KR200334018Y1 - 비닐하우스의 난방 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 비닐하우스의 난방 시스템에 관한 것으로, 낮에 데워진 비닐하우스 내부의 공기온도를 지속적으로 유지시킬 수 있도록 보온팩에 공기층을 형성시켜 외기와의 접촉을 차단하고, 보온팩에 공급되는 공기의 온도를 비닐하우스 내부의 공기온도보다 높게 설정하여서 비닐하우스 내부의 공기온도가 외부로 유출되는 것을 방지하며, 지면에 의해 빼앗기는 열을 계속적으로 보충해줌으로서 한 낮에 데워진 비닐하우스 내부 온도를 작물의 생육에 알맞은 온도로 장시간 유지시킬 수 있다. 이에 따라, 적은 난방 비용으로 난방효율을 극대화시킬 수 있고, 작물의 생산 비용을 낮추어 가격경쟁력을 확보함은 물론이고, 적은 연료의 사용으로 환경친화적인 영농기술을 실현할 수 있게된다.

Description

비닐하우스의 난방 시스템{HEATING SYSTEM FOR GREENHOUSE }

본 고안은 비닐하우스의 난방 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 낮에 데워진 비닐하우스 내측의 공기온도를 적정온도로 지속적으로 유지시켜줌으로서 난방비용의 저감은 물론이고 보온효과를 극대화시킬 수 있도록 한 비닐하우스의 난방 시스템에 관한 것이다.

비닐하우스는 현재 가장 중요한 원예시설로, 채소류의 재배에 가장 많이 쓰이며 화훼류(花卉類) ·과수류(果樹類)의 재배에도 이용되고 있다.

또한, 비닐하우스는 기밀성(氣密性)과 조도(照度)가 높아 보온력이 우수하고, 작물생육에 있어서도 유리온실과 거의 대등할 뿐만 아니라, 피복제가 가볍기 때문에 골격재료도 유리온실에 비하여 크게 절감되어 설치비가 저렴하다는 이점이 있다.

그러나 이와 같은 비닐하우스 만으론 겨울철 작물을 생육하는데 어려움이 있다. 이는 비닐하우스의 피복제만으론 보온력을 크게 기대할 수 없기 때문이다. 일례로, 노지(露地)의 최저온도 0.9℃, 최고온도 12.3℃인 경우 필름 1장으로 보은하면 최저 2∼8℃, 최고 28.9℃ 정도이다. 따라서, 겨울철 영하의 날씨에서 필름만으로는 작물의 생육에 적당한 온도를 유지할 수 없다.

이에 따라, 비닐하우스에 난방 시스템이 도입되고 있으며, 온풍난방기를 이용한 난방방식이 가장 보편적으로 사용되어지고 있다.

이러한 온풍난방은 비닐하우스 내에 온풍을 지속적으로 공급하여, 난방 하는 것으로, 연료로는 석유 ·경유 ·중유 등이 사용되어지고 있다.

그러나, 종래 비닐하우스의 난방 시스템은, 비닐하우스 내부 전체를 난방 함으로서 난방 비용이 증가하고, 과도한 연료의 사용으로 인하여 대기가 오염되는 등의 문제점이 있었다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 낮에 데워진 비닐하우스 내부의 공기온도를 적정온도로 지속적으로 유지시켜줌으로서 난방 비용의 저감은 물론이고 보온효과를 극대화시키는 한편 적은 연료의 사용으로 환경친화적인 비닐하우스의 난방 시스템을 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 비닐하우스의 난방 시스템의 구성도,

도 2는 본 고안에 따른 난방 원리도,

도 3은 본 고안에 따른 보온팩의 장착 예시도,

도 4는 본 고안에 따른 보온팩의 구성도,

도 5는 본 고안에 따른 열풍공급기의 구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11 : 지지대 12 : 비닐 21 : 제 1지지대

30 : 보온팩 31 : 주입구 32 : 주공기통로

32 : 보조공기통로 33 : 보조공기통로 34 : 배기구

35 : 격벽(접착면) 40 : 열풍공급기 41 : 가열기

42 : 케이스 43 : 열교환기 44 : 송풍기

본 고안은 전술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 양단이 지지되며 상측이 대략 아치형상으로 성형된 지지대와, 지지대 위에 설치되며 외기와의 단절을 통하여 그 내측의 작물을 보온시키기 위한 비닐과, 양단이 지지되고 상측이 대략 아치 형상으로 성형되며 비닐 내측에 설치된 제 1지지대와, 제 1지지대 위에 설치되고 낮에 데워진 비닐하우스 내부의 열손실을 방지할 수 있도록 그 내측에 비닐하우스 내부의 온도보다 높은 온도의 공기층을 형성시키는 보온팩 및, 보온팩에 열풍을 공급하기 위한 열풍공급기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 보온팩은 장측방향을 따라 양단에 각각 마련되고 열풍공급기로부터 열풍을 공급받기 위한 주입구가 마련된 주공기통로와, 주공기통로간을 연통시키고 주공기통로로부터 열풍을 공급받아 보온팩을 팽창시키기 위한 다수의 보조공기통로 및, 주공기통로의 끝단에 마련되고 비닐과 보온팩 사이의 밀폐공간으로 열교환이 이루어진 공기를 배기하기 위한 배기구가 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 열풍공급기는 그 내부에 공간이 마련되고 저면에 가열기가 구비된 케이스와, 케이스에 내재되어 가열기로부터 열원을 공급받아 공기를 가열할 수 있도록 상방으로 권취된 통형상의 열교환기와, 열교환기로부터 가열된 공기를 강제 송풍하여 보온팩에 열풍을 공급하기 위한 송풍팬이 마련된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 본 고안에 따른 비닐하우스 난방 시스템의 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 양단이 지지되고 상측이 대략 아치형상으로 성형되며 그 재질이 철재(鐵材) 파이프 또는 경질 PVC 파이프로 이루어진 지지대(11)와, 이 지지대(11) 위에 설치되며 외기와의 단절을 통하여 그 내측의 작물을 보온시키기 위한 폴리에틸렌 또는 염화재질의 비닐(12)에 의하여 1차적으로 비닐하우스가 만들어진다.

그리고 이 비닐(12) 내측에 설치되고 양단이 지지되며 상측이 대략 아치형상으로 성형된 제 1지지대(21)와, 제 1지지대 위에 설치되고 낮에 데워진 비닐하우스 내부의 열손실을 방지할 수 있도록 그 내측에 비닐하우스 내부의 온도보다 높은 온도의 공기층을 형성시키는 보온팩(30) 및, 보온팩(30)에 열풍을 공급하기 위한 열풍공급기(40)에 의하여 비닐하우스의 난방 시스템이 만들어진다.

전술한 구성에 의하면, 겨울철 비닐하우스 내부의 온도는 햇볕이 의해 대략 25℃까지 상승한다. 이는 일조량과 비닐하우스의 설치방향에 따라 다소 차이가 있으나, 통상 비닐하우스가 남북방향으로 설치되었다 가정하면 겨울철 낮에는 별도의 난방이 없더라도 비닐하우스 내부의 온도를 작물생육에 알맞은 온도로 유지시킬 수 있다.

이 후, 낮시간이 지나 점차적으로 일조량이 줄어들면, 비닐하우스의 온도는 더 이상 상승하지 못하고, 오히려 차가운 외기(外氣)에 의해 열을 빼앗김으로서 내부온도는 급격히 낮아지게 된다.

이에 따라, 종래 비닐하우스 난방 시스템에서는 비닐하우스 내에 지속적으로 열풍을 공급하여 난방 하였으나, 외기에 의해 계속적으로 열교환(열을 빼앗김)이 이루어짐으로서 난방 효과가 극히 저조하였다.

본 고안은 낮에 데워진 비닐하우스 내부의 공기와 외기간의 접촉을 차단하고 비닐하우스 외주면에 지속적으로 열을 공급함으로서, 비닐하우스의 내부 전체를 난방하지 않고서도 최대의 난방효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.

즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 낮 시간동안 햇볕이 비닐하우스 내로 용이하게 투광되도록 보온팩(30)을 제 1지지대(21)의 양측에서부터 상단으로 걷어올리면, 겨울철 한 낮의 비닐하우스 내부 온도는 대략 25℃까지 상승한다. 이 후, 보온팩(30)을 원위치시킨 다음 열풍을 공급하여 팽창시키면 공기층(85℃이하)이 형성되어 비닐하우스 내의 공기와 외기와의 접촉을 차단할 수 있게된다. 여기서, 보온팩(30)의 개폐장치(36)는 통상의 것으로 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 보온팩(30)에 공급되는 열풍이 비닐하우스 내부의 온도보다 높기 때문에 비닐하우스 내부의 온도를 축열시킬 수 있을 뿐만 아니라 비닐하우스 내부의 공기가 외기에 의해 열을 빼앗기지 않게 되므로 열손실이 거의 발생하지 않게된다. 다만, 비닐하우스 내부의 공기는 지면에 의해서 열을 빼앗기나 이는 보온팩(30)에 의해 지속적으로 열이 공급되므로, 한 낮에 데워진 비닐하우스의 내부 온도를 작물의 생육에 알맞은 온도로 장시간 유지시킬 수 있게된다.

전술한 보온팩(30)은 도 4에 도시한 바와 같이, 장축방향을 따라 양단에 각각 마련되고 열풍공급기(40)로부터 열풍을 공급받기 위한 주입구(31)가 마련된 주공기통로(32)와, 주공기통로(32)간을 연통시키고 주공기통로(32)로부터 열풍을 공급받아 보온팩(30)을 팽창시키기 위한 다수의 보조공기통로(33) 및, 주공기통로(32)의 끝단에 마련되고 비닐(12)과 보온팩(30) 사이의 밀폐공간으로 열교환이 이루어진 공기를 배기하기 위한 배기구(34)가 마련된다. 그리고 35는 보조공기통로를 형성하기 위한 격벽(또는 접착면)이다.

상기의 구성에 의하면, 주입구(31)를 통하여 공급된 열풍은 주공기통로(32)를 거쳐 보조공기통로(33)에 공급된다. 보조공기통로(33)는 양단의 주공기통로(32)와 연통되어 있으므로 양 주공기통로(32)로부터 공급된 열풍에 의해 팽창되어 공기층을 형성하게된다.

또, 주입구(31)를 통하여 계속적으로 열풍이 공급되므로 보온팩(30) 내의 공기는 배기구(34)를 통하여 배기된다. 이때, 배기구(34)는 보온팩(30)이 팽창상태를 유지하도록 주입구(31)보다 작게 제작됨이 양호하다.

또한, 배기된 공기는 열교환으로 인하여 소정온도 저하되었으나 외기와 비교하여 높은 온도를 유지하므로, 비닐(12)과 보온팩(30) 사이의 공간으로 배기 시킴으로서 보온효과를 보다 극대화시킬 수 있다.

그리고 본 고안의 실시 예에서는 주공기통로(32)의 일측단에서 열풍을 공급하는 것으로 개시하였으나, 비닐하우스의 규모에 따라 주공기통로(32)의 양측단 또는 소정의 간격을 두고 주입구를 마련할 수 있고, 그에 따라 배기구의 위치도 보은팩(30)의 중간 부분 또는 소정의 간격을 두고 마련할 수 있으며, 상기 보온팩(30)을 제 1지지대(21)의 상단 중심부를 기준으로 하여 양측으로 각각 설치할 수 있음은 본 고안의 기술사상에 비추어 극히 자명하다.

도 5는 전술한 일 구성요소인 열풍공급기(40)의 구성을 보인 도이다. 도시한 바와 같이, 열풍공급기(40)는 그 내부에 공간이 마련되고 저면에 가열기(41)가 구비된 케이스(42)와, 케이스(42)에 내재되어 가열기(41)로부터 열원을 공급받아 공기를 가열할 수 있도록 스덴 주름 관으로된 원통 관을 상방으로 권취된 통형상의 열교환기(43)와, 열교환기(43)로부터 가열된 공기를 강제 송풍하여 보온팩(30)에 열풍을 공급하기 위한 송풍기(44)를 포함하여 구성된다. 그리고 미설명부호 45는 배기관이다. 46은 송풍기이다. 47은 경유버너이다.

여기서, 가열기의 연료는 석유 ·경유 ·중유 ·가스 ·전기 ·고체연료등이 사용되어질 수 있으며, 그에 따라, 통상의 가열기(기름버너, 가스버너, 전기히터, 연탄화덕 등)가 사용된다.

또한, 열교환기(43)는 가열기(41)로부터 열을 공급받아 공기를 가열하기 위한 것으로, 열교환율을 높이기 우하여 스덴 주름관으로된 원통관을 상방으로 권취하였으며, 하측 일측단(43-1)은 외기가 유입되도록 하고, 상측 일측단(43-2)은 가열된 공기를 보온팩(30)으로 공급될 수 있도록 송풍기(44)에 연결된다.

이에 따라, 외기공기가 열교환기(43)로 유입되고, 유입된 외기는 열교환기(43)에 의해 가열되며, 가열된 공기는 송풍기(44)의 강제송풍에 의해 보온팩(30)에 공급되게 된다.

이때, 보온팩(30)에 공급되는 온풍의 온도는 대략 85℃ 이하가 적당하다. 이는 현재 판매되는 비닐의 내열온도를 감안한 것으로, 비닐제품의 내열온도가 향상됨에 따라 보온팩(30)에 공급되는 온풍의 온도도 보다 높게 설정할 수 있을 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면 낮에 데워진 비닐하우스 내부의 공기온도를 지속적으로 유지시킬 수 있도록 보은팩에 공기층을 형성시켜 외기와의 접촉을 차단하고, 보온팩에 공급되는 공기의 온도를 비닐하우스 내부의 공기온도보다 높게 설정하여서 비닐하우스 내부의 공기온도가 외부로 유출되는 것을 방지하며, 지면에 의해 빼앗기는 열을 계속적으로 보충해줌으로서 한 낮에 데워진 비닐하우스 내부 온도를 작물의 생육에 알맞은 온도로 장시간 유지시킬 수 있게 된다.

그 결과, 적은 난방 비용으로 난방효율을 극대화시킬 수 있고, 작물의 생산비용을 낮추어 가격경쟁력을 확보함은 물론이고, 적은 연료의 사용으로 환경친화적인 영농기술을 실현할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 양단이 지지되며 상측이 대략 아치형상으로 성형된 지지대와, 상기 지지대 위에 설치되며 외기와의 단절을 통하여 그 내측의 작물을 보온시키기 위한 비닐이 구비된 비닐하우스의 난방 시스템에 있어서,

   양단이 지지되고 상측이 대략 아치형상으로 성형되며 상기 비닐 내측에 설치된 제 1지지대와,

   상기 제 1지지대 위에 설치되고 낮에 데워진 비닐하우스 내부의 열손실을 방지할 수 있도록 그 내측에 상기 비닐하우스 내부의 온도보다 높은 온도의 공기층을 형성시키는 보온팩 및,

   상기 보온팩에 열풍을 공급하기 위한 열풍공급기를 포함하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스의 난방 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 보온팩은

   장축방향을 따라 양단에 각각 마련되고 상기 열풍공급기로부터 열풍을 공급받기 위한 주입구가 마련된 주공기통로와, 상기 주공기통로간을 연통시키고 상기 주공기통로로부터 열풍을 공급받아 상기 보온팩을 팽창시키기 위한 다수의 보조공기통로 및, 상기 주공기통로의 끝단에 마련되고 상기 비닐과 상기 보온팩 사이의 밀폐공간으로 열교환이 이루어진 공기를 배기하기 위한 배기구가 마련된 것을 특징으로 하는 비닐하우스의 난방 시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 열풍공급기는

   그 내부에 공간이 마련되고 저면에 가역기가 구비된 케이스와,

   상기 케이스에 내재되어 상기 가열기로부터 열원을 공급받아 공기를 가열할 수 있도록 스덴 주름관으로된 원통형 관을 상방향으로 권취된 통형상의 열교환기와, 열교환기의 구조면에서 수직방향으로된 구조와 수평방향으로 구조된 것을 특징으로 하며

   상기 열교환기로부터 가열된 공기를 강제 송풍하여 상기 보온팩에 열풍을 공급하기 위한 송풍기가 마련된 것을 특징으로 하는 비닐하우스의 난방 시스템