KR19990060552A

KR19990060552A - 온실내 지중온도 조절장치 및 방법

Info

Publication number: KR19990060552A
Application number: KR1019970080787A
Authority: KR
Inventors: 박성범
Original assignee: 박성범
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 1999-07-26
Also published as: KR100234560B1

Abstract

본 발명은 온실의 내부 천정에 흡입관을 설치하여, 동절기시 지온보다 상대적으로 온도가 높은 온실내의 공기나 열풍기의 공기를 지중으로 토출시켜 지온을 상승시켜 작물의 뿌리분포층을 넓고깊게 형성함으로써 작물증산을 구현하고, 하절기시 냉풍기를 이용하여 지중으로 냉기를 토출하여 온실전체의 온도를 낮춤으로써 특정지역에서만 재배가능한 고냉지 채소나 약초, 기타 특수작물을 재배할 수 있도록 한 온실내 지중온도 조절장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

온실내 지중온도 조절장치 및 방법

본 발명은 온실내 지중온도 조절장치 및 방법에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 온실의 내측 상단부에 흡입관을 설치하여 동절기시 지온보다는 상대적으로 온도가 높은 온실내의 공기나 열풍기의 공기를 지중으로 토출시켜 지온을 상승시키고, 하절기시 냉풍기를 이용하여 지중으로 냉기를 토출시켜 온실의 온도를 낮춰 작물의 적정재배온도를 구션하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

단동 또는 연동 비닐하우스나 유리로 제작된 온실 등(이하 온실이라 칭합니다)은 동절기에 식물의 적정재배온도를 만족시키기 위해 주로 난방 자동기기등을 이용하였으나, 이는 가열된 열기가 곧바로 상승한 후 어느 정도 냉각되면 대류작용에 의해 하강되기 때문에, 난방효과가 반감될 뿐만 아니라 지표면 근처로는 열기가 공급되지 않아 작물성장에 큰 도움을 주지 못하였으며, 특히 대형온실의 경우에는 부분에 따라 온도차가 커서 전체적으로 균일한 작물의 적정재배온도를 유지할 수 없었다. 더욱이, 이와 같은 종래의 경우는 온실의 내부온도만을 고려한 것으로, 작물의 뿌리가 뻗어있는 지중의 온도에 대해서는 전혀 고려하지 않았다.

이와 같은 문제점을 극복하고자, 온실의 지중온도를 높이기 위해 제안된 한국 특허출원번호 제94-14695호(공개번호 96-9)에 개시된 발명은 비닐하우스 내의 작물이 심겨지는 두둑의 지하에 난방파이프를 매설하고, 난방파이프에 보일러에서 가온된 온수를 공급함으로써 작물이 심겨지는 두둑의 지온을 상승시켜 작물의 생산성을 크게 향상시키고자 하였다. 그러나, 이러한 발명은 지온상승과 작물 생산성에 있어 효율이 매우 낮기 때문에 실제사용이 국한되고 있는 실정이다.

또한, 이러한 종래의 방법은 주로 동절기만을 고려한 것으로 하절기시 작물의 적정재배온도 이상으로 올라간 온실의 온도를 낮추는 아무런 장치나 방법이 없기 때문에 별도의 장치를 부설하거나 온실의 문을 개폐하는 것만으로 작물의 적정재배온도를 구현하고자 하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창출된 것으로서, 그 목적은 온실의 내부온도 및 지온을 식물의 적정재배온도에 적합하도록 유지, 조절할 수 있는 온실내 지중온도 조절장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 계절에 무관하게 작물의 적정재배온도를 유지할 수 있는 온실내 지중온도 조절장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 동절기시 온실내의 가온된 공기를 흡입하여 지중으로 토출함으로써 지온상승과 충분한 산소공급에 의해 작물의 뿌리생장을 건실하게 하여 작물의 생산성을 극대화할 수 있는 온실내 지중온도 조절장치 및 방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 온실내 지중온도 조절장치의 사용상태를 나타내는 사시도.

도 2는 도 1의 배면도.

도 3은 도 1의 정면도.

도 4는 도 1의 온실내 지중온도 조절장치를 개략적으로 나타내는 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 흡입관12 : 흡입공

20 : 공기압축기(air compressor)30 : 공기 토출수단

32 : 분기관34 : 토출공

40 : 예인관50 : 흡입팬

100 : 온실내 지중온도 조절장치C : 냉풍기

CV : 보온덮개CV1,TN1 : 토출구멍

GH : 온실TN : 터널

V1,V2 : 개폐밸브VG : 작물

이러한 본 발명의 목적은, 온실의 내부 상측에 배치된 흡입관과; 상기 흡입관을 통하여 상기 온실내부의 공기를 흡입하여 토출시키는 공기압축기와; 상기 공기압축기의 토출구와 연통되고, 상기 공기압축기에 의해 가압송풍되는 공기를 상기 온실의 지중으로 토출시키도록 상기 온실에 지중매설된 공기 토출수단을 포함하여 구성된 온실내 지중온도 조절장치에 의해서 달성될 수 있다.

본 발명의 다른 목적은, 동절기에 온실내의 천정과 이격된 다수의 흡입공이 형성된 흡기관으로부터 흡입팬으로 상기 온실내의 가온된 공기를 흡입하고, 공기압축기로 가압송풍하여 상기 온실하부에 매설된 다수의 분기관에 형성된 토출공으로 토출케 하여 지온을 상승하여 작물의 적정재배온도를 조절하고, 동절기에 상기 온실내의 온도가 작물의 적정재배온도 이하인 경우에 공기압축기와 연통된 열풍기를 가동시켜 공기를 상기 공기압축기로 가압송풍하여 상기 온실하부에 매설된 다수의 분기관에 형성된 토출공으로 토출케 하여 지온을 상승시켜 작물의 적정재배온도를 조절하고, 하절기에 상기 온실내의 온도가 작물의 적정재배온도 이상인 경우에 공기압축기와 연통된 냉풍기를 가동시켜 공기를 상기 공기압축기로 가압송풍하여 상기 온실하부에 매설된 다수의 분기관에 형성된 토출공으로 토출케 하여 지온을 하강시켜 작물의 적정재배온도를 조절하는 것을 선택적으로 구현할 수 있도록 한 온실내의 지중온도 조절방법에 의해서 달성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 온실내 지중온도 조절장치(100)는 온실(GH)의 내측 상단부에 흡입관(10)을 설치하고 , 흡입관(10)과 연통된 공기압축기(20)를 이용하여 흡입된 공기를 가압송풍하여 지표면으로부터 일정깊이 이하에 매설된 공기토출수단(30)으로 온기를 토출케 한 것이다.

흡입관(10)은 온실(GH)의 내측 상단부, 예컨대 천정과는 일정거리 이격된 위치에 작위 또는 무작위로 흡입공(12)이 다수개 타공된 원통 형상의 배관이 설치된 것으로, 본 도면에서는 나타나 있지 않으나 천정에 설치된 행거(hanger) 또는 지표면 등에 설치된 서포트(supporter)에 의해 지지되어 있다. 그리고, 흡입관(10)은 온실(GH)의 종방향으로 길게 연장되어 온실내의 공기를 충분하게 흡입할 수 있도록 설치되어 있다. 여기서, 흡입관(10)이 천정과 일정거리 이격된 위치에 설치된 이유는 우선, 가온된 공기가 집중되어 있는 곳은 온실(GH)의 상단부이지만, 천정에 인접될수록 차가운 외부의 공기와의 열전달이 발생되기 때문이다.

공기압축기(20)는 전술한 흡입관(10)의 일단과 연통된 예인관(40)의 타단에 연통되어 있다. 여기서, 예인관(40)의 타단부에는 흡입관(10)의 흡입공(12)을 통해 동절기시, 대략 30~35℃까지 가온되는 온실내의 공기를 흡입할 수 있도록 흡입팬(50)이 내설되어 있다. 이 때, 흡입팬(50)은 예인관(40)의 타단하부에 내설되어지되, 예인관(40)과 공기압축기(20)가 연통됨에 있어 흡입된 공기가 외부로 누출되지 않도록 예인관(40)의 밀폐내설되어 있다.

공기토출수단(30)은 전술된 공기압축기(20)로부터 가압송풍된 온실내의 가온된 공기를 지중으로 토출시켜 지온의 온도를 상승시키기 위한 원통 또는 사각 형상의 지중매설관이다. 여기서, 공기토출수단(30)은 전술된 공기압축기(20)의 토출구와 연통되고 지표면으로부터 대략 350~500mm 깊이에 지중매설된 것으로, 0.5~1.2mm의 토출공(34)이 종횡으로 100mm마다 타공된 다수의 분기관(32)으로 연결구성되고, 또한 분기관(32)은 각기 400mm정도 수평이격되어 있다.

공기토출수단(30)에 대하여 좀 더 상세히 설명하면, 분기관(32)은 지표면으로부터 전술된 바와 같이 350~500mm 깊이 지중에 매설되는데, 작물(VG)의 뿌리와 접촉되지 않는 동시에 지온을 상승시킴에 있어 작물생장에 가장 적합한 400mm 깊이정도로 매설되는 것이 바람직하다. 또한, 토출공(34)은 공기를 토출함에 있어 흙이나 수분 등이 분기관(32)의 내부로 침투되지 않도록 전술된 바와 같이 0.5~1.2mm 정도의 내경을 갖도록 형성하되, 지중으로 토출된 공기로 의해 가장 적은 수로써 작물생장에 가장 적절하게 작용할 수 있는 100mm마다 종횡으로 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 분기관간(32)의 간격도 작업 편의성이나 기타 작물의 생장온도에 따라 근접시키거나 이격시킬 수 있으며, 분기관(32)을 작물에 따라 미세분기관으로 다시 분기시켜 사용할 수도 있다.

지중매설된 공기토출수단(30)은 본 도면에서 나타내고 있는 바와 같이 다수의 분기관(32)을 연결구성한 것으로 한정하여 나타내고 있으나, 이에 한정되지 않고 온돌 파이프를 지그재그로 가설하는 바와 같은 방법으로도 구성할 수 있다. 그러나, 본 발명에서 나타내고 있는 바와 같은 구성이 동일한 송풍압력을 구현할 수 있기 때문에 온실의 전체적인 지온을 균일하게 상승시킬 수 있어 실제사용에 바람직하다.

통상적으로, 단동 또는 연동 비닐하우스나 유리로 제작된 온실 등에 따라 다소 차이는 있으나 동절기(11월~익년 3월 3일경)에 있어, 오전 10시 ~오후 4시경까지의 온실(GH)내 최고온도 30~35℃로 매우 높다. 그러나, 지온은 전술된 바와 같이 15~16℃로 온실내 최고온도와 지온과는 매우 큰 온도차를 나타내고 있다.

따라서, 본 발명은 전술된 구조의 온실내 지중온도 조절장치(100)를 이용하여 가온된 온실(GH)의 공기를 흡입팬(50)의 흡입압력으로 온실(GH)의 종방향으로 길게 설치된 흡입관(10)의 흡입공(12)을 통해서 흡입토록 하고, 예인관(40)을 경유하여 공기압축기(20)에 의해 가압되도록 하여, 지중에 매설된 공기토출수단(30)의 토출공(34)을 통해서 지중으로 토출케 한 것이다.

이와 같이 본 발명의 온실내 지중온도 조절장치(100)에 의하면, 지온은 작물(VG)의 뿌리생장에 적합한 20~25℃를 유지할 수 있게 된다. 따라서, 이와 같은 온실내 지중온도 조절장치(100)은 작물(VG)의 뿌리분포층이 넓고깊어 작물(VG)이 건실하게 자라 병충해에 강하고, 일반 비닐하우스 재배보다 15% 정도 증수됨과 아울러 조기수확이 가능한 특징이 있다.

이상에서 설명한 경우는 동절기 오전 10시 ~오후 5시까지 해가 떠 있어서, 온실(GH)내의 온도가 상승되는 경우를 설명한 것이고, 오후 5시 이후부터는 외부기온이 낮아지는 동시에 일몰되기 때문에 온실(GH)내의 작물재배용 소형 비닐하우스인 터널(TN)의 상부에 보온덮개(CV)를 덮어서 작물(VG)의 적정재배온도를 유지토록 하고 있다. 그러나, 시간이 경과될수록 예컨대, 새벽 2시경 이후부터는 보온덮개(CV)가 터널(TN) 상부에 덮혀져 있더라도 터널(TN)내의 온도가 작물(VG)의 적정재배온도의 이하로 떨어지기 때문에 작물(VG)의 생산이 저해된다. 따라서, 본 발명은 공기압축기(20)와 연통되도록 온실(GH)의 내부 또는 외부에 열풍기(H)를 설치하여, 열풍기(H)에 의해 가온된 공기를 공기압축기(20)에 의해 가압송풍하여 분기관(32)의 토출공(34)을 통해서 지중으로 토출케 함으로써 작물(VG)의 적정재배온도를 구현하도록 하였다. 여기서, 열풍기(H)의 가동 및 정지는 자동 타이머 등에 의해 원하는 시간에 가동 또는 정지되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 열풍기(H)와 공기압축기(20)간에는 개페밸브(V1)를 설치하여 열풍기(H)가 가동되지 않는 상태에서, 흡입팬(50)의 가동에 의해 흡입된 온실(GH)내의 공기가 열풍기(H)측으로 유입되어 풍량손실이 발생되지 않도록 하였다. 여기서, 도 3은 지표면상에 위치된 본 발명의 구성을 제거하여 나타내고 있다.

따라서, 본 발명은 열풍기(H)에 의해 지온을 전술한 바와 같이 20~25℃ 정도로 유지하게 하고, 또한 지표면으로부터 터널(TN)내로 가온된 공기가 토출되어 작물(VG)의 생장이 균일하게 유지될 수 있게 하였다. 이 때, 터널(TN)과 보온덮개(CV)에는 각기 대응된 토출구멍(TN1, CV1)을 형성하여 가온된 공기가 최종적으로 온실(GH)내로 토출되도록 함으로써, 온실(GH) 전체의 온도를 일정하게 유지하도록 하였다.

이상에서 설명하고 있는 경우는 동절기에 국한되고 있지만, 본 발명에서는 하절기에 특정지역에서만 재배할 수 있는 고냉지 채소나 약초, 기타 특수작물을 재배할 수 있도록 공기압축기(20)와 연통되도록 온실(GH)의 내부 또는 외부에 냉풍기(C)를 설치하여, 6월~9월초순경 냉풍기(C)에 의해 냉각된 공기를 공기압축기(20)에 의해 가압송풍하여 분기관(32)의 토출공(34)을 통해서 지중으로 토출케 함으로써 특수작물(VG)등의 적정재배온도를 구현하도록 하였다. 여기서, 냉풍기(C)는 에어콘이나 지하수를 라디에이터로 연통시켜 냉풍을 발생시키는 것 등으로 다양하게 변형사용될 수 있다. 또한, 온실(GH)은 보냉을 위해 넝쿨식물 등을 식수하여 온실(GH)의 원하는 상부 및 측면을 차광(遮光)하도록 할 수 있으며, 차광이나 완전한 차광을 의미하지 않으며 작물(VG)의 생장에 영향을 미치지 않을 정도의 차광을 의미한다.

그리고, 냉풍기(C)와 공기압축기(20)간에는 개페밸브(V2)를 설치하여 냉풍기(C)가 가동되지 않는 상태에서, 흡입팬(50)의 가동에 의해 흡입된 온실(GH)내의 공기가 냉풍기(C)측으로 유입되어 풍량손실이 발생되지 않도록 하는 동시에 전술된 열풍기(H)와 냉풍기(C)가 서로 연통되는 것을 차단하도록 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 구조에 의하면, 동절기시 온실내의 최고온도를 7% 정도 낮추어 온실 전체에 균일한 온도를 유지하도록 할 수 있는 한편, 지온상승과 충분한 산소공급에 의하여 작물의 뿌리분포층이 넓고깊에 형성됨으로써 작물을 대략 15%정도 증산할 수 있는 동시에 조기수확이 가능하며, 온실내의 가온된 공기를 지중으로 토출케 함으로써 종래의 난방기기에 의한 에너지 손실을 절감할 수 있어 고유가 적극적으로 대처할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 본 발명은 하절기에 특정지역이나 고냉지에서만 재배할 수 있는 고냉지 채소나 약초, 기타 특수작물등을 평지등에서도 재배할 수 있는 효과도 있다.

Claims

온실의 내부 상측에 배치된 흡입관과;

상기 흡입관을 통하여 상기 온실내부의 공기를 흡입하여 토출시키는 공기압축기와;

상기 공기압축기의 토출구와 연통되고, 상기 공기압축기에 의해 가압송풍되는 공기를 상기 온실의 지중으로 토출시키도록 상기 온실에 지중매설된 공기 토출수단을 포함하여 구성된 온실내 지중온도 조절장치.
제 1 항에 있어서,

상기 공기 토출수단은 0.5~1.2mm의 토출공이 종횡으로 100mm마다 형성된 다수의 분기관으로 연결구성되고, 상기 분기관은 지표면으로부터 400mm 하부에 지중 매설되어지되, 각 분기관은 400mm 정도 수평이격된 것을 특징으로 하는 온실내 지중온도 조절장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 공기압축기와 열풍기를 연통설치하되, 상기 열풍기는 상기 흡입팬이 정지된 상태에서 가동되어 가온된 공기가 상기 공기압축기에 의해 가압송풍되어 상기 분기관의 토출공을 통해서 지중으로 토출케 하여 작물의 적정재배온도를 유지시키도록 된 것을 특징으로 하는 온실내 지중온도 조절장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 공기압축기와 냉풍기를 연통설치하되, 상기 냉풍기는 상기 흡입팬이 정지된 상태에서 가동되어 냉각된 공기가 상기 공기압축기에 의해 가압송풍되어 상기 분기관의 토출공을 통해서 지중으로 토출케 하여 작물의 적정재배온도를 유지시키도록 된 것을 특징으로 하는 온실내 지중온도 조절장치.
동절기에 온실내의 천정과 이격된 다수의 흡입공이 형성된 흡기관으로부터 흡입팬으로 상기 온실내의 가온된 공기를 흡입하고, 공기압축기로 가압송풍하여 상기 온실하부에 매설된 다수의 분기관에 형성된 토출공으로 토출케 하여 지온을 상승하여 작물의 적정재배온도를 조절하고,

동절기에 상기 온실내의 온도가 작물의 적정재배온도 이하인 경우, 공기압축기와 연통된 열풍기를 가동시켜 공기를 상기 공기압축기로 가압송풍하여 상기 온실하부에 매설된 다수의 분기관에 형성된 토출공으로 토출케 하여 지온을 상승시켜 작물의 적정재배온도를 조절하고,

하절기에 상기 온실내의 온도가 작물의 적정재배온도 이상인 경우, 공기압축기와 연통된 냉풍기를 가동시켜 공기를 상기 공기압축기로 가압송풍하여 상기 온실하부에 매설된 다수의 분기관에 형성된 토출공으로 토출케 하여 지온을 하강시켜 작물의 적정재배온도를 조절하는 것을 선택적으로 구현할 수 있도록 한 온실내의 지중온도 조절방법.