KR102600980B1 - Indoor smart farm and control method using high-concentration co2 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜은 벽체일부에 부착 또는 공간에 독립적으로 자립되게 형성되고 재배되는 작물에 CO2를 공급하여 해당 작물의 성장을 촉진시키는 팜 스페이스; 상기 팜 스페이스와 분리된 공간으로 상기 팜 스페이스 내의 CO2가 실내로 직접 누출되는 것을 방지하기 위한 버퍼 스페이스; 상기 벽체 또는 버퍼 스페이스와 실내 공간을 분리하는 외부도어에 형성되어 상기 팜 스페이스 또는 버퍼 스페이스 내부의 상태를 모니터링 하면서, CO2농도를 제어하는 컨트롤 패널; 및 상기 팜 스페이스에서 재배되는 작물에 필요한 CO2를 공급하기 위해 연료전지의 수소 공급을 위한 개질기에서 생성되는 CO2를 포집하는 CO2포집기;를 포함하여 유저가 스마팜의 도어를 오픈한 경우 고농도의 이산화탄소에 노출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.The indoor smart farm utilizing high-concentration CO 2 according to the present invention includes a farm space that is attached to a part of a wall or is formed to stand independently in a space and supplies CO 2 to cultivated crops to promote the growth of the crops; a buffer space separated from the farm space to prevent CO 2 in the farm space from leaking directly into the room; a control panel formed on the wall or an external door separating the buffer space and the indoor space to monitor conditions inside the farm space or buffer space and control CO 2 concentration; And a CO 2 collector that collects CO 2 generated in a reformer for supplying hydrogen to a fuel cell in order to supply CO 2 needed for crops grown in the farm space. Including, when the user opens the door of Smart Farm, high concentration It has the effect of preventing exposure to carbon dioxide.
Description
본 발명은 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜 및 제어 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 아파트 등과 같은 공동주택, 백화점 또는 대형마트 등의 건축물 내에 복도, 로비 또는 커뮤니티 공간 등과 같은 공용공간의 벽체에 부착 또는 공간에 독립적으로 자립 설치되어, 작물의 생장을 위해 연료전지의 수소 공급을 위한 개질기에서 생성되는 이산화탄소를 포집하여 공급할 수 있도록 하는 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜 및 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an indoor smart farm and control method using high concentration CO 2 , and more specifically, to the walls of common spaces such as hallways, lobbies, or community spaces within buildings such as apartments, department stores, or large supermarkets. This relates to an indoor smart farm and control method using high-concentration CO 2 that can be attached to or installed independently in a space to capture and supply carbon dioxide generated in a reformer for supplying hydrogen to fuel cells for crop growth. .
일반적으로 식물은 빛, 이산화탄소 및 물을 이용하여 광합성을 하면서 생장하는데, 밀실상태의 온실 내부는 이산화탄소의 농도가 대략 370ppm 정도로 식물의 광합성을 위한 적정의 이산화탄소 농도인 700 내지 2,500ppm 보다 크게 떨어지고, 이 마저도 식물이 광합성을 시작하게 되면 이산화탄소의 농도가 대략 150ppm 이하로 크게 떨어지면서 식물이 적절하게 광합성을 이루지 못하게 되어 생장이 저하될 수 있었다.In general, plants grow while photosynthesizing using light, carbon dioxide, and water. Inside a closed greenhouse, the carbon dioxide concentration is approximately 370 ppm, which is significantly lower than the optimal carbon dioxide concentration for photosynthesis of plants, which is 700 to 2,500 ppm. Even when plants begin photosynthesis, the concentration of carbon dioxide drops significantly to approximately 150ppm or less, preventing plants from photosynthesizing properly, which can lead to reduced growth.
따라서, 온실에는 식물의 생장에 필요한 적정의 빛과 더불어 이산화탄소를 인위적으로 공급함으로써 식물의 생장에 필요한 광합성 조건을 확보하고 있다.Therefore, in greenhouses, the photosynthetic conditions necessary for plant growth are secured by artificially supplying carbon dioxide along with the appropriate amount of light necessary for plant growth.
이러한 온실과 관련하여, 최근 관심이 높아지고 있는 스마트팜은 도시농장 등 ICT(Information Communication Technology)를 접목하여 작물의 생장환경을 최적으로 유지함으로써 생산성을 높이는 차세대 농업 방식이다.In relation to these greenhouses, smart farms, which have recently received increasing attention, are a next-generation agricultural method that increases productivity by maintaining the optimal growth environment for crops by incorporating ICT (Information Communication Technology) such as urban farms.
ICT를 통한 각종 센서와 에너지관리 시스템은 생산물의 품질과 경제성을 향상시켜 4차산업혁명의 실질적인 성과분야로서 농업을 탈바꿈시키고 있다.Various sensors and energy management systems through ICT are transforming agriculture into a practical performance area of the 4th Industrial Revolution by improving the quality and economic feasibility of products.
스마트팜에 대한 노력은 무인 자동화, 로봇기술 또는 딥러닝 등을 이용한 인공지능 식별 기술로 자동화/무인화 방향으로 진행되고, 이러한 정밀농업을 뒷받침하는 에너지 공급을 포함한 각종 인프라 기술들이 개발되고 있다.Efforts for smart farms are progressing in the direction of automation/unmanned use of artificial intelligence identification technology using unmanned automation, robot technology, or deep learning, and various infrastructure technologies, including energy supply, that support precision agriculture are being developed.
한편, 연료전지는 수소를 연료로 공급하여 대기 중의 산소와 전기화학 반응에 의해 직접 변환 발전하는 장치를 의미하고, 온실가스의 배출이 없으며, 전기와 열을 동시에 생산할 수 있는 장점을 갖고 있다.Meanwhile, a fuel cell refers to a device that supplies hydrogen as fuel and directly converts and generates power through an electrochemical reaction with oxygen in the atmosphere. It does not emit greenhouse gases and has the advantage of producing electricity and heat at the same time.
이때, 필요한 수소 연료는 개질기(Reformer)를 통해 액화천연가스(LNG)를 개질하여 사용하는 방식이 소규모 발전용 수소연료전지에서 많이 사용되고 있다.At this time, the method of using the necessary hydrogen fuel by reforming liquefied natural gas (LNG) through a reformer is widely used in hydrogen fuel cells for small-scale power generation.
그런데, 상술한 바와 같이 개질기를 통해 수소를 생성하는 과정에서 많은 양의 이산화탄소가 배출될 수밖에 없고, 이렇게 배출되는 많은 양의 이산화탄소를 현재까지는 별도의 후처리 없이 대기로 배출하거나 봄베(Bombe) 등의 저장용기에 담아 압축 및 액화시켜 저장한 다음 필요한 곳에 운반하여 사용할 수 있도록 하였다.However, as described above, a large amount of carbon dioxide is inevitably emitted in the process of generating hydrogen through a reformer, and so far, this large amount of carbon dioxide has been discharged into the atmosphere without separate post-treatment or stored in a bomb, etc. It was stored in a storage container, compressed and liquefied, and then transported and used where needed.
따라서, 많은 양이 배출되는 이산화탄소의 저장 및 운반 과정을 거치지 않고 활용할 수 있도록 하는 기술의 개발이 필요한 실정임과 동시에, 아파트 등과 같은 공동주택, 백화점 또는 대형마트 등의 건축물에서 활용할 수 있도록 하는 방법의 개발이 필요한 시점이다.Therefore, there is a need to develop technology that can utilize carbon dioxide, which emits large amounts of carbon dioxide, without going through the storage and transportation process, and at the same time, it is necessary to develop a method that can be used in buildings such as apartments, department stores, and large marts. It is time for development.
그런데, 이산화탄소를 이용한 스마트팜은 유저가 실내 스마트팜에 재배중인 식물을 수확하기 위해 또는 다른 이유로 스마트팜 도어을 열어야 하는 경우, 스마트팜 내 고농도의 이산화탄소가 실내로 유출될 경우 인체에 피해를 유발할 수 있는 문제점이 있다.However, smart farms using carbon dioxide have problems that can cause damage to the human body if the user opens the smart farm door to harvest plants grown in an indoor smart farm or for other reasons, and if high concentrations of carbon dioxide in the smart farm leak indoors. There is.
따라서, 고농도의 이산화탄소를 활용하되 기술적 또는 심리적으로 안정이 보장되는 스마트팜과 제어방법이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a smart farm and control method that utilizes high concentrations of carbon dioxide but guarantees technical and psychological stability.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하고, 실정을 감안하여 본 발명은 유저가 이용하는 스마트팜의 도어를 이중 구조로 하고, 두 개의 공간을 형성시켜, 각 공간에 이산화탄소센서와 온도센서를 설치하여, 내부 공간에 이산화탄소와 온도를 유저가 외부에서 모니터링하면서 인체에 무해한 정도일때 도어를 오픈할 수 있도록 한 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜 및 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.In order to solve the problems described above and in consideration of the actual situation, the present invention has a double structure for the door of the smart farm used by the user, forms two spaces, and installs a carbon dioxide sensor and a temperature sensor in each space to measure the internal space. The purpose is to provide an indoor smart farm and control method using high concentration CO 2 that allows users to monitor carbon dioxide and temperature from outside and open the door when it is harmless to the human body.
또한, 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고, 실정을 감안하여 본 발명은 이산화탄소 공급부와 배기부를 두어 도어가 닫힌 상태에서는 이산화탄소를 공급하고, 유저가 스마트팜 도어를 열려고 할 때에는, 이산화탄소 공급부의 작동을 중단시키고, 배기부를 작동시켜 스마트팜 내부에 남아있는 이산화탄소를 배기시킬 수 있도록 하는 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜 및 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.In addition, in order to solve the problems described above and in consideration of the actual situation, the present invention provides a carbon dioxide supply unit and an exhaust unit to supply carbon dioxide when the door is closed, and stops the operation of the carbon dioxide supply unit when the user tries to open the smart farm door. The purpose is to provide an indoor smart farm and control method using high concentration CO 2 to operate the exhaust unit to exhaust the carbon dioxide remaining inside the smart farm.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜은 벽체일부에 부착 또는 공간에 독립적으로 자립되게 형성되고 재배되는 작물에 CO2를 공급하여 해당 작물의 성장을 촉진시키는 팜 스페이스; 상기 팜 스페이스와 분리된 공간으로 상기 팜 스페이스 내의 CO2가 실내로 직접 누출되는 것을 방지하기 위한 버퍼 스페이스; 상기 벽체 또는 버퍼 스페이스와 실내 공간을 분리하는 외부도어에 형성되어 상기 팜 스페이스 또는 버퍼 스페이스 내부의 상태를 모니터링 하면서, CO2농도를 제어하는 컨트롤 패널; 및 상기 팜 스페이스에서 재배되는 작물에 필요한 CO2를 공급하기 위해 연료전지의 수소 공급을 위한 개질기에서 생성되는 CO2를 포집하는 CO2포집기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The indoor smart farm using high concentration CO 2 according to the present invention to achieve the above-mentioned purpose is a farm that is attached to a part of a wall or is formed independently in space and supplies CO 2 to cultivated crops to promote the growth of the crops. space; a buffer space separated from the farm space to prevent CO 2 in the farm space from leaking directly into the room; a control panel formed on the wall or an external door separating the buffer space and the indoor space to monitor conditions inside the farm space or buffer space and control CO 2 concentration; and a CO 2 collector that collects CO 2 generated in a reformer for supplying hydrogen to a fuel cell to supply CO 2 needed for crops grown in the farm space.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜의 컨트롤 패널은 상기 제1 CO2센서와 제2 CO2센서가 측정한 측정값을 수신하거나 제어신호를 송신하는 송·수신부; 상기 제1 CO2센서와 제2 CO2센서가 측정한 CO2에 대한 측정값을 수신하여 상기 외부도어와 상기 내부도어를 오픈해도 되는지 비교판단하는 주제어부; 상기 팜 스페이스의 내부의 CO2 농도를 설정하거나, 상기 내부도어 또는 외부도어의 오픈신호를 입력하기 위한 입력부; 상기 팜 스페이스 또는 상기 버퍼 스페이스 내부의 CO2 농도 상태를 수치 또는 컬러로 표시하는 상태 표시부; 상기 흡기팬을 온 또는 오프 제어하거나 세기를 제어하는 흡기팬 제어부; 및 상기 배기팬 또는 제2 배기팬을 온 또는 오프 제어하거나 세기를 제어하는 배기팬 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control panel of the indoor smart farm using high concentration CO 2 according to the present invention to achieve the above-mentioned purpose receives the measured values measured by the first CO 2 sensor and the second CO 2 sensor or transmits a control signal. A transmitting and receiving unit; a main control unit that receives measured values of CO 2 measured by the first CO 2 sensor and the second CO 2 sensor and compares and determines whether the outer door and the inner door can be opened; An input unit for setting the CO 2 concentration inside the farm space or inputting an open signal for the inner door or the outer door; a status display unit that displays the CO 2 concentration status within the farm space or the buffer space in numbers or colors; an intake fan control unit that turns the intake fan on or off or controls its intensity; and an exhaust fan control unit that controls the exhaust fan or the second exhaust fan on or off or controls the intensity.
다른 실시예로써, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜 제어 방법은 (a) 컨트롤 패널이 스마트팜 유저의 설정값을 수신하는 단계; (b) 상기 컨트롤 패널이 상기 흡기팬을 작동시켜 유저가 설정한 CO2 설정값에 맞게 CO2를 흡기시키는 단계; (c) 상기 컨트롤 패널이 상기 팜 스페이스 내부의 이산화탄소 농도가 유저가 설정한 농도에 해당 하는지 확인하는 단계; (d) 상기 (c) 단계에서 상기 팜 스페이스 내부의 이산화탄소 농도가 유저가 설정한 농도에 해당하는 경우 상기 컨트롤 패널이 모니터링할 수 있게 팜 스페이스 내부 상태 정보를 제공하는 단계; (e) 상기 컨트롤 패널이 유저의 도어 오픈 신호가 수신되는지 실시간으로 확인하는 단계; 및 (f) 상기 (e)단계에서 상기 컨트롤 패널이 유저의 도어 오픈 신호를 수신한 경우, 오픈된 조건을 충족시켜 도어를 오픈하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, an indoor smart farm control method using high concentration CO 2 according to the present invention to achieve the above-described purpose includes the steps of (a) a control panel receiving the smart farm user's settings; (b) the control panel operating the intake fan to inhale CO 2 according to the CO 2 setting value set by the user; (c) the control panel confirming whether the carbon dioxide concentration inside the farm space corresponds to the concentration set by the user; (d) providing information on the state of the farm space so that the control panel can monitor it when the carbon dioxide concentration inside the farm space corresponds to the concentration set by the user in step (c); (e) the control panel checking in real time whether a user's door open signal is received; and (f) when the control panel receives the user's door open signal in step (e), opening the door by satisfying an open condition.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜 제어 방법의 (f)단계는 (f-1) 상기 컨트롤 패널이 상기 흡기팬 작동을 정지시켜 상기 팜 스페이스로 CO2 공급을 중단시키는 단계; (f-2) 상기 컨트롤 패널이 제1 CO2센서의 측정값을 전달받아 팜 스페이스 내부의 CO2 농도를 확인하는 단계; (f-3) 상기 컨트롤 패널은 팜 스페이스 내부의 CO2 농도가 인체에 무해한지 판단하는 단계; (f-4) 상기 컨트롤 패널이 상기 (f-3)단계에서 상기 팜 스페이스 내부의 CO2 농도가 인체에 무해한 경우, 버퍼 스페이스 내부의 CO2 농도를 확인하는 단계; (f-5) 상기 컨트롤 패널이 버퍼 스페이스 내부의 CO2 농도가 인체에 무해한지 판단하는 단계; 및 (f-6) 상기 (f-5)단계에서 버퍼 스페이스 내부의 CO2 농도가 인체에 무해한 경우 상기 컨트롤 패널이 외부도어의 도어락을 해제시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Step (f) of the indoor smart farm control method using high concentration CO 2 according to the present invention to achieve the above-mentioned purpose is (f-1) where the control panel supplies CO 2 to the farm space by stopping the operation of the intake fan. stopping; (f-2) the control panel receiving the measured value from the first CO 2 sensor and confirming the CO 2 concentration inside the farm space; (f-3) the control panel determining whether the CO 2 concentration inside the farm space is harmless to the human body; (f-4) the control panel checking the CO 2 concentration inside the buffer space when the CO 2 concentration inside the farm space is harmless to the human body in step (f-3); (f-5) the control panel determining whether the CO 2 concentration inside the buffer space is harmless to the human body; and (f-6) when the CO 2 concentration inside the buffer space is harmless to the human body in step (f-5), the control panel unlocks the external door.
본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜 및 제어 방법은 도어를 이중구조로 하여 스마트팜 공간과 버퍼공간이 마련되도록 함으로써 유저가 스마팜의 도어를 오픈한 경우 고농도의 이산화탄소에 노출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.The indoor smart farm and control method using high concentration CO 2 according to the present invention has a double door structure to provide a smart farm space and a buffer space, thereby preventing the user from being exposed to high concentrations of carbon dioxide when the smart farm door is opened. There is a preventable effect.
또한, 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜 및 제어 방법은 스마트팜 내부의 공급부와 배기부를 효율적으로 제어함으로써 도어를 오픈하는 유저가 스마트팜 내부의 이산화탄소에 의해 발생될 수 있는 피해를 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the indoor smart farm and control method using high concentration CO 2 according to the present invention effectively controls the supply and exhaust parts inside the smart farm, thereby preventing damage that may be caused by carbon dioxide inside the smart farm when a user opens the door. There is an effect that can be minimized.
도 1은 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜이 벽체에 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜의 사시도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜의 상단면도 이다.
도 4는 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜이 모듈형태로 연결된 경우 이산화탄소 배기 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜의 컨트롤 패널 블록도 이다.
도 6는 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜의 버퍼 스페이스에 배기 시스템이 형성된 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜 제어 방법의 플로우차트이다.
도 8은 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜 제어 방법 중 도어를 오프시키는 방법의 플로우차트이다.Figure 1 is a diagram showing an indoor smart farm using high concentration CO 2 according to the present invention installed on a wall.
Figure 2 is a perspective view of an indoor smart farm utilizing high concentration CO 2 according to the present invention.
Figure 3 is a top view of an indoor smart farm utilizing high concentration CO 2 according to the present invention.
Figure 4 is a diagram for explaining the carbon dioxide exhaust mechanism when an indoor smart farm utilizing high concentration CO 2 according to the present invention is connected in a module form.
Figure 5 is a control panel block diagram of an indoor smart farm utilizing high concentration CO 2 according to the present invention.
Figure 6 is a diagram showing the structure of an exhaust system formed in the buffer space of an indoor smart farm utilizing high concentration CO 2 according to the present invention.
Figure 7 is a flow chart of an indoor smart farm control method using high concentration CO 2 according to the present invention.
Figure 8 is a flow chart of a method of turning off the door among the indoor smart farm control methods using high concentration CO 2 according to the present invention.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their common or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. Based on the principle that there is, it must be interpreted with a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가 장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, so they can be replaced at the time of filing the present application. It should be understood that various equivalents and variations may exist.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜 및 제어 방법에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, an indoor smart farm and control method using high concentration CO 2 according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜이 아파트 등과 같은 공동주택, 백화점 또는 대형마트 등의 건축물 내에 복도, 로비 또는 커뮤니티 공간 등과 같은 공용공간의 벽체에 부착 설치된 상태를 도시한 것이다.Figure 1 shows an indoor smart farm using high concentration CO 2 according to the present invention attached to the wall of a common space such as a hallway, lobby, or community space within a building such as an apartment, a department store, or a large supermarket. will be.
특히, 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜은 도 1b에 도시된 바와 같이 복수개가 모듈형태로 연결되어 결합될 수도 있다. In particular, the indoor smart farm utilizing high concentration CO 2 according to the present invention may be connected and combined in plural pieces in a module form as shown in FIG. 1B.
이때, 상기 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜은 동일한 작물의 경우 하나의 컨트롤 패널(100)에 의해 관리될 수 있지만, 상이한 작물의 경우 각각 독립된 컨트롤 패널(100)에 의해 관리될 수 있다. At this time, the indoor smart farm utilizing the high concentration CO 2 may be managed by one control panel 100 for the same crops, but may be managed by independent control panels 100 for different crops.
먼저, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜에 대해 설명한다.First, with reference to FIGS. 2 to 5, an indoor smart farm utilizing high concentration CO 2 according to the present invention will be described.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜은 컨트롤 패널(100), 팜 스페이스(200), 버퍼 스페이스(300), 및 CO2포집기(400)를 포함한다.As shown in Figures 2 to 5, the indoor smart farm utilizing high concentration CO 2 according to the present invention includes a control panel 100, farm space 200, buffer space 300, and CO 2 collector 400. do.
상기 컨트롤 패널(100)은 도 1a에 도시된 바와 같이 벽체에 형성될 수도 있고, 도 1b에 도시된 바와 같이 스마트팜의 도어에 형성될 수도 이다.The control panel 100 may be formed on a wall as shown in FIG. 1A or on the door of a smart farm as shown in FIG. 1B.
좀더 구체적으로 상기 컨트롤 패널(100)은 도 5에 도시된 바와 같이 주제어부(110), 입력부(120), 상태 표시부(130), 흡기팬 제어부(140), 배기팬 제어부(150), 및 송·수신부(160)를 포함한다.More specifically, as shown in FIG. 5, the control panel 100 includes a main control unit 110, an input unit 120, a status display unit 130, an intake fan control unit 140, an exhaust fan control unit 150, and a Includes a receiving unit 160.
상기 컨트롤 패널(100)의 서브구성에 대해서는 아래 팜 스페이스(200), 버퍼 스페이스(300) 설명 후 상세하게 설명한다.The sub-configuration of the control panel 100 will be described in detail after explaining the palm space 200 and buffer space 300 below.
상기 팜 스페이스(200)는 내부에 직접 작물이 경작되는 공간으로, 경작되는 작물의 성장률을 촉진시키기 위해 이산화탄소가 유입되고 배기된다.The farm space 200 is a space where crops are directly cultivated, and carbon dioxide is introduced and exhausted to promote the growth rate of the crops being cultivated.
보다 구체적으로, 상기 팜 스페이스(200)는 연료전지의 수소 공급을 위한 개질기에서 생성되는 이산화탄소를 포집한 상기 CO2포집기(400)와 흡기관(1)으로 연결되어, 해당 CO2포집기(400)로부터 이산화탄소를 공급받는다.More specifically, the farm space 200 is connected to the CO 2 collector 400, which collects carbon dioxide generated in a reformer for supplying hydrogen to a fuel cell, and an intake pipe 1, and the CO 2 collector 400 Carbon dioxide is supplied from
이때, 상기 흡기관(1)의 일단 또는 양단으로는 상기 CO2포집기(400)에 있는 이산화탄소가 상기 팜 스페이스(200)로 용이하게 공급될 수 있도록 흡기팬(2)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that an intake fan 2 is formed at one or both ends of the intake pipe 1 so that carbon dioxide in the CO 2 collector 400 can be easily supplied to the farm space 200.
상기 흡기팬(2)은 상기 컨트롤 패널(100)의 흡기팬 제어부(140)의 제어를 받아 구동되어, 상기 CO2포집기(400)에서 상기 팜 스페이스(200)로 원활하게 공급되도록 한다.The intake fan 2 is driven under the control of the intake fan control unit 140 of the control panel 100 to smoothly supply CO 2 from the collector 400 to the farm space 200.
이때, 상기 흡기팬(2)은 상기 흡기팬 제어부(140)의 제어를 받아 상이한 세기로 구동될 수 있는데, 예를 들어 1단, 2단, 3단, 또는 약, 중, 강으로 구동될 수 있다. 후술된 배기팬(4) 또는 제2 배기팬(6)도 상이한 세기로 구동될 수 있다.At this time, the intake fan 2 may be driven at different intensities under the control of the intake fan control unit 140, for example, at 1st, 2nd, and 3rd speeds, or at low, medium, and high speeds. The exhaust fan 4 or the second exhaust fan 6 described later may also be driven at different intensities.
한편, 상기 팜 스페이스(200)는 내부에 유입된 이산화탄소를 농도를 조절하기위해 외부로 배기시킬 필요가 있다.Meanwhile, the farm space 200 needs to exhaust carbon dioxide introduced inside to the outside in order to control its concentration.
이때, 상기 팜 스페이스(200)는 복수개가 모듈형태로 결합되어 있는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 이웃하고 있는 다른 스마트팜 모듈의 팜 스페이스로 배기시킬 수도 있다.At this time, when a plurality of the farm spaces 200 are combined in a module form, exhaust can be discharged to the farm space of another neighboring smart farm module, as shown in FIG. 4.
상술한 바와 같은 필요를 위해 상기 팜 스페이스(200)는 외부로 연결되는 배기관(3)이 형성되어, 유저가 스마트팜의 도어를 열려고 하는 경우 팜 스페이스(200) 내부의 이산화탄소를 상기 배기관(3)을 통해 빠르게 배기 시킨다.For the above-described needs, the farm space 200 is formed with an exhaust pipe 3 connected to the outside, so that when the user tries to open the door of the smart farm, carbon dioxide inside the farm space 200 is discharged into the exhaust pipe 3. It is expelled quickly through
이때, 상기 팜 스페이스(200) 내부의 이산화탄소가 외부로 빠르게 배기될 수 있도록 상기 배기관(3) 양단 출구와 입구에는 배기팬(4)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that exhaust fans 4 are formed at the outlet and inlet of both ends of the exhaust pipe 3 so that carbon dioxide inside the farm space 200 can be quickly exhausted to the outside.
상기 배기팬(4)은 상기 컨트롤 패널(100)의 배기팬 제어부(150)의 제어를 받아 구동되어, 상기 팜 스페이스(200) 내부의 이산화탄소가 외부로 빠르게 배출되도록 한다.The exhaust fan 4 is driven under the control of the exhaust fan control unit 150 of the control panel 100, so that carbon dioxide inside the farm space 200 is quickly discharged to the outside.
상기 컨트롤 패널(100)은 상기 흡기팬(2)의 작동을 정지시켜 이산화탄소의 공급을 차단하고 상기 배기팬(4)을 가동시켜 유저가 스마트팜 도어를 오픈하는 시점에 스파트팜 내부의 이산화탄소의 농도가 일반 대기의 이산화 탄소의 농도 500~500ppm, 실내 허용치 이산화탄소의 농도 1,000ppm이하 또는 안전치를 고려한 유저 설정값(ex>허용치0.8)을 유지하도록 제어하는 것이 바람직하다.The control panel 100 blocks the supply of carbon dioxide by stopping the operation of the intake fan 2 and operates the exhaust fan 4 to reduce the concentration of carbon dioxide inside the smart farm at the time the user opens the smart farm door. It is desirable to control to maintain the general atmospheric carbon dioxide concentration of 500 to 500ppm, the indoor allowable carbon dioxide concentration of 1,000ppm or less, or a user-set value considering safety values (ex>allowable value 0.8).
한편, 상기 팜 스페이스(200) 내부에는 제1 CO2센서(210)와 제1 온·습도 센서(220)가 형성되어 있는데, 상기 제1 CO2센서(210)는 팜 스페이스(200) 내부의 이산화탄소의 농도를 측정하고, 상기 제1 온·습도 센서(220)는 팜 스페이스(200) 내부의 온도 및 습도를 측정한다.Meanwhile, a first CO 2 sensor 210 and a first temperature and humidity sensor 220 are formed inside the farm space 200. The first CO 2 sensor 210 is located inside the farm space 200. The concentration of carbon dioxide is measured, and the first temperature and humidity sensor 220 measures the temperature and humidity inside the farm space 200.
상기 제1 CO2센서(210)와 제1 온·습도 센서(220)는 상기 컨트롤 패널(100)과 연결되어 측정한 측정값을 해당 컨트롤 패널(100)에 전달한다.The first CO 2 sensor 210 and the first temperature and humidity sensor 220 are connected to the control panel 100 and transmit the measured values to the corresponding control panel 100.
상기 제1 CO2센서(210)와 제1 온·습도 센서(220)는 상기 컨트롤 패널(100)에 유선으로 측정값을 전달할 수도 있고, IoT 통신, 블루투스, 또는 NFC와 같은 근거리 통신을 통해 측정값을 전달할 수도 있다.The first CO 2 sensor 210 and the first temperature and humidity sensor 220 may transmit measured values to the control panel 100 by wire, or measure through short-distance communication such as IoT communication, Bluetooth, or NFC. You can also pass values.
상기 컨트롤 패널(100)의 송·수신부(160)는 상기 제1 CO2센서(210)와 제1 온·습도 센서(220)가 측정한 측정값을 수신하여 상기 주제어부(110)에 전달한다.The transmitting and receiving unit 160 of the control panel 100 receives the measured values measured by the first CO 2 sensor 210 and the first temperature and humidity sensor 220 and transmits them to the main control unit 110. .
상기 팜 스페이스(200)와 상기 버퍼 스페이스(300) 사이에는 내부도어(230) 형성되어 있는데, 상기 내부도어(230)는 상기 팜 스페이스(200) 내의 이산화탄소가 직접 유저가 있는 실내공간으로 배출되는 것을 최소화한다.An inner door 230 is formed between the palm space 200 and the buffer space 300. The inner door 230 prevents carbon dioxide in the palm space 200 from being discharged directly into the indoor space where the user is. Minimize.
이때, 상기 내부도어(230)는 스마트팜 구역별 관리를 고려하여 한 개 이상의슬라이딩 창 또는 프로젝트 창 형태인 것이 바람직하고, 접촉하는 도어 프레임(240)과의 기밀도가 향상되도록 가장자리 부분이 실리콘, 또는 가스켓 등으로 처리되는 것이 바람직하다.At this time, the inner door 230 is preferably in the form of one or more sliding windows or project windows in consideration of management by smart farm area, and the edge portion is made of silicone to improve airtightness with the door frame 240 in contact. Alternatively, it is preferable to treat it with a gasket or the like.
상기 기밀도가 더욱 향상되도록 상기 프레임(240)에도 실리콘, 또는 가스켓등으로 처리되는 것이 바람직하다.It is preferable that the frame 240 is also treated with silicone or a gasket to further improve the airtightness.
상기 내부도어(230)에 의해 상기 팜 스페이스(200)와 구획되는 상기 버퍼 스페이스(300)는 고농도의 이산화탄소가 상기 팜 스페이스(200)에서 직접 실내로 유출되는 것을 방지한다.The buffer space 300, which is partitioned from the farm space 200 by the inner door 230, prevents high-concentration carbon dioxide from leaking directly into the room from the farm space 200.
상기 버퍼 스페이스(300)는 일반 대기 이산화탄소의 농도 500~500ppm, 또는 실내 허용치 이산화탄소의 농도 1,000ppm이하로 인체에 무해한 정도의 이산화탄소 농도를 유지한다. The buffer space 300 maintains a carbon dioxide concentration that is harmless to the human body below the general atmospheric carbon dioxide concentration of 500 to 500 ppm, or the indoor allowable carbon dioxide concentration of 1,000 ppm.
상기 버퍼 스페이스(300)도 내부에 제2 CO2센서(310)와 제2 온·습도 센서(320)가 형성되어 있는데, 상기 제2 CO2센서(310)는 버퍼 스페이스(300) 내부의 이산화탄소의 농도를 측정하고, 상기 제2 온·습도 센서(320)는 버퍼 스페이스(300) 내부의 온도 및 습도를 측정한다.The buffer space 300 also has a second CO 2 sensor 310 and a second temperature and humidity sensor 320 formed inside the buffer space 300. The second CO 2 sensor 310 detects carbon dioxide inside the buffer space 300. Measures the concentration, and the second temperature and humidity sensor 320 measures the temperature and humidity inside the buffer space 300.
상기 제2 CO2센서(310)와 제2 온·습도 센서(320)도 상기 컨트롤 패널(100)과 연결되어 측정한 측정값을 해당 컨트롤 패널(100)에 전달한다.The second CO 2 sensor 310 and the second temperature and humidity sensor 320 are also connected to the control panel 100 and transmit the measured values to the corresponding control panel 100.
상기 제2 CO2센서(310)와 제2 온·습도 센서(320)는 상기 컨트롤 패널(100)에 유선으로 측정값을 전달할 수도 있고, IoT 통신, 블루투스, 또는 NFC와 같은 근거리 통신을 통해 측정값을 전달할 수도 있다.The second CO 2 sensor 310 and the second temperature and humidity sensor 320 may transmit measured values to the control panel 100 by wire, or measure through short-distance communication such as IoT communication, Bluetooth, or NFC. You can also pass values.
상술한 바와 같이 상기 버퍼 스페이스(300)는 인체에 무한 정도의 이산화탄소 농도를 유지하지만, 상기 제2 CO2센서(310)의 이산화탄소 농도 측정값이 인체에 유해한 정도인 경우, 상기 버퍼 스페이스(300)의 이산화탄소를 배출해 주기 위한 외부로 연결되는 제2 배기관(5)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.As described above, the buffer space 300 maintains an infinite level of carbon dioxide concentration in the human body. However, if the measured carbon dioxide concentration value of the second CO 2 sensor 310 is at a level harmful to the human body, the buffer space 300 It is preferable that a second exhaust pipe 5 connected to the outside is formed to discharge carbon dioxide.
이때, 상기 버퍼 스페이스(300) 내부의 이산화탄소가 외부로 빠르게 배기될 수 있도록 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제2 배기관(5) 양단 출구와 입구에 제2 배기팬(6)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.At this time, as shown in FIG. 6, a second exhaust fan 6 is formed at the outlet and inlet of both ends of the second exhaust pipe 5 so that the carbon dioxide inside the buffer space 300 can be quickly exhausted to the outside. desirable.
상기 컨트롤 패널(100)은 상기 제2 CO2센서(310)의 이산화탄소 농도 측정값이 인체에 유해한 정도인 경우 상기 제2 배기팬(6)을 구동시켜 상기 버퍼 스페이스(300) 내의 이산화탄소를 배출시킴으로써 이산화탄소의 농도 낮추는 것이 바람직하다.The control panel 100 operates the second exhaust fan 6 to exhaust carbon dioxide in the buffer space 300 when the measured carbon dioxide concentration value of the second CO 2 sensor 310 is harmful to the human body. It is desirable to lower the concentration of carbon dioxide.
상기 버퍼 스페이스(300)는 외부와 차단할 수 있게 외부도어(330)가 형성되어 있다.The buffer space 300 is formed with an external door 330 to block it from the outside.
상기 외부도어(330)는 사기 내부도어(230)의 개폐에 문제가 없도록 전면 개방이 가능한 형태, 일례로 일측이 힌지 결합되어 밀고당기는 방식의 여닫이 도어와 같은 형태인 것이 바람직하다.The outer door 330 is preferably in a form that can be fully opened so that there is no problem in opening and closing the inner door 230, for example, a hinged door on one side that can be pushed and closed.
상술한 바와 같이 상기 컨트롤 패널(100)은 도 5에 도시된 바와 같이 주제어부(110), 입력부(120), 상태 표시부(130), 흡기팬 제어부(140), 배기팬 제어부(150), 송·수신부(160)를 포함한다.As described above, the control panel 100, as shown in FIG. 5, includes a main control unit 110, an input unit 120, a status display unit 130, an intake fan control unit 140, an exhaust fan control unit 150, and a Includes a receiving unit 160.
상기 주제어부(110)는 상기 제1 CO2센서(210)와 제2 CO2센서(310)가 측정한 이산화탄소에 대한 측정값을 수신하여 유저가 상기 외부도어(330)와 상기 내부도어(230)를 오픈해도 되는지 비교판단한다.The main control unit 110 receives the measured value of carbon dioxide measured by the first CO 2 sensor 210 and the second CO 2 sensor 310 and allows the user to open the external door 330 and the internal door 230. ) compare and determine whether it is okay to open it.
상기 입력부(160)는 유저의 입력을 통해 상기 팜 스페이스(200)의 내부의 이산화탄소 농도를 설정할 수 있고, 상기 내부도어(230) 또는 외부도어(330)의 오픈신호를 입력할 수도 있다.The input unit 160 can set the carbon dioxide concentration inside the farm space 200 through user input, and can also input an open signal for the inner door 230 or the outer door 330.
상기 상태 표시부(130)는 상기 팜 스페이스(200) 또는 상기 버퍼 스페이스(300) 내부의 이산화탄소 농도 상태를 수치로 표시할 수도 있고, 램프의 상이한 컬러로 표시할 수도 있다.The status display unit 130 may display the carbon dioxide concentration status inside the farm space 200 or the buffer space 300 in numbers or in different colors of lamps.
상기 흡기팬 제어부(140)는 유저가 상기 입력부(120)를 통해 설정한 이산화탄소 농도 이하인 경우, 상기 CO2포집기(400)의 이산화 탄소가 상기 팜 스페이스(200)로 공급되도록 상기 흡기팬(2)을 강하게 가동제어하고, 설정한 이산화탄소 농도 이상인 경우 상기 흡기팬(2)을 약하게 가동제어하거나 정지시킨다.When the carbon dioxide concentration is below the concentration set by the user through the input unit 120, the intake fan control unit 140 strongly operates the intake fan 2 so that carbon dioxide from the CO 2 collector 400 is supplied to the farm space 200. The operation is controlled, and if the carbon dioxide concentration is higher than the set concentration, the intake fan (2) is controlled to operate weakly or is stopped.
유저가 상기 입력부(120)를 통해 상기 내부도어(230) 또는 외부도어(330)에 대한 오픈신호를 입력하여, 상기 주제어부(110)의 판단에 따라 이산화탄소 농도가 인체에 유해한 수준일 때, 상기 배기팬 제어부(150)는 상기 배기팬(4) 또는 제2 배기팬(6)을 이산화탄소의 농도에 따라 상이한 세기로 인체에 무해한 수준까지 구동시킬 수 있다.When the user inputs an open signal for the inner door 230 or the outer door 330 through the input unit 120 and the carbon dioxide concentration is at a level harmful to the human body according to the judgment of the main control unit 110, The exhaust fan control unit 150 may drive the exhaust fan 4 or the second exhaust fan 6 at different intensities depending on the concentration of carbon dioxide to a level that is harmless to the human body.
언급한 바와 같이 상기 송·수신부(160)는 상기 제1 CO2센서(210)와 제1 온·습도 센서(220)가 측정한 측정값을 수신하여 상기 주제어부(110)에 전달한다.As mentioned, the transmitting and receiving unit 160 receives the measured values measured by the first CO 2 sensor 210 and the first temperature and humidity sensor 220 and transmits them to the main control unit 110.
상술한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜 제어 방법에 대해 설명한다.An indoor smart farm control method using high concentration CO 2 according to the present invention having the structure described above will be described.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜의 컨트롤 패널(100)은 스마트팜 유저의 설정값을 수신하는 단계를 수행한다(S100).As shown in FIG. 7, the control panel 100 of the indoor smart farm using high concentration CO 2 according to the present invention performs the step of receiving the smart farm user's settings (S100).
상기 스마트팜 유저가 설정하는 파라미터는 스마트팜 내 온도, 습도, 또는 이산화탄소에 해당할 수 있다.The parameters set by the smart farm user may correspond to temperature, humidity, or carbon dioxide within the smart farm.
상기 컨트롤 패널(100)은 상기 흡기팬(2)을 작동시켜 유저한 설정한 CO2 설정값에 맞게 CO2 흡기시키 단계를 수행한다(S200).The control panel 100 operates the intake fan 2 and performs the CO 2 intake step according to the CO 2 setting value set by the user (S200).
즉, 상기 컨트롤 패널(100)은 팜 스페이스(300) 내의 제1 CO2센서(210)가 측정한 측정값을 확인하고 유저가 설정값에 도달할 때까지 상기 CO2포집기(400)의 이산화탄소가 팜 스페이스(300)로 공급되도록 상기 흡기팬(2)을 작동시킨다.That is, the control panel 100 checks the measured value measured by the first CO 2 sensor 210 in the farm space 300 and adjusts the carbon dioxide of the CO 2 collector 400 until the user reaches the set value. The intake fan (2) is operated so that supply is supplied to the palm space (300).
다음으로 상기 컨트롤 패널(100)은 상기 팜 스페이스(300) 내부의 이산화탄소 농도가 유저가 설정한 농도에 해당 하는지 확인하는 단계를 수행한다(S300).Next, the control panel 100 performs a step to check whether the carbon dioxide concentration inside the farm space 300 corresponds to the concentration set by the user (S300).
상기 S300 단계에서 상기 팜 스페이스(300) 내부의 이산화탄소 농도가 유저가 설정한 농도에 해당하는 경우 상기 컨트롤 패널(100)은 유저가 모니터링할 수 있게 팜 스페이스(300) 내부 상태 정보를 제공하는 단계를 수행한다(S400).In step S300, if the carbon dioxide concentration inside the farm space 300 corresponds to the concentration set by the user, the control panel 100 provides information on the internal state of the farm space 300 so that the user can monitor it. Perform (S400).
이때, 상기 컨트롤 패널(100)은 송·수신부(160)를 통해 유저의 모바일 단말과 통신함으로써 원격지에서도 팜 스페이스 내부의 이산화탄소 농도를 유저가 모니터링하면서 원격제어도 가능한다.At this time, the control panel 100 communicates with the user's mobile terminal through the transmitter and receiver 160, allowing the user to monitor and remotely control the carbon dioxide concentration inside the farm space even from a remote location.
상기 S300 단계에서 상기 팜 스페이스(300) 내부의 이산화탄소 농도가 유저가 설정한 농도에 해당하지 않는 경우 상기 컨트롤 패널(100)은 상기 S200단계를 반복 수행한다. If the carbon dioxide concentration inside the farm space 300 does not correspond to the concentration set by the user in step S300, the control panel 100 repeats step S200.
상기 컨트롤 패널(100)은 유저의 도어 오픈 신호가 수신되는지 실시간으로 확인하는 단계를 수행한다(S500). The control panel 100 performs a step of checking in real time whether the user's door open signal is received (S500).
상기 S500 단계에서 상기 컨트롤 패널(100)은 유저의 도어 오픈 신호가 수신된 경우, 오픈된 조건을 충족시켜 도어를 오픈하는 단계를 수행한다(S600). In step S500, when the user's door open signal is received, the control panel 100 performs a step of opening the door by satisfying the open condition (S600).
반면, 상기 S500 단계에서 상기 컨트롤 패널(100)은 유저의 도어 오픈 신호가 수신되지 않은 경우 상기 S400 단계를 반복 수행한다.On the other hand, if the user's door open signal is not received in step S500, the control panel 100 repeats step S400.
상기 S600 단계에 대해 도 8를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.The step S600 will be described in more detail with reference to FIG. 8.
도 8에 도시된 바와 같이 상기 컨트롤 패널(100)은 유저의 도어 오픈 신호가 수신되면, 바로 상기 흡기팬(2) 작동을 정지시켜 상기 팜 스페이스(300)로 CO2 공급을 중단시키는 단계를 수행한다(S610).As shown in FIG. 8, when the user's door open signal is received, the control panel 100 immediately stops the operation of the intake fan 2 to stop the supply of CO 2 to the farm space 300. (S610).
상기 컨트롤 패널(100)은 상기 제1 CO2센서(210)의 측정값을 전달받아 팜 스페이스(200) 내부의 CO2 농도를 확인하는 단계를 수행한다(S620).The control panel 100 receives the measured value from the first CO 2 sensor 210 and performs a step of checking the CO 2 concentration inside the farm space 200 (S620).
상기 컨트롤 패널(100)은 팜 스페이스(200) 내부의 CO2 농도가 인체에 무해한지 판단하는 단계를 수행한다(S630).The control panel 100 performs a step of determining whether the CO 2 concentration inside the palm space 200 is harmless to the human body (S630).
상기 S630단계에서 팜 스페이스(200) 내부의 CO2 농도가 인체에 유해한 경우, 상기 배기팬(4)을 구동시켜 팜 스페이스(200) 내부의 CO2 가 외부로 배기되도록 하는 단계를 더 수행한 후(S630a), 상기 S620단계를 반복 수행한다. If the CO 2 concentration inside the farm space 200 is harmful to the human body in step S630, a further step is performed to drive the exhaust fan 4 to exhaust the CO 2 inside the farm space 200 to the outside. (S630a), step S620 is repeated.
상기 S630단계에서 팜 스페이스(200) 내부의 CO2 농도가 인체에 무해한 경우 상기 컨트롤 패널(100)은 버퍼 스페이스(300) 내부의 CO2 농도를 확인하는 단계를 수행한다(S640).If the CO 2 concentration inside the farm space 200 is harmless to the human body in step S630, the control panel 100 performs a step of checking the CO 2 concentration inside the buffer space 300 (S640).
상기 컨트롤 패널(100)은 버퍼 스페이스(300) 내부의 CO2 농도가 인체에 무해한지 판단하는 단계를 수행한다(S650).The control panel 100 performs a step of determining whether the CO 2 concentration inside the buffer space 300 is harmless to the human body (S650).
상기 S650단계에서 버퍼 스페이스(300) 내부의 CO2 농도가 인체에 유해한 경우, 상기 제2 배기팬(6)을 구동시켜 버퍼 스페이스(300) 내부의 CO2가 외부로 배기되도록 하는 단계를 더 수행한 후(S650a), 상기 S640단계를 반복 수행한다. If the CO 2 concentration inside the buffer space 300 is harmful to the human body in step S650, a further step is performed to drive the second exhaust fan 6 to exhaust the CO 2 inside the buffer space 300 to the outside. After doing so (S650a), step S640 is repeated.
반면, 상기 S650단계에서 버퍼 스페이스(300) 내부의 CO2 농도가 인체에 무해한 경우 상기 컨트롤 패널(100)은 외부도어의 도어락을 해제시키는 단계를 수행한다(S660).On the other hand, if the CO 2 concentration inside the buffer space 300 is harmless to the human body in step S650, the control panel 100 performs the step of unlocking the external door (S660).
상기 S630단계와 상기 S650 단계에서 상기 컨트롤 패널(300)은 팜 스페이스(200)와 버퍼 스페이스(300) 내부의 CO2 농도가 인체에 유해한지 여부를 일반 대기의 이산화 탄소의 농도 500~500ppm, 또는 실내 허용치 이산화탄소의 농도 1,000ppm이하 인지로 판단한다.In steps S630 and S650, the control panel 300 determines whether the CO 2 concentration inside the farm space 200 and the buffer space 300 is harmful to the human body, and determines whether the concentration of carbon dioxide in the general atmosphere is 500 to 500 ppm, or It is judged that the indoor allowable carbon dioxide concentration is less than 1,000ppm.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.In the above, the technical idea of the present invention has been described along with the accompanying drawings, but this is an exemplary description of a preferred embodiment of the present invention and does not limit the present invention. In addition, it is clear that anyone skilled in the art of the present invention can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
1 : 흡기관
2 : 흡기팬
3 : 배기관
4 : 배기팬
5 : 제2 배기관
6 : 제2 배기팬
100 : 컨트롤 패널
110 : 주제어부
120 : 입력부
130 : 상태 표시부
140 : 흡기팬 제어부
150 : 배기팬 제어부
200 : 팜 스페이스
210 : 제1 CO2센서
220 : 제1 온·습도 센서
230 : 내부도어
300 : 버퍼 스페이스
310 : 제2 CO2센서
320 : 제2 온·습도 센서
330 : 외부도어
400 : CO2포집기1: intake pipe
2: intake fan
3: exhaust pipe
4: exhaust fan
5: second exhaust pipe
6: Second exhaust fan
100: Control panel
110: main fisherman
120: input unit
130: Status display unit
140: Intake fan control unit
150: exhaust fan control unit
200: Palm Space
210: first CO 2 sensor
220: First temperature and humidity sensor
230: internal door
300: buffer space
310: second CO 2 sensor
320: Second temperature and humidity sensor
330: external door
400: CO 2 collector
Claims (10)
상기 팜 스페이스와 분리된 공간으로 내부에 제2 CO2센서가 구비되고, 상기 팜 스페이스 내의 CO2가 실내로 직접 누출되는 것을 방지하기 위한 버퍼 스페이스;
상기 벽체 또는 버퍼 스페이스와 실내 공간을 분리하는 외부도어에 형성되어 상기 팜 스페이스 또는 버퍼 스페이스 내부의 상태를 모니터링 하면서, CO2농도를 제어하는 컨트롤 패널; 및
상기 팜 스페이스에서 재배되는 작물에 필요한 CO2를 공급하기 위해 연료전지의 수소 공급을 위한 개질기에서 생성되는 CO2를 포집하는 CO2포집기;를 포함하되, 상기 팜 스페이스는
상기 CO2포집기와 양단에 흡기팬이 형성된 흡기관으로 연결되어 해당 흡기팬이 작동됨에 따라 CO2를 공급받고, 양단에 배기팬이 형성된 배기관으로 외부로 연결되어 해당 배기팬이 작동함에 따라 CO2를 배출시키며,
상기 버퍼 스페이스는
양단으로 제2 배기팬이 형성된 제2 배기관으로 외부와 연결되어 해당 제2 배기팬이 작동함에 따라 CO2를 배출시키는 것을 특징으로 하는 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜.
A farm space that is attached to a part of the wall or is formed to stand independently in the space and is equipped with a first CO 2 sensor therein, and supplies CO 2 to the crops being grown to promote the growth of the crops;
a buffer space separated from the farm space and equipped with a second CO 2 sensor therein, to prevent CO 2 in the farm space from leaking directly into the room;
a control panel formed on the wall or an external door separating the buffer space and the indoor space to monitor conditions inside the farm space or buffer space and control CO 2 concentration; and
A CO 2 collector that collects CO 2 generated in a reformer for supplying hydrogen to a fuel cell in order to supply CO 2 needed for crops grown in the farm space, wherein the farm space includes
It is connected to the CO 2 collector through an intake pipe with intake fans at both ends, and receives CO 2 as the intake fan operates. It is connected to the outside through an exhaust pipe with exhaust fans at both ends, and emits CO 2 as the exhaust fan operates. And
The buffer space is
An indoor smart farm utilizing high-concentration CO 2 , which is connected to the outside through a second exhaust pipe with a second exhaust fan at both ends, and emits CO 2 when the second exhaust fan operates.
상기 팜 스페이스와 상기 버퍼 스페이스는 가장자리 부분이 실리콘 처리된 내부도어로 구획되어 있는 것을 특징으로 하는 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜.
According to clause 1,
An indoor smart farm utilizing high-concentration CO 2 , wherein the farm space and the buffer space are partitioned by an inner door whose edges are treated with silicone.
상기 컨트롤 패널은
상기 제1 CO2센서와 제2 CO2센서가 측정한 측정값을 수신하거나 제어신호를 송신하는 송·수신부;
상기 제1 CO2센서와 제2 CO2센서가 측정한 CO2에 대한 측정값을 수신하여 상기 외부도어와 상기 내부도어를 오픈해도 되는지 비교판단하는 주제어부;
상기 팜 스페이스의 내부의 CO2 농도를 설정하거나, 상기 내부도어 또는 외부도어의 오픈신호를 입력하기 위한 입력부;
상기 팜 스페이스 또는 상기 버퍼 스페이스 내부의 CO2 농도 상태를 수치 또는 컬러로 표시하는 상태 표시부;
상기 흡기팬을 온 또는 오프 제어하거나 세기를 제어하는 흡기팬 제어부; 및
상기 배기팬 또는 제2 배기팬을 온 또는 오프 제어하거나 세기를 제어하는 배기팬 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜.
According to clause 2,
The control panel is
A transmitting/receiving unit that receives measured values measured by the first CO 2 sensor and the second CO 2 sensor or transmits a control signal;
a main control unit that receives measured values of CO 2 measured by the first CO 2 sensor and the second CO 2 sensor and compares and determines whether the outer door and the inner door can be opened;
An input unit for setting the CO 2 concentration inside the farm space or inputting an open signal for the inner door or the outer door;
a status display unit that displays the CO 2 concentration status within the farm space or the buffer space in numbers or colors;
an intake fan control unit that turns the intake fan on or off or controls its intensity; and
An indoor smart farm utilizing high concentration CO 2 comprising an exhaust fan control unit that controls the exhaust fan or the second exhaust fan on or off or controls the intensity.
상기 주제어부는
상기 입력부를 통해 입력되는 도어 오픈신호를 수신하면,
상기 흡기팬을 정지시켜 상기 CO2포집기로부터 CO2 유입을 차단하고, 상기 제1 CO2센서가 측정한 CO2 농도가 인체에 유해한 경우 상기 배기팬을 작동시켜 무해한 수준까지 CO2를 배출시키는 것을 특징으로 하는 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜.
According to clause 3,
The main control unit
When a door open signal input through the input unit is received,
The intake fan is stopped to block the inflow of CO 2 from the CO 2 collector, and when the CO 2 concentration measured by the first CO 2 sensor is harmful to the human body, the exhaust fan is operated to exhaust CO 2 to a harmless level. Indoor smart farm using high concentration CO 2 .
상기 주제어부는
상기 팜 스페이스의 CO2 농도가 인체에 무해한 수준인 경우,
상기 버퍼 스페이스의 제2 CO2센서가 측정한 CO2 농도가 인체에 유해한 경우 상기 제2 배기팬을 작동시켜 무해한 수준까지 CO2를 배출시키는 것을 특징으로 하는 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜.
According to clause 4,
The main control unit
If the CO 2 concentration in the farm space is at a level that is harmless to the human body,
An indoor smart farm using high concentration CO 2, characterized in that when the CO 2 concentration measured by the second CO 2 sensor in the buffer space is harmful to the human body, the second exhaust fan is operated to discharge CO 2 to a harmless level.
상기 주제어부는
상기 버퍼 스페이스의 CO2 농도가 인체에 무해한 수준인 경우, 상기 외부도어의 도어락을 해제시키는 것을 특징으로 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜.
According to clause 5,
The main control unit
An indoor smart farm using high concentration CO 2 , characterized in that the door lock of the external door is unlocked when the CO 2 concentration in the buffer space is at a level that is harmless to the human body.
(b) 상기 컨트롤 패널이 흡기팬을 작동시켜 유저가 설정한 CO2 설정값에 맞게 CO2를 흡기시키는 단계;
(c) 상기 컨트롤 패널이 팜 스페이스 내부의 이산화탄소 농도가 유저가 설정한 농도에 해당 하는지 확인하는 단계;
(d) 상기 (c) 단계에서 상기 팜 스페이스 내부의 이산화탄소 농도가 유저가 설정한 농도에 해당하는 경우 상기 컨트롤 패널이 모니터링할 수 있게 팜 스페이스 내부 상태 정보를 제공하는 단계;
(e) 상기 컨트롤 패널이 유저의 도어 오픈 신호가 수신되는지 실시간으로 확인하는 단계; 및
(f) 상기 (e)단계에서 상기 컨트롤 패널이 유저의 도어 오픈 신호를 수신한 경우, 오픈된 조건을 충족시켜 도어를 오픈하는 단계;를 포함하되,
상기 (f)단계는
(f-1) 상기 컨트롤 패널이 상기 흡기팬 작동을 정지시켜 상기 팜 스페이스로 CO2 공급을 중단시키는 단계;
(f-2) 상기 컨트롤 패널이 제1 CO2센서의 측정값을 전달받아 팜 스페이스 내부의 CO2 농도를 확인하는 단계;
(f-3) 상기 컨트롤 패널은 팜 스페이스 내부의 CO2 농도가 인체에 무해한지 판단하는 단계;
(f-4) 상기 컨트롤 패널이 상기 (f-3)단계에서 상기 팜 스페이스 내부의 CO2 농도가 인체에 무해한 경우, 버퍼 스페이스 내부의 CO2 농도를 확인하는 단계;
(f-5) 상기 컨트롤 패널이 버퍼 스페이스 내부의 CO2 농도가 인체에 무해한지 판단하는 단계; 및
(f-6) 상기 (f-5)단계에서 버퍼 스페이스 내부의 CO2 농도가 인체에 무해한 경우 상기 컨트롤 패널이 외부도어의 도어락을 해제시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜 제어 방법.
(a) the control panel receiving the smart farm user's settings;
(b) the control panel operates the intake fan to inhale CO 2 according to the CO 2 setting value set by the user;
(c) the control panel confirming whether the carbon dioxide concentration inside the farm space corresponds to the concentration set by the user;
(d) providing information on the state of the farm space so that the control panel can monitor it when the carbon dioxide concentration inside the farm space corresponds to the concentration set by the user in step (c);
(e) the control panel checking in real time whether a user's door open signal is received; and
(f) When the control panel receives the user's door open signal in step (e), opening the door by satisfying the open condition,
Step (f) above is
(f-1) stopping the supply of CO 2 to the farm space by the control panel stopping the operation of the intake fan;
(f-2) the control panel receiving the measured value from the first CO 2 sensor and confirming the CO 2 concentration inside the farm space;
(f-3) the control panel determining whether the CO 2 concentration inside the farm space is harmless to the human body;
(f-4) the control panel checking the CO 2 concentration inside the buffer space when the CO 2 concentration inside the farm space is harmless to the human body in step (f-3);
(f-5) the control panel determining whether the CO 2 concentration inside the buffer space is harmless to the human body; and
(f-6) If the CO 2 concentration inside the buffer space is harmless to the human body in step (f-5), the control panel unlocks the external door; utilizing high concentration CO 2 comprising a step. How to control an indoor smart farm.
상기 (f-3)단계에서 상기 팜 스페이스 내부의 CO2 농도가 인체에 유해한 경우, 배기팬을 구동시켜 팜 스페이스 내부의 CO2 가 외부로 배기되도록 하는 단계를 더 수행한 후, 상기 (f-2)단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜 제어 방법.
According to clause 7,
If the CO 2 concentration inside the farm space is harmful to the human body in step (f-3), a step of driving the exhaust fan to exhaust the CO 2 inside the farm space to the outside is further performed, and then the (f-3) 2) Indoor smart farm control method using high concentration CO 2 , characterized by repeating steps.
상기 (f-5)단계에서 버퍼 스페이스 내부의 CO2 농도가 인체에 유해한 경우, 제2 배기팬을 구동시켜 버퍼 스페이스 내부의 CO2가 외부로 배기되도록 하는 단계를 더 수행한 후, 상기 (f-4)단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 고농도 CO2를 활용한 실내 스마트팜 제어 방법.
According to clause 7,
If the CO 2 concentration inside the buffer space is harmful to the human body in step (f-5), a step of driving the second exhaust fan to exhaust the CO 2 inside the buffer space to the outside is further performed, and then -4) Indoor smart farm control method using high concentration CO 2 , characterized by repeating steps.
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