KR20100006660U - 지중열을 이용한 비닐하우스 보온 공기층 형성 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 지중열을 이용한 비닐하우스 보온 공기층 형성 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2중 구조의 비닐하우스에 형성된 공기저장부에 따뜻한 공기를 공급하여 보온 공기층을 형성함으로써 비닐하우스의 보온력을 향상시킬 수 있는 지중열을 이용한 비닐하우스 보온 공기층 형성 시스템에 관한 것이다.
본 고안에 따른 지중열을 이용한 비닐하우스 보온 공기층 형성 시스템은, 2중 구조로 설치된 비닐하우스의 외부 비닐하우스와 내부 비닐하우스 사이에 형성되는 보온 공기층과, 상기 비닐하우스의 하부 지중에 매설되어 내부로 열이 이동되게 하는 열교환파이프와, 상기 열교환파이프의 일측에 연결되어 상기 보온 공기층의 공기를 흡입하는 흡입부와, 상기 열교환파이프의 타측에 연결되어 지중에서 열교환된 공기를 상기 보온 공기층으로 배출시키는 배출부와, 상기 배출부의 일측에 구비되어 공기를 순환시키는 송풍기와, 상기 보온 공기층의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 온도센서로부터 신호를 전달받아 상기 송풍기의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
비닐하우스, 지중열, 보온 공기층
Description
본 고안은 지중열을 이용한 비닐하우스 보온 공기층 형성 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2중 구조의 비닐하우스에 형성된 공기저장부에 따뜻한 공기를 공급하여 보온 공기층을 형성함으로써 비닐하우스의 보온력을 향상시킬 수 있는 지중열을 이용한 비닐하우스 보온 공기층 형성 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 비닐하우스에 사용되는 연료는 석유, 석탄 등과 같은 화석연료가 대부분이다. 그러나, 화석연료는 연소과정에서 발생하는 각종 유해물질로 인하여 환경을 오염시키고 지구 온난화를 촉진시키는 문제와 자원이 한정되어 있다는 문제를 안고 있다.
근래에는 태양열, 풍력, 지열 등과 같은 자연에너지를 이용하는 연구가 진행되고 있으며, 그 중에서 기상의 변화에 관계없이 항상 일정한 온도가 유지되는 지열을 이용한 냉난방시스템에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
외부 온도는 계절에 따라 크게 변하는 반면, 지중의 온도는 지하 70㎝이하에 서는 16-19℃정도의 일정한 온도분포를 나타내고 있다.
이와 같이 종래의 지열을 이용한 냉난방시스템은, 지중에 설치되어 지중의 열을 흡수하는 열전달 유체를 갖는 지열교환기와, 상기 지열교환기로부터 축열된 열전달 유체를 공급받아 열전달 유체와 열교환을 행하고 열교환된 냉매를 사용처로 공급하는 히트펌프로 구성된다.
그러나, 열교환을 위해 냉매를 사용하는 바, 냉매를 사용할 경우 오존층 파괴와 관련하여 또 다른 환경오염을 일으키는 문제점이 있다.
또한, 축열매체로서 잠열 축열재를 이용하는 경우가 있는데, 잠열 축열재는 축열재 자체가 고가이면서 부식성과 상변화시 발생하는 부피변화에 대응하는 축열조가 필요하기 때문에 온실의 설치비용이 높아지는 단점이 있을 뿐만 아니라, 잠열 축열재는 축열과 방열의 과정을 반복함으로 인하여 축열 효율이 저하되면 효율이 저하된 잠열 축열재를 제거하고 새 잠열 축열재를 넣어 주어야 하므로 잠열 축열재 교체 비용이 많이 드는 문제점이 있다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 주간에는 태양열에 의해 온도가 상승된 공기저장부의 공기를 강제 송풍하여 토양에 매설된 열교환파이프를 통해 열교환하여 토양에 축열하고, 야간에는 상기 열교환파이프를 통해 지중열을 공기와 열교환하여 상기 공기저장부에 따뜻한 공기를 공급하여 보온 공기층을 형성함으로써 비닐하우스의 보온력을 향상시키는 지중열을 이용한 비닐하 우스 보온 공기층 형성 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 고안에 따른 지중열을 이용한 비닐하우스 보온 공기층 형성 시스템은, 2중 구조로 설치된 비닐하우스의 외부 비닐하우스와 내부 비닐하우스 사이에 형성되는 보온 공기층과, 상기 비닐하우스의 하부 지중에 매설되어 내부로 열이 이동되게 하는 열교환파이프와, 상기 열교환파이프의 일측에 연결되어 상기 보온 공기층의 공기를 흡입하는 흡입부와, 상기 열교환파이프의 타측에 연결되어 지중에서 열교환된 공기를 상기 보온 공기층으로 배출시키는 배출부와, 상기 배출부의 일측에 구비되어 공기를 순환시키는 송풍기와, 상기 보온 공기층의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 온도센서로부터 신호를 전달받아 상기 송풍기의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 따른 지중열을 이용한 비닐하우스 보온 공기층 형성 시스템은, 주간에 비닐하우스 보온 공기층의 잉여 태양열을 토양에 축열하고, 야간에는 축열된 열을 이용하여 비닐하우스의 보온력을 향상시킴으로써 비닐하우스의 난방비 절감 효과가 있다.
본 고안에 따른 지중열을 이용한 비닐하우스 보온 공기층 형성 시스템은, 2중 구조로 설치된 비닐하우스의 외부 비닐하우스와 내부 비닐하우스 사이에 형성되는 보온 공기층과, 상기 비닐하우스의 하부 지중에 매설되어 내부로 열이 이동되게 하는 열교환파이프와, 상기 열교환파이프의 일측에 연결되어 상기 보온 공기층의 공기를 흡입하는 흡입부와, 상기 열교환파이프의 타측에 연결되어 지중에서 열교환된 공기를 상기 보온 공기층으로 배출시키는 배출부와, 상기 배출부의 일측에 구비되어 공기를 순환시키는 송풍기와, 상기 보온 공기층의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 온도센서로부터 신호를 전달받아 상기 송풍기의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보온 공기층은 상기 내부 비닐하우스의 양단에서 연장되어 외부 비닐하우스의 천장에 부착되는 차단막에 의해 밀폐 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 의한 지중열을 이용한 비닐하우스 보온 공기층 형성 시스템을 도시한 구성도이고, 도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 의한 비닐하우스의 끝벽면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 지중열을 이용한 비닐하우스 보온 공기층 형성 시스템은 2중 구조로 설치된 비닐하우스의 외부 비닐하우스(1)와 내부 비닐하우스(2) 사이에 형성되는 보온 공기층(3)과, 상기 비닐하우스의 하부 지중에 매설되어 내부로 열이 이동되게 하는 열교환파이프(4)와, 상기 열교환파이프(4)의 일측에 연결되어 상기 보온 공기층(3)의 공기를 흡입하는 흡입부(5)와, 상기 열교환파이프(4)의 타측에 연결되어 지중에서 열교환된 공기를 상기 보온 공기층(3)으로 배출시키는 배출부(6)와, 상기 배출부(6)의 일측에 구비되어 공기를 순환시키는 송풍기(7)와, 상기 보온 공기층(3)의 온도를 측정하는 온도센서(8)와, 상기 온도센서(8)로부터 신호를 전달받아 상기 송풍기(7)의 작동을 제어하는 제어부(9)를 포함한다.
상기 비닐하우스는 외부 비닐하우스(1)와 내부 비닐하우스(2)로 이루어져 있으며, 상기 외부 비닐하우스(1)와 내부 비닐하우스(2)의 사이에 보온 공기층(3)이 형성되는 것이다.
상기 보온 공기층(3)은 상기 내부 비닐하우스(2)의 양단에서 연장되어 외부 비닐하우스(1)의 천장에 부착되는 차단막(10)에 의해 밀폐 형성된다. 상기 보온 공기층(3)에는 온도센서(8)가 설치되어 내부온도를 측정하게 되며, 상기 온도센서(8)에 의해 감지된 신호는 제어부(9)에 전달되는 것이다.
상기 차단막(10)은 비닐필름을 이용하는 것이 바람직하며, 그 외에 플라스틱 또는 금속 재질의 판을 이용할 수도 있다. 상기 차단막(10)은 상기 보온 공기층(3)의 공기가 외부로 배출되지 않도록 긴밀하게 부착시킨다.
상기 열교환파이프(4)는 폴리에틸렌 파이프 또는 동 파이프와 같이 열전도율이 높은 재질로 이루어지며, 상기 비닐하우스의 하부 지중에 비닐하우스 길이방향으로 매설된다. 상기 열교환파이프(4)의 내부에서 순환되는 공기는 지중열과 열교환을 하게 된다.
상기 흡입부(5)는 상기 열교환파이프(4)의 일측에 수직으로 연결되되 상단이 절곡되어 상기 보온 공기층(3)과 연통되게 설치된다.
상기 배출부(6)는 상기 열교환파이프(4)의 타측에 수직으로 연결되되 상단이 절곡되어 상기 보온 공기층(3)과 연통되게 설치된다. 상기 흡입부(5)와 배출부(6)는 덕트로 이루어진다.
상기 배출부(6)의 하부 일측에는 공기를 순환시키는 송풍기(7)가 설치된다.
상기 송풍기(7)는 제어부(9)에 의해 작동되면서 보온 공기층(3)의 공기를 순환시키는 역할을 수행한다.
상기 제어부(9)는 비닐하우스의 소정 위치에 구비되며, 온도센서(8)로부터 신호를 전달받아 상기 송풍기(7)의 작동을 제어한다. 따라서 주간에는 미리 입력된 설정온도보다 높을 경우 온도센서(8)에서 신호를 전달받게 되고, 야간에는 설정온도보다 낮을 경우 온도센서(8)에서 신호를 전달받게 된다. 이 신호를 전달받아 송풍기(7)를 작동시키는 것이다.
이하, 본 고안에 따른 지중열을 이용한 비닐하우스 보온 공기층 형성 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 주간에는 태양열에 의해 외부 비닐하우스(1)와 내부 비닐하우스(2) 사이에 형성된 보온 공기층(3)의 온도가 높아지게 되는데, 상기 보온 공기층(3)의 내부온도가 설정온도 이상으로 높아지게 되면 온도센서(8)에서 이를 감지하여 제어부(9)에 신호를 전달하고, 신호를 전달받은 제어부(9)의 제어에 의해 송풍기(7)가 작동하게 된다.
상기 송풍기(7)의 작동으로 흡입부(5)를 통해 설정온도 이상의 공기가 유입되어 지중에 매설된 열교환파이프(4)를 통과하면서 토양으로 열이 방출되고 배출부(6)를 통해 다시 보온 공기층(3)으로 배출된다. 즉, 공기가 계속 순환되면서 지 중에 열을 축적시킨다.
야간에는, 보온 공기층(3)의 내부온도가 설정온도 이하로 내려가면 온도센서(8)에서 이를 감지하여 제어부(9)에 신호를 전달하고, 신호를 전달받은 제어부(9)의 제어에 의해 송풍기(7)가 작동되어 흡입부(5)를 통해 설정온도 이하의 공기가 유입된다.
유입된 공기는 지중에 매설된 열교환파이프(4)를 통과하면서 토양으로부터 열을 얻어 온도가 상승되면서 배출부(6)를 통해 다시 보온 공기층(3)으로 배출된다.
이와 같이, 공기가 계속 순환되면서 지중으로부터 열을 얻어 보온 공기층(3)의 공기를 설정온도로 유지시킨다.
본 고안은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 고안의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 고안의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.
도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 의한 지중열을 이용한 비닐하우스 보온 공기층 형성 시스템을 도시한 구성도.
도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 의한 비닐하우스의 끝벽면을 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 외부 비닐하우스
2 : 내부 비닐하우스
3 : 보온 공기층
4 : 열교환파이프
5 : 흡입부
6 : 배출부
7 : 송풍기
8 : 온도센서
9 : 제어부
10 : 차단막
Claims (2)
- 2중 구조로 설치된 비닐하우스의 외부 비닐하우스(1)와 내부 비닐하우스(2) 사이에 형성되는 보온 공기층(3)과,상기 비닐하우스의 하부 지중에 매설되어 내부로 열이 이동되게 하는 열교환파이프(4)와,상기 열교환파이프(4)의 일측에 연결되어 상기 보온 공기층(3)의 공기를 흡입하는 흡입부(5)와,상기 열교환파이프(4)의 타측에 연결되어 지중에서 열교환된 공기를 상기 보온 공기층(3)으로 배출시키는 배출부(6)와,상기 배출부(6)의 일측에 구비되어 공기를 순환시키는 송풍기(7)와,상기 보온 공기층(3)의 온도를 측정하는 온도센서(8)와,상기 온도센서(8)로부터 신호를 전달받아 상기 송풍기(7)의 작동을 제어하는 제어부(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중열을 이용한 비닐하우스 보온 공기층 형성 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 보온 공기층(3)은 상기 내부 비닐하우스(2)의 양단에서 연장되어 외부 비닐하우스(1)의 천장에 부착되는 차단막(10)에 의해 밀폐 형성되는 것을 특징으로 하는 지중열을 이용한 비닐하우스 보온 공기층 형성 시스템.
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