KR20210117568A - 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실시간으로 배액의 이온 수치를 감지하여 부족한 양의 이온을 설정된 조건에서 자동으로 첨가하여 식물에 직접공급하거나 양액 혼합탱크로 순환시킴에 의해 배액을 방치함에 의해 발생할 수 있은 배액의 오염이나 변질을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 양액의 소비양을 절감할 수 있게 한 것으로, 관리실의 컴퓨터와 모바일 단말기를 이용하여 이중으로 제어가 가능하고, 다양한 환경을 설정할 수 있는 실시간 배액 성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 배액 재활용 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 실시간으로 배액(식물에 공급되고 흘러나온 양액, 이하 "배액"이라함)의 이온 수치를 감지하여 부족한 양의 이온을 자동으로 첨가하여 식물에 직접공급하거나 양액 혼합탱크로 순환시킴으로서 배액의 방류에 의해 발생할 수 있은 환경오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 양액의 소비량을 절감함으로서 생산원가를 줄일 수 있도록 한 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템에 관한 것이다.
특히, 관리실의 컴퓨터와 모바일 단말기를 이용하여 이중으로 제어가 가능하고, 다양한 환경을 설정할 수 있는 실시간으로 배액의 이온성분의 측정이 가능한 배액 재활용 시스템에 관한 것이다.
기술이 발달함에 따라 다양한 식물 재배 방법이 개발되고 있으며, 해당 식물의 생육에 최적의 조건으로 재배 환경을 만들어 식물을 재배하는 기술을 통칭하여 시설재배라 한다.
시설재배는 어느 작물을 재배를 목적으로 하는가에 따라 서로 다른 이름으로 사용되며 대부분은 원예작물을 재배함으로서 시설원예라고하며, 유리온실, 비닐하우스, 대형터널 등과 같이 시설 내에서 원예작물인 엽채류, 과채류, 근채류등의 채소, 과수, 및 화훼를 집약적으로 재배하는 재배방법이다.
이러한 시설재배는 자동화된 기온, 보온, 환기, 관수, 탄산가스의 시비 등의 장치들을 설치하여 자본집약적으로 경영이 되는 것이고, 근간에는 컴퓨터 또는 모바일을 이용하여 제반 장치의 구동을 제어할 수 있게 함에 따라 작물들을 연중출하 할 수 있는 기술들이 사용되고 있다.
이러한 시설재배는 상기한 바와 같이 환경을 제어하기 위한 다양한 장치들이 사용되고 있고, 이러한 장치들 중에는 식물에 영양분을 공급하기 위한 양액 공급 시스템이 있으며, 국내 양액재배는 1960년대 초에 처음 도입되어 재배면적이 지속적으로 증가하고 있고 이와 관련된 기술의 일예로 특허문헌 1 내지 3이 있다.
특허문헌 1은 일사량과 외부기온을 감지하는 기상환경감지센서와, 다수의 서로 다른 비료액을 공급하기 위한 다수의 비료액 공급모터와, 비료액 공급모터에 의해서 공급된 비료액을 균일하게 혼합시키는 시스템혼합탱크와, 시스템혼합탱크의 상부로부터 하부로 연결되어 비료액을 순환시키는 시스템순환배관과, 시스템순환배관 상에 위치하여 비료액의 산도(pH)와 전기전도도(EC) 및 온도를 감지하는 양액센서와, 시스템순환배관 상에 위치하여 비료액을 수경재배베드의 상측을 향하여 일정한 힘으로 펌핑하기 위한 양액공급모터와, 양액공급모타와 연결된 공급관에 설치되어 양액의 공급량을 수치화하여 시각적으로 표시하는 양액공급수량계와, 수경재배베드의 하부를 통하여 공급된 비료액을 배출시키는 배액배관과, 배액배관에 설치되어 배출된 배액을 수용하는 1차배액탱크와, 1차배액탱크에 수용된 배액이 소정의 량에 도달하여 외부로 배출시키는 배액1차펌프와, 배액1차펌프에 의해 배출되는 배액을 최종적으로 보관하는 2차배액탱크와, 제2차배액탱크와 배액1차펌프 사이에 마련되어 펌핑되는 배액의 배출량을 계수하는 배액량수량계와, 2차배액탱크에 저장된 배액이 소정량에 도달하여 이를 시스템혼합탱크로 펌핑시키는 배액공급펌프와, 배액공급펌프에 의한 배액을 시스템혼합탱크로 이송시키는 배액공급배관과, 배액공급배관 상에 위치하여 배액의 공급수량을 계수하는 배액공급수량계와, 배액공급배관 상에 위치하여 배액의 전기전도도를 감지하는 센서와, 배액공급배관 상에 위치하여 양액과 배액을 공급하고 차단하는 복수의 전자밸브와, 기상환경계측센서와 양액센서, 양액공급 수량계, 배액량 수량계로부터 정보를 받아 양액공급펌프와, 배액공급펌프, 전자밸브를 각각 제어하여 시스템혼합탱크에 양/배액혼합과 수경재배베드에 양액공급 및 회수하는 마이크로프로세서컨트롤러를 포함하는 것이고,
특허문헌 2는 관수재배나 양액재배로 식물을 재배하기 위한 작물재배장치에 있어서, 상부가 개방되어 내측에 저수부를 가지며, 이 저수부에는 관수나 양액이 저수되는 장방형의 저수용기와 내부에 식물배양용 상토가 충진되어, 저수용기의 저수부에 하부측이 침수되고, 저수부의 관수나 양액을 상토에 공급하는 다수의 관통공을 적어도 일측면에 가지며, 외측면은 저수용기의 내측면과 이격되어, 저수용기의 장축방향을 따라 슬라이딩되는 재배용기 및 재배용기를 저수용기에 슬라이딩 가능하게 고정하고, 재배용기를 슬라이딩시키는 슬라이딩수단을 포함하는 것이고,
특허문헌 3은 양액재배장치의 재배배지에 연결되어 재배배지에서 배출되는 퇴수를 재활용하는 양액재배 퇴수 재활용방법에 있어서, 재배배지에서 배출되는 퇴수의 산도와 전기전도도 수치에 따라 원수와 비료성분 및 산도조절재를 투입 교반한 후, 재배배지로 순환시켜 재활용하며, 퇴수 또는 재배배지에 각종 미네랄 또는 유용미생물을 공급하는 양액재배 퇴수 재활용방법에 관한 것이다.
이러한 종래의 시설재배용 양액 공급 기술들 중 일부는 양액의 공급만을 제어할 뿐, 작물이 재배되는 재배지에서 흘러나온 양액(이하, "배액"이라함)을 그대로 흘려보내거나 일부 수거하여 재활용하고 있으나 활용도와 정확도가 낮은 문제가 있다.
최근에는 환경오염을 줄이고자 국내외에서 배액의 재순환을 요구하고 있고, 배액 재순환을 위해서는 배액 성분을 계측, 배액의 필터링 및 살균, 시비처방 로직, 배액과 양액을 혼합하여 원하는 비료요구량을 시비할 수 있는 양액제어 시스템이 필요하다.
배액의 재활용을 통하여 환경오염을 줄이고, 비료 및 생산원가 절감을 기대할 수 있다. 즉, 토마토를 일사량 기준으로 양액재배 시 30% 배액 후 25% 재활용 할 때 1ha 기준으로 비료절감 비용은 약 1,000만원, 원수는 25% 절감된다.
양액시스템에서 배액의 성분을 실시간으로 분석하여 부족한 이온을 보충해줌으로서 작물이 필요로 하는 양분을 수시로 적기에 공급하여 작물생산의 효율성을 높이고 소득을 증대시킬 수 있어야 하지만, 현재 국내에 출시된 양액 재활용 제품의 경우 양액을 공급하고 배지를 통하여 나오는 배액은 EC, pH 등의 센서를 통하여 설정된 값으로 원수를 보충하고 배액을 희석하여 재활용하는 단순한 제품이 대부분이며, 실시간 이온 측정센서를 통하여 배액의 성분을 분석하고 부족한 이온을 설정된 조건에서 실시간으로 보충해 줄 수 없는 문제가 있다.
즉, 배액을 회수하여 재활용하는 경우가 있으나, 배액은 이미 식물이 일부 이온을 흡수한 상태이고, 식물이 흡수한 양 만큼 이온을 보충하여야하지만 그 양을 맞추기 어려움이 있고, 배액을 장시간 탱크에 집수한 후 재활용하거나, EC, pH만 맞추어 식물에 다시 공급하고 있기 때문에 이런한 경우 배액을 장시간 보관함에 따라 배액이 변질될 수 있고 양액의 조성비가 정확하지 않은 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 배액의 이온 수치를 실시간으로 감지하여 부족한 이온을 설정된 시간에 자동으로 첨가하여 식물에 직접공급하거나 양액 혼합탱크로 순환시킴에 의해 양액의 소비를 줄일 수 있게 한 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명은 EC, pH 센서 및 실시간 배액 측정이 가능한 이온 측정 장치를 이용함으로서 양액시비가 가능하며, 배액의 재활용을 위하여 필터링 시스템을 거친 배액의 성분을 실시간으로 분석하고 부족한 무기이온 농도를 보정하여 설정된 시간에 배액을 재활용 할 수 있는 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 통신사와 본 발명의 복합 환경제어 시스템을 연동시켜 컴퓨터 및 앱으로 양액 및 배액관리를 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 양액 제어기에 복합 컨버터를 장착하여 EC, pH, 일사량 등의 센서 측정값을 한눈에 볼 수 있도록함으로서 양액과 배액의 측정값을 쉽게 비교할 수 있게 한 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 1대의 양액시스템으로 2~3가지의 작물을 동시에 재배할 수 있는 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 양액시스템 내부에 별도의 저장장치를 통하여 양액과 배액의 공급시간, 공급횟수, 공급량, EC, pH, 원수량 등이 일별로 자동 저장됨으로서 작목별, 작기별 데이터 수집을 통하여 효율적으로 온실을 운영할 수 있게 한 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템은 액비탱크의 양액과 원수탱크의 원수를 혼합탱크에서 혼합하여 온실의 배지에 공급하는 양액공급장치를 구비하고, 배지로부터 배출되는 배액을 회수하여 재활용하는 배액 재활용 시스템에 있어서, 회수된 배액을 재활용하여 순환시키는 배액순환장치를 더 구비하되, 상기 배액순환장치는, 배지로부터 흘러나온 배액을 모으는 퇴수통; 퇴수통과 필터링을 거친 배액을 모으는 배액탱크; 내부에 침수식살균기가 추가로 설치되어 있을 수 있으며 유수식살균기로 살균된 배액을 저장하는 살균배액저장탱크; 살균배액저장탱크에 저장된 배액의 이온을 측정하는 다수의 이온측정기; 상기 이온측정기에서 측정된 이온 중 부족한 이온을 보충할 수 있도록 양액이 저장된 다수의 보충액비탱크; 및 상기 보충액비탱크에 저장된 액비중 이온측정기에서 감지된 부족한 양만큼의 액비를 살균배액저장탱크로 공급하는 튜빙펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 배액순환장치는 배지에서 배출되는 배액 중의 이물질을 여과하는 필터와, 배출되는 배액의 양을 측정하는 배액측정기를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 배액순환장치는 살균배액저장탱크의 입구나 출구 측에 UV 또는 플라즈마 살균기 등과 같은 유수식살균기가 추가로 구비될 수 있다.
상기 양액공급장치는 양액제어기를 구비하고 있으며, 상기 양액제어기는 측정된 양액정보 등을 표시하는 디스플레이; 전면에 디스플레이와 제어버튼을 구비한 제어박스; 배지로 공급되는 양액의 양을 감지하는 유량계; 배지에서 나오는 배액을 여과하는 여과기; 배지로 공급되는 양액의 압력을 조절하는 압력조절밸브; 배지로 양액을 펌핑하는 공급펌프; 혼합탱크내부의 유압을 조절하는 유압밸브; 혼합탱크에 액비를 정량적으로 공급하는 벤츄리관; 각각의 액비탱크에 연결되어 혼합탱크에 액비를 흘려보내는 액비흡입구; 정량적으로 액비가 들어가도록 개폐량이 조절되는 정밸브; 필요에 따라 정밸브가 개방된 상태에서도 액비 라인을 개폐 조절하는 전자밸브를 포함한다.
본 발명의 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템은 EC, pH 센서 및 실시간 배액 측정이 가능한 이온 측정 장치를 이용함으로서 양액시비가 가능하며, 배액의 재활용을 위하여 필터링 시스템을 거친 배액의 성분을 실시간으로 분석하고 부족한 무기이온 농도를 보정하여 설정된 시간에 배액을 재활용 할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 유무선 통신망을 통해 복합 환경제어 시스템과 연동시켜 컴퓨터 및 모바일단말기로 양액 및 배액관리를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템을 포함하는 ICT 기반 복합환경제어 시스템 구성도
도 2는 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템에서 실시간 성분 측정이 가능한 배액 재활용 양액기의 모니터링화면
도 3은 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템의 구성도
도 4는 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템의 배액 부족이온 보충 알고리즘
도 5는 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템의 배액의 실시간 이온 측정값과 양액시스템 연동화면
도 6은 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템의 실시간 이온측정기 데이터 값
도 7은 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템의 실시간 이온측정기 데이터 값 그래프
도 8은 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템을 활용하여 배양액 재활용에 따른 수량 비교그래프
도 9는 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템을 활용하여 배양액 재활용에 따른 특성 비교그래프
도 10은 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템을 구성하는 양액제어기의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템에서 실시간 성분 측정이 가능한 배액 재활용 양액기의 모니터링화면
도 3은 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템의 구성도
도 4는 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템의 배액 부족이온 보충 알고리즘
도 5는 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템의 배액의 실시간 이온 측정값과 양액시스템 연동화면
도 6은 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템의 실시간 이온측정기 데이터 값
도 7은 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템의 실시간 이온측정기 데이터 값 그래프
도 8은 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템을 활용하여 배양액 재활용에 따른 수량 비교그래프
도 9는 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템을 활용하여 배양액 재활용에 따른 특성 비교그래프
도 10은 본 발명에 따른 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템을 구성하는 양액제어기의 사시도
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명을 통해 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 실시간으로 배액의 이온 수치를 감지하여 부족한 양의 이온을 자동으로 첨가하여 식물에 직접공급하거나 양액 혼합탱크로 순환시킴으로서 배액의 방류에 의해 발생할 수 있은 환경오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 양액의 소비량을 절감함으로서 생산원가를 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 실시간 성분 측정이 가능한 배액 재활용 시스템은 도 1에 도시한 바와 같이 이루어진 양액제어기를 포함하는 시설재배 관리시스템에 결합되어 구성되며, 도 3에 도시한 바와 같이, 액비탱크(21)의 양액과 원수탱크(22)의 원수를 혼합탱크(23)에서 혼합하여 온실의 배지에 공급하는 양액공급장치(20)를 통해 배지로 양액을 공급하고, 공급된 양액중 배지로부터 흘러나온 배액(이하 "배액"이라 통칭함)을 회수하여 재활용하는 배액 재활용 시스템이다.
즉, 상기 양액공급장치(20)와 연계되어 회수된 배액을 재활용하여 순환시키는 배액순환장치(10)를 더 구비하고 있으며, 양액공급장치를 구성하는 양액제어기(24)에 배액의 흐름 및 액비 보충 프로그램을 더 입력함에 의해 배액의 재활용이 이루어지는 것이다.
상기 배액순환장치(10)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 배지로부터 흘러나온 배액을 모으는 퇴수통(11); 퇴수통과 필터링을 거친 배액을 모으는 배액탱크(12); 내부에 침수식살균기(13a)가 설치되어 유입되는 배액을 살균 저장하는 살균배액저장탱크(13);살균배액저장탱크에 저장된 배액의 이온을 측정하는 다수의 이온측정기(14); 상기 이온측정기에서 측정된 이온 중 부족한 이온을 보충할 수 있도록 양액이 저장된 다수의 보충액비탱크(15); 및 상기 보충액비탱크에 저장된 액비중 이온측정기에서 감지된 부족한 양만큼의 액비를 살균배액저장탱크로 공급하는 튜빙펌프(15p)를 포함한다.
상기 퇴수통(11)은 식물이 재배되는 배지에 공급되어 식물이 흡수하지 못하고 흘러나온 배액을 수집하는 통이다.
상기 퇴수통(11)에 수집되는 배액에는 흙이나 낙엽 등을 포함하는 이물질이 혼합되어 있고, 이를 여과하기 위해 배지에서 배출되는 배액 중의 이물질을 여과하는 필터(16)를 더 구비하고 있다.
상기 필터(16)를 도 3에는 퇴수통의 후단에 설치한 것을 예로 도시하였으나, 퇴수통의 전단에 설치함에 의해 퇴수통에 정제된 배액만이 저장되게 하고, 후단에도 설치하여 한번 더 배액을 여과할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
또한 배지로부터 배출되는 배액의 양을 정확하게 파악할 수 있어야 공급할 양액을 다시 제조할 수 있음에 따라 배출되는 배액의 양을 측정하는 배액유량측정기(17)를 더 설치하는 것이 바람직하다.
상기 배액유량측정기(17)는 배지와 퇴수통 사이에 설치된 배액 수집라인에 설치된 유량센서로 구성할 수 있다.
상기 배액탱크(12)는 상기 퇴수통에 저장되고 필터(16)에 의해 정제된 배액을 저장한다.
상기 살균배액탱크(13)는 유수식살균기를 통하여 살균된 배액을 모으는 탱크로 내부에는 침수식살균기(13a)가 설치되어 있다.
상기 살균배액탱크의 일측에는 도 3에 도시한 바와 같이 일측에 이온측정기(14)가 설치되어 있고, 보충액비탱크(15)가 연결되어 있어 이온측정기에서 측정된 배액의 이온 중 부족한 이온을 보충액비탱크(15)로부터 공급받아 보충한다.
상기 보충액비탱크의 액비를 살균배액탱크에 공급하기 위한 수단으로 튜빙펌프(15p)를 구비하고 있다.
상기 튜빙펌프는 정량펌프 중의 하나로 상기 이온측정기(14)에서 측정된 이온 중 부족한 이온의 액비를 정량적으로 공급할 수 있게 한다.
상기와 같이 구성된 배액순환장치(10)에 의해 살균 및 이온 보충이 이루어진 배액은 양액과 거의 동일한 조성비를 가지며, 이는 배지로 직접 공급되거나 양액공급장치(20)의 혼합탱크로 공급될 수 있다.
또한 상기 배액순환장치(10)의 유수식살균기(18)를 더 구비할 수 있으며, 이는 플라즈마살균기나 UV 살균기가 될 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 배액순환장치(10)는 전술한 바와 같이 양액공급장치(20)와 연계되어 구성되어 있으며, 특히 양액공급장치(20)를 구성하는 양액제어기(24)의 제어박스(24c)에 의해 배액순환장치가 제어된다.
상기 양액제어기(24)는 도 10에 도시한 바와 같이, 측정된 양액정보 등을 표시하는 디스플레이(24d); 전면에 디스플레이와 제어버튼을 구비한 제어박스(24c); 배지로 공급되는 양액의 양을 감지하는 유량계(24w); 배지로 공급되는 양액을 여과하는 여과기(24f); 배지로 공급되는 양액의 압력을 조절하는 압력조절밸브(24p); 배지로 양액을 펌핑하는 공급펌프(24s); 혼합탱크(24t)내부의 유압을 조절하는 유압밸브(24v); 혼합탱크에 액비를 정량적으로 공급하는 벤츄리관(24a); 각각의 액비탱크(21)에 연결되어 혼합탱크에 액비를 흘려보내는 액비흡입구(24l); 정량적으로 액비가 들어가도록 개폐량이 조절되는 정밸브(24d); 필요에 따라 정밸브가 개방된 상태에서도 액비 라인을 개폐 조절하는 전자밸브(24m)을 포함한다.
상기 디스플레이(24d)는 액비의 공급 상태나 공급시간 및 주기 등을 표시하는 창으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 액비와 원수 및 양액의 잔량정보를 포함하는 양액 관리와 관련된 정보가 디스플레이되고, 상기 제어박스(24c)는 작물에 공급될 양액의 액비 혼합 비율 등을 제어한다.
또한 디스플레이에는 도 5에 도시한 바와 같이, 이온측정값 양액기 연동 화면과 도 6에 도시한 바와 같이 배액에서 실시간 측정된 이온의 변동 표와 도 7에 도시한 바와 같이 배액에서 실시간 측정된 이온의 변동 그래프가 디스플레이 된다. 도 7에 도시한 실측 이온 변동 그래프에서 불규칙하게 상승된 부분은 제외하고 나머지의 평균값으로 이온 농도를 감지한다.
상기 제어박스에는 메모리를 구비하여 재배되는 작물의 종류에 따라 공급되는 액비들의 혼합량 정보가 저장되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 양액제어기(24)는 배액순환장치도 동시에 제어할 수 있고, 즉, 상기한 배액순환장치(10)를 구성하는 이온측정기(14)에서 측정된 이온 수치가 도 4에 도시한 부족이온농도에 해당하면 설정된 조건에서 튜빙펌프(15p)를 구동시켜 부족한 이온을 보충한다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템을 이용하여, 배액을 재활용하여 재배된 식물의 수량과 특성을 비교한 결과를 도 8 및 도 9에 도시하였다.
도 8은 배양액 재활용에 따른 특성 비교그래프로 토마토의 일예이고, 과장, 과경, 과중, 당도 및 과수를 비교한 결과 배액 비활용일 때와 크게 차이가 없는 것을 알 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 실시간 성분 측정이 가능한 배액 재활용 시스템을 활용하여 배양액 재활용에 따른 수량 비교그래프로 딸기의 수량 비교로 이 또한 배액 비활용일 때와 크게 차이가 없음을 알 수 있다.
또한 본 발명의 실시간 성분 측정이 가능한 배액 재활용 시스템은 도 1에 도시한 바와 같이 구성된 양액을 이용한 재배 설비를 제어하는 제어기와 연동하여 제어가 이루어질 수 있고, 유무선 통신망으로 연결된 원격제어기(30)와 모바일 딘말기(40)에 의해 모니터링 및 제어가 가능하다.
도 3에서 12f, 13f는 교반기이다.
10: 배액순환장치
11: 퇴수통 12: 배액탱크
13: 살균배액탱크 13a: 침수식살균기
14: 이온측정기
15: 보충액비탱크 15p: 튜빙펌프
16: 필터 17: 배액유량측정기
18: 플라즈마살균기
20: 양액공급장치
21: 액비탱크 22: 원수탱크
23: 혼합탱크
24: 양액제어기 24d: 디스플레이
24c: 제어박스 24w: 유량계
24f: 여과기 24p: 압력조절밸브
24s: 공급펌프 24v: 유압밸브
24a: 벤츄리관 24l: 액비흡입구
24d: 정밸브
24m: 전자밸브
25: 샌드필터
30: 원격제어기
40: 모바일단말기
11: 퇴수통 12: 배액탱크
13: 살균배액탱크 13a: 침수식살균기
14: 이온측정기
15: 보충액비탱크 15p: 튜빙펌프
16: 필터 17: 배액유량측정기
18: 플라즈마살균기
20: 양액공급장치
21: 액비탱크 22: 원수탱크
23: 혼합탱크
24: 양액제어기 24d: 디스플레이
24c: 제어박스 24w: 유량계
24f: 여과기 24p: 압력조절밸브
24s: 공급펌프 24v: 유압밸브
24a: 벤츄리관 24l: 액비흡입구
24d: 정밸브
24m: 전자밸브
25: 샌드필터
30: 원격제어기
40: 모바일단말기
Claims (4)
- 액비탱크(21)의 양액과 원수탱크(22)의 원수를 혼합탱크(23)에서 혼합하여 온실의 배지에 공급하는 양액공급장치(20)를 구비하고, 배지로부터 배출되는 배액을 회수하여 재활용하는 배액 재활용 시스템에 있어서,
회수된 배액을 재활용하여 순환시키는 배액순환장치(10)를 더 구비하되,
상기 배액순환장치(10)는,
배지로부터 흘러나온 배액을 모으는 퇴수통(11);
퇴수통과 필터링을 거친 배액을 모으는 배액탱크(12);
배액탱크로부터 유수식살균기를 통하여 살균된 배액을 저장하는 살균배액저장탱크(13); 배액저장탱크 내부의 병원균을 2차로 살균하는 침수식살균기(13a);
살균배액저장탱크에 저장된 배액의 이온을 측정하는 다수의 이온측정기(14);
상기 이온측정기에서 측정된 이온 중 부족한 이온을 보충할 수 있도록 양액이 저장된 다수의 보충액비탱크(15); 및
상기 보충액비탱크에 저장된 액비중 이온측정기에서 감지된 부족한 양만큼의 액비를 살균배액저장탱크로 공급하는 튜빙펌프(15p)를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 배액순환장치(10)는 배지에서 배출되는 배액 중의 이물질을 여과하는 필터(16)와, 배출되는 배액의 양을 측정하는 배액유량측정기(17)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 배액순환장치(10)는 배액탱크(12)의 출구 측에 유수식살균기(18)와 살균배액탱크(13)에 침수식살균기(13a)를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 양액공급장치(20)는 양액제어기(24)를 구비하고 있으며, 상기 양액제어기는 측정된 양액정보 등을 표시하는 디스플레이(24d); 전면에 디스플레이와 제어버튼을 구비한 제어박스(24c); 배지로 공급되는 양액의 양을 감지하는 유량계(24w); 배지로 공급되는 양액을 여과하는 여과기(24f); 배지로 공급되는 양액의 압력을 조절하는 압력조절밸브(24p); 배지로 양액을 펌핑하는 공급펌프(24s); 혼합탱크(24t)내부의 유압을 조절하는 유압밸브(24v); 혼합탱크에 액비를 정량적으로 공급하는 벤츄리관(24a); 각각의 액비탱크(21)에 연결되어 혼합탱크에 액비를 흘려보내는 액비흡입구(24l); 정량적으로 액비가 들어가도록 개폐량이 조절되는 정밸브(24d); 필요에 따라 정밸브가 개방된 상태에서도 액비 라인을 개폐 조절하는 전자밸브(24m)을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템.
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- 2020-03-19 KR KR1020200033949A patent/KR102410916B1/ko active IP Right Grant
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| KR102410916B1 (ko) | 2022-06-20 |
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