KR20130005818A - 이중 항온 비닐하우스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이중 항온 비닐하우스에 관한 것으로, 외부 비닐하우스의 일측 하부에 설치되며 펌핑된 지하수를 열원으로 하여 외부 공기를 냉각 또는 가열하는 열교환기와, 열교환기와 일체로 설치되며 외부 공기를 흡입하여 외부 비닐하우스 및 내부 비닐하우스의 사이 공간으로 냉방 공기 또는 난방 공기를 순환시키는 제 1 송풍기와, 외부 비닐하우스의 타측 하부에 설치되며 순환된 냉방 공기 또는 난방 공기를 외부로 배출시키는 제 2 송풍기와, 이중 항온 비닐하우스의 상단부에 외부 비닐하우스 및 내부 비닐하우스를 관통하여 설치되며 내부 비닐하우스의 내부 공기를 환기시키는 환풍기를 포함할 수 있다.

Description

이중 항온 비닐하우스{DOUBLE CONSTANT TEMPERATURE VINYL HOUSE}
본 발명은 지하수를 이용하여 비닐하우스의 내부 온도를 유지할 수 있는 이중 항온 비닐하우스에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 비닐하우스는 유리 온실에 비해 광투과성, 보온성, 환경제어, 안전성 등이 다소 떨어지지만, 설치비용이 싸고 쉽게 시공할 수 있다는 잠점이 있어 농가에서 많이 이용되고 있다.
이러한 비닐하우스의 골조는 원형강관이나 사각관 등의 철재류, 스프링강의 조리개, 볼트, 나사 등의 조립재 등으로 구성되고, 피복재인 비닐로는 염화비닐필름, 폴리에틸렌필름, 아세트산비닐필름 등이 주로 사용된다.
또한, 비닐하우스는 지붕의 형상에 따라 터널형, 아치형, 지붕형 등으로 구분되는데, 일부 지역에서는 지붕이 넓고 폭이 긴 광폭형 하우스가 사용되기도 한다.
상술한 바와 같은 비닐하우스는 보온력이 다소 떨어지기 때문에 비닐하우스의 내부 온도를 적정하게 유지하거나 배양토의 온도를 적정 온도로 유지하기 어렵기 때문에, 하나의 비닐을 적용한 단층 구조의 비닐하우스보다는 비닐이 이중으로 덧씌워진 이중 비닐하우스가 일반화되고 있는 실정이다.
이러한 이중 비닐하우스의 경우 비닐이 이중으로 설치됨으로 인해 내부 온도를 외부 온도에 의한 손실을 최소화할 수는 있으나, 여름에 외부의 온도가 높아질 경우 이중의 설치된 비닐하우스의 내부 온도는 상대적으로 높아져 비닐을 자주 개폐시켜 비닐하우스의 내부 공기를 환기시킴으로써, 재배 농작물이 성장할 수 있는 적정 온도를 유지시켜 주어야 하는 문제점이 있다.
또한, 겨울에는 비닐하우스 내부 온도를 적정 온도로 유지하기 위해 별도의 난방 장치를 설치하고, 이러한 난방 장치를 이용하여 재배 농작물이 성장할 수 있는 적정 온도를 유지해야 함으로써, 온도 조절을 위한 유류비가 많이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명은 지하수를 열원으로 이용하여 외부 공기를 난방 또는 냉각시킨 후 내부 비닐하우스와 외부 비닐하우스의 사이 공간에 순환시킴으로써, 비닐하우스 내부 온도를 쉽게 유지할 수 있는 이중 항온 비닐하우스를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 지하수를 이용하여 난방 또는 냉각된 외부 공기를 순환시키면서 비닐하우스 내부 공기를 환기시킴으로써, 비닐하우스 내부 온도를 더욱 효율적으로 유지할 수 있는 이중 항온 비닐하우스를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 외부 비닐하우스와 내부 비닐하우스를 갖는 이중 항온 비닐하우스에 있어서, 상기 외부 비닐하우스의 일측 하부에 설치되며 펌핑된 지하수를 열원으로 하여 외부 공기를 냉각 또는 가열하는 열교환기와, 상기 열교환기와 일체로 설치되며 상기 외부 공기를 흡입하여 상기 외부 비닐하우스 및 내부 비닐하우스의 사이 공간으로 냉방 공기 또는 난방 공기를 순환시키는 제 1 송풍기와, 상기 외부 비닐하우스의 타측 하부에 설치되며 상기 순환된 냉방 공기 또는 난방 공기를 외부로 배출시키는 제 2 송풍기와, 상기 이중 항온 비닐하우스의 상단부에 상기 외부 비닐하우스 및 내부 비닐하우스를 관통하여 설치되며 상기 내부 비닐하우스의 내부 공기를 환기시키는 환풍기를 포함하는 이중 항온 비닐하우스가 제공될 수 있다.
본 발명에서는, 지하수를 흡입하여 열교환기로 공급한 후 배출시키면서 외부 공기를 흡입하여 공급된 지하수를 열원으로 하여 열교환하고, 이에 따라 냉각 또는 가열된 냉방 공기 또는 난방 공기를 외부 비닐하우스 및 내부 비닐하우스의 사이 공간에 순환시킴으로써, 내부 비닐하우스의 내부를 재배 작물의 성장에 최적 환경이 되도록 적정 온도로 유지시킬 수 있다.
또한, 외부 비닐하우스 및 내부 비닐하우스의 사이 공간에 냉방 공기 또는 난방 공기를 순환시키면서 내부 비닐하우스의 내부 공기를 외부 공기와 순환시켜 환기시킴으로써, 내부 비닐하우스의 내부를 재배 작물의 성장에 최적 환경이 되도록 적정 온도로 유지시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 항온 비닐하우스를 예시한 도면,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 지하수를 이용하여 냉방 공기 또는 난방 공기를 순환시키는 과정을 나타낸 흐름도.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 항온 비닐하우스를 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 이중 항온 비닐하우스는 내부 비닐하우스(110), 외부 비닐하우스(120), 열교환기(130), 제 1 송풍기(140), 제 2 송풍기(150), 환풍기(160), 가이드벽(170), 지하수 순환부(180) 등을 포함할 수 있다.
내부 비닐하우스(110)는 지면에 고정되는 내측 지지부재를 감싸며 내부 공간을 밀폐하는 내부 비닐을 구비할 수 있고, 외부 비닐하우스(120)는 내측 지지부재에 일정 간격 이격되어 지면에 고정되는 외측 지지부재를 감싸며 내부 비닐과의 사이에 공기 순환 공간을 갖는 외부 비닐을 구비할 수 있다. 여기에서, 내부 비닐하우스(110)의 내부에는 내부 온도를 측정하기 위한 내부 온도 센서가 구비될 수 있고, 내부 비닐하우스(120)의 외측에는 외부 공기의 온도를 측정하기 위한 외부 온도 센서가 구비될 수 있다. 이러한 내부 온도 센서, 외부 온도 센서 및 내측 지지부재, 외측 지지부재는 기존에 공지된 사항이므로 그 구체적인 설명 및 도시는 생략한다.
열교환기(130)는 예를 들면, 라디에이터 등을 포함하는 것으로, 외부 비닐하우스(120)의 일측 하부에 설치되며 펌핑된 지하수를 열원으로 하여 외부 공기를 냉각시키거나 가열할 수 있다. 예를 들면, 여름에는 지하수의 온도가 14-16℃이므로, 내부 열교환 배관을 통해 지하수가 순환되면 상대적으로 따뜻한 외부 공기는 냉각되고, 겨울에는 내부 열교환 배관을 통해 지하수가 순환되면 상대적으로 차가운 외부 공기는 가열될 수 있다.
제 1 송풍기(140)는 열교환기(130)와 일체로 형성되는 예를 들면, 송풍팬 등을 포함하는 것으로, 열교환기(130)와 일체로 외부 비닐하우스(120)의 일측 하부에 설치되며, 외부 비닐하우스(120) 외측의 외부 공기를 흡입하여 외부 비닐하우스(120) 및 내부 비닐하우스(110)의 사이 공간으로 열교환기(130)를 통해 냉각된 냉방 공기 또는 가열된 난방 공기를 반대측(즉, 외부 비닐하우스(120)의 타측)으로 순환시킬 수 있다.
제 2 송풍기(150)는 예를 들면, 송풍팬 등을 포함하는 것으로, 외부 비닐하우스(120)의 타측 하부에 설치되며, 외부 비닐하우스(120) 및 내부 비닐하우스(110)의 사이 공간에서 외부 비닐하우스(120)의 일측 방향으로부터 순환된 냉방 공기 또는 난방 공기를 외부로 배출시킬 수 있다.
환풍기(160)는 예를 들면, 환기팬 등을 포함하는 것으로, 이중 항온 비닐하우스의 상단부에 외부 비닐하우스(120) 및 내부 비닐하우스(110)를 관통하여 설치되며, 내부 비닐하우스(110)의 내부 공기를 환기시킬 수 있다. 이러한 환풍기(160)는 여름에 외부 비닐하우스(120) 및 내부 비닐하우스(110)의 사이 공간에서 순환되는 냉방 공기만으로 내부 온도가 낮아지지 않을 경우 상대적으로 낮은 온도의 외부 공기와 상대적으로 높은 온도의 내부 공기를 순환시켜 내부 온도를 적정 온도로 유지할 수 있도록 할 수 있다.
가이드벽(170)은 예를 들면, 플라스틱, 목재 등의 재질이 플레이트 형태로 구비되며, 냉방 공기 또는 난방 공기가 순환될 수 있도록 외부 비닐하우스(120) 및 내부 비닐하우스(110)의 사이 공간의 열교환기(130)가 설치된 부분의 내측에 경사지게 설치될 수 있다. 이러한 가이드벽(170)을 통해 열교환기(130)를 통과한 냉방 공기 또는 난방 공기는 반사되어 사이 공간에서 반대측 방향으로 순환될 수 있다.
지하수 순환부(180)는 지하수를 펌핑 흡입하여 열교환기(130)로 공급하고 열교환기(130)를 통과한 지하수를 배출하는 것으로, 지하수를 펌핑하는 펌프(181)를 통해 지하수 대수층(W)에 있는 지하수가 흡입관(182)으로 흡입되고, 흡입된 지하수는 외부 공기와의 열교환을 위해 열교환기(130)의 내부 열교환 배관으로 공급되고, 내부 열교환 배관을 통과한 지하수는 배출관(183)을 통해 원래의 지하수 대수층(W)으로 배출될 수 있다. 이러한 흡입관(182), 내부 열교환 배관, 배출관(183) 등은 예를 들면, SUS(stainless use steel) 등과 같은 재질로 구비되어 지하수 순환 시 오염 발생(예를 들면, 녹 발생 등)을 미연에 방지할 수 있다.
상술한 바와 같은 지하수 순환부(180)를 구비함으로써, 기존에 지하수를 흡입하여 수막 형성을 통한 냉난방 기법에 비해 지하수가 고갈되는 것을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 냉난방에 사용된 지하수가 오염되어 배출되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
따라서, 지하수를 흡입하여 열교환기로 공급한 후 배출시키면서 외부 공기를 흡입하여 공급된 지하수를 열원으로 하여 열교환하고, 이에 따라 냉각 또는 가열된 냉방 공기 또는 난방 공기를 외부 비닐하우스 및 내부 비닐하우스의 사이 공간에 순환시킴으로써, 내부 비닐하우스의 내부를 재배 작물의 성장에 최적 환경이 되도록 적정 온도로 유지시킬 수 있다.
또한, 외부 비닐하우스 및 내부 비닐하우스의 사이 공간에 냉방 공기 또는 난방 공기를 순환시키면서 내부 비닐하우스의 내부 공기를 외부 공기와 순환시켜 환기시킴으로써, 내부 비닐하우스의 내부를 재배 작물의 성장에 최적 환경이 되도록 적정 온도로 유지시킬 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 이중 항온 비닐하우스에서 지하수를 흡입하여 열교환기로 공급한 후 배출시키면서 외부 공기를 흡입하여 공급된 지하수를 열원으로 하여 열교환하고, 이에 따라 냉각 또는 가열된 냉방 공기 또는 난방 공기를 외부 비닐하우스 및 내부 비닐하우스의 사이 공간에 순환시키는 과정에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 지하수를 이용하여 냉방 공기 또는 난방 공기를 순환시키는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 이중 항온 비닐하우스를 이용한 작물 재배 중에(단계202), 내부 온도 센서를 통해 측정된 내부 비닐하우스(110)의 내부 온도가 적정 온도(예를 들면, 15-25℃ 등)를 벗어나는 온도를 나타낼 경우 냉방 공기 또는 난방 공기를 순환시키고자 하는지를 체크한다(단계204).
예를 들면, 여름에 내부 온도가 적정 온도보다 상대적으로 높은 경우 상술한 바와 같은 열교환기(130), 제 1 송풍기(140), 제 2 송풍기(150), 지하수 순환부(180) 등을 동작시키기 위한 버튼(또는 스위치)이 눌려져서 냉방 공기를 외부 비닐하우스(120) 및 내부 비닐하우스(110)의 사이 공간에 순환시키고자 하는지를 체크하는 방식으로 수행될 수 있다. 물론, 겨울에는 내부 온도가 적정 온도보다 상대적으로 높고 이 경우 난방 공기를 순환시키고자 하는지를 체크하는 방식으로 수행될 수 있다.
상기 단계(204)에서의 체크 결과, 냉방 공기 또는 난방 공기를 순환시키고자 할 경우 제 1 송풍기(140)가 동작되어 외부 비닐하우스(120) 외측의 외부 공기가 내부로 흡입될 수 있다(단계206).
이와 함께, 지하수 순환부(180)에서는 펌프(181)를 통해 지하수 대수층(W)의 지하수를 펌핑하여 흡입관(182)을 통해 내부 열교환 배관으로 통과시키고 이러한 지하수를 배출관(183)을 통해 지하수 대수층(W)으로 다시 배출하는 방식으로 순환시킬 수 있다(단계208).
또한, 지하수 순환부(180)를 통해 지하수가 순환되는 중에 열교환기(130)에서는 제 1 송풍기(140)를 통해 흡입된 외부 공기와 내부 열교환 배관을 통과하는 지하수를 열교환시켜 냉방 공기 또는 난방 공기를 외부 비닐하우스(120) 및 내부 비닐하우스(110)의 사이 공간으로 순환시키고, 순환된 냉방 공기 또는 난방 공기를 제 2 송풍기(150)를 통해 외부로 배출시킬 수 있다(단계210). 여기에서, 열교환기(130)로부터 사이 공간으로 공급되는 냉방 공기 또는 난방 공기는 열교환기(130)가 설치된 부분의 내측에 설치된 경사진 형태의 가이드벽(170)을 통해 원활하게 순환될 수 있다.
한편, 냉방 공기 또는 난방 공기가 순환되는 중에 내부 비닐하우스(110)의 내부 온도가 외부 온도(즉, 외부 비닐하우스(120)의 외측 온도)보다 상대적으로 높은 경우 내부 공기를 환기시키고자 하는지를 체크한다(단계212).
예를 들면, 여름의 경우 내부 온도 센서를 통해 측정된 내부 온도가 외부 온도 센서를 통해 측정된 외부 온도보다 상대적으로 높은 온도를 나타낼 경우 상술한 바와 같은 환풍기(160)를 동작시키기 위한 버튼(또는 스위치)이 눌려져서 내부 공기를 외부 공기와 순환시키고자 하는지를 체크하는 방식으로 수행될 수 있다.
상기 단계(212)에서의 체크 결과, 내부 공기를 외부 공기와 순환시키고자 할 경우 환풍기(160)를 동작시켜 내부 팬을 구동시킴으로써, 내부 공기와 외부 공기를 순환시킬 수 있다(단계214). 이에 따라, 상대적으로 낮은 온도인 외부 공기가 상대적으로 높은 온도인 내부 공기와 순환되어 작물 재배에 적정한 온도로 유지할 수 있다.
따라서, 지하수를 흡입하여 열교환기로 공급한 후 배출시키면서 외부 공기를 흡입하여 공급된 지하수를 열원으로 하여 열교환하고, 이에 따라 냉각 또는 가열된 냉방 공기 또는 난방 공기를 외부 비닐하우스 및 내부 비닐하우스의 사이 공간에 순환시킴으로써, 내부 비닐하우스의 내부를 재배 작물의 성장에 최적 환경이 되도록 적정 온도로 유지시킬 수 있다.
또한, 외부 비닐하우스 및 내부 비닐하우스의 사이 공간에 냉방 공기 또는 난방 공기를 순환시키면서 내부 비닐하우스의 내부 공기를 외부 공기와 순환시켜 환기시킴으로써, 내부 비닐하우스의 내부를 재배 작물의 성장에 최적 환경이 되도록 적정 온도로 유지시킬 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 이중 항온 비닐하우스의 구성요소인 열교환기(130), 제 1 송풍기(140), 제 2 송풍기(150), 환풍기(160), 가이드벽(170) 등은 내부 비닐하우스(110)와 외부 비닐하우스(120)의 측면 하부, 상단부에 일정 간격에 따라 복수 개가 설치될 수 있음은 물론이다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
110 : 내부 비닐하우스 120 : 외부 비닐하우스
130 : 열교환기 140 : 제 1 송풍기
150 : 제 2 송풍기 160 : 환풍기
170 : 가이드벽 180 : 지하수 순환부
181 : 펌프 182 : 흡입관
183 : 배출관

Claims (4)

  1. 외부 비닐하우스와 내부 비닐하우스를 갖는 이중 항온 비닐하우스에 있어서,
    상기 외부 비닐하우스의 일측 하부에 설치되며 펌핑된 지하수를 열원으로 하여 외부 공기를 냉각 또는 가열하는 열교환기와,
    상기 열교환기와 일체로 설치되며 상기 외부 공기를 흡입하여 상기 외부 비닐하우스 및 내부 비닐하우스의 사이 공간으로 냉방 공기 또는 난방 공기를 순환시키는 제 1 송풍기와,
    상기 외부 비닐하우스의 타측 하부에 설치되며 상기 순환된 냉방 공기 또는 난방 공기를 외부로 배출시키는 제 2 송풍기와,
    상기 이중 항온 비닐하우스의 상단부에 상기 외부 비닐하우스 및 내부 비닐하우스를 관통하여 설치되며 상기 내부 비닐하우스의 내부 공기를 환기시키는 환풍기
    를 포함하는 이중 항온 비닐하우스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이중 항온 비닐하우스는, 상기 열교환기가 설치된 부분에 상기 냉방 공기 또는 난방 공기가 순환될 수 있도록 경사지게 설치된 가이드벽이 상기 사이 공간에 구비되는 것을 특징으로 하는 이중 항온 비닐하우스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이중 항온 비닐하우스는, 상기 지하수를 펌핑하는 펌프를 통해 상기 지하수가 흡입되는 흡입관과 상기 지하수가 배출되는 배출관을 포함하는 지하수 순환부가 상기 열교환기에 연결되는 것을 특징으로 하는 이중 항온 비닐하우스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이중 항온 비닐하우스는, 상기 외부 비닐하우스의 외부 온도를 측정하기 위한 외부 온도 센서와 상기 내부 비닐하우스의 내부 온도를 측정하기 위한 내부 온도 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 이중 항온 비닐하우스.
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