KR20130017997A

KR20130017997A - 태양열 및 지열을 이용한 온실

Info

Publication number: KR20130017997A
Application number: KR1020110080778A
Authority: KR
Inventors: 박청일
Original assignee: 박청일
Priority date: 2011-08-12
Filing date: 2011-08-12
Publication date: 2013-02-20
Also published as: WO2013024962A1

Abstract

본 발명은 지면에 설치되는 온실에 있어서, 상기 지면에 식물을 위한 재배공간을 형성하는 벽체부(상기 벽체부는 북측과 대향하도록 설치된 북측벽, 및 상기 북측벽의 양종단면으로부터 연장되어 남측을 향하여 상기 지면으로 경사진 측벽들을 포함한다); 상기 북측벽의 동서방향을 따라 상기 재배공간의 바닥면 아래에 설치되어, 물 및 공기를 수용하는 저장부; 상기 북측벽의 내측면 전체에 걸쳐 배치되고, 상기 물이 상기 저장부로부터 공급되어 상기 저장부에 다시 공급되도록 유동시켜 상기 재배공간과 열교환이 이루어지는 온도조절부; 상기 온도조절부의 제 1 종단과 상기 저장부를 연결하고, 상기 물을 상기 저장부로부터 상기 온도조절부로 공급하여 상기 온도조절부를 따라 유동시키는 물공급부; 및 상기 벽체부의 상면에 배치되어 상기 재배공간을 밀폐하는 지붕부(지붕부의 내부에는 거품이 충진된다)를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다. 상기와 같은 온실은 태양열과 지열을 이용하여 외부환경의 변화에도 식물의 재배공간을 일정한 온도로 유지하면서, 이에 따른 온실의 설비 및 유지 비용을 절감할 수 있다.

Description

태양열 및 지열을 이용한 온실{GREENHOUSE USING SOLAR HEAT AND GEOTHERMAL HEAT}

본 발명은 온실에 관한 것으로서, 특히, 태양열 및 지열을 이용하여 설비 및 유지 비용을 감소시키는 온실에 관한 것이다.

온실은 광선, 온도, 습도 등을 인공적으로 조절하여 식물을 자유롭게 재배할 수 있는 건축물이다. 이러한 온실은 단층의 골조 외면을 합성수지필름, 유리 등과 같은 투명한 재료로 둘러싸서 태양광 및 태양열을 투과시키고, 바깥 공기가 내부로 유입되지 않기 때문에 높은 내부 온도로 유지될 수도 있다. 이로 인해, 식물은 온실 내에서 일 년 내내 재배될 수 있고, 그 수확기도 조절될 수 있다.

하지만, 겨울철에 온실의 외부 온도가 낮아지기 때문에, 온실의 내부열이 쉽게 손실된다. 이때 밤에 온실의 내부 온도를 높이기 위해서는 온실에는 난로나 보일러와 같은 난방설비가 설치된다. 이로 인해, 설치비와 난방비가 과다하게 요구된다.

또한, 여름철에는 강렬한 직사광선 및 외부 온도의 고온화로 인해 온실의 내부 온도가 필요이상으로 증가된다. 이때 온실의 내부에서 과채류가 재배되는 경우, 과채류는 고온피해를 입게 된다. 이로 인해, 온실을 환기시켜 증가된 온실의 내부 온도를 감소시키고자 하는 시도가 있지만,온실의 외부 온도가 너무 높아서 그 실효성은 없다. 이때, 온실의 내부 온도를 낮추기 위하여 냉방설비가 설치될 수 있지만, 이 역시 상당한 비용이 요구된다.

따라서, 외부 환경의 변화에 따라, 온실의 내부 온도가 변하고 있지만, 이에 따라 상당한 비용이 요구되어 온실을 유지하는 데에 어려움을 겪고 있는 실정이다.

본 발명은 손쉽게 온실의 내부온도를 적절하게 유지시킬 수 있는 태양열 및 지열을 이용한 온실을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 온실의 내부온도를 적절하게 유지함에 따른 설비 및 유지 비용을 감소시킬 수 있는 태양열 및 지열을 이용한 온실을 제공하고자 한다.

본 발명은 지면에 설치되는 온실에 있어서, 상기 지면에 식물을 위한 재배공간을 형성하는 벽체부(상기 벽체부는 북측과 대향하도록 설치된 북측벽, 및 상기 북측벽의 양종단면으로부터 연장되어 남측을 향하여 상기 지면으로 경사진 측벽들을 포함한다); 상기 북측벽의 동서방향을 따라 상기 재배공간의 바닥면 아래에 설치되어, 물 및 공기를 수용하는 저장부; 상기 북측벽의 내측면 전체에 걸쳐 배치되고, 상기 물이 상기 저장부로부터 공급되어 상기 저장부에 다시 공급되도록 유동시켜 상기 재배공간과 열교환이 이루어지는 온도조절부; 상기 온도조절부의 제 1 종단과 상기 저장부를 연결하고, 상기 물을 상기 저장부로부터 상기 온도조절부로 공급하여 상기 온도조절부를 따라 유동시키는 물공급부; 및 상기 벽체부의 상면에 배치되어 상기 재배공간을 밀폐하는 지붕부(지붕부의 내부에는 거품이 충진된다)를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.

또한, 상기 온실은, 상기 재배공간의 바닥면의 가장자리를 따라 상기 재배공간의 바닥면 상에 배치되어, 상기 온도조절부와 상기 저장부를 연결하는 보조온도조절부; 및 상기 온도조절부의 제 2 종단을 상기 보조온도조절부 및 상기 저장부에 연결하고, 상기 온도조절부를 따라 유동한 물을 상기 보조온도조절부를 통하거나 직접 상기 저장부에 공급하는 분기부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.

또한, 상기 분기부는, 상기 온도조절부의 제 2 종단에 연결되고, 상기 온도조절부를 따라 유동한 물이 유입되는 제 1 분기관; 상기 제 1 분기관과 상기 보조온도조절부를 연결하고, 상기 제 1 분기관에 유입된 물을 상기 보조온도조절부로 유도하는 제 2 분기관; 상기 제 2 분기관에 설치되어 상기 제 2 분기관을 개폐하는 바닥밸브; 상기 제 1 분기관과 상기 저장부를 연결하고, 상기 제 1 분기관에 유입된 물을 상기 저장부로 유도하는 제 3 분기관; 및 상기 제 3 분기관에 설치되어 상기 제 3 분기관을 개폐하는 저장밸브를 포함하되, 상기 바닥밸브가 상기 제 2 분기관을 개방하고 상기 저장밸브가 상기 제 3 분기관을 폐쇄할 때, 상기 제 1 분기관에 유입된 물은 상기 보조온도조절부에만 공급되고, 상기 바닥밸브가 상기 제 2 분기관을 폐쇄하고 상기 저장밸브가 상기 제 3 분기관을 개방할 때, 상기 제 1 분기관에 유입된 물은 상기 저장부에만 공급되는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.

또한, 상기 저장부는, 상기 재배공간의 온도를 감소시키기 위한 물을 저장하고 일정한 온도에 도달시키는 냉수저장부; 및 상기 냉수저장부의 상측에 위치되고, 상기 재배공간의 온도를 증가시키기 위한 물을 저장하고 일정한 온도에 도달시키는 온수저장부(상기 온수저장부는 상기 냉수저장부보다 높은 온도의 물을 저장한다)를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.

또한, 상기 냉수저장부의 상면이 상기 재배공간의 바닥면으로부터 2m이하에 위치되는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.

또한, 상기 온도조절부가 태양열에 의해 가열된 후에, 상기 온도저장부의 물은 상기 온도조절부를 따라 유동하여 상기 온수저장부에 저장되는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.

또한, 상기 온실은, 상기 저장부와 상기 재배공간을 연결하고, 상기 저장부의 공기를 상기 재배공간으로 공급하는 공기공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.

또한, 상기 공기공급부는, 상기 저장부와 연결되어 상기 재배공간의 바닥면 상에 배치되고, 상기 저장부의 공기를 상기 재배공간으로 유도하는 송풍기; 및 상기 송풍기에 연결되어 상기 재배공간의 바닥면 상에 배치되고, 상기 저장부의 공기가 유입되어 상기 재배공간으로 배출되는 배출관(상기 배출관의 외주면에는 복수 개의 배출홀들이 형성되고, 상기 저장부의 공기는 상기 배출홀들을 통과한다)을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.

또한, 상기 물공급부는, 상기 온도 조절부의 제 1 종단에 연결되는 유동공급관; 상기 유동공급관을 상기 냉수저장부의 하부에 연결하는 냉수공급관;

상기 냉수공급관에 설치되어 상기 냉수공급관을 개폐하는 냉수밸브; 상기 유동공급관을 상기 온수저장부의 하부에 연결하는 온수공급관; 상기 온수공급관에 설치되어 상기 온수공급관을 개폐하는 온수밸브; 및 상기 유동공급관과 상기 냉수공급관 및 상기 온수공급관 사이에 위치되어, 상기 물을 상기 냉수저장부 또는 상기 온수저장부로부터 상기 유동공급관으로 유도하는 펌프를 포함하되, 상기 냉수공급관과 상기 온수공급관 중 하나는 개방되고 나머지 하나는 폐쇄되며, 상기 펌프는 상기 냉수저장부와 상기 온수저장부 중 하나로부터 상기 물을 상기 온도조절부에 공급하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.

또한, 상기 지붕부는, 상기 재배공간을 폐쇄하도록 상기 벽체부의 상면에 배치되는 지붕몸체(상기 지붕몸체의 내부에는 상기 거품을 수용하는 거품공간이 형성된다); 상기 거품공간에 삽입되어, 거품액이 유동하는 거품액공급관; 상기 거품액공급관으로부터 분기되어, 상기 거품액을 상기 거품으로 상기 거품공간으로 배출시키는 거품액배출관; 및 상기 거품액공급관의 제 1 종단과 연결되어 상기 지붕몸체의 남측 종단부에 인접하도록 위치되고, 상기 거품액공급관으로 상기 거품액을 공급하는 거품액공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.

또한, 상기 거품액공급부는, 상기 거품액이 수용되는 저장조; 상기 거품액공급관의 제 1 종단과 연결되고, 상기 저장조의 거품액을 상기 거품액공급관으로 유도하는 거품액펌프; 상기 거품액펌프에 인접한 상기 거품액공급관의 외주면과 연결되어 압축 공기를 거품액공급관에 주입하는 공기 압축기; 및 상기 저장조와 상기 거품공간을 연결하고, 상기 거품공간의 거품액을 상기 저장조로 유도하는 거품액유도관을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.

또한, 상기 거품액배출관은, 상기 거품액배출관의 외주면에 설치되어, 상기 거품액배출관의 외주면을 통해 상기 거품을 상기 거품공간으로 분사하는 스프링클러들을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.

본 발명에 따른 태양열 및 지열을 이용한 온실은 벽체부, 저장부, 온도조절부, 물공급부 및 지붕부를 포함한다. 식물을 위한 재배공간을 형성하는 벽체부는 남측으로 경사진 형상으로 이루어진다. 이로 인해, 벽체부에 대한 고가의 자재가 감소되고, 특히 겨울철에는 재배공간으로 투과된 태양열이 벽체부에 저장되어 열효율을 높여준다. 또한, 재배공간의 바닥면 아래(즉, 지하)에는 물이 저장되는 저장부가 설치되고, 벽체부에는 저장부와 연결되어 저장부의 물이 유동하여 재배공간과 열교환이 이루어지는 온도조절부가 설치된다. 이로 인해, 물은 지열을 이용하여 냉각되거나 가온된 온도로 유지되고, 온도조절부에서 열교환이 이루어져 재배공간의 온도를 적절한 상태로 유지한다. 또한, 지붕부는 재배공간을 폐쇄하고, 거품이 충진되어 겨울철 밤에는 온실의 외부로부터 냉기를 차단하는 보온층을 형성하고, 여름철 낮에는 태양열의 투과를 감소시켜, 재배공간의 온도가 태양열로 인해 현저하게 증가하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 온실은 태양열과 지열을 이용하여 물과 공기의 유동으로 계절과 외부온도에 상관없이 적절한 내부온도로 유지될 수 있고, 이에 따른 온실의 설비 및 유지 비용을 감소시킬 수 있다는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온실을 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 온실에서 벽체부의 내부를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 온실을 도시하는 측단면도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온실(100)을 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 온실(100)에서 벽체부(101)의 내부를 도시하는 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 온실(100)을 도시하는 측단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온실(100)은 벽체부(101), 저장부(102), 온도조절부(103), 물공급부(104) 및 지붕부(105)를 포함하고, 지면(10)에 설치되어 태양열과 지열을 이용하여 여름철에는 온실(100)의 내부온도를 낮추고, 겨울철에는 온실(100)의 내부온도를 높여준다.

벽체부(101)는 지면(10)에 설치되어 식물을 위한 재배공간(101a)을 형성한다. 또한, 재배공간(101a)의 바닥면은 지면(10)의 토사를 파냄으로써 형성되어, 지면(10)보다 낮아질 수 있다. 이때, 벽체부(101)는 파낸 토사를 자루에 담고, 그 자루들을 이용하여 이루어질 수 있다. 또한, 벽체부(101)는 북측벽(111), 측벽(112)들 및 남측벽(113)을 포함한다.

북측벽(111)은 북측과 대향하도록 지면(10)에 설치된다. 측벽(112)들은 북측벽(111)의 양종단면으로부터 연장된다. 이때, 측벽(112)들은 각각 남측을 향하여 지면(10)으로 경사진 형상을 갖고, 지면(10)에 설치된다. 남측벽(113)은 측벽(112)들을 연결하면서 북측벽(111)과 이격된 상태로 지면(10)에 설치된다. 이때, 남측벽(113)은 북측벽(111)을 대향하면서 북측벽(111)보다 현저하게 낮은 높이를 갖는다. 또한, 재배공간(101a)의 바닥면이 지면(10)보다 낮은 경우, 남측벽(113)은 재배공간(101a)의 바닥면 상에 설치되어, 남측벽(113)의 상면은 지면(10)과 동일면 상에 위치될 수 있다. 경우에 따라, 남측벽(113)은 설치되지 않을 수도 있다.

상기와 같은 벽체부(101)는 남측으로 경사진 형상으로 이루어져, 재배공간(101a)에 태양열의 유입을 증가시킬 수 있고, 특히, 겨울철에는 온실(100)을 보온 및 가온할 수 있으며, 종래의 온실에 비하여 벽체부(101)의 구성에 따른 설치 비용을 감소시킬 수 있다.

저장부(102)는 북측벽(111)의 동서방향을 따라 재배공간(101a)의 바닥면 아래에 설치된다. 즉, 저장부(102)는 지하에 설치된다. 이때, 저장부(102)에는 물 및 공기가 저장되고, 물 및 공기는 재배공간(101a)의 온도를 조절하는 데에 이용된다. 또한, 저장부(102)는 냉수저장부(121)와 온수저장부(122)를 포함한다.

냉수저장부(121)는 재배공간(101a)의 온도를 감소시키기 위한 물과 공기를 저장하고, 물과 공기는 지하의 지온과 유사한 온도에 도달하여 유지된다. 특히, 냉수저장부(121)의 상면은 재배공간(101a)의 바닥면으로부터 2m이하에 위치된다. 이때, 한대지역과 열대지역을 제외하고는 통상적으로 지하 2m이하에서는 연중 지온이 14 내지 15℃로 유지된다. 이로 인해, 냉수저장부(121)의 물은 여름철에도 재배공간(101a)의 온도를 감소시킬 수 있는 정도로 낮게 유지될 수 있다.

온수저장부(122)는 냉수저장부(121)의 상측에 위치되고, 재배공간(101a)의 온도를 증가시키기 위한 물과 공기를 저장하며, 물과 공기는 지온의 영향을 받지 않는다. 이때, 온수저장부(122)에서 토사와 접촉되는 부분은 단열재로 감싸인다. 이때, 온수저장부(122)의 물과 공기는 냉수저장부(121)의 물과 공기보다 높은 온도를 갖는다. 온수저장부(122)의 물과 공기는 주로 겨울철에 이용된다.

온도조절부(103)는 북측벽(111)의 내측면 전체에 걸쳐 배치된다. 이때, 온도조절부(103)는 관 형상으로 이루어진다. 본 실시예에서는 온도 조절부(103)는 동서방향으로 지그재그로 북측벽(111)의 내측면에 배치되어 있으나, 이에 한정되지 않고 상하방향 또는 사선방향 등 다양한 방향으로 지그재그로 북측벽(111)의 내측면에 배치될 수 있다. 또한, 온도조절부(103)의 제 1 종단은 북측벽(111)을 통해 저장부(102)와 연결되고, 온도조절부(103)의 제 2 종단은 재배공간(101a)의 바닥면을 통해 저장부(102)와 연결된다.

저장부(102)의 물은 온도조절부(103)에 공급되어 온도조절부(103)를 따라 유동하다가 다시 저장부(102)에 공급된다. 이때, 온도조절부(103)를 따라 유동하는 물은 재배공간(101a)과 열교환이 이루어져, 재배공간(101a)의 온도를 증가시키기도 하고 감소시키기도 한다.

예를 들어, 여름철의 경우에는 냉수저장부(121)의 물이 온도조절부(103)에 공급되어 온도조절부(103)를 따라 유동하여 냉수저장부(121)에 공급된다. 이때, 온도조절부(103)에 공급되는 냉수저장부(121)의 물의 온도는 재배공간(101a)의 온도보다 낮은 상태이다. 여름철에는 지면과 태양의 각도가 높아서 태양빛이 북측벽면을 비추는 시간이 아침때와 저녁때뿐이어서 온도조절부를 가열하는 시간이 극히 짧다.

이로 인해, 온도조절부(103)를 따라 유동하는 물과 재배공간(101a)의 공기 사이에는 열교환이 이루어져, 재배공간(101a)의 온도는 낮아지게 된다. 또한, 물은 냉수저장부(121)에 저장되어 냉각된 후에, 다시 온도조절부(103)에 공급되어 재배공간(101a)의 온도를 감소시키는 데에 이용될 수 있다.

또한, 겨울철의 경우에는 온수저장부(122)의 물이 온도조절부(103)에 공급되어 온도조절부(103)를 따라 유동하여 온수저장부(122)에 공급된다. 겨울철에는 지면과 태양의 각도가 낮아서 태양빛이 북측벽을 비추는 시간이 많고 온도조절부를 가온 하는 시간이 길다.

낮에는 온도조절부(103)가 태양열에 의해 가열되기 때문에, 온도조절부(103)를 따라 유동하여 온수저장부(122)에 다시 공급된 물은 이미 저장된 온수저장부(122)의 물의 온도를 증가시킨다. 온수저장부(122)는 토사와 접촉된 부분이 단열재에 의해 단열됨으로써, 물의 증가된 온도를 유지한다. 한편, 밤에는 재배공간(101a)의 온도가 낮아지기에, 온수저장부(122)의 물은 온도조절부(103)를 따라 유동하고, 재배공간(101a)과의 열교환이 이루어진다. 이때, 온수저장부(122)의 물이 재배공간(101a)보다 높은 온도를 갖기 때문에, 재배공간(101a)의 온도는 증가한다. 즉, 재배공간(101a)의 온도가 낮아지는 겨울철 밤에는 태양열을 이용하여 낮에 온도가 높아진 물은 재배공간(101a)의 온도가 낮아지는 것을 억제할 수 있다.

한편, 온도조절부(103)를 따라 유동하는 물은 계절에 상관없이 재배공간(101a)의 온도에 따라 냉수저장부(121) 또는 온수저장부(122)로부터 선택적으로 이용할 수 있다. 또한, 온도조절부(103)는 흑색으로 이루어져, 태양열의 흡수가 향상될 수 있다.

물공급부(104)는 온도조절부(103)의 제 1 종단과 저장부(102)를 연결한다. 이때, 물공급부(104)는 저장부(102)의 물을 온도조절부(103)에 공급하여 온도조절부(103)를 따라 유동하도록 한다. 또한, 물공급부(104)는 유동공급관(141), 냉수공급관(142), 냉수밸브(143), 온수공급관(144), 온수밸브(145), 및 펌프(146)를 포함한다.

유동공급관(141)은 온도조절부(103)의 제 1 종단에 연결된다.

냉수공급관(142)은 유동공급관(141)을 냉수저장부(121)의 하부에 연결한다. 이로 인해, 냉수저장부(121)의 물은 냉수공급관(142) 및 유동공급관(141)을 통해 온도조절부(103)에 공급될 수 있다.

냉수밸브(143)는 냉수공급관(142)에 설치되어, 냉수공급관(142)을 개폐한다. 상기와 같은 냉수밸브(143)의 개폐작용으로 인해, 냉수저장부(121)의 물은 선택적으로 온도조절부(103)에 공급될 수 있다. 즉, 냉수공급관(142)이 냉수밸브(143)에 의해 개방된 상태에서만 냉수저장부(121)의 물은 냉수공급관(142) 및 유동공급관(141)을 통해 온도조절부(103)에 공급될 수 있다.

온수공급관(144)은 유동공급관(141)을 온수저장부(122)의 하부에 연결한다. 이로 인해, 온수저장부(122)의 물은 온수공급관(144) 및 유동공급관(141)을 통해 온도조절부(103)에 공급될 수 있다.

온수밸브(145)는 온수공급관(144)에 설치되어, 온수공급관(144)을 개폐한다. 상기와 같은 온수밸브(145)의 개폐작용으로 인해, 온수저장부(122)의 물은 선택적으로 온도조절부(103)에 공급될 수 있다. 즉, 온수공급관(144)이 온수밸브(145)에 의해 개방된 상태에서만 온수저장부(122)의 물은 온수공급관(144) 및 유동공급관(141)을 통해 온도조절부(103)에 공급될 수 있다.

펌프(146)는 유동공급관(141)과 냉수공급관(142) 및 온수공급관(144) 사이에 위치되어, 물을 냉수저장부(121)의 물, 또는 온수저장부(122)의 물을 밀어올리는 형태로 온도조절부(103)로 유도한다. 이때, 냉수밸브(143) 및 온수 밸브(145)의 작동으로, 냉수공급관(142) 및 온수공급관(144) 중 하나만이 선택적으로 개방된다. 이로 인해, 펌프(146)에 의해, 물은 냉수저장부(121)로부터 냉수공급관(142)과 유동공급관(141)을 통해 온도조절부(103)으로 유도되거나, 온수저장부(122)로부터 온수공급관(144)와 유동공급관(141)을 통해 온도조절부(103)으로 유도된다.

지붕부(105)는 벽체부(101)의 상면에 배치되어 재배공간(101a)을 폐쇄한다. 이때, 지붕부(105)는 비닐, 유리 등과 같은 투명한 재질로 이루어져, 태양광이 투과하여 재배공간(101a)의 내부에 도달한다. 이로 인해, 재배공간(101a)은 태양에 의한 온도변화가 이루어진다. 또한, 지붕부(105)의 내부에는 거품이 충진된다. 거품은 지붕부(105)와 조합하여 재배공간(101a)에 보온효과 또는 차광효과를 제공하고, 지붕부(105)를 통한 태양광의 투과를 차단하기도 한다. 또한, 거품에는 흑색 등과 같은 색상이 추가되는 경우, 태앙광의 투과를 차단하는 성능이 향상될 수도 있다. 그래서 여름철에는 태양열로 인해 재배공간(101a)의 온도가 현저하게 증가하는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 거품액은 거품을 발생시키는 액체를 의미한다. 또한, 지붕부(105)는 지붕몸체(151), 거품액공급관(152), 거품액배출관(153) 및 거품액공급부(154)를 포함한다.

지붕몸체(151)는 재배공간(101a)을 폐쇄하도록 벽체부(101)의 상면에 배치된다. 또한, 지붕몸체(151)는 상하방향으로 상호 간에 이격된 파이프들 사이에 연속적으로 삼각형이 배열되도록 경사진 바아(bar)들을 배치하여 측면들을 형성하고, 하면에는 패드를 붙이고 철사스프링을 이용하여 비닐 등과 같은 투명한 재질이 고정되도록 한다. 한편, 지붕몸체(151)의 상면은 필요에 따라 투명한 재질로 개폐될 수 있다. 예를 들어, 비닐이 파이프에 감긴 상태에서 남측벽(113) 상에 위치되어, 지붕몸체(151)의 상면은 개방된다. 이때, 파이프를 북측벽(111)을 향해 이동시켜 비닐을 파이프로부터 풀리도록 하여, 비닐이 지붕몸체(151)의 상면을 덮어 폐쇄시키도록 한다. 상기 비닐이 감겨진 파이프의 상하이동은 감속모터를 작동으로 이루어 진다. 이로 인해, 지붕몸체(151)의 내부에는 거품공간(151a)이 형성된다. 거품공간(151a)에는 거품이 충진 된다.

거품액공급관(152)은 거품공간(105a)에 삽입되어 거품공간(105a)의 중앙에 측벽(112)과 평행하도록 배치된다. 이로 인해, 거품공간(105a)에는 거품액의 유동 경로가 형성된다. 이때, 거품액공급관(152)의 제 1 종단은 거품액공급부(154)와 연결되고, 제 2 종단은 거품액배출관(153)과 연결된다.

거품액배출관(153)은 거품액공급관(152)으로부터 분기되어 거품공급관(152)과 교차한다. 또한, 거품액배출관(153)의 외주면에는 스프링클러(153a)들이 설치되는데, 거품액공급관(152)에 공급된 거품액은 거품 배출관(153)과 스프링클러(153a)들을 통해 거품으로 거품공간(105a)으로 분사된다. 이때, 거품액 배출관(153)은 북측벽(111)에 인접하면서 북측벽(111)과 평행하도록 위치되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 벽체부(101)에 의해 지붕몸체(151)가 남측으로 경사지고, 거품 자체의 무게와 때문에, 거품은 남측으로 유동하면서 거품공간(101a)에 고르게 충진된다.

거품액공급부(154)는 거품액을 저장하고, 지붕몸체(151)의 남측 종단부에 인접하도록 위치된다. 거품액공급부(154)는 거품액공급관(152)의 제 1 종단과 연결되어, 거품액을 거품액공급관(152)으로 공급한다. 이러한 거품액의 공급이 지속적으로 이루어져, 거품액은 스프링클러(153a)들을 통해 거품으로 배출되어 거품공간(105a)에 충진 된다. 또한, 거품액공급부(154)는 저장조(154a), 거품액펌프(154b), 공기압축기(154c) 및 거품액유도관(154d)을 포함한다.

저장조(154a)는 거품액을 수용하고, 거품액의 배출과 유입이 지속적으로 이루어진다.

거품액펌프(154b)는 저장조(154a)의 내부에 위치되거나 저장조(154a)의 외부에서는 저장조(154a)와 거품액공급관(152) 사이에 위치되어, 거품액공급관(152)과 연결된다. 이때, 거품액펌프(154b)는 거품액을 저장조(154a)로부터 거품공급관(152)으로 밀어 올리는 형태로 유도한다. 즉, 거품액펌프(154b)의 작동으로 인해, 거품액이 거품액공급관(152)으로 유입된다.

공기압축기(154c)는 거품액펌프(154b)에 인접한 거품액공급관(152)의 외주면에 연결되어, 압축공기를 거품액공급관(152)에 주입한다. 이때, 공기압축기(154c)는 거품공간(105a)의 위치를 고려하면 거품액펌프(154b)의 상측에 위치되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 거품공간(105a)에 충진되는 거품액에서 거품의 발생이 증가하게 된다.

거품액유도관(154d)은 저장조(154a)와 거품공간(105a)을 연결한다. 이때, 거품액유도관(154d)은 저장조(154a)와 인접하도록 배치된다. 이로 인해, 지붕몸체(151)가 측벽(112)들로 인해 남측으로 경사진 상태이기 때문에, 거품공간(105a)에 충진된 거품은 지붕몸체(151)를 따라 남측으로 유동한다. 이때, 거품은 사그라져 거품액의 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 거품액은 거품액유도관(154d)을 통해 거품공간(105a)으로부터 저장조(154a)로 유도된다. 저장조(154a)로 유도된 거품액은 거품액펌프(154b)에 의해 다시 거품액공급관(152)으로 유도되어 거품으로 거품공간(105a)에 배출되어 충진 된다.

한편, 본 발명의 온실(100)은 재배공간(101a)의 온도를 조절하기 위하여, 보조온도조절부(106), 분기부(107) 및 공기공급부(108)를 더 포함할 수도 있다.

보조온도조절부(106)는 재배공간(101a)의 바닥면 가장자리를 따라 재배공간(101a)의 바닥면 상에 배열되어 온도조절부(103)와 저장부(102)를 연결한다. 이로 인해, 온도조절부(103)를 유동한 물은 보조온도조절부(106)를 따라 유동한 후에 저장부(102)에 유입되기도 한다. 이때, 물은 보조온도조절부(106)에 유입되어 보조온도조절부(106)를 따라 유동하면서 재배공간(101a)과 열교환이 이루어져, 재배공간(101a)의 온도를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.

한편, 보조온도조절부(106)는 손쉽게 감았다가 펼칠 수 있는 비닐 등과 같은 플렉서블한 재료로 이루어질 수 있다. 이로 인해, 보조온도조절부(106)는 선택적으로 온도조절부(103)를 따라 유동한 물을 재배공간(101a)과 열교환이 이루어지는데 이용될 수 있다. 또한, 보조온도조절부(106)도 흑관으로 이루어져, 태양열의 흡수가 양호하게 이루어지도록 할 수 있다.

분기부(107)는 온도조절부(103)의 제 2 종단을 보조온도조절부(106) 및 저장부(102)를 연결한다. 이때, 분기부(107)는 온도조절부(103)를 따라 유동한 물을 선택적으로 보조온도조절부(106)을 따라 유동하도록 한다. 즉, 온도조절부(103)를 따라 유동한 물은 분기부(107)에 의해 보조온도조절부(107)를 통과하거나 직접 저장부(102)에 유입될 수 있다. 또한, 분기부(107)는 제 1 분기관(171), 제 2 분기관(172), 바닥밸브(173), 제 3 분기관(174) 및 저장밸브(175)를 포함한다.

제 1 분기관(171)은 온도조절부(103)의 제 2 종단에 연결되고, 온도조절부(103)를 따라 유동한 물이 제 1 분기관(171)에 유입된다.

제 2 분기관(172)은 제 1 분기관(171)과 보조온도조절부(106)를 연결한다. 또한, 제 2 분기관(172)은 제 1 분기관(171)에 유입된 물을 보조온도조절부(106)로 유도한다.

바닥밸브(173)는 제 2 분기관(172) 상에 설치되어, 제 2 분기관(172)을 개폐한다. 이때, 바닥밸브(173)는 제 1 분기관(171)에 유입된 물을 선택적으로 보조온도조절부(106)를 통해 저장부(102)에 유입되도록 한다.

제 3 분기관(174)은 제 1 분기관(171)과 저장부(102)를 연결한다. 또한, 제 3 분기관(174)은 제 1 분기관(171)에 유입된 물을 저장부(102)로 유도한다.

저장밸브(175)는 제 3 분기관(175) 상에 설치되어, 제 3 분기관(174)을 개폐한다. 이때, 저장밸브(175)는 제 1 분기관(171)에 유입된 물을 선택적으로 직접 저장부(102)에 유입되도록 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 분기부(107)에서 바닥밸브(173)와 저장 밸브(175)의 선택적인 개폐가 보조온도조절부(106)의 이용을 구현한다.

바닥밸브(173)가 제 2 분기관(172)을 개방하고 저장밸브(175)가 제 3 분기관(174)을 폐쇄할 때에는 제 1 분기관(171)에 유입된 물은 보조온도조절부(106)에만 공급된다. 반면에, 바닥밸브(173)가 제 2 분기관(172)을 폐쇄하고 저장밸브(175)가 제 3 분기관(174)을 개방할 때에는 제 1 분기관(171)에 유입된 물은 저장부(102)에만 공급된다.

한편, 바닥밸브(173)가 제 2 분기관(172)을 폐쇄하고 저장밸브(175)가 제 3 분기관(174)을 폐쇄한 상태에서, 펌프(143)가 작동하지 않으면, 저장부(102)의 물이 유동하지 않는다. 이때, 물은 온도조절부(103)에서는 태양열에 의해 가열되기도 하고, 저장부(102)에서는 재배공간(101a)과 열교환을 위한 온도를 유지하게 된다.

공기공급부(108)는 재배공간(101a)의 바닥면을 통해 저장부(102)와 재배공간(101a)을 연결하고, 저장부(102)의 공기를 재배공간(101a)으로 공급한다. 이로 인해, 재배공간(101a)의 온도가 증가되거나 감소된다. 이때, 저장부(102)의 공기가 재배공간(101a)으로 공급될 때, 상응하는 재배공간(101a)의 공기가 저장부(102)에 공급되기도 한다. 또한, 공기공급부(108)는 송풍기(181)들과 배출관(183)들을 포함한다.

송풍기(181)들은 저장부(102)에 연결되어 저장부(102)의 공기를 재배공간(101a)으로 유도한다. 이때, 송풍기(181)들은 북측벽(111)의 동서방향을 따라 상호 간에 이격되도록 재배공간(101a)의 바닥면 상에 배열된다. 또한, 송풍기(181)들은 재배공간(101a)의 온도에 따라 냉수저장부(121)와 온수저장부(122)에 선택적으로 연결될 수 있다.

배출관(183)들은 송풍기(181)들에 각각 연결되어 송풍기(181)들에 의해 상호 간에 이격되도록 재배공간(101a)의 바닥면 상에서 평행하게 배열된다. 또한, 배출관(183)의 외주면에는 복수 개의 배출홀(183a)들이 형성되어, 배출관(183)으로 유도된 공기는 배출홀(183a)들을 통과하여, 재배공간(101a)으로 배출된다. 이때, 배출관(183)들은 비닐 등과 같은 플렉서블한 재질로 이루어져 필요에 따라 재배공간(101a)에 배치되도록 할 수 있다.

한편, 공기공급부(108)는 저장부(101)의 공기를 재배공간(101a)으로 공급하기에, 저장부(102)의 수위가 일정 수준 이하로 확보한 상태로 작동하는 것이 바람직하다.

이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. 또한, 특허청구범위의 기재 중 괄호 내의 기재는 기재의 불명료함을 방지하기 위한 것이며, 특허청구범위의 권리범위는 괄호 내의 기재를 모두 포함하여 해석되어야 한다.

100: 온실
101: 벽체부
102: 저장부
103: 온도조절부
104: 물공급부
105: 지붕부
106: 보조온도조절부
107: 분기부
108: 공기공급부

Claims

지면에 설치되는 온실에 있어서,
상기 지면에 식물을 위한 재배공간을 형성하는 벽체부(상기 벽체부는 북측과 대향하도록 설치된 북측벽, 및 상기 북측벽의 양종단면으로부터 연장되어 남측을 향하여 상기 지면으로 경사진 측벽들을 포함한다);
상기 북측벽의 동서방향을 따라 상기 재배공간의 바닥면 아래에 설치되어, 물 및 공기를 수용하는 저장부;
상기 북측벽의 내측면 전체에 걸쳐 배치되고, 상기 물이 상기 저장부로부터 공급되어 상기 저장부에 다시 공급되도록 유동시켜 상기 재배공간과 열교환이 이루어지는 온도조절부;
상기 온도조절부의 제 1 종단과 상기 저장부를 연결하고, 상기 물을 상기 저장부로부터 상기 온도조절부로 공급하여 상기 온도조절부를 따라 유동시키는 물공급부; 및
상기 벽체부의 상면에 배치되어 상기 재배공간을 밀폐하는 지붕부(지붕부의 내부에는 거품이 충진된다)를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실.
제 1 항에 있어서, 상기 온실은,
상기 재배공간의 바닥면의 가장자리를 따라 상기 재배공간의 바닥면 상에 배치되어, 상기 온도조절부와 상기 저장부를 연결하는 보조온도조절부; 및
상기 온도조절부의 제 2 종단을 상기 보조온도조절부 및 상기 저장부에 연결하고, 상기 온도조절부를 따라 유동한 물을 상기 보조온도조절부를 통하거나 직접 상기 저장부에 공급하는 분기부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온실.
제 2 항에 있어서, 상기 분기부는,
상기 온도조절부의 제 2 종단에 연결되고, 상기 온도조절부를 따라 유동한 물이 유입되는 제 1 분기관;
상기 제 1 분기관과 상기 보조온도조절부를 연결하고, 상기 제 1 분기관에 유입된 물을 상기 보조온도조절부로 유도하는 제 2 분기관;
상기 제 2 분기관에 설치되어 상기 제 2 분기관을 개폐하는 바닥밸브;
상기 제 1 분기관과 상기 저장부를 연결하고, 상기 제 1 분기관에 유입된 물을 상기 저장부로 유도하는 제 3 분기관; 및
상기 제 3 분기관에 설치되어 상기 제 3 분기관을 개폐하는 저장밸브를 포함하되,
상기 바닥밸브가 상기 제 2 분기관을 개방하고 상기 저장밸브가 상기 제 3 분기관을 폐쇄할 때, 상기 제 1 분기관에 유입된 물은 상기 보조온도조절부에만 공급되고,
상기 바닥밸브가 상기 제 2 분기관을 폐쇄하고 상기 저장밸브가 상기 제 3 분기관을 개방할 때, 상기 제 1 분기관에 유입된 물은 상기 저장부에만 공급되는 것을 특징으로 하는 온실.
제 1 항에 있어서, 상기 저장부는,
상기 재배공간의 온도를 감소시키기 위한 물을 저장하고 일정한 온도에 도달시키는 냉수저장부; 및
상기 냉수저장부의 상측에 위치되고, 상기 재배공간의 온도를 증가시키기 위한 물을 저장하고 일정한 온도에 도달시키는 온수저장부(상기 온수저장부는 상기 냉수저장부보다 높은 온도의 물을 저장한다)를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실.
제 4 항에 있어서,
상기 냉수저장부의 상면이 상기 재배공간의 바닥면으로부터 2m이하에 위치되는 것을 특징으로 하는 온실.
제 4 항에 있어서,
상기 온도조절부가 태양열에 의해 가열된 후에, 상기 온도저장부의 물은 상기 온도조절부를 따라 유동하여 상기 온수저장부에 저장되는 것을 특징으로 하는 온실.
제 1 항에 있어서, 상기 온실은,
상기 저장부와 상기 재배공간을 연결하고, 상기 저장부의 공기를 상기 재배공간으로 공급하는 공기공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온실.
제 7 항에 있어서, 상기 공기공급부는,
상기 저장부와 연결되어 상기 재배공간의 바닥면 상에 배치되고, 상기 저장부의 공기를 상기 재배공간으로 유도하는 송풍기; 및
상기 송풍기에 연결되어 상기 재배공간의 바닥면 상에 배치되고, 상기 저장부의 공기가 유입되어 상기 재배공간으로 배출되는 배출관(상기 배출관의 외주면에는 복수 개의 배출홀들이 형성되고, 상기 저장부의 공기는 상기 배출홀들을 통과한다)을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실.
제 4 항에 있어서, 상기 물 공급부는,
상기 온도 조절부의 제 1 종단에 연결되는 유동공급관;
상기 유동공급관을 상기 냉수저장부의 하부에 연결하는 냉수공급관;
상기 냉수공급관에 설치되어 상기 냉수공급관을 개폐하는 냉수밸브;
상기 유동공급관을 상기 온수저장부의 하부에 연결하는 온수공급관;
상기 온수공급관에 설치되어 상기 온수공급관을 개폐하는 온수밸브; 및
상기 유동공급관과 상기 냉수공급관 및 상기 온수공급관 사이에 위치되어, 상기 물을 상기 냉수저장부 또는 상기 온수저장부로부터 상기 유동공급관으로 유도하는 펌프를 포함하되,
상기 냉수공급관과 상기 온수공급관 중 하나는 개방되고 나머지 하나는 폐쇄되며,
상기 펌프는 상기 냉수저장부와 상기 온수저장부 중 하나로부터 상기 물을 상기 온도조절부에 공급하는 것을 특징으로 하는 온실.
제 1 항에 있어서, 상기 지붕부는,
상기 재배공간을 폐쇄하도록 상기 벽체부의 상면에 배치되는 지붕몸체(상기 지붕몸체의 내부에는 상기 거품을 수용하는 거품공간이 형성된다);
상기 거품공간에 삽입되어, 거품액이 유동하는 거품액공급관;
상기 거품액공급관으로부터 분기되어, 상기 거품액을 상기 거품으로 상기 거품공간으로 배출시키는 거품액배출관; 및
상기 거품액공급관의 제 1 종단과 연결되어 상기 지붕몸체의 남측 종단부에 인접하도록 위치되고, 상기 거품액공급관으로 상기 거품액을 공급하는 거품액공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실.
제 10 항에 있어서, 상기 거품액공급부는,
상기 거품액이 수용되는 저장조;
상기 거품액공급관의 제 1 종단과 연결되고, 상기 저장조의 거품액을 상기 거품액공급관으로 유도하는 거품액펌프;
상기 거품액펌프에 인접한 상기 거품액공급관의 외주면과 연결되어 압축 공기를 거품액공급관에 주입하는 공기 압축기; 및
상기 저장조와 상기 거품공간을 연결하고, 상기 거품공간의 거품액을 상기 저장조로 유도하는 거품액유도관을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실.
제 10 항에 있어서, 상기 거품액배출관은,
상기 거품액배출관의 외주면에 설치되어, 상기 거품액배출관의 외주면을 통해 상기 거품을 상기 거품공간으로 분사하는 스프링클러들을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실.