KR20190055527A - 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템 - Google Patents

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    • F24F12/002Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an intermediate heat-transfer fluid

Abstract

본 발명은 물이 통과하여 축사 내부 및 외부의 공기와 열교환을 하는 복수의 수냉식 라디에이터모듈; 복수의 상기 수냉식 라디에이터모듈 내부를 통과하는 물을 순환시키는 물순환모듈; 축사 측벽에 형성된 입기구를 통해 축사 내부와 연통되어 외기가 축사 내부로 유입될 수 있도록 가이드하는 입기하우징; 및 축사 측벽에 형성된 배기구를 통해 축사 외부와 연통되어 축사 내기가 축사 외부로 배출될 수 있도록 가이드하는 배기하우징을 포함하는 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템에 관한 것이다. 이러한 본 발명에 따르면, 복수의 수냉식 라디에이터모듈에 의해 축사 내부 공기의 온도를 이용하여 축사 내부로 유입되는 외기를 가열할 수 있어 외기를 가열하는 별도의 장치를 구비하지 않아도 되므로 경제적이다.

Description

수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템 { House Ventilation System Using Water-Cooled Radiator }
본 발명은 환기 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 수냉식 라디에이터를 이용하여 외기를 예열해 소나 돼지 등 가축을 기르는 축사 내부의 공기를 환기시키는 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템에 관한 것이다.
국내 무창축사의 대부분은 음압식 환기 시스템을 이용하고 있다. 음압식 환기 시스템은 배기휀(fan)과 입기구(air inlet)로 구성된다. 이때 배기 휀은 축사 내부의 오염된 공기를 축사 외부로 배출하는 역할을 하고, 입기구는 배기 휀에 의해 외부에 비해 기압이 낮게 형성된 축사 내부로 축사 외부의 신선한 공기를 유입한다.
겨울철 축사 외부의 기온은 가축의 하한 임계온도보다 낮기 때문에 축사 내부의 기온을 적정온도로 유지하기 위해 환기를 하게 된다.
하지만, 축사 내부에 별도의 예열공간을 두지 않고 축사 외부의 차가운 공기가 축사 내부로 직접 유입될 경우 여러 가지 문제가 발생할 수 있다.
먼저, 축사 외부의 차가운 공기는 축사 내부의 따뜻한 공기에 비해 밀도가 높기 때문에 따뜻한 공기와 충분히 혼합되지 않은 상태로 축사 내부로 유입될 경우 축사 바닥으로 하강하게 되어 가축의 추위 스트레스(Cold Stress)를 유발할 수 있다.
그리고, 위와 같은 이유로 가축의 추위 스트레스를 최소화하기 위해서 환기를 적정 환기량에 비해 지나치게 제한하여 실시하게 되면 축사 내부의 상대습도, 유해가스 농도 등이 지나치게 높아져 여러 가지 부정적인 결과를 초래할 수 있다.
따라서, 축사 외부의 차가운 공기가 축사 내부로 유입되기 직전에 외부의 차가운 공기를 예열하기 위해 전열기기가 배치되어 있는 별도의 예열공간을 거치도록 설계한 축사도 있으며, 입기구에 열선 등 가열장치를 더하여 축사 내부로 유입되는 공간을 순간적으로 가열하는 기술도 마련되어 있다.
하지만, 전자의 경우 최근에 지어진 일부 축사에만 해당되기 때문에 설계 시 별도의 예열공간을 두지 않은 축사가 예열공간을 추가로 마련하는 것은 현실적으로 불가능하다.
이와 더불어, 후자의 경우에는 축사 내부로 유입되는 공기를 순간적으로 가열하기 위해서 매우 큰 용량의 전기에너지가 요구되며, 겨울철 축사 외부와 내부의 온도차에 의해 발생할 수 있는 결로현상에 의해 전기 관련 안전사고가 발생될 수 있어 현장에서는 이용하지 않는 추세이다.
이외에도, 축사 외부에 별도의 시설물을 구축하여 축사 외부로 배출되는 공기 중 열에너지를 이용해 축사 내부로 유입되는 공기의 온도를 높이는 축사 열 회수장치가 개발되어 있으나, 초기 시설투자비 및 유지관리비 등이 많이 요구되기 때문에 경제적인 문제로 이용하는 농가는 많지 않다.
따라서, 겨울철 음압식 환기를 이용하는 축사에서 축사 내부 환경을 쾌적하게 유지하되 경제적이고, 안전성 및 효율성 등이 확보된 가축의 추위 스트레스를 방지하는 축사 환기 시스템이 필요한 실정이다.
한국등록실용신안 제20-0443163호 (2009.01.08) "컨테이너형 축사의 배기 및 환기장치" 한국등록특허 제10-1137965호 (2012.04.12) "돈사의 환기시스템"
본 발명의 목적은 수냉식 라디에이터와 축사 내기의 온도를 이용하여 축사 내부로 유입되는 외기를 가열하는 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템은, 물이 통과하여 축사 내부 및 외부의 공기와 열교환을 하는 복수의 수냉식 라디에이터모듈; 복수의 상기 수냉식 라디에이터모듈 내부를 통과하는 물을 순환시키는 물순환모듈; 축사 측벽에 형성된 입기구를 통해 축사 내부와 연통되어 외기가 축사 내부로 유입될 수 있도록 가이드하는 입기하우징; 및 축사 측벽에 형성된 배기구를 통해 축사 외부와 연통되어 축사 내기가 축사 외부로 배출될 수 있도록 가이드하는 배기하우징을 포함한다.
여기서, 상기 수냉식 라디에이터모듈은, 내부로 물이 통과하여 공기와 열교환을 하는 열교환부; 및 상기 열교환부에 결합되어 상기 열교환부로 바람을 발생시키는 송풍부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 물순환모듈은, 복수의 상기 수냉식 라디에이터모듈과 결합되어 물을 순환시키는 순환라인; 상기 순환라인으로 물을 공급하는 급수라인; 물이 상기 순환라인을 이동할 수 있도록 동력을 제공하는 순환펌프; 상기 순환라인 내부의 공기를 외부로 배출하는 공기제거밸브; 및 상기 급수라인을 개폐하는 개폐밸브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 입기하우징은, 상기 수냉식 라디에이터모듈과 결합되어 축사의 입기구에 배치되어 축사로 유입되는 공기가 상기 입기구에 배치된 상기 수냉식 라디에이터모듈을 통과하도록 가이드 할 수 있다.
그리고, 상기 배기하우징은, 상기 수냉식 라디에이터모듈과 결합되고, 축사의 배기구에 배치되어 축사 외부로 배출되는 축사 내부 공기가 상기 배기구에 배치된 상기 수냉식 라디에이터모듈을 통과하도록 가이드 할 수 있다.
추가적으로, 상기 배기구에 배치되어 배기효율을 높이는 배기팬을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템에 따르면,
첫째, 복수의 수냉식 라디에이터모듈에 의해 축사 내부 공기의 온도를 이용하여 축사 내부로 유입되는 외기를 가열할 수 있어 외기를 가열하는 별도의 장치를 구비하지 않아도 되므로 경제적이다.
둘째, 입기하우징 및 배기하우징에 의해 축사 내기 및 외기와 수냉식 라디에이터모듈 간의 열교환 효율을 높일 수 있다.
셋째, 수냉식 라디에이터모듈을 이용하므로 기온상승에 의한 상대습도 저하가 발생하지 않고, 일교차가 생기지 않아 가축의 호흡기 질병의 발병을 줄일 수 있다.
넷째, 배기팬에 의해 축사 외부로 배출되는 내기의 배기효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템이 구비된 축사를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 3은 도 2에 도시된 입기하우징의 측단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 배기하우징의 측단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성 요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템이 구비된 축사를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이며, 도 3은 도 2에 도시된 입기하우징의 측단면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 배기하우징의 측단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템(100)은 수냉식 라이데이터모듈(110), 물순환모듈(120), 입기하우징(130), 배기하우징(140) 및 배기팬(150)을 포함한다.
수냉식 라이데이터모듈(110)은 복수록 구비되고, 물이 통과하여 축사 내부로 유입되는 외기 및 축사 내부의 내기와 열교환을 한다.
그리고, 수냉식 라디에이터모듈(110)은 열교환부(111) 및 송풍부(112)를 포함한다.
열교환부(111)는 내부로 물이 통과하여 공기와 열교환을 하고, 송풍부(112)는 열교환부(111)에 결합되어 외기 또는 내기를 열교환부(111) 방향으로 이동시킨다.
따라서, 외기 또는 내기를 열교환부(111) 방향으로 이동시키므로 열교환 효율을 높일 수 있다.
물순환모듈(120)은 복수의 수냉식 라디에이터모듈(110) 내부를 통과하는 순환시킨다.
그리고, 물순환모듈(120)은 순환라인(121), 급수라인(122), 순환펌프(123), 공기제거밸브(124) 및 개폐밸브(125)를 포함한다.
순환라인(121)은 복수의 수냉식 라이에이터모듈(110)과 결합되어 물을 순환시킨다.
급수라인(122)은 순환라인(121)로 물을 공급하고, 순환펌프(123)는 물이 순환라인(121)을 이동할 수 있도록 동력을 제공한다.
공기제거밸브(124)는 순환라인(121) 내부의 공기를 외부로 배출하고, 개폐밸브(125)는 급수라인(122)을 개폐한다.
입기하우징(130)은 축사(10) 측벽(11)에 형성된 입기구(12)를 통해 축사(10) 내부와 연통되어 외기를 축사 내부로 가이드한다.
입기하우징(130)은 도 3에 도시된 것처럼, 수냉식 라디에이터모듈(110)과 결합되어 축사의 입기구(12)에 배치돼 축사로 유입되는 공기가 입기구에 배치된 수냉식 라디에이터모듈(110)을 통과하도록 가이드한다.
여기서, 입기하우징(130)은 열교환 효율을 극대화하기 위해 수냉식 라디에이터모듈(110) 외곽면과 축사(10) 외벽(11) 사이를 밀폐하여 축사 외부 공기가 무조건 수냉식 라디에이터모듈(110)만을 통과하여 축사 내부로 유입되도록 한다.
그리고, 수냉식 라디에이터모듈(110)은 축사 내부 방향으로 열교환부(111)가 배치되고 축사 외부 방향으로 송풍부(112)가 배치된다.
따라서, 송풍부(112)에 의해 외기가 열교환부(111)로 효율적으로 유입될 수 있다.
배기하우징(140)은 축사(10) 측벽(11)에 형성된 배기구를 통해 축사 외부와 연통되어 축사 내기가 축사 외부로 배출될 수 있도록 가이드한다.
배기하우징(140)은 도 4에 도시된 것처럼, 수냉식 라디에이터모듈(110)과 결합되고, 축사(10)의 배기구에 배치되어 축사(10) 외부로 배출되는 축사 내부 공기가 배기구에 배치된 수냉식 라디에이터모듈(110)을 통과하도록 가이드한다.
여기서, 배기하우징(140)은 열교환 효율을 극대화하기 위해 수냉식 라디에이터모듈(110) 외곽면과 축사(10) 외벽(11) 사이를 밀폐하여 축사 내부 공기가 무조건 수냉식 라디에이터모듈(110)만을 통과하여 축사 외부로 배출되도록 한다.
그리고, 수냉식 라디에이터모듈(110)은 축사 내부 방향으로 송풍부(112)가 배치되고, 축사 외부방향으로 열교환부(111)가 배치되어 송풍부(112)에 의해 내기가 열교환부(111)로 효율적으로 유입될 수 있다.
배기팬(150)은 도 4에 도시된 것처럼 배기구에 배치된 수냉식 라디에이터(110)의 축사(10) 외부방향에 배치되어 축사(10) 외부로 배출되는 내기의 배기효율을 높인다.
여기서, 배기팬(150)은 배기구에 하나 구비되어 있지만, 복수로 구비될 수도 있다.
본 발명의 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템(100)의 작동 원리에 대해 설명하면, 저온기에는 축사(10) 내부 공기는 축사(10) 외부 공기보다 상대적으로 기온이 높다.
축사(10) 내기가 배기구에 배치된 수냉식 라디에이터모듈(110)을 통과하면 수냉식 라디에이터(110) 내부를 통과하는 물은 축사(10) 내기에 의해 가온된다.
그리고, 입기구(12)에 배치된 수냉식 라디에이터모듈(110)로 물이 이동하면서 복수의 수냉식라디에이터(110)를 통과하면서 계속적으로 축사(10) 내기와 열교환을 통해 가열된다.
이후, 입기구(12)에 배치된 수냉식 라디에이터모듈(110)을 통과하면서 축사(10) 내부로 유입되는 차가운 외기와 열교환을 하여 외기의 온도를 높이고 수온은 낮아지게 된다.
따라서, 축사(10) 외부로 배출되는 공기가 가진 열에너지를 이용하여 축사(10) 내부로 유입되는 공기를 가열해 가축의 추위스트레를 방지할 수 있으므로 친환경적이고, 별도의 가열 장비를 구비하지 않아도 되므로 경제적이다.
그리고, 축사 바닥 부분의 기온보다 축사 천장부분의 기온이 상대적으로 높기 때문에 복수의 수냉식 라디에이터모듈(110)을 축사(10) 천장에 근접하게 배치하여 열교환 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템(100)은 기온 상승에 의한 상대습도 저하가 발생하지 않고, 일교차가 거의 생기지 않으므로 가축의 호흡기 질병의 발병을 예방할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110...수냉식 라디에이터모듈 111...열교환부
112...송풍부 120...물순환모듈
121...순환라인 122...급수라인
123...순환펌푸 124...공기제거밸브
125...개폐밸브 130...입기하우징
140...배기하우징 150...배기팬

Claims (6)

  1. 물이 통과하여 축사 내부 및 외부의 공기와 열교환을 하는 복수의 수냉식 라디에이터모듈;
    복수의 상기 수냉식 라디에이터모듈 내부를 통과하는 물을 순환시키는 물순환모듈;
    축사 측벽에 형성된 입기구를 통해 축사 내부와 연통되어 외기가 축사 내부로 유입될 수 있도록 가이드하는 입기하우징; 및
    축사 측벽에 형성된 배기구를 통해 축사 외부와 연통되어 축사 내기가 축사 외부로 배출될 수 있도록 가이드하는 배기하우징을 포함하는 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수냉식 라디에이터모듈은,
    내부로 물이 통과하여 공기와 열교환을 하는 열교환부; 및
    상기 열교환부에 결합되어 상기 열교환부로 바람을 발생시키는 송풍부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 물순환모듈은,
    복수의 상기 수냉식 라디에이터모듈과 결합되어 물을 순환시키는 순환라인;
    상기 순환라인으로 물을 공급하는 급수라인;
    물이 상기 순환라인을 이동할 수 있도록 동력을 제공하는 순환펌프;
    상기 순환라인 내부의 공기를 외부로 배출하는 공기제거밸브; 및
    상기 급수라인을 개폐하는 개폐밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 입기하우징은,
    상기 수냉식 라디에이터모듈과 결합되어 축사의 입기구에 배치되어 축사로 유입되는 공기가 상기 입기구에 배치된 상기 수냉식 라디에이터모듈을 통과하도록 가이드하는 것을 특징으로 하는 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배기하우징은,
    상기 수냉식 라디에이터모듈과 결합되고, 축사의 배기구에 배치되어 축사 외부로 배출되는 축사 내부 공기가 상기 배기구에 배치된 상기 수냉식 라디에이터모듈을 통과하도록 가이드하는 것을 특징으로 하는 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배기구에 배치되어 배기효율을 높이는 배기팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수냉식 라디에이터를 이용한 축사 환기 시스템.
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