KR20180074463A - 백화고 수득을 위한 환경 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

백화고 수득을 위한 환경 제어 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180074463A
KR20180074463A KR1020160178551A KR20160178551A KR20180074463A KR 20180074463 A KR20180074463 A KR 20180074463A KR 1020160178551 A KR1020160178551 A KR 1020160178551A KR 20160178551 A KR20160178551 A KR 20160178551A KR 20180074463 A KR20180074463 A KR 20180074463A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
humidity
range
cultivation room
heat exchanger
Prior art date
Application number
KR1020160178551A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101945873B1 (ko
Inventor
권진경
김승희
전종길
김형권
장갑열
정진홍
Original Assignee
대한민국(농촌진흥청장)
주식회사 세기
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대한민국(농촌진흥청장), 주식회사 세기 filed Critical 대한민국(농촌진흥청장)
Priority to KR1020160178551A priority Critical patent/KR101945873B1/ko
Publication of KR20180074463A publication Critical patent/KR20180074463A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101945873B1 publication Critical patent/KR101945873B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G18/00—Cultivation of mushrooms
    • A01G18/60—Cultivation rooms; Equipment therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/246—Air-conditioning systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/83—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/83—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers
    • F24F11/84—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers using valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/06—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0007—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
    • F24F5/001—Compression cycle type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F2003/144—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by dehumidification only
    • F24F2003/1446—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by dehumidification only by condensing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Mushroom Cultivation (AREA)
  • Greenhouses (AREA)

Abstract

본 발명은 온도와 습도를 제어하여 표고버섯의 백색 부분을 효율적으로 얻어 백화고 수득율이 우수한 환경 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 표고버섯이 포함되며 침수 이후의 배지가 수납되는 배지 트레이(11)가 수용되는 재배실(10)에 설치되는 환경 제어 장치에 있어서, 상기 재배실(10)의 내부와 외부에 위치하여 온도와 습도를 조절하는 온습도 제어유닛(100); 상기 배지 트레이(11)의 상부에 위치하여 상기 재배실(10) 내부의 온도와 습도를 센싱하는 센서부(200); 상기 배지 트레이(11)의 상부에 위치하여 상기 배지 트레이(11)에 대한 영상 데이터를 수집하는 영상수단(300); 및 상기 영상수단(300)에서 수집된 영상 데이터를 입력받아 표고버섯의 갓 직경 크기의 평균 값을 산출하여 기설정된 제어 방법으로 상기 온습도 제어유닛(100)을 제어하는 제어부(500);를 포함하는 환경 제어 장치를 제공한다.

Description

백화고 수득을 위한 환경 제어 장치 및 그 방법{Environment management device for Getting Shiitake Mushroom, and method for the same}
본 발명은 백화고 수득을 위한 환경 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온도와 습도를 제어하여 표고버섯의 백색 부분을 효율적으로 얻어 백화고 수득율이 우수한 환경 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 표고버섯은 크게 원목에 버섯 종균을 주입한 상태로 배양기간을 거쳐 생산되는 원목 표고버섯과, 참나무 및 톱밥을 분쇄한 상태로 혼합하여 제작한 배지에 버섯 종균을 주입한 상태로 배양기간을 거쳐 생산되는 배지 표고버섯으로 구분될 수 있다.
종래에는 주로 원목 방식으로 표고버섯을 재배하였으나, 노동력 투입대비 표고버섯의 회수율이 늦어지고, 농가의 자금 회수가 지연됨에 따라, 노동력이 상대적으로 적게 투입되면서 표고버섯의 회수율이 빠른 배지 방식으로 전환되고 있는 추세이다.
하지만, 이러한 배지 방식에 있어서도, 상품 가치가 높은 표고버섯의 백화고 수득을 위하여는 정밀한 온도 및 습도의 제어 관리가 요구되지만, 실제 농가에서는 인력으로 온도와 습도의 제어 관리를 수행하고 있는 관계로, 온도 및 습도의 정밀한 제어 관리에 한계가 있다. 정확한 제어 관리가 이루어지지 않기 때문에, 백화고 수득을 위한 표고버섯 재배에서 불량률도 상대적으로 높다.
관련 특허 공보를 살펴본다.
제10-2005-0080111호는 셀레늄 백화고 표고버섯 재배방법에 관한 것으로, 셀레늄을 포함한 영양소 및 그 수용액에 침지된 참나무 톱밥으로 된 배지에 종균을 접종하여 재배하고, 고온의 온실보다 온도차가 큰 저온의 대기를 접하게 하여 양호한 백화고를 생성시키는 방법에 관한 것이다.
그러나, 이는 셀레늄을 백화고에 포함시키기 위한 것으로, 환경을 조절하는 방법에 대하여는 개시되지 않아 여전히 문제를 해결하지 못했다.
한국등록특허공보 제10-1560137호 한국등록특허공보 제10-1013750호 한국등록특허공보 제10-1401791호 한국등록특허공보 제10-1174245호 한국등록특허공보 제10-1381711호 한국공개특허공보 제10-2014-0021857호 한국공개특허공보 제10-2013-0122492호 한국공개특허공보 제10-2005-0080111호
본 발명은, 백화고를 수득하기 위한 생육 재배에 대하여 많은 인력이 필요한데 비해 질 좋은 백화고 표고버섯을 배양하기는 어려웠기에 이를 해결하고자 한다.
구체적으로, 백화고를 수득하기 위한 최적의 환경을 제시하며 자동화 방식으로 구현하여 최소한의 인력을 도모할 수 있는 환경 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 표고버섯이 포함되며 침수 이후의 배지가 수납되는 배지 트레이(11)가 수용되는 재배실(10)에 설치되는 환경 제어 장치에 있어서, 상기 재배실(10)의 내부와 외부에 위치하여 온도와 습도를 조절하는 온습도 제어유닛(100); 상기 배지 트레이(11)의 상부에 위치하여 상기 재배실(10) 내부의 온도와 습도를 센싱하는 센서부(200); 상기 배지 트레이(11)의 상부에 위치하여 상기 배지 트레이(11)에 대한 영상 데이터를 수집하는 영상수단(300); 및 상기 영상수단(300)에서 수집된 영상 데이터를 입력받아 표고버섯의 갓 직경 크기의 평균 값을 산출하여 기설정된 제어 방법으로 상기 온습도 제어유닛(100)을 제어하는 제어부(500)를 포함하는 환경 제어 장치를 제공한다.
또한, 상기 산출된 갓 직경 크기의 평균 값이 클수록, 상기 온습도 제어유닛(100)이 상기 재배실(10) 내부의 온도와 습도를 낮게 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기설정된 제어 방법은 제 1 단계, 제 2 단계, 제 3 단계, 제 4 단계 및 제 5 단계에 따른 제어 방법을 포함하고, 상기 제 1 단계로 갈수록 상기 산출된 갓 직경 크기의 평균 값이 작아지고, 상기 제 5 단계로 갈수록 상기 산출된 갓 직경 크기의 평균 값이 커지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 단계에서 상기 갓 직경 크기의 평균 값이 1cm이하이며, 상기 제 2 단계에서 상기 갓 직경 크기의 평균 값이 1cm초과 2cm이하이며,상기 제 3 단계에서 상기 갓 직경 크기의 평균 값이 2cm초과 4cm이하이며, 상기 제 4 단계에서 상기 갓 직경 크기의 평균 값이 4cm초과 5cm이하이며, 상기 제 5 단계에서 상기 갓 직경 크기의 평균 값이 5cm초과인 것이 바람직하다.
또한, 상기 재배실(10)의 내부는, 상기 제 1 단계에서 온도 20℃와 습도 90%로 제어되고, 상기 제 2 단계에서 온도 20℃ 내지 15℃와 습도 70%로 제어되고, 상기 제 3 단계에서 온도 17℃ 내지 13℃와 습도 60%로 제어되고, 상기 제 4 단계에서 온도 15℃ 내지 10℃와 습도 50%로 제어되고, 상기 제 5 단계에서 온도 15℃ 내지 5℃와 습도 40%로 제어되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부(500)와 연결되어 시간 데이터를 전송하는 정보통신수단(400)을 더 포함하고, 상기 제어부(500)는 시간 데이터를 입력받아 기설정된 방법으로 일출의 시점과 일몰의 시점을 판단하고, 상기 제어부(500)는 일출의 시점부터 일몰의 시점 전까지의 온도와 일몰의 시점부터 일출의 시점 전까지의 온도를 다르게 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 정보통신수단(400)은 상기 제어부(500)를 통해 상기 영상수단(300)의 영상 데이터를 전달받아 디스플레이하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 온습도 제어유닛(100)은, 상기 재배실(10)의 내부에 설치되는 제 1 열교환기(110); 상기 재배실(10)의 외부에 설치되는 제 2 열교환기(120); 상기 제 1 열교환기(110) 및 상기 제 2 열교환기(120)에서 제공되는 냉매를 압축시키는 압축기(130); 상기 압축기(130)에서 압축된 냉매의 압력을 낮추고 용량을 팽창시키는 팽창 밸브(140); 상기 온습도 제어유닛(100)에 따른 냉방과 난방을 전환하기 위해 냉매의 진행 방향을 전환하는 사방 밸브(150); 및 상기 제 1 열교환기(110), 상기 제 2 열교환기(120), 상기 압축기(130), 상기 팽창 밸브(140) 및 상기 사방 밸브(150)를 연결하도록 구비되어 상기 제 1 열교환기(110) 및 상기 제 2 열교환기(120)에서 제공되는 냉매를 순환시키는 순환 라인(101);을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 열교환기(110)의 유입라인과 유출라인 각각에는 제 1 쓰리웨이 밸브(112, 113)가 위치하고, 상기 제 1 쓰리웨이 밸브(112, 113)는 제 1 바이패스 라인(111)에 의해 연결되며, 상기 제 2 열교환기(120)의 유입라인과 유출라인 각각에는 제 2 쓰리웨이 밸브(122, 123)가 위치하고, 상기 제 2 쓰리웨이 밸브(122, 123)는 제 2 바이패스 라인(121)에 의해 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 환경 제어 장치는, 상기 재배 트레이(11)의 상부에 위치하도록 구축되는 레일을 더 포함하고, 상기 영상수단(300)은 상기 레일 상에서 이동 가능한 것이 바람직하다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는, (a) 영상수단(300)이 재배실(10) 내에 위치한 배지 트레이(11)를 촬영하는 단계; (b) 상기 영상수단(300)이 상기 촬영된 영상데이터를 토대로 표고버섯의 갓 직경 크기를 산출하는 단계; (c) 제어부(500)가 상기 산출된 표고버섯의 갓 직경 크기를 토대로 평균 값을 산출하는 단계; (d) 상기 제어부(500)가 상기 산출된 평균 값에 따라 기설정된 제어 방법을 로딩하는 단계; 및 (e) 상기 제어부(500)가 상기 로딩된 제어 방법에 따라 온습도 제어유닛(100)을 제어하여 상기 재배실(10)의 내부 환경을 제어하는 단계를 수행하는 환경 제어 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 환경 제어 장치 및 방법은 표고버섯의 생육 재배에 최적화된 환경을 제공하여 백화고를 수득할 수 있기 때문에 표고버섯의 상품 가치를 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 표고버섯의 생육 재배 과정에서 백화고 수득을 위한 온도와 습도를 일출의 시점 이후와 일몰의 시점 이후로 구분하여 적용시킨 관계로 백화고 현상을 극대화시켜 백화고 수득율을 대폭 향상시킬 수 있다.
아울러, 본 발명은 표고버섯의 생육 재배 과정에 백화고 수득에 요구되는 최적화된 환경을 자동으로 제어하며 관리할 수 있음에 따라 표고버섯의 생육 재배에 소모되는 노동력 및 인건비의 절감과 함께, 표고버섯 생육 재배에 대한 관리가 수월해진다.
도 1은, 본 발명에 따른 환경 제어 장치의 개략도이다.
도 2에서, 본 발명에 따른 환경 제어 장치에 포함된 히트펌프의 냉방모드시의 동작이 도시된다.
도 3 내지 도 4는, 본 발명에 따른 환경 제어 방법에서 냉방 및 제습모드를 수행할 경우, 환경 제어 장치의 동작을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 환경 제어 방법의 순서도이다.
도 6 내지 도 10는 본 발명에 따른 환경 제어 방법에서 1 단계 내지 5단계에 대한 백화고의 적정 생육환경의 설정을 도시한다.
본 발명에서 '재배실(10)'은 표고버섯이 포함되며 침수 이후의 배지가 수용될 수 있는 공간으로, 표고버섯이 포함되며 침수된 배지가 수용될 수 있는 온실, 비닐하우스 등으로 대체되어도 무방하다.
본 발명에서 숫자 뒤의'%'는 습도의 단위를 의미하며, 숫자 뒤의'℃'는 온도의 단위를 의미한다.
본 발명에서 온도와 습도 앞에 붙는 '기준'의 의미는 오차의 범위의 기준이 되는 것을 의미한다.
본 발명에서 온도와 습도 앞에 붙는 '실내'의 의미는 재배실(10) 내부를 의미한다.
본 발명에서 '일출 이후의 시간'은 일출의 시점을 기준으로 일몰의 시점 전까지의 시간을 의미한다.
본 발명에서 '일몰 이후의 시간'은 일몰의 시점을 기준으로 일출의 시점 전까지의 시간을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 환경 관리 장치 및 환경 관리 방법을 상세히 설명한다.
환경 제어 장치
도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 백화고 수득을 위한 환경 제어 장치를 설명한다.
재배실(10)은 표고버섯이 포함되며 침수 이후의 배지가 수납되는 배지 트레이(11)를 포함하며, 본 발명에 따른 환경 제어 장치가 포함하는 온습도 제어유닛(100)이 재배실(10)의 내부 및 외부에 설치된다.
재배실(10)은 내부의 온도 및 습도 유지를 위해 경우에 따라 외부 기후에 의해 영향을 받지 않도록 차광막 및 보온커튼 등을 포함한다.
또한, 재배실(10)의 천장 외측으로 외부기상 센서들을 설치할 수 있다. 이는, 재배실(10)의 외부 기후를 파악하기 위함이다. 풍향, 풍속, 강우량, 온도, 습도, 일사량 등을 각각 체크 감지하는 센서들 중 어느 하나 이상으로 마련될 수 있다.
또한, 재배실(10)은 환풍구 및 배기팬을 더 포함하여, 환기가 필요할 경우 환기를 수행할 수 있다.
또한, 재배실(10)은 배지 트레이(11)의 상부에 위치하도록 구축되는 레일을 더 포함할 수 있다.
온습도 제어유닛(100)은 재배실(10) 내부의 온도와 습도를 조절하며 순환라인(101)에 의해 연결되는 제 1 열교환기(110), 제 2 열교환기(120), 팽창 밸브(140), 압축기(130) 및 사방밸브(150)를 포함하는 히트펌프이다.
또한, 온습도 제어유닛(100)은 별도로 설치되는 냉방기, 난방기 및 가습기를 더 포함할 수 있다.
제 1 열교환기(110)는 증발기 또는 응축기로 이용되어 재배실(10) 내의 온도 및 습도를 제어하며, 바람직하게는 재배실(10)의 내부에 설치된다.
제 2 열교환기(120)는 증발기 또는 응축기로 이용되어 재배실(10) 내의 온도 및 습도를 제어하며, 바람직하게는 재배실(10)의 외측에 설치된다.
제 2 열교환기(120)는 일 실시예에서는 재배실(10)의 외측에 설치된 것으로 도시되어있으나, 필요에 의해 재배실(10)의 내부 일측에 설치될 수도 있다.
도 3 내지 도 4를 참조하여 제 1 열교환기(110) 및 제 2 열교환기(120)의 연결구조에 대해 상세히 설명한다.
제 1 열교환기(110) 및 제 2 열교환기(120)는 순환 라인(101)에 의해 연결되어 폐회로를 형성한다.
제 1 열교환기(110)의 입구측과 출구측에 위치하는 순환 라인(101)에 제 1 쓰리웨이 밸브(112, 113)가 각각 설치된다.
제 1 쓰리웨이 밸브(112, 113)는 제 1 바이패스 라인(111)에 의해 연결된다.
제 2 열교환기(120)의 입구측과 출구측에 위치하는 순환 라인(101)에 제 2 쓰리웨이 밸브(122, 123)가 각각 설치된다.
제 2 쓰리웨이 밸브(122, 123)는 제 2 바이패스 라인(121)에 의해 연결된다.
순환 라인(101)에는 압축기(130), 팽창 밸브(140) 및 사방밸브(150)가 더 위치한다.
압축기(130)는 제 1 열교환기(110) 및 제 2 열교환기(120)에서 제공되는 냉매를 압축시켜 압력을 높인다.
팽창 밸브(140)는 압축기(130)에서 압축된 고온 고압인 냉매의 압력을 낮추고 용량을 팽창시킨다.
팽창 밸브(140)에 의해 제 1 열교환기(110) 또는 제 2 열교환기(120) 측으로 정역방향으로 순환되면서 하나의 사이클을 형성한다.
사방 밸브(150)는 순환라인(101)내에서 순환되는 냉매들의 진행 방향을 전환함으로써 온습도 제어유닛(100)의 냉방과 난방을 전환시킨다.
구체적으로, 온습도 제어유닛(100)은 사방밸브(150)를 제어함으로써 제 1 열교환기(110)를 증발기로 사용하는 냉방모드, 제 1 열교환기(110)를 응축기로 사용하는 난방모드로 운영할 수 있다.
냉방모드시 제 1 바이패스 라인(111)으로 냉매를 통과시켜 제 1 열교환기(110)의 온도를 정밀 제어함으로써 제습 및 냉방모드로 운용할 수 있다.
센서부(200)는 재배실(10)의 내부 및 외부에 설치되며, 온도센서(TS), 습도센서(HS) 및 조도센서(IS)를 포함한다.
재배실(10)의 내부에 설치되는 센서부(200)의 경우 표고버섯의 배양 환경을 정확하게 센싱하기 위해, 배지 트레이(11)와 인접하게 설치되는 것이 바람직하다.
온도센서(TS)는 재배실(10) 내외의 온도를 감지하며, 재배실(10)에 설치된 채 기설정된 온도의 오차범위를 벗어난 온도 구간을 더 감지한다.
습도센서(HS)는 재배실(10) 내외의 습도를 감지하며, 재배실(10)에 설치된 채 기설정된 습도의 오차 범위를 벗어난 습도 구간을 더 감지한다.
조도센서(IS)는 재배실(10) 내외의 조도를 센싱하여 제어부(100)에 전달한다.
영상수단(300)은 재배실(10) 내에 위치하는 레일 상에서 이동 가능하며, 배지 트레이(11)를 촬영함으로써, 표고버섯의 갓을 실시간으로 촬영할 수 있다.
또한, 영상수단(300)는 후술할 제어부(500)와 전기적으로 연결되며, 촬영부와 영상처리부를 포함한다.
촬영부는 배지 트레이(11)에 수납된 배지를 촬영하여, 생육되고 있는 표고버섯의 갓을 촬영할 수 있다.
영상처리부는 촬영부로부터 추출된 영상데이터를 분석하여 생육되고 있는 표고버섯의 갓 직경 크기를 측정하고, 기설정된 방법으로 산출된 표고버섯의 갓 직경 크기 값은 제어부(500)로 전송된다.
정보통신수단(400)는 제어부(500)와 연결되어 제어부(500)에 전송된 영상 데이터 및 산출 데이터를 수신받는다.
정보통신수단(400)에 의해 재배실(10)에서 생육되고 있는 표고버섯의 배양 상태를 확인할 수 있으며, 갓 직경 크기별로 온도 및 습도에 대한 제어 관리를 인터넷망을 통해 원격으로 조절할 수 있다.
정보통신수단(400)은 ICT(Information and Communications Technology, 정보통신기술)를 융합한 것으로, 컴퓨터, 컴퓨터와 연동되는 스마트폰, 컴퓨터를 인터넷 망과 연결시키기 위한 모뎀 등을 포함할 수 있다. 이를 통해, 스마트폰의 조작만으로도 재배실(10) 내의 온도, 습도, 조도 등의 환경 요소들을 정밀히 제어 관리할 수 있다.
제어부(500)는온습도 제어유닛(100), 센서부(200), 영상수단(300) 및 정보통신수단(400)과 연결되며, 온습도 제어유닛(100) 및 영상수단(300)을 제어한다.
제어부(500)는 일 실시예에서, 영상수단(300)의 영상처리부에서 입력받은 갓 직경 크기 값의 평균 값을 산출하고, 정보통신수단(400)에서 시간데이터를 입력받아 일몰의 시점과 일출의 시점을 산출한다.
제어부(500)는 다른 실시예에서, 통신부(400)에 의해 인터넷망을 매개로 원격 조정될 수 있다. 제어부(500)가 통신부(400)에 의해 원격으로 제어 조정됨에 따라, 배지로부터 생육 상태에 있는 표고버섯의 갓 직경 크기별로 일출의 시점부터 일몰의 시점 전까지의 시간과, 일몰의 시점부터 일출의 시점 전까지의 시간의 온도 및 습도를 정밀하게 제어할 수 있다.
또한, 제어부(500)는 산출된 표고버섯의 갓 직경 크기의 평균 값을 토대로 기설정된 제어 방법을 수행하여 별도의 수동 제어 없이 자동으로 재배실(10)의 내부 환경을 제어할 수 있다.
기설정된 제어 방법은 후술할 환경 제어 방법에서 구체적으로 설명하도록 한다.
환경 제어 방법
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 환경 제어 방법은 영상수단(300)이 영상데이터를 토대로 표고버섯의 갓 직경 크기를 산출하는 단계, 제어부(500)가 영상수단(300)에서 산출된 갓 직경 크기의 평균 값을 산출하는 단계, 제어부(500)가 산출된 갓 직경 크기의 평균 값에 해당하는 기설정된 제어 방법을 로딩하는 단계, 및 제어부(500)가 로딩된 제어 방법에 따라 온습도 제어유닛(100)을 제어하는 단계를 수행한다.
구체적으로 기설정된 제어 방법은 제 1 단계 내지 제 5 단계에 따른 제어 방법을 포함하며, 이는 다음과 같다.
1) 제 1 단계
도 6을 참조하여 환경 제어 방법의 제 1 단계를 설명한다.
제 1 단계는 영상수단(300) 및 제어부(500)에 의해 연산된 표고버섯의 갓 직경 크기의 평균 값이 1cm이하로 판단될 경우 수행된다.
표고버섯의 갓 직경 크기가 1cm 이하의 싹일 경우, 배지로부터 표고 싹 발아 되도록 3 ~ 5일간 일출 이후의 시간과 일몰 이후의 시간에 구분없이 재배실(10)의 내부 기준 온도를 20℃로 유지해야 한다. 이 때, 재배실(10) 내 기준 습도는 90%를 유지해야 한다. 기준 온도는 20℃에서 ±0.2℃의 오차범위를 가질 수 있으며, 기준 습도는 90%에서 ±3%의 오차범위를 가질 수 있다.
일출의 시점 및 일몰의 시점의 판단은 제어부(500)가 정보통신수단(400)에서 시간 데이터를 입력받아 기설정된 방법으로 이루어질 수 있다.
재배실(10)의 냉방을 위한 냉동기의 가동 및 가동정지는 21.2℃에서부터 20.3℃에 이르는 범위에서 이루어지면서 23℃일 때에는 냉방의 이상 진단을 수행하게 되고, 난방기의 가동 및 가동정지는 18.8℃ 내지 19.7℃에 이르는 범위에서 이루어지면서, 17℃일 때에는 난방의 이상 진단을 수행하게 된다.
냉동기의 가동 및 가동정지에 이르는 21.2℃ 내지 20.3℃의 온도 범위와, 난방기의 가동 및 가동정지에 이르는 18.8℃ 내지 19.7℃의 온도 범위를 벗어나는 온도 범위는 온도센서(TS)에 의해 감지된다.
정리하자면, 제 1 단계에서 냉동기와 난방기의 가동 범위는 기준 온도 20℃를 기준으로 ±1.2℃의 범위에 있으며, 냉동 및 난방의 이상 진단 범위는 기준 온도 20℃를 기준으로 ±3℃의 범위에 있다.
센서부(200)에서 재배실(10)의 내부 기준 온도가 ±0.2℃의 오차범위를 벗어나게 되는 경우를 감지할 경우, 온습도 제어유닛(100)이 오차범위를 벗어난 재배실(10)의 내부 온도를 오차범위 내로 유도하여 기준 온도로 유지시킨다.
온도를 유지시키기 위한 온습도 제어유닛(100)은 제 1 열교환기(110)을 응축기로, 제 2 열교환기(120)를 증발기로 이용하는 난방모드로 작동되며, 이때 냉매는 제 1 바이패스 라인(111) 및 제 2 바이패스 라인(121)을 통하여 일부 바이패스 시킬 수 있다. 이때에 외부 열을 흡입할 수 있도록 보조증발기를 순환 라인(101)에 더 설치할 수 있다.
재배실(10) 내의 습도상승은 별도의 가습기(미도시)를 추가로 설치하여 이룩할 수 있다.
재배실(10)의 내부 습도가 기준 실내 습도의 +3%의 오차범위를 벗어나는 경우, 온습도 제어유닛(100)의 제 2 열교환기(120) 측으로 냉매를 공급하여 제 2 열교환기(120)가 노점온도 이하로 냉각되도록 한다. 이러한 제 2 열교환기(120)의 작동을 통해 재배실(10)의 내부 습도를 오차범위 내로 유도하여 기준 습도를 유지할 수 있다.
제습을 위한 냉동기의 가동 및 가동정지는 습도센서(HS)에 의해 감지되는 습도가 98% 내지 93.1%에 이르는 범위일 때 이루어지며, 100%일 때 제습의 이상 진단을 수행하게 되고, 가습기의 가동 및 가동정지는 82%에서부터 86.9%에 이르는 범위에서 이루어진다. 습도센서(HS)에 의해 센싱되는 습도가 80%로 감지되는 경우 가습의 이상 진단을 수행하게 된다.
구체적으로, 히프펌프의 가동 및 가동정지에 이르는 98% 내지 93.1%의 제습 범위와 가습기의 가동 및 가동정지에 이르는 82% 내지 86.9%의 가습 범위를 벗어나는 습도 범위를 습도센서(HS)를 이용하여 감지한다.
재배실(10)의 내부 습도가 기준 실내 습도의 +3%의 오차범위를 벗어나는 경우, 온습도 제어유닛(100)의 제 2 열교환기(120) 측으로 냉매를 공급하여 제 2 열교환기(120)가 노점온도 이하로 냉각되도록 한다. 이러한 제 2 열교환기(120)의 작동을 통해 재배실(10)의 내부 습도를 오차범위 내로 유도하여 기준 습도를 유지할 수 있다.
제습 및 가습의 가동 범위는 기준 습도 90%를 기준으로 ±8%의 범위에 있으며, 제습 및 가습의 이상 진단 범위는 기준 습도 90%를 기준으로 ±10%의 범위에 있다.
2) 제 2 단계
도 7을 참조하여 환경 제어 방법의 제 2 단계를 설명한다.
제 2 단계는 영상수단(300) 및 제어부(500)에 의해 연산된 표고버섯의 갓 직경 크기의 평균이 1cm 초과하되 2cm 이하로 판단될 경우 수행된다.
배지로부터 생육되고 있는 표고버섯의 발아 과정에서 일출 이후의 시간 동안 재배실(10)의 내부 기준 온도를 20℃로 유지하지만, 일몰 이후의 시간 동안에는 기준 온도를 15℃로 유지하여 기준 온도차를 두게 하고, 기준 습도는 일출 이후의 시간과 일몰 이후의 시간에 구분 없이 동일하게 70%로 유지해야 한다. 이때, 기준 온도로서 20℃와 15℃에 대하여 ±0.2℃의 오차범위를 가지며, 기준 습도 70%에 대하여 ±3%의 오차범위를 가질 수 있다.
즉, 재배실(10)의 내부 기준 온도를 ±0.2℃의 오차범위에서 일출 이후의 시간은 20℃를, 일몰 이후의 시간은 15℃를 유지해야 한다.
재배실(10) 내부의 온도가 ±0.2℃의 오차범위를 벗어나는 경우, 히트펌프의 제 1 열교환기(31)를 증발기로 하는 냉방모드와, 제 2 열교환기(32)를 응축기로 하는 난방모드로 가동하여, 오차범위를 벗어난 재배실(10)의 내부 온도를 오차범위 내로 유도하여 기준 온도로 유지시킨다.
일출 이후의 히트펌프의 가동 및 가동정지는 21.2℃에서부터 20.3℃에 이르는 범위에서 이루어지면서 23℃일 때에는 냉방의 이상 진단을 수행하게 되고, 히트펌프의 가동 및 가동정지는 18.8℃에서부터 19.7℃에 이르는 범위에서 이루어지면서 17℃일 때에는 난방의 이상 진단을 수행한다.
히트펌프의 가동 및 가동정지에 이르는 21.2℃ 내지 20.3℃의 온도 범위와 18.8℃ 내지 19.7℃의 온도 범위를 벗어나는 온도 범위에 대하여는 온도센서(TS)를 통하여 감지한다.
여기서, 온습도 제어유닛(100)인 히트펌프의 난방모드의 가동 범위는 기준 온도 20℃를 기준으로 ±1.2℃의 범위에 있고, 냉동 및 난방의 이상 진단 범위는 기준 온도 20℃를 ±3℃의 범위에 있다.
한편, 일몰 이후의 히트펌프의 냉방모드 가동 및 가동정지는 16.2℃에서부터 15.3℃에 이르는 범위에서 이루어지면서 18℃일 때에는 냉방의 이상 진단을 수행하게 된다. 히트펌프의 난방모드 가동 및 가동정지는 13.8℃에서부터 14.7℃에 이르는 범위에서 이루어지면서 12℃일 때에 난방의 이상 진단을 수행하게 된다.
히트펌프의 냉방모드는 사방밸브(150)를 이용하여 제 1 열교환기(110)가 증발기로 이용되고, 제 2 열교환기(120) 또는 보조 열교환기가 응축기로 이용된다. 히트펌프의 냉방모드 가동 및 가동정지에 이르는 16.2℃ 내지 15.3℃의 온도 범위와 히트펌프의 난방모드의 가동 및 가동정지에 이르는 13.8℃ 내지 14.7℃의 온도 범위를 벗어나는 온도 범위일 경우 온도센서(TS)가 이를 감지한다.
히트펌프의 냉방 및 난방모드의 가동 범위는 기준 온도 15℃를 기준으로±1.2℃의 범위이며, 히트펌프의 냉방 및 난방모드의 이상 진단 범위는 기준 온도 15℃를 기준으로 ±3℃의 범위 내이다.
재배실(10)의 내부 기준 습도는 ±3%의 오차범위에서 70%를 유지해야 한다. 만일 ±3%의 오차범위를 벗어나는 경우, 히트펌프는 냉방모드를 수행하거나 가습기를 가동시켜 오차범위를 벗어난 재배실(10)의 내부 습도를 오차범위 내로 유도하여 기준 습도를 유지한다.
히트펌프의 냉방모드 가동 및 가동정지는 78% 내지 73.1%에 이르는 습도 범위에서 이루어지며, 실내 습도가 80%일 때에 제습의 이상 진단을 수행한다.
가습기의 가동 및 가동정지는 62%에서부터 66.9%에 이르는 습도 범위에서 이루어지며, 실내 습도가 60%일 경우 가습의 이상 진단을 수행한다.
냉동기의 가동 및 가동정지에 이르는 78% 내지 73.1%의 습도 범위와 가습기의 가동 및 가동정지에 이르는 62% 내지 66.9%의 습도 범위를 벗어나는 습도는 습도센서(HS)를 이용하여 감지한다.
히트펌프 및 가습기의 가동 범위는 기준 습도 70%를 기준으로 ±8%의 범위에 있으며, 제습 및 가습의 이상 진단 범위는 기준 습도 70%를 기준으로 ±10%의 범위 내이다.
일출 이후의 시간과 일몰 이후의 시간에 재배실(10) 내부의 온도는 각각 20℃와 15℃로 서로 다른 온도로 유지되지만, 습도는 일출 이후와 일몰 이후의 시간에 구분없이 동일하게 70%로 유지된다.
3) 제 3 단계
도 8을 참조하여 환경 제어 방법의 제 3 단계를 설명한다.
제 3 단계는 영상수단(300) 및 제어부(500)에 의해 연산된 표고버섯의 갓 직경 크기의 평균이 2cm 초과하되 4cm 이하로 판단될 경우 수행된다.
배지로부터 비닐 외부로 노출된 상태의 표고버섯 생육 과정에서 일출 이후의 시간에 재배실(10) 내부의 기준 온도를 17℃로 유지하지만, 일몰 이후의 시간에는 기준 온도를 13℃로 유지하여 온도에 차이를 두고, 기준 습도는 일출 이후와 일몰 이후에 구분없이 동일하게 60%로 유지한다. 기준 온도로서 17℃와 13℃에 대하여 ±0.2℃의 오차범위를 가지며, 기준 습도 60%에 대하여 ±3%의 오차범위를 가진다.
재배실(10)의 내부 기준 온도를 ±0.2℃의 오차범위에서 일출 이후의 시간에는 17℃를, 일몰 이후의 시간에는 13℃를 유지해야 한다. 만일 기준 온도가 ±0.2℃의 오차범위를 벗어날 경우, 냉동기나 난방기의 가동으로 오차범위를 벗어난 재배실(10)의 내부 온도를 오차범위 내로 유도하여 일출 이후의 시간과 일몰 이후의 시간은 서로 다른 기준으로 온도를 유지한다.
일출 이후의 시간에 냉방모드인 히트펌프의 가동 및 가동정지는 18.2℃ 내지 17.3℃에 이르는 범위에서 이루어지며 20℃일 때에는 냉방의 이상 진단을 수행하게 된다. 난방모드인 히트펌프의 가동 및 가동정지는 15.8℃에서부터 16.7℃에 이르는 범위에서 이루어지며 14℃일 때에 난방의 이상 진단을 수행하게 된다.
냉방모드인 히트펌프의 가동 및 가동정지에 이르는 18.2℃ 내지 17.3℃의 온도 범위와, 난방기의 가동 및 가동정지에 이르는 15.8℃ 내지 16.7℃의 온도 범위를 벗어나는 온도는 온도센서(TS)를 통하여 감지한다.
히트펌프의 냉방모드 및 난방모드의 가동 범위는 기준 온도 17℃를 기준으로 ±1.2℃의 범위에 있으며, 냉방모드 및 난방모드의 이상 진단 범위는 기준 온도 17℃를 기준으로 ±3℃의 범위에 있다.
한편, 일몰 이후의 시간에 냉방모드인 히트펌프의 가동 및 가동정지는 14.2℃ 내지 13.3℃에 이르는 범위에서 이루어지면서 16℃일 때에는 냉방의 이상 진단을 수행하게 되고, 난방모드인 히트펌프의 가동 및 가동정지는 11.8℃ 내지 12.7℃에 이르는 범위에서 이루어지면서 10℃일 때에 난방의 이상 진단을 수행한다.
냉동기의 가동 및 가동정지에 이르는 14.2℃ 내지 13.3℃의 온도 범위와 난방기의 가동 및 가동정지에 이르는 11.8℃ 내지 12.7℃의 온도 범위를 벗어나는 온도는 온도센서(TS)를 통하여 감지한다.
히트펌프의 냉방모드와 난방모드의 가동 범위는 기준 온도 13℃를 기준으로 ±1.2℃의 범위 내에 있으며, 냉방모드 및 난방모드의 이상 진단 범위는 기준 온도 13℃를 기준으로 ±3℃의 범위 내에 있다.
재배실(10) 내부의 기준 습도는 ±3%의 오차범위에서 60%로 유지해야 하며, 만일 ±3%의 오차범위를 벗어날 경우, 히트펌프를 제습모드나 가습모드로 가동하여 오차범위를 벗어난 재배실(10)의 습도를 오차범위 내로 유도하여 기준 습도인 60%로 유지시킨다. 제습모드인 히트펌프의 냉방모드 가동 및 가동정지는 68% 내지 63.1%에 이르는 범위에서 이루어지며, 70%일 경우 제습의 이상 진단을 수행한다.
가습기의 가동 및 가동정지는 습도센서(HS)에 의해 센싱된 실내 습도가 52% 내지 56.9%에 이르는 범위일 경우 이루어지며, 센싱된 습도가 50%일 경우 가습의 이상 진단을 수행한다.
냉방모드인 히트펌프의 가동 및 가동정지에 이르는 68% 내지 63.1%의 습도 범위와, 가습기의 가동 및 가동정지에 이르는 52% 내지 56.9%의 습도 범위를 벗어나는 습도는 습도센서(HS)가 감지한다.
히트펌프의 냉방모드 및 가습기의 가동 범위는 기준 습도 60%를 기준으로 8%의 범위에 있으며, 제습 및 가습의 이상 진단 범위는 기준 습도 60%를 기준으로 10%의 범위에 있다. 따라서, 일출 이후의 시간과 일몰 이후의 시간에 재배실(10)의 내부 기준 온도는 각각 17℃ 및 13℃로 서로 다른 온도로 유지되지만, 기준 습도는 일출 이후의 시간과 일몰 이후의 시간에 구분 없이 동일하게 60%로 유지된다.
4) 제 4 단계
도 9를 참조하여 환경 제어 방법의 제 4 단계를 설명한다.
제 4 단계는 영상수단(300) 및 제어부(500)에 의해 연산된 표고버섯의 갓 직경 크기의 평균이 4cm 초과하되 5cm이하로 판단될 경우 수행된다.
배지로부터 비닐 외부로 노출된 상태의 표고버섯 생육 과정에서 일출 이후의 재배실(10)의 내부 기준 온도를 15℃로 유지하지만, 일몰 이후에는 기준 온도를 10℃로 유지하여 기준 온도차를 두고, 기준 습도는 일출 이후와 일몰 이후에 구분없이 동일하게 50%로 유지해야 한다. 기준 온도로서 15℃와 10℃에 대하여 ±0.2℃의 오차범위를 가지며, 기준 습도 50%에 대하여 ±3%의 오차범위를 가진다.
즉, 재배실(10)의 내부 기준 온도를 ±0.2℃의 오차범위에서 일출 이후의 시간에는 15℃로, 일몰 이후의 시간에는 10℃로 유지해야 한다. 만일 ±0.2℃의 오차범위를 벗어나는 경우, 히트펌프를 냉방모드 또는 난방모드로 가동하여 오차범위를 벗어난 재배실(10)의 내부 온도를 오차범위 내로 유도하여 기준 온도로 유지시킨다.
일출 이후의 히트펌프가 냉방모드로 가동될 때 히트펌프의 가동 및 가동정지는 16.2℃ 내지 15.3℃에 이르는 범위에서 이루어지며, 18℃일 경우 냉방의 이상 진단을 수행한다.
히트펌프가 난방모드로 가동될 때 가동 및 가동정지는 13.8℃에서부터 14.7℃에 이르는 범위에서 이루어지며, 12℃일 때에 난방의 이상 진단을 수행하게 된다.
히트펌프가 냉방모드로 가동될 때 가동 및 가동정지에 이르는 16.2℃ 내지 15.3℃의 온도 범위와, 히트펌프가 난방모드로 가동될 때 가동 및 가동정지에 이르는 13.8℃ 내지 14.7℃의 온도 범위를 벗어나는 온도는 온도센서(TS)를 통하여 감지한다.
히트펌프의 냉방모드와 난방모드의 가동 범위는 기준 온도 15℃를 기준으로 ±1.2℃의 범위 내이며, 냉방 및 난방의 이상 진단 범위는 기준 온도 15℃를 ±3℃ 의 범위내이다. 일몰 이후의 냉방기의 가동 및 가동정지는 11.2℃ 내지 10.3℃에 이르는 범위에서 이루어지며 13℃일 때에는 냉방의 이상 진단을 수행하고, 난방기의 가동 및 가동정지는 8.8℃ 내지 9.7℃에 이르는 범위에서 이루어지며 7℃일 때에 난방의 이상 진단을 수행한다.
냉동기의 가동 및 가동정지에 이르는 11.2℃ 내지 10.3℃의 온도 범위와 난방기의 가동 및 가동정지에 이르는 8.8℃ 내지 9.7℃의 온도 범위를 벗어나는 온도는 온도센서(TS)를 통하여 감지한다.
냉동기 및 난방기의 가동 범위는 기준 온도 10℃를 기준으로 ±1.2℃의 범위내이며, 냉동 및 난방의 이상 진단 범위는 기준 온도 10℃를 기준으로 ±3℃의 범위내이다.
재배실(10)의 내부 기준 습도를 ±3%내의 오차범위에서 50%를 유지해야 한다. 만일 센싱된 실내 습도가 ±3%의 오차범위를 벗어날 수 있는데, 이때에는 냉동기나 가습기의 가동으로 오차범위를 벗어난 재배실(10)의 내부 습도를 오차범위 내로 유도하여 기준 습도를 유지할 수 있다.
히트펌프의 냉방모드의 가동 및 가동정지는 58%에서부터 53.1%에 이르는 범위에서 이루어지면서 60%일 때에 제습의 이상 진단을 수행하게 되고, 가습기의 가동 및 가동정지는 42%에서부터 46.9%에 이르는 범위에서 이루어지면서 40% 일 때에 가습의 이상 진단을 수행하게 된다.
한편, 냉동기의 가동 및 가동정지에 이르는 58% 내지 53.1%의 제습 범위와 가습기의 가동 및 가동정지에 이르는 42% 내지 46.9%의 가습 범위를 벗어나는 습도에 대하여 습도센서를 통하여 감지하게 된다.
여기서, 히트펌프의 냉방모드 및 가습기의 가동 범위는 기준 습도 50%를 기준으로 ±8%의 범위에 있으며, 제습 및 가습의 이상 진단 범위는 기준 습도 50%를 기준으로 ±10%의 범위에 있다.
따라서, 일출 이후의 시간과 일몰 이후의 시간에 재배실(10)의 내부 기준 온도는 각각 15℃와 10℃로 서로 다른 온도로 유지되지만, 기준 습도는 일출 이후의 시간과 일출 이후의 시간에 구분없이 동일하게 50%로 유지된다.
5) 제 5 단계
도 10을 참조하여 환경 제어 방법의 제 5 단계를 설명한다.
제 5 단계는 영상수단(300) 및 제어부(500)에 의해 연산된 표고버섯의 갓 직경 크기의 평균이 5cm를 초과하는 것으로 판단될 경우 수행된다.
제 5 단계는 배지로부터 비닐 외부로 노출된 상태의 표고버섯 생육 과정에서 일출 이후에 재배실(10)의 내부 기준 온도를 15℃로 유지하지만, 일몰 이후에는 기준 온도를 5℃로 유지하여 기준 온도를 제 2 단계에서부터, 제 3 단계, 및 제 4 단계에 이르기까지 개시된 기준 온도보다 제일 낙폭 차를 크게 두며, 기준 습도는 일출 이후의 시간과 일몰 이후의 시간에 구분 없이 동일하게 40%로 유지된다. 기준 온도인 15℃와 5℃에 대하여 ±0.2℃의 오차범위를 가지며, 기준 습도 40%에 대하여 ±3%의 오차범위를 가진다.
재배실(10)의 내부 기준 온도는 ±0.2℃의 오차범위 내에서 일출 이후의 시간은 15℃를, 일몰 이후의 시간은 5℃를 유지해야 한다. 만일 ±0.2℃의 오차범위를 벗어날 경우, 히트펌프를 냉방모드나 난방모드로 가동하여 오차범위를 벗어난 재배실(10)의 내부 온도를 오차범위 내로 유도하여 기준 온도로 유지시킨다.
일출 이후의 시간에 히트펌프를 냉방모드로 가동할 경우 가동 및 가동정지는 16.2℃에서부터 15.3℃에 이르는 범위에서 이루어지며, 18℃일 때에는 냉방의 이상 진단을 수행하게 된다.
히트펌프를 난방모드로 가동할 경우 가동 및 가동정지는 13.8℃에서부터 14.7℃에 이르는 범위에서 이루어지며, 12℃일 때에 난방의 이상 진단을 수행하게 된다. 히트펌프가 냉방모드로 가동될 경우의 가동 및 가동정지에 이르는 16.2℃ 내지 15.3℃의 온도 범위와, 난방모드로 가동될 경우의 가동 및 가동정지에 이르는 13.8℃ 내지 14.7℃의 온도 범위를 벗어나는 온도는 온도센서(TS)를 통하여 감지한다.
히트펌프를 냉방모드와 난방모드로 가동할 경우의 가동 범위는 기준 온도 15℃를 기준으로 ±1.2℃의 범위이며, 냉동 및 난방의 이상 진단 범위는 기준 온도 15℃를 기준으로 ±3℃의 범위이다.
한편, 일몰 이후의 시간에 히트펌프를 냉방모드로 가동할 경우의 가동 및 가동정지는 6.2℃ 내지 5.3℃에 이르는 범위에서 이루어지며, 8℃일 때에는 냉방의 이상 진단을 수행하고, 난방모드로 가동될 경우의 가동 및 가동정지는 3.8℃ 내지 4.7℃에 이르는 범위에서 이루어지며 2℃일 때에 난방의 이상 진단을 수행한다.
히트펌프를 냉방모드로 가동할 경우에 가동 및 가동정지에 이르는 6.2℃ 내지 5.3℃의 온도 범위와, 히트펌프를 난방모드로 가동할 경우에 가동 및 가동정지에 이르는 3.8℃ 내지 4.7℃의 온도 범위를 벗어나는 온도는 온도센서(TS)를 통하여 감지한다.
히트펌프의 냉방모드와 난방모드의 가동 범위는 기준 온도 5℃를 기준으로 ±1.2℃의 범위에 있으며, 냉동 및 난방의 이상 진단 범위는 기준 온도 5℃를 기준으로 ±3℃의 범위에 있다.
재배실(10)의 내부 습도를 ±3%의 오차범위에서 40%로 유지해야 한다. 만일 습도센서(HS)에 의해 센싱된 실내 습도가 ±3%의 오차범위를 벗어날 경우, 히트펌프를 냉방모드로 가동하거나 별도의 가습기를 가동하여 오차범위를 벗어난 재배실(10)의 내부 습도를 오차범위 내로 유도하여 기준 습도로 유지시킨다.
히트펌프를 냉방모드로 가동할 경우의 가동 및 가동정지는 센싱된 실내 습도가 48% 내지 43.1%에 이르는 범위일 때 이루어지며, 센싱된 실내 습도가 50%일 경우 제습의 이상 진단을 수행하게 된다. 가습기의 가동 및 가동정지는 습도센서(HS)에 의해 센싱된 실내 습도가 32% 내지 36.9%에 이르는 범위일 경우 이루어지며, 센싱된 실내 습도가 30%일 경우 가습의 이상 진단을 수행하게 된다. 냉동기의 가동 및 가동정지에 이르는 48% 내지 43.1%의 습도 범위를 가지는 제습 범위와, 가습기의 가동 및 가동정지에 이르는 32% 내지 36.9%의 습도 범위를 가지는 가습 범위를 벗어나는 습도는 습도센서(HS)를 통하여 감지한다.
히트펌프의 냉방모드 및 가습기의 가동 범위는 기준 습도 40%를 기준으로±8%의 범위이며, 제습 및 가습의 이상 진단 범위는 기준 습도 40%를 기준으로 ±10%의 범위이다.
일출 이후의 시간과 일몰 이후의 시간에 재배실(10)의 내부 기준 온도는 각각 15℃와 5℃로 서로 다른 온도로 유지되지만, 기준 습도는 일출 이후의 시간과 일몰 이후의 시간에 구분없이 동일하게 40%로 유지된다.
이상에서와 같이 각 단계별로 설정된 기준 온습도와 이것의 오차범위는 표고버섯의 백화고 향상에 기여하는바, 이러한 기준 온습도 및 이것의 오차범위는 배지로부터 생육되는 표고버섯의 갓 직경 크기와 밀접한 관계성을 지니고 있으며, 갓 직경 크기의 크기에 따라 기준 온습도 및 오차범위의 설정치 적용을 달리하는 점에 특징이 있는 관계로, 표고버섯의 갓 백화고의 발현을 극대화시킬 수 있다.
이러한 본 발명의 실시 예와 달리 비교 예들의 경우 기준 온습도 및 오차범위만을 한정한 생육 환경에서 표고버섯을 생장시키더라도, 본 발명에서와 같은 백화고의 향상 효과를 나타낼 수 없고, 기준 온습도 및 오차범위에 더하여 갓의 생장 기간에 따라 기준 온습도 및 오차범위를 달리 적용하더라도 동일한 기간 동 안 갓의 생장이 동일하지 못하여 기준 온습도 및 오차범위의 적용 기준 시점을 특정화할 수 없는 관계로, 표고버섯의 갓 백화고 향상을 기대할 수 없다.
이와 같이, 본 발명은 표고버섯 갓의 크기에 따라 온도 및 습도를 달리하여 주는 이유는 표고버섯의 생장에 맞추어 온도를 설정하고, 표고버섯 갓의 크기가 성장할수록 온도를 낮추어 표고버섯의 생장과 억제를 반복함에 따라, 표고버섯의 면역력을 제고하며, 이러한 생장과 억제의 조절로 나타나는 변화를 통해 표고버섯의 갓 부분이 찢어져 백화 현상을 극명히 드러나게 할 수 있고, 향상된 백화 현상을 통하여 표고버섯의 영양성분과 향을 증가할 수 있으며, 이로 인한 표고버섯의 상품 가치를 대폭 상승시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 재배실
100: 온습도 제어유닛
101: 순환 라인
110: 제 1 열교환기
111: 제 1 바이패스 라인
112, 113: 제 1 쓰리웨이 밸브
120: 제 2 열교환기
121: 제 2 바이패스 라인
122, 123: 제 2 쓰리웨이 밸브
130: 압축기
140: 팽창 밸브
150: 사방밸브
200: 센서부
IS: 조도센서
TS: 온도센서
HS: 습도센서
300: 영상수단
400: 정보통신수단
500: 제어부
10: 재배실
100: 온습도 제어유닛
101: 순환 라인
110: 제 1 열교환기
111: 제 1 바이패스 라인
112, 113: 제 1 쓰리웨이 밸브
120: 제 2 열교환기
121: 제 2 바이패스 라인
122, 123: 제 2 쓰리웨이 밸브
130: 압축기
140: 팽창 밸브
150: 사방밸브
200: 센서부
IS: 조도센서
TS: 온도센서
HS: 습도센서
300: 영상수단
400: 정보통신수단
500: 제어부

Claims (11)

  1. 표고버섯이 포함되며 침수 이후의 배지가 수납되는 배지 트레이(11)가 수용되는 재배실(10)에 설치되는 환경 제어 장치에 있어서,
    상기 재배실(10)의 내부와 외부에 위치하여 온도와 습도를 조절하는 온습도 제어유닛(100);
    상기 배지 트레이(11)의 상부에 위치하여 상기 재배실(10) 내부의 온도와 습도를 센싱하는 센서부(200);
    상기 배지 트레이(11)의 상부에 위치하여 상기 배지 트레이(11)에 대한 영상 데이터를 수집하는 영상수단(300); 및
    상기 영상수단(300)에서 수집된 영상 데이터를 입력받아 표고버섯의 갓 직경 크기의 평균 값을 산출하여 기설정된 제어 방법으로 상기 온습도 제어유닛(100)을 제어하는 제어부(500);를 포함하는,
    환경 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 산출된 갓 직경 크기의 평균 값이 클수록, 상기 온습도 제어유닛(100)이 상기 재배실(10) 내부의 온도와 습도를 낮게 제어하는,
    환경 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기설정된 제어 방법은 제 1 단계, 제 2 단계, 제 3 단계, 제 4 단계 및 제 5 단계에 따른 제어 방법을 포함하고,
    상기 제 1 단계로 갈수록 상기 산출된 갓 직경 크기의 평균 값이 작아지고, 상기 제 5 단계로 갈수록 상기 산출된 갓 직경 크기의 평균 값이 커지는 것인,
    환경 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 단계에서 상기 갓 직경 크기의 평균 값이 1cm이하이며,
    상기 제 2 단계에서 상기 갓 직경 크기의 평균 값이 1cm초과 2cm이하이며,
    상기 제 3 단계에서 상기 갓 직경 크기의 평균 값이 2cm초과 4cm이하이며,
    상기 제 4 단계에서 상기 갓 직경 크기의 평균 값이 4cm초과 5cm이하이며,
    상기 제 5 단계에서 상기 갓 직경 크기의 평균 값이 5cm초과인,
    환경 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 재배실(10)의 내부는,
    상기 제 1 단계에서 온도 20℃와 습도 90%로 제어되고,
    상기 제 2 단계에서 온도 20℃ 내지 15℃와 습도 70%로 제어되고,
    상기 제 3 단계에서 온도 17℃ 내지 13℃와 습도 60%로 제어되고,
    상기 제 4 단계에서 온도 15℃ 내지 10℃와 습도 50%로 제어되고,
    상기 제 5 단계에서 온도 15℃ 내지 5℃와 습도 40%로 제어되는,
    환경 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부(500)와 연결되어 시간 데이터를 전송하는 정보통신수단(400)을 더 포함하고,
    상기 제어부(500)는 시간 데이터를 입력받아 기설정된 방법으로 일출의 시점과 일몰의 시점을 판단하고,
    상기 제어부(500)는 일출의 시점부터 일몰의 시점 전까지의 온도와 일몰의 시점부터 일출의 시점 전까지의 온도를 다르게 제어하는,
    환경 제어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 정보통신수단(400)은 상기 제어부(500)를 통해 상기 영상수단(300)의 영상 데이터를 전달받아 디스플레이하는,
    환경 제어 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 온습도 제어유닛(100)은,
    상기 재배실(10)의 내부에 설치되는 제 1 열교환기(110);
    상기 재배실(10)의 외부에 설치되는 제 2 열교환기(120);
    상기 제 1 열교환기(110) 및 상기 제 2 열교환기(120)에서 제공되는 냉매를 압축시키는 압축기(130);
    상기 압축기(130)에서 압축된 냉매의 압력을 낮추고 용량을 팽창시키는 팽창 밸브(140);
    상기 온습도 제어유닛(100)에 따른 냉방과 난방을 전환하기 위해 냉매의 진행 방향을 전환하는 사방 밸브(150); 및
    상기 제 1 열교환기(110), 상기 제 2 열교환기(120), 상기 압축기(130), 상기 팽창 밸브(140) 및 상기 사방 밸브(150)를 연결하도록 구비되어 상기 제 1 열교환기(110) 및 상기 제 2 열교환기(120)에서 제공되는 냉매를 순환시키는 순환 라인(101);을 포함하는,
    환경 제어 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 열교환기(110)의 유입라인과 유출라인 각각에는 제 1 쓰리웨이 밸브(112, 113)가 위치하고, 상기 제 1 쓰리웨이 밸브(112, 113)는 제 1 바이패스 라인(111)에 의해 연결되며,
    상기 제 2 열교환기(120)의 유입라인과 유출라인 각각에는 제 2 쓰리웨이 밸브(122, 123)가 위치하고, 상기 제 2 쓰리웨이 밸브(122, 123)는 제 2 바이패스 라인(121)에 의해 연결되는,
    환경 제어 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 환경 제어 장치는,
    상기 재배 트레이(11)의 상부에 위치하도록 구축되는 레일을 더 포함하고,
    상기 영상수단(300)은 상기 레일 상에서 이동 가능한,
    환경 제어 장치.
  11. (a) 영상수단(300)이 재배실(10) 내에 위치한 배지 트레이(11)를 촬영하는 단계;
    (b) 상기 영상수단(300)이 상기 촬영된 영상데이터를 토대로 표고버섯의 갓 직경 크기를 산출하는 단계;
    (c) 제어부(500)가 상기 산출된 표고버섯의 갓 직경 크기를 토대로 평균 값을 산출하는 단계;
    (d) 상기 제어부(500)가 상기 산출된 평균 값에 따라 기설정된 제어 방법을 로딩하는 단계; 및
    (e) 상기 제어부(500)가 상기 로딩된 제어 방법에 따라 온습도 제어유닛(100)을 제어하여 상기 재배실(10)의 내부 환경을 제어하는 단계를 수행하는,
    환경 제어 방법.
KR1020160178551A 2016-12-23 2016-12-23 백화고 수득을 위한 환경 제어 장치 및 그 방법 KR101945873B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160178551A KR101945873B1 (ko) 2016-12-23 2016-12-23 백화고 수득을 위한 환경 제어 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160178551A KR101945873B1 (ko) 2016-12-23 2016-12-23 백화고 수득을 위한 환경 제어 장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180074463A true KR20180074463A (ko) 2018-07-03
KR101945873B1 KR101945873B1 (ko) 2019-02-11

Family

ID=62918244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160178551A KR101945873B1 (ko) 2016-12-23 2016-12-23 백화고 수득을 위한 환경 제어 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101945873B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102076336B1 (ko) * 2018-12-27 2020-02-11 주식회사 최고의 환한미소 작물 재배 시스템
KR20220058723A (ko) * 2020-10-30 2022-05-10 모든에너지 주식회사 스마트팜 시스템을 이용한 백화 표고버섯 재배방법
KR20230037386A (ko) * 2021-09-09 2023-03-16 권진국 표고버섯을 재배하는 스마트팜을 제어하는 전자장치
US20230345885A1 (en) * 2020-05-12 2023-11-02 Lala Corporation Indoor environment adjustment method and indoor environment adjustment system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6474573B2 (ja) * 2014-09-08 2019-02-27 エスペック株式会社 植物栽培装置及び植物栽培装置用の空調装置
KR101702325B1 (ko) 2015-10-30 2017-02-03 주식회사 에너틱스 백화고 수득을 위한 표고의 생육방법 및 자동화시스템
KR101655357B1 (ko) * 2016-01-08 2016-09-07 주식회사 디아이티이엔지 버섯 재배 장치의 제어방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102076336B1 (ko) * 2018-12-27 2020-02-11 주식회사 최고의 환한미소 작물 재배 시스템
US20230345885A1 (en) * 2020-05-12 2023-11-02 Lala Corporation Indoor environment adjustment method and indoor environment adjustment system
EP4151081A4 (en) * 2020-05-12 2024-05-22 Lala Corp INDOOR ENVIRONMENT ADJUSTMENT METHOD AND INDOOR ENVIRONMENT ADJUSTMENT SYSTEM
KR20220058723A (ko) * 2020-10-30 2022-05-10 모든에너지 주식회사 스마트팜 시스템을 이용한 백화 표고버섯 재배방법
KR20230037386A (ko) * 2021-09-09 2023-03-16 권진국 표고버섯을 재배하는 스마트팜을 제어하는 전자장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR101945873B1 (ko) 2019-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101945873B1 (ko) 백화고 수득을 위한 환경 제어 장치 및 그 방법
CN105432262B (zh) 自然低温粮仓及其储粮方法
KR101788514B1 (ko) IoT를 이용한 농산물 재배환경 제어 및 보정 시스템
KR101655350B1 (ko) 버섯 재배용 장치
CN101849487B (zh) 一种全密闭环境植物育苗的通风方法及其通风装置
US10165734B1 (en) Growing system mixing box
CN104102253A (zh) 一种智能大棚环境监测系统
CN104764143B (zh) 空调器的恒温除湿控制方法和控制系统
US10405501B1 (en) Growing system mixing box with CO2 containing exhaust inlet and cooling and heating coils in series
CN203424072U (zh) 智能化食用菌菌房空气调节机组
CN103109705A (zh) 具有温度调节系统的建筑物及其温度调节方法
CN104824116A (zh) 一种冷冻肉智能解冻库
KR20180041783A (ko) 자동 환기장치를 구비한 저온 저장고
CN201718259U (zh) 一种全密闭环境植物育苗的通风装置
CN107347502A (zh) 降温除湿的控制方法及控制系统、智能温室
CN111492868B (zh) 植物种植箱温度控制系统及控制方法
CN112684833B (zh) 一种正压温室二氧化碳浓度调控系统及方法
JP5858360B2 (ja) 栽培空間空調システム及びその制御方法、並びに栽培空間空調方法
KR102281677B1 (ko) 냉,온수를 이용한 외기 열교환방식의 하우스용 냉/난방 제어장치
KR101702325B1 (ko) 백화고 수득을 위한 표고의 생육방법 및 자동화시스템
CN105630043A (zh) 智能粮仓及粮仓温湿度控制方法
KR101690113B1 (ko) 컨테이너를 구비하는 버섯 재배 장치
CN107883480A (zh) 一种热泵机组除湿控制方法
KR101790184B1 (ko) 스마트폰을 이용한 하우스용 제습기의 온도 습도 조절장치
CN104298271A (zh) 培养室温度控制系统及其温度控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant