KR102652407B1 - Smart farm system using renewable energy - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지열을 공급하는 지열공급유닛; 태양열을 공급하는 태양열 공급유닛; 상기 지열공급유닛과 상기 태양열 공급유닛에서 공급된 열원을 저장하는 열원 저장유닛; 상기 열원 저장유닛에 연결되어 상기 열원 저장유닛으로부터 열원을 공급받아 재배작물을 난방시키며 외부와의 열교환이 가능한 재배유닛; 및 상기 지열공급유닛, 상기 태양열 공급유닛, 상기 열원 저장유닛 및 상기 재배유닛에 각각 연결되어 상기 지열공급유닛, 상기 태양열 공급유닛, 상기 열원 저장유닛 및 상기 재배유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a geothermal supply unit that supplies geothermal heat; A solar power supply unit that supplies solar energy; a heat source storage unit that stores the heat source supplied from the geothermal heat supply unit and the solar heat supply unit; a cultivation unit connected to the heat source storage unit, receiving a heat source from the heat source storage unit, heating the cultivated crops, and capable of exchanging heat with the outside; And a controller connected to the geothermal heat supply unit, the solar heat supply unit, the heat source storage unit, and the cultivation unit, respectively, to control the operation of the geothermal heat supply unit, the solar heat supply unit, the heat source storage unit, and the cultivation unit. It is characterized by:
Description
본 발명은 경상북도 소관의 2020~23년도 '신재생에너지 스마트팜 개발,실증 사업'의 결과물로서 태양열과 지열을 복합적으로 이용하여 작물을 재배하는 재생에너지를 이용한 스마트팜 시스템에 관한 것이다.The present invention is a result of the 2020-23 'Renewable Energy Smart Farm Development and Demonstration Project' under the jurisdiction of Gyeongsangbuk-do and relates to a smart farm system using renewable energy that grows crops using solar heat and geothermal heat in combination.
일반적으로 널리 사용되는 화석에너지는 그 양이 한정되어 있으므로 언젠가는 고갈되고, 여러 오염물질을 배출하기 때문에 대부분의 국가에서는 이를 대체하여 사용할 수 있는 대체에너지를 개발하고 있는 실정이다.In general, fossil energy, which is widely used, is limited in amount, so it will eventually be depleted and emits various pollutants, so most countries are developing alternative energy that can be used in place of it.
화석에너지를 대체할 수 있는 에너지원으로는 조수 간만의 차를 이용하여 에너지를 얻는 조력, 바람의 힘을 이용하여 에너지를 얻는 풍력, 태양의 열이나 빛을 이용한 태양에너지 등이 있고, 이러한 자연력을 이용한 다양한 에너지원 활용에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이와 관련된 다양한 기술이 개발되고 있다.Energy sources that can replace fossil energy include tidal power, which uses the difference in tides to obtain energy, wind power, which uses the power of the wind to obtain energy, and solar energy, which uses the heat or light of the sun. Interest in utilizing various energy sources is increasing, and various technologies related to this are being developed.
이러한 자연력을 이용한 난방 시스템 중 하나로 태양열을 이용한 난방 공급 시스템이 있다.One of these heating systems using natural forces is a heating supply system using solar energy.
태양열 난방 공급 시스템은 기존 화석연료 난방시스템에 비해 대기오염이 전혀 없는 청정에너지이다. 그러나 자연력 중 태양열만 이용하여 난방을 수행함으로써, 일사량 등 환경요인에 의하여 열량 생산에 영향을 크게 미치는 문제점이 있다.The solar heating supply system is clean energy with no air pollution compared to existing fossil fuel heating systems. However, since heating is performed using only solar heat among natural forces, there is a problem in that heat production is greatly affected by environmental factors such as solar radiation.
한편, 스마트팜(Smart Farm)은 농림축수산물의 생산, 가공, 유통 단계에서 정보 통신 기술(ICT)을 접목하여 지능화된 농업 시스템으로서, 사물 인터넷, 빅데이터, 인공 지능 등의 기술을 이용하여 농작물, 가축 및 수산물 등의 생육 환경을 적정하게 유지관리하고, PC와 스마트폰 등으로 원격에서 자동 관리하는 기술이다.Meanwhile, Smart Farm is an intelligent agricultural system that combines information and communication technology (ICT) in the production, processing, and distribution stages of agricultural, forestry, livestock, and fishery products. It uses technologies such as the Internet of Things, big data, and artificial intelligence to produce crops. , It is a technology that properly maintains the growth environment for livestock and marine products, and automatically manages it remotely using PCs and smartphones.
종래에는 ICT 기술을 활용한 스마트팜 기술을 통해 온도, 상대습도, 광량, 이산화탄소, 토양 등 환경 정보 및 생육 정보에 대한 정확한 데이터를 기반으로 생육 단계별 정밀한 관리와 예측 등이 가능하고 수확량과 품질을 향상시켜 수익성을 높일 수 있다.Previously, smart farm technology using ICT technology enabled precise management and prediction at each stage of growth based on accurate data on environmental and growth information such as temperature, relative humidity, light amount, carbon dioxide, and soil, and improved yield and quality. This can increase profitability.
특히, 태양열 설비 모니터링 시스템, 지열 설비 모니터링 시스템, 환경데이터 모니터링 시스템이 하나로 결합 시 시설원예의 운영 리스크를 최소화 하고 시설원예내 소모되는 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.In particular, when a solar power facility monitoring system, a geothermal facility monitoring system, and an environmental data monitoring system are combined into one, the operational risks of facility horticulture can be minimized and the energy efficiency consumed in facility horticulture can be improved.
그러나, 현재 스마트팜 관리의 경우 환경, 설비 시스템 단위로 개별적 사용됨에 따라 사용자의 운영효율 개선 및 활용도가 극히 떨어지며, 재생에너지 설비에 대한 시스템 또한 개별적으로만 존재한다.However, in the case of current smart farm management, as it is used individually on an environment and facility system basis, the improvement in operational efficiency and utilization of users is extremely low, and systems for renewable energy facilities also exist only individually.
이에 따라 2종이상의 재생에너지 구축 시 구축된 에너지를 통합적으로 관리 할 수 있는 시스템이 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need for a system that can comprehensively manage the energy built when two or more types of renewable energy are built.
또한, 종래에는 재생에너지 설비 구축업체, 환경센서 등 설비구성 업체가 각각 모두 상이하여 데이터를 일련화하고 통합하는 시스템 개발이 이뤄지지 않고 있다.In addition, in the past, the companies constructing renewable energy facilities, environmental sensors, etc. are all different, so no system has been developed to serialize and integrate data.
또한, 우리나라의 경우 사계절이 뚜렷한 관계로 특히, 여름과 겨울의 일교차 및 일사량의 차이가 심하여 태양의 일사량이 연중 일정치 않으므로 태양열 집열장치 등이 여름에는 과도한 일사량 때문에 과열되어 손상이 발생할 수 있으며, 겨울에는 일사량이 부족하여 작물 등의 재배를 위한 열원으로서 이용이 쉽지 않을 수 있어, 이에 대한 대비책 마련이 요구되고 있는 실정이다.In addition, since Korea has four distinct seasons, the difference in daily temperature and solar radiation between summer and winter is particularly large, so the solar radiation is not constant throughout the year, so solar heat collection devices may be overheated and damaged due to excessive solar radiation in the summer, and damage may occur in the winter. Due to the lack of solar radiation, it may not be easy to use it as a heat source for growing crops, and there is a need to prepare countermeasures for this.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 태양열과 지열을 복합적으로 이용하여 열원을 제공하는 재생에너지를 이용한 스마트팜 시스템을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention was created to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is to provide a smart farm system using renewable energy that provides a heat source by using solar heat and geothermal heat in combination.
본 발명의 또 다른 목적은, 태양의 일사량이 풍부할 경우 남는 잉여 태양열을 축적하는 기능이 구비되어 필요시에 사용이 가능한 재생에너지를 이용한 스마트팜 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a smart farm system using renewable energy that has a function of accumulating surplus solar heat when solar radiation is abundant and can be used when necessary.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly apparent to those skilled in the art from the description below. It will be understandable.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 지열을 공급하는 지열공급유닛; 태양열을 공급하는 태양열 공급유닛; 상기 지열공급유닛과 상기 태양열 공급유닛에서 공급된 열원을 저장하는 열원 저장유닛; 상기 열원 저장유닛에 연결되어 상기 열원 저장유닛으로부터 열원을 공급받아 재배작물을 난방시키며 외부와의 열교환이 가능한 재배유닛; 및 상기 지열공급유닛, 상기 태양열 공급유닛, 상기 열원 저장유닛 및 상기 재배유닛에 각각 연결되어 상기 지열공급유닛, 상기 태양열 공급유닛, 상기 열원 저장유닛 및 상기 재배유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함할 수 있다.The present invention was created to improve the problems of the prior art as described above, and includes a geothermal heat supply unit that supplies geothermal heat; A solar power supply unit that supplies solar energy; a heat source storage unit that stores the heat source supplied from the geothermal heat supply unit and the solar heat supply unit; a cultivation unit connected to the heat source storage unit, receiving a heat source from the heat source storage unit, heating the cultivated crops, and capable of exchanging heat with the outside; And a controller connected to the geothermal heat supply unit, the solar heat supply unit, the heat source storage unit, and the cultivation unit, respectively, to control the operation of the geothermal heat supply unit, the solar heat supply unit, the heat source storage unit, and the cultivation unit. can do.
또한, 일실시예에서, 상기 지열공급유닛은, 지열을 활용하여 난방, 냉방 및 온수 중에서 적어도 어느 하나를 제공하는 지열히트펌프; 상기 지열히트펌프에 연결되어 지하에서 발생되는 지열을 전달하기 위해 보어홀이 형성된 상태로 지하에 매설되는 적어도 하나의 파이프로 구성되는 지열흡입모듈; 및 상기 지열히트펌프, 상기 지열흡입모듈 및 상기 열원 저장유닛에 각각 연결되어 열원을 설정된 방향으로 이송시키는 지열순환펌프모듈;을 포함할 수 있다.Additionally, in one embodiment, the geothermal heat supply unit includes a geothermal heat pump that provides at least one of heating, cooling, and hot water using geothermal heat; A geothermal suction module connected to the geothermal heat pump and composed of at least one pipe buried underground with a bore hole to transmit geothermal heat generated underground; And it may include a geothermal circulation pump module that is connected to the geothermal heat pump, the geothermal suction module, and the heat source storage unit, respectively, and transports the heat source in a set direction.
또한, 일실시예에서, 상기 지열히트펌프는, 지열원에서 추출한 열을 상기 열원 저장유닛로 이송하는 지중열교환기; 상기 지중열교환기와 연결되며 상기 열원 저장유닛의 열원을 이용하여 상기 재배유닛의 내부 온도를 조절하는 온도조절부재; 및 상기 지중열교환기와 상기 온도조절부재를 연결하는 연결배관;을 포함할 수 있다.Additionally, in one embodiment, the geothermal heat pump includes a ground heat exchanger that transfers heat extracted from a geothermal source to the heat source storage unit; A temperature control member connected to the ground heat exchanger and controlling the internal temperature of the cultivation unit using the heat source of the heat source storage unit; And it may include a connection pipe connecting the ground heat exchanger and the temperature control member.
또한, 일실시예에서, 상기 지열순환펌프모듈은, 상기 지열히트펌프에서 상기 지열흡입모듈로 열원을 이송시키는 지열 1차 순환펌프; 및 상기 열원 저장유닛에서 상기 지열히트펌프로 열원을 이송시키는 지열 2차 순환펌프;를 포함할 수 있다.Additionally, in one embodiment, the geothermal circulation pump module includes: a geothermal primary circulation pump that transfers heat source from the geothermal heat pump to the geothermal suction module; and a geothermal secondary circulation pump that transfers the heat source from the heat source storage unit to the geothermal heat pump.
또한, 일실시예에서, 상기 태양열 공급유닛은, 히트파이프 방식으로 이중진공관형으로 형성되어 태양열을 집열하는 태양열집열기; 상기 태양열집열기에 연결되며 상기 태양열집열기에서 집열된 열원을 상기 열원 저장유닛으로 이송하는 태양열교환기; 및 상기 태양열집열기, 상기 태양열교환기 및 상기 열원 저장유닛에 각각 연결되어 열원을 설정된 방향으로 이송시키는 태양열 순환펌프모듈;을 포함할 수 있다.In addition, in one embodiment, the solar heat supply unit includes a solar heat collector formed in a double vacuum tube type in a heat pipe manner to collect solar heat; a solar heat exchanger connected to the solar heat collector and transferring the heat source collected by the solar heat collector to the heat source storage unit; And it may include a solar heat circulation pump module that is connected to the solar heat collector, the solar heat exchanger, and the heat source storage unit, respectively, and transports the heat source in a set direction.
또한, 일실시예에서, 상기 태양열 순환펌프모듈은, 상기 태양열집열기로부터 상기 태양열교환기로 열원을 이송시키는 태양열 1차 순환펌프; 및 상기 태양열교환기로부터 상기 열원 저장유닛으로 열원을 이송시키는 태양열 2차 순환펌프;를 포함할 수 있다.Additionally, in one embodiment, the solar thermal circulation pump module includes: a solar thermal primary circulation pump that transfers a heat source from the solar thermal collector to the solar thermal exchanger; And it may include a solar secondary circulation pump that transfers the heat source from the solar heat exchanger to the heat source storage unit.
또한, 일실시예에서, 상기 열원 저장유닛은, 열원을 저장하는 열원 저장탱크; 상기 열원 저장탱크와 상기 지열공급유닛에 각각 연결되어 상기 지열공급유닛의 열원을 상기 열원 저장탱크로 이송시키는 계간축열순환펌프; 및 상기 열원 저장탱크와 상기 재배유닛에 각각 연결되어 상기 지열공급유닛의 열원을 상기 열원 저장탱크로 이송시키는 난방순환펌프;를 포함할 수 있다.Additionally, in one embodiment, the heat source storage unit includes a heat source storage tank that stores a heat source; A seasonal heat storage circulation pump connected to the heat source storage tank and the geothermal supply unit, respectively, to transfer the heat source of the geothermal supply unit to the heat source storage tank; And it may include a heating circulation pump that is connected to the heat source storage tank and the cultivation unit, respectively, and transfers the heat source of the geothermal heat supply unit to the heat source storage tank.
또한, 일실시예에서, 상기 재배유닛에 구비되며 상기 컨트롤러에 연결되어 상기 재배유닛 내의 온도를 모니터링하면서 측정하는 온도측정유닛;을 더 포함할 수 있다.Additionally, in one embodiment, a temperature measurement unit is provided in the cultivation unit and connected to the controller to monitor and measure the temperature within the cultivation unit.
또한, 일실시예에서, 상기 컨트롤러는 상기 온도측정유닛을 통해서 측정된 상기 재배유닛의 온도가 기 설정된 온도 이하인 경우 상기 난방순환펌프를 가동하여 상기 저장유닛의 열원을 상기 재배유닛에 제공할 수 있다.Additionally, in one embodiment, when the temperature of the cultivation unit measured through the temperature measurement unit is below a preset temperature, the controller operates the heating circulation pump to provide the heat source of the storage unit to the cultivation unit. .
또한, 일실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 태양열 공급유닛으로 축적된 잉여 열원을 상기 열원 저장유닛을 통해서 상기 지열공급유닛으로 이송하여 축적하고, 필요시 상기 지열공급유닛에 축적된 열원을 상기 재배유닛으로 공급할 수 있다.In addition, in one embodiment, the controller transfers and accumulates the surplus heat source accumulated in the solar heat supply unit to the geothermal heat supply unit through the heat source storage unit, and when necessary, uses the heat source accumulated in the geothermal supply unit for the cultivation. Can be supplied as a unit.
본 발명의 일실시예에 따르면, 태양열과 지열을 복합적으로 이용하여 열원을 재배유닛에 난방으로 공급하면서 목적하는 작물을 재배할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a target crop can be cultivated while supplying a heat source as heating to a cultivation unit by using solar heat and geothermal heat in combination.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 태양의 일사량이 풍부할 때 잉여 태양열을 지열공급유닛에 축적하여 태양열 공급유닛의 과열을 방지하고 일사량이 부족한 시기에 지열과 함께 재배유닛에 제공하여 난방할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, when solar radiation is abundant, excess solar heat is accumulated in the geothermal heat supply unit to prevent overheating of the solar heat supply unit, and when solar radiation is insufficient, it is provided to the cultivation unit along with geothermal heat to provide heating. You can.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 재생에너지를 이용한 스마트팜 시스템의 개념도이다.
도 2는 컨트롤러의 구성요소 제어 블록도이다.
도 3은 스마트팜 시스템의 전체적인 배치도이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described later. Therefore, the present invention includes the matters described in such drawings. It should not be interpreted as limited to only .
Figure 1 is a conceptual diagram of a smart farm system using renewable energy according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a component control block diagram of the controller.
Figure 3 is an overall layout diagram of the smart farm system.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, since the description of the present invention is only an example for structural and functional explanation, the scope of the present invention should not be construed as limited by the examples described in the text. In other words, since the embodiments can be modified in various ways and can take various forms, the scope of rights of the present invention should be understood to include equivalents that can realize the technical idea. In addition, the purpose or effect presented in the present invention does not mean that a specific embodiment must include all or only such effects, so the scope of the present invention should not be understood as limited thereby.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of terms described in the present invention should be understood as follows.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.Terms such as “first” and “second” are used to distinguish one component from another component, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component. When a component is referred to as being “connected” to another component, it should be understood that it may be directly connected to the other component, but that other components may also exist in between. On the other hand, when a component is referred to as being “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between. Meanwhile, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring" and "directly neighboring" should be interpreted similarly.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions should be understood to include plural expressions, unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as “comprise” or “have” refer to the specified features, numbers, steps, operations, components, parts, or them. It is intended to specify the existence of a combination, and should be understood as not excluding in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein, unless otherwise defined, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as consistent with the meaning they have in the context of the related technology, and cannot be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning unless clearly defined in the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 재생에너지를 이용한 스마트팜 시스템의 개념도이고, 도 2는 컨트롤러의 구성요소 제어 블록도이며, 도 3은 스마트팜 시스템의 전체적인 배치도이다.Figure 1 is a conceptual diagram of a smart farm system using renewable energy according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a component control block diagram of the controller, and Figure 3 is an overall layout diagram of the smart farm system.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 지열공급유닛(100), 태양열 공급유닛(200), 열원 저장유닛(300), 재배유닛(400) 및 컨트롤러(500)를 포함할 수 있다.As shown in Figures 1 to 3, the present invention may include a
지열공급유닛(100)은 지열을 공급할 수 있다. 구체적으로, 지열공급유닛(100)은 지열의 열원의 공급과 함께 태양열 공급유닛(200)으로부터 열원 저장유닛(300)을 통해서 보내진 잉여 태양열에 의한 열원을 축적할 수 있다. 전술한 바와 같이 열원 저장유닛(300)으로부터 이송받아 죽척된 잉여 열원은 동절기 등 태양의 일사량이 현저히 떨어지는 경우 컨트롤러(500)의 제어에 의해 지중의 열원과 함께 재배유닛(400)으로 보내져서 난방을 제공할 수 있다.The
지열공급유닛(100)은 지열히트펌프(110), 지열흡입모듈(120) 및 지열순환펌프모듈(130)을 포함할 수 있다.The
지열히트펌프(110)는 지열을 활용하여 난방, 냉방 및 온수 중에서 적어도 어느 하나를 제공할 수 있다.The
구체적으로, 히트펌프는 냉매가 증발기내에서 증발하고, 주위에서 열을 빼앗아 기체가 되며, 다시 응축기에 의해 주위에 열을 방출하여 액화하는 냉동 사이클로서, 방출된 열을 난방이나 가열에 이용하는 경우의 냉동기를 말하며, 열을 저온부에서 고온부로 빨아올린다는 의미에서 열펌프라고 한다. 열원은 공기, 우물물, 태양열, 지열 등이 이용될 수 있다.Specifically, a heat pump is a refrigeration cycle in which the refrigerant evaporates in an evaporator, takes heat from the surroundings, becomes a gas, and then liquefies by releasing heat to the surroundings through a condenser. When the released heat is used for heating or heating, It refers to a refrigerator and is called a heat pump in the sense that it sucks heat from a low temperature part to a high temperature part. Heat sources can be air, well water, solar heat, geothermal heat, etc.
지열히트펌프(110)는 지열에너지를 활용하여 건물의 난방, 냉방 및 온수 제공에 활용되는 것으로서, 지하수나 지열원에서 추출한 열을 이용하여 건물 내부를 난방하거나 냉방하는 방식으로 작동할 수 있는데, 지하수나 지열원으로부터 추출한 냉, 온수는 지중열교환기(112)를 통해 지열히트펌프(110)로 유입되며, 이를 이용하여 건물이나 각종 시설물 등의 내부의 온도를 유지하거나 조절할 수 있다.The
지열히트펌프(110)는 환경 친화적이며, 전기나 가스와 같은 화석연료를 사용하는 보편적인 난방 및 냉방 시스템보다 경제적이며, 또한 전기를 사용하여 작동하는 기존의 에어컨이나 난방기에 비해 더 효율적이고 안정적인 온도 조절이 가능하다.The
지열히트펌프(110)는 지중열교환기(112), 온도조절부재(114) 및 연결배관(116)을 포함할 수 있다.The
지중열교환기(112)는 지열원에서 추출한 열을 열원 저장유닛(300)으로 이송할 수 있다. 구체적으로, 지중열교환기(112)는 지열히트펌프(110)에서 가장 중요한 부품으로, 지하수나 지열원에서 추출한 열을 실제로 건물 내부로 옮기는 역할을 하며, 지하수나 지열원의 열을 이용하여 건물이나 각종 시설물 등을 난방하거나 냉방하는데 사용되고, 대개 전용액을 사용하여 열을 전달하며, 이 때 전용액은 열 전달 능력이 높아야 한다..The
온도조절부재(114)는 지중열교환기(112)와 연결되며 열원 저장유닛(300)의 열원을 이용하여 재배유닛(400)의 내부 온도를 조절할 수 있다. 구체적으로, 온도조절부재(114)는 건물이나 각종 시설물 등의 내부의 온도를 제어하는 장치로, 지열히트펌프(110)를 운영하는 데 필수적인 구성요소이며, 대개 디지털 온도계, 온도제어기, 시간제어기 등이 포함될 수 있다.The
구체적으로, 온도조절부재(114)는 컨트롤러(500)의 제어에 의해 온도측정유닛(600)으로 측정한 재배유닛(400)의 온도에 따라 열원 저장유닛(300)에 신호를 인가하여 열원 저장유닛(300)에 저장된 열원을 재배유닛(400)으로 보내어 난방을 제공할 수 있다.Specifically, the
연결배관(116)은 지중열교환기(112)와 온도조절부재(114)를 연결할 수 있다. 구체적으로, 연결배관(116)은 건물이나 각종 시설물 등의 내부와 지하수나 지열원 간의 전용액을 운반하는 배관으로, 지중열교환기(112)와 온도조절부재(114)를 연결하는 역할을 할 수 있다.The
여기서, 지중열교환기(112)나 태양열교환기(220)에 사용되는 열교환기의 전용액은 열을 전달하기 위해 열교환기 내에서 사용되는 유체이다. 열교환기는 열을 한 장소에서 다른 장소로 전달하기 위해 사용되는 장치로서, 냉각 또는 가열 작업에서 사용될 수 있다. 전용액은 열을 효율적으로 전달하고 열교환기의 성능을 최적화하기 위한 것으로, 열교환기의 종류와 용도에 따라 다양한 종류가 있다.Here, the exclusive fluid of the heat exchanger used in the
일반적으로는 냉각수, 엔진 오일, 열전도유, 냉매 등이 전용액으로 사용되며, 이러한 유체는 열을 전달하는데 효과적이며 열교환기가 설계된 작동 온도 범위 내에서 안정적으로 작동할 수 있다.In general, coolant, engine oil, heat conduction oil, refrigerant, etc. are used as exclusive fluids. These fluids are effective in transferring heat and allow the heat exchanger to operate stably within the designed operating temperature range.
전용액은 열을 흡수하고 방출하는 능력을 가지고 있어서, 열교환기를 통해 전달된 열을 효과적으로 처리할 수 있다. 열교환기는 일반적으로 두 개의 전용액 회로를 가지고 있으며, 하나의 회로에서는 열을 흡수하고 다른 회로에서는 열을 방출하고, 이를 통해 열을 효율적으로 전달하고 열 손실을 최소화할 수 있다.The dedicated liquid has the ability to absorb and release heat, so it can effectively process the heat transferred through the heat exchanger. A heat exchanger generally has two dedicated liquid circuits, absorbing heat in one circuit and dissipating heat in the other circuit, which can transfer heat efficiently and minimize heat loss.
그 외에 지열히트펌프(110)의 운영을 위해 필요한 기타 부속품으로는 보일러, 냉각기, 각종 센서 등이 있다.In addition, other accessories required to operate the
지열흡입모듈(120)은 지열히트펌프(110)에 연결되어 지하에서 발생되는 지열을 전달하기 위해 보어홀이 형성된 상태로 지하에 매설되는 적어도 하나의 파이프(20)로 구성될 수 있다.The
구체적으로, 보어홀은 시추작업으로 인해 지면에 뚫린 구멍으로서, 보어홀을 이용한 지열히트펌프(110)는 지열에너지를 이용하여 건물이나 각종시설물 등의 난방 및 냉방 시스템에 활용될 수 있다. 따라서. 지하수나 지열에너지원에서 추출한 냉, 온수를 이용하여, 보어홀을 통해 지하에서 추출한 열을 건물이나 각종 시설물 등 내부로 이동시켜 건물이나 각종 시설물 등의 내부의 온도를 유지하거나 조절할 수 있다.Specifically, a borehole is a hole opened in the ground due to drilling work, and the
보어홀은 흙속에 강철이나 플라스틱으로 만든 실린더 모양의 파이프(20) 등의 관을 쏘아넣어 만든 구조물로서, 이 구조물을 통해 지하수나 지열에너지원으로부터 추출한 열을 건물이나 각종 시설물 등의 내부로 이동시킬 수 있다. 이러한 방식으로 지열에너지를 활용하면, 전기나 가스와 같은 화석연료를 사용하는 보편적인 난방 및 냉방 시스템보다 환경 친화적이며 경제적일 수 있다.A borehole is a structure made by inserting a cylinder-shaped pipe (20) made of steel or plastic into the soil. Through this structure, heat extracted from groundwater or geothermal energy sources can be moved to the inside of buildings or various facilities. You can. Harnessing geothermal energy in this way can be more environmentally friendly and economical than common heating and cooling systems that use fossil fuels such as electricity or gas.
지열순환펌프모듈(130)은 지열히트펌프(110), 지열흡입모듈(120) 및 열원 저장유닛(300)에 각각 연결되어 열원을 설정된 방향으로 이송시킬 수 있다. The geothermal
지열순환펌프모듈(130)은 지열 1차 순환펌프(132) 및 지열 2차 순환펌프(134)을 포함할 수 있다.The geothermal
지열 1차 순환펌프(132)는 지열히트펌프(110)에서 지열흡입모듈(120)로 열원을 이송시킬 수 있다.The geothermal
지열 2차 순환펌프(134)는 열원 저장유닛(300)에서 지열히트펌프(110)로 열원을 이송시킬 수 있다.The geothermal
태양열 공급유닛(200)은 태양열을 공급할 수 있다.The solar
태양열 공급유닛(200)은 태양열집열기(210), 태양열교환기(220) 및 태양열 순환펌프모듈(230)을 포함할 수 있다.The solar
태양열집열기(210)는 히트파이프 방식으로 이중진공관형으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 태양열집열기(210)는 태양일사를 효과적으로 수집, 이용하기 위하여 설치한 시설물로서 흡열판, 투명덮개, 단열재 등으로 구성될 수 있다.The
태양열집열기(210)의 종류로는 평판형 집열기, 진공관형 집열기 PTC(Parabolic Trough Concentrator)형 집열기, CPC(Compound Parabolic Concentrator) 집열기, Dish형 집열기 등이 있다.Types of the
평판형 집열기는 전세계적으로 가장 많이 사용되고 있는 집열기로서 집열기가 평판형 형태이며 투과체, 흡수판, 열매체관 단열재로 구성될 수 있다. 진공관형 집열기는 투과체 내부를 진공으로 만들어 그 내부에 흡수판을 위치시킨 집열기로 진공관의 형태에 따라서 단일 진공관과 2중진공관이 있다.The flat collector is the most widely used collector worldwide. The collector is in the form of a flat plate and can be composed of a transmitter, an absorber plate, and a heat transfer pipe insulator. A vacuum tube type collector is a collector that creates a vacuum inside the transmitting body and places an absorption plate inside it. Depending on the type of vacuum tube, there are single vacuum tubes and double vacuum tubes.
태양열교환기(220)는 태양열집열기(210)에 연결되며 태양열집열기(210)에서 집열된 열원을 열원 저장유닛(300)으로 이송할 수 있다.The
태양열교환기(220)의 구체적인 설명은 전술한 지중열교환기(112)에서 설명한 바와 같다.The specific description of the
태양열 순환펌프모듈(230)은 태양열집열기(210), 태양열교환기(220) 및 열원 저장유닛(300)에 각각 연결되어 열원을 설정된 방향으로 이송시킬 수 있다.The solar
태양열 순환펌프모듈(230)은 태양열 1차 순환펌프(232) 및 태양열 2차 순환펌프(234)를 포함할 수 있다.The solar thermal
태양열 1차 순환펌프(232)는 태양열집열기(210)로부터 태양열교환기(220)로 열원을 이송시킬 수 있다.The solar
태양열 2차 순환펌프(234)는 태양열교환기(220)로부터 열원 저장유닛(300)으로 열원을 이송시킬 수 있다.The solar
열원 저장유닛(300)은 지열공급유닛(100)과 태양열 공급유닛(200)에서 공급된 열원을 저장할 수 있다.The heat
열원 저장유닛(300)은 열원 저장탱크(310), 계간축열순환펌프(320) 및 난방순환펌프(330)를 포함할 수 있다.The heat
열원 저장탱크(310)는 열원을 저장할 수 있다.The heat
계간축열순환펌프(320)는 열원 저장탱크(310)와 지열공급유닛(100)에 각각 연결되어 지열공급유닛(100)의 열원을 열원 저장탱크(310)로 이송시킬 수 있다.The seasonal heat
난방순환펌프(330)는 열원 저장탱크(310)와 재배유닛(400)에 각각 연결되어 지열공급유닛(100)의 열원을 열원 저장탱크(310)로 이송시킬 수 있다.The
또한, 열원 저장유닛(300)은 컨트롤러(500)의 제어에 의해 태양열 공급유닛(200)에서 공급된 잉여 열원을 지열공급유닛(100)에서의 축적을 위해 지열공급유닛(100)으로 이송할 수 있다.In addition, the heat
재배유닛(400)은 열원 저장유닛(300)에 연결되어 열원 저장유닛(300)으로부터 열원을 공급받아 재배작물을 난방시키며 외부와의 열교환이 가능하다. 재배유닛(400)은 내부에 FCU휀 코일 유닛 등의 설비가 구비되어 유체의 열을 교환하여 외부 공기로 방출시키는 역할을 할 수 있다.The
컨트롤러(500)는 지열공급유닛(100), 태양열 공급유닛(200), 열원 저장유닛(300) 및 재배유닛(400)에 각각 연결되어 지열공급유닛(100), 태양열 공급유닛(200), 열원 저장유닛(300) 및 재배유닛(400)의 작동을 제어할 수 있다. The
컨트롤러(500)는 온도측정유닛(600)을 통해서 측정된 재배유닛(400)의 온도가 기 설정된 온도 이하인 경우 난방순환펌프(330)를 가동하여 열원 저장유닛(300)의 열원을 재배유닛(400)에 제공할 수 있다.When the temperature of the
컨트롤러(500)는 온도측정유닛(600)을 통해서 측정된 재배유닛(400)의 온도가 기 설정된 온도 이상인 경우 난방순환펌프(330)의 가동을 중단하여 열원 저장유닛(300)에서 재배유닛(400)로의 열원의 공급을 중단할 수 있다.If the temperature of the
컨트롤러(500)는 태양열 공급유닛(200)으로 축적된 잉여 열원을 열원 저장유닛(300)을 통해서 지열공급유닛(100)으로 이송하여 축적하고, 필요시 지열공급유닛(100)에 축적된 열원을 재배유닛(400)으로 공급할 수 있다.The
구체적으로, 본 발명의 스마트팜 시스템(10)은 컨트롤러(500)의 제어에 의해 난방기간에는 태양열 공급유닛(200)에 의한 태양열과 지열공급유닛(100)에 의한 지열을 통한 신재생에너지 100%를 난방공급으로 실현하고, 비난방기간에는 태양열 공급유닛(200)을 통해 축적된 태양열을 지중의 지열공급유닛(100)의 지열흡입모듈(120)로 보내 축적하여 태양열 공급유닛(200)의 과열을 방지할 수 있다. 이와 같이, 지중에 축열된 열원은 추, 동절기 등 태양의 일사량이 부족할 경우, 컨트롤러(500)의 제어로 계간축열순환펌프(320)와 난방순환펌프(330)를 가동시켜서 지열공급유닛(100)을 통해 공급되는 지열과 함께 열원 저장탱크(310)로부터 재배유닛(400)으로 이송되어 리사이클 에너지원으로 활용이 가능하다.Specifically, the
컨트롤러(500)는 무선통신모듈이 구비되어 외부의 모바일 단말기 등과 와이파이 통신모듈, 블루트스 통신모듈 및 지그비 통신모듈 중에서 어느 하나로 연동되어 외부에서도 작동을 제어하거나 제어 상황을 실시간으로 알아볼 수 있다.The
본 발명의 일실시예에 따른 재생에너지를 이용한 스마트팜 시스템은 온도측정유닛(600)을 더 포함할 수 있다.A smart farm system using renewable energy according to an embodiment of the present invention may further include a
온도측정유닛(600)는 재배유닛(400)에 구비되며 컨트롤러(500)에 연결되어 재배유닛(400) 내의 온도를 모니터링하면서 측정할 수 있다.The
또한, 재배유닛(400)에 비상용 보일러(30)가 연결되어 시스템 미가동시 디젤연료 등을 사용하여 난방의 공급이 가능하다.In addition, an
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.A detailed description of preferred embodiments of the invention disclosed above is provided to enable any person skilled in the art to make or practice the invention. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the scope of the present invention. For example, a person skilled in the art may use each configuration described in the above-described embodiments by combining them with each other. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention. The present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, claims that do not have an explicit reference relationship in the patent claims can be combined to form an embodiment or included as a new claim through amendment after filing.
10 : 스마트팜 시스템
20 : 파이프
30 : 비상용 보일러
100 : 지열공급유닛
110 : 지열히트펌프
112 : 지중열교환기
114 : 온도조절부재
116 : 연결배관
120 : 지열흡입모듈
122 : 파이프
130 : 지열순환펌프모듈
132 : 지열 1차 순환펌프
134 : 지열 2차 순환펌프
200 : 태양열 공급유닛
210 : 태양열집열기
220 : 태양열교환기
230 : 태양열 순환펌프모듈
232 : 태양열 1차 순환펌프
234 : 태양열 2차 순환펌프
300 : 열원 저장유닛
310 : 열원 저장탱크
320 : 계간축열순환펌프
330 : 난방순환펌프
400 : 재배유닛
500 : 컨트롤러
600 : 온도측정유닛10: Smart farm system
20: pipe
30: Emergency boiler
100: Geothermal supply unit
110: Geothermal heat pump
112: Ground heat exchanger
114: Temperature control member
116: connection pipe
120: Geothermal suction module
122: pipe
130: Geothermal circulation pump module
132: Geothermal primary circulation pump
134: Geothermal secondary circulation pump
200: solar power supply unit
210: solar collector
220: solar exchanger
230: Solar circulation pump module
232: Solar primary circulation pump
234: Solar secondary circulation pump
300: Heat source storage unit
310: Heat source storage tank
320: Quarterly heat storage circulation pump
330: Heating circulation pump
400: Cultivation unit
500: Controller
600: Temperature measurement unit
Claims (10)
태양열을 공급하는 태양열 공급유닛;
상기 지열공급유닛과 상기 태양열 공급유닛에서 공급된 열원을 저장하는 열원 저장유닛;
상기 열원 저장유닛에 연결되어 상기 열원 저장유닛으로부터 열원을 공급받아 재배작물을 난방시키며 외부와의 열교환이 가능한 재배유닛; 및
상기 지열공급유닛, 상기 태양열 공급유닛, 상기 열원 저장유닛 및 상기 재배유닛에 각각 연결되어 상기 지열공급유닛, 상기 태양열 공급유닛, 상기 열원 저장유닛 및 상기 재배유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하되,
상기 지열공급유닛은,
지열을 활용하여 난방, 냉방 및 온수 중에서 적어도 어느 하나를 제공하는 지열히트펌프;
상기 지열히트펌프에 연결되어 지하에서 발생되는 지열을 전달하기 위해 보어홀이 형성된 상태로 지하에 매설되는 적어도 하나의 파이프로 구성되는 지열흡입모듈; 및
상기 지열히트펌프, 상기 지열흡입모듈 및 상기 열원 저장유닛에 각각 연결되어 열원을 설정된 방향으로 이송시키는 지열순환펌프모듈;을 포함하고,
상기 지열히트펌프는,
지열원에서 추출한 열을 상기 열원 저장유닛로 이송하는 지중열교환기;
상기 지중열교환기와 연결되며 상기 열원 저장유닛의 열원을 이용하여 상기 재배유닛의 내부 온도를 조절하는 온도조절부재; 및
상기 지중열교환기와 상기 온도조절부재를 연결하는 연결배관;을 포함하며,
상기 재배유닛에 구비되며 상기 컨트롤러에 연결되어 상기 재배유닛 내의 온도를 모니터링하면서 측정하는 온도측정유닛;을 포함하고,
상기 지열히트펌프는 지하수나 지열원으로부터 추출한 냉, 온수가 상기 지중열교환기를 통해 유입되어 시설물의 내부의 온도를 유지하거나 조절할 수 있고,
상기 지중열교환기는 전용액을 사용하여 열을 전달하며, 상기 전용액은 열을 흡수하고 방출하는 능력을 가지고 있고, 냉각수, 엔진 오일, 열전도유 및 냉매 중에서 어느 하나이며,
상기 온도조절부재는 디지털 온도계, 온도제어기 및 시간제어기가 포함되어, 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 온도측정유닛으로 측정한 상기 재배유닛의 온도에 따라 상기 열원 저장유닛에 신호를 인가하여 상기 열원 저장유닛에 저장된 열원을 상기 재배유닛으로 보낼 수 있고,
상기 보어홀은 흙속에 강철이나 플라스틱의 실린더 모양의 파이프를 쏘아넣어 만든 구조물인 것을 특징으로 하는 재생에너지를 이용한 스마트팜 시스템.
A geothermal supply unit that supplies geothermal heat;
A solar power supply unit that supplies solar energy;
a heat source storage unit that stores the heat source supplied from the geothermal heat supply unit and the solar heat supply unit;
a cultivation unit connected to the heat source storage unit, receiving a heat source from the heat source storage unit, heating the cultivated crops, and capable of exchanging heat with the outside; and
A controller connected to the geothermal heat supply unit, the solar heat supply unit, the heat source storage unit, and the cultivation unit, respectively, to control the operation of the geothermal heat supply unit, the solar heat supply unit, the heat source storage unit, and the cultivation unit. ,
The geothermal supply unit is,
A geothermal heat pump that utilizes geothermal heat to provide at least one of heating, cooling, and hot water;
A geothermal suction module connected to the geothermal heat pump and composed of at least one pipe buried underground with a bore hole to transfer geothermal heat generated underground; and
It includes a geothermal circulation pump module connected to the geothermal heat pump, the geothermal suction module, and the heat source storage unit respectively to transport the heat source in a set direction,
The geothermal heat pump,
A ground heat exchanger that transfers heat extracted from a geothermal source to the heat source storage unit;
A temperature control member connected to the ground heat exchanger and controlling the internal temperature of the cultivation unit using the heat source of the heat source storage unit; and
It includes a connection pipe connecting the ground heat exchanger and the temperature control member,
A temperature measurement unit provided in the cultivation unit and connected to the controller to monitor and measure the temperature within the cultivation unit,
The geothermal heat pump allows cold and hot water extracted from groundwater or geothermal sources to flow through the geothermal heat exchanger to maintain or control the temperature inside the facility,
The ground heat exchanger transfers heat using a dedicated liquid, and the exclusive liquid has the ability to absorb and release heat and is any one of coolant, engine oil, heat conduction oil, and refrigerant,
The temperature control member includes a digital thermometer, a temperature controller, and a time controller, and applies a signal to the heat source storage unit according to the temperature of the cultivation unit measured by the temperature measurement unit under the control of the controller to control the heat source storage unit. The heat source stored in can be sent to the cultivation unit,
The borehole is a smart farm system using renewable energy, characterized in that it is a structure made by inserting a cylinder-shaped pipe of steel or plastic into the soil.
상기 지열순환펌프모듈은,
상기 지열히트펌프에서 상기 지열흡입모듈로 열원을 이송시키는 지열 1차 순환펌프; 및
상기 열원 저장유닛에서 상기 지열히트펌프로 열원을 이송시키는 지열 2차 순환펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지를 이용한 스마트팜 시스템.
In claim 1,
The geothermal circulation pump module,
A geothermal primary circulation pump that transfers heat source from the geothermal heat pump to the geothermal suction module; and
A smart farm system using renewable energy, comprising a geothermal secondary circulation pump that transfers the heat source from the heat source storage unit to the geothermal heat pump.
상기 태양열 공급유닛은,
히트파이프 방식으로 이중진공관형으로 형성되어 태양열을 집열하는 태양열집열기; 및
상기 태양열집열기에 연결되며 상기 태양열집열기에서 집열된 열원을 상기 열원 저장유닛으로 이송하는 태양열교환기; 및
상기 태양열집열기, 상기 태양열교환기 및 상기 열원 저장유닛에 각각 연결되어 열원을 설정된 방향으로 이송시키는 태양열 순환펌프모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지를 이용한 스마트팜 시스템.
In claim 1,
The solar power supply unit,
A solar collector formed in the form of a double vacuum tube using a heat pipe method to collect solar heat; and
a solar heat exchanger connected to the solar heat collector and transferring the heat source collected by the solar heat collector to the heat source storage unit; and
A smart farm system using renewable energy, comprising a solar heat circulation pump module that is connected to the solar heat collector, the solar heat exchanger, and the heat source storage unit, respectively, and transports the heat source in a set direction.
상기 태양열 순환펌프모듈은,
상기 태양열집열기로부터 상기 태양열교환기로 열원을 이송시키는 태양열 1차 순환펌프; 및
상기 태양열교환기로부터 상기 열원 저장유닛으로 열원을 이송시키는 태양열 2차 순환펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지를 이용한 스마트팜 시스템.
In claim 5,
The solar circulation pump module is,
a solar primary circulation pump that transfers heat source from the solar collector to the solar heat exchanger; and
A smart farm system using renewable energy, comprising a solar secondary circulation pump that transfers heat source from the solar heat exchanger to the heat source storage unit.
상기 열원 저장유닛은,
열원을 저장하는 열원 저장탱크;
상기 열원 저장탱크와 상기 지열공급유닛에 각각 연결되어 상기 지열공급유닛의 열원을 상기 열원 저장탱크로 이송시키는 계간축열순환펌프; 및
상기 열원 저장탱크와 상기 재배유닛에 각각 연결되어 상기 지열공급유닛의 열원을 상기 열원 저장탱크로 이송시키는 난방순환펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지를 이용한 스마트팜 시스템.
In claim 1,
The heat source storage unit,
A heat source storage tank that stores the heat source;
A seasonal heat storage circulation pump connected to the heat source storage tank and the geothermal supply unit, respectively, to transfer the heat source of the geothermal supply unit to the heat source storage tank; and
A smart farm system using renewable energy, comprising a heating circulation pump that is connected to the heat source storage tank and the cultivation unit respectively and transfers the heat source of the geothermal heat supply unit to the heat source storage tank.
상기 컨트롤러는 상기 온도측정유닛을 통해서 측정된 상기 재배유닛의 온도가 기 설정된 온도 이하인 경우 상기 난방순환펌프를 가동하여 상기 저장유닛의 열원을 상기 재배유닛에 제공하는 것을 특징으로 하는 재생에너지를 이용한 스마트팜 시스템.
In claim 7,
The controller operates the heating circulation pump when the temperature of the cultivation unit measured through the temperature measurement unit is below a preset temperature and provides the heat source of the storage unit to the cultivation unit. Farm system.
상기 컨트롤러는,
상기 태양열 공급유닛으로 축적된 잉여 열원을 상기 열원 저장유닛을 통해서 상기 지열공급유닛으로 이송하여 축적하고, 필요시 상기 지열공급유닛에 축적된 열원을 상기 재배유닛으로 공급하는 것을 특징으로 하는 재생에너지를 이용한 스마트팜 시스템.In claim 1,
The controller is,
Renewable energy characterized in that the surplus heat source accumulated in the solar heat supply unit is transferred to the geothermal supply unit through the heat source storage unit and stored, and when necessary, the heat source accumulated in the geothermal supply unit is supplied to the cultivation unit. Smart farm system used.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230069809A KR102652407B1 (en) | 2023-05-31 | 2023-05-31 | Smart farm system using renewable energy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230069809A KR102652407B1 (en) | 2023-05-31 | 2023-05-31 | Smart farm system using renewable energy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102652407B1 true KR102652407B1 (en) | 2024-03-29 |
Family
ID=90483478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230069809A KR102652407B1 (en) | 2023-05-31 | 2023-05-31 | Smart farm system using renewable energy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102652407B1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140077079A (en) * | 2012-12-13 | 2014-06-23 | 주식회사 인포마인드 | Greenhouse system using low energy and hybrid technologies |
| KR102154957B1 (en) | 2020-04-28 | 2020-09-10 | 이도훈 | Solar /wind power hybrid generator set and smart farm system including the same |
| KR20210009152A (en) * | 2019-07-16 | 2021-01-26 | 경상대학교산학협력단 | Minimization of residual heat generation and greenhouse structure that can utilize natural energy |
| KR102422807B1 (en) | 2021-07-22 | 2022-07-20 | 주식회사 엘시스 | Renewable Energy Fusion Type Smart Farm Integrated Management System |
| KR20230065849A (en) * | 2021-11-05 | 2023-05-12 | 한국에너지기술연구원 | Integrated energy system using renewable energy |
-
2023
- 2023-05-31 KR KR1020230069809A patent/KR102652407B1/en active IP Right Grant
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