KR20090098069A

KR20090098069A - 반전연소식 온수보일러 및 이를 포함하는 시설하우스용온/습도 통합제어장치

Info

Publication number: KR20090098069A
Application number: KR1020080023245A
Authority: KR
Inventors: 윤미진; 모영숙
Original assignee: 윤미진; 모영숙
Priority date: 2008-03-13
Filing date: 2008-03-13
Publication date: 2009-09-17

Abstract

본 발명은 반전연소식 온수보일러 및 이를 포함하는 시설하우스용 온/습도 통합제어장치에 관한 것으로서, 본 발명의 반전연소식 온수보일러는 본체의 내부에 연소실이 구비되고, 본체의 측부에 연소실의 방향으로 설치되는 버너가 구비되는 온수보일러에 있어서, 상기 본체의 내부에 구비되는 연소실의 끝단면을 폐쇄구조로 하여 연소실 내에서 연소가스의 반전이 이루어지게 하며; 상기 연소실의 입구 상/하측에 위치하여 구획 배치하되 상기 연소실의 외면둘레를 감싸면서 원형 배치되며 상기 연소실 내에서 반전되는 연소가스를 받아들이기 위한 반전유입실 및 이 반전유입실의 상측에 위치되는 제1열교환실과; 상기 연소실의 후측에 위치하여 상하 구획 배치되되 원형형태로 배치되며 하측에 위치되는 제2열교환실 및 이 제2열교환실의 상측에 위치되는 연도연결실과; 상기 반전유입실과 제2열교환실의 사이에 연결되는 제1열교환파이프와; 상기 제2열교환실과 제1열교환실의 사이에 연결되는 제2열교환파이프와; 상기 제1열교환실과 연도연결실의 사이에 연결되는 제3열교환파이프와; 상기 연소실 내에 수직하게 세워 관통되게 설치되는 내부순환배관과; 상기 연도연결실에 연결되는 연도가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 시설하우스용 온/습도 통합제어장치는 시설하우스 내 온/습도 제어를 위해 난방과 냉방을 행하기 위한 보일러와 콘덴싱유닛이 구비됨에 있어서, 상기 보일러 및 콘덴싱유닛에 각각 연결 설치되며 코일유니트가 내장되고 물이 저장된 저장탱크와; 상기 보일러 및 저장탱크에 연결된 지상배관라인 상에 설치되 어 시설하우스 내의 지상에 설치되며 시설하우스 내에 습도제어를 위한 온풍 또는 냉풍을 송풍하되 지상의 공기와 교반되면서 열전달되게 한 교반기 일체형 휀코일유닛과; 상기 보일러 내 물을 저장탱크로 보내 저장탱크 내에 저장된 물의 온도를 설정온도로 유지하기 위한 저장탱크 온도조절용 순환펌프와; 상기 저장탱크 내 물을 매설된 지중배관라인으로 순환시키기 위한 지중 냉난방용 펌프와; 상기 보일러 또는 저장탱크 내 물을 지상배관라인 및/또는 측면배관라인으로 순환시키기 위한 지상 냉난방용 펌프 및 측면 냉난방용 펌프와; 상기 보일러와 저장탱크의 연결배관 상에 설치되며 자연대류현상에 의해 저장탱크 내 물이 과열되는 것을 방지하기 위한 솔레노이드밸브와; 상기 보일러와 콘덴싱유닛, 저장탱크, 교반기 일체형 휀코일유닛, 다수의 펌프 및 솔레노이드밸브의 동작을 제어하며 설정온도의 조작은 물론 자동 조절을 위한 컨트롤부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

온수보일러, 반전연소, 시설하우스, 냉/난방, 온/습도, 통합제어장치, 열효율

Description

반전연소식 온수보일러 및 이를 포함하는 시설하우스용 온/습도 통합제어장치{HOT WATER BOILER AND APPARATUS FOR TEMPERATURE AND HUMIDITY CONTROL OF GREENHOUSE CONTAINED THIS}

본 발명은 반전연소식 온수보일러 및 이를 포함하는 시설하우스용 온/습도 통합제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열효율의 높일 수 있도록 하고 연료비를 절감할 수 있도록 하며 온/습도의 조절 및 냉/난방 관리를 효율화할 수 있도록 한 반전연소식 온수보일러 및 이를 포함하는 시설하우스용 온/습도 통합제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 작물재배를 위한 시설하우스는 작물의 성장 및 재배 환경을 인위적으로 맞춰줄 수 있도록 설치되는 구조물로서, 채소류나 화훼류 또는 과수류 등을 재배하는데 널리 사용되고 있으며, 계절에 관계없이 원하는 작물을 재배할 수 있는 장점을 제공하게 된다.

이러한 시설하우스 내에는 겨울철에 재배작물의 고사를 방지함은 물론 재배 작물의 종류에 따라 난방조건을 달리 적용하기 위해 보일러 등 난방장치를 많이 활용하게 되는데, 기존에는 하우스 내 난방조건을 재배작물의 적정성장온도에 맞게 유지시키기가 어려웠을 뿐더러 보일러 등의 가동시 열효율이 떨어지는 문제점 및 연료의 소비량이 증가되는 문제점이 있었다.

특히, 기존에 사용되고 있는 시설하우스용 온수보일러의 경우에는 보일러에서 배출되는 폐열이 250~350℃로 열효율이 상당히 떨어질뿐더러 이로 인하여 연료비가 많이 소요되는 문제점이 있었다.

한편, 시설하우스를 이용하여 작물을 재배함에 있어 동절기나 하절기를 구분하지 않고 기후변화에 지배를 받지 않으면서 우수한 농산물의 생산과 다수확을 원하고 있으나, 동절기는 일조량이 적고 기온 및 지온이 낮으며 하절기는 고온다습한 기후의 특성으로 환경의 지배를 받지 않을 수가 없는 실정이며, 이를 극복하기 위해서는 많은 어려움이 존재하고 있다.

또한, 시설하우스에서의 온도 및 습도관리는 재배하는 작물의 성장에 많은 영향을 미치게 되며, 특히 지중온도는 작물의 성장에 커다란 영향을 미치게 된다.

시설하우스 내 난방은 주로 동절기에 행해지고 온풍난방기나 온수보일러를 이용하고 있으며, 냉방 및 습도관리는 하절기 및 장마철에 행해지고 지하수를 이용하거나 또는 기타 추가설비를 별도로 더 구비하여 사용하고 있다.

이로 인하여, 시설하우스 내에는 지중(地中)과 지표(地表) 및 지상(地上)의 온도 및 습도관리를 위해 보일러나 전기히터 등의 난방장치와 콘덴싱 유닛 등의 냉방장치 및 기타 설비를 개별적으로 다 구비하여 설치하여야 하는데, 이에 의하면 중복된 투자비용이 발생되고 설치에 어려움이 있을뿐더러 각각의 장비 설치에 따른 설치면적이 과다하게 소요되어 시설하우스 내 작물재배면적이 줄어들게 되며, 장비의 운용 및 유지관리가 어렵고 하우스 내 온/습도의 조절 및 관리가 효율적으로 이루어지지 못할 뿐만 아니라 이들 각각의 개별 설비를 동작시켜야 하므로 통합적으로 제어 및 운용하기가 어려워 작물의 종류에 따른 성장조건을 제대로 맞추어주기 힘든 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 반전연소방식을 이용함과 아울러 열교환기의 효율적인 구조설계배치를 통해 폐열을 획기적으로 낮출 수 있도록 하고 열효율을 높일 수 있도록 하며 에너지 절감에 따른 연료비 절감을 도모할 수 있도록 한 반전연소식 온수보일러를 제공하는데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명은 재배작물의 종류에 따른 최적의 성장조건으로 온도와 습도를 조절 및 관리할 수 있도록 하되 시설하우스 내 지중부와 지표부 및 지상부에 대한 온/습도까지 통합하여 관리할 수 있도록 하며, 동절기 및 하절기 등 외부기후에 제한을 받지 않고 농산물의 우수한 생산 및 다수확을 가능하게 하는 생육환경을 맞추어 줄 수 있도록 한 시설하우스용 온/습도 통합제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 기후에 관계없이 시설하우스 내에서 원하는 작물을 재배할 수 있도록 하며, 하우스 내 온/습도의 조절 및 냉/난방 관리를 효율화하고 통합 제어할 수 있으며, 설치면적과 설치비용 및 부대비용을 최소화할 수 있도록 한 시설하우스용 온/습도 통합제어장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 열효율을 높일 수 있도록 하고 연료비를 절감할 수 있도록 하며 장치에 대한 운용효율 및 관리효율을 높일 수 있도록 한 시설하우스용 온/습도 통합제어장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 반전연소식 온수보일러는 본체의 내부에 연소실이 구비되고, 본체의 측부에 연소실의 방향으로 설치되는 버너가 구비되는 온수보일러에 있어서, 상기 본체의 내부에 구비되는 연소실의 끝단면을 폐쇄구조로 하여 연소실 내에서 연소가스의 반전이 이루어지게 하며; 상기 연소실의 입구 상/하측에 위치하여 구획 배치하되 상기 연소실의 외면둘레를 감싸면서 원형 배치되며 상기 연소실 내에서 반전되는 연소가스를 받아들이기 위한 반전유입실 및 이 반전유입실의 상측에 위치되는 제1열교환실과; 상기 연소실의 후측에 위치하여 상하 구획 배치되되 원형형태로 배치되며 하측에 위치되는 제2열교환실 및 이 제2열교환실의 상측에 위치되는 연도연결실과; 상기 반전유입실과 제2열교환실의 사이에 연결되는 제1열교환파이프와; 상기 제2열교환실과 제1열교환실의 사이에 연결되는 제2열교환파이프와; 상기 제1열교환실과 연도연결실의 사이에 연결되는 제3열교환파이프와; 상기 연소실 내 에 수직하게 세워 관통되게 설치되는 내부순환배관과; 상기 연도연결실에 연결되는 연도가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 시설하우스용 온/습도 통합제어장치는 시설하우스 내 온/습도 제어를 위해 난방과 냉방을 행하기 위한 보일러와 콘덴싱유닛이 구비됨에 있어서, 상기 보일러 및 콘덴싱유닛에 각각 연결 설치되며 코일유니트가 내장되고 물이 저장된 저장탱크와; 상기 보일러 및 저장탱크에 연결된 지상배관라인 상에 설치되어 시설하우스 내의 지상에 설치되며 시설하우스 내에 습도제어를 위한 온풍 또는 냉풍을 송풍하되 지상의 공기와 교반되면서 열전달되게 한 교반기 일체형 휀코일유닛과; 상기 보일러 내 물을 저장탱크로 보내 저장탱크 내에 저장된 물의 온도를 설정온도로 유지하기 위한 저장탱크 온도조절용 순환펌프와; 상기 저장탱크 내 물을 매설된 지중배관라인으로 순환시키기 위한 지중 냉난방용 펌프와; 상기 보일러 또는 저장탱크 내 물을 지상배관라인 및/또는 측면배관라인으로 순환시키기 위한 지상 냉난방용 펌프 및 측면 냉난방용 펌프와; 상기 보일러와 저장탱크의 연결배관 상에 설치되며 자연대류현상에 의해 저장탱크 내 물이 과열되는 것을 방지하기 위한 솔레노이드밸브와; 상기 보일러와 콘덴싱유닛, 물저장탱크, 교반기 일체형 휀코일유닛, 다수의 펌프 및 솔레노이드밸브의 동작을 제어하며 설정온도의 조작은 물론 자동 조절을 위한 컨트롤부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 반전연소식 온수보일러는 반전연소방식을 이용함과 아울러 열교환 기의 효율적인 설계배치를 갖는 개선구조로 배기되는 폐열을 획기적으로 낮출 수 있고 열효율을 높일 수 있으며 에너지 절감 및 연료비 절감을 이끌어낼 수 있다.

또한, 본 발명의 시설하우스용 온/습도 통합제어장치는 상술한 반전연소식 온수보일러의 효과를 갖는 것이며, 재배작물의 종류에 따른 최적의 성장조건으로 온도와 습도를 자동 조절 및 관리할 수 있고 시설하우스 내 지중부와 지표부 및 지상부에 대한 온/습도까지 통합하여 제어하므로 농산물의 우수한 생산 및 다수확을 가능하게 하는 생육환경을 맞추어 줄 수 있는 정확성 및 효율성을 높일 수 있으며, 외부기후에 제한을 받지 않고 사시사철 원하는 작물을 재배할 수 있을 뿐만 아니라 최적의 생육환경을 장치 1대의 시스템으로 충족시킬 수 있는 유용함을 제공하며, 기존과 달리 장치 1대의 시스템으로 운용하므로 설치면적과 설치비용 및 부대비용을 최소화할 수 있으면서 장치의 운용 및 관리효율을 높일 수 있다.

본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 4에서와 같이, 본 발명에 의한 반전연소식 온수보일러(100)는 본체(110)와, 상기 본체(110)의 일측에 구비되는 버너(120)와, 상기 본체(110)의 내부에 구비되며 연소가스의 반전(反轉)을 위해 끝단면을 폐쇄시킨 연소실(130)과, 상기 연소실(130)의 입구 상/하측에 위치하여 구획 배치되되 상기 연소실(130)의 외면둘레를 감싸면서 원형 배치되며 상기 연소실(130) 내에서 반전되는 연소가스를 받아들이기 위한 반전유입실(141) 및 이 반전유입실(141)의 상측에 위치되는 제1열 교환실(142)과, 상기 연소실(130)의 후측에 위치하여 상하 구획 배치되되 원형형태로 배치되며 하측에 위치되는 제2열교환실(143) 및 이 제2열교환실(143)의 상측에 위치되는 연도연결실(144)과, 상기 반전유입실(141)과 제2열교환실(143)의 사이에 연결되는 제1열교환파이프(151)와, 상기 제2열교환실(143)과 제1열교환실(142)의 사이에 연결되는 제2열교환파이프(152)와, 상기 제1열교환실(142)과 연도연결실(144)의 사이에 연결되는 제3열교환파이프(153)와, 상기 연소실(130) 내 후측에 수직하게 세워 관통되게 설치되는 내부순환배관(160)과, 상기 연도연결실(144)에 연결되는 연도(煙道)(170)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1열교환파이프(151)와 제2열교환파이프(152) 및 제3열교환파이프(153)의 배치는 구조적으로 삼각배치구조를 형성하게 된다.

상기 본체(110)에는 급/배수구(111)(112)와 난방배관라인(미 도시됨)과 연결되는 온수 입/출구(113)(114)가 형성되고, 상기 급수구(111)를 통해 본체(110)의 내부에 물이 채워진다.

상기 내부순환배관(160)은 본체(110)의 내부에 채워진 물이 연소실(130)을 경유하여 내부에서 순환되게 작용하며, 물의 내부순환 유도 및 연소실(130)측의 열을 회수함으로써 열전달효율 및 온수화의 효율을 높일 수 있도록 배치된 것이다.

상기 반전유입실(141) 및 제1열교환실(142)과, 상기 제2열교환실(143) 및 연도연결실(144)은 본체(110)의 전후반에 위치시켜 각각 원형형태로 배치하고 상하 구획하여 배치하며 열교환파이프(151)(152)(153)를 삼각배치구조로 연결함에 의해 반전연소시 연소실(130)의 내부압력을 최소화할 수 있게 되고 열회수 및 열교환 시 간을 늘릴 수 있어 배출되는 폐열을 낮출 수 있도록 구성된 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 의한 반전연소식 온수보일러(100)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

버너(120)의 가동에 의한 점화불꽃에 의해 본체(110)의 연소실(130) 내에서 연소가 이루어져 본체(110) 내에 채워진 물을 온수를 만들고 난방배관라인에 연결된 온수 입/출구(113)(114)를 통해 순환되어 난방에 사용되며, 연소실(130) 내에서 연소된 가스는 연소실(130)의 끝단부가 밀폐되어 있음에 의해 강제로 반전되어 연소실(130)의 입구 하측에 위치되는 반전유입실(141)로 유입된다.

이때, 본체(110) 내에 채워진 물은 연소실(130) 내에 관통되게 수직 설치한 내부순환배관(160)을 통해 내부 순환시키므로 열전달효율을 높일 수 있게 된다.

또한, 연소실(130) 내에는 반전되어 나오는 고온의 반전 연소가스와 버너(120)에서 제공되는 찬 공기가 부딪히게 되고 기압차가 발생하면서 터보현상이 지속적으로 발생하게 된다.

부연하면, 반전되는 고온의 연소가스와 연소실로 유입되는 찬 공기가 혼합되어 기압차에 의한 재연소가 수행되고 이러한 재연소의 작용이 계속적으로 유지(이를 "터보현상"이라 한다.)됨에 따라 버너(120)를 통해 공급하는 공기량을 줄일 수 있게 되는데, 버너(120)로부터 연소실(130)로 유입되는 공기량을 줄일 수 있음에 의해 연소가스의 이동시간 및 열교환시간을 늘릴 수 있게 될 뿐만 아니라 사용연료를 절감할 수 있게 된다.

반전유입실(141)로 유입된 연소가스는 다수의 제1열교환파이프(151)를 통해 이동하여 1차 열교환되면서 연소실(130)의 후측에 위치된 제2열교환실(143)로 유입되고, 제2열교환파이프(152)를 통해 이동하여 2차 열교환되면서 연소실(130)의 입구 상에 위치된 제1열교환실(142)로 유입되며, 제1열교환실(142)의 아래에서 위쪽으로 흘러가 제3열교환파이프(153)를 통해 이동하여 3차 열교환되면서 연소실(130)의 후측 상부에 위치된 연도연결실(144)로 유입된 후, 연도(170)를 통해 외부로 배출된다.

이때, 연소실(130) 내에서 반전된 고온의 연소가스는 반전유입실(141)→제1열교환파이프(151)→제2열교환실(143)→제2열교환파이프(152)→제1열교환실(142)→제3열교환파이프(153)→연도연결실(144)의 이동경로를 순차적으로 거치게 되고, 이 각 단계의 이동경로에 의해 고온의 연소가스는 열교환되어 점차 열이 회수되면서 배출되므로 보일러(100)에서 발생되는 폐열을 획기적으로 낮출 수 있게 된다.

예를 들면, 기존 온수보일러의 경우 외부 배출되는 폐열이 250~350℃가 되는데, 본 발명에 의한 반전연소식 온수보일러(100)를 적용하면 외부 배출되는 폐열을 120℃ 이하로 낮출 수 있게 된다.

또한, 연소실(130) 내에서 반전되는 고온의 연소가스는 상기한 이동경로를 통해 이동하면서 열교환됨과 동시에 본체(110) 내에 저장되는 물을 가열하는데 간접적으로 작용하게 되므로 연료를 절감할 수 있게 된다.

이에 따라, 본 발명의 반전연소식 온수보일러(100)는 반전연소방식의 적용과 효율적인 열교환 배치설계구조로 구성함에 따라 외부 배출되는 폐열을 획기적으로 낮추면서도 에너지효율 및 열효율을 높일 수 있으며 연료비를 절감할 수 있다.

한편, 도 1 내지 도 11에서와 같이, 본 발명에 의한 시설하우스용 온/습도 통합제어장치(200)는 시설하우스(1) 내 온/습도 제어를 위해 난방과 냉방을 행하기 위한 보일러(100)와 콘덴싱유닛(210)이 구비됨에 있어서,

상기 보일러(100) 및 콘덴싱유닛(210)에 각각 연결 설치되며 코일유니트가 내장되고 물이 저장된 저장탱크(220)와; 상기 보일러(100) 및 저장탱크(220)에 연결된 지상배관라인(2) 상에 설치되어 시설하우스 내의 지상에 설치되며 시설하우스(1) 내에 습도제어를 위한 온풍 또는 냉풍을 송풍하되 지상의 공기와 교반되면서 열전달되게 한 교반기 일체형 휀코일유닛(230)과; 상기 보일러(100) 내 물을 저장탱크(220)로 보내 저장탱크(220) 내에 저장된 물의 온도를 일정하게 유지 및 조절하기 위한 저장탱크 온도조절용 순환펌프(241)와; 상기 저장탱크(220) 내 물을 매설된 지중배관라인(3)으로 순환시키기 위한 지중 냉난방용 펌프(242)와; 상기 보일러(100) 또는 저장탱크(220) 내 물을 지상배관라인(2) 및/또는 측면배관라인(4)으로 순환시키기 위한 지상 냉난방용 펌프(243) 및 측면 냉난방용 펌프(244);, 상기 보일러(100)와 저장탱크(220)의 연결배관 상에 설치되며 자연대류현상에 의해 저장탱크(220) 내 물이 과열되는 것을 방지하기 위한 솔레노이드밸브(250)와; 상기 보일러(100)와 콘덴싱유닛(210), 저장탱크(220), 교반기 일체형 휀코일유닛(230), 다수의 펌프(241~244) 및 솔레노이드밸브(250)의 동작을 제어하며 설정온도의 조작은 물론 자동 조절을 위한 컨트롤부(260)를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 보일러(100) 내의 물을 순환시킴에 의해 양액(비료액)을 가온(加溫)하는 데에도 사용할 수 있다 할 것이다.

상기 보일러(100)에는 배기되는 폐열을 회수하도록 폐열회수장치(270)를 연결하여 시설하우스(1) 내 난방에 사용할 수 있도록 함으로써 보일러의 열효율을 높이고 난방비를 더욱 절감할 수 있도록 구성되게 할 수도 있다.

상기 보일러(100)는 도 1 내지 도 3을 참조하여 이미 상세하게 기술된 반전연소식 온수보일러를 사용함이 바람직하며, 이 반전연소식 온수보일러에 대한 상세한 설명은 이미 기술한 구성 및 작용을 갖는 것으로 생략하기로 한다.

이때, 상기 보일러(100)의 온수 입/출구(113)(114)는 지상배관라인에 연결되며, 보일러(100)의 온수가 난방에 사용된다.

상기 보일러(100)에는 온도감지센서(미 도시됨)가 설치되며, 난방에 사용하기 위한 보일러(100) 내 물의 온도를 설정온도에 맞게 조절 및 유지시키는데 사용된다.

상기 저장탱크(220)에도 온도감지센서(221)가 설치되며, 시설하우스 내 작물의 보존 및 작물 성장에 도움을 줄 수 있도록 설정온도에 맞게 저장탱크 내 물의 온도를 조절 및 유지시키는데 사용된다.

상기 교반기 일체형 휀코일유닛(230)은 휀부(231)의 위에 코일부(232)가 구비되는 공지의 구성에, 상기 코일부(232)의 상측으로 교반기유도판(233)을 좌우 배치하여 송풍되는 온풍 또는 냉풍을 시설하우스(1)의 좌우 양측부로 유도 배출하도록 구성함으로써 공기의 저항을 방지되게 하면서 온풍 또는 냉풍을 시설하우스(1) 내에 송풍하도록 하며 시설하우스(1) 내 지상 공기와 교반되면서 자연대류현상에 의해 시설하우스(1) 내에 열전달이 고르게 이루어질 수 있게 한다.

상기 컨트롤부(260)에는 자동변온장치 또는 자동타이머를 구비하여 시간별 온도제어가 이루어지도록 구성함이 바람직하며, 본 발명에 구비된 모든 구성요소의 동작을 자동 제어하게 된다.

여기서, 도면의 미설명부호 211은 콘덴싱유닛(210)과 저장탱크(220)를 연결하기 위한 콘덴싱유닛 연결부이다.

상기 보일러(100)와 저장탱크(220), 컨트롤부(260), 다수의 펌프(241~244)는 통합제어장치를 위한 본체부분에 해당되며, 상기 콘덴싱유닛(210) 및 휀코일유닛(230)은 본체부분에 연결되는 부속기기에 해당된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 의한 시설하우스용 온/습도 통합제어장치(200)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

컨트롤부(260)를 통해 보일러(100)와 저장탱크(220)에 필요한 온도를 설정하고, 컨트롤부(260)에 의해 설정된 온도를 유지할 수 있도록 제어된다.

이때, 재배작물의 종류에 따라 설정온도의 범주가 달라질 수 있으나, 통상적인 재배작물의 최적의 성장조건을 고려하면, 동절기나 하절기의 계절에 관계없이 시설하우스(1) 내 온도를 적정온도로 맞추어줄 수 있도록 함과 아울러 작물이 광합성 작용을 하는 오전시간(오전7시~11시) 때에 시설하우스 내 습도를 80%정도 유지할 수 있도록 함이 바람직한데, 본 발명의 시설하우스용 온/습도 통합제어장치(200)는 작물의 생육조건에 가장 적합하도록 하나의 시스템으로 자동 제어하며 시설하우스 내 온/습도를 최적으로 자동 조절할 수 있도록 조건을 설정하고 컨트롤 부(260)에서 통합제어하므로 효율성을 높일 수 있게 되는 것이다.

여기서, 작물을 재배함에 있어 습도조건은 작물의 광합성 작용시에 영향을 많이 미치는 것으로 그 이외의 시간대에는 작물의 영양분 이동 및 휴식기로 습도의 영향을 크게 받지 않음을 본 발명에서는 이용하고자 하는 것이다.

부연하면, 본 발명의 통합제어장치(200)에서 시설하우스(1) 내 최적의 온도를 맞추기 위한 난방에는 보일러(100)와 저장탱크(220)가 사용되고 냉방에는 콘덴싱유닛(210)과 저장탱크(220)가 사용되며, 시설하우스(1) 내 습도를 조절하기 위해서는 휀코일유닛(230)이 더 사용된다.

일 예로, 시설하우스(1) 내 온도를 20~28℃로 유지하고자 하는 경우,

동절기에는 보일러(100)를 가동하되 보일러(100) 내 물의 온도를 70~80℃로 설정하고 유지되게 하며, 보일러(100) 내 물을 지상배관라인(2) 및 측면배관라인(4)을 통해 순환시켜 시설하우스(1)를 난방하고 이와 동시에 저장탱크(220) 내 물의 온도를 20~28℃로 설정하여 작물을 보존 및 작물의 성장에 도움을 줄 수 있도록 지중배관라인(3)을 통해 순환시켜 지중 가온에 사용함으로써 지중부와 지표부 및 지상부를 제어하여 상기한 최적의 성장온도를 맞출 수 있게 한다.

이때, 저장탱크(220) 내 물의 온도가 설정온도보다 낮아지는 경우에는 저장탱크 온도조절용 펌프(241)가 동작되어 보일러(100) 내 물을 저장탱크(220)측으로 공급함으로써 설정된 온도를 유지할 수 있도록 제어된다.

여기서, 저장탱크 온도조절용 펌프(241)와 함께 솔레노이드밸브(250)가 동시 동작하여 보일러(100) 내 물을 저장탱크(220)로 보낼 수 있게 되며, 평상시에는 솔 레노이드밸브(250)가 폐쇄상태를 제공함에 따라 자연대류현상에 의해 보일러(100)측의 열이 저장탱크(220)측으로 전달되어 저장탱크(220) 내 물의 온도가 자연적으로 과열되는 것을 방지되게 한다.

또한, 하절기에는 저장탱크(220) 내 물의 온도가 5~15℃를 유지하도록 설정하되 콘덴싱유닛(210)의 가동에 의해 조절되어지며, 저장탱크(220) 내 물을 지상배관라인(2)과 측면배관라인(4) 및 지중배관라인(3)을 통해 순환시켜 시설하우스(1)를 냉방함으로써 시설하우스 내 지표 및 지상은 물론 지중까지 식혀줄 수 있도록 제어되며, 지중부와 지표부 및 지상부를 제어하여 작물을 보존 및 작물의 성장에 도움을 줄 수 있도록 상기한 최적의 성장온도를 맞출 수 있게 한다.

나아가, 시설하우스(1) 내 작물의 광합성 작용에 맞게 습도를 제어하는 경우에는 보일러(100) 또는 저장탱크(220)의 물을 지상배관라인(2)을 통해 순환시키되, 이때 휀코일유닛(230)의 가동을 통해 시설하우스(1) 내 지상에서 선택적으로 온풍 또는 냉풍을 송풍시킴으로써 최적의 습도조건을 형성되게 한다.

이때, 휀코일유닛(230)에는 교반기유도판(233)을 구성함에 의해 송풍되는 온풍 또는 냉풍을 시설하우스(1)의 폭방향 좌우 양측부로 유도 배출하여 지상으로 송풍하게 되며, 이렇게 유도 배출되는 온풍 또는 냉풍은 공기와의 저항이 최소화된 상태로 송풍되면서 지상 공기와 교반되어지고 이와 동시에 자연대류현상에 의해 시설하우스(1) 내에 열전달이 고르게 이루어지게 된다.

게다가, 보일러(100)를 반전연소식으로 구성함에 의해 연소가스를 열교환시키므로 배기되는 폐열을 획기적으로 낮출 수 있고, 때로는 폐열회수장치(270)를 통 해 폐열을 회수하여 난방에 재사용할 수 있도록 제어함에 의해 열효율을 높일 수 있음은 물론 난방비 및 연료비를 절감할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 반전연소식 온수보일러를 포함하는 시설하우스용 온/습도 통합제어장치(200)는 시설하우스의 작물 재배에 아주 유용하게 사용할 수 있고 최적의 생육환경을 장치 1대의 시스템으로 충족시킬 수 있게 되며, 시설하우스(1) 내 지중부와 지표부 및 지상부에 대해 온도 및 습도를 제어하고 또한 냉/난방의 통합적인 제어를 수행하므로 운용 및 관리효율을 높일 수 있고 정확하게 제어할 수 있으며 시설하우스 외부의 기후변화에 관계없이 시설하우스 내에서 원하는 작물의 성장에 필요한 재배 및 환경조건을 자동 조절하여 맞추어줄 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 반전연소식 온수보일러를 나타낸 정면 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 반전연소식 온수보일러의 요부를 나타낸 일부 절개 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 반전연소식 온수보일러의 요부를 나타낸 배면 사시도.

도 4는 본 발명에 의한 반전연소식 온수보일러를 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명의 시설하우스용 온/습도 통합제어장치를 나타낸 정면도.

도 6은 본 발명의 시설하우스용 온/습도 통합제어장치를 나타낸 배면도.

도 7은 본 발명의 시설하우스용 온/습도 통합제어장치를 나타낸 좌측면도.

도 8은 본 발명의 시설하우스용 온/습도 통합제어장치를 나타낸 우측면도.

도 9는 본 발명에 있어 교반기 일체형 휀코일유닛을 나타낸 구성도.

도 10 및 도 11은 본 발명의 시설하우스용 온/습도 통합제어장치를 나타낸 설치상태 배치도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 보일러 110: 본체

120: 버너 130: 연소실

141: 반전유입실 142: 제1열교환실

143: 제2열교환실 144: 연도연결실

151,152,153: 열교환파이프 160: 온수관

200: 통합제어장치 210: 콘덴싱유닛

220: 저장탱크 230: 휀코일유닛

231: 휀부 232: 코일부

233: 교반기유도판 241: 저장탱크 온도조절용 순환펌프

242: 지중 냉난방용 펌프 243: 지상 냉난방용 펌프

244: 측면 냉난방용 펌프 250: 솔레노이드밸브

260: 콘트롤부

Claims

본체(110)의 내부에 연소실(130)이 구비되고, 본체의 측부에 연소실(130)의 방향으로 설치되는 버너(120)가 구비되는 온수보일러에 있어서,

상기 본체(110)의 내부에 구비되는 연소실(130)의 끝단면을 폐쇄구조로 하여 연소실 내에서 연소가스의 반전(反轉)이 이루어지게 하며;

상기 연소실(130)의 입구 상/하측에 위치하여 구획 배치하되 상기 연소실(130)의 외면둘레를 감싸면서 원형 배치되며 상기 연소실(130) 내에서 반전되는 연소가스를 받아들이기 위한 반전유입실(141) 및 이 반전유입실(141)의 상측에 위치되는 제1열교환실(142)과; 상기 연소실(130)의 후측에 위치하여 상하 구획 배치되되 원형형태로 배치되며 하측에 위치되는 제2열교환실(143) 및 이 제2열교환실(143)의 상측에 위치되는 연도연결실(144)과;

상기 반전유입실(141)과 제2열교환실(143)의 사이에 연결되는 제1열교환파이프(151)와; 상기 제2열교환실(143)과 제1열교환실(142)의 사이에 연결되는 제2열교환파이프(152)와; 상기 제1열교환실(142)과 연도연결실(144)의 사이에 연결되는 제3열교환파이프(153)와;

상기 연소실(130) 내에 수직하게 세워 관통되게 설치되는 내부순환배관(160)과;

상기 연도연결실(144)에 연결되는 연도(170)가 구비되는 것을 특징으로 하는 반전연소식 온수보일러.
시설하우스(1) 내 온/습도 제어를 위해 난방과 냉방을 행하기 위한 보일러(100)와 콘덴싱유닛(210)이 구비됨에 있어서,

상기 보일러(100) 및 콘덴싱유닛(210)에 각각 연결 설치되며 코일유니트가 내장되고 물이 저장된 저장탱크(220)와;

상기 보일러(100) 및 저장탱크(220)에 연결된 지상배관라인(2) 상에 설치되어 시설하우스 내의 지상에 설치되며 시설하우스(1) 내에 습도제어를 위한 온풍 또는 냉풍을 송풍하되 지상의 공기와 교반되면서 열전달되게 한 교반기 일체형 휀코일유닛(230)과;

상기 보일러(100) 내 물을 저장탱크(220)로 보내 저장탱크(220) 내에 저장된 물의 온도를 설정온도로 유지하기 위한 저장탱크 온도조절용 순환펌프(241)와;

상기 저장탱크(220) 내 물을 매설된 지중배관라인(3)으로 순환시키기 위한 지중 냉난방용 펌프(242)와;

상기 보일러(100) 또는 저장탱크(220) 내 물을 지상배관라인(2) 및/또는 측면배관라인(4)으로 순환시키기 위한 지상 냉난방용 펌프(243) 및 측면 냉난방용 펌프(244)와;

상기 보일러(100)와 저장탱크(220)의 연결배관 상에 설치되며 자연대류현상에 의해 저장탱크(220) 내 물이 과열되는 것을 방지하기 위한 솔레노이드밸브(250)와;

상기 보일러(100)와 콘덴싱유닛(210), 저장탱크(220), 교반기 일체형 휀코일 유닛(230), 다수의 펌프(241~244) 및 솔레노이드밸브(250)의 동작을 제어하며 설정온도의 조작은 물론 자동 조절을 위한 컨트롤부(260)가 구비되는 것을 특징으로 하는 시설하우스용 온/습도 통합제어장치.
제 2항에 있어서,

상기 보일러(100)는 본체(110)의 측부에 설치되는 버너(120)와;

상기 본체(110)의 내부에 구비되며 끝단면을 폐쇄시켜 연소가스의 반전(反轉)이 이루어지게 한 연소실(130)과;

상기 연소실(130)의 입구 상/하측에 위치하여 구획 배치하되 상기 연소실(130)의 외면둘레를 감싸면서 원형 배치되며 상기 연소실(130) 내에서 반전되는 연소가스를 받아들이기 위한 반전유입실(141) 및 이 반전유입실(141)의 상측에 위치되는 제1열교환실(142)과; 상기 연소실(130)의 후측에 위치하여 상하 구획 배치되되 원형형태로 배치되며 하측에 위치되는 제2열교환실(143) 및 이 제2열교환실(143)의 상측에 위치되는 연도연결실(144)과;

상기 반전유입실(141)과 제2열교환실(143)의 사이에 연결되는 제1열교환파이프(151)와; 상기 제2열교환실(143)과 제1열교환실(142)의 사이에 연결되는 제2열교환파이프(152)와; 상기 제1열교환실(142)과 연도연결실(144)의 사이에 연결되는 제3열교환파이프(153)와;

상기 연소실(130) 내에 수직하게 세워 관통되게 설치되는 내부순환배관(160)과;

상기 연도연결실(144)에 연결되는 연도(170)가 구비되는 것을 특징으로 하는 시설하우스용 온/습도 통합제어장치.
제 2항에 있어서,

상기 교반기 일체형 휀코일유닛(230)은 휀부(231)의 위에 코일부(232)가 구비되는 공지의 구성에, 상기 코일부(232)의 상측으로 교반기유도판(233)을 좌우 배치하여 송풍되는 온풍 또는 냉풍을 시설하우스의 좌우 양측부로 유도 배출하도록 구성한 것을 특징으로 하는 시설하우스용 온/습도 통합제어장치.
제 2항에 있어서,

상기 보일러(100)에서 배기되는 폐열을 회수하도록 폐열회수장치(270)를 연결하여 시설하우스(1) 내 난방에 사용할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 시설하우스용 온/습도 통합제어장치.