having a bed frame spaced apart in the vertical direction so as to have a multi-stage cultivation space; A planting bed installed on the top of the bed frame and in which plants are planted; And a temperature control unit installed at the lower part of the bed frame and having a radiation panel for transferring the thermal energy of the working fluid circulating therein to the lower cultivation space to form a temperature required for the growth of plants planted in the lower planting bed. The radiation panel is coupled to the lower portion of the planting bed, has a pipe installation groove that is open downward, and blocks heat radiation in other directions except for the open lower direction of the pipe installation groove. A block, a circulation pipe installed in the pipe installation groove, through which the working fluid circulates, and coupled to the lower portion of the insulation block so that the pipe installation groove is closed, and heat energy or cold energy transmitted from the circulation pipe is converted into the cultivation A guide connecting the radiation panel driving unit, which includes a heat sink for dissipating heat into space, and the temperature control unit moves the radiation panel to be closer to or apart from each other in the direction of the plant planted on the planting bed, and the bed frame neighboring in the vertical direction unit, a guide block coupled to the radiation panel and guiding movement by the guide unit, a growth point position detecting unit for capturing an image of plants planted on the planting bed, and a plant detected by the growing point position detecting unit. A control unit controlling the radiation panel driving unit so that the height of the radiation panel with respect to the growing point of the plant is maintained constant based on the position of the growing point, wherein the control unit extracts a growing point image from an image captured by the growing point position detection unit It includes an image detector, and calculates the height of the growing point from the planting bed from the extracted growing point image.
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본 발명의 실시예에 따른 다단 식물공장의 온도조절장치에 있어서, 상기 식재베드에 식재된 식물의 성장에 필요한 광을 조사하는 조명부;를 더 포함할 수 있고, 이 경우 상기 조명부는 상기 방열판의 하부에 설치될 수 있다.In the temperature control device of a multi-stage plant factory according to an embodiment of the present invention, it may further include a lighting unit for irradiating light necessary for growth of plants planted on the planting bed, in which case the lighting unit is located under the heat dissipation plate. can be installed on
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본 발명에 따르면, 내부를 순환하는 작동유체의 온열 또는 냉열 에너지를 하측 재배공간으로 전달하는 복사패널을 포함하는 온도조절부를 통하여 하측 식재베드에 식재된 식물의 성장에 필요한 목표 온도를 효과적으로 단속할 수 있다.According to the present invention, the target temperature required for the growth of plants planted in the lower planting bed can be effectively controlled through the temperature control unit including the radiant panel that transmits the heat or cold energy of the working fluid circulating inside to the lower cultivation space. there is.
본 발명에 따르면, 복사패널 상에 조명부를 설치함에 따라 조명부에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각하여 발열 현상에 의한 파손, 수명 감소를 방지할 수 있다. 그리고 구조가 간단하고 작은 공간을 차지하여 재배공간의 공간 효율을 높일 수 있다.According to the present invention, by installing the lighting unit on the radiation panel, it is possible to effectively cool the heat generated from the lighting unit, thereby preventing damage due to heat generation and reduction in lifespan. In addition, the structure is simple and occupies a small space, so the space efficiency of the cultivation space can be increased.
본 발명에 따르면, 복사패널 및 조명부가 식재베드 방향으로 이동 가능하게 설치됨에 따라 식재베드에 식재된 식물의 성장 정도에 따라 온도 및 광을 보다 정확하고 정밀하게 제어 및 공급할 수 있다. 그리고 효율적인 온도 조절과 광 공급을 통해 온도 조절과 조명에 소비되는 에너지를 절감할 수 있는 효과를 가진다.According to the present invention, since the radiation panel and the lighting unit are movably installed in the direction of the planting bed, temperature and light can be more accurately and precisely controlled and supplied according to the degree of growth of the plants planted in the planting bed. In addition, it has an effect of reducing energy consumed for temperature control and lighting through efficient temperature control and light supply.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 식물공장의 온도조절장치를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 도 1의 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도조절장치의 복사패널을 설명하기 위한 단면 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도조절장치의 작동유체 공급부를 설명하기 위한 단면 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도조절장치를 설명하기 위한 예시도이다.1 is an exemplary view for explaining a temperature control device of a multi-stage plant factory according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1 .
3 is an exemplary cross-sectional view for explaining a radiation panel of a temperature control device according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating a working fluid supply unit of a temperature controller according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary view for explaining a temperature control device according to another embodiment of the present invention.
이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용될 수 있으며 이에 따른 부가적인 설명은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the above-described problem to be solved can be realized in detail will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiments, the same name and the same reference numeral may be used for the same configuration, and additional description accordingly may be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 식물공장의 온도조절장치를 설명하기 위한 예시도이고, 도 2는 도 1의 부분 확대도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도조절장치의 복사패널을 설명하기 위한 단면 예시도이다.Figure 1 is an exemplary view for explaining a temperature control device of a multi-stage plant factory according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a partially enlarged view of Figure 1, Figure 3 is a temperature control according to an embodiment of the present invention It is a cross-sectional example for explaining the radiation panel of the device.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다단 식물공장의 온도조절장치는 본체프레임(10), 식재베드(20) 및 온도조절부를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3 , the temperature control device of a multi-stage plant factory according to an embodiment of the present invention may include a
본체프레임(10)은 다단의 재배공간(S)을 가질 수 있으며, 상하방향으로 이격 배치되는 다단의 베드프레임(11)을 가질 수 있다. 따라서 본체프레임(10)은 상하방향으로 서로 이웃하는 베드프레임(11)의 사이 공간마다 재배공간(S)을 가질 수 있다.The
식재베드(20)는 식물(F)이 식재되는 부분으로, 베드프레임(11)의 상부면에 설치될 수 있다. 따라서 식재베드(20)에 식재된 식물(F)은 재배공간(S) 내에서 성장할 수 있다.The
온도조절부는 식재베드(20)에 식재된 식물(F)의 성장에 필요로 하는 적정의 온도를 계속해서 균일하게 유지할 수 있다.The temperature control unit can continuously and uniformly maintain an appropriate temperature required for the growth of the plant F planted on the
온도조절부는 복사패널(30)을 포함할 수 있다.The temperature controller may include a
복사패널(30)은 재배공간(S)을 향해 열에너지를 전달하여 재배공간(S)의 온도를 식물(F) 성장에 필요로 하는 적정의 온도로 유지할 수 있다.The
복사패널(30)은 단열블록(31), 순환배관(32) 및 방열판(33)을 포함할 수 있다.The
단열블록(31)은 식재베드(20)의 하부면에 결합될 수 있으며, 하부방향으로 개방된 배관 설치홈부(31a)를 가질 수 있다. 이러한 단열블록(31)은 배관 설치홈부(31a)의 개방된 하부방향을 제외하고 나머지 다른 방향으로 방열되는 것을 차단할 수 있다.The
순환배관(32)은 배관 설치홈부(31a)에 설치될 수 있으며, 내부에는 작동유체가 충전되어 순환될 수 있다. 그리고, 순환배관(32)은 양단부에 작동유체 출입구를 가질 수 있으며, 작동유체 출입구는 후술되는 작동유체 공급부(34)와 연결될 수 있다. 작동유체 공급부(34)에 이송된 작동유체는 순환배관(32)을 순환한 다음 다시 작동유체 공급부(34)로 회수될 수 있다.The
방열판(33)은 배관 설치홈부(31a)가 폐쇄되도록 단열블록(31)의 하부에 결합될 수 있으며, 순환배관(32)으로부터 전달되는 열에너지를 하측의 재배공간(S)으로 방열할 수 있다.The
그리고, 순환배관(32)이 설치되는 배관 설치홈부(31a)에는 열전달매체가 충전될 수도 있다. 이러한 열전달매체로 인하여 순환배관(32)의 열에너지는 방열판(33)으로 보다 효과적으로 전달될 수 있다.In addition, a heat transfer medium may be filled in the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도조절장치의 작동유체 공급부를 설명하기 위한 단면 예시도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a working fluid supply unit of a temperature controller according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 온도조절부는 작동유체 공급부(34)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the temperature control unit may further include a working
작동유체 공급부(34)는 순환배관(32)의 작동유체 출입구와 연결되는 공급배관(34a) 및 회수배관(34b)과, 작동유체 공급원(34c) 및 펌프(34d)를 포함할 수 있다.The working
작동유체 공급원(34c)은 공급배관(34a) 및 회수배관(34b)을 연결하도록 설치될 수 있다. 작동유체 공급원(34c)은 작동유체가 충전되는 탱크일 수 있다.The working
펌프(34d)는 공급배관(34a) 상에 설치될 수 있으며, 작동유체 공급원(34c)의 작동유체를 가압하여 순환배관(32)을 따라 작동유체를 순환시킬 수 있다. 예컨대 펌프(34d)로는 히트펌프와 같이 가열원과 펌핑유닛이 일체로 구성될 수 있는데, 이 경우에는 전술한 작동유체 공급원(34c)이 배제될 수 있다.The
따라서, 작동유체 공급원(34c)에 저장된 작동유체는 펌프(34d)의 가압력에 의해 순환배관(32)을 계속해서 순환할 수 있다.Therefore, the working fluid stored in the working
그리고, 작동유체 공급부(34)는 작동유체 공급원(34c)의 작동유체를 가열하는 가열장치 또는 작동유체 공급원(34c)의 작동유체를 냉각시키는 냉각장치를 더 포함할 수도 있다. 이에 따라 작동유체의 온열에너지를 이용하여 재배공간(S)의 온도를 상승시킬 수 있고, 작동유체의 냉열에너지를 이용하여 재배공간(S)의 온도를 하강시킬 수 있다.Also, the working
이상에서와 같이, 복사패널(30)은 다단의 재배공간(S)을 형성하는 베드프레임(11)의 하부면에 설치됨에 따라, 다단의 재배공간(S)마다 균일한 온도를 형성할 수 있고, 이에 따라 다단 재배공간(S)에 식재된 식물에 대해 균일한 온도를 계속해서 유지할 수 있다.As described above, as the
한편, 본 실시예에 따른 다단 식물공장의 온도조절장치는 조명부(40)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the temperature controller of the multi-stage plant factory according to the present embodiment may further include a
조명부(40)는 식물 성장에 필요한 광을 조사하는 것으로, 식재베드(20)의 상부에 배치될 수 있으며, 본 실시예에 따르면 복사패널(30)에 설치될 수 있다.The
구체적으로 조명부(40)는 방열판(33)의 하부면에 설치될 수 있다. 예컨대, 방열판(33)의 하부면에는 조명 설치홈부가 구비될 수 있고, 조명부(40)는 조명 설치홈부에 탈부착 가능하게 설치될 수 있다. 탈부착 형태의 설계는 소모품의 부분 수리 및 교체를 용이하게 함으로서 유지보수 용이와 비용 절감 효과가 있을 수 있다.Specifically, the
이처럼 방열판(33) 상에 조명부(40)를 설치함에 따라, 조명부(40)에서 발생되는 열은 방열판(33)을 통해 효과적으로 냉각될 수 있다. 이에 따라 조명부(40)의 발열현상에 의한 파손, 수명 감소를 방지할 수 있고, 구조가 간단하고 작은 공간을 차지하여 재배공간(S)의 공간 효율을 높일 수 있다.As the
조명부(40)로는 높은 전력효율과 내구성을 갖는 LED(발광다이오드)를 광원으로 하는 조명장치가 사용될 수 있다.As the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도조절장치를 설명하기 위한 예시도이다.5 is an exemplary view for explaining a temperature control device according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 복사패널(30)은 식재베드(20)에 식재된 식물 방향으로 근접하거나 이격되도록 이동 가능하게 설치될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
즉, 식재베드(20)에 대한 복사패널(30)의 높이를 조절함에 따라 식재베드(20)에 식재된 식물(F)의 성장 정도에 따라 복사패널(30)의 높이를 가변하면서, 식물(F)의 성장에 요구되는 적정의 온도를 보다 정밀하게 단속할 수 있다.That is, by adjusting the height of the
그리고, 복사패널(30)에 조명부(40)가 구비될 경우 복사패널(30)과 함께 조명부(40)가 함께 이동될 수 있기 때문에, 식재베드(20)에 식재된 식물의 성장 정도에 따라 온도 및 광을 보다 정확하고 정밀하게 제어 및 공급할 수 있다.In addition, since the
또한, 온도조절부 및 조명부(40)의 출력변화가 없더라도 복사패널(30)의 높이를 가변함에 따라 식물(F)의 성장 정도에 따라 적정의 온도를 설정할 수 있다.In addition, even if there is no change in the output of the temperature control unit and the
한편, 온도조절부는 복사패널(30)의 상하방향 이동을 안내하는 직선이송 구조체를 더 포함할 수 있으며, 직선이송 구조체로는 가이드부(36) 및 가이드블록(37)을 포함할 수 있다.Meanwhile, the temperature controller may further include a linear transport structure for guiding vertical movement of the
가이드부(36)는 상하방향으로 이웃하는 베드프레임(11)을 연결하도록 설치될 수 있으며, 복사패널(30)의 상하방향 이동을 안내할 수 있다. 그리고, 가이드블록(37)은 복사패널(30)의 단열블록(31)에 결합될 수 있으며, 가이드부(36)를 관통시키는 가이드홀이 구비될 수 있다. 따라서, 가이드블록(37)은 가이드부(36)의 상하방향 길이를 따라 안정적으로 이동될 수 있다.The
한편, 온도조절부는 복사패널(30)을 이동시키는 복사패널 구동부(35)를 더 포함할 수 있으며, 복사패널 구동부(35)를 통해 복사패널(30)은 식재베드(20) 방향으로 근접하거나 이격될 수 있다. 복사패널 구동부(35)로는 실린더 또는 모터가 사용될 수 있다.Meanwhile, the temperature control unit may further include a radiation
이러한 복사패널 구동부(35)를 통하여 작업자에 의해 수동으로 구동될 수 있고, 별도의 제어 시스템을 이용하여 자동으로 구동될 수 있다.It can be manually driven by an operator through the radiation
이를 위해, 온도조절부는 생장점 위치감지부(38) 및 제어부(39)를 더 포함할 수 있다.To this end, the temperature control unit may further include a growth point
생장점 위치감지부(38)는 식재베드(20)에 식재된 식물(F)의 생장점(GP)의 위치를 감지할 수 있다.The growth point
생장점 위치감지부(38)로는 카메라 또는 다양한 변위센서가 사용될 수 있다. 카메라 또는 변위센서로부터 수집된 감지 정보(이미지 또는 변위 정보)는 제어부(39)로 전송될 수 있다.A camera or various displacement sensors may be used as the growth
제어부(39)는 복사패널 구동부(35)를 제어할 수 있으며, 생장점 위치감지부(38)에서 감지된 식물(F)의 생장점(GP) 위치를 기반으로 복사패널 구동부(35)를 제어하여 복사패널(30)의 높이를 조절할 수 있다. 즉, 제어부(39)는 식물(F)의 생장점(GP)에 대한 복사패널(30) 및 조명부(40)의 높이(h1)를 일정하게 유지할 수 있다.The
생장점 위치감지부(38)로서 카메라가 사용될 경우 제어부(39)는 이미지 검출부를 포함할 수 있다. 이미지 검출부는 카메라로부터 촬영된 이미지로부터 생장점 이미지를 추출하고, 추출된 생장점 이미지로부터 실제 식재베드(20)로부터 생장점의 높이를 산출해낼 수 있다. 이처럼 전체 이미지로부터 특정 이미지를 추출하는 것은 이미 알려진 다양한 이미지 추출프로그램을 이용할 수 있다.When a camera is used as the growth point
이와 같이, 식물(F)의 생장점(GP)의 높이가 가변됨에 따라 복사패널(30)의 높이를 조절하여, 생장점(GP)에 대한 복사패널(30) 및 조명부(40)의 높이(h1)를 항상 일정하게 유지함으로써, 식물 성장에 필요한 적정의 온도 및 광을 보다 정확하고 균일하게 제어 및 공급할 수 있다.In this way, the height h1 of the
그리고, 다단 재배공간(S)의 각 단별로 배치되는 복사패널(30) 및 조명부(40)의 높이를 독립적으로 제어함으로써, 각 재배공간(S)마다 식재된 식물(F)의 성장에 최적의 온도 및 광을 보다 정확하고 균일하게 제어 및 공급할 수 있다.In addition, by independently controlling the heights of the
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, but those skilled in the art can make various modifications to the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. may be modified or changed.
10: 본체프레임
11: 베드프레임
20: 식재베드
30: 복사패널
40: 조명부10: body frame
11: Bed frame
20: planting bed
30: radiation panel
40: lighting unit
Claims (7)
상기 베드프레임의 상부에 설치되며, 식물이 식재되는 식재베드; 및
상기 베드프레임의 하부에 설치되며, 내부를 순환하는 작동유체의 열에너지를 하측 재배공간으로 전달하여 하측 식재베드에 식재된 식물의 성장에 필요한 온도를 형성하기 위한 복사패널을 가지는 온도조절부;를 포함하고,
상기 복사패널은, 상기 식재베드의 하부에 결합되며, 하부방향으로 개방된 배관 설치홈부를 가지고, 상기 배관 설치홈부의 개방된 하부방향을 제외하고 나머지 다른 방향으로 방열되는 것을 차단하는 단열블록과, 상기 배관 설치홈부에 설치되며, 작동유체가 순환하는 순환배관과, 상기 배관 설치홈부가 폐쇄되도록 상기 단열블록의 하부에 결합되며, 상기 순환배관으로부터 전달되는 온열에너지 또는 냉열에너지를 상기 재배공간으로 방열하는 방열판을 포함하며,
상기 온도조절부는, 상기 복사패널을 상기 식재베드에 식재된 식물 방향으로 근접하거나 이격되도록 이동시키는 복사패널 구동부와, 상하방향으로 이웃하는 상기 베드프레임을 연결하는 가이드부와, 상기 복사패널에 결합되며 상기 가이드부에 의해 이동이 안내되는 가이드블록과, 상기 식재베드에 식재된 식물의 이미지를 촬영하는 생장점 위치감지부와, 상기 생장점 위치감지부에서 감지된 식물의 생장점 위치를 기반으로 식물의 생장점에 대한 상기 복사패널의 높이가 일정하게 유지되도록 상기 복사패널 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 생장점 위치감지부로부터 촬영된 이미지로부터 생장점 이미지를 추출하는 이미지 검출부를 포함하고, 추출된 생장점 이미지로부터 상기 식재베드로부터 생장점의 높이를 산출하는 것을 특징으로 하는 다단 식물공장의 온도조절장치.Body frame having a bed frame spaced apart in the vertical direction to have a multi-stage cultivation space;
A planting bed installed on the top of the bed frame and in which plants are planted; and
A temperature control unit installed at the bottom of the bed frame and having a radiant panel for transferring the thermal energy of the working fluid circulating therein to the lower cultivation space to form the temperature required for the growth of plants planted in the lower planting bed; including do,
The radiation panel is coupled to the lower portion of the planting bed, has a pipe installation groove that is open in a downward direction, and blocks heat dissipation in other directions except for the open lower direction of the pipe installation groove; A circulation pipe installed in the pipe installation groove, through which the working fluid circulates, coupled to the lower part of the insulation block so that the pipe installation groove is closed, and dissipates heat energy or cold heat energy transferred from the circulation pipe to the cultivation space. Including a heat sink that
The temperature control unit is coupled to a radiation panel driving unit that moves the radiation panel in a direction toward or away from the plants planted on the planting bed, a guide unit that connects the bed frames adjacent to each other in the vertical direction, and the radiation panel. A guide block whose movement is guided by the guide unit, a growth point location detection unit that captures an image of a plant planted on the planting bed, and a plant growth point detection unit based on the position of the plant's growth point detected by the growth point location detection unit. A control unit controlling the radiation panel driving unit so that the height of the radiation panel is maintained constant,
The control unit includes an image detection unit that extracts a growing point image from an image taken by the growing point location detector, and calculates the height of the growing point from the planting bed from the extracted growing point image. .
상기 식재베드에 식재된 식물의 성장에 필요한 광을 조사하는 조명부;를 더 포함하고,
상기 조명부는 상기 방열판의 하부에 설치되는 것을 특징으로 하는 다단 식물공장의 온도조절장치.According to claim 1,
Further comprising a lighting unit for irradiating light necessary for the growth of plants planted on the planting bed,
The temperature control device of the multi-stage plant factory, characterized in that the lighting unit is installed below the heat sink.
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