KR20210048176A

KR20210048176A - 농업용 스마트 그린하우스

Info

Publication number: KR20210048176A
Application number: KR1020190132122A
Authority: KR
Inventors: 박의광; 정택구; 이민정; 박재성; 임민희
Original assignee: 충청북도 (관리부서:충청북도 농업기술원)
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2021-05-03
Also published as: KR102343535B1

Abstract

본 발명은 농업용 스마트 그린하우스에 관한 것으로, 복수의 수평프레임 및 수직프레임이 상호 결합 가능하여 측면 골조를 이루며, 상기 측면 골조의 상부로 복수의 활형프레임이 등 간격으로 결합 가능하고, 상기 수평프레임, 수직프레임 및 활형프레임의 외측으로 비닐이 덮인 구조를 형성 가능한 외부 하우징; 상기 외부 하우징의 측면에 형성 가능하여 자동 개폐가 가능한 외측면창; 상기 외부 하우징과 동일한 구조로 이루어질 수 있으며, 상기 외부 하우징의 내부에 일정 간격 이격되어 구비 가능한 내부 하우징; 상기 내부 하우징의 내부에 구비 가능하여 토양 내부에 공기를 주입 가능한 공기주입부; 상기 내부 하우징의 내부에 구비 가능하고, 상기 외부 하우징 또는 내부 하우징 상단부의 태양잉여열을 활용하여 토양을 근권가온 시킬 수 있는 난방부; 및 상기 외측면창, 공기주입부 및 난방부의 작동 여부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 외측면창은 상기 외부 하우징의 측면을 따라 길이 방향으로 구비 가능하며, 상기 외부 하우징의 측면에 밀착되어 상하 왕복 이동이 가능한 제1권취롤; 상기 제1권취롤의 일단에 결합 가능하여 상기 제1권취롤을 회전시킬 수 있는 제1구동모터; 및 일측이 상기 제1구동모터에 결합 가능하고, 타측이 상기 측면 골조의 일측에 결합 가능하며, 상기 제1권취롤과 함께 상하 왕복 이동이 가능한 상기 제1구동모터를 따라 함께 이동이 가능하도록 길이가 가변 될 수 있는 구조로 이루어진 제1샤프트를 포함하고, 상기 제1권취롤에는 상기 외부 하우징의 측면 비닐의 일단이 결합되어 상기 제1권취롤이 회전함에 따라 상기 외측면창이 개폐되는 것을 특징으로 하여, 외부 하우징과 내부 하우징의 이중 구조로 이루어지면서 자연환경, 특히 일사량을 자동으로 조절 가능할 뿐만 아니라, 자연환기 방식을 이용하고, 토양 내부에 공기를 주입하며, 태양잉여열을 활용하여 최적화된 작물 생장 환경을 조성할 수 있고, 구조가 단순하면서도 사용자의 간단한 조작에 의해 제어가 가능하도록 함으로써, 설비 및 유지 관리 비용을 절감하고, 필요 인력에 대한 부담을 줄일 수 있는 농업용 스마트 그린하우스에 관한 것이다.

Description

농업용 스마트 그린하우스{AGRICULTURAL SMART GREENHOUSE}

본 발명은 농업용 스마트 그린하우스에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 외부 하우징과 내부 하우징의 이중 구조로 이루어지면서 자연환경, 특히 일사량을 자동으로 조절 가능할 뿐만 아니라, 자연환기 방식을 이용하고, 토양 내부에 공기를 주입하며, 태양잉여열을 활용하여 최적화된 작물 생장 환경을 조성할 수 있고, 구조가 단순하면서도 사용자의 간단한 조작에 의해 제어가 가능하도록 함으로써, 설비 및 유지 관리 비용을 절감하고, 필요 인력에 대한 부담을 줄일 수 있는 농업용 스마트 그린하우스에 관한 것이다.

비닐하우스란 금속 또는 비 금속제 프레임을 통해 외부 골조를 형성하고, 외부 골조의 상부에 비닐을 덮어 보온 효과를 구현하는 시설구조물로써, 내부의 보온을 통해 작물의 성장에 적당한 환경을 만들어 주는 역할을 하는 것이다.

이러한 비닐하우스는 동절기는 물론 하절기에도 널리 사용되고 있으며, 계절에 구애 받지 않고 채소, 과수, 화훼류 재배 등 다양하게 활용되고 있다.

통상적인 비닐하우스는 지면에서 상측으로 볼록하게 돌출되는 활형골조를 길이 방향의 일정간격으로 다수 설치하고, 설치된 다수의 활형골조에는 길이 방향으로 수평골조를 설치하여 활형골조가 길이 방향으로 쓰러지는 것을 방지하도록 하며, 활형골조와 수평골조에는 비닐 커버로 덮어 내부 온도 손실을 방지하는 구조로 형성된다.

이러한 비닐하우스는 내부 열 손실을 최소화하는 것이 주목적이므로, 비닐하우스 내부의 환기 및 온도 조절은 매우 중요한 비중을 차지한다.

이를 위하여 종래의 비닐하우스에는 내부 환기를 위한 환풍기 또는 비닐하우스의 외부 커버를 개폐시키는 개폐기 등이 사용되었다.

그러나 내부 환기를 위해 비닐하우스에 설치되는 비닐하우스용 환풍기(한국 등록실용신안 20-0466009)의 경우 비닐하우스의 천장 골조에 설치되어 내부의 공기를 강제 배출하는 팬이 구비되는 것으로, 이와 같은 구조는 배기의 효율, 특히, 여름철에 그 효율이 매우 떨어지며, 온도 저하를 위해 비닐하우스의 외측면에 차광망을 설치하더라도 그 효과가 낮은 실정이며, 환풍기를 구동시키기 위한 전원과 환풍기의 설치에 필요한 설비에 의해 설치 비용 및 유지 관리 비용이 높은 문제점이 있었다.

또한, 비닐하우스의 외부 커버를 개폐 시켜 내부 환기가 이루어질 수 있도록 하는 비닐하우스 개폐기(한국 공개특허 10-2008-0013107)의 경우, 구조를 단순히 하여 비용적인 측면에서의 부담은 줄였으나, 사람이 직접 레버를 돌려 작동시켜야 함에 따라 인력에 대한 부담이 여전히 존재하는 문제점이 있었다.

그리고 농업용 온실 및 하우스의 천창을 개폐시키는 구조의 경우, 환기 효율은 높으나, 차광망과 같은 차광시설을 외부에 부착할 수 없어 내부에 수평으로 작동할 수 있도록 추가적인 구조물을 설치해야 하므로, 별도의 설치 비용이 소요되며, 하우스 내부의 공간이 협소해지는 문제점이 있었다.

KR 20-0466009 Y1 KR 10-2008-0013107 A

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 외부 하우징과 내부 하우징의 이중 구조로 이루어질 수 있는 그린하우스에서 모바일 기기 또는 PC와 연계될 수 있는 제어부를 통해 사용자가 간단하면서도 실시간으로 외측면창, 제1환기창, 제2환기창 및 보온커튼의 개폐 여부를 제어하여 자연대류 현상을 이용하여 환기의 효율을 극대화 시킬 수 있으며, 일사량을 측정하고, 측정된 일사량과 기 입력된 일사량의 기준값을 비교하여 자동으로 개폐될 수 있는 차광부와, 제어부를 통해 작동 제어되어 토양 내부에 공기를 주입하여 토양 환경을 개선시키는 공기주입부 및 하우징 내부의 태양잉여열을 활용하여 근권가온이 가능하도록 토양의 온도를 상승시키는 난방부를 구비함으로써, 그린하우스 내부에 최적화된 작물의 생장 환경이 조성될 수 있도록 할 수 있으며, 간단한 구조로 설치가 가능하여 설비 및 유지 관리 비용을 감소시키고, 소요되는 인력에 대한 부담을 줄일 수 있으며, 하우징 내부의 공간 활용도를 높일 수 있는 농업용 스마트 그린하우스를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 복수의 수평프레임 및 수직프레임이 상호 결합 가능하여 측면 골조를 이루며, 상기 측면 골조의 상부로 복수의 활형프레임이 등 간격으로 결합 가능하고, 상기 수평프레임, 수직프레임 및 활형프레임의 외측으로 비닐이 덮인 구조를 형성 가능한 외부 하우징; 상기 외부 하우징의 측면에 형성 가능하여 자동 개폐가 가능한 외측면창; 상기 외부 하우징과 동일한 구조로 이루어질 수 있으며, 상기 외부 하우징의 내부에 일정 간격 이격되어 구비 가능한 내부 하우징; 상기 내부 하우징의 내부에 구비 가능하여 토양 내부에 공기를 주입 가능한 공기주입부; 상기 내부 하우징의 내부에 구비 가능하고, 상기 외부 하우징 또는 내부 하우징 상단부의 태양잉여열을 활용하여 토양을 근권가온 시킬 수 있는 난방부; 및 상기 외측면창, 공기주입부 및 난방부의 작동 여부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 외측면창은 상기 외부 하우징의 측면을 따라 길이 방향으로 구비 가능하며, 상기 외부 하우징의 측면에 밀착되어 상하 왕복 이동이 가능한 제1권취롤; 상기 제1권취롤의 일단에 결합 가능하여 상기 제1권취롤을 회전시킬 수 있는 제1구동모터; 및 일측이 상기 제1구동모터에 결합 가능하고, 타측이 상기 측면 골조의 일측에 결합 가능하며, 상기 제1권취롤과 함께 상하 왕복 이동이 가능한 상기 제1구동모터를 따라 함께 이동이 가능하도록 길이가 가변 될 수 있는 구조로 이루어진 제1샤프트를 포함하고, 상기 제1권취롤에는 상기 외부 하우징의 측면 비닐의 일단이 결합되어 상기 제1권취롤이 회전함에 따라 상기 외측면창이 개폐되는 것을 특징으로 하는 농업용 스마트 그린하우스를 제공한다.

이때, 상기 외부 하우징에는 상기 외부 하우징에 가해지는 일사량을 조절하기 위해 자동으로 개폐 가능한 차광부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차광부는 상기 외부 하우징 양측 하단에 길이 방향으로 구비 가능하여 차광망이 상기 외부 하우징의 외측면을 따라 이동 가능하도록 상기 차광망을 감거나 풀어주는 제2권취롤; 및 상기 제2권취롤의 일단에 결합 가능하여 상기 제2권취롤을 회전시킬 수 있는 제2구동모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 외부 하우징의 상부에는 상기 외부 하우징에 가해지는 일사량에 따라 상기 차광부의 개폐 여부를 자동으로 제어 가능한 센싱모듈을 더 포함하며, 상기 센싱모듈은 상기 외부 하우징에 가해지는 일사량을 측정 가능한 일사량 센서; 및 상기 일사량 센서의 측정값과 기 설정된 일사량 기준값을 비교하여 측정값이 기준값을 초과하는 경우 상기 차광부를 작동시키는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외부 하우징의 전후 양측면에는 상기 외부 하우징의 출입문 상부에 형성 가능하며, 상기 외부 하우징의 내부 환기가 가능하도록 자동으로 개폐 가능한 복수의 제1환기창을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1환기창은 상기 외부 하우징의 전면부 및 후면부를 기준으로 외측에 각각 구비 가능하며, 지면에 수직으로 설치 가능한 한 쌍의 제1가이드레일; 상기 제1가이드레일을 따라 수직 왕복 이동이 가능하도록 결합 가능한 제3샤프트; 상기 제3샤프트에 결합되는 제3구동모터; 및 일단이 상기 제3구동모터에 결합 가능하여 상기 제3구동모터에 의해 회전 가능한 제3권취롤을 포함하고, 상기 제3권취롤에 결합된 상기 외부 하우징 전면부 및 후면부의 비닐이 상기 제3권취롤에 의해 말려 올라가거나 펼쳐지면서 상기 제1환기창이 개폐되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1환기창은 상기 외측면창과 동일하게 상기 제어부에 의해 개폐 여부가 제어되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 내부 하우징에는 상기 내부 하우징의 양측 하단에 길이 방향으로 구비 가능하여 보온커튼이 상기 내부 하우징의 외측면을 따라 이동 가능하도록 상기 보온커튼을 감거나 풀어주는 제4권취롤; 및 상기 제4권취롤의 일단에 결합 가능하여 상기 제4권취롤을 회전시킬 수 있는 제4구동모터를 더 포함하며, 상기 보온커튼의 개폐 여부는 상기 외측면창과 동일하게 상기 제어부에 의해 제어 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내부 하우징의 전후 양측면에는 상기 내부 하우징의 출입문 상부에 형성 가능하며, 상기 내부 하우징의 내부 환기가 가능하도록 자동으로 개폐 가능한 복수의 제2환기창을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제2환기창은 상기 내부 하우징의 전면부 및 후면부를 기준으로 외측에 각각 구비 가능하며, 지면에 수직으로 설치 가능한 한 쌍의 제2가이드레일; 상기 제2가이드레일을 따라 수직 왕복 이동이 가능하도록 결합 가능한 제5샤프트; 상기 제5샤프트에 결합되는 제5구동모터; 및 일단이 상기 제5구동모터에 결합 가능하여 상기 제5구동모터에 의해 회전 가능한 제5권취롤을 포함하고, 상기 제5권취롤에 결합된 상기 내부 하우징 전면부 및 후면부의 비닐이 상기 제5권취롤에 의해 말려 올라가거나 펼쳐지면서 상기 제2환기창이 개폐되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2환기창은 상기 제1환기창과 동일하게 상기 제어부에 의해 개폐 조절이 가능하며, 상기 제1환기창과 연동되어 동시에 개폐가 가능한 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 공기주입부는 상기 내부 하우징의 내부 일측에 구비 가능하여 압축 공기를 발생시킬 수 있는 공기압축기; 일측이 상기 공기압축기에 연결 가능하고, 타측이 상기 내부 하우징의 길이 방향을 따라 연장 형성되며, 일측면에 동일 간격으로 상호 이격되는 복수의 분사관이 구비 가능한 분배관; 및 상기 분사관의 일단에 구비 가능한 복수의 노즐을 포함하고, 상기 노즐은 토양에 일정 깊이 삽입 가능하여 토양의 내부에 공기가 주입될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 난방부는 상기 내부 하우징의 내부 일측에 구비 가능하여 내부에 물이 저장 가능한 축열조; 일측이 상기 축열조의 하부에 연결 가능하고, 타측이 상기 축열조의 상단에 연결 가능하며, 상기 축열조에 저장된 물이 상기 내부 하우징 또는 외부 하우징의 상단부를 따라 순환 가능하도록 상기 내부 하우징 또는 외부 하우징의 상단부를 따라 배치 가능한 제1순환라인; 일측이 상기 축열조의 하부에 연결 가능하고, 타측이 상기 축열조의 상부에 연결 가능하며, 상기 축열조에 저장된 물이 상기 내부 하우징에 형성 가능한 이랑을 따라 순환 가능하도록 이랑의 상부를 따라 배치 가능한 제2순환라인; 상기 제1순환라인 및 제2순환라인의 일단에 각각 구비 가능한 자동개폐기; 상기 제1순환라인 및 제2순환라인의 일측에 각각 구비 가능한 제1순환모터 및 제2순환모터; 상기 자동개폐기, 제1순환모터 및 제2순환모터의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 주간에는 상기 제1순환라인만이 개방되도록 하여 상기 축열조에 저장된 물을 상기 내부 하우징 또는 외부 하우징의 상단부를 따라 순환시킴으로써, 상기 축열조에 저장된 물이 그린하우스 내부의 태양잉여열을 축적하여 가열될 수 있도록 하며, 야간에는 상기 제2순환라인만이 개방되도록 하여 상기 축열조에 저장된 가열된 물을 상기 내부 하우징에 형성 가능한 이랑을 따라 순환시킴으로써, 상기 내부 하우징에 재배되는 식물에 근권가온이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 축열조의 내부에는 상기 컨트롤러에 의해 작동되어 상기 축열조에 저장되는 물을 가열할 수 있는 히팅부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컨트롤러는 미리 입력된 시간대에 맞춰 상기 제1순환라인 및 제2순환라인이 선택적으로 개폐 가능하도록 하거나, 상기 제어부와 연계 가능하여 사용자가 실시간으로 상기 제1순환라인 및 제2순환라인의 개폐를 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 제어부는 사용자가 실시간으로 제어 가능하도록 모바일 기기 또는 PC와 연계 가능한 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 구조가 간단하여 설치에 소요되는 비용 및 유지 관리 비용을 절감할 수 있으며, 자연 대류 방식을 사용하여 환기의 효율을 증가시키고, 태양잉여열을 활용하여 토양을 근권가온 시키며, 작물의 재배되는 토양에 공기를 주입하여 작물이 생리장해를 방지함으로써, 최적의 작물 생장 환경을 조성하여 생산성이 높은 작물을 재배할 수 있으며, 에너지를 절감하고 보온, 차광, 환기 냉각 등 환경에 대한 자동 제어가 가능하여 필요 인력에 대한 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도1은 본 발명에 따른 농업용 스마트 그린하우스를 나타내는 전체 구성도.
도2는 본 발명에 따른 농업용 스마트 그린하우스의 외부 하우징을 나타내는 구성도.
도3은 본 발명에 따른 농업용 스마트 그린하우스의 내부 하우징을 나타내는 구성도.
도4는 본 발명에 따른 농업용 스마트 그린하우스의 공기주입부를 나타내는 구성도.
도5는 본 발명에 따른 농업용 스마트 그린하우스의 공기주입부의 작동 흐름을 나타내는 흐름도.
도6은 본 발명에 따른 농업용 스마트 그린하우스의 난방부를 나타내는 구성도.
도7은 본 발명에 따른 농업용 스마트 그린하우스의 난방부의 작동 흐름을 나타내는 흐름도.

이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 자동 제어에 의해 최적의 작물 생장 환경을 조성할 수 있는 농업용 스마트 그린하우스에 관한 것으로, 본 발명의 농업용 스마트 그린하우스는 도1 내지 도7에 도시된 바와 같이, 외부 하우징(100), 내부 하우징(200), 공기주입부(600), 난방부(700) 및 제어부(300)로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 외부 하우징(100)은 복수의 수평프레임(410) 및 수직프레임(420)이 상호 결합 가능하여 측면 골조(400)를 이룰 수 있으며, 상기 측면 골조(400)의 상부로 복수의 활형프레임(500)이 등 간격으로 결합될 수 있으며, 상기 수평프레임(410), 수직프레임(420) 및 활형프레임(500)의 외측으로 비닐(V)이 덮인 구조로 이루어질 수 있다.

예컨대, 상기 복수의 수직프레임(420)이 일정 간격 이격되어 지면에 설치되며, 상기 수직프레임(420)에 복수의 상기 수평프레임(410)이 결합되도록 하여 전, 후, 좌, 우 네 방면으로 상기 측면 골조(400)가 형성될 수 있으며, 지면을 기준으로 상부로 볼록하게 돌출되는 복수의 상기 활형프레임(500)의 양 단이 상기 측면 골조(400)의 상단에 동일한 간격으로 배치되어 결합되도록 함으로써, 상기 외부 하우징(100)의 전체적인 구조가 이루어질 수 있는 것이다.

그리고 상기와 같이 복수의 수평프레임(410)과 수직프레임(420), 그리고 활형프레임(500)이 결합된 상기 외부 하우징(100)의 외측면 전체를 상기 비닐(V)로 덮음으로써 내부 온실이 완성될 수 있다.

이러한 상기 외부 하우징(100)의 측면에는 도1에 도시된 바와 같이, 외측면창(110)이 형성될 수 있다.

이때, 상기 외측면창(110)은 상기 외부 하우징(100)의 일측면 또는 양측면에 형성될 수 있으며, 측면의 일부분 또는 측면의 전체가 개폐 가능하도록 형성 가능하여 필요에 따라 상기 외부 하우징(100) 내부의 환기 또는 채광에 도움을 줄 수 있는 역할을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 외측면창(110)은 제1권취롤(111), 제1구동모터(112) 및 제1샤프트(113)로 구성될 수 있다.

이때, 상기 제1권취롤(111)은 상기 외부 하우징(100)의 측면을 따라 길이 방향, 즉, 상기 측면 골조(400)의 수평프레임(410)과 동일한 길이 방향을 갖도록 구비될 수 있으며, 상기 외부 하우징(100)의 외측면에 밀착되도록 구비될 수 있다.

그리고 상기 외부 하우징(100)의 측면을 덮고 있는 비닐(V)의 일단이 결합될 수 있도록 하여 상기 제1권취롤(111)이 상기 외부 하우징(100)의 측면을 따라 상하 왕복 이동을 함에 따라 상기 외측면창(110)이 개폐될 수 있도록 할 수 있다.

이때, 상기 제1권취롤(111)의 일단에 결합이 가능한 상기 제1구동모터(112)에 의해 상기 제1권취롤(111)이 양 방향으로 회전할 수 있으며, 상기 제1권취롤(111)이 회전함에 따라 상기 제1권취롤(111)에 결합된 상기 비닐(V)이 말아 올려지거나, 펼쳐지며 다시 원위치로 내려올 수 있도록 하여 상기 외측면창(110)이 개방되거나 닫힐 수 있도록 할 수 있다.

또한, 일단이 상기 외부 하우징(100)의 측면 골조(400) 일측에 고정될 수 있는 상기 비닐(V)을 말아 올리고 펼침에 따라 상기 제1권취롤(111) 및 상기 제1구동모터(112)가 상기 외부 하우징(100)의 측면을 따라 상하 왕복 이동이 가능할 수 있도록 할 수 있다.

이로 인해, 상기 제1권취롤(111)이 상기 외부 하우징(100)의 측면을 따라 상하 왕복 이동을 할 수 있도록 하는 별도의 구성을 추가할 필요가 없어 상기 외측면창(110)의 구조를 단순화 시킬 수 있음으로써, 설치에 따르는 비용을 절감시킬 수 있으며, 단순 구조로 인해 유지 관리에 있어서도 편리한 효과를 기대할 수 있다.

또한, 상기 제1샤프트(113)는 상기 제1구동모터(112)를 지지하여 상기 제1구동모터(112)의 하중에 의해 상기 제1권취롤(111)이 기울어지거나 휘는 것을 방지하는 역할을 수행할 수 있으며, 이를 위해 상기 제1샤프트(113)의 일측이 상기 제1구동모터(112)의 일측에 결합 가능하고, 타측이 상기 측면 골조(400)의 일측에 결합될 수 있도록 할 수 있다.

이때, 상기 제1샤프트(113)는 상기 측면 골조(400)에 힌지 타입 또는 회동축에 관통되는 구조로 결합될 수 있도록 하여 상기 측면 골조(400)에 결합된 부분을 기준으로 호를 이루도록 이동 가능하도록 구비됨으로써, 상기 제1권취롤(111)과 함께 상하 왕복 이동이 가능한 상기 제1구동모터(112)를 따라 함께 이동될 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상기 제1샤프트(113)가 상기 제1구동모터(112)에 결합되는 부분 역시 회동이 가능하도록 결합됨으로써, 상기 제1샤프트(113)의 이동에 의해 상기 제1구동모터(112)가 비틀리지 않고 원활하게 이동될 수 있도록 할 수 있다.

이때, 상기 제1샤프트(113)는 이동함에 따라 그 길이가 가변 될 수 있도록 슬라이드 타입 또는 텔레스코프 방식의 구조로 이루어짐으로써, 상기 제1권취롤(111)이 상기 외부 하우징(100)의 측면에서 이격되지 않고 밀착되어 상하 왕복 이동이 가능하도록 할 수 있다.

또한, 상기 제1권취롤(111)이 상기 외부 하우징(100)의 측면에서 밀착된 상태를 유지하여 이동되는 것을 보조하기 위하여 상기 외부 하우징(100)의 일측에는 복수의 와이어(미도시)가 수직 방향으로 등 간격 이격되어 구비될 수 있으며, 상기 와이어와 상기 외부 하우징(100)의 사이에 상기 제1권취롤(111)이 위치하여 이동되도록 함으로써, 상기 제1권취롤(111)이 상기 외부 하우징(100)에서 안정적으로 밀착된 상태를 유지할 수 있도록 할 수 있다.

이러한 상기 외측면창(110)은 상기 외부 하우징(100)의 높이 또는 길이에 따라 복수 개가 분할되어 형성될 수도 있으며, 그로 인해 상기 외측면창(110)을 이루는 상기 제1권취롤(111) 및 상기 제1구동모터(112)에 가해지는 부하를 감소시켜 상기 제1권취롤(111) 및 상기 제1구동모터(112)의 사용 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 상기 제1구동모터(112)는 상기 제1권취롤(111)의 어느 한 단부에 결합될 수 있으나, 이에 한정하지 않고 상기 제1권취롤(111)의 양측 단부에 결합되도록 하여 상기 제1권취롤(111)의 상하 왕복 이동이 안정적으로 이루어질 수 있도록 할 수도 있다.

그리고 상기 외측면창(110)의 개폐 여부는 사용자의 모바일 기기 또는 PC 등과 연계가 가능한 제어부(300)에 의해 제어될 수 있도록 하여, 사용자가 직접 상기 외측면창(110)이 형성된 위치까지 이동하거나, 사용자가 손으로 직접 개폐할 필요 없이 간단한 조작 만으로도 자동으로 개폐가 가능 하도록 할 수 있다.

이때, 상기 제어부(300)는 경우에 따라, 상기 외부 하우징(100)의 내부에 구비될 수 있는 온습도계 등과 같은 내부 환경 측정 센서(미도시)와 연계가 가능하도록 하고, 최적의 작물 생장 환경에 해당하는 온도 및 습도를 기준값으로 미리 입력하여 상기 내부 환경 측정 센서(미도시)의 측정값과 기 설정된 기준값을 비교하여 상기 외측면창(110)의 개폐가 자동으로 제어될 수 있도록 할 수도 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 외부 하우징(100)에는 도2에 도시된 바와 같이, 상기 외부 하우징(100)의 외측면으로 차광부(120)가 더 구비될 수 있으며, 상기 차광부(120)는 상기 외부 하우징(100)에 가해지는 일사량에 따라 자동으로 개폐가 가능하여 일사량을 조절하여 줌으로써, 상기 외부 하우징(100) 내부의 작물 생장 환경이 최적화 될 수 있도록 조절할 수 있는 역할을 수행할 수 있다.

상기 차광부(120)는 제2권취롤(121) 및 제2구동모터(122)로 구성될 수 있으며, 상기 외부 하우징(100) 양측 하단에 길이 방향으로 구비될 수 있는 상기 제2권취롤(121)을 통해 차광망(123)이 상기 외부 하우징(100)의 외측면을 따라 이동될 수 있도록 할 수 있다.

이를 위해 상기 제2권취롤(121)에 회전력을 가할 수 있는 것이 상기 제2구동모터(122)이며, 상기 제2권취롤(121)의 일단에 결합될 수 있는 상기 제2구동모터(122)가 상기 제2권취롤(121)을 회전시킴으로써, 상기 차광망(123)이 감기거나 풀어지도록 하여 상기 차광부(120)가 상기 외부 하우징(100)의 외측면 전체 또는 일부를 개폐 시킬 수 있도록 할 수 있다.

이때, 상기 제2권취롤(121) 및 상기 차광망(123)의 연결 방법으로는, 상기 차광망(123)의 일단이 상기 외부 하우징(100)의 일측에 고정되고, 타단이 상기 제2권취롤(121)에 고정되어 상기 제2권취롤(121)의 회전에 따라 상기 차광망(123)이 감기거나 풀리도록 하여 상기 차광부(120)가 개폐될 수 있도록 할 수 있으며, 이를 위해 상기 제2권취롤(121)의 양 단부에는 상기 제2권취롤(121) 및 상기 제2구동모터(122)가 상기 외부 하우징(100)의 외측면을 따라 이동될 수 있도록 하는 별도의 샤프트(미도시)가 더 구비될 수 있다.

또한, 상기 차광망(123)을 감거나 풀어주며 이동할 수 있는 상기 제2권취롤(121)의 효율을 증가시켜 상기 차광부(120)의 개폐에 소요되는 시간을 절약할 수 있도록 상기 외부 하우징(100)의 상부 중심부에 상기 차광망(123)의 일단이 고정되도록 하여 상기 중심부를 기준으로 좌우 대칭을 이루는 형태로 구비됨으로써, 상기 외부 하우징(100)의 양쪽에서 상기 차광망(123)이 동시에 개폐되도록 하여 상기 차광부(120)의 완전한 개폐에 소요되는 시간을 절감시킬 수 있으며, 시간대별로 달라지는 일사 방향에 대응하여 좌우가 개별로 개폐 작동이 가능하여 상기 외부 하우징(100)의 차광 효율을 증가시킬 수 있다.

그리고 또 다른 방법으로는, 일단이 상기 차광망(123)의 일단에 결합되고, 타단이 상기 제2권취롤(121)에 결합되는 복수의 와이어(미도시)가 구비되도록 함으로써, 상기 제2권취롤(121)에 감기는 상기 와이어(미도시)의 회전 방향에 따라 상기 차광망(123)이 상기 외부 하우징(100)의 외측면을 따라 밀려 올라가거나 풀려 내려올 수 있도록 하여 상기 차광부(120)의 개폐가 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상기와 같이 와이어(미도시)의 연결에 의해 작동되는 상기 차광부(120)도 상기 외부 하우징(100)의 상부 중심을 기준으로 양측으로 대칭을 이루도록 분할되어 구비될 수 있도록 하여 양쪽에서 동시에 개폐 조절 되거나, 경우에 따라 각개 조절이 가능하도록 하여 상기 차광부(120)의 사용 효율을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 차광부(120)의 개폐 여부는 상기 제어부(300)의 제어를 통해 작동될 수 있으나, 이에 한정하지 않고, 실시간으로 변화하는 일사량에 즉각 대응하여 반응될 수 있도록 센싱모듈(130)을 통해 자동으로 제어될 수 있도록 할 수 있으며, 상기 제어부(300)의 제어 및 상기 센싱모듈(130)의 제어가 병행되도록 하여 둘 모두 적용될 수 있도록 할 수도 있다.

예컨대, 상기 센싱모듈(130)은 상기 외부 하우징(100)의 상부에 구비될 수 있으며, 상기 외부 하우징(100)에 가해지는 일사량을 측정할 수 있는 일사량 센서(131)와 상기 일사량 센서(131)의 측정값과 미리 입력한 기준값이 되는 일사량을 비교하여 측정값이 기준값을 초과하는 경우 상기 외부 하우징(100)의 외측면을 상기 차광망(123)이 덮을 수 있도록 하고, 측정값이 기준값 이하일 경우에는 차광망(123)이 걷어지도록 하는 컨트롤러(132)로 구성되도록 하여 상기 외부 하우징(100)에 가해지는 일사량에 따라 상기 차광부(120)의 개폐 여부가 자동으로 제어될 수 있도록 할 수 있으며, 상기 외부 하우징(100)에 가해지는 일사량에 상관없이 필요에 따라 상기 제어부(300)에 의해 상기 차광부(120)의 개폐가 제어될 수 있도록 할 수도 있는 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 외부 하우징(100)의 전후 양측면에는 상기 외부 하우징(100)의 내부 환기가 이루어질 수 있도록 자동 개폐가 가능한 복수의 제1환기창(140)이 각각 더 구비될 수 있다.

상기 제1환기창(140)은 상기 외부 하우징(100) 내부에 뜨거운 공기가 잘 빠져나갈 수 있도록 상기 외부 하우징(100)의 출입문(D) 상부에 형성되는 것이 바람직하며, 상기 외부 하우징(100)의 전후 양측면에 각각 형성되어 자연 대류로 인한 환기가 원활히 이루어질 수 있도록 함으로써, 별도의 환풍장치가 필요 없어 구조가 간단하고, 설치 및 유지 관리 비용을 절감시킬 수 있으며, 특히, 여름철 배기의 효율을 극대화 시킴으로써 환풍기 설치형 하우스 대비 5~9℃ 온도 저감 효과를 기대할 수 있다.

이러한 상기 제1환기창(140)은 상기 외부 하우징(100)의 전면부 및 후면부를 기준으로 외측에 각각 구비되어 지면에 수직으로 설치될 수 있는 한 쌍의 제1가이드레일(141), 상기 제1가이드레일(141)의 일측에 상기 제1가이드레일(141)을 따라 수직 왕복 이동 될 수 있도록 결합될 수 있으며, 제3구동모터(143)를 지지할 수 있는 제3샤프트(142), 상기 제3샤프트(142)에 결합될 수 있는 제3구동모터(143) 및 상기 제3구동모터(143)에 결합 가능하여 상기 제3구동모터(143)에 의해 회전될 수 있는 제3권취롤(144)로 구성될 수 있다.

이때, 상기 제1가이드레일(141)의 이격 폭은 상기 제1환기창(140)이 형성된 폭과 동일하거나 조금 더 넓을 수 있으며, 상기 출입문(D)을 통한 출입에 방해되지 않는 범위로 구비되는 것이 바람직하다.

이러한 상기 제1환기창(140)은 상기 외부 하우징(100) 전면부 및 후면부의 비닐(V)의 일단이 상기 제3권취롤(144)에 결합되도록 하여 상기 제3권취롤(144)이 회전함에 따라 상기 비닐(V)이 말려 올라가거나 펼쳐지면서 내려와 상기 제1환기창(140)이 개폐될 수 있도록 할 수 있다.

이때, 상기 제1환기창(140)은 사용자가 직접 사다리를 타고 올라가거나, 연결장치를 손수 움직여 개폐 시킬 필요 없이 상기 외측면창(110)과 동일한 방법으로 상기 제어부(300)에 의해 개폐 여부가 제어될 수 있다.

예컨대, 상기 외부 하우징(100)에 환기가 필요하다고 판단될 경우, 사용자의 모바일 기기 또는 PC와 연계될 수 있는 상기 제어부(300)를 조작하여 상기 제1환기창(140)이 개방될 수 있도록 할 수 있으며, 비나 눈이 오거나 상기 외부 하우징(100)의 내부 온도가 적정하여 환기가 필요 없다고 판단될 경우에는 폐쇄시켜 상기 외부 하우징(100) 내부의 온도 손실을 최소화 할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어지는 상기 외부 하우징(100)의 내부에는 도3에 도시된 바와 같이, 상기 외부 하우징(100)과 동일한 구조로 이루어질 수 있는 내부 하우징(200)이 상기 외부 하우징(100)과 일정 간격 이격되어 구비될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 농업용 스마트 그린하우스는 외부 환경 요건에 대한 내구성을 증가시키고, 내부의 작물의 생장 환경을 최적으로 유지하는데 용이할 수 있도록 상기 외부 하우징(100)과 상기 내부 하우징(200)의 이중 구조로 이루어질 수 있는 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 내부 하우징(200)은 상술한 바와 같이 상기 외부 하우징(100)과 동일하도록 상기 수평프레임(410), 수직프레임(420) 및 활형프레임(500)이 상호 결합되는 구조로 이루어 질 수 있으며, 상기 내부 하우징(200)의 외측면을 따라 이동 가능하여 개폐될 수 있는 보온커튼(230)이 더 구비될 수 있다.

상기 보온커튼(230)은 실질적으로 작물이 생장하는 상기 내부 하우징(200)의 내부 온도의 손실을 최소화 하여 적정 온도가 유지될 수 있도록 하는 역할을 수행하는 것으로 상기 외부 하우징(100)의 외측면을 덮는 상기 차광부(120)와 동일한 구조로 이루어져 작동될 수 있다.

즉, 상기 내부 하우징(200)의 양측 하단에 길이 방향으로 구비될 수 있는 제4권취롤(210)에 의해 상기 보온커튼(230)이 감기거나 풀어지게 되어 상기 내부 하우징(200)의 외측면을 따라 상기 보온커튼(230)이 이동될 수 있으며, 이때, 상기 제4권취롤(210)의 일단에 결합 가능한 제4구동모터(220)에 의해 상기 제4권취롤(210)이 회전됨으로써 상기 보온커튼(230)이 감기거나 풀어질 수 있는 것이다.

또한, 상기 보온커튼(230)은 상기 차광부(120)와 마찬가지로 개폐 시 소요되는 시간을 절감하고, 각 상황에 맞게 효율적으로 개폐될 수 있도록 상기 내부 하우징(200)의 상부 중심부를 기준 축으로 하여 양측이 상호 대칭되도록 구비될 수 있다.

이때, 상기 보온커튼(230)의 일단은 상기 내부 하우징(200)의 상부 중심에 고정되고, 타단은 상기 제4권취롤(210)에 결합되도록 하여 상기 내부 하우징(200)의 양측에서 동시에 상기 보온커튼(230)을 개폐시키거나 경우에 따라 한쪽만 개폐될 수 있도록 각개로 조절할 수 있다.

그리고 상기 보온커튼(230)과 상기 제4권취롤(210)의 연결 방법 역시 상기 차광망(123) 과 상기 제2권취롤(121)의 연결 방법과 동일한 방법이 사용될 수 있으며, 이와 같은 방법은 상술한 상기 차광망(123)과 상기 제2권취롤(121)의 연결 방법을 통해 이해할 수 있도록 한다.

또한, 상기 보온커튼(230)의 개폐 여부는 상기 외측면창(110)과 동일하게 사용자가 상기 제어부(300)를 통해 간단하게 조작하여 자동 제어가 가능하도록 할 수 있으며, 이에 한정하지 않고, 상기 내부 하우징(200)의 내부 온습도를 측정하는 측정 센서(미도시), 그리고 상기 측정 센서(미도시)와 연계되어 기 설정된 적정 온도의 기준값과 비교하여 상기 보온커튼(230)의 자동 개폐가 실시간으로 이루어질 수 있도록 할 수도 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 내부 하우징(200)의 전후 양측면에는 상기 외부 하우징(100)에 형성된 제1환기창(140)과 동일한 구성을 이룰 수 있는 복수의 제2환기창(250)이 형성되어 자연 대류를 이용하여 상기 내부 하우징(200)의 내부 환기가 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

즉, 상기 제2환기창(250)은 상기 내부 하우징(200)의 출입문 상부에 형성될 수 있으며, 상기 내부 하우징(200)의 전면부 및 후면부를 기준으로 외측에 각각 구비되어 지면에 수직으로 설치될 수 있는 한 쌍의 제2가이드레일(251), 상기 제2가이드레일(251)의 일측에 결합될 수 있으며, 상기 제2가이드레일(251)을 따라 수직 왕복 이동이 가능하도록 구비되고, 제5구동모터(253)를 지지할 수 있는 제5샤프트(252), 그리고 상기 제5샤프트에 결합되는 제5구동모터(253) 및 일단이 상기 제5구동모터(253)에 결합되어 상기 제5구동모터(253)에 의해 회전될 수 있는 제5권취롤(254)을 포함하는 구조로 이루어짐으로써, 상기 제5권취롤(254)에 결합된 상기 내부 하우징(200) 전면부 및 후면부의 비닐(V)이 상기 제5권취롤(254)에 의해 말려 올라가거나 펼쳐져 내려옴에 따라 상기 제2환기창(250)이 개폐되는 구조로 이루어질 수 있는 것이다.

또한, 상기 제2환기창(250)의 개폐 여부 역시 상기 제1환기창(140)과 동일하게 상기 제어부(300)에 의해 개폐 조절이 가능하며, 상기 제1환기창(140)과 별개로 상기 제2환기창(250)의 제어가 이루어질 수도 있으나, 이에 한정하지 않고, 상기 제1환기창(140)과 연동되어 상기 제어부(300)를 통한 한번의 제어 만으로도 상기 제1환기창(140)과 상기 제2환기창(250)의 개폐 제어가 동시에 이루어지도록 할 수도 있어 상기 내부 하우징(200)의 내부까지 자연 대류가 원활히 이루어질 수 있도록 함으로써, 상기 농업용 스마트 그린하우스의 내부 환기가 효율적으로 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 내부 하우징(200)의 내부에는 작물이 생장하는 토양의 환경을 개선시키기 위하여 공기주입부(600) 및 난방부(700)가 구비될 수 있다.

상기 공기주입부(600)는 토양의 내부에 공기를 주입하여 작물의 생리장해가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 것으로, 도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 공기압축기(610)와 분배관(620) 및 분사관(630) 그리고 노즐(640)로 구성될 수 있다.

상기 공기압축기(610)는 상기 내부 하우징(200)의 내부 일측에 구비되어 압축 공기를 발생시키는 역할을 수행할 수 있다.

이러한 상기 공기압축기(610)의 일측에는 상기 분배관(620)이 연결되어 상기 공기압축기(610)에서 발생된 공기를 목표한 위치로 유도하여 흘러갈 수 있도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 분배관(620)은 상기 공기압축기(610)의 일측에 연결되어 타측이 상기 내부 하우징(200)의 길이 방향을 따라 연장 형성될 수 있으며, 상기 분배관(620)의 일측면에는 동일 간격으로 상호 이격되는 복수의 분사관(630)이 구비되도록 하여 토양에 균일하게 공기가 주입될 수 있도록 할 수 있다.

또한, 복수의 상기 분사관(630)의 일단에는 복수의 노즐(640)이 각각 구비되도록 하여 토양으로 분사되는 공기의 양이 조절될 수 있도록 할 수 있으며, 상기 노즐(640)은 토양에 일정 깊이 삽입 가능하도록 하여 토양의 내부에 공기가 주입될 수 있도록 할 수 있다.

이는 작물이 생육하는 환경에 있어서 지상부에는 대기중에 이산화탄소가 많이 있어야 광합성을 많이 할 수 있어 유리하지만, 토양 내부에는 이산화탄소보다 산소의 농도가 더 높아야 작물의 뿌리가 양분 흡수를 원활히 할 수 있기 때문이며, 이를 위해 상기 공기주입부(600)를 통해 작물이 뿌리를 내려 생육하는 토양의 내부에 공기가 주입되도록 함으로써, 여름철 토양 온도를 저하시키고, 토양 내부의 산소 농도를 높여 작물의 생리장해를 해결함과 동시에 작물의 생산성을 높이도록 할 수 있는 것이다.

이때, 상기 공기주입부(600)는 상기 내부 하우징(200)의 토양에 전반적으로 균일한 공기가 주입될 수 있도록 할 수 있지만, 이에 한정하지 않고, 작물이 식재된 토양의 근처(근권)에 선택적으로 구비될 수 있도록 하여 공기 주입의 효율을 높일 수 있으며, 상기 내부 하우징(200)의 규모에 따라 복수 개가 구비되도록 할 수도 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 난방부(700)는 상기 내부 하우징(200) 또는 외부 하우징(100)의 상단부에 잔류하다 사라지는 태양잉여열을 활용하여 그린하우스 내부에 난방을 할 수 있도록 하는 역할을 수행할 수 있다.

이를 위해 상기 난방부(700)는 도6 및 도7에 도시된 바와 같이, 축열조(710)와 제1순환라인(720) 및 제2순환라인(730), 그리고 컨트롤러(740)를 포함하는 구성으로 이루어 질 수 있다.

상기 축열조(710)는 상기 내부 하우징(200)의 내부 일측에 구비될 수 있으며, 내부에 물이 저장될 수 있도록 할 수 있고, 상기 내부 하우징(200)의 규모에 따라 복수 개가 구비되도록 할 수 있다.

그리고 상기 축열조(710)를 중심으로 상기 제1순환라인(720) 및 제2순환라인(730)이 그린하우스의 상단부 및 하단부에 각각 설치되도록 하여 상기 축열조(710)에 저장된 물이 상기 제1순환라인(720) 및 제2순환라인(730)을 따라 선택적으로 순환될 수 있도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1순환라인(720)은 일측이 상기 축열조(710)의 하부에 연결이 가능하고, 타측이 상기 축열조(710)의 상단에 연결되도록 하여 상기 축열조(710)에 저장된 물이 상기 축열조(710)의 하부에 연결된 상기 제1순환라인(720)을 통해 배출되어 상기 내부 하우징(200) 또는 외부 하우징(100)의 상단부를 따라 이동하고, 다시 상기 축열조(710)의 상단에 연결된 상기 제1순환라인(720)을 통해 상기 축열조(710)에 저장되는 일련의 과정이 반복적으로 수행될 수 있도록 하여 상기 축열조(710)에 저장된 물이 순환되도록 하는 역할을 수행할 수 있다.

이때, 상기 축열조(710)의 하부 및 상단에 연결되는 상기 제1순환라인(720) 양단의 사이 부분은 상기 내부 하우징(200) 또는 외부 하우징(100)의 상단부에 위치되도록 구비될 수 있으며, 열의 흡수가 원활히 이루어 질 수 있는 호스 재질 또는 엑셀파이프, 그리고 이와 동일한 효과를 나타낼 수 있는 재질로 이루어지도록 하여 상기 내부 하우징(200) 또는 외부 하우징(100)의 상단부에 잔류하는 태양잉여열이 상기 제1순환라인(720)을 따라 이동되는 물에 축적되어 상기 축열조(710)에 저장된 물의 온도가 가온 될 수 있도록 할 수 있으나, 이에 한정하지 않고, 팬 코일 유닛(fan coil unit) 방식을 사용하여 태양잉여열이 포집 되도록 할 수도 있다.

또한, 상기 내부 하우징(200) 또는 외부 하우징(100)의 상단부의 태양잉여열의 축적 효율을 극대화 시키기 위해 상기 제1순환라인(720)의 일측에는 분배기를 설치하여 상기 제1순환라인(720)이 상기 내부 하우징(200) 또는 외부 하우징(100) 상단부에 전체적으로 배치될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제2순환라인(730)은 일측이 상기 축열조(710)의 하부에 연결 가능하고, 타측이 상기 축열조(710)의 상부에 연결 가능하도록 하여 상기 축열조(710)에 저장된 물이 상기 축열조(710)의 하부에 연결된 상기 제2순환라인(730)을 통해 배출되도록 하여 상기 내부 하우징(200) 내부의 토양, 특히 상기 내부 하우징(200)에 형성 가능하여 작물이 식재되는 이랑(F)을 따라 이동하고, 다시 상기 축열조(710)의 상부에 연결되는 상기 제2순환라인(730)을 통해 상기 축열조(710)에 저장되도록 하는 일련의 과정이 반복적으로 수행되어 상기 축열조(710)에 저장된 가열된 물이 상기 내부 하우징(200)의 토양을 따라 순환될 수 있도록 하는 역할을 수행할 수 있다.

이때, 상기 축열조(710)의 하부 및 상부에 연결되는 상기 제2순환라인(730) 양단의 사이 부분은 상기 내부 하우징(200) 내부의 토양, 특히 작물이 식재될 수 있도록 형성 가능한 이랑(F)을 따라 배치될 수 있으며, 상기 제2순환라인(730)의 내부에서 이동되는 가열된 물의 열이 외부로 원활히 전달될 수 있도록 호스 재질 또는 이와 동일한 효과를 나타낼 수 있는 재질로 이루어지도록 하여 상기 제1순환라인(720)을 통해 태양잉여열이 축적되어 가열된 상기 축열조(710)에 저장된 물이 상기 제2순환라인(730)을 따라 순환하며 이동되어 상기 내부 하우징(200)에 식재된 작물에 근권가온이 가능할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상기 내부 하우징(200)에서 복수의 이랑(F)이 형성되어 식재되는 작물에 근권가온 효율을 극대화 시키기 위하여 상기 제2순환라인(730)의 일측에는 분배기를 설치하여 상기 제2순환라인(730)이 복수의 이랑(F)에 전체적으로 배치될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 내부 하우징(200)의 내부 일측에 구비 가능한 상기 난방부(700)는 내부에 물을 저장할 수 있는 상기 축열조(710)에 상기 제1순환라인(720) 및 제2순환라인(730)이 연결되어 주간에는 상기 제1순환라인(720)을 따라 상기 축열조(710)에 저장된 물을 순환시켜 상기 내부 하우징(200) 또는 외부 하우징(100)의 상단부에 잔류하는 태양잉여열을 축적하여 상기 축열조(710)에 저장되는 물이 가온 될 수 있도록 할 수 있으며, 야간에는 주간에 상기 제1순환라인(720)을 통해 가열된 상기 축열조(710)에 저장된 물을 상기 제2순환라인(730)을 따라 순환시키도록 하여 상기 내부 하우징(200)의 내부에 작물을 식재하기 위해 형성되는 이랑에 근권가온이 될 수 있도록 함으로써, 토양의 온도를 높여 작물이 원활히 발아될 수 있도록 할 수 있으며, 각종 생리장해가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 할 수 있다.

이러한 태양잉여열을 활용한 근권가온 방식은 자연 소멸되는 열 에너지를 간단한 구성만으로도 쉽게 활용할 수 있는 것으로, 에너지의 효율을 높임과 동시에 난방 비용을 절약하고, 작물이 건강하게 생장될 수 있도록 하여 작물의 생산성을 극대화 시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 주간과 야간 또는 일사량이 많거나 그늘진 날에 따라 상기 제1순환라인(720) 및 제2순환라인(730)이 선택적으로 구동될 수 있도록 하기 위하여 상기 제1순환라인(720) 및 제2순환라인(730)의 어느 한 부분에는 자동개폐기(S)가 각각 구비되도록 하는 것이 바람직하며, 상기 자동개폐기(S)는 상기 축열조(710)에 인접하여 구비 가능한 컨트롤러(740)에 의해 작동이 제어될 수 있다.

이때, 상기 컨트롤러(740)를 통한 상기 자동개폐기(S)의 작동 제어는 상기 제어부(300)와 상기 컨트롤러(740)가 연계되도록 하여 사용자가 간단한 조작 만으로도 실시간으로 쉽게 제어할 수 있으나, 이에 한정하지 않고, 타이머(미도시)를 구비하여 미리 입력시킨 정해진 시간에 자동으로 상기 자동개폐기(S)가 작동되어 상기 제1순환라인(720) 및 제2순환라인(730)이 선택적으로 구동될 수 있도록 할 수 있다.

그리고 상기 축열조(710)에 연결된 상기 제1순환라인(720) 및 제2순환라인(730)의 일측에는 각각 제1순환모터(721) 및 제2순환모터(731)가 구비되도록 하여, 상기 축열조(710) 내에 저장된 물이 원활하게 배출될 수 있도록 할 수 있으며, 상기 제1순환모터(721) 및 제2순환모터(731)의 구동 역시 상기 컨트롤러(740)를 통해 작동이 제어될 수 있다.

또한, 상기 축열조(710)의 내부에는 상기 컨트롤러(740)에 의해 작동 여부가 제어되도록 하여 상기 축열조(710)에 저장되는 물을 가열할 수 있는 히팅부재(750)가 더 구비될 수 있으며, 이러한 상기 히팅부재(750)는 장마 또는 흐린 날이 연속으로 이어져 태양잉여열의 활용에 어려움이 있는 날에 선택적으로 가동시켜 상기 내부 하우징(200)에 식재된 작물들에 근권가온이 지속적으로 이루어질 수 있도록 하는 역할을 수행할 수 있다.

이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100 : 외부 하우징 110 : 외측면창
111 : 제1권취롤 112 : 제1구동모터
113 : 제1샤프트 120 : 차광부
121 : 제2권취롤 122 : 제2구동모터
123 : 차광망 130 : 센싱모듈
131 : 일사량 센서 132 : 컨트롤러
140 : 제1환기창 141 : 제1가이드레일
142 : 제3샤프트 143 : 제3구동모터
144 : 제3권취롤 200 : 내부 하우징
210 : 제4권취롤 220 : 제4구동모터
230 : 보온커튼 250 : 제2환기창
251 : 제2가이드레일 252 : 제5샤프트
253 : 제5구동모터 254 : 제5권취롤
300 : 제어부 400 : 측면 골조
410 : 수평프레임 420 : 수직프레임
500 : 활형프레임 600 : 공기주입부
610 : 공기압축기 620 : 분배관
630 : 분사관 640 : 노즐
700 : 난방부 710 : 축열조
720 : 제1순환라인 721 : 제1순환모터
730 : 제2순환라인 731 : 제2순환모터
740 : 컨트롤러 750 : 히팅부재
D : 출입문 F : 이랑
S : 자동개폐기 V : 비닐

Claims

복수의 수평프레임 및 수직프레임이 상호 결합 가능하여 측면 골조를 이루며, 상기 측면 골조의 상부로 복수의 활형프레임이 등 간격으로 결합 가능하고, 상기 수평프레임, 수직프레임 및 활형프레임의 외측으로 비닐이 덮인 구조를 형성 가능한 외부 하우징;
상기 외부 하우징의 측면에 형성 가능하여 자동 개폐가 가능한 외측면창;
상기 외부 하우징과 동일한 구조로 이루어질 수 있으며, 상기 외부 하우징의 내부에 일정 간격 이격되어 구비 가능한 내부 하우징;
상기 내부 하우징의 내부에 구비 가능하여 토양 내부에 공기를 주입 가능한 공기주입부;
상기 내부 하우징의 내부에 구비 가능하고, 상기 외부 하우징 또는 내부 하우징 상단부의 태양잉여열을 활용하여 토양을 근권가온 시킬 수 있는 난방부; 및
상기 외측면창, 공기주입부 및 난방부의 작동 여부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 외측면창은,
상기 외부 하우징의 측면을 따라 길이 방향으로 구비 가능하며, 상기 외부 하우징의 측면에 밀착되어 상하 왕복 이동이 가능한 제1권취롤;
상기 제1권취롤의 일단에 결합 가능하여 상기 제1권취롤을 회전시킬 수 있는 제1구동모터; 및
일측이 상기 제1구동모터에 결합 가능하고, 타측이 상기 측면 골조의 일측에 결합 가능하며, 상기 제1권취롤과 함께 상하 왕복 이동이 가능한 상기 제1구동모터를 따라 함께 이동이 가능하도록 길이가 가변 될 수 있는 구조로 이루어진 제1샤프트를 포함하고,
상기 제1권취롤에는 상기 외부 하우징의 측면 비닐의 일단이 결합되어 상기 제1권취롤이 회전함에 따라 상기 외측면창이 개폐되는 것을 특징으로 하는 농업용 스마트 그린하우스.
제1항에 있어서,
상기 외부 하우징에는,
상기 외부 하우징에 가해지는 일사량을 조절하기 위해 자동으로 개폐 가능한 차광부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 스마트 그린하우스.
제2항에 있어서,
상기 차광부는,
상기 외부 하우징 양측 하단에 길이 방향으로 구비 가능하여 차광망이 상기 외부 하우징의 외측면을 따라 이동 가능하도록 상기 차광망을 감거나 풀어주는 제2권취롤; 및
상기 제2권취롤의 일단에 결합 가능하여 상기 제2권취롤을 회전시킬 수 있는 제2구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 스마트 그린하우스.
제2항에 있어서,
상기 외부 하우징의 상부에는,
상기 외부 하우징에 가해지는 일사량에 따라 상기 차광부의 개폐 여부를 자동으로 제어 가능한 센싱모듈을 더 포함하며,
상기 센싱모듈은,
상기 외부 하우징에 가해지는 일사량을 측정 가능한 일사량 센서; 및
상기 일사량 센서의 측정값과 기 설정된 일사량 기준값을 비교하여 측정값이 기준값을 초과하는 경우 상기 차광부를 작동시키는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 스마트 그린하우스.
제1항에 있어서,
상기 외부 하우징의 전후 양측면에는,
상기 외부 하우징의 출입문 상부에 형성 가능하며, 상기 외부 하우징의 내부 환기가 가능하도록 자동으로 개폐 가능한 복수의 제1환기창을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 스마트 그린하우스.
제5항에 있어서,
상기 제1환기창은,
상기 외부 하우징의 전면부 및 후면부를 기준으로 외측에 각각 구비 가능하며, 지면에 수직으로 설치 가능한 한 쌍의 제1가이드레일;
상기 제1가이드레일을 따라 수직 왕복 이동이 가능하도록 결합 가능한 제3샤프트;
상기 제3샤프트에 결합되는 제3구동모터; 및
일단이 상기 제3구동모터에 결합 가능하여 상기 제3구동모터에 의해 회전 가능한 제3권취롤을 포함하고,
상기 제3권취롤에 결합된 상기 외부 하우징 전면부 및 후면부의 비닐이 상기 제3권취롤에 의해 말려 올라가거나 펼쳐지면서 상기 제1환기창이 개폐되는 것을 특징으로 하는 농업용 스마트 그린하우스.
제6항에 있어서,
상기 제1환기창은,
상기 외측면창과 동일하게 상기 제어부에 의해 개폐 여부가 제어되는 것을 특징으로 하는 농업용 스마트 그린하우스.
제1항에 있어서,
상기 내부 하우징에는,
상기 내부 하우징의 양측 하단에 길이 방향으로 구비 가능하여 보온커튼이 상기 내부 하우징의 외측면을 따라 이동 가능하도록 상기 보온커튼을 감거나 풀어주는 제4권취롤; 및
상기 제4권취롤의 일단에 결합 가능하여 상기 제4권취롤을 회전시킬 수 있는 제4구동모터를 더 포함하며,
상기 보온커튼의 개폐 여부는 상기 외측면창과 동일하게 상기 제어부에 의해 제어 가능한 것을 특징으로 하는 농업용 스마트 그린하우스.
제1항에 있어서,
상기 내부 하우징의 전후 양측면에는,
상기 내부 하우징의 출입문 상부에 형성 가능하며, 상기 내부 하우징의 내부 환기가 가능하도록 자동으로 개폐 가능한 복수의 제2환기창을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 스마트 그린하우스.
제9항에 있어서,
상기 제2환기창은,
상기 내부 하우징의 전면부 및 후면부를 기준으로 외측에 각각 구비 가능하며, 지면에 수직으로 설치 가능한 한 쌍의 제2가이드레일;
상기 제2가이드레일을 따라 수직 왕복 이동이 가능하도록 결합 가능한 제5샤프트;
상기 제5샤프트에 결합되는 제5구동모터; 및
일단이 상기 제5구동모터에 결합 가능하여 상기 제5구동모터에 의해 회전 가능한 제5권취롤을 포함하고,
상기 제5권취롤에 결합된 상기 내부 하우징 전면부 및 후면부의 비닐이 상기 제5권취롤에 의해 말려 올라가거나 펼쳐지면서 상기 제2환기창이 개폐되는 것을 특징으로 하는 농업용 스마트 그린하우스.
제9항에 있어서,
상기 제2환기창은,
상기 제1환기창과 동일하게 상기 제어부에 의해 개폐 조절이 가능하며, 상기 제1환기창과 연동되어 동시에 개폐가 가능한 것을 특징으로 하는 농업용 스마트 그린하우스.
제1항에 있어서,
상기 공기주입부는,
상기 내부 하우징의 내부 일측에 구비 가능하여 압축 공기를 발생시킬 수 있는 공기압축기;
일측이 상기 공기압축기에 연결 가능하고, 타측이 상기 내부 하우징의 길이 방향을 따라 연장 형성되며, 일측면에 동일 간격으로 상호 이격되는 복수의 분사관이 구비 가능한 분배관; 및
상기 분사관의 일단에 구비 가능한 복수의 노즐을 포함하고,
상기 노즐은 토양에 일정 깊이 삽입 가능하여 토양의 내부에 공기가 주입될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 농업용 스마트 그린하우스.
제1항에 있어서,
상기 난방부는,
상기 내부 하우징의 내부 일측에 구비 가능하여 내부에 물이 저장 가능한 축열조;
일측이 상기 축열조의 하부에 연결 가능하고, 타측이 상기 축열조의 상단에 연결 가능하며, 상기 축열조에 저장된 물이 상기 내부 하우징 또는 외부 하우징의 상단부를 따라 순환 가능하도록 상기 내부 하우징 또는 외부 하우징의 상단부를 따라 배치 가능한 제1순환라인;
일측이 상기 축열조의 하부에 연결 가능하고, 타측이 상기 축열조의 상부에 연결 가능하며, 상기 축열조에 저장된 물이 상기 내부 하우징에 형성 가능한 이랑을 따라 순환 가능하도록 이랑의 상부를 따라 배치 가능한 제2순환라인;
상기 제1순환라인 및 제2순환라인의 일단에 각각 구비 가능한 자동개폐기;
상기 제1순환라인 및 제2순환라인의 일측에 각각 구비 가능한 제1순환모터 및 제2순환모터;
상기 자동개폐기, 제1순환모터 및 제2순환모터의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
주간에는 상기 제1순환라인만이 개방되도록 하여 상기 축열조에 저장된 물을 상기 내부 하우징 또는 외부 하우징의 상단부를 따라 순환시킴으로써, 상기 축열조에 저장된 물이 그린하우스 내부의 태양잉여열을 축적하여 가열될 수 있도록 하며,
야간에는 상기 제2순환라인만이 개방되도록 하여 상기 축열조에 저장된 가열된 물을 상기 내부 하우징에 형성 가능한 이랑을 따라 순환시킴으로써, 상기 내부 하우징에 재배되는 식물에 근권가온이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 농업용 스마트 그린하우스.
제13항에 있어서,
상기 축열조의 내부에는,
상기 컨트롤러에 의해 작동되어 상기 축열조에 저장되는 물을 가열할 수 있는 히팅부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 스마트 그린하우스.
제13항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
미리 입력된 시간대에 맞춰 상기 제1순환라인 및 제2순환라인이 선택적으로 개폐 가능하도록 하거나, 상기 제어부와 연계 가능하여 사용자가 실시간으로 상기 제1순환라인 및 제2순환라인의 개폐를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 농업용 스마트 그린하우스.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
사용자가 실시간으로 제어 가능하도록 모바일 기기 또는 PC와 연계 가능한 것을 특징으로 하는 농업용 스마트 그린하우스.