KR20110049997A - 온실하우스 난방시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주간에 태양의 복사열로 인하여 온실하우스 내부의 상승된 공기열을 축열한 후 기온이 떨어지는 야간에 자연방열하여 농작물이 더욱 활발히 생장할 수 있도록 하는 온실하우스 난방시스템에 관한 것으로, 농작물 재배용 온실하우스(2)를 난방하기 위해 제어부(4)를 구비하고, 태양의 복사열로 인한 온실하우스(2) 내부의 고온을 외부로 배출하기 위한 환풍기(6)를 갖는 온실하우스 난방시스템에 있어서, 상기 온실하우스(2)의 내부 일측에 설치되되, 상기 제어부(4)에 전기적으로 연결되어 상기 온실하우스(2)의 내부 공기의 온도를 감지하는 온도감지센서(8)와; 상기 온실하우스(2)의 내부 타측에 설치되는 열회수부(10)와; 상기 열회수부(10)의 일측에 설치되어 상기 온실하우스(2)의 내부 공기열을 흡입하여 상기 열회수부(10)에 저장시키는 환풍기(6-2)와; 상기 열회수부(10)의 내부에 설치되되, 상기 열회수부(10)에 저장된 공기열에 의해 그 몸체의 내부에 열매체가 가온되는 제1열교환부(12)와; 상기 제1열교환부(12)의 양단에 연결되는 연결관(14)과; 상기 연결관(14)에 연결되고 상기 온실하우스(2)의 지하 내부에 일정길이 설치되되, 상기 가온된 열매체를 축열 또는 방열하는 하는 제2열교환부(16)와; 상기 연결관(14)에 설치되되, 상기 제1열교환부(12)의 가온된 열매체를 상기 제2열교환부(16)로 이동시켜 축열 하기 위한 순환용펌프(18)로 구성된다.
축열, 환풍기, 난방, 농작물, 온실하우스
Description
본 발명은 온실하우스 난방시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주간에 태양의 복사열로 인하여 온실하우스 내부의 상승된 공기열을 축열한 후 기온이 떨어지는 야간에 자연방열되어 농작물이 더욱 활발히 성장할 수 있도록 하는 온실하우스 난방시스템에 관한 것이다.
현재, 농업기술의 발달과 각종 작물에 대한 수요의 증가로 온실하우스를 이용한 작물재배가 많이 이루어지고 있는데, 온실하우스에서 재배되는 작물이 원활하게 생장되도록 하기 위해서는 온실하우스의 내부온도를 적절하게 유지하는 것이 중요하다.
일반적으로, 온실하우스의 온도관리는 작물의 생육과 생산성을 좌우하는 중요한 요소이다. 이러한 온도관리로서는 온실하우스의 내부 공기온도뿐만 아니라 지온(지중온도)관리도 매우 중요한데, 지온은 작물의 뿌리 신장, 뿌리군의 형성에 직접적으로 영향을 미치며, 양·수분 흡수에 관여함과 아울러 토양 미생물에도 영향 을 미쳐 작물의 생육 발달에 간접적으로 영향을 주게 된다.
특히, 야간이나 겨울철과 같이 기온이 낮아지는 경우에는 온실하우스가 외부로 열을 빼앗기지 않도록 해야 하므로, 온실하우스를 단열재로 마감처리 하거나, 온실하우스의 외부를 이루는 비닐막을 이중으로 형성시켜 비닐막 사이에 공기층이 형성되도록 하고 내측 비닐막에 수막이 형성시켜 상기 공기층과 수막에 의해 온실하우스 내부열이 외부로 쉽게 전달되지 않게 하였다.
그러나, 상기와 같이 단열에 의해 온실하우스의 내부를 보온하여 온실하우스의 내부온도를 일정온도 이상으로 유지하는데는 한계가 있었으며, 온실하우스가 대규모로 설치되는 경우에는 온실하우스에 수막을 형성시키는데 많은 량의 물이 공급되어야 함에 따라 이를 위한 공급장치 및 수막형성장치를 구성하는데 비용이 증대되고 설치에도 어려움이 많았다. 그리고, 수막을 형성하는데 주로 사용되는 지하수가 현재 고갈되고 있는 상황에 비추어 이용에 어려운 문제점이 있었다.
또한, 온실하우스에 설치되는 난방장치로는 열풍기나 보일러가 이용되었는데, 상기 열풍기는 고온의 공기를 일정속도로 온실하우스 내부로 불어 넣어 공기가 퍼지면서 온실하우스의 내부가 일정온도로 데워지도록 한 방식으로 단시간에 온실하우스 내부를 일정온도 이상으로 높이는데는 효과적이나 고온의 공기가 농작물에 직접 닿게 됨에 따라 농작물의 생장에 악영향을 미치는 문제점이 있었다.
한편, 딸기와 같은 작물의 경우 일정속도로 유입되는 고온의 공기에 의해 치명적인 손상을 입음에 따라 열풍기를 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
그리고, 보일러를 이용한 난방장치는 직접 온실하우스 내부의 공기를 가열하 는 단순한 방식에서 온실하우스 내부에 히트파이프를 설치하여 상기 히트파이프에 보일러에서 가열되어 발생된 온수나 열기를 순환적으로 공급시키는 복잡한 방식에 이르기까지 다양한 형태로 구성되어 사용되는데, 온실하우스 내부의 공기를 직접 가열하는방식의 보일러를 이용한 난방장치는 온실하우스 내부의 특정위치에 설치됨에 따라 온실하우스 내부의 온도편차가 심해 농작물이 균일하게 생장하지 못하는 문제점이 있었다.
이를 개선하여 사용되는 히트파이프 방식의 보일러를 이용한 난방장치는 온실하우스 내부의 온도편차를 최소화시키는 장점은 있으나, 히트파이프를 온실하우스 내부에 설치하는 구성이 복잡해지고, 이에 따라 설치비용이 증대되는 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같은 열풍기나 보일러를 이용한 난방장치는 유류나 전력소모가 심한 전열장치로 공급되는 전기가 연료로 이용됨에 따라 난방비용이 높아지는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 개량 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 주간의 태양 복사열로 인하여 온실하우스의 상승한 실내 공기열을 하우스의 지중(토양)에 축열하고, 야간에 지중에 자연방열되어 온실하우스의 지중 온도뿐만 아니라 내부 공기의 온도편차를 균일하게 하여 온실하우스에서 재배되는 작물이 원활하게 생장되도록 하는 데 있다.
그러나, 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 온실하우스 난방시스템의 특징은, 농작물 재배용 온실하우스(2)를 난방하기 위해 제어부(4)를 구비하고, 태양의 복사열로 인한 온실하우스(2) 내부의 고온을 외부로 배출하기 위한 환풍기(6)를 갖는 온실하우스 난방시스템에 있어서, 상기 온실하우스(2)의 내부 일측에 설치되되, 상기 제어부(4)에 전기적으로 연결되어 상기 온실하우스(2)의 내부 공기의 온도를 감지하는 온도감지센서(8)와; 상기 온실하우스(2)의 내부 타측에 설치되는 열회수부(10)와; 상기 열회수부(10)의 일측에 설치되어 상기 온실하우스(2)의 내부 공기 열을 흡입하여 상기 열회수부(10)에 저장시키는 환풍기(6-2)와; 상기 열회수부(10)의 내부에 설치되되, 상기 열회수부(10)에 저장된 공기열에 의해 그 몸체의 내부에 열매체가 가온되는 제1열교환부(12)와; 상기 제1열교환부(12)의 양단에 연결되는 연결관(14)과; 상기 연결관(14)에 연결되고 상기 온실하우스(2)의 지하 내부에 일정길이 설치되되, 상기 가온된 열매체를 축열 또는 방열하는 하는 제2열교환부(16) 와; 상기 연결관(14)에 설치되되, 상기 제1열교환부(12)의 가온된 열매체를 상기 제2열교환부(16)로 이동시켜 축열 하기 위한 순환용펌프(18)로 구성된다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 온실하우스 난방용시스템은 지중온도를 상승함으로써, 농작물의 뿌리 신장, 뿌리군의 형성에 직접적으로 영향을 미치고 토양의 미생물에도 영향을 미쳐 작물의 생육 발달을 활발하게 하는 효과가 있다.
또한, 주간에 온실효과로 뜨거워진 온실하우스 내부의 공기열을 지열로 식혀줌으로써, 고온에 의한 농작물의 피해를 방지하는 효과가 있다.
또한, 야간에 기온이 떨어지면 주간에 축열된 열이 자연방열되어 하우스 내부의 온도가 올라가 농작물의 생장을 돕는 효과가 있다.
또한, 직접적인 고온의 공기가 농작물과 직접마찰되지 않고 지중으로부터 자연방열되어 농작물이 손상을 방지하는 효과가 있다.
이에 따라, 난방용 에너지소모를 줄여 자연의 회손(대기오염 등)을 방지함은 물론, 난방비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 온실하우스 난방시스템의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 온실하우스 난방시스템의 주간을 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명에 따른 온실하우스 난방시스템의 야간을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 온실하우스 난방시스템에 보조축열탱크를 더 포함하여 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 온실하우스 난방시스템에 보조가열수단을 더 포함하여 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 온실하우스 난방시스템의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
하기에서 본 발명을 일 실시 예로 도시한 도 1 내지 도 5를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 온실하우스 난방시스템은 온실하우스(2)의 내부 일측에 설치 되되, 제어부(4)에 전기적으로 연결되어 상기 온실하우스(2)의 내부 공기의 온도를 감지하는 온도감지센서(8)를 구비한다.
그리고, 상기 온실하우스(2)의 내부 타측에 열회수부(10)를 구비한다.
그리고, 상기 열회수부(10)의 일측에 설치되어 상기 온실하우스(2)의 내부 공기열을 흡입하여 상기 열회수부(10)에 저장시키는 환풍기(6-2)를 구비한다.
그리고, 상기 열회수부(10)의 내부에 설치되되, 상기 열회수부(10)에 저장된 공기열에 의해 그 몸체의 내부에 열매체가 가온되는 제1열교환부(12)를 구비한다.
여기서, 열매체는 물, 열매체유 등의 유체를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제1열교환부(12)의 양단에 연결관(14)을 설치한 후 상기 연결관(14)에 연결되되, 상기 온실하우스(2)의 지하 내부에 일정길이 설치되어 상기 가온된 열매체를 축열 또는 방열하는 하는 제2열교환부(16)를 구비한다.
그리고, 상기 연결관(14)에 설치되되, 상기 제1열교환부(12)의 가온된 열매체를 상기 제2열교환부(16)로 이동시켜 축열 하기 위한 순환용펌프(18)를 구비한다.
이에 따라, 상기 제2열교환부(16)는, 주간에는 상기 열회수부(10)에서 가온된 열매체를 축열하고, 야간에는 온도가 내려간 상기 온실하우스(2)의 지상으로 자연방열이 되어 상기 온실하우스(2)의 내부 온도를 올려주게 된다.
따라서, 기온이 떨어진 야간에도 농작물이 피해를 입지않고 잘 성장하게 된다.
여기서, 상기 제2열교환부(16)는 지하 
사이에 설치하는 것이 바람직하며, 재질은 폴리에틸렌 또는 엑셀 또는 폴리브틸렌 파이프 또는 동관 등으로 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 온실하우스(2)의 외부에 설치되어 상기 제2열교환부(16)에 축열이 필요하지 않을시 가온된 열매체를 별도로 저장하는 보조축열탱크(20)를 더 구비한다.
이에 따라, 상기 보조축열탱크(20)와, 상기 연결관(14) 사이에 게재되어 설치되되, 상기 보조축열탱크(20)로 열매체를 유동시킬 수 있도록 보조연결관(22)을 구비하고,
상기 제어부(4)의 신호를 전가받아 상기 제2열교환부(16) 또는 보조축열탱크(20)로 열매체가 유동할 수 있도록 유로를 전환하는 유로전환밸브(24)를 구비한다.
그리고, 상기 제2열교환부(16) 또는 보조축열탱크(20)에 열이 축열이 되지 않을 경우에 대체할 수 있는 보조가열수단(26)을 더 구비하여 사용할 수도 있다.
여기서, 보조가열수단(26)은 보일러 또는 전기히터로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 환풍기(6-2)가 구비된 열회수부(10)를 상기 온실하우스(2)의 상부 일측벽에 설치하여 태양의 복사열에 의해 온도가 상승한 상기 온실하우스(2) 내부의 공기열을 상기 온실하우스(2)의 외부로 배출함과 아울러 상기 제1열교환부(12)를 가온할 수 있게 설치할 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 온실하우스 난방시스템의 진행과정을 도 1 내지 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 상기 진행과정은 당업자에 따라 변형 및 다양한 타 실시 예가 시행될 수 있다.
주간 일조시 태양의 복사열에 의해 온실하우스(2)의 실내 온도가 상승하게 되고, 제어부(4)에 전기적으로 연결되어 항시 온도를 측정하는 온실하우스(2) 내부의 온도감지센서(8)가 온도를 감지하게 된다.
그리고, 상기 온실하우스(2) 내부의 온도가 일정온도 이상으로 상승하면 상기 제어부(4)에 기설정된 신호에 따라, 상기 온실하우스(2)의 측벽에 설치되어 내부의 고온을 외부로 배출하는 환풍기(6)가 구동됨과 아울러 일측에선 열회수부(10)에 설치된 환풍기(6-2)가 상기 열회수부(10)로 내부의 공기열을 흡입시킨다.
그리고, 열회수부(10)에 흡입된 공기열이 제1열교환부(12) 내부의 열매체(물, 열매체유 등)를 가온하게 되고, 가온된 열매체는 제1열교환부(12)의 양단에 설치된 연결관(14)을 통하여 상기 온열하우스(2) 지하의 제2열교환부(12)로 유동되어 축열되게 된다.
그리고, 축열된 열매체는 야간에 기온이 떨어지면 지중으로 자연방열되게 된다.
이에 따라, 온실하우스(2)의 내부가 온도편차 없이 균일하게 상승되어 농작물들이 활발히 생장할 수 있는 환경을 제공하게 되는 것이다.
상기 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것 일뿐, 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 온실하우스 난방시스템의 주간을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 온실하우스 난방시스템의 야간을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 온실하우스 난방시스템에 보조축열탱크를 더 포함하여 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 온실하우스 난방시스템에 보조가열수단을 더 포함하여 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 온실하우스 난방시스템의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
2 : 온실하우스 4 : 제어부
6 : 환풍기 6-2 : 환풍기
8 : 온도감지센서 10 : 열회수부
12 : 제1열교환부 14 : 연결관
16 : 제2열교환부 18 : 순환용펌프
20 : 보조축열탱크 22 : 보조연결관
24 : 유로전환밸브 26 : 보조가열수단
Claims (5)
- 농작물 재배용 온실하우스(2)를 난방하기 위해 제어부(4)를 구비하고, 태양의 복사열로 인한 온실하우스(2) 내부의 고온을 외부로 배출하기 위한 환풍기(6)를 갖는 온실하우스 난방시스템에 있어서,상기 온실하우스(2)의 내부 일측에 설치되되, 상기 제어부(4)에 전기적으로 연결되어 상기 온실하우스(2)의 내부 공기의 온도를 감지하는 온도감지센서(8)와;상기 온실하우스(2)의 내부 타측에 설치되는 열회수부(10)와;상기 열회수부(10)의 일측에 설치되어 상기 온실하우스(2)의 내부 공기열을 흡입하여 상기 열회수부(10)에 저장시키는 환풍기(6-2)와;상기 열회수부(10)의 내부에 설치되되, 상기 열회수부(10)에 저장된 공기열에 의해 그 몸체의 내부에 열매체가 가온되는 제1열교환부(12)와;상기 제1열교환부(12)의 양단에 연결되는 연결관(14)과;상기 연결관(14)에 연결되고 상기 온실하우스(2)의 지하 내부에 일정길이 설치되되, 상기 가온된 열매체를 축열 또는 방열하는 하는 제2열교환부(16)와;상기 연결관(14)에 설치되되, 상기 제1열교환부(12)의 가온된 열매체를 상기 제2열교환부(16)로 이동시켜 축열 하기 위한 순환용펌프(18)로 구성되는 것을 특징으로 하는 온실하우스 난방시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 제2열교환부(16)는,주간에는 상기 열회수부(10)에서 가온된 열매체를 축열하고, 야간에는 온도가 내려간 상기 온실하우스(2)의 지상으로 방열이 되어 상기 온실하우스(2)의 내부 온도를 올려주되, 지하사이에 설치되며, 재질은 폴리에틸렌 또는 엑셀 또는 폴리브틸렌 파이프 또는 동관 등으로 하는 것을 특징으로 하는 온실하우스 난방시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 온실하우스(2)의 외부에 설치되어 상기 제2열교환부(16)에 축열이 필요하지 않을시 가온된 열매체를 별도로 저장하는 보조축열탱크(20)와;상기 보조축열탱크(20)와, 상기 연결관(14) 사이에 게재되어 설치되되, 상기 보조축열탱크(20)로 열매체를 유동시킬 수 있도록 구비된 보조연결관(22)과;상기 제어부(4)의 신호를 전가받아 상기 제2열교환부(16) 또는 보조축열탱크(20)로 열매체가 유동할 수 있도록 유로를 전환하는 유로전환밸브(24)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온실하우스 난방시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 제2열교환부(16) 또는 보조축열탱크(20)에 열이 축열이 되지 않을시, 대체로 열을 공급할 수 있는 히트펌프 또는 보일러 또는 전기히터 등의 보조가열수단(26)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온실하우스 난방시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 환풍기(6-2)가 구비된 열회수부(10)를 상기 온실하우스(2)의 상부 일측벽에 설치하여 태양의 복사열에 의해 온도가 상승한 상기 온실하우스(2) 내부의 공기열을 상기 온실하우스(2)의 외부로 배출함과 아울러 상기 제1열교환부(12)를 가온할 수 있도록 하는 것을 더 포함하는 온실하우스 난방시스템.
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