KR20230035054A - 아쿠아포닉스, 온실 및 버섯 재배가 통합된 자연순환형 태양열 주택, 건물 및 고층 건물을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
아쿠아포닉스(aquaponics), 온실 및 버섯 재배를 통합한 단열 자연순환형 주택, 건물 또는 고층 건물 시스템 및 방법으로서, 겨울철 태양광을 극대화하는 각도로 태양을 바라보는 쪽에 창(glazing)이 배치되어 있고, 어조(fish tank); 식물 재배 구역; 버섯 재배 구역; 매장, 아파트 또는 사무실 구역; 식물 재배 구역을 버섯 재배 구역, 매장, 아파트 또는 사무실 구역, 및 수조로부터 격리시키는 수벽 열저장체(water wall thermal mass); 및, 버섯 재배 구역, 매장, 아파트 또는 사무실 구역, 및 어조에 미스트 상태의 공기를 제공하는 자연 환기(NAV) 시스템을 수용하며, 식물 재배 구역에서 생성되는 O2가 아파트 또는 사무실 구역, 및 어조에 제공되고, 버섯 재배 구역, 매장, 아파트 또는 사무실 구역, 및 어조에서 발생하는 CO2가 식물 재배 구역으로 제공된다.
Description
관련 문헌에 대한 상호 참조
본 출원인 Carlos R. VILLAMAR는 2014년 2월 28일에 "SYSTEM AND METHOD FOR SOLAR GREENHOUSE AQUAPONICS AND BLACK SOLDIER FLY COMPOSTER AND AUTO FISH FEEDER"라는 명칭으로 특허를 출원하였고(미국 임시특허출원 일련번호 제61/946,690호); 바로 앞서 언급한 문헌의 우선권 주장과 함께, Carlos R. VILLAMAR는 2015년 2월 27일에 "SYSTEM AND METHOD FOR SOLAR GREENHOUSE AQUAPONICS AND BLACK SOLDIER FLY COMPOSTER AND AUTO FISH FEEDER"라는 명칭으로 특허를 출원하였으며(미국 특허출원 일련번호 제14/633,387호) 현재는 특허 등록되었고(미국 특허번호 제9,585,315호); 바로 앞서 언급한 문헌의 일부계속출원으로서, Carlos R. VILLAMAR는 2017년 3월 1일에 "SYSTEM AND METHOD FOR SOLAR GREENHOUSE AQUAPONICS AND BLACK SOLDIER FLY COMPOSTER AND AUTO FISH FEEDER"라는 명칭으로 특허를 출원하였으며(미국 특허출원 일련번호 제15/446,863호) 현재는 특허 등록되었고(미국 특허번호 제9,788,496호); 바로 앞서 언급한 문헌의 분할출원으로서, Carlos R. VILLAMAR는 2017년 10월 13일에 "SYSTEM AND METHOD FOR SOLAR GREENHOUSE AQUAPONICS AND BLACK SOLDIER FLY COMPOSTER AND AUTO FISH FEEDER"라는 명칭으로 특허를 출원하였으며(미국 특허출원 일련번호 제15/783,684호) 현재는 특허 등록되었고(미국 특허번호 제10,015,940호); 바로 앞서 언급한 문헌의 일부계속출원으로서, Carlos R. VILLAMAR는 2018년 3월 11일에 "SYSTEM AND METHOD FOR SOLAR GREENHOUSE AQUAPONICS AND BLACK SOLDIER FLY COMPOSTER AND AUTO FISH FEEDER"라는 명칭으로 특허를 출원하였으며(미국 특허출원 일련번호 제15/917,839호) 현재는 특허 등록되었고(미국 특허번호 제10,194,601호); 바로 앞서 언급한 문헌의 일부계속출원으로서, Carlos R. VILLAMAR는 2019년 2월 1일에 "SYSTEM AND METHOD FOR SOLAR GREENHOUSE AQUAPONICS AND BLACK SOLDIER FLY COMPOSTER AND AUTO FISH FEEDER"라는 명칭으로 특허를 출원하였으며(미국 특허출원 일련번호 제16/265,843호) 현재는 특허결정이 나왔고; 본 발명은 바로 앞서 언급한 문헌의 일부계속출원이며, 전술한 특허문헌들의 전체 개시내용을 본원에 참조로 포함한다.
본 발명의 기술분야
본 발명은 전반적으로 아쿠아포닉스(aquaponics) 및 온실 기술을 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 몇년 사이에 아쿠아포닉스 및 온실 시스템들이 개발되었다. 그러나 일반적으로 이들 시스템은 아쿠아포닉스를 위한 온실 및 어류 먹이공급 시스템을 효율적이면서 비용효과성이 높은 방식으로 효과적으로 통합하지 못한 실정이다.
따라서, 상술한 문제점과 그 외 다른 문제점들을 해결하기 위한 방법 및 시스템이 필요하다. 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 시스템 및 방법을 제공하는 본 발명의 예시적 실시예들에 의해, 상술한 문제점과 그 외 다른 문제점들을 해결하고자 한다.
따라서, 본 발명의 예시적인 양태에 의하면, 아쿠아포닉스, 온실 및 버섯 재배를 통합한 단열 자연순환형 주택, 건물 또는 고층 건물 시스템 및 방법을 제공한다. 상기 시스템 및 방법에서는, 겨울철 태양광을 극대화하는 각도로 태양을 바라보는 쪽에 창(glazing)이 배치되어 있고, 어조(fish tank); 식물 재배 구역; 버섯 재배 구역; 매장, 아파트 또는 사무실 구역; 식물 재배 구역을 버섯 재배 구역, 매장, 아파트 또는 사무실 구역, 및 수조로부터 격리시키는 수벽 열저장체(water wall thermal mass); 및, 버섯 재배 구역, 매장, 아파트 또는 사무실 구역, 및 어조에 미스트(박무)상태의 공기를 제공하는 자연 환기(NAV) 시스템을 수용하며, 식물 재배 구역에서 생성되는 O2가 아파트 또는 사무실 구역, 및 어조에 제공되고, 버섯 재배 구역, 매장, 아파트 또는 사무실 구역, 및 어조에서 발생하는 CO2가 식물 재배 구역으로 제공된다.
상기 시스템 및 방법은, 어조에 연결되며 식물 재배 구역 내의 주택, 건물 또는 고층 건물 내부에 수용된 다수의 재배 베드; 및 어조에 연결되는 하드 필터를 추가로 포함한다.
상기 시스템 및 방법은 주택, 건물 또는 고층 건물에 사용되는 담수를 생성하기 위해 식물 재배 구역 아래에 배치되는 담수화 시스템을 추가로 포함한다.
상기 시스템 및 방법은, 주택, 건물 또는 고층 건물 내부에 배치되어, 주택, 건물 또는 고층 건물 내 온도, 습도, O2 및 CO2 수준을 포함한, 주택, 건물 또는 고층 건물의 가스 매개변수들을 측정하는 가스 프로브와, 어조 내부에 배치되어, 어조 물의 용존 산소, pH, 질산염, 아질산염, 암모니아, 전기전도도(EC) 수준을 포함한, 어조 물의 물 매개변수들을 측정하는 물 프로브를 갖춘, 스펙트럼 분석기-기반 센서; 및 상기 스펙트럼 분석기-기반 센서에 연결되며, 측정된 공기 및 물 매개변수들의 레벨을 바탕으로 상기 공기 및 물 매개변수들 중 하나 이상을 제어하도록 구성된 컴퓨터를 추가로 포함한다.
상기 시스템 및 방법은, 주택, 건물 또는 고층 건물의 맨 위에 배치되는 태양광 패널들; 및 상기 태양광 패널들에 배치되어 태양광 패널들 상의 먼지나 모래를 청소하도록 구성된 태양광 패널 세척 장치를 추가로 포함한다.
상기 시스템 및 방법은, 주택, 건물 또는 고층 건물에 구비되어 매장, 아파트 또는 사무실 구역에 빛 또는 그늘을 제공하도록 구성된 지붕창(louver)을 추가로 포함한다.
상기 시스템 및 방법은, 주택, 건물 또는 고층 건물에 구비되어 전기, 풍력 및/또는 태양광 발전 장비를 보관하도록 구성된 유틸리티 박스를 추가로 포함한다.
상기 시스템 및 방법은, 주택, 건물 또는 고층 건물에 구비되어 풍력 에너지를 포집하도록 구성된 풍력 발전 장비를 추가로 포함한다.
상기 시스템 및 방법은, 수벽 내부에 위치하는 매장, 아파트 또는 사무실 구역에서 이어지며 식물 재배 구역의 아트리움의 전망을 제공하는 발코니를 추가로 포함한다.
상기 시스템 및 방법은, 식물 재배 구역의 아트리움에 위치하는 다층구조 매장을 추가로 포함한다.
상기 시스템 및 방법은, 수벽 내부에 위치하는 매장, 아파트 또는 사무실 구역에서 이어지며 식물 재배 구역의 아트리움으로의 접근을 제공하는 엘리베이터를 추가로 포함한다.
상기 시스템 및 방법은, 매장, 아파트 또는 사무실 구역 내부에 위치하는 다층구조-매장, 아파트 또는 사무실을 추가로 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태, 특징 및 장점은 본 발명을 수행하기 위해 고려되는 최상의 모드를 포함하는 다수의 예시적인 실시예 및 구현을 예시하는 식으로 후술되는 상세한 설명으로부터 명백하게 알 수 있다. 본 발명은 또한 기타 다양한 실시예로 가능하며, 그 몇 가지 세부 사항은 모두 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 여러 가지 측면에서 수정될 수 있다. 따라서, 도면 및 설명은 본질적으로 예시적인 것으로 간주되어야 하며 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다.
첨부된 도면들을 통해 본 발명의 실시예를 제한 목적이 아닌 예로서 설명하며, 이들 도면에서 유사한 참조 번호는 유사한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법의 평면도이다.
도 2는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법의 도면으로서, 동쪽에서 바라본 모습이다.
도 3a 내지 도 3d는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 통기구 및 도어 배치형태의 다이어그램이다.
도 4는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법과 관련된 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치의 다이어그램이다.
도 5는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 로켓 매스 히터(RMH)의 다이어그램이다.
도 6은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 가이저 펌프(GP)의 다이어그램이다.
도 7은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 벨 사이펀(BS)의 다이어그램이다.
도 8은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 빗물 수집(RWC) 시스템의 다이어그램이다.
도 9a와 도 9b는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 자동 통기구 오프너 시스템의 다이어그램이다.
도 10과 도 11은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 집수 및 수처리 시스템들의 다이어그램이다.
도 12는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법의 멀티레벨 시스템 버전의 다이어그램이다.
도 13은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 추가 특징 요소들의 다이어그램이다.
도 14a와 도 14b는 도 1 내지 도 13의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적 하드 필터이다.
도 15는 도 1 내지 도 14, 도 16 및 도 17의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적 가이저 펌프 공기 분배 구성이다.
도 16은 도 1 내지 도 15와 도 17의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 로켓 매스 히터 구성이다.
도 17은 도 1 내지 도 16의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 맞춤형 아쿠아포닉스 또는 수경재배 구성이다.
도 18은 도 1 내지 도 17과 도 19 내지 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 아쿠아포닉 버섯 필터 및 위킹 베드 구성이다.
도 19는 도 1 내지 도 18, 도 20 및 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 아쿠아포닉 버섯 필터 및 위킹 베드 구성이다.
도 20a와 도 20b는 도 1 내지 도 19 및 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 버섯 및 녹색 채소류 자실 챔버(muchrooms and greens fruiting chamber) 구성이다.
도 21은 도 1 내지 도 20의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는, 자연 환기 구성을 갖는 예시적인 태양열 온실이다.
도 22는 도 1 내지 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는, 사막 및 해상거주공간(seasteading)에 적용하기에 적합한 자연 환기 및 집수 구성을 갖는 예시적인 태양열 온실이다.
도 23a와 도 23b는 도 1 내지 도 22의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는, 포자 여과 구성을 갖는 예시적인 버섯 및 녹색 채소류 자실 챔버 구성이다.
도 24 내지 도 37은, 도 1 내지 도 23 및 도 38 내지 도 43의 시스템 및 방법에 사용되는, 극심한 사막 환경, 극심한 추위 환경 및 우주 환경에 적합한 자연 환기 기능을 갖춘 아쿠아포닉스 및 온실 기술을 활용하는 자연순환형(passive) 태양열 주택, 건물 및 고층 건물 시스템을 설명하는 데 이용되는 도면들이다.
도 38 내지 도 43은, 도 1 내지 도 37의 시스템 및 방법에 사용되는, 극심한 사막 환경, 극심한 추위 환경 및 우주 환경에 적합한 자연 환기 기능 및 원형 저지수로(swale)를 갖는 측지선(geodesic), 자연순환형 태양열 아쿠아포닉스 및 온실 시스템을 설명하는 데 이용되는 도면들이다.
도 1은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법의 평면도이다.
도 2는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법의 도면으로서, 동쪽에서 바라본 모습이다.
도 3a 내지 도 3d는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 통기구 및 도어 배치형태의 다이어그램이다.
도 4는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법과 관련된 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치의 다이어그램이다.
도 5는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 로켓 매스 히터(RMH)의 다이어그램이다.
도 6은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 가이저 펌프(GP)의 다이어그램이다.
도 7은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 벨 사이펀(BS)의 다이어그램이다.
도 8은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 빗물 수집(RWC) 시스템의 다이어그램이다.
도 9a와 도 9b는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 자동 통기구 오프너 시스템의 다이어그램이다.
도 10과 도 11은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 집수 및 수처리 시스템들의 다이어그램이다.
도 12는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법의 멀티레벨 시스템 버전의 다이어그램이다.
도 13은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 추가 특징 요소들의 다이어그램이다.
도 14a와 도 14b는 도 1 내지 도 13의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적 하드 필터이다.
도 15는 도 1 내지 도 14, 도 16 및 도 17의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적 가이저 펌프 공기 분배 구성이다.
도 16은 도 1 내지 도 15와 도 17의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 로켓 매스 히터 구성이다.
도 17은 도 1 내지 도 16의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 맞춤형 아쿠아포닉스 또는 수경재배 구성이다.
도 18은 도 1 내지 도 17과 도 19 내지 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 아쿠아포닉 버섯 필터 및 위킹 베드 구성이다.
도 19는 도 1 내지 도 18, 도 20 및 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 아쿠아포닉 버섯 필터 및 위킹 베드 구성이다.
도 20a와 도 20b는 도 1 내지 도 19 및 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 버섯 및 녹색 채소류 자실 챔버(muchrooms and greens fruiting chamber) 구성이다.
도 21은 도 1 내지 도 20의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는, 자연 환기 구성을 갖는 예시적인 태양열 온실이다.
도 22는 도 1 내지 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는, 사막 및 해상거주공간(seasteading)에 적용하기에 적합한 자연 환기 및 집수 구성을 갖는 예시적인 태양열 온실이다.
도 23a와 도 23b는 도 1 내지 도 22의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는, 포자 여과 구성을 갖는 예시적인 버섯 및 녹색 채소류 자실 챔버 구성이다.
도 24 내지 도 37은, 도 1 내지 도 23 및 도 38 내지 도 43의 시스템 및 방법에 사용되는, 극심한 사막 환경, 극심한 추위 환경 및 우주 환경에 적합한 자연 환기 기능을 갖춘 아쿠아포닉스 및 온실 기술을 활용하는 자연순환형(passive) 태양열 주택, 건물 및 고층 건물 시스템을 설명하는 데 이용되는 도면들이다.
도 38 내지 도 43은, 도 1 내지 도 37의 시스템 및 방법에 사용되는, 극심한 사막 환경, 극심한 추위 환경 및 우주 환경에 적합한 자연 환기 기능 및 원형 저지수로(swale)를 갖는 측지선(geodesic), 자연순환형 태양열 아쿠아포닉스 및 온실 시스템을 설명하는 데 이용되는 도면들이다.
이제 도면들을 참조하면, 여러 도면에 걸쳐 유사한 참조 번호는 동일하거나 대등한 부분을 가리킨다. 특히, 도 1을 참조하면, 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 예시적인 시스템 및 방법을 설명하는 데 이용할 평면도(100)를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 시스템은, 필요에 따라, 온실 및 어조의 물을 추가로 가온하기 위한 로켓 매스 히터(104)(RMH, 예컨대, 벽난로 벽돌, 금속 통기구 등으로 제조됨)를 구비한 태양열 온실(102)(예컨대, 중국형 태양열 온실 디자인 등에 기반함); 필요에 따라, 빗물을 모으고 어조의 물을 가온하기 위한 빗물 수집(RWC) 시스템(106); 어류(예컨대, 틸라피아, 메기, 블루길, 농어 등)를 저장하기 위한 어조(108)(FT, 예컨대, 용량이 300 내지 400 갤런인 원형 또는 팔각형 구조, 원뿔형 바닥); 어조(108) 주위에 배치되는 6개 이상의 재배 베드(110)(GB, 예컨대, 27 내지 30 갤런의 용기들, 배지, 심층수 양식, 위킹 등); 및, 필요에 따라, 어조의 물을 추가로 여과시키기 위한 하드 필터(112)(HT, 예컨대, 기계적 여과, 생물학적 여과, 화학적 여과, 자외선 살균 등 포함)를 포함할 수 있다. 각각의 재배 베드(110)에는 배지(예컨대, 팽창 점토, 완두 자갈, 토양, 물 등)가 충진되고, 가이저 펌프(114)(GP)에 연결된 에어 펌프(미도시)가 각각 장착되어 어조 물을 어조(108)로부터 재배 베드(110) 내로 펌핑하고 공기가 통하도록 할 수 있으며, 벨 사이펀(116)이 장착되어 물을 재배 베드(110)로부터 어조(108)로 배수시킬 수 있다. 땅(미도시)을 파고 들어가도록 온실(100)을 지을 수 있으며, 온실의 동쪽, 서쪽 및 북쪽 3면은 흙에 의해 단열되고, 남쪽 면은 (예컨대, 지중(earth-sheltered) 디자인 등과 같이) 겨울철 태양광을 극대화하는 각도로 배치된 창(118)(예컨대, 8'×4' 삼중 벽 폴리카보네이트 패널, 온실 플라스틱 시트, 유리 등)을 포함한다. 다른 방법으로는, 단열판(미도시, 예컨대, 2인치 Rmax Thermashield 3 단열재 등) 등을 사용하여 동쪽, 서쪽 및 북쪽 3면을 단열시킬 수 있다. 통기구들(120)(예컨대, 태양광 발전 등을 제공하기 위한 태양광 패널, 풍력 터빈 등(미도시)을 포함)은 온실 용적을 기준으로 크기가 정해질 수 있으며, 필요에 따라 환기를 위해, 그리고 풍향 등에 따라, 하부 동쪽 및 남쪽 벽들, 상부 북쪽 지붕, 및 상부 서쪽면에 제공될 수 있다. 온실(100)은 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치(122), 그리고 개구리밥 어류 자동 먹이공급장치(미도시, 예컨대, 개구리밥은 어조(108) 쪽으로 배출구가 난 하드 필터(112) 상에서 재배됨) 등을 포함할 수 있다.
도 2는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법의 도면(200)으로서, 동쪽에서 바라본 모습이다. 도 2를 참조하면, 겨울철(또는 예컨대, 여름철, 봄철, 가을철 등) 태양광을 극대화하는 각도로 남향 벽에 창(118)(예컨대, 8'×4' 삼중 벽 폴리카보네이트 패널, 온실 플라스틱 시트, 유리 등)이 구비되어 있다. 단열판(202)(예컨대, 2인치 Rmax Thermashield 3 단열재 등) 등을 사용하여 동쪽, 서쪽 및 북쪽 3면을 단열시킬 수 있다. 필요에 따라 단열판(202)의 내측면 및/또는 외측면에서 빛을 반사하여, 열을 온실 내부에 반사 및/또는 가둘 수 있다(예컨대, 온실 효과 등에 기초함). 필요에 따라 밤 또는 야간 시간대 등에 창(118)을 단열하도록 태양열 블랭킷(미도시, 예컨대, 자동 제어형 등)이 구비될 수 있다. 통기구들(120)은 온실 용적을 기준으로 크기가 정해질 수 있으며, 필요에 따라 환기를 위해, 그리고 풍향 등에 따라, 하부 동쪽 및 남쪽 벽들, 상부 북쪽 지붕, 및 상부 서쪽면에 제공될 수 있다. 도어들(204)은 필요에 따라 구비될 수 있으며, 단열층(206)(예컨대, 목재 또는 플라스틱 팔레트, 플라스틱 선반, 콘크리트 등으로 제조) 맨 위에 온실(100)을 지을 수 있다. 통기구(120)에 대해, 적절한 온도 범위(예컨대, 40℉ 내지 80℉ 등) 내에서 완전히 개방되도록 프로그래밍 가능한 전자 모터 및/또는 자동 온실 태양열 윈도우 오프너(예컨대, 가열 시 개방되는 왁스-충진 실린더/피스톤 등)를 사용할 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 통기구 및 도어 배치형태의 다이어그램이다. 도 3a 내지 도 3d에는 통기구(120) 및 도어 배치형태(204)를 (A) 동쪽, (B) 서쪽 및 (C) 남쪽 3면의 도면들과 (D) 평면도로 나타내었다. 하부 남쪽면에 있는 통기구들(120)이 전술한 바와 같이 프로그래밍 가능하며, 상부 북쪽면에도 통기구들(120)을 구비하여 온실 내부에 자연 환기 효과를 발생하도록 한다.
도 4는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법과 관련된 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치(122)의 다이어그램이다. 도 4를 참조하면, BSF 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치(122)는 하우징(402)(예컨대, 30 갤런의 검은색 플라스틱 토트 등으로 제조)을 포함한다. 하우징(402)에 BSF 유충(406)이 들어있는 배지(404)(예컨대, 파충류 베딩 물질, 코코 코이어 등)를 하우징(402)에 채운다. BSF 유충(406)이 소비할 유기물(408)을 뚜껑(410)을 통해 배지의 최상부에 배치한다. 파리로 변할 준비가 되면 유충(406)이 내부 경사부(ramp)(412)(예컨대, 30 내지 45도 등)를 기어올라 외부 경사부(414)로 이동하여 어조(108)(미도시) 내부로 떨어지며, 이를 어류가 소비하게 된다. 유리하게는, BSF 시스템(122)은 대부분의 유기물에 대한 고효율 퇴비화 장치로서의 역할을 하며, 유충(406)은 고품질 어류 사료로서 제공된다. 진입 구멍(416)이 제공되어 있어, 알을 품은 동애등에가 진입 구멍으로 들어가 알을 산란하게 되면서, 더욱 많은 BSF 유충(406)이 생성된다. BSF 퇴비화 장치로부터 침출제 주스(420)를 포집하기 위한 배출구(418)가 제공되어 있으며, 이러한 침출제 주스는 물로 희석(예컨대, 20:1 등)된 후 어조(108)(미도시)에 다시 넣어져 재배 베드(110)(미도시)에 비료로 제공될 수 있다.
도 5는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 로켓 매스 히터(RMH)(104)의 다이어그램이다. 도 5를 참조하면, 로켓 매스 히터(104)는 L자형 매스 챔버(502)를 포함하며, 이때 챔버의 일단으로 화목 및 공기(504)가 진입하고 챔버의 타단으로는 가열된 공기(506)가 배출되면서 온실(100)(미도시)을 가열하도록 되어 있다. RMH(104)는, 가열되면 열을 간직함으로써 온실(100)(미도시) 전체에 열을 분산시키는 큰 매스(예컨대, 벽난로 벽돌 등의 질량체)를 포함할 수 있다. (예컨대, 컴퓨터, 인터넷 제어 등을 위한) 일부 전자 제어 밸브(510) 등을 사용하여 필요에 따라 어조의 물을 가온하기 위해 RMH(104) 주위를 금속 코일(508)이 감쌀 수 있다. RMH(104)의 경우, 차지하는 공간을 최소화하기 위해 자갈층을 그 위에 얹어 온실(100)(미도시)의 바닥 부위에 매립할 수 있다.
도 6은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 가이저 펌프(GP)(114)의 다이어그램이다. 도 6을 참조하면, 가이저 펌프(114)는, 중심부에 워터 스탠드 파이프(604)(예컨대, 1" 흰색 플라스틱 PVC 파이프 등)가 장착된 대형 에어 챔버(602)(예컨대, 4" 흰색 플라스틱 PVC 파이프 등)를 포함할 수 있다. 이러한 에어 챔버(602)의 바닥 부위로 공기를 펌핑하는 에어 라인(608)(예컨대, ¼" 플라스틱 라인 등)에 에어 펌프(606)(예컨대, 전기, 태양열, 풍력 등으로 작동되는 18 내지 35와트 에어 펌프)가 연결된다. 에어 챔버(602)에 공기가 채워지면, 물이 에어 챔버(602)의 바닥 부위부터 재배 베드(110)(미도시)로 펌핑되는 동시에 어조(108)(미도시)의 물에는 공기가 공급된다. 유리하게는, 각각의 재배 베드(110)(미도시)에는 가이저 펌프(114)와 에어 펌프(606)가 자체적으로 구비되어 있어, 낮은 에너지 요구량, 물 펌핑, 통기, 대체성 등의 효과를 제공한다.
도 7은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 벨 사이펀(BS)(116)의 다이어그램이다. 도 7을 참조하면, 벨 사이펀(116)은 벨 파이프(702)(예컨대, 2" 내지 4" 흰색 플라스틱 PVC 파이프 등), 스탠드 파이프(704)(예컨대, 1/2" 내지 1" 흰색 플라스틱 PVC 파이프 등), 및 사이펀 브레이크 라인(706)(예컨대, 1/4" 내지 1/2" 투명 또는 불투명 플라스틱 튜브 등)을 포함할 수 있다. 재배 베드(110)로부터의 물은, 재배 베드(110) 내부에 구비되어 있으며 벨 파이프(702)에 연결된 워터 파이프(708)에 제공된다. 물이 스탠드 파이프(704)에 의해 배지 수준(712)(예컨대, 사이펀 수준(710)보다 약 2" 위)보다 낮게 설정된 사이펀 수준(710)에 이르면, 물은 사이펀 효과를 발휘하기 시작하고, 가이저 펌프(114)(미도시)에 의해 펌핑될 수 있는 것보다 빠르게 재배 베드(110)로부터 어조(108)(미도시) 내로 배수된다. 수위가 사이펀 브레이크(706)의 맨 아랫부분까지 내려가면, 공기가 유입되어 사이펀 효과가 사라지며, 가이저 펌프(114)에 의해 펌핑된 물로부터 재배 베드(110) 내 플러딩 사이클이 시작된다. 유리하게는, 벨 사이펀(116)은 세척, 유지보수 등 작업의 용이성을 위해 재배 베드(110)의 외부에 위치한다.
도 8은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 빗물 수집(RWC) 시스템(108)의 다이어그램이다. 도 8을 참조하면, RWC 시스템(108)은, 빗물 포집을 위한 열반사 거터(reflective gutter)(802)가 장착되어 있는, 온실(100) 지붕의 외부측 가장자리들을 포함할 수 있다. 포집된 빗물은 빗물 포집 라인(804)을 통해 온실(100) 안의 하나 이상의 집수조(806)(예컨대, 검은색 55갤런, 플라스틱 드럼, 수벽 등) 내로 흐른다. 첫 번째 집수조(806)는 pH 조절을 위한 석회석(808) 등을 바닥 부위에 포함할 수 있으며, 연결 라인(810)을 통해 추가 집수조들(806)로 흘러 넘칠 수 있다. 마지막 집수조(806)는, 필요에 따라(예컨대, 부유체 배치, 전자 센서 등을 기반으로), 물을 어조(108)(미도시) 내로 펌핑하는 물 펌프(812)를 포함할 수 있다(또는 중력 등을 기반으로 동작할 수 있다). 어조(108)로부터의 물은 어조 가열 라인(814)에 펌핑되거나 중력을 통해 공급되어 열반사 거터(802)에서 순환하는 식으로, (예컨대, 컴퓨터, 인터넷 제어 등을 위한) 전자 제어 밸브(812) 등을 통해 어조 물이 태양열에 의해 가온된다. 유리하게는, RWC 시스템(106)으로, 어조(108)에 사용될 빗물을 수집할 수 있고, 어조의 물을 가온할 수 있으며, 온실(100)에 의해 태양열을 위한 가온 목적의 추가 수괴(water mass) 등이 제공될 수 있다.
도 9a와 도 9b는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 자동 통기구 오프너 시스템(900)의 다이어그램이다. 도 9를 참조하면, 자동 통기구 오프너 시스템(900)은 온실(100)의 북쪽 지붕에 형성된 통기구들(A) 및 하부 남쪽 벽에 형성된 통기구들(B)을 포함할 수 있으며, 이들 통기구에 대해, 적절한 온도 범위(예컨대, 40℉ 내지 80℉ 등) 내에서 완전히 개방되도록 프로그래밍 가능한 전자 모터(미도시) 및/또는 자동 온실 태양열 윈도우 오프너(902)(예컨대, 가열 시 개방되는 왁스-충진 실린더/피스톤 등)를 사용할 수 있다.
도 1 내지 도 9의 예시적 실시예에는, 더 상세히 설명되겠지만, LAN 또는 인터넷 등을 통해 온실 및 아쿠아포닉스 자동화를 위한 추가 컴퓨터 제어식 센서들(예컨대, 온도, 습도, O2, CO2, H2O, 용존 산소, PH, 질산염, 아질산염, 암모니아, 전기 전도도(EC) 등)이 장착될 수 있다.
도 10과 도 11은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 집수 및 수처리 시스템들(1000, 1100)의 다이어그램이다. 도 10을 참조하면, 집수 및 수처리 시스템(1000)은, 온실(100) 내부에 형성되어 빗물을 수집하고/하거나 RWC(106) 및/또는 저수조(미도시)로부터 빗물을 받는 검은색 수벽(1002)을 포함할 수 있다. 어조(108), RWC(106), 인간의 사용처 등에 깨끗한 물(1008)을 제공하기 위해 필터(1004) 및 정수기(1006)가 구비된다. 도 11을 참조하면, 집수 및 수처리 시스템(1000)은 수집된 빗물(1102), 저수조 물(1104) 및 중수(gray water)(1106)를 필터(1004) 및 정수기(1006)에 공급하여, 깨끗한 물(1008)을 인간의 사용처(1108)에 제공하며, 이렇게 인간에 의해 사용된 물은 중수(1106)에 다시 공급된다. 깨끗한 물(1008)은 또한 어조(108), 그런 후에는 하드 필터(112)에 공급되며, 하드 필터(112)는 이 물을 재배 베드(110)에 공급하고 재배 베드(110)는 물을 다시 어조(108)에 공급하는 식으로, 순환경로를 완성한다. 또한 어류 및/또는 식물 재배를 최적화하기 위해 필요에 따라 어조(108) 및 재배 베드(110)를 각각의 하드 필터와 분리할 수 있다.
도 12는 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법의 멀티레벨 시스템 버전(1200)의 다이어그램이다. 도 12를 참조하면, 멀티레벨 시스템 버전(1200)은, 전술한 바와 같이, 그리고 지열 난방 및/또는 통기구(1204)를 이용하여, 땅(1202) 속에서 보호 및/또는 단열될 수 있다. 금속 격자 바닥(1208)에 의해 분리되는 각각의 레벨(1206)에는 하드 필터(106)를 통해 어조(108)로부터 공급되는 재배 베드(110)가 있을 수 있으며 각 재배 베드는 남쪽 면과 RWS(106)가 장착된 북쪽 지붕에 통기구/태양광 패널(120)을 각각 구비한다. 가스(1212) 및 액체(1214) 프로브를 갖추고 있는 센서/CPU 시스템(1210)(예컨대, 스펙트럼 분석기-기반 유형 등)을 사용하여, 필요에 따라, 모든 레벨(1206)에서의 어조(108) 및 재배 베드(110)와 관련된 모든 공기 및 물 매개변수들(예컨대, 온도, 습도, O2, CO2, H2O, 용존 산소, PH, 질산염, 아질산염, 암모니아, 전기 전도도(EC) 등)를 측정하고 제어(적절한 소프트웨어 애플리케이션 등을 통한 인터넷 감시 및 제어 포함)할 수 있다. 추가 조명(미도시)에 전력을 공급하는 것 등을 비롯하여, 태양광 패널(120) 및/또는 풍력 터빈(미도시)으로부터의 온- 및/또는 오프-그리드 동작 및 스위칭 수행을 위한 전지 및 인버터 시스템(1216)이 제공될 수 있다.
도 13은 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치 등을 위한 상기 예시적인 시스템 및 방법에 사용되는 추가 특징 요소들(1300)의 다이어그램이다. 도 13을 참조하면, 이러한 추가 특징 요소들(1300)로는, 세척 및 유지보수 작업의 용이성을 위한 그리고 배지 베드-재배 베드(110) 내의 배지-충진 네트 포트 또는 레프트(raft)(1304)를 통해 DWC(Deep Water Culture) 기능을 제공하기 위한, 벨 사이펀(116)용 루트 가드(root guard)(1302)가 포함될 수 있다. 또한 재배 베드(110)는 수경재배 배지(1308) 및/또는 토양 배지(1310) 사이에 배지 분리장치(media separator)(1306)(예컨대, 삼베 또는 잡초 방지 재료 등으로 제조)를 제공하는 등 위킹 베드로서 구성될 수도 있다. 투명 유리 또는 플라스틱 재질의 커버(1314)를 갖춘 버섯 기질(1312)을 식용 버섯 재배를 위한 배지(1310)에 배치하여, 유리하게는 CO2 및 O2의 교환, 질산염의 생물학적 여과, 추가 식품 공급원 등을 제공할 수 있다. 재배 베드(110)의 침수와 배수 작용 덕분에 유리하게는 버섯 양식 등을 위한 습도가 유지되고, 공기 교환이 이루어지는 등의 효과가 있다.
도 14a와 도 14b는 도 1 내지 도 13의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적 하드 필터이다. 도 14a와 도 14b를 참조하면, 하드 필터(112)는 물 유입 파이프(1402)를 포함할 수 있다. 물 유입 파이프(1402)에는 어조(108)에 연결된 가이저 펌프 또는 물 펌프(미도시)를 통해 어조(108)의 물이 공급될 수 있다. 물 유입 파이프(1402)로부터의 유입수는 깔때기형 침전 챔버(1406)에 연결된 스틸링 웰(stilling well)(1404)에 공급된다. 배출 배수 파이프(1410)에 연결된 밸브(1408)에 깔때기형 침전 챔버(1406)가 연결되어, 깔때기형 침전 챔버(1406) 안에 침전된 어류 폐기물을 제거한다. 물 유입 파이프(1402)로부터 유입되는 물은 침전 챔버(1406)에 채워진 후, 스틸링 웰(1404) 주위에 구성된 일련의 하나 이상 배지 필터(1412)( 예컨대, Matala® 유형 고급 필터 배지)를 통과하고, 코스 필터(coarse filter)(1412)가 구비된 침전 챔버(1406)의 바닥 부위에서 시작하여 스틸링 웰(1404)의 상부 가까이의 미세 필터(fine filter)(1412)까지 유동한다. 그런 다음 물은 상승하여 배지 필터(1412)를 통과해 여과된다. 이러한 여과수는 에어스톤(콩돌)(1420)이 상부 배지 필터(1412)에 안착되어 있는 위어 챔버(weir chamber)(1414)에 유입된다. 이들 에어스톤(1420)은 위어 챔버(1414) 내에서 여과수를 탈기시키는 작용을 한다. 위어 챔버(1414) 주변에는 스폰지 유형 필터(1416)가 구비되어, 여과수가 배출 파이프(1418)를 통해 다시 어조(108) 및/또는 재배 베드(110)로 배출되기 전에 물을 추가로 여과시킨다. 위어 챔버(1414) 내의 여과수에서 개구리밥, 유익한 조류 등의 수생 식물 및 조류(미도시)를 재배하여, 물의 추가 여과용 및 어류의 사료 보충제로 사용할 수 있다. 유리하게는, 위어 챔버(1414)에서 재배된 조류는 종래의 양식 어류에 통상 빠져 있는 오메가 지방산을 함유할 수 있다. 물 유입 파이프(1402)에 가이저 펌프(미도시)를 제공하여 사용하면, 유리하게는, 종래의 아쿠아포닉스 시스템에서와 같이 기존의 임의의 물 펌프를 사용하지 않아도 도 1 내지 도 14의 시스템이 작동 가능해진다.
도 15는 도 1 내지 도 14, 도 16 및 도 17의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적 가이저 펌프 공기 분배 구성이다. 도 15를 참조하면, 가이저 펌프(114)의 공기 분배 구성은 각각의 태양광 패널(1502)(및/또는, 예를 들어, 소형 풍력 터빈(미도시))과, 각각의 재배 베드(110)(미도시)를 위한 각각의 에어 펌프(606)에 연결된 전지(1504)를 포함할 수 있다. 이들 에어 펌프(106)는 일방향 밸브(1508)를 통해 각각 해당되는 에어 탱크(1506)에 연결된다. 이들 각각의 에어 탱크(1506)는 각각 해당되는 가이저 펌프(114)에 동력을 공급하기 위해 적절한 공기압을 유지하도록 구성된 각각의 압력 해제 밸브(1510)를 통해 직렬로 연결된다. 첫 번째 에어 탱크에 공기압이 가득 채워지면, 마지막 탱크(1506)에 공기압이 가득 채워질 때까지 밸브(1510)로 하여금 후속 에어 탱크들(1506)에 공기압을 채울 수 있도록 한다. 에어 탱크들(1506)이 주어진 용량까지 채워지면, 적절한 에어 작동형 솔레노이드 스위치(미도시)를 이용하여 전지(1504)로부터 에어 펌프들(606)로의 전력 공급을 중단할 수 있고, 각각의 압력 해제 밸브들(1510)의 중 하나 이상을 이용하여 전력 공급을 트리거할 수도 있다. 유리하게는, 이러한 공기 분배 구성은 시스템이 오로지 공기로, 태양광 발전 및/또는 풍력으로, 그리고 N-방향 다중화 방식으로 실행될 수 있게 한다.
도 16은 도 1 내지 도 15와 도 17의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 로켓 매스 히터 구성이다. 도 16을 참조하면, 로켓 매스 히터(104) 구성은, 공기 공급부(1608), 연료 챔버(1606) 및 가열 가스 배출구(1610)를 구비한 로켓 스토브(1602)를 포함할 수 있다. 가열 가스 배출구(1610)는 하나 이상의 적절한 매스(1604)(예컨대, 원통형 또는 사각형 튜브 형상의 점토 플루 파이프 등)에 연결되며, 이들 매스는 각각의 가스 유입 포트 및 배기 포트(1612, 1614)를 통해 서로 연결된다. 최종 매스(1604)의 배기 포트는 가스 배기 파이프(미도시)에 연결될 수 있다. 유리하게는, 로켓 스토브(1602)의 가스 배출구(1610)로부터의 고온 가스는 제1 매스(1604)에 진입하여 상승한 후, 냉각 상태가 되면 그 하부에서, 제2 매스(1604)에 연결된 제1 가스 배출구(1612)를 통해 빠져나와, 냉각기 및 냉각기 가스가 연속적으로 구비되어 있는 각각의 매스(1604)를 효율적으로 가열한다.
도 17은 도 1 내지 도 16의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 맞춤형 아쿠아포닉스 또는 수경재배 구성이다. 도 17을 참조하면, 맞춤형 아쿠아포닉스 또는 수경재배 구성(1700)은 수경재배조들(1702)을 포함할 수 있으며, 각각은 수경재배조(1702)로부터의 수경재배 물을 각각의 재배 베드(110)로 펌핑하기 위한 가이저 펌프(1704)를 구비하되, 이때 재배 베드(110)는 각각의 가이저 펌프(114)를 통해 어조(108)로부터 물을 공급받을 수도 있다. 각각의 가이저 펌프(1704 및/또는 114)에 전달할 공기를 각각 해당되는 에어 스위치(1706)를 사용하여 선택할 수 있다. 각 재배 베드(110)로부터 배출된 물은 각각 해당되는 전환 밸브(1708, 1710)를 통해 각각의 수경재배조(1702) 및/또는 어조(108)로 다시 순환될 수 있다. 유리하게는, 각각의 재배 베드(110)는 어조(108) 및/또는 각각의 수경재배조(1702)로부터의 물을 순환시키도록 구성될 수 있다. 이러한 구성은, 유리하게는, 예를 들어, 각 에어 스위치(1706)와 각 전환 밸브(1708, 1710)를 적절히 구성하여 가이저 펌프들(114) 중 하나 이상에만 공기가 전달되게 함으로써, 고함량 질산염 어조(108) 물을 식물생장 재배 용도의 재배 베드들(110) 중 하나 이상으로 순환시킬 수 있게 한다. 재배 베드들(110) 중 하나 이상에서 목표로 하는 식물생장 재배 단계가 완료된 후에는, 각 에어 스위치(1706)와 각 전환 밸브(1708, 1710)를 적절히 구성하여 가이저 펌프들(1704) 중 하나 이상에만 공기가 전달되게 함으로써, 꽃과 자실 재배를 위한 재배 베드들(110) 중 하나 이상으로 수경재배조(1702)의 물, 예를 들면 저함량 질산염, 고함량 인, 고함량 칼륨 등을 순환시킬 수 있다. 유리하게는, 각 에어 스위치(1706)와 각 전환 밸브(1708, 1710)를 적절히 구성하여, 고함량 질산염을 필요로 하는 식물 및/또는 저함량 질산염, 고함량 인, 고함량 칼륨 등을 필요로 하는 식물이 재배 베드들(110) 중 하나 이상에 각각 수용되도록 할 수 있다.
도 18은 도 1 내지 도 17과 도 19 내지 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 아쿠아포닉 버섯 필터 및 위킹 베드 구성이다. 도 18을 참조하면, 배지 분리장치(1306) 위에 버섯 기질(1312)이 포함됨에 따라, 벨 사이펀(116)은 버섯 기질(1312)을 스탠드 파이프(704)에 의해 정해진 수위(1802)까지 침수 및 배수시킨다. 이러한 방식으로, 버섯 기질(1312)은, 침수 및 배수 사이클 동안, 유익한 미생물을 추가하는 것 외에도 수화(hydrated) 상태를 유지하여 자실을 증가하는 등, 유리하게는, 버섯 자실체 생산을 높일 수 있다. 유리하게는, 버섯 기질(1312)을 침수 및 배수 배지 재배 베드(110)에 직접 주입하여 군락화시킬 수 있다. 군락화 단계 중에는, 예를 들어, 재배 베드(110)에 공기를 공급하는 가이저 펌프로의 공기 공급을 끊음으로써 침수 및 배수 작용을 차단하여, 균사체가 버섯 기질(1312)을 완전히 군락화할 수 있도록 한다. 버섯 기질(1312)이 완전히 군락화된 후에는 침수 및 배수 작용기전이 다시 작동할 수 있으며, 이로써 전술한 바와 같이 자실 증가를 위해 버섯 기질(1312)이 수화 상태가 된다. 또한, 어조의 물에는 어류 건강을 위해 약 1 내지 2 천분율의 염분이 함유될 수 있으며, 이는 버섯 기질(1312)의 오염을 줄이는 항균제로서의 역할도 한다.
유리하게는, 시스템이 완전히 공기압으로 작동 가능하므로, 가이저 펌프에 동력을 공급하는 데 사용되는 에어 펌프의 흡입력을 이용하여 버섯 기질(1312) 및 버섯 자실로부터 CO2를 추출할 수 있어, 신선한 공기 교환을 증가시키고 바람직한 특성을 가진 버섯 자실을 생산할 수 있게 된다. 또한, 버섯 기질(1312) 및 버섯 자실로부터 추출된 CO2는 예를 들어 도 14b와 관련하여 전술한 조류 및 개구리밥 바이오필터에 의해 사용되어 폐루프 시스템을 생성할 수 있으며, 이러한 폐루프 시스템에서 버섯으로부터의 CO2는 도 14b의 조류 및 개구리밥 바이오필터에 의해 사용된다.
추가 실시예에서는, 버섯 균사체가 군락을 형성한 장부촉(dowel)을 목재 통나무 또는 블록(1806)에 접붙여서 재배 베드(110)의 배지 속에 넣음으로써 천연 통나무형 버섯 배양 시스템을 형성할 수 있다. 유리하게는, 재배 베드(110) 내에서 식물들을 재배함에 따라, 이들 식물과 버섯 통나무(1806) 및/또는 버섯 기질(1312) 간에, 그리고 그 위에서 재배되는 버섯들 간에 산소 및 이산화탄소 교환이 이루어지게 된다.
추가 실시예에서는, 팬(1810)이 구비된 분무기(fogger)(1808)(예컨대, 초음파 유형, 등)를 루트 가드(1302)의 내부에 배치함으로써, 침수 및 배수 사이클 동안 루트 가드(1302)에 물이 채워질 때 안개가 형성되며 이러한 안개는 팬(1810)을 통해 버섯 기질(1312) 또는 통나무들(1803) 및 그 위에서 재배되는 버섯으로 분산되어, 유리하게는 신선한 공기 교환을 증가시킨다.
도 19는 도 1 내지 도 18, 도 20 및 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 아쿠아포닉 버섯 필터 및 위킹 베드 구성이다. 도 19를 참조하면, 배지 분리장치(1306)와 재배 베드 벽들 사이에 스페이서 튜브(1902)를 배치함으로써, 침수 및 배수 시의 배지 재배 베드(110) 내 버섯 기질 주위에 공간이 형성되도록 한다. 유리하게는, 이는 침수 및 배수 작용 시 버섯 기질 주위로 더 많은 양의 공기가 모이도록 할 수 있다.
또한, 기질 커버(1904)를 예를 들어 광 불투과성 플라스틱 재료로 제조하여 기질의 상부에 밀봉함으로써 자실 단계 동안 기질의 수분이 유지되도록 할 수 있다. 기질 커버(1904) 내부에는 여러 자실 고리(fruiting ring)(1906)를 배치하여 전체 기질을 따라 버섯 자실 지점들이 분산되도록 할 수 있다. 유리하게는, 기질 커버(1904) 내부에 이용된 자실 고리들(1906)의 개수를 바탕으로 버섯 플러쉬(mushroom flush)의 크기를 조절할 수 있다. 자실 고리들(1906)은 기질 커버(1904) 내부에 위치할 수 있으며, 신선한 공기 교환을 허용하면서도 오염은 줄이도록 예를 들면 마이크로포어 유형 테이프, 폴리필 등과 같은 적절한 필터 소재로 덮일 수 있다.
도 20a와 도 20b는 도 1 내지 도 19 및 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는 예시적인 버섯 및 녹색 채소류 자실 챔버 구성이다. 도 20a와 도 20b를 참조하면, 단열 하우징 외피(2002)는 선반(shelving unit)(2004)(예를 들어, 레스토랑 등에서 사용되는 선반 유형)을 구비한다. 선반(2004)은 마이크로그린, 식용 식물 등을 재배하도록 구성될 수 있는 랙(2006)을 포함할 수 있다.
선반(2004)의 하부에 마이크로그린 랙(2006)이 자리할 수 있고 선반(2004)의 상부는 버섯 통나무 또는 자루(bag)(2008)을 매달 수 있도록 되어 있다. 유리하게는, 버섯 통나무 및/또는 자루(2008) 및/또는 그 위에서 재배되는 버섯에 의해 생성되는 CO2는 선반(2004)의 바닥에 가라앉고 이를 녹색 채소류 랙(2006)의 식물이 소비한다. 유사하게, 이러한 식물 랙(2006)은 버섯 통나무 또는 자루(2008)에 산소를 제공한다. 유리하게는, 이러한 구성으로 공기 교환 및 습도를 유지할 수 있으므로 가습기, 팬 등을 사용할 필요가 없다.
녹색 채소류 랙(2006)의 식물에 그리고 통나무 또는 자루(2008)에서 재배되는 버섯에 광을 제공하도록, 하우징(2002) 및/또는 선반(2004) 내부에 조명(2010)(예컨대, LED 유형 조명, 재배 조명 등) 등을 배치할 수 있다. 추가 실시예에서는, 물 펌프 또는 가이저 유형 펌프(2014)가 장착된 아쿠아포닉스 유형 어조(2012)를 사용하여, 영양분이 풍부한 물을 어조(2012)로부터 배출구(2018)를 통해 녹색 채소류 랙(2006)으로 분배할 수 있다. 여과된 물은, 회수 라인(2018)을 통해, 녹색 채소류 랙(2006)으로부터 다시 어조(2012)로 회수될 수 있다. 유리하게는, 아쿠아포닉 구성요소에 의해 제공되는 습기는 버섯 및 녹색 채소류 자실 챔버(2000) 내의 습도를 높이는 데 이용될 수 있어, 식물 및 버섯 재배를 개선시키도록 한다.
도 20b를 참조하면, 버섯 통나무 또는 자루(2008)는, 도 20a에 나타낸 바와 같이, 선반(2004)에 매달리는 대신에, 또는 추가로, 버섯 랙(2020) 위에 놓일 수 있다. 유리하게는, 랙(2006, 2020)은 예를 들어 레스토랑 유형의 환경 등에서 버섯과 식물을 쉽게 채우고 빼낼 수 있도록 기존의 레스토랑 랙으로 구성될 수 있다. 추가 실시예에서는, 어조(2012)를 사용할 필요가 없으며, 수경재배조들(1702) 중 하나 이상 및/또는 전술한 어조(108)로부터의 영양분이 풍부한 물이 랙(2006)에 공급될 수 있고, 여과된 물은 이러한 랙에 연결된 회수 라인(2018)을 통해 어조(108), 및/또는 수경재배조들(1702) 중 하나 이상으로 다시 회수된다.
도 21은 도 1 내지 도 20의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는, 자연 환기 구성을 갖는 예시적인 태양열 온실이다. 도 21을 참조하면, 저장소 또는 거터(2102)는 펌프(2106)에 연결된 예비필터(2104)에 물을 공급하고, 상기 펌프는 가압수를 급수관(2108)을 통해 미스트 생성기 헤드(mister head)(2110)에 공급한다. 펌프(2106)로부터의 가압수는 미스트 생성기(2110)를 거치면서 옅은 안개가 되며, 온실의 북쪽 지붕 아래에 있는 플레넘(plenum) 또는 이차 지붕(2112)에 의해 형성된 채널로 전달된다. 그러면 채널(2114)은, 유리하게는, 미스트 형태의 물이 응결됨에 따라 차가운 기류를 생성함으로써, 채널(2114)로 흘러 내려가 온실 바닥 쪽으로 흐르는 자연스러운 기류를 생성한다.
미스트 생성기(2110)에서 나와 응결된 물은 플레넘(2112)에 의해 포집된 후 거터(2102)로 다시 공급되어 필터(2104)를 통해 펌프(2106)로 그리고 급수관(2108)을 통해 미스트 생성기(2110)로 다시 전달되면서 재순환된다. 추가 실시예에서는, 짚 또는 유사한 재료 등 유형의 매트(mat)(2116)를 미스트 생성기(2110) 앞에 배치함으로써, 팬(2118)으로 하여금 매트(2116)를 통과하는 공기를 끌어와 채널(2114) 내부에 증발식 냉각기(swamp cooler) 등 유형의 효과를 발생하게 할 수 있다.
채널(2114)을 통과하며 흐르는 차가운 공기는 버섯 통나무 또는 자루(2008)가 내부에 들어있는 버섯 챔버(2120)로 유입될 수 있다. 유리하게는, 버섯 챔버(2120)는 중국형 태양열 온실의 수벽(1002) 뒤쪽에 위치할 수 있다. 채널(2114)로 흘러내려가 버섯 챔버(2120)로 유입되는 차가운 공기는, 유리하게는, 버섯 통나무 또는 자루(2008)로부터 이산화탄소를 끌어와 온실 바닥 쪽으로 전달되어, 식물 챔버(2124) 내 수벽(1002)의 다른 쪽에 있는 식물들에 의해 재활용될 수 있다. 필요하다면 팬(2122)을 구비함으로써, 버섯 챔버(2120)로부터 온실의 식물 구역으로의 CO2 및 O2 교환을 더욱 개선할 수 있다.
유리하게는, 채널(2114) 및 버섯 챔버(2120)를 통해 흐르는 차가운 공기는, 냉각에 이어 가열된 다음 식물 챔버(2124)에서 상승하여 상측 통기구(120)를 통해 배출되는 식으로, 자연적인 원형 순환 패턴을 형성한다. 하측 통기구(120) 역시 신선하고 차가운 공기를 시스템에 유입할 수 있고, 공기가 온실 내부에서 원형 패턴으로 이산화탄소와 함께 순환하는 데 추가로 도움을 줄 수 있다. 이전 실시예들에서와 같이, 유리하게는, CO2 및 O2 가스 교환을 제공하여, 재배되는 식물과 버섯 모두에 유익하도록 한다. 추가 실시예에서는, 전술한 대로 버섯을 재배하도록 구성된 재배 베드들(110) 중 하나 이상은 수벽(1002) 뒤쪽의 버섯 챔버(2120)에 자리할 수 있다.
도 22는 도 1 내지 도 21의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는, 사막 및 해상거주공간에 적용하기에 적합한 자연 환기 및 집수 구성을 갖는 예시적인 태양열 온실이다. 도 22를 참조하면, 통기구(120)의 개구에는, 관련 기술(들) 등에 공지된 바와 같이, 습기 및/또는 안개 포착 메쉬(2220)가 배치되어 내부 습기, 외부 안개 등을 포집한다. 이렇게 포집된 물을 다양한 거터(2122)로 공급하며, 필요하다면 여과시켜 어조(108)에 담수를 제공하고, 식물 챔버(2124) 내 식물에 물을 제공하며, 수벽(1002)에 물을 제공하고, 식수 등으로 제공할 수 있다. 관련 기술(들)에 공지된 바와 같이, 태양광 패널 세척 장치(2202)는, 예를 들어, 온실의 지붕에 배치된 태양광 패널들(2204) 위로 움직이면서 물을 분사하여 패널들의 먼지를 청소하며, 이렇게 태양광 패널들(2202)을 세척하는 데 사용된 물은 거터(2122)로 집수될 수 있다. 통기구, 필터 및/또는 팬(2222) 등은, 식물 챔버(2124)로부터의 O2를 온실 상부에서 버섯 챔버(2120) 내로 여과하고 및/또는 밀어 넣고, 온실 바닥에 있는 식물 챔버(2124) 내로 버섯 챔버(2120)로부터의 포자들을 여과하고 CO2를 방출시키는 데 사용된다. 유리하게는, 버섯 챔버(2120) 아래의 수벽(1002)의 냉각기 측에 어조(108)가 위치할 수 있다.
예를 들어, 창(118)은 사우디아라비아 수도인 리야드의 위도에 적합한 각도로 구성된 것으로 도시되어 있다. 식물 챔버(2124) 아래의 온실 밑에 해수정(saltwater well)(2208)을 배치하여, 담수화 장치(2204) 및/또는 다른 임의의 적합한 수동적 또는 능동적 담수화 기술(이를테면, 증발, 태양열 증류기 작용, 멤브레인, 위킹 방법 등)을 통해, 담수를 생성하도록 할 수 있다. 해상거주공간 등에 적용하기 위해 온실을 바지선(barge)(2210) 위에 배치할 수 있다. 따라서, 전술한 구성들은 사막, 먼지가 많은 환경, 해상거주공간 적용, 바닷가 적용 등에 유리하다.
도 23a와 도 23b는 도 1 내지 도 22의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는, 포자 여과 구성을 갖는 예시적인 버섯 및 녹색 채소류 자실 챔버 구성이다. 도 23a와 도 23b를 참조하면, 버섯 통나무 또는 자루(2008) 위에 분무기 및 신선한 공기 입력 유닛(2302)(예컨대, 초음파-기반, 자연 환기(NAV)-기반 등)을 배치하여 습도를 적정 수준으로 유지한다. 버섯 통나무 또는 자루(2008) 아래와 녹색 채소류 랙(2006) 위에는 포자 필터(2304)가 배치되어 버섯 통나무 또는 자루(2008)로부터의 포자를 여과하며, 여과된 공기 및 CO2를 녹색 채소류 랙(2006) 내로 밀어 넣는다. 물받이(2314)는 녹색 채소류 랙(2006)으로부터의 수분 및 분무기(2302)에 의해 생성된 습한 공기로부터의 수분을 포집한다. 펌프(2312)는 수집된 물을 배출구(2306)를 통해 포자 필터(2304) 내로 펌핑하며, 상기 포자 필터는, 포자를 수거하기 위한 물받이(2310); 급수관(2322)을 통해 증발 패드들(2320) 위로 물을 펌핑하기 위한 펌프(2308); 그리고, 분무기 및 신선한 공기 입력 유닛(2302)으로부터 공기와, 버섯 통나무 또는 자루(2008)에 의해 생성되는 CO2를 증발 패드들(2320)을 통해 에어 챔버(2324) 내로, 그런 후에는 녹색 채소류 랙(2006) 내로 끌어오도록 구성된 송풍기(2318)를 포함한다. 유리하게는, 또한 녹색 채소류 랙(2006)에 의해 생성되는 습기와 O2를 분무기 및 신선한 공기 입력 유닛(2302) 쪽으로 안내하여 버섯 통나무 또는 자루(2008)에 습기와 O2를 제공할 수 있다.
도 24 내지 도 37은 도 1 내지 도 23 및 도 38 내지 도 43의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는, 극심한 사막 환경, 극심한 추위 환경 및 우주 환경에 적합한 자연 환기 기능을 갖춘 아쿠아포닉스 및 온실 기술을 활용하는 자연순환형 태양열 주택, 건물 및 고층 건물 시스템을 설명하는 데 이용되는 도면들이다. 도 24 내지 도 37의 실시예들에는 도 1 내지 도 23 및 도 38 내지 도 43의 실시예들의 임의의 특징요소와 유사한 방식으로 기능하는 유사한 특징요소가 이용될 수 있으며, 간결함을 위해 이들을 추가로 설명하지는 않기로 한다.
도 24를 참조하면, 자연순환형 태양열 주택 시스템(2400)은 수벽(1002), 통기구들(120), 태양광 패널들(2204), 창(118), 식물 챔버(2124), 어조들(108), 버섯 챔버(2120), 담수화 시스템(2204), 자연 환기 시스템(2406), 전술한 바와 같은 집수 거터 시스템, 전술한 바와 같은 아쿠아포닉스 시스템 등을 포함할 수 있으며, 이들은 도 1 내지 도 23의 실시예들의 각 특징요소와 유사한 방식으로 기능한다. 자연순환형 태양열 주택 시스템(2400)은 데크(2402), 하나 이상의 출입문(2404), 스플릿 빔들(2408), 수벽(1002) 중 태양을 바라보는 쪽에 위치한 아트리움(2410), 수벽(1002) 중 그늘진 쪽에 위치한 침실들(2412), 및 주택의 지붕 위에 위치하는 풍력 터빈들(2414) 등을 추가로 포함한다.
유리하게는, 자연 환기 시스템(2406)은 어류, 버섯, 동물, 인간 등에 의해 생성되는 CO2가 수벽(1002) 중 그늘진 쪽에 순환될 수 있게 하고, 식물, 나무, 초목 등에 의해 생성되는 O2는 수벽(1002) 중 태양을 바라보는 쪽에 순환될 수 있게 한다. 상부 데크(2402) 위의 태양광 패널들(2204)은 필요에 따라 데크(2402)의 태양 노출 및 음영을 극대화하기 위해 조정 가능하도록 구성될 수 있다. 담수화 시스템(2204)은 수벽(1002) 및 어조들(108)에 채워지며, 예를 들어 염수를 이용할 수 있는, 사막, 우주, 극심하게 추운 환경 등의 주민들에게 담수를 제공하는 데 사용될 수 있다. 전술한 바와 같은 아쿠아포닉스 시스템, 전술한 바와 같은 집수 거터 시스템 등은 물의 재사용 등을 극대화하는 데 사용될 수 있다. 스플릿 빔들(2408)은 주택 및 데크(2402) 내의 설계 특징요소로서 사용될 수 있고 필요에 따라 조명 기구 등을 걸기 위해 사용될 수 있다.
도 25를 참조하면, 자연순환형 태양열 건물 또는 고층 건물 시스템(2500)은 도 24와 관련하여 전술한 특징요소들을 포함할 수 있다. 유리하게는, 자연순환형 태양열 건물 또는 고층 건물 시스템(2500)은 아파트, 매장, 사무실 등(2512)에 조정 가능한 차양 및 조명을 제공하기 위해, 수벽(1002) 중 그늘진 쪽에 위치한 구조물의 측면에 구비되는 지붕창(2508)을 추가로 포함한다. 수도 가스 전기, 풍력, 태양열 등의 장비를 수용하기 위한 유틸리티 박스(2502) 등이 제공된다.
도 26a와 도 26b를 참조하면, 자연순환형 태양열 건물 또는 고층 건물 시스템(2600)은 도 24와 도 25와 관련하여 전술한 특징요소들을 포함할 수 있다. 도 26a에서, 유리하게는, 자연순환형 태양열 건물 또는 고층 건물 시스템(2600)은 측면 건물(2604) 등을 갖는 다층구조(2602) 디자인을 추가로 포함한다. 다층구조(2602) 디자인은 또한 아트리움(2410)의 공간 등을 극대화하는 데 사용될 수 있다. 도 26b에서, 유리하게는, 자연순환형 태양열 건물 또는 고층 건물 시스템(2600)은 개방형 아트리움(2410) 디자인 등의 다층구조 매장(2606)을 추가로 포함하며, 설계 구성요소로서의 대규모 수벽(1002)을 특징으로 한다.
도 27a 내지 도 27c를 참조하면, 자연순환형 태양열 건물 또는 고층 건물 시스템(2700)은 도 24 내지 도 26과 관련하여 전술한 특징요소들을 포함할 수 있다. 도 27a에서, 유리하게는, 측면 건물(2604)은 지붕창(2508) 등을 추가로 포함할 수 있다. 도 27b에서, 유리하게는, 데크(2402)는 아파트, 사무실, 매장 등(2512)으로의 접근을 위해 다양한 출입문(2404)을 포함할 수 있다. 도 27c에서, 유리하게는, 아파트, 사무실, 매장 등(2512)으로의 접근을 위해 구조물의 후방에 발코니(2706)가 제공될 수 있다. 아트리움 및/또는 아파트, 사무실, 매장 등(2512)이 다층구조의 디자인(2602) 등일 수 있다.
도 28a와 도 28b를 참조하면, 자연순환형 태양열 건물 또는 고층 건물 시스템(2800)은 도 24 내지 도 27과 관련하여 전술한 특징요소들을 포함할 수 있다. 도 28a에서, 유리하게는, 측면 건물(2604)은 개방형 아트리움(2810) 등을 포함할 수 있다. 도 28b에서, 유리하게는, 데크(2402)는 그 주변 등에 위치한 아파트, 사무실, 매장 등(2512)에 전망을 제공하도록 지어질 수 있다.
도 29를 참조하면, 자연순환형 태양열 건물 또는 고층 건물 시스템(2900)은 도 24 내지 도 28과 관련하여 전술한 특징요소들을 포함할 수 있다. 유리하게는, 다층구조 디자인(2602)의 아파트, 사무실, 매장 등(2512)에서 바라보는 개방형 아트리움(2410) 등의 전망을 제공하기 위해, 수벽(1002) 중 태양을 바라보는 쪽에 발코니(2706)를 제공한다.
도 30을 참조하면, 자연순환형 태양열 건물 또는 고층 건물 시스템(3000)은 도 24 내지 도 29와 관련하여 전술한 특징요소들을 포함할 수 있다. 유리하게는, 시각적 효과를 위해 그리고 다층구조 디자인(2602)의 아파트, 사무실, 매장 등(2512)에서 바라보는 개방형 아트리움(2410) 등의 전망을 제공하기 위해, 수벽(1002) 안쪽에 발코니(2706)를 제공한다.
도 31을 참조하면, 자연순환형 태양열 건물 또는 고층 건물 시스템(3100)은 도 24 내지 도 30과 관련하여 전술한 특징요소들을 포함할 수 있다. 유리하게는, 아파트, 사무실, 매장 등(2512)과 아트리움(2410)이 다층구조 디자인(2602)이며, 자연 환기 시스템(2406)의 예시적인 구성을 도시하였다.
도 32a와 도 32b를 참조하면, 자연순환형 태양열 주택, 건물 또는 고층 건물 시스템(3200)은 도 24 내지 도 31과 관련하여 전술한 특징요소들을 포함할 수 있다. 유리하게는, 자연순환형 태양열 건물 또는 고층 건물 시스템(3200)은 창(118)의 각도에 기반하여 도시한 바와 같이 후방측 지붕(3202) 등을 연장함으로써 확장(3204)될 수 있다.
도 33을 참조하면, 자연순환형 태양열 주택, 건물 또는 고층 건물 시스템(3300)은 도 24 내지 도 32와 관련하여 전술한 특징요소들을 포함할 수 있다. 유리하게는, 자연순환형 태양열 건물 또는 고층 건물 시스템(3200)은 창(118)의 각도(3302)에 기반하여 도시한 바와 같이 후방측 지붕(3202) 등에 비례하여 수벽(1002)의 위치를 연장함으로써 확장(3204)될 수 있다.
도 34a 내지 도 34c를 참조하면, 자연순환형 태양열 주택, 건물 또는 고층 건물 시스템(3200)은 도 24 내지 도 33과 관련하여 전술한 특징요소들을 포함할 수 있다. 도 34a와 도 34b에서, 유리하게는, 통기구(120)는 도시된 바와 같이 상향 또는 하향 스캘럽(scallop) 디자인으로 구성될 수 있다. 도 34c에서, 유리하게는, 도면에 나타낸 각도(3302)를 아트리움(2410) 등의 다층구조 디자인(2602)에 사용할 수 있다.
도 35를 참조하면, 자연순환형 태양열 주택, 건물 또는 고층 건물 시스템(3500)은 도 24 내지 도 34와 관련하여 전술한 특징요소들을 포함할 수 있다. 유리하게는, 원형 수벽 기둥들(1002) 등 사이의 공간(3502)에 발코니(2706)가 구성될 수 있다.
도 36을 참조하면, 자연순환형 태양열 주택, 건물 또는 고층 건물 시스템(3600)은 도 24 내지 도 35와 관련하여 전술한 특징요소들을 포함할 수 있다. 유리하게는, 아트리움(2410) 등 밑의 수벽(1002) 중 태양을 바라보는 쪽에 담수화 시스템(2204)이 위치하여 태양열 증류기 등으로서의 역할을 할 수 있다. 필요에 따라, 아파트, 사무실, 매장 등(2512) 밑의 수벽(1002) 중 그늘진 쪽에 어조(108)를 위치함으로써 어조(108)가 상대적으로 더 시원하게 유지될 수 있도록 한다.
도 37을 참조하면, 자연순환형 태양열 주택, 건물 또는 고층 건물 시스템(3700)은 도 24 내지 도 36과 관련하여 전술한 특징요소들을 포함할 수 있다. 유리하게는, 데크(2402)에 풀장(pool)(3702)이 있을 수 있으며, 데크(2402)는 아파트, 사무실, 매장 등을 내려다보거나 그 안을 들여다보게끔 지어진다.
도 38 내지 도 43은, 도 1 내지 도 37의 태양열 온실 아쿠아포닉스 및 동애등에(BSF) 퇴비화 장치 및 어류 자동 먹이공급장치를 위한 시스템 및 방법에 사용되는, 극심한 사막 환경, 극심한 추위 환경 및 우주 환경에 적합한 자연 환기 기능 및 원형 저지수로를 갖는 측지선, 자연순환형 태양열 아쿠아포닉스 및 온실 시스템을 설명하는 데 이용되는 도면들이다. 도 38을 참조하면, 자연 환기 기능을 갖춘 측지선 자연순환형 태양열 아쿠아포닉스 및 온실 시스템(3800)은, 추가적 및 전술한 교시내용 등을 기반으로, 원형 어조들(108), 담수화 시스템(2204), 수관(3802), 원형 채널(3814)을 갖는 원형 자연 환기(NAV) 시스템(3816), 및 원형 플레넘(3812) 등을 포함한다. 측지선 외부 쉘(3804)은 회전 조인트들(3806) 상에 패널들(3806)(예컨대, 광 투과성 창, 광-프로그래밍 가능 유리 등)을 포함함으로써, 필요에 따라 상기 패널들(3806)이 회전하여 기류, 빛, 음영 등의 효과를 제공할 수 있도록 한다.
도 39에는, 어조(108) 내로 연장되며 열전지로서의 역할을 하는 수관(3802) 등을 비롯한, 측지선 자연순환형 태양열 아쿠아포닉스 및 온실 시스템(3800)의 추가 세부사항들을 도시한다. 유리하게는, 담수화 시스템(2204) 내의 염수는 외부 쉘(3804)을 통해 전달되는 태양 에너지에 의해 가온되어 태양열 증류기 등으로서의 역할을 하며, 수관(3802) 및 어조들(108)에 채워져 필요에 따라 담수를 제공하는 데 사용될 수 있다.
유리하게는, 식물 챔버(2124)로서 구성된 구조물의 일부 내부에 자리한 식물에 의해 O2가 생성될 수 있으며, 이 산소는 외부 쉘(3804)을 통해 전달되는 태양 에너지에 의해 가열된 후 원형 에어 채널(3910)을 통해 상승하여 NAV 시스템(3816)에 의해 포집된다. 또한, 필요에 따라, 통기구(3914)로서의 역할을 하는 패널(3806)의 회전을 통해 통기가 이루어질 수 있다. NAV 시스템(3816)은 포집된 O2를 미스트 생성기(3908)로 냉각시키며, 이렇게 냉각된 O2는 구조물의 원형 플레넘(3812)과 외부 쉘(3804)로 형성된 원형 채널(3814)을 따라 이동한다. 원형 채널(3814)을 따라 이동하는 냉각된 O2는, 유리하게는, 예를 들어, 어조(108) 내의 어류, 버섯 챔버(2120)로서 구성된 구조물의 일부 내부에 제공된 버섯, 동물, 인간 등에 의해 생성되는 CO2를 식물 챔버(2124) 내로 배출하여, 설명한 대로, 식물에 의해 재활용되고, 재순환되도록 한다. 또한, 전술한 바와 같이, 내부 및/또는 외부 수분 등을 포집하기 위한 원뿔형 집수 메쉬(3906) 및 거터 시스템이 구비될 수 있다.
도 40과 도 41에는 패널들(3806)의 추가 세부사항을 도시하였다. 도 41을 참조하면, 패널들(3806)은 회전 조인트(3808) 상에 배치된 서브패널들(4004, 4006)을 포함하며, 이들 패널(3806)의 회전을 프로그래밍 가능하게 하는 스테퍼 모터들(4002), 및 프로그래밍 가능한 센서들(4008)(예컨대, 온도(T), 압력(P), 기류(F), 상대습도(RH), 빛(L), O2, CO2 등)이 구비된다. 도 41을 참조하면, 패널들(4004, 4006)은 각각 창(4102, 4104)(예컨대, 광 투과성 창, 광-프로그래밍 가능 유리 등)을 포함하여, 유리하게는, 필요에 따라 프로그래밍 가능한 음영, 광 투과, 광 반사 등의 효과를 제공한다.
도 42와 도 43은 도 1 내지 도 41의 시스템 및 방법과 함께 이용될 수 있는 원형 저지수로 시스템(4200)을 설명하는 데 이용되는 도면들이다. 도 42를 참조하면, 원형 저지수로 시스템(4200)은 원형 저지수로들(4204) 등으로 둘러싸인 원형 어조(108)를 포함하며, 저지수로들 사이에는 원형 물매턱(berm)(4206) 등이 배치되어 있다. 물매턱(4206)에 식물, 나무, 꽃 등을 심어서 재배한 후 수확하는 것을 가능하게 하고 어조(108)에 어류를 양식하여 수확하는 것을 가능하게 하는 경사부들(4208)이 마련되어 있다. 도 43을 참조하면, 원형 저지수로 시스템(4200)은 어조(108) 내로 뻗어 있는 수관(3802)을 추가로 포함하여, 필요에 따라 어조(108)의 물을 가온 및/또는 냉각시킨다. 물매턱(4206) 및 저지수로(4204)는 외부 쉘(3804)로부터 아래로 기울어지는 계단 방식으로 구성되어, 유리하게는, 물 펌프 또는 가이저 펌프(4306) 및 급수관(4308) 등에 의해 제공되어 상부 저지수로(4204)로부터 물매턱(4206)을 통해 어조(108)로 유입되는 물을 포집한다. 식물이 심어져 있는 물매턱(4206)은 유리하게는 어조(108)로부터의 폐수를 여과하는 한편, 어조(108)로부터의 폐수는 물매턱(4206)에 심어져 있는 식물에 영양분을 제공한다. 유리하게는, 저지수로(4202) 내부에 물이 유지되도록, 물매턱(4206) 밑에 연못 라이너(pond liner)(4302)를 구비할 수 있다. 원형 저지수로 시스템(4200)은 필요에 따라 땅(4304) 속에 및/또는 담수화 시스템(2204) 내부에 구비될 수 있다.
도 1 내지 도 43의 실시예들에서, 수벽(1002) 또는 수관(3802)은 전술한 바와 같이 광-프로그래밍 가능 유리 및/또는 다양한 액체로 구성됨으로써 필요에 따라 수벽(1002) 또는 수관(3802)이 열전지로서의 역할을 할 수 있도록 하고 광 에너지를 전송, 저장 및/또는 반사(예컨대, 월드 와이드 웹에서 explainthatstuff.com/electrochromic-windows.html로 검색 가능한 "'스마트' 유리창(전기 변색 유리)" 및 월드 와이드 웹에서 interestingengineering.com/scientists-develop-liquid-that-can-store-solar-energy-for-more-than-a-decade로 검색 가능한 "Scientists Develop Liquid That Can Store Solar Energy For More Than a Decade"에 설명된 바와 같으며, 본원에 참조로 포함됨)할 수 있도록 하되, 가능한 한 그 주변이나 그 내부에는 가능한 설계 특징요소로서 색상 조명 등이 제공된다. 예를 들어, 수벽(1002) 또는 수관(3802)은 낮에는 검은색으로 밤에는 내부나 전체에 빛이 투명하게 비치는 등으로 프로그래밍될 수 있고, 구조물은 자연 조명 및/또는 인공 조명을 조합하는 등으로 사용할 수 있다.
유리하게는, 본 발명의 예시적인 시스템 및 방법은 아쿠아포닉스, 버섯, 및 마이크로그린 재배, 식량 확보 등에 적용하기 위한 효율적이면서 비용효과성이 높은 온실, 버섯 및 어류 먹이공급 시스템을 가능하게 함으로써, 극심한 사막, 극심한 추위 및 우주 환경에 매우 적합하고, 팬데믹 시기의 안전한 격리 공간으로도 매우 적합하다.
본 발명의 예시적인 시스템 및 방법을 아쿠아포닉스의 관점에서 설명하였지만, 이들 예시적인 시스템 및 방법은, 해당 기술분야의 숙련자라면 이해할 수 있듯이 임의의 다른 적합한 유형의 수경재배 및 온실, 건물 및 고층 건물, 우주 등의 기술에 적용될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예의 전술한 장치 및 서브시스템의 예로, 예시적인 실시예의 프로세스를 수행할 수 있는 임의의 적절한 서버, 워크스테이션, PC, 노트북 컴퓨터, PDA, 인터넷 기기, 핸드헬드 기기, 휴대폰, 무선 장치, 기타 장치 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템은, 임의의 적절한 프로토콜을 이용하여 서로 통신할 수 있고, 하나 이상의 프로그래밍된 컴퓨터 시스템 또는 장치를 사용하여 구현될 수 있다.
예를 들어, 인터넷 액세스, 임의의 적절한 형태(예를 들어, 음성, 모뎀 등)의 원격 통신, 무선 통신 매체 등을 비롯한 하나 이상의 인터페이스 메커니즘이 본 발명의 예시적인 실시예와 함께 사용될 수 있다. 사용되는 통신 네트워크 또는 링크의 예로, 하나 이상의 무선 통신 네트워크, 셀룰러 통신 네트워크, G3 통신 네트워크, 공중 교환 전화망(PSTN), 패킷 데이터 네트워크(PDN), 인터넷, 인트라넷, 이들의 조합 등이 포함될 수 있다.
해당 기술분야의 숙련자라면 이해할 수 있듯이, 본 발명의 예시적인 실시예를 구현하는 데 사용되는 특정 하드웨어의 많은 변형이 가능하므로, 전술한 예시적인 실시예의 장치 및 서브 시스템은 예를 들고자 한 것임을 이해해야 한다. 예를 들어, 예시적인 실시예의 하나 이상의 장치 및 서브시스템의 기능은 하나 이상의 프로그래밍된 컴퓨터 시스템 또는 장치를 통해 구현될 수 있다.
이러한 변형 및 그 외 다른 변형을 구현하기 위해, 단일 컴퓨터 시스템을 본 발명의 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템 중 하나 이상의 특수 목적 기능을 수행하도록 프로그래밍할 수 있다. 다른 한편으로는, 본 발명의 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템 중 임의의 하나를 2개 이상의 프로그래밍된 컴퓨터 시스템 또는 장치로 대체할 수 있다. 이에 따라, 리던던시, 다른 컴퓨터로의 복사 등과 같은 분산 처리의 원리 및 이점 역시 필요에 따라 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템의 견고성 및 성능을 증가시키도록 구현될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템은 본원에 설명된 다양한 프로세스에 관한 정보를 저장할 수 있다. 이 정보는, 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템의 하드 디스크, 광 디스크, 광자기 디스크, RAM 등 하나 이상의 메모리에 저장될 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템의 하나 이상의 데이터베이스는 본 발명의 예시적인 실시예를 구현하는 데 사용되는 정보를 저장할 수 있다. 데이터베이스는, 본원에 열거된 하나 이상의 메모리 또는 저장 장치에 포함된 데이터 구조(예를 들어, 레코드, 테이블, 어레이, 필드, 그래프, 트리, 목록 등)를 사용하여 구성될 수 있다. 예시적인 실시예와 관련하여 설명된 프로세스는, 하나 이상의 데이터베이스에서 본 발명의 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템의 프로세스에 의해 수집 및/또는 생성된 데이터를 저장하기 위한 적절한 데이터 구조를 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템들의 전부 또는 일부는, 컴퓨터 및 소프트웨어 분야의 숙련자라면 이해할 수 있듯이, 본 발명의 예시적인 실시예의 교시내용에 따라 프로그래밍된 하나 이상의 범용 컴퓨터 시스템, 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서, 마이크로-컨트롤러 등을 사용하여 편리하게 구현될 수 있다. 적절한 소프트웨어는, 소프트웨어 분야의 숙련자라면 이해할 수 있듯이, 예시적인 실시예의 교시내용에 기초하여 해당 분야의 숙련된 일반 프로그래머가 수월하게 제작할 수 있다. 또한, 본 발명의 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템은 월드 와이드 웹에서 구현될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템은, 전기 기술(들) 분야의 숙련자라면 이해할 수 있듯이, 맞춤형 집적 회로를 제작하거나 또는 종래의 구성요소 회로들의 적절한 네트워크를 상호 연결함으로써 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 예시적인 실시예는 하드웨어 회로 및/또는 소프트웨어의 임의의 특정한 조합으로 제한되지 않는다.
컴퓨터 판독가능 매체들 중 임의의 하나 또는 조합체에 저장된 본 발명의 예시적인 실시예는, 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템을 제어하고, 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템을 구동하고, 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템이 인간 사용자와 상호 작용할 수 있게 하는 등의 기능을 하는, 소프트웨어를 포함할 수 있다. 이러한 소프트웨어로, 장치 드라이버, 펌웨어, 운영 체제, 개발 도구, 애플리케이션 소프트웨어 등이 포함될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 이러한 컴퓨터 판독가능 매체로, 본 발명을 구현하는 데 수행되는 처리의 전부 또는 일부(처리가 분산된 경우)를 수행하기 위한 본 발명의 실시예의 컴퓨터 프로그램 제품도 포함될 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예의 컴퓨터 코드 장치로 임의의 적절한 해석가능 또는 실행가능 코드 메커니즘, 예를 들면 스크립트, 해석가능 프로그램, 동적 링크 라이브러리(DLL), 자바 클래스 및 애플릿, 완전한 실행가능 프로그램, 공통 객체 요청 브로커 아키텍처(CORBA) 객체 등이 포함될 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 또한, 더 나은 성능, 신뢰성, 비용 등을 위해 본 발명의 예시적인 실시예의 처리의 일부를 분산시킬 수 있다.
위에 언급한 바와 같이, 예시적인 실시예의 장치 및 서브시스템은 본 발명의 교시내용에 따라 프로그래밍된 명령어를 저장하고 본원에 설명된 데이터 구조, 테이블, 레코드, 및/또는 기타 데이터를 저장하기 위한 컴퓨터 판독가능 매체 또는 메모리를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는, 실행을 위해 프로세서에 명령어를 제공하는 일에 관여하는 임의의 적합한 매체를 포함할 수 있다. 이러한 매체가 취할 수 있는 여러 형태로, 비휘발성 매체, 휘발성 매체, 전송 매체 등이 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 비휘발성 매체의 예로, 광 디스크 또는 자기디스크, 광자기 디스크 등이 포함될 수 있다. 휘발성 매체의 예로, 동적 메모리 등이 포함될 수 있다. 전송 매체의 예로, 동축 케이블, 구리 와이어, 광섬유 등이 포함될 수 있다. 전송 매체는 또한 무선 주파수(RF) 통신, 적외선(IR) 데이터 통신 등 동안 생성되는 것과 같은 음파, 광학파, 전자기파 등의 형태를 취할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체의 일반적인 형태의 예로, 플로피 디스크, 플렉서블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 다른 임의의 적절한 자기 매체, CD-ROM, CDRW, DVD, 다른 임의의 적절한 광학 매체, 펀치 카드, 종이 테이프, 광학 마크 시트, 구멍 패턴 또는 기타 광학적으로 인식 가능한 표시가 있는 기타 적절한 물리적 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EPROM, 다른 임의의 적절한 메모리 칩 또는 카트리지, 반송파, 또는 컴퓨터가 판독할 수 있는 다른 임의의 적절한 매체 등이 포함될 수 있다.
다수의 예시적인 실시예 및 구현예와 관련지어 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않으며 오히려 청구범위의 범주 내에 속하는 다양한 수정예 및 등가 구성을 포함한다.
Claims (12)
- 아쿠아포닉스(aquaponics), 온실 및 버섯 재배를 통합한 단열 자연순환형(passive) 태양열 주택, 건물 또는 고층 건물 시스템으로서,
겨울철 태양광을 극대화하는 각도로 태양을 바라보는 쪽에 창(glazing)이 배치되어 있고,
어조(fish tank);
식물 재배 구역;
버섯 재배 구역;
매장, 아파트 또는 사무실 구역;
수벽 열저장체(water wall thermal mass); 및
자연 환기 시스템
을 수용하는, 단열 자연순환형 태양열 주택, 건물 또는 고층 건물
을 포함하며,
식물 재배 구역과, 버섯 재배 구역, 어조 그리고 매장, 아파트 또는 사무실 구역 사이에는 수벽이 배치되고,
자연 환기 시스템은 버섯 재배 구역, 매장, 아파트 또는 사무실 구역, 및 어조에 미스트 상태의 공기를 제공하도록 구성되며,
식물 재배 구역에서 생성되는 O2가 자연 환기 시스템에 의해 수용되어 버섯 재배 구역, 매장, 아파트 또는 사무실 구역, 및 어조로 제공되고, 버섯 재배 구역, 매장, 아파트 또는 사무실 구역, 및 어조에서 발생하는 CO2가 식물 재배 구역으로 제공되는 것인, 단열 자연순환형 태양열 주택, 건물 또는 고층 건물 시스템. - 제1항에 있어서,
어조에 연결되며 식물 재배 구역 내의 주택, 건물 또는 고층 건물 내부에 수용된 다수의 재배 베드; 및
어조에 연결되는 하드 필터
를 추가로 포함하는 시스템. - 제1항에 있어서,
주택, 건물 또는 고층 건물에 사용되는 담수를 생성하기 위해 식물 재배 구역 아래에 배치되는 담수화 시스템
을 추가로 포함하는 시스템. - 제1항에 있어서,
주택, 건물 또는 고층 건물 내부에 배치되어, 주택, 건물 또는 고층 건물 내 온도, 습도, O2 및 CO2 수준을 포함한, 주택, 건물 또는 고층 건물의 가스 매개변수들을 측정하는 가스 프로브와, 어조 내부에 배치되어, 어조 물의 용존 산소, pH, 질산염, 아질산염, 암모니아, 전기전도도(EC) 수준을 포함한, 어조 물의 물 매개변수들을 측정하는 물 프로브를 갖춘, 스펙트럼 분석기-기반 센서; 및
상기 스펙트럼 분석기-기반 센서에 연결되며, 측정된 공기 및 물 매개변수들의 레벨을 바탕으로 상기 공기 및 물 매개변수들 중 하나 이상을 제어하도록 구성된 컴퓨터
를 추가로 포함하는 시스템. - 제1항에 있어서,
주택, 건물 또는 고층 건물의 맨 위에 배치되는 태양광 패널들; 및
상기 태양광 패널들에 배치되어 태양광 패널들 상의 먼지나 모래를 청소하도록 구성된 태양광 패널 세척 장치
를 추가로 포함하는 시스템. - 제1항에 있어서,
주택, 건물 또는 고층 건물에 구비되어 매장, 아파트 또는 사무실 구역에 빛 또는 그늘을 제공하도록 구성된 지붕창(louver)
을 추가로 포함하는 시스템. - 제1항에 있어서,
주택, 건물 또는 고층 건물에 구비되어 전기, 풍력 및/또는 태양광 발전 장비를 보관하도록 구성된 유틸리티 박스
를 추가로 포함하는 시스템. - 제1항에 있어서,
주택, 건물 또는 고층 건물에 구비되어 풍력 에너지를 포집하도록 구성된 풍력 발전 장비
를 추가로 포함하는 시스템. - 제1항에 있어서,
수벽 내부에 위치하는 매장, 아파트 또는 사무실 구역에서 이어지며 식물 재배 구역의 아트리움의 전망을 제공하는 발코니
를 추가로 포함하는 시스템. - 제9항에 있어서,
식물 재배 구역의 아트리움에 위치하는 다층구조 매장
을 추가로 포함하는 시스템. - 제9항에 있어서,
수벽 내부에 위치하는 매장, 아파트 또는 사무실 구역에서 이어지며 식물 재배 구역의 아트리움으로의 접근을 제공하는 엘리베이터
를 추가로 포함하는 시스템. - 제1항에 있어서,
매장, 아파트 또는 사무실 구역 내부에 위치하는 다층구조-매장, 아파트 또는 사무실
을 추가로 포함하는 시스템.
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