KR20240043385A - Greenhouse complex thermal environment control system using waste heat - Google Patents
Greenhouse complex thermal environment control system using waste heat Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240043385A KR20240043385A KR1020220122412A KR20220122412A KR20240043385A KR 20240043385 A KR20240043385 A KR 20240043385A KR 1020220122412 A KR1020220122412 A KR 1020220122412A KR 20220122412 A KR20220122412 A KR 20220122412A KR 20240043385 A KR20240043385 A KR 20240043385A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cold water
- air
- water
- chamber
- temperature
- Prior art date
Links
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 title claims abstract description 72
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 629
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 102
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 66
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 84
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 48
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 23
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 20
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 19
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 19
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 17
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 17
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 17
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 16
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 15
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 15
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 13
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 6
- 239000008400 supply water Substances 0.000 claims description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 11
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 10
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000003898 horticulture Methods 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
- A01G9/246—Air-conditioning systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
- A01G9/245—Conduits for heating by means of liquids, e.g. used as frame members or for soil heating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
- F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
- F28D21/0005—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases for domestic or space-heating systems
- F28D21/0007—Water heaters
Abstract
본 발명은 온실의 폐열을 이용하여 냉난방을 수행함으로써 에너지 비용을 절감할 수 있고, 측장 및 천정창의 개방 없이 온실 내부의 난방 및 냉방을 위한 온도 조절작용과 습도 조절작용을 효과적으로 수행할 수 있는 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템은 태양광이 입사되도록 형성된 온실; 상기 온실의 내부공기가 유입되는 내부공기유입부와 상기 내부공기유입부로 유입된 내부공기가 배출되는 내부공기배출부가 형성된 내부공기이동부; 상기 내부공기배출부로부터 배출된 내부공기가 수용되는 내부공기수용실이 마련되고, 상기 내부공기수용실과 구획되어 용수가 수용되는 용수수용실이 마련된 유체열교환처리조; 상기 내부공기수용실에 수용된 내부공기와 상기 용수수용실에 수용된 용수 상호간의 열교환을 수행하는 내부공기열교환수단; 상기 용수수용실의 용수의 온열을 회수하기 위해 배치되는 히트펌프장치; 상기 히트펌프장치에 의해 회수된 온열을 축열하도록 배치되는 축열부; 상기 내부공기열교환수단의 열교환과정을 거친 상기 내부공기수용실의 열교환공기를 상기 온실로 공급하는 공급공기이동부; 및 상기 공급공기이동부에 설치되어 상기 열교환공기를 설정된 온도 및 습도를 갖는 공급공기로 변환하는 복합 열환경제어부;를 포함한다.The present invention can reduce energy costs by performing heating and cooling using the waste heat of the greenhouse, and can effectively control temperature and humidity for heating and cooling inside the greenhouse without opening the measuring and ceiling windows. This is about the complex thermal environment control system of the greenhouse used.
The complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to the present invention includes a greenhouse configured to allow sunlight to enter; An internal air moving part having an internal air inlet through which the internal air of the greenhouse flows in and an internal air outlet through which the internal air flowing into the internal air inlet is discharged; a fluid heat exchange treatment tank provided with an internal air receiving chamber for receiving internal air discharged from the internal air discharge unit, and a water receiving chamber partitioned from the internal air receiving chamber for receiving water; Internal air heat exchange means for performing heat exchange between the internal air contained in the internal air receiving chamber and the water contained in the water containing chamber; a heat pump device disposed to recover heat from the water in the water storage chamber; a heat storage unit disposed to store heat recovered by the heat pump device; a supply air moving unit that supplies heat exchange air from the internal air receiving chamber that has undergone a heat exchange process of the internal air heat exchange means to the greenhouse; and a complex thermal environment control unit installed in the supply air moving unit to convert the heat exchange air into supply air having a set temperature and humidity.
Description
본 발명은 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 온실의 폐열을 이용하여 냉난방을 수행함으로써 에너지 비용을 절감할 수 있고, 측장 및 천정창의 개방 없이 온실 내부의 난방 및 냉방을 위한 온도 조절작용과 습도 조절작용을 효과적으로 수행할 수 있는 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat, and more specifically, to reduce energy costs by performing cooling and heating using the waste heat of the greenhouse, and to heat the interior of the greenhouse without opening the side windows and ceiling windows. and a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat that can effectively control temperature and humidity for cooling.
일반적으로, 농작물 재배는 토질, 기후 조건, 계절 등에 맞는 작물을 선택하여 노지에서 재배하는 것이 일반적이다. 하지만 사계절이 뚜렷한 우리나라의 기후 특성상 노지에서의 작물재배는 일정 시기에 국한되어 있는 반면, 국민들의 소득수준은 나날이 높아져 신선 농산물에 대한 수요는 연중 지속되고 있는 것이 현실이고, 근래 이상기온이 빈번히 발생하면서 국내 농산물 수급과 물가 변동에 대한 불확실성이 커지고 있다.In general, agricultural crops are generally grown in the open field by selecting crops suitable for soil quality, climatic conditions, season, etc. However, due to the climate characteristics of Korea, which has four distinct seasons, crop cultivation in the open field is limited to a certain period of time. However, the reality is that the demand for fresh agricultural products continues throughout the year as the income level of the people increases day by day. In recent years, abnormal temperatures have occurred frequently. Uncertainty about domestic agricultural supply and demand and price fluctuations is increasing.
이에 따라, 이상기온에 따른 불확실성을 줄이고, 소비자들의 연중 수요를 충족하기 위한 방안으로 시설원예산업이 점차 확대되고 있으며 다양한 연구개발이 진행되고 있다.Accordingly, the facility horticulture industry is gradually expanding and various research and developments are being conducted as a way to reduce uncertainty due to abnormal temperatures and meet the year-round demand of consumers.
예를 들면 시설원예는 유리온실이나 비닐하우스 등의 온실 내부에 구성한 재배지에 작물을 식재하고, 작물의 재배에 이상적인 온도, 습도, CO2 등의 조건을 유지하도록 환경을 관리하면서 재배과정을 수행하게 된다.For example, facility horticulture involves planting crops in a cultivation area constructed inside a greenhouse such as a glass greenhouse or greenhouse, and carrying out the cultivation process while managing the environment to maintain conditions such as temperature, humidity, and CO 2 that are ideal for growing crops. do.
온실은 종부재 및 횡부재 등을 이용하여 통상 골격의 기능을 수행하도록 시공된 온실프레임과, 이 온실프레임에 설치되는 유리나 비닐시트로 이루어진 광투과성면상체로 구성되어 있고, 온실의 내부에는 온도, 습도, CO2 조절 등을 위해 냉난방장치, 냉방배관, 습도조절장치, 이산화탄소공급장치 등이 설치되어 있다.A greenhouse is composed of a greenhouse frame constructed to perform the function of a normal skeleton using longitudinal and lateral members, and a light-transmitting surface made of glass or vinyl sheet installed on the greenhouse frame. The inside of the greenhouse is temperature, To control humidity and CO2 , heating and cooling devices, cooling piping, humidity control devices, and carbon dioxide supply devices are installed.
그리고, 온실은 내부에 작업성, 재배의 효율성 및 인건비 절감 등을 고려하여 지표면보다 높은 위치에서 작물을 재배하기 위한 장치로서 통상 고설 재배장치로 호칭 되는 시설을 구비하여 작물을 재배할 수도 있다.In addition, a greenhouse is a device for cultivating crops at a location higher than the ground level in consideration of workability, cultivation efficiency, and labor cost reduction, and may be equipped with facilities commonly referred to as high-soil cultivation devices to cultivate crops.
하지만, 전술한 바와 같은 일반적인 온실은 재배과정의 수행시에 농작물이 식재되는 영역 뿐만 아니라 내부 공간 전체에 온도, 습도, CO2 조절 등을 조절해야 하므로 비용의 낭비가 심하고, 조절 시간 또한 지나치게 길어져서 즉각적인 대처가 어려워서 농작물 재배의 효율성이 낮은 단점이 있다. However, in the general greenhouse as described above, when performing the cultivation process, temperature, humidity, CO 2 control, etc. must be controlled not only in the area where crops are planted, but also in the entire interior space, resulting in a significant waste of cost and excessively long adjustment time. The downside is that immediate response is difficult, making crop cultivation less efficient.
그리고, 일반적인 온실은 우리나라와 같이 고온의 하절기와 긴 동절기를 갖는 지역의 경우 과도한 냉난방 비용으로 인해 생산원가를 상승시켜 농업경쟁력을 약화시키는 요인이 되고 있다. In addition, general greenhouses increase production costs due to excessive heating and cooling costs in regions with high temperature summers and long winters, such as Korea, which is a factor in weakening agricultural competitiveness.
특히, 냉난방장치는 주로 화석연료를 주로 사용하고 있고 전량 수입에 의존하고 있는 상황이어서 원유의 가격변동에 따라 농가의 부담이 매우 심각한 실정이고, 근래 지열, 태양광, 풍력 등과 같은 대체에너지를 이용이 시도되고 있으나 연구 개발 단계이고 실질적인 적용은 미흡한 실정이다.In particular, heating and cooling equipment mainly uses fossil fuels and is completely dependent on imports, so the burden on farms due to fluctuations in the price of crude oil is very serious. Recently, alternative energy sources such as geothermal heat, solar energy, and wind power have been used. Although attempts are being made, they are in the research and development stage and practical application is insufficient.
현재 국내의 시설원예는 난방연료로서 경유, 중유 등을 주로 사용하고 있으며, 난방비가 시설작물경영비의 30~40%를 차지하고 있는데, 일본은 20%, 네델란드는 14~15%, 이스라엘은 10%인데 비하면 우리나라 시설원예의 난방비 점유율이 매우 높은 실정이다.Currently, indoor horticulture in Korea mainly uses diesel and heavy oil as heating fuel, and heating costs account for 30-40% of facility crop management costs, compared to 20% in Japan, 14-15% in the Netherlands, and 10% in Israel. Comparatively, the share of heating costs in facility horticulture in Korea is very high.
이를 해결하기 위한 대안으로 냉난방장치의 구동을 위한 대체에너지로서 지열 회수시스템, 큰 규모의 태양광 발전시스템, 풍력 발전시스템 등을 적용할 수 있지만, 이를 적용하기 위해서는 적절한 지리적 및 환경적 조건 등이 만족되어야 할 뿐만 아니라 대규모의 시설투자비가 소요되므로 단위 농가가 이를 쉽게 적용할 수 없는 한계점이 있다.As an alternative to solving this problem, geothermal recovery systems, large-scale solar power generation systems, and wind power generation systems can be applied as alternative energy for driving air conditioning and heating systems, but appropriate geographical and environmental conditions must be met to apply them. Not only does it require large-scale facility investment costs, but there are limitations that make it impossible for unit farms to easily apply it.
그리고, 온실은 하절기나 동절기의 낮 시간과 등과 같이 태양의 복사에너지로 인해 내부 온도가 고온으로 상승하게 되므로 식물에 적절한 생육 온도로 낮추기 위한 냉방 부하의 증가로 운전비용을 더욱 상승시키는 문제점이 있다.In addition, since the internal temperature of greenhouses rises to a high temperature due to the radiant energy of the sun, such as during daytime in the summer or winter, there is a problem of further increasing operating costs due to an increase in cooling load to lower the temperature to an appropriate growth temperature for plants.
아울러, 온실은 내부 온도가 과도하게 되면 측장 및 천정창의 개방할 필요가 있지만 이 경우 온실에 시비한 CO2가 외부로 유출, 낭비되므로 시비 효과의 저하는 물론이고 관리비용의 상승을 초래하는 단점이 있고, 습도를 정확하게 조절할 수 없는 단점이 있다.In addition, if the temperature inside the greenhouse becomes excessive, it is necessary to open the measuring and ceiling windows. However, in this case, the CO 2 applied to the greenhouse leaks to the outside and is wasted, which has the disadvantage of lowering the fertilization effect and increasing management costs. However, it has the disadvantage of not being able to accurately control humidity.
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 온실의 폐열을 이용하여 냉난방을 수행함으로써 에너지 비용을 절감할 수 있도록 한 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was proposed in light of the above contents, and its purpose is to provide a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat that can reduce energy costs by performing cooling and heating using the waste heat of the greenhouse.
본 발명의 다른 목적은, 측장 및 천정창의 개방 없이 온실 내부의 난방 및 냉방을 위한 온도 조절작용과 습도 조절작용을 효과적으로 수행할 수 있도록 한 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat that can effectively control temperature and humidity for heating and cooling inside the greenhouse without opening the side windows and ceiling windows.
본 발명의 또 다른 목적은, 저온 외기에 의한 결빙이 발생되지 않아서 냉수를 안정적인 생산하여 온도 조절작용과 습도 조절작용을 효과적으로 수행할 수 있도록 한 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat that effectively performs temperature control and humidity control by stably producing cold water without causing freezing due to low-temperature outdoor air. .
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템은 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템에 있어서, 태양광이 입사되도록 형성된 온실; 상기 온실의 내부공기가 유입되는 내부공기유입부와 상기 내부공기유입부로 유입된 내부공기가 배출되는 내부공기배출부가 형성된 내부공기이동부; 상기 내부공기배출부로부터 배출된 내부공기가 수용되는 내부공기수용실이 마련되고, 상기 내부공기수용실과 구획되어 용수가 수용되는 용수수용실이 마련된 유체열교환처리조; 상기 내부공기수용실에 수용된 내부공기와 상기 용수수용실에 수용된 용수 상호간의 열교환을 수행하는 내부공기열교환수단; 상기 용수수용실의 용수의 온열을 회수하기 위해 배치되는 히트펌프장치; 상기 히트펌프장치에 의해 회수된 온열을 축열하도록 배치되는 축열부; 상기 내부공기열교환수단의 열교환과정을 거친 상기 내부공기수용실의 열교환공기를 상기 온실로 공급하는 공급공기이동부; 및 상기 공급공기이동부에 설치되어 상기 열교환공기를 설정된 온도 및 습도를 갖는 공급공기로 변환하는 복합 열환경제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to the present invention includes a greenhouse configured to allow sunlight to enter; An internal air moving part having an internal air inlet through which the internal air of the greenhouse flows in and an internal air outlet through which the internal air flowing into the internal air inlet is discharged; a fluid heat exchange treatment tank provided with an internal air receiving chamber for receiving internal air discharged from the internal air discharge unit, and a water receiving chamber partitioned from the internal air receiving chamber for receiving water; Internal air heat exchange means for performing heat exchange between the internal air contained in the internal air receiving chamber and the water contained in the water containing chamber; a heat pump device disposed to recover heat from the water in the water storage chamber; a heat storage unit disposed to store heat recovered by the heat pump device; a supply air moving unit that supplies heat exchange air from the internal air receiving chamber that has undergone a heat exchange process of the internal air heat exchange means to the greenhouse; and a complex thermal environment control unit installed in the supply air moving unit to convert the heat exchange air into supply air having a set temperature and humidity.
상기 유체열교환처리조는, 상기 내부공기수용실이 내부에 마련되고 상기 내부공기배출부가 접속되는 내부공기유입구와 상기 공급공기이동부가 접속되는 내부공기배출구가 형성된 내부공기챔버부; 상기 내부공기챔버부와 접하여 배치되고 상기 용수수용실이 내부에 마련되고 용수공급라인이 접속되는 용수배출구와 축열부회수라인이 접속되는 용수유입구가 형성된 용수챔버부; 및 상기 내부공기열교환수단이 설치되도록 상기 내부공기챔버부와 상기 용수챔버부의 경계벽에 마련되는 열교환수단설치부;를 포함하여 구성될 수 있다.The fluid heat exchange treatment tank includes an internal air chamber portion in which the internal air receiving chamber is provided, an internal air inlet connected to the internal air discharge unit, and an internal air outlet connected to the supply air moving unit are formed; a water chamber portion disposed in contact with the internal air chamber portion, the water receiving chamber provided therein, a water discharge port to which a water supply line is connected, and a water inlet port to which a heat storage recovery line is connected; and a heat exchange means installation portion provided on a boundary wall of the inner air chamber portion and the water chamber portion so that the inner air heat exchange means is installed.
상기 내부공기이동부는 상기 온실의 상층부에 배치되고 상기 내부공기유입구가 마련된 공기흡입구간, 및 상기 유체열교환처리조를 향해 상기 공기흡입구간에 하방으로 굴곡되게 연장되고 단부에 상기 내부공기배출부가 형성된 공기이동구간을 구비한 공기유입덕트로 구성될 수 있다.The internal air movement unit is disposed in the upper part of the greenhouse and extends to be bent downward in the air intake section toward the air intake section provided with the internal air inlet, and the fluid heat exchange treatment tank, and has the internal air discharge section formed at an end. It may be composed of an air inlet duct having a section.
상기 공급공기이동부는 상기 내부공기배출구에 접속되는 접속구간, 및 상기 접속구간에 연결되어 상기 온실에 배치되고 분출구가 형성된 공기공급구간을 구비한 공기공급덕트로 구성될 수 있다.The supply air moving unit may be composed of an air supply duct having a connection section connected to the internal air outlet, and an air supply section connected to the connection section and disposed in the greenhouse and having an outlet.
그리고, 본 발명에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템은 상기 공기유입덕트에 배치되는 내부공기흡입팬, 및 상기 공급공기이동부에 설치되는 열교환공기흡입팬이 구비될 수 있다.In addition, the greenhouse complex thermal environment control system using waste heat according to the present invention may be provided with an internal air intake fan disposed in the air inlet duct and a heat exchange air intake fan installed in the supply air moving unit.
상기 복합 열환경제어부는, 공기가 이동되는 공기통로부; 상기 공기통로부를 경유하는 공기의 냉각작용 및 습도조절 작용을 수행하는 공기냉각수단; 및 상기 공기통로부를 경유하는 공기의 온도를 조절하는 공기가온수단;을 포함하는 복합 열환경 제어장치로 구성될 수 있다.The complex thermal environment control unit includes an air passage part through which air moves; Air cooling means for cooling and controlling humidity of the air passing through the air passage unit; and an air heating means for controlling the temperature of the air passing through the air passage unit.
상기 공기통로부는 공급공기이동부에 접속되는 공기통로함체로 구성될 수 있다.The air passage part may be composed of an air passage box connected to the supply air moving part.
상기 공기냉각수단은 상기 통기통로함체의 일측에 형성되고 냉수가 순환되는 냉수챔버, 상기 냉수챔버와 상기 공기통로부 사이에 설치되는 냉각제어열교환수단을 포함하여 구성될 수 있다.The air cooling means may include a cold water chamber formed on one side of the ventilation passage enclosure and through which cold water circulates, and a cooling control heat exchange means installed between the cold water chamber and the air passage portion.
상기 공기가온수단은 상기 통기통로함체의 타측에 형성되고 온수가 순환하는 온수챔버, 상기 온수챔버와 상기 공기통로부 사이에 설치되는 가온제어열교환수단을 포함하여 구성될 수 있다.The air heating means may include a hot water chamber formed on the other side of the ventilation passage box and circulating hot water, and a heating control heat exchange means installed between the hot water chamber and the air passage unit.
상기 온수챔버는 온수가 순환되도록 온도조절수순환라인이 접속되고, 상기 냉수챔버는 냉수가 순환되도록 냉수순환라인이 접속될 수 있다.The hot water chamber may be connected to a temperature-controlled water circulation line to circulate hot water, and the cold water chamber may be connected to a cold water circulation line to circulate cold water.
상기 냉각제어열교환수단은 외부 동력 없이 작동유체의 증발과 응축에 의하여 공급되는 냉수의 냉기를 공기에 전달하도록 일측이 상기 냉수챔버의 냉수에 침지되고 타측이 상기 공기통로부에 배치되는 진동형 히트파이프로 구성될 수 있다.,The cooling control heat exchange means is a vibrating heat pipe in which one side is immersed in the cold water of the cold water chamber and the other side is disposed in the air passage to transfer the cold air of the cold water supplied by evaporation and condensation of the working fluid to the air without external power. Can be configured,
상기 가온제어열교환수단은 외부 동력 없이 작동유체의 증발과 응축에 의하여 공급되는 온수의 열을 공기에 전달하도록 일측이 상기 온수챔버의 온수에 침지되고 타측이 상기 공기통로부에 배치되는 진동형 히트파이프로 구성될 수 있다.The heating control heat exchange means is a vibrating heat pipe with one side immersed in the hot water of the hot water chamber and the other side disposed in the air passage to transfer the heat of hot water supplied by evaporation and condensation of the working fluid to the air without external power. It can be configured.
상기 내부공기열교환수단은 외부 동력 없이 작동유체의 증발과 응축에 의하여 내부공기의 열을 용수에 전달하도록 일측이 상기 내부공기수용실로 노출되고 타측이 상기 용수수용실에 침지되는 진동형 히트파이프로 구성될 수 있다.The internal air heat exchange means may be composed of a vibrating heat pipe with one side exposed to the internal air receiving chamber and the other side immersed in the water receiving chamber to transfer the heat of the internal air to the water by evaporation and condensation of the working fluid without external power. You can.
상기 공기통로함체는 공기의 습도조절이 수행되는 냉각/습도조절실, 공기의 온도조절이 수행되는 온도조절실, 및 상기 냉각/습도조절실과 상기 온도조절실을 연결하는 온습도실연결부를 포함하여 구성되고, 공기의 습도가 조절된 후 온도가 제어되어 공급되도록 상기 냉각/습도조절실이 공기의 진입방향에 배치되고 연이어 상기 온습도실연결부 및 상기 온도조절실이 배치될 수 있다.The air passage enclosure includes a cooling/humidity control room in which air humidity control is performed, a temperature control room in which air temperature control is performed, and a temperature and humidity room connection part connecting the cooling/humidity control room and the temperature control room. The cooling/humidity control room may be arranged in the air entry direction so that the temperature is controlled and supplied after the humidity of the air is controlled, and the temperature and humidity room connection portion and the temperature control room may be arranged in succession.
상기 온도조절수순환라인은 온수가 공급되도록 상기 온수챔버에 연결되는 온도조절수공급라인과, 상기 온수챔버를 경유하여 열교환 과정을 거친 온수가 회수되도록 연결되는 온도조절수회수라인을 포함하여 구성될 수 있다.The temperature-controlled water circulation line may include a temperature-controlled water supply line connected to the hot water chamber to supply hot water, and a temperature-controlled water recovery line connected to recover hot water that has undergone a heat exchange process via the hot water chamber. You can.
상기 냉수순환라인은 냉수가 공급되도록 상기 냉수챔버에 연결되는 냉수공급라인 및 상기 냉수챔버를 경유하여 열교환 과정을 거친 냉수가 회수되도록 연결되는 냉수회수라인을 포함하여 구성될 수 있다.The cold water circulation line may include a cold water supply line connected to the cold water chamber to supply cold water, and a cold water recovery line connected to recover cold water that has undergone a heat exchange process via the cold water chamber.
그리고, 상기 복합 열환경제어부는 상기 온도조절수순환라인에 설치되는 온도조절수순환펌프; 및 상기 냉수순환라인에 설치되는 냉수순환펌프;를 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the complex thermal environment control unit includes a temperature-controlled water circulation pump installed in the temperature-controlled water circulation line; And a cold water circulation pump installed in the cold water circulation line.
상기 냉수챔버는 유입되는 냉수가 'U' 자 형상의 유로를 형성하면서 배출되도록 냉수경로안내격벽이 형성될 수 있고, 상기 냉각제어열교환수단으로 적용된 상기 진동형 히트파이프 일측이 상기 냉수경로안내격벽에 의해 구획된 일측 구획부에 배치될 수 있다.The cold water chamber may be formed with a cold water path guide partition wall so that incoming cold water is discharged while forming a 'U' shaped flow path, and one side of the vibrating heat pipe applied as the cooling control heat exchange means is formed by the cold water path guide partition wall. It may be placed in one partitioned compartment.
상기 온수챔버는 유입되는 온수가 'U' 자 형상의 유로를 형성하면서 배출되도록 온수경로안내격벽이 형성되고, 상기 가온제어열교환수단으로 적용된 상기 진동형 히트파이프 일측이 상기 온수경로안내격벽에 의해 구획된 일측 구획부에 배치될 수 있다.The hot water chamber is formed with a hot water path guide partition wall so that the incoming hot water is discharged while forming a 'U' shaped flow path, and one side of the vibrating heat pipe applied as the heating control heat exchange means is partitioned by the hot water path guide partition wall. It may be placed in one compartment.
한편, 본 발명에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템은 상기 복합 열환경제어부에 냉수를 공급하도록 구성되는 냉수공급장치부를 더 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, the complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to the present invention may further include a cold water supply unit configured to supply cold water to the complex thermal environment control unit.
상기 냉수공급장치부는 냉수가 저장되는 냉수저장부; 및 상기 냉수저장부의 용수를 냉각하는 냉수생성부;를 포함하는 결빙 방지형 냉수 생성장치로 구성되되, 상기 냉수생성부는 외부공기가 수용되는 외부공기수용실이 마련되고, 상기 외부공기수용실과 구획되고 용수가 수용되는 냉수생성실이 마련된 냉수생성조; 및 상기 외부공기수용실에 수용된 외부공기와 상기 냉수생성실에 수용된 용수 상호간의 열교환을 수행하는 외부공기열교환수단;을 포함하여 구성될 수 있다.The cold water supply unit includes a cold water storage unit in which cold water is stored; and a cold water generator that cools the water in the cold water storage unit. A cold water production tank equipped with a cold water production chamber in which water is received; and an external air heat exchange means that performs heat exchange between the external air contained in the external air receiving chamber and the water contained in the cold water generating chamber.
상기 냉수공급장치부는, 상기 냉수저장부의 용수를 상기 냉수생성실로 공급하도록 연결되는 냉수제조용수공급라인; 상기 냉수생성실을 경유하여 생성된 냉수가 상기 냉수저장부에 회수되도록 연결되는 냉수배출라인; 및 상기 냉수제조용수공급라인 또는 상기 냉수배출라인에 접속되는 냉수생성용펌프;를 포함하여 구성될 수 있다.The cold water supply unit includes a cold water production water supply line connected to supply water from the cold water storage unit to the cold water production chamber; a cold water discharge line connected so that cold water generated via the cold water generation chamber is recovered from the cold water storage unit; and a cold water production pump connected to the cold water production water supply line or the cold water discharge line.
상기 외부공기열교환수단은 외부 동력 없이 작동유체의 증발과 응축에 의하여 외부공기의 냉기를 냉수생성실에 채워진 용수에 전달하도록 일측이 상기 외부공기수용실에 배치되고 타측이 상기 냉수생성실에 배치되는 진동형 히트파이프로 구성될 수 있다.The external air heat exchange means is disposed on one side in the external air receiving chamber and on the other side in the cold water generating chamber to transfer the cold air of the external air to the water filled in the cold water generating chamber by evaporation and condensation of the working fluid without external power. It may be composed of a vibrating heat pipe.
상기 냉수공급장치부는, 상기 냉수생성실의 온도를 감지하는 냉수생성실온도감지부; 및 상기 냉수저장부의 온도를 감지하는 냉수저장부온도감지부;를 더 포함할 수 있다. The cold water supply unit includes a cold water production room temperature detection unit that detects the temperature of the cold water production room; And it may further include a cold water storage unit temperature sensing unit that detects the temperature of the cold water storage unit.
상기 냉수공급장치부는, 상기 냉수저장부온도감지부 및 상기 냉수생성실온도감지부에 의해 감지된 신호를 기초로 상기 냉수저장부의 냉수 온도가 설정 온도가 되도록 상기 냉수생성용펌프의 구동을 제어하되, 상기 냉수생성실온도감지부에 의해 감지되는 물의 온도가 설정 온도 이하일 경우 상기 냉수생성용펌프를 작동시켜 상기 냉수생성실의 결빙을 방지하는 제어동작을 수행하는 냉수생성제어부;를 포함하여 구성될 수 있다.The cold water supply unit controls the operation of the cold water generation pump so that the cold water temperature of the cold water storage unit is a set temperature based on the signal detected by the cold water storage unit temperature detection unit and the cold water production room temperature detection unit, A cold water production control unit that operates the cold water production pump to perform a control operation to prevent freezing of the cold water production room when the temperature of the water detected by the cold water production room temperature detection unit is below the set temperature. It may be configured to include; .
상기 냉수공급장치부는, 상기 외부공기수용실의 외부를 둘러싸도록 형성된 냉수생성부케이스; 상기 냉수저장부온도감지부 및 상기 냉수생성실온도감지부에 의해 감지된 신호를 기초로 상기 냉수저장부의 냉수 온도가 설정 온도가 되도록 상기 냉수생성제어부의 제어하에 상기 외부공기수용실로 외부공기를 유입시키도록 작동되는 외부공기송풍팬; 및 상기 외부공기수용실의 온도를 감지하는 외기온도감지부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.The cold water supply unit includes a cold water generator case formed to surround the outside of the external air receiving chamber; External air is introduced into the external air receiving chamber under the control of the cold water generation control unit so that the cold water temperature of the cold water storage unit is at a set temperature based on the signal detected by the cold water storage unit temperature detection unit and the cold water production room temperature detection unit. an external air blowing fan operated to and an external temperature sensing unit that detects the temperature of the external air receiving chamber.
그리고 상기 냉수생성제어부는 상기 외기온도감지부와 상기 냉수생성실온도감지부에 감지된 감지신호를 기초로 검출된 온도 차이가 설정된 범위보다 작을 경우 외부공기송풍팬의 구동을 정지시키는 제어동작을 수행하도록 구성될 수 있다.And the cold water generation control unit is configured to perform a control operation to stop the operation of the external air blowing fan when the temperature difference detected based on the detection signal detected by the external air temperature detection unit and the cold water production room temperature detection unit is smaller than a set range. It can be.
본 발명에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템에 의하면, 태양의 복사에너지에 의해 온실에 생성된 폐열인 고온 공기를 유체열교환처리조의 내부공기챔버부에서 내부공기열교환수단에 의해 냉각한 후 온실로 재공급하는 형태로 순환시켜 사용할 수 있어서 별도의 냉방장치를 작동할 필요가 없고 폐열을 축열하여 재사용할 수 있으므로 냉난방을 위한 에너지 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.According to the greenhouse complex thermal environment control system using waste heat according to the present invention, the high temperature air, which is waste heat generated in the greenhouse by solar radiant energy, is cooled by the internal air heat exchange means in the internal air chamber part of the fluid heat exchange treatment tank. It can be used in circulation and re-supplied to the greenhouse, so there is no need to operate a separate air-conditioning device, and waste heat can be stored and reused, which has the effect of reducing energy costs for cooling and heating.
본 발명에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템에 의하면, 측장 및 천정창의 개방 없이 습도를 조절할 수 있으므로 측창 및 천정창의 개방에 따른 시비한 CO2 외부 유출이 방지되어 시비효과를 유지할 수 있고 CO2 낭비를 줄여 관리비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 외기에 포함된 병원균 유입을 차단하여 병해충을 예방할 수 있으며, 동절기 급격한 찬공기 유입에 따른 농작물의 성장 불량으로 발생할 수 있는 생산성 저하 및 품질 저하를 방지할 수 있다.According to the complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to the present invention, humidity can be controlled without opening the side windows and ceiling windows, so the fertilization effect can be maintained by preventing external leakage of fertilized CO 2 due to opening of the side windows and ceiling windows. Not only can it reduce management costs by reducing CO2 waste, but it can also prevent pests and diseases by blocking the inflow of pathogens contained in the outside air, and reduce productivity and quality deterioration that can occur due to poor crop growth due to the sudden inflow of cold air in the winter. It can be prevented.
본 발명에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템에 의하면, 진동형 히트파이프의 고성능 열전달 특성을 이용한 컴팩트한 열교환수단을 적용하여 냉각 및 가열 과정을 연속적으로, 또는 선택적으로 가동함으로써 온실 생육 조건에 맞는 정밀한 열환경 제어를 통해 작물 생육조건을 조성함으로써 작물의 수확량 증대와 상품성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the greenhouse complex thermal environment control system using waste heat according to the present invention, a compact heat exchange means using the high-performance heat transfer characteristics of a vibrating heat pipe is applied to operate the cooling and heating processes continuously or selectively to suit greenhouse growth conditions. By creating crop growth conditions through precise thermal environment control, there is an effect of increasing crop yield and improving marketability.
본 발명에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템에 의하면, 진동형 히트파이프와 같은 외부공기열교환수단을 이용하여 별도의 에너지 없이 동절기 외기와의 열교환을 통해 효과적으로 냉수를 생산할 수 있고, 동절기에 외부공기가 빙점 이하로 하강할 경우 용수저장부의 용수를 용수생성부로 순환함으로써 결빙이 발생되지 않아서 냉수를 안정적인 생산할 수 있는 효과가 있다.According to the complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to the present invention, cold water can be effectively produced through heat exchange with the outside air in the winter without additional energy using an external air heat exchange means such as a vibrating heat pipe, and the outside air in the winter can be effectively produced. When the air falls below the freezing point, the water from the water storage unit is circulated to the water production unit, preventing freezing from occurring, resulting in the stable production of cold water.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 전체적인 구성을 설명하기 위한 구성도,
도2a 내지 도2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 부분 확대도로서, 도2a는 도1의 A부 확대도, 도2b는 도1의 B부 확대도, 도2c는 도1의 C부 확대도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 주요 부분을 설명하기 위한 사시도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 주요 부분을 설명하기 위한 측단면도,
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 유체열교환처리조의 주요 구성을 설명하기 위한 분리사시도,
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 내부공기열교환수단을 구성하는 진동형 히트파이프를 나타낸 사시도,
도7a 및 도7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 복합 열환경제어부를 설명하기 위한 사시도로서, 도7a는 외관을 나타낸 사시도, 도7b는 내부 구성품이 나타나도록 표현한 투시 사시도이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템 의 복합 열환경 제어부를 나타낸 분리사시도,
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 냉수공급장치부의 기술적 사상을 설명하기 위한 구성도,
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 냉수공급장치부를 나타낸 사시도,
도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 냉수공급장치부 요부 사시도,
도12는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 냉수공급장치부의 냉수생성부를 설명하기 위한 투시도,
도13은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 냉수공급장치부 분리사시도,
도14는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템에 적용되는 냉수공급장치부의 작용을 설명하기 위한 구성도,
도15는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템에 적용되는 냉수공급장치부의 다른 형태를 나타낸 요부 구성도,
도16은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템에 적용되는 냉수공급장치부의 또 다른 형태를 나타낸 요부 구성도이다.1 is a configuration diagram illustrating the overall configuration of a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention;
Figures 2A to 2C are partial enlarged views of a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention. Figure 2a is an enlarged view of part A of Figure 1, and Figure 2b is an enlarged part B of Figure 1. Figure 2C is an enlarged view of part C of Figure 1.
Figure 3 is a perspective view illustrating the main parts of a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a side cross-sectional view illustrating the main parts of a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention;
Figure 5 is an exploded perspective view illustrating the main configuration of the fluid heat exchange treatment tank of the complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention;
Figure 6 is a perspective view showing a vibrating heat pipe constituting the internal air heat exchange means of the complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention;
Figures 7a and 7b are perspective views for explaining the complex thermal environment control unit of the complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention. Figure 7a is a perspective view showing the exterior, and Figure 7b is a perspective view showing the internal components. It is a perspective perspective view expressed so as to appear.
Figure 8 is an exploded perspective view showing the complex thermal environment control unit of the complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention;
Figure 9 is a configuration diagram illustrating the technical idea of the cold water supply unit of the complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention;
Figure 10 is a perspective view showing the cold water supply unit of the complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention;
Figure 11 is a perspective view of the main part of the cold water supply unit of the complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention;
Figure 12 is a perspective view for explaining the cold water generator of the cold water supply unit of the complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention;
Figure 13 is an exploded perspective view of the cold water supply unit of the complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention;
Figure 14 is a configuration diagram for explaining the operation of the cold water supply unit applied to the complex thermal environment control system of a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention;
Figure 15 is a main configuration diagram showing another form of a cold water supply unit applied to a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention;
Figure 16 is a main configuration diagram showing another form of a cold water supply device applied to a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도1 내지 도16에 의거하여 상세히 설명하되, 에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호가 부여하여 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail based on the attached drawings, Figures 1 to 16, and the same reference numerals will be assigned to the same components.
한편, 각각의 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 상세한 설명은 간략히 하거나 생략한다. 또한, 본 발명이 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템에 특징을 갖는 것이므로 이와 관련된 부분들을 중심으로 도시 및 설명하고 나머지 부분에 대한 설명은 간략화하거나 생략하도록 한다.Meanwhile, in each drawing, detailed descriptions of the configuration and its operations and effects that can be easily understood by a person with ordinary knowledge in the field from general techniques are simplified or omitted. In addition, since the present invention is characterized by a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat, the related parts will be shown and explained, and the description of the remaining parts will be simplified or omitted.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 전체적인 구성을 설명하기 위한 구성도로서, 주요 구성을 간략화하여 도시한 개념도이다. 도2a 내지 도2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 부분 확대도로서, 도2a는 도1의 A부 확대도, 도2b는 도1의 B부 확대도, 도2c는 도1의 C부 확대도이다. 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 주요 부분을 설명하기 위한 사시도이고, 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 주요 부분을 설명하기 위한 측단면도로서, 온실에 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 것이다. 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 유체열교환처리조의 주요 구성을 설명하기 위한 분리사시도이다.Figure 1 is a configuration diagram to explain the overall configuration of a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention, and is a conceptual diagram illustrating the main configuration in a simplified manner. Figures 2A to 2C are partial enlarged views of a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention. Figure 2a is an enlarged view of part A of Figure 1, and Figure 2b is an enlarged part B of Figure 1. Figure 2C is an enlarged view of part C of Figure 1. Figure 3 is a perspective view to explain the main parts of the complex thermal environment control system of a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 is a complex thermal environment of a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention. This is a side cross-sectional view to explain the main parts of the control system and schematically shows how it is installed in the greenhouse. Figure 5 is an exploded perspective view to explain the main configuration of the fluid heat exchange treatment tank of the complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention.
도1 내지 도5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템은 온실에서 생성되는 태양광의 복사에너지와 같은 폐열을 이용하여 냉난방을 수행함으로써 에너지 비용을 절감할 수 있도록 구성한 것으로서, 온실(100), 내부공기이동부(110), 유체열교환처리조(200), 내부공기열교환수단(300), 히트펌프장치(400), 복합 열환경제어부(500), 축열부(600), 공급공기이동부(140), 및 냉수공급장치부(700)를 구비한다.Referring to Figures 1 to 5, the greenhouse's complex thermal environment control system using waste heat according to an embodiment of the present invention reduces energy costs by performing cooling and heating using waste heat such as radiant energy of sunlight generated in the greenhouse. It is configured to do so, including a greenhouse (100), an internal air moving unit (110), a fluid heat exchange treatment tank (200), an internal air heat exchange means (300), a heat pump device (400), a complex thermal environment control unit (500), and heat storage. It is provided with a
온실(100)은 태양광이 입사되도록 형성되고 내부에 식물의 재배를 위한 온실공간이 마련되도록 구성된 구조라면 특별히 구조나 형태에 제한이 없지만 대표적으로 온실프레임(미도시)에 투명유리가 설치된 유리온실이나, 온실프레임에 투명비닐이 설치되는 비닐하우스가 대표적으로 적용될 수 있다.The
내부공기이동부(110)는 온실의 내부공기를 유체열교환처리조(200)로 유동시키기 위한 통로의 역활을 하는 구성요소로서, 공기조화 분야에서 널리 사용되는 덕트로 구성된다.The internal
보다 구체적으로 설명하면, 내부공기이동부(110)는 온실(100)의 내부에 설치되고 온실의 내부공기가 유입되도록 다수의 홀 형태 등으로 형성된 내부공기유입부(115)와, 내부공기유입부(115)로 유입된 내부공기가 배출되는 내부공기배출부(116)가 형성된 공기유입덕트로 구성된다. 여기서 공기유입덕트는 도4에 도시된 바와 같이 태양광의 복사에너지 등 온실 내부공기 중 비교적 고온의 공기가 대류에 의해 상층부로 이동되는 점을 고려하여 온실의 천정에 길이방향으로 배치되고 내부공기유입부(115)가 다수 형성된 공기흡입구간(111)과, 유체열교환처리조(200)를 향해 공기흡입구간(111)에 하방으로 굴곡되게 연장되고 단부에 내부공기배출부(116)가 형성된 공기이동구간(112)을 구비한다.To be more specific, the internal
그리고, 공기유입덕트에는 내부공기를 흡입하기 위한 내부공기흡입팬(120)이 설치되어 있다. 여기서 내부공기흡입팬(120)은 공조 설비나 온실 등에서 이용되는 흡입용 송풍팬을 적용할 수 있는 것으로 간략화 한 기호로 도시한다.Additionally, an internal
유체열교환처리조(200)는 온실 내부공기와 용수와의 열교환을 위해 마련된 구성요소로서, 내부공기배출부(116)로부터 배출된 내부공기가 수용되는 내부공기수용실(210a)이 마련되고, 내부공기수용실(210a)과 분리되어 용수가 수용되는 용수수용실(220a)이 마련된 구조라면 판재나 콘크리트 구조물 등으로 형태나 구조에 특별한 제한 없이 구성할 수 있다. The fluid heat
예컨대, 유체열교환처리조(200)는 내부공기챔버부(210)와 용수챔버부(220)가 상하로 배치된 육면체 형상의 구조로 구성될 수 있다.For example, the fluid heat
내부공기챔버부(210)는 대략 직육면체 형상으로 형성되고 내부공기수용실(210a)이 내부에 마련된 구조로서 상면 중앙에 내부공기배출부(116)가 접속되어 연통되는 내부공기유입구(212)가 형성되어 있고, 온실 방향의 양쪽에 공급공기이동부(140)가 접속되는 내부공기배출구(213)가 형성되어 있다.The internal
용수챔버부(220)는 내부공기챔버부(210)와 접하여 배치되어 내부공기챔버부와 대응되게 대략 직육면체 형상으로 형성되고 용수수용실(220a)이 내부에 마련된 구조로서 후술되는 히트펌프장치(400)와 연결되는 용수공급라인이 접속되는 용수배출구(222)와 히트펌프장치와 연결되는 용수회수라인이 접속되는 용수유입구(223)가 형성되어 있다.The
그리고, 유체열교환처리조(200)는 내부공기열교환수단(300)이 설치되도록 내부공기챔버부(210)와 용수챔버부(220)의 경계부에 마련되는 열교환수단설치부(230)가 형성되어 있다.In addition, the fluid heat
열교환수단설치부(230)는 복수의 파이프삽입홀이 후술되는 진동형 히트파이프의 형상에 맞게 천공된 히트파이프조립판(미도시)을 구성하여 내부공기챔버부(210)와 용수챔버부(220)의 경계부에 설치하는 방식으로 구성할 수도 있지만, 본 실시예에서는 용수챔버부(220)의 상판(225)에 천공되는 열교환수단설치홀(231)에 설치되는 파이프설치판(232)를 구비한다.The heat exchange means installation part 230 consists of a heat pipe assembly plate (not shown) in which a plurality of pipe insertion holes are perforated to fit the shape of a vibrating heat pipe to be described later, and is installed to form an internal
파이프설치판(232)은 판상부재에 후술되는 진동형 히트파이프(310)가 끼워지는 복수의 파이프삽입슬릿(2321)과, 판상부재의 가장자리 부분에 체결용 스크류의 체결을 위한 체결공(2322)이 형성되어 있다.The pipe installation plate 232 has a plurality of pipe insertion slits 2321 into which a vibrating
그리고, 진동형 히트파이프(310)는 파이프설치판(232)의 파이프삽입슬릿(2321)에 삽입된 상태에서 접착제에 의한 접착이나 용접에 의해 기밀적으로 고정된다. 이와 같이 진동형 히트파이프가 고정된 후 파이프삽입슬릿(2321)은 기밀부재(미도시)를 삽입하여 기밀적으로 부착하거나 기밀패드(미도시)를 덮어 부착할 수 있다.Then, the vibrating
바람직하게, 용수챔버부(220)는 용수의 온도변화를 최소화 하기 위해 온실과 접한 지하공간에 위치하도록 구성한 지하수조로 형성되어 있고, 내부공기챔버부(210)는 지하수조와 대응하는 상부에 단열소재에 의해 형성되는 단열공기조로 구성할 수 있다.Preferably, the
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 내부공기열교환수단을 구성하는 진동형 히트파이프를 나타낸 사시도로서 내부공기열교환수단을 구성하는 다수의 진동형 히트파이프 중에서 1개를 도시한 것이다.Figure 6 is a perspective view showing a vibrating heat pipe constituting the internal air heat exchange means of a greenhouse complex thermal environment control system using waste heat according to an embodiment of the present invention, and is one of a plurality of vibrating heat pipes constituting the internal air heat exchange means. It depicts a dog.
도6을 참조하면, 내부공기열교환수단(300)은 온실 폐열의 열교환 과정을 통해 용수수용실(220a)에 수용된 유체를 가온하는 구성요소로서, 열교환 효율이 우수하다면 특별한 제한은 없지만, 하절기 고온의 온실 공기를 냉각하여 재공급할 수 있는 동시에 높은 열 유속의 열전달을 통해 축열작용을 수행할 수 있는 다수의 진동형 히트파이프(310)로 구성된다. Referring to Figure 6, the internal air heat exchange means 300 is a component that heats the fluid contained in the
진동형 히트파이프(310)는 내부공기수용실(210a)에 수용된 내부공기와 용수수용실(220a)에 수용된 용수 상호간의 열교환을 수행하는 구성요소로서, 외부 동력 없이 작동유체의 증발과 응축에 의하여 내부공기의 열을 용수에 전달하도록 일측이 내부공기수용실(210a)로 노출되고 타측이 용수수용실(220a)에 침지되게 구성되어 있다.The vibrating
그리고 진동형 히트파이프(310)는 주지된 바와 같이 밀폐된 내부에 작동유체를 주입한 후 진공 배기한 것으로 작동유체의 증발과 응축에 의하여 별도의 외부동력없이 열을 전달하는 기구이다. 여기서, 작동유체(working fIuid)란 일반적으로 냉매를 말하는 것으로, 열기관에서는 열 에너지의 공급을 받는 유체가 팽창함으로써 역학적 일을 하는데, 나머지 에너지를 방출해 원래의 상태로 되돌아간 다음에 다시 열의 공급을 받는다는 식으로, 유체가 몇 단의 상태변화를 하는 하나의 사이클에 의해 동력이 발생한다. 아울러 진동형 히트파이프(310)는 열교환 대상유체(내부공기수용실에 수용된 내부공기와 용수수용실에 수용된 용수)의 최소 작동 온도차가 7℃ 이상일 경우 열교환 특성이 우수한 제품이 널리 적용되고 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. As is well known, the vibrating
아울러, 내부공기열교환수단(300)으로 적용되는 진동형 히트파이프(310)는 표면에 소수성 코팅부(미도시)가 형성될 수 있다. 여기서, 소수성코팅부는 진동형 히트파이프(310) 표면에 소수성화합물(Hydrophobic compounds)을 적층한 소수성코팅층으로 구성한다. 여기서, 소수성화합물(Hydrophobic compounds)은 물분자와 친화성이 있는 기를 갖지 않는 물질로서 물이 흡수되지 않고 맺혀 미끄러지면서 분리될 수 있도록 조성한 공지된 다양한 제품을 적용할 수 있다. In addition, the vibrating
한편, 공급공기이동부(140)는 내부공기열교환수단(300)에 의한 열교환과정을 거친 내부공기수용실(210a)의 열교환공기를 온실로 이동시키기 위한 통로의 역활을 수행하는 구성요소로서, 공기조화 분야에서 널리 사용되는 덕트로 구성된다.Meanwhile, the supply
공급공기이동부(140)는 내부공기배출구(213)에 접속되는 접속구간(141), 및 접속구간(141)에 연결되어 온실에 배치되고 일정한 간격으로 분출구(143)가 형성된 공기공급구간(142)을 구비한 공기공급덕트로 구성된다.The supply
그리고 공급공기이동부(140)는 폭 방향으로 복수 개(양쪽)가 온실의 길이방향으로 배치되고, 접속구간(141) 또는 공기공급구간(142)에 설치되는 열교환공기흡입팬(570)이 구성되어 있다.In addition, a plurality of supply air moving units 140 (on both sides) are arranged in the longitudinal direction of the greenhouse in the width direction, and a heat exchange
열교환공기흡입팬(570)은 공기를 흡입할 수 있다면 형상과 구조에 특별한 제한 없이 선택하여 적용할 수 있는 것으로서, 본 실시예에서는 연결덕트(560)에 송풍팬을 설치한 형태로 구성한 예를 도시하고 있다.The heat exchange
히트펌프장치(400)는 내부공기열교환수단(300)에 의해 용수챔버부(220)의 용수에 회수된 열을 축열부와의 열교환을 통해 전달하기 위한 구성요소로서, 가온 용수에 포함된 열 에너지가 증발기(미도시)내에서 증발하고 응축기(미도시)에서 방출하는 공지의 히트펌프 중에서 선택하여 설치하는 것으로서, 본 실시예에서는 용수챔버부(220)의 가온된 용수가 가지는 열원을 축열부(600)의 난방용 열원 등으로 변환하는 작용을 수행한다. The
그리고, 히트펌프장치(400)는 용수챔버부(220)와의 사이에 연결되는 용수순환라인(420)을 구비한다. 이때, 용수순환라인(420)에는 용수순환펌프(430)가 설치되어 있다. 여기서, 용수순환라인(420)은 용수챔버부(220)의 용수배출구(222)와 히트펌프장치(400)의 용수유입구 사이에 연결되는 용수공급라인(422)과, 용수챔버부(220)의 용수유입구(223)와 히트펌프장치(400)의 용수배출구 사이에 연결되는 용수회수라인(424)을 구비한다.In addition, the
첨부도면, 도7a 및 도7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 복합 열환경제어부를 설명하기 위한 사시도로서, 도7a는 외관을 나타낸 사시도, 도7b는 내부 구성품이 나타나도록 표현한 투시 사시도이다. 도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템 의 복합 열환경 제어부를 나타낸 분리사시도이다.The accompanying drawings, FIGS. 7A and 7B, are perspective views for explaining the complex thermal environment control unit of the complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention. FIG. 7A is a perspective view showing the exterior, and FIG. 7B is a perspective view showing the exterior. It is a perspective view showing the internal components. Figure 8 is an exploded perspective view showing the complex thermal environment control unit of the complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention.
도7a 내지 도8을 참조하면, 복합 열환경제어부(500)는 공급공기이동부(140)에 설치되어 내부공기열교환수단(300)의 열교환 과정을 거친 열교환공기를 설정된 온도 및 습도를 갖는 공급공기로 변환하는 구성요소로서, 온실 내부의 난방 및 냉방을 위한 온도 조절작용과, 습도 조절작용을 효과적으로 수행할 수 있는 복합 열환경 제어장치로 구성되어 있다.Referring to Figures 7A to 8, the complex thermal
복합 열환경 제어장치(500)는 공기통로부(510), 공기냉각수단(520), 공기가온수단(530)이 구비되어 온실(100) 내부로 공급되는 공기를 설정된 온도 및 습도를 갖도록 조절하는 작용을 수행한다.The complex thermal
공기통로부(510)는 공기가 이동되는 통로의 기능을 수행한 구성요소로서, 공급공기이동부(140)에 접속되는 공기통로함체(510a)로 구성되어 있다.The
공기통로함체(510a)는 공기의 습도조절이 수행되는 냉각/습도조절실(511), 공기의 온도조절이 수행되는 온도조절실(512), 및 냉각/습도조절실(511)과 온도조절실(512)을 연결하는 온습도실연결부(513)를 구비한다.The air passage box 510a includes a cooling/
특히, 공기통로함체(510a)는 공기의 습도 조절시 냉각된 공기가 재가온된 후 온실로 공급되도록 냉각/습도조절실(511)이 공기의 진입방향에 배치되고 연이어 온습도실연결부(513) 및 온도조절실(512)이 배치되는 것이 바람직하다. In particular, in the air passage box 510a, a cooling/
냉각/습도조절실(511)은 하부에 배치되고 판형부재로 형성된 밑판(5111), 이 밑판(5111)과 마주보는 상부에 배치되고 판형부재로 형성된 상판(5112), 밑판과 상판 사이의 연결하는 복수의 측판(5113)으로 구성되어 있다. 그리고 냉각/습도조절실(511)은 공기의 유입방향 측판(5113)에 형성되는 연통공(5114)과 온도조절실(512)의 마주보는 측판(5113)에 형성되어 온습도실연결부(513)가 접속되는 연통공(5115)이 천공되어 있다.The cooling/
그리고, 냉각/습도조절실(511)은 습도 조절과정에서 생성된 응축수의 배출을 위한 드레인부(5116)가 구비되어 있다.Additionally, the cooling/
드레인부(5116)는 응축수의 배출이 가능한 구조라면 형태에 특별한 제한 없이 형성될 수 있는 것으로서, 밑판에 천공된 배수홀에 설치되는 드레인라인(5116b)과 드레인라인에 응축수의 외부 배출을 위해 설치되는 드레인밸브(5116c)를 구비할 수 있다.The drain part 5116 can be formed without any particular restrictions on its shape as long as it has a structure that allows discharge of condensate. It includes a drain line 5116b installed in the drain hole drilled in the bottom plate and a drain line installed for external discharge of condensate. A drain valve (5116c) may be provided.
온도조절실(512)은 전술한 냉각/습도조절실(511)과 유사하게 밑판(5121), 밑판(5121)과 마주보는 상부에 배치되는 상판(5122), 밑판(5121)과 상판(5122)을 연결하는 복수의 측판(5123)으로 구성되어 있고, 공기의 배출방향 측판(5123)에 형성되는 연통공(5125)과 냉각/습도조절실(511)과 마주보는 측판(5123)에 온습도실연결부(513)가 접속되는 연통공(5124)이 천공되어 있다. Similar to the cooling/
온습도실연결부(513)는 냉각/습도조절실(511)과 온도조절실(512) 사이를 이격시킴으로써 냉각/습도조절실(511)에 이루어지는 냉각 및 습도 조절 시에 온도조절실(512)의 온기가 역류하여 유입되거나, 온도조절실(512)의 가온시에 냉각/습도조절실(511)로부터 냉기의 유입이 최소화 되도록 하는 작용을 수행하는 것으로서, 원통 형상으로 형성되어 마주보는 측판(5113,5123)의 연통공(5115,5124)에 연결되어 있다.The temperature and humidity
한편, 공기냉각수단(520)은 공기통로부(510)를 경유하는 공기의 냉각작용 및 습도조절 작용을 위한 냉기를 제공하는 구성요소로서, 통기통로함체(510a)의 일측에 형성되어 냉수가 순환되는 냉수챔버(521), 냉수챔버(521)에 설치되는 냉각제어열교환수단(522)을 구비한다.Meanwhile, the air cooling means 520 is a component that provides cold air for cooling and humidity control of the air passing through the
냉수챔버(521)는 냉각/습도조절실(511)로 유입된 공기를 냉각하는 냉수가 유입되어 체류하는 공간으로서, 냉각/습도조절실(511) 상부에 형성되어 있다.The
냉수챔버(521)는 냉각/습도조절실로 유입된 공기의 냉각 특성이 우수하다면 형상과 크기에 특별한 제한은 없지만 본 실시예에서는 냉각/습도조절실(511)의 측판(5113)의 상단에 연장되는 챔버측판(5212)과, 이 챔버측판(5212)의 상부에 연결되는 챔버덮개판(5213)으로 구성되며, 냉수공급라인(551) 및 냉수회수라인(552)이 접속되는 접속부가 형성되어 있다.The
냉각제어열교환수단(522)은 냉수챔버(521)에 수용된 냉수와 냉각/습도조절실(511)에 수용된 공기 상호간의 열교환을 수행하는 구성요소로서, 열교환 과정을 통해 냉각/습도조절실의 공기를 냉각하고, 냉각에 따른 응축으로 습기를 제거한다.이러한 냉각제어열교환수단(522)은 열교환 효율이 우수하다면 특별한 제한은 없지만, 본 실시예에서는 높은 열 유속의 열전달을 통해 축열작용(내열을 저장) 수행할 수 있는 진동형 히트파이프(522a)로 구성된다.The cooling control heat exchange means 522 is a component that performs heat exchange between the cold water contained in the
진동형 히트파이프(522a)는 외부 동력 없이 작동유체의 증발과 응축에 의하여 외부공기의 열을 용수에 전달하도록 일측이 냉수챔버(521)로 노출되고 타측이 냉각/습도조절실(511)에 삽입되어 있다. 여기서 진동형 히트파이프의 세부 구성 및 작용효과는 전술한 내부공기열교환수단과 유사하므로 구체적인 설명을 생략한다.One side of the vibrating
아울러, 냉각제어열교환수단(522)으로 적용되는 진동형 히트파이프(522a)는 표면에 소수성 코팅팅부(미도시)가 형성되어 있다. 여기서, 소수성코팅부는 진동형 히트파이프(522a) 표면에 소수성화합물(Hydrophobic compounds)을 적층한 소수성코팅층으로 구성한다. 여기서, 소수성화합물(Hydrophobic compounds)은 물분자와 친화성이 있는 기를 갖지 않는 물질로서 물이 흡수되지 않고 맺혀 미끄러지면서 분리될 수 있도록 조성한 공지된 다양한 제품을 적용할 수 있다. In addition, the vibrating
한편, 공기가온수단(530)은 공기통로부(510)를 경유하는 공기의 온도를 상승시키는 조절작용을 수행하는 구성요소로서, 통기통로함체(510a)의 타측 상부에 형성되고 온수가 순환하는 온수챔버(531), 이 온수챔버(531)에 설치되는 가온제어열교환수단(532)을 구비한다.Meanwhile, the air heating means 530 is a component that performs a regulating action to raise the temperature of the air passing through the
온수챔버(531)는 온도조절실(512)로 유입된 공기를 가온하는 온수가 유입되어 체류하는 공간으로서, 온도조절실(512) 상부에 형성되어 있다.The
온수챔버(531)는 온도조절실(512)로 유입된 공기의 가온 특성이 우수하다면 형상과 크기에 특별한 제한은 없지만 본 실시예에서는 온도조절실(512)의 측판(5123)의 상단에 연장되는 챔버측판(5312)과, 이 챔버측판(5312)의 상부에 연결되는 챔버덮개판(5313)으로 구성되며, 온도조절수공급라인(541) 및 온도조절수회수라인(542)이 접속되는 접속부가 형성되어 있다.The
가온제어열교환수단(532)은 외부 동력 없이 작동유체의 증발과 응축에 의하여 축열조와 같은 축열부(600)로부터 공급되는 온수의 열을 공기에 전달하도록 일측이 온수챔버(531)의 온수에 침지되고 타측이 공기통로부(510)에 배치되는 진동형 히트파이프(532a)로 구성된 것으로서, 진동형 히트파이프의 세부 구성 및 작용효과는 전술한 내부공기열교환수단과 유사하므로 구체적인 설명을 생략한다.One side of the heating control heat exchange means 532 is immersed in the hot water of the
한편, 냉각/습도조절실(511) 및 온도조절실(512)은 상판(5112, 5122)에 냉각제어열교환수단(522) 및 가온제어열교환수단(532)의 설치를 위한 열교환수단설치부(515)가 각각 구성되어 있다.Meanwhile, the cooling/
상기한 열교환수단설치부(515)는 냉각/습도조절실(511) 및 온도조절실(512)의 상판(5112,5122)에 천공되는 열교환수단설치홀(5151)과, 열교환수단설치홀(5151)에 설치되는 파이프설치판(5152)를 구비한다.The above-described heat exchange means
파이프설치판(5152)은 판상부재에 진동형 히트파이프(522a,532a)가 끼워지는 복수의 파이프삽입슬릿(5152a)과, 판상부재의 가장자리 부분에 체결용 스크류의 체결을 위한 체결공(5152b)이 형성되어 있다.The
그리고, 진동형 히트파이프(522a,532a)는 파이프설치판(5152)의 파이프삽입슬릿(5152a)에 삽입된 상태에서 접착제에 의한 접착이나 용접에 의해 기밀적으로 고정된다. 이와 같이 진동형 히트파이프(522a,532a)가 고정된 후 파이프삽입슬릿(5152a)은 기밀부재를 삽입하여 기밀적으로 부착하거나 기밀패드를 덮어 부착할 수 있다.In addition, the vibrating
한편, 복합 열환경제어부(500, 복합 열환경 제어장치)는 온수챔버(531)에 온수가 순환하도록 온도조절수순환라인(540)이 접속되어 있고, 냉수챔버(521)에 냉수가 순환하도록 냉수순환라인(550)이 접속되어 있다.Meanwhile, the complex thermal environment control unit 500 (complex thermal environment control device) is connected to a temperature control water circulation line 540 so that hot water circulates in the
온도조절수순환라인(540)은 축열조와 같은 축열부(600)에 저장된 온수(축열수)가 공급되도록 온수챔버(531)에 연결되는 온도조절수공급라인(541)과, 온수챔버(531)를 경유하여 열교환 과정을 거친 온수가 회수되도록 연결되는 온도조절수회수라인(542)을 구비한다.The temperature-controlled water circulation line 540 is a temperature-controlled water supply line 541 connected to the
냉수순환라인(550)은 냉수저장부(700)와 같은 냉수공급장치부의 냉수가 공급되도록 냉수챔버(521)에 연결되는 냉수공급라인(551)과, 냉수챔버(521)를 경유하여 열교환 과정을 거친 냉수가 회수되도록 냉수공급장치부에 연결되는 냉수회수라인(552)을 구비한다. The cold
그리고, 전술한 냉수순환라인(550)에는 냉수를 냉수챔버로 순환시키는 펌핑 작용을 수행하는 냉수순환펌프(553)가 설치되어 있고, 온도조절수순환라인(540)에는 온수를 온수챔버로 순환시키는 펌핑 작용을 수행하는 온도조절수순환펌프(543)가 설치되어 있다. 여기서, 냉수순환펌프(553)는 냉수공급라인(551) 및 냉수회수라인(552) 중에서 어느 한 곳에만 설치할 수 있고 보다 원활한 순환을 위해 냉수공급라인(551) 및 냉수회수라인(552)에 각각 설치할 수도 있다. 마찬가지로 온도조절수순환펌프(543) 또한 온도조절수공급라인(541) 및 온도조절수회수라인(542) 양쪽 또는 어느 한 곳에 설치할 수 있다.In addition, the above-described cold
한편, 공기통로함체(510)에는 공기 유입방향으로 냉각/습도조절실(511)에 접속되는 연결덕트(560)와, 이 연결덕트(560)에 설치되는 열교환공기흡입팬(570)이 구성되어 있다. Meanwhile, the
연결덕트(560)는 원통관의 양쪽에 연결프랜지가 결합된 구조로 형성되어 있다.The
열교환공기흡입팬(570)은 공기를 흡입할 수 있다면 형상과 구조에 특별한 제한 없이 선택하여 적용할 수 있는 것으로서, 본 실시예에서는 연결덕트(560)에 송풍팬을 설치한 형태로 구성한 예를 도시하고 있다.The heat exchange
한편, 복합 열환경 제어장치(500)는 냉각/습도조절실(511)의 온도를 감지하는 제1 온도감지부(미도시), 온도조절실(512)의 온도를 감지하는 제2 온도감지부(미도시)와, 냉수챔버(521)의 온도를 감지하는 제3 온도감지부(미도시), 온수챔버(531)의 온도를 감지하는 제4 온도감지부(미도시)가 구성되어 있다. 여기서, 제1 내지 제4 온도감지부는 온도센서로 구성될 수 있다.Meanwhile, the complex thermal
그리고, 복합 열환경 제어장치(500)는 습도를 감지하기 위해 습도센서와 같은 습도감지부(미도시)가 설치되어 있다. 습도감지부는 냉각/습도조절실(511), 온도조절실(512), 공급공기이동부(140) 등에 설치될 수 있다.Additionally, the complex thermal
또한, 복합 열환경 제어장치(500)는 제1 내지 제4 온도감지부와 습도감지부에 의해 감지된 신호를 기초로 공급공기이동부(140)로 배출되어 온실(100)로 유입되는 공기의 온도 및 습도를 설정된 온도 및 습도가 되도록 제어하는 제어수단으로서 열환경제어부(미도시)가 구성되어 있다.In addition, the complex thermal
그 외에도 복합 열환경 제어장치(500)는 희망하는 온도 및 습도를 입력하도록 버튼이나 터치스크린 등으로 구성되는 입력부(미도시), 설정 온도 및 습도, 희망 온도 및 습도를 등을 디스플레이하는 표시부(미도시) 등이 구비되어 있다.In addition, the complex thermal
도1을 참조하면 축열부(600)는 히트펌프장치(400)에 의해 회수된 열을 축열하는 구성요소로서, 히트펌프장치(400)의 작용에 의해 축열된 축열수가 저장되는 축열조(610), 축열조(610)와 히트펌프장치(400) 사이에 연결되는 축열부순환라인(620)을 구비한다. 이때, 축열부순환라인(620)에는 축열수순환펌프(630)가 설치되어 있다. 여기서, 축열부순환라인(620)은 히트펌프장치(400)의 축열수유입구와 축열조(610) 사이에 연결되는 축열부공급라인(622)과, 히트펌프장치(400)의 축열수배출구와 축열조(610) 사이에 연결되는 축열부회수라인(624)을 구비한다.Referring to Figure 1, the
첨부도면, 도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 냉수공급장치부의 기술적 사상을 설명하기 위한 구성도, 도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 냉수공급장치부를 나타낸 사시도, 도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 냉수공급장치부 요부 사시도, 도12는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 냉수공급장치부의 냉수생성부를 설명하기 위한 투시도, 도13은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 냉수공급장치부 분리사시도이다.In the attached drawings, Figure 9 is a configuration diagram for explaining the technical idea of the cold water supply unit of a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention, and Figure 10 is a configuration diagram for explaining the technical idea of the cold water supply unit part of a greenhouse complex thermal environment control system using waste heat according to an embodiment of the present invention. A perspective view showing the cold water supply unit of the complex thermal environment control system of a greenhouse using , Figure 11 is a perspective view of the main part of the cold water supply unit of the complex thermal environment control system of a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention, and Figure 12 is a perspective view of the main part of the cold water supply unit of the complex thermal environment control system of a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention. Figure 13 is a perspective view illustrating the cold water generator of the cold water supply unit of the complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention. Figure 13 is a perspective view showing the complex thermal environment control of a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention. This is an exploded perspective view of the cold water supply unit of the system.
도9 내지 도13을 참조하면, 냉수공급장치부(700)는 냉수를 복합 열환경제어부(500)의 냉수챔버에 공급할 수 있는 장치라면 특별한 제한 없이 적용할 수 있지만, 본 실시예에서는 동절기 외기와의 열교환을 통해 효과적으로 냉수를 생산할 수 있고 외기 온도가 결빙점 이하로 하강하더라도 결빙이 발생되지 않아서 냉수의 안정적인 생성이 가능한 결빙 방지형 냉수 생성장치로 구성한 점에 특징이 있다.Referring to FIGS. 9 to 13, the cold
냉수공급장치부(700,결빙 방지형 냉수 생성장치)는 냉수가 저장되는 냉수저장부(710)와, 이 냉수저장부(710)의 용수를 냉각하는 냉수생성부(720)로 구성되어 있다.The cold water supply unit 700 (anti-icing cold water generator) consists of a cold
냉수저장부(710)는 용수가 저장되는 저장용기로서 정해진 양의 용수를 저장할 수 있는 공간을 갖는다면 구조나 형태에 특별한 제한 없이 다양하게 구성할 수 있지만, 본 실시예에서는 냉수저장부(710)는 원통형의 저장조로 구성되어 있고, 그 외면에는 냉열의 안정적인 유지를 위해 단열층(미도시)이 형성되어 있다. 바람직하게 냉수저장부(710)는 보다 안정적인 단열을 위해 지하에 설치될 수 있다. The cold
냉수생성부(720)는 냉수저장부(710)로부터 유입된 용수가 체류하면서 온도가 낮아지는 냉각과정이 수행되는 냉수생성조(721)와, 냉수생성조(721)에 체류하는 용수에 냉각작용을 수행하는 외부공기열교환수단(722)을 구비한다. The
냉수생성조(721)는 외부공기가 수용되는 외부공기수용실(723)이 마련되고, 외부공기수용실(723)과 구획되고 용수가 수용되는 냉수생성실(724)이 마련되어 있다. The cold
냉수생성조(721)는 외부공기열교환수단(722)의 일부가 외부공기에 노출되고 냉수생성실을 갖는 구조라면 형태나 구조에 특별한 제한 없이 구성할 수 있다.The cold
예컨대, 냉수생성조(721)는 용수가 체류하는 수용공간을 형성하도록 밑판(7211), 측판(7212) 및 상판(7213)으로 이루어진 용기 형태로 형성되고, 상부에 외부공기수용실(723)의 외부를 둘러싸도록 형성된 냉수생성부케이스(725)가 형성된 구조로 되어 있으며, 밑판(7211)의 하부에 냉수저장부(710)의 상부에 올려지는 받침대(726)가 구비되어 있다.For example, the cold
외부공기열교환수단(722)은 외부공기수용실(723)에 수용된 외부공기와 냉수생성실(724)에 수용된 용수 상호간의 열교환을 수행하는 구성요소로서, 열교환 효율이 우수하다면 특별한 제한은 없지만, 본 실시예에서는 높은 열 유속의 열전달을 통해 축열작용(냉열을 저장) 수행할 수 있는 진동형 히트파이프(722a)로 구성된다. The external air heat exchange means 722 is a component that performs heat exchange between the external air contained in the external
진동형 히트파이프(722a)는 외부공기수용실(723)에 수용된 외부공기와 냉수냉성실(724)에 수용된 용수 상호간의 열교환을 수행하는 구성요소로서, 외부 동력 없이 작동유체의 증발과 응축에 의하여 외부공기의 열을 용수에 전달하도록 일측이 외부공기수용실(723)로 노출되고 타측이 냉수생성실(724)에 침지되게 구성되어 있다.The vibrating heat pipe 722a is a component that performs heat exchange between the external air contained in the external
냉수공급장치부(700)는 냉수생성조(721)의 상판(7213)에 간격에 맞게 다수의 파이프삽입홀을 천공하고 이 파이프삽입홀에 진동형 히트파이프(722a)의 각 파이프라인을 삽입하는 방식으로도 설치할 수 있지만, 본 실시예에서는 다수의 진동형 히트파이프(722a)로 구성된 외부공기열교환수단(722)을 냉수생성조(721)에 신속하고 용이하게 설치할 수 있도록 열교환수단설치부(727)를 구비한다. The cold
상기한 열교환수단설치부(727)는 냉수생성조(721)의 상판(7213)에 외부공기열교환수단(722)의 설치를 위해 천공되는 열교환수단설치홀(7271)과, 이 열교환수단설치홀(7271)에 설치되는 파이프설치판(7272)를 구비한다.The heat exchange means installation part 727 includes a heat exchange means installation hole 7271 drilled in the upper plate 7213 of the cold
파이프설치판(7272)은 판상부재에 진동형 히트파이프(722a)가 끼워지는 복수의 파이프삽입슬릿(7272a)과, 판상부재의 가장자리 부분에 체결용 스크류의 체결을 위한 체결공(7272b)이 형성되어 있다.The pipe installation plate 7272 is formed with a plurality of pipe insertion slits 7272a into which the vibrating heat pipe 722a is inserted into the plate-shaped member, and a fastening hole 7272b for fastening the fastening screw at the edge of the plate-shaped member. there is.
한편, 냉수공급장치부(700)는 냉수저장부(710)의 용수를 냉수생성실(724)로 공급하도록 연결되는 냉수제조용수공급라인(730)과, 냉수생성실(724)을 경유하여 생성된 냉수가 냉수저장부(710)에 회수되도록 연결되는 냉수배출라인(740)과, 냉수제조용수공급라인(또는 냉수배출라인)에 접속되는 냉수생성용펌프(750)를 구비한다. Meanwhile, the cold
그리고 냉수제조용수공급라인(730)에는 역류의 방지를 위한 체크밸브(732)가 설치될 수 있고, 냉수배출라인(740)에는 냉수생성실(724)에 수용된 용수가 배수되지 않도록 배출제어밸브(742)가 설치될 수 있다. 여기서 배출제어밸브(742)는 후술되는 냉수생성제어부의 제어하에 자동적으로 개폐되는 전동식 자동제어밸브로 구성되는 것이 바람직하다.In addition, a check valve 732 may be installed in the cold water production water supply line 730 to prevent backflow, and a discharge control valve (732) may be installed in the cold
또한, 냉수공급장치부(700)는 냉수생성실의 온도를 감지하는 냉수생성실온도감지부(760)와, 냉수저장부(710)의 온도를 감지하는 냉수저장부온도감지부(770)가 구성되어 있다. 여기서, 냉수생성실온도감지부(760) 및 냉수저장부온도감지부(770)는 온도센서로 구성되어 있다.In addition, the cold
냉수공급장치부(700)는 냉수저장부온도감지부(770) 및 냉수생성실온도감지부(760)에 의해 감지된 신호를 기초로 냉수저장부(710)의 냉수 온도가 설정 온도가 되도록 냉수생성용펌프(750)의 구동을 제어하는 냉수생성제어부(780)가 구성되어 있다.The cold
냉수생성제어부(780)는 냉수생성실온도감지부(760)에 의해 감지되는 온도가 물의 빙점 이하일 경우 냉수생성용펌프(750)를 작동시켜 냉수생성실(724)의 결빙을 방지하는 제어동작을 수행하도록 구성되어 있다.The cold water generation control unit 780 performs a control operation to prevent freezing of the cold
한편, 미설명부호 551는 냉수저장부(710)에 수용된 냉수를 사용처로 공급하는 냉수공급라인이고, 552는 사용처에서 열교환 과정을 거치면서 온도가 상승된 냉수가 회수되는 냉수회수라인이며, 793은 냉수저장부(710)로 보충수를 공급하기 위한 보충수라인이다. Meanwhile,
아울러 전술한 외부공기수용실(723)은 본 실시예의 경우 냉수생성부케이스(725)에 의해 구획된 통기성 공간으로 구성되어 있으나, 별도의 케이스가 없더라도 진동형 히트파이프(722a)의 일측이 외부공기와 접촉할 수 있도록 구성한 구조를 포함하는 개념이다. In addition, the above-described external
이하, 전술한 냉수공급장치부(700)의 작용을 간략하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the above-described cold
도14는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템에 적용되는 냉수공급장치부의 작용을 설명하기 위한 구성도이다.Figure 14 is a configuration diagram for explaining the operation of the cold water supply unit applied to the complex thermal environment control system of a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention.
도14를 참조하면 냉수공급장치부(700)는 하부의 냉수저장부(710)는 단열된 축냉조 공간의 기능을 수행하는 것으로 목표 온도 조건의 냉수를 열손실 없이 저장하는 저장 기능을 제공하며, 이 냉수저장부(710)의 상부에 구비되는 냉수생성부(720)는 하부의 냉수저장부(710)에 저장되는 목표 온도 조전의 냉수를 생성하는 기능을 수행한다. Referring to FIG. 14, the cold
기온이 하강하는 동절기에 냉수의 생성과정를 보다 구체적으로 설명하면 냉수저장부온도감지부(770)로부터 감지신호가 인가되어 냉수생성제어부(780)에 의해 검출된 냉수저장부(710) 용수의 온도가 설정된 온도 범위인 비교적 고온 냉수(예:15 ~ 18℃, 여기서 '고온'은 후술되는 저온 냉수에 비교되는 상대적 개념의 온도를 의미함)일 경우, 냉수생성제어부(780)의 제어하에 냉수생성용펌프(750)가 정해진 시간만큼 작동되면서 냉수제조용수공급라인(730)를 통해 냉수생성실(724)로 상기한 고온 냉수(예:15 ~ 18℃)를 설정한 유량만큼 유입시키는 작용을 수행한다.To explain the cold water generation process in more detail in the winter when the temperature drops, a detection signal is applied from the cold water storage temperature detection unit 770, and the temperature of the water in the cold
이와 같이 고온 냉수가 유입되면 진동형 히트파이프(722a)는 일측이 외부공기수용실(723)의 동절기 찬 외기에 노출되고 타측이 냉수생성실(724)에 침지되어 있으므로 주지된 진동형 히트파이프의 작용에 의해 외부 동력 없이 작동유체의 증발과 응축에 의하여 외부공기의 냉열과 냉수생성실(724)의 고온 냉수와의 열교환이 이루어지게 된다. When high-temperature cold water is introduced in this way, one side of the vibrating heat pipe 722a is exposed to the cold outdoor air of the external
상기한 바와 같은 진동형 히트파이프(722a)의 열교환 과정에 통해 냉수생성실(724)에 수용된 고온 냉수가 설정된 범위의 온도(예;5 ~ 7℃)의 저온 냉수(여기서 '저온'은 상대적 개념의 낮은 온도를 의미함))로 냉각될 경우 냉수생성제어부(780)의 제어하에 냉수생성용펌프(750)가 정해진 시간만큼 재 작동되면서 냉수제조용수공급라인(730)를 통해 새로운 고온 냉수를 유입시키게 되고 반작용에 의해 냉수생성실(724)의 저온 냉수가 냉수배출라인(740)를 통해 냉수저장부(710)로 유출된다. 이때, 냉수배출라인(740)에 배출제어밸브(742)가 구비된 경우 냉수생성제어부(780)에 의한 개방동작이 이루어진다.Through the heat exchange process of the vibrating heat pipe 722a as described above, the high-temperature cold water contained in the cold
한편, 전술한 바와 같은 냉수 생산과정에서 외기공기의 온도가 매우 낮을 경우(예:-10℃), 냉수생성실(724)의 결빙이 유발될 수 있다. 즉 용수에 침지되는 진동형 히트파이프 부분에 결빙이 발생하고, 이 경우 표면의 얼음이 열 저항으로 작용함에 따라 원활한 열교환을 방해하여 냉수의 온도를 낮추기 보다는 얼음의 두께가 점차 두꺼워지는 방향으로 작용되는 문제점이 발생할 수 있다. 하지만 본 발명에 따른 결빙 방지형 냉수 생성장치는 냉수생성실온도감지부(760)에 의해 감지된 신호로부터 검출된 온도가 빙점에 근접할 경우 냉수생성용펌프(750)를 작동시켜 상대적으로 온도가 높은 냉수저장부(710)의 용수를 냉수생성실(724)로 순환시키는 방식으로 결빙을 방지할 수 있다. 예컨대 냉수생성실(724)의 냉각 온도가 5℃에 도달할 경우 냉수저장부(710)로 저온 냉수를 배출하고, 냉수저장부(710)의 상부의 고온 냉수를 유입하여 다시 외부공기와의 강제 대류 열교환을 통해 설정된 온도를 갖는 냉수 생산을 반복함으로써 최종적으로는 결빙이 발생하지 않아 냉수를 냉수저장부에 균일한 온도로 저장할 수 있다.Meanwhile, during the cold water production process as described above, if the temperature of the outside air is very low (e.g., -10°C), freezing in the cold
도15는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템에 적용되는 냉수공급장치부의 다른 형태를 나타낸 요부 구성도로서 주요 구성요소를 부호 등으로 간략화하여 나타낸 것이다. Figure 15 is a main configuration diagram showing another form of a cold water supply unit applied to a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention, and the main components are simplified with symbols and the like.
도15를 참조하면, 냉수공급장치부는 보다 신속한 냉수 생성을 위해 외부공기송풍팬(795)이 더 구성되어 있다. Referring to Figure 15, the cold water supply unit further includes an external air blowing fan 795 to generate cold water more quickly.
외부공기송풍팬(795)은 냉수저장부온도감지부(760) 및 냉수생성실온도감지부(770)에 의해 감지된 신호를 기초로 냉수저장부의 냉수 온도가 설정 온도가 되도록 냉수생성제어부(780)의 제어하에 외부공기수용실(723)로 외부공기를 유입시키도록 작동된다.The external air blowing fan 795 operates the cold water generation control unit 780 so that the cold water temperature in the cold water storage unit becomes the set temperature based on the signal detected by the cold water storage unit temperature detection unit 760 and the cold water production room temperature detection unit 770. It operates to introduce external air into the external
외부공기송풍팬(795)은 냉수생성부케이스(725)에 형성된 개구부에 설치되는 것으로, 공조분야에서 사용되는 송풍팬을 설치할 수 있다. The external air blowing fan 795 is installed in the opening formed in the cold water generator case 725, and a blowing fan used in the air conditioning field can be installed.
냉수생성부(720)에는 외부공기수용실(723)의 온도, 즉 외부공기의 온도를 감지하도록 온도센서로 구성되는 외기온도감지부(796)이 더 구성되어 있다.The
그리고 냉수생성제어부(780)는 외기온도감지부(796)와 냉수생성실온도감지부(770)에 의해 감지신호에 의해 검출된 온도 차이가 설정된 범위보다 낮을 경우 외부공기송풍팬(795)의 구동을 정지시키는 제어동작을 수행하도록 구성되어 있다.And the cold water production control unit 780 stops the operation of the external air blowing fan 795 when the temperature difference detected by the detection signal by the external temperature detection unit 796 and the cold water production room temperature detection unit 770 is lower than the set range. It is configured to perform the commanded control operation.
상기한 냉수공급장치부는 동절기 외기와의 열교환을 통해 효과적으로 냉수를 생산할 수 있고, 외기의 온도가 매우 낮을 경우 결빙이 발생되지 않아서 냉수를 안정적으로 생산할 수 있음은 물론이고, 냉수의 생산과정에서 불필요하게 외부공기송풍팬(795)의 구동에 따른 에너지 낭비를 줄일 수 있다. 예컨대, 일반적인 진동형 히트파이프(722a)는 최소 작동 온도차가 7℃ 이상일 경우에 정상적인 열교환 작용이 수행되므로 외기온도감지부(796)와 냉수생성실온도감지부(760)에 의해 감지된 열교환 대상유체(냉수생성실의 용수와 외부공기수용실의 외부공기) 상호간의 온도 차이가 7℃ 이하일 경우 진동형 히트파이프(722a)의 정상적인 작동이 이루어지지 않으므로 냉수생성제어부(780)의 제어하에 외부공기송풍팬(795)의 작동을 중지시켜 에너지 낭비를 방지할 수 있다.The cold water supply unit described above can effectively produce cold water through heat exchange with the outside air in the winter, and when the temperature of the outside air is very low, freezing does not occur, so not only can cold water be produced stably, but it is also unnecessary in the cold water production process. Energy waste caused by driving the external air blowing fan 795 can be reduced. For example, the general vibrating heat pipe 722a performs normal heat exchange when the minimum operating temperature difference is 7°C or more, so the heat exchange target fluid (cold water generation) detected by the outside temperature detection unit 796 and the cold water production room temperature detection unit 760 If the temperature difference between the water in the room and the external air in the external air receiving room is less than 7℃, the vibrating heat pipe 722a does not operate normally, so the external air blowing fan 795 is installed under the control of the cold water generation control unit 780. You can prevent energy waste by stopping the operation.
도16은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템에 적용되는 냉수공급장치부의 또 다른 형태를 나타낸 요부 구성도로서 주요 구성요소를 부호 등으로 간략화하여 나타낸 것이다. Figure 16 is a main configuration diagram showing another form of a cold water supply unit applied to a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention, and the main components are simplified with symbols and shown.
도16을 참조하면, 냉수공급장치부(700)는 전술한 구조와 유사하게 냉수저장부(710), 냉수생성부(720), 냉수제조용수공급라인(730), 냉수배출라인(740)과, 냉수생성용펌프(750), 냉수생성실온도감지부(760), 냉수저장부온도감지부(770), 외부공기송풍팬(795)으로 구성되되, 냉수생성용펌프(750)를 작동시키면서 냉수생성실(724)에 수용된 용수를 연속적으로 냉각할 경우 냉각 효율의 향상을 위한 냉수경로안내격벽(729)이 구성되어 있다.Referring to Figure 16, the cold
냉수경로안내격벽(729)은 냉수생성실(724)로 유입되는 용수가 'U' 자 형상의 유로를 형성하면서 배출되도록 냉수생성조(721)의 내부에 유동구를 갖는 격벽 형태로 구성되어 있다.The cold water path guide partition 729 is configured in the form of a partition with a flow port inside the cold
전술한 냉수공급장치부(700)는 냉수생성실(724)에 'U' 자 형상의 유로가 형성됨에 따라 용수의 선입선출이 가능하므로 먼저 유입된 용수가 진동형 히트파이프(722a)에 의해 냉각된 후 나중에 유입되는 용수와 혼합되지 않고 배출될 수 있다. 이에 따라 냉수생성용펌프(750)를 작동시키면서 냉수생성실(724)에 수용된 용수를 연속적으로 냉각할 경우 선입선출을 통해 냉수 생산을 효과적으로 수행할 수 있다.The above-mentioned cold
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 작용을 간략하게 설명한다.Hereinafter, the operation of a complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention will be briefly described.
도1을 참조하면, 하절기 혹은 동절기 한 낮과 같이 온실이 태양의 복사에너지로 인해 고온 상태가 될 경우 냉방장치를 작동하거나 측장 및 천정창의 개방 없이 유체열교환처리조(200)로 온실 내부공기를 이동시켜 내부공기열교환수단(300)에 의한 열교환과정을 통해 식물의 생육에 적절한 온도로 낮출 수 있는 동시에 온실의 고온 폐열을 축열하여 재활용할 수 있다.Referring to Figure 1, when the greenhouse becomes hot due to solar radiant energy, such as in the middle of the day in the summer or winter, the air inside the greenhouse is moved to the fluid heat
보다 구체적으로 설명하면, 온실 내부의 온도가 설정된 온도 이상으로 상승될 경우, 내부공기흡입팬(120)을 작동시키게 되면 내부공기유입부(115)로 유입된 내부공기가 내부공기배출부(116)를 통해 내부공기챔버부(210)로 유입된다.To be more specific, when the temperature inside the greenhouse rises above the set temperature and the internal
연이어 내부공기챔버부(210)로 유입된 내부공기는 내부공기열교환수단(300)의 열교환 작용을 통해 냉각된 후 온실로 재공급된다. 이러한 내부공기열교환수단(300)의 열교환 작용은 진동형 히트파이프의 일측인 상측 부분이 내부공기챔버부(210)에 노출되어 있고 타측인 하측이 용수챔버부(220)의 용수에 침지되어 있으므로 주지된 진동형 히트파이프의 작용에 의해 외부 동력 없이 작동유체의 증발과 응축에 의하여 내부공기의 온열과 용수챔버부(220)의 용수와의 열교환이 이루어지게 되어 내부공기의 온도가 낮아지게 되고, 반대로 용수챔버부(220)의 용수는 온열을 제공받아 온도가 상승되게 된다. Subsequently, the internal air flowing into the internal
이와 같이 내부공기의 온도가 낮아진 열교환공기가 얻어지게 되면 열교환공기흡입팬(570)의 작동으로 공급공기이동부(140)의 덕트를 통해 온실 내부에 재공급된다. 이때, 공급공기이동부(140)에는 후술되는 바와 같이 복합 열환경제어부(500)가 구비되어 있어서 식물의 생육에 적절한 온도 조절은 물론이고 습도까지 조절된 최적의 상태로 변환된 후 온실로 공급된다.When the heat exchange air with the internal air temperature lowered in this way is obtained, it is re-supplied into the greenhouse through the duct of the supply
그리고, 내부공기열교환수단(300)의 열교환 작용에 따라 용수챔버부(220)의 가온 용수의 열기는 히트펌프장치(400)로 공급되어 열교환 과정을 거치면서 축열수로 변환된 후 축열조(610)에 저장된다. 여기서 용수챔버부(220)의 가온된 용수는 용수순환펌프(430)의 작동시 용수공급라인(422)를 통해 이송되고 히트펌프장치(400)를 경유하면서 축열수의 생성을 위한 열기를 제공하고 냉각된 후 용수회수라인(424)을 통해 용수챔버부(220)로 재유입되는 형태로 순환하게 된다. 이때, 축열부공급라인(622)을 통해 히트펌프장치(400)로 유입되는 축열조(610)의 축열수는 가온된 후 축열부회수라인(624)을 경유하여 축열조(610)로 공급되며, 축열조에 저장된 축열수는 후술되는 온수챔버(531)를 순환하면서 온도 조절용으로 재활용된다.In addition, according to the heat exchange action of the internal air heat exchange means 300, the hot water of the
이하, 복합 열환경 제어부로 적용되는 복합 열환경 제어장치(500)의 작용을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the operation of the complex thermal
복합 열환경 제어장치(500)는 계절별, 일별, 시각별 외기 조건의 변동과 작물 생육 단계에 따라 상대습도(Relative Humidity,RH)를 적정 기준으로 한 온실 습공기 제어가 필요한 경우도 있으나 단순 난방, 혹은 냉방만 필요한 경우도 발생할 수 있으므로 이러한 운전조건 변동에 따라 선택적인 냉난방 및 제습 제어를 용이하게 수행할 수 있다.The complex thermal
먼저, 온실의 냉방 제어를 수행하고자 할 경우 열환경제어부(미도시)의 제어하에 온도조절수순환펌프(543)의 구동을 정지시키고, 열교환공기흡입팬(570)을 구동시켜 공기를 흡인하는 한편 냉수순환펌프(553)를 구동시켜 냉수를 냉수챔버(521)로 순환시킴으로써 냉각제어열교환수단(522)의 열교환 작용을 통해 냉각/습도조절실(511)로 유동되는 공기를 냉각한 후 온실로 공급한다.First, when performing cooling control of the greenhouse, the operation of the temperature control
여기서, 냉각제어열교환수단(522)의 열교환 작용은 진동형 히트파이프(522a)의 일측이 냉수챔버(521)의 냉수에 침지되고 타측이 냉각/습도조절실(511)의 공기와 접촉되어 있으므로 주지된 진동형 히트파이프의 작용에 의해 외부 동력 없이 작동유체의 증발과 응축에 의하여 냉수의 냉열과 냉각/습도조절실(511)의 공기와의 열교환이 이루어지게 되어 공기의 온도가 낮아지게 된다. Here, the heat exchange action of the cooling control heat exchange means 522 is well known because one side of the vibrating
그리고, 전술한 냉방과정에서 입력부(미도시)에 의해 냉방 온도가 설정된 경우 제1 온도감지부(미도시)로부터 인가되는 감지신호를 기초로 냉방 온도를 추출하여 설정된 냉방 온도가 되도록 열교환공기흡입팬(570)의 구동 제어를 통한 유량 조절과, 냉수순환펌프(553)의 구동 제어를 통한 냉수의 유량이나 유속을 제어한다.In addition, when the cooling temperature is set by the input unit (not shown) in the above-mentioned cooling process, the cooling temperature is extracted based on the detection signal applied from the first temperature detection unit (not shown), and the heat exchange air intake fan is used to achieve the set cooling temperature. The flow rate is controlled through the drive control of (570) and the flow rate or flow rate of cold water is controlled through the drive control of the cold water circulation pump (553).
예컨대, 하절기 혹은 동절기 한 낮(맑은 날 기준) 온실 내부 공기는 고온건조(RH 40%, 33℃)한 상태로 적정한 상대습도 및 온도 조건(예; RH 70%, 20℃)으로 제어하기 위해서는 전술한 냉각제어열교환수단(522)에 의한 1차 냉각 열교환 후, 가온제어열교환수단(532)에 의한 2차 난방 열교환을 통한 재가열 없이 적정 온습도를 갖는 공기를 온실로 공급하는 것이 바람직하다.For example, in order to control the air inside the greenhouse in a hot and dry state (RH 40%, 33℃) to appropriate relative humidity and temperature conditions (e.g., RH 70%, 20℃) during the day (based on a clear day) in the summer or winter, the above instructions are required. After primary cooling heat exchange by the cooling control heat exchange means 522, it is desirable to supply air with an appropriate temperature and humidity to the greenhouse without reheating through secondary heating heat exchange by the warming control heat exchange means 532.
한편 온실의 난방 제어를 수행하고자 할 경우 열환경제어부(미도시)의 제어하에 냉수순환펌프의 구동을 정지시키고, 열교환공기흡입팬(570)을 구동시켜 온실 공기를 흡인하는 한편 온도조절수순환펌프(543)를 구동시켜 온수를 온수챔버(531)로 순환시킴으로써 가온제어열교환수단(532)의 열교환 작용을 통해 온도조절실(512)로 유동되는 공기를 가온하여 온실로 공급한다.On the other hand, when it is desired to control the heating of the greenhouse, the operation of the cold water circulation pump is stopped under the control of the thermal environment control unit (not shown), and the heat exchange
여기서, 온도조절수순환펌프(543)의 열교환 작용은 진동형 히트파이프(532a)의 일측이 온수챔버(531)의 온수에 침지되고 타측이 온도조절실(512)의 공기와 접촉되어 있으므로 주지된 진동형 히트파이프의 작용에 의해 외부 동력 없이 작동유체의 증발과 응축에 의하여 온수의 온열과 온도조절실(512)의 공기와의 열교환이 이루어지게 되어 공기의 온도가 상승된다. Here, the heat exchange action of the temperature-controlled
예컨대, 동절기 밤, 혹은 새벽에 차가운 외기로 인해 온실 내 온도가 급격히 낮아지는 경우(RH 90%,5℃) 추가적인 온도 저하가 이루어질 경우 응축에 따른 작물의 결로로 인해 큰 피해가 발생하게 되므로 전술한 난방 제어가 필요하다. 이 경우에 냉각제어열교환수단(522)의 열교환 작용이 수행되지 않도록 냉수순환펌프의 구동을 정지시키고 온도조절수순환펌프(543)만을 작동하여 저온다습한 온실 공기를 중온건조한 적정 습공기 조건으로 조절하여 온실로 공급할 수 있다.For example, if the temperature in the greenhouse drops rapidly due to the cold outside air at night or early in the morning during the winter (RH 90%, 5℃), if the temperature drops further, serious damage will occur due to condensation on the crops, as mentioned above. Heating control is required. In this case, the operation of the cold water circulation pump is stopped so that the heat exchange action of the cooling control heat exchange means (522) is not performed, and only the temperature control water circulation pump (543) is operated to adjust the low temperature and high humidity greenhouse air to a medium temperature and dry appropriate moist air condition. It can be supplied to greenhouses.
한편, 제습 제어는 전술한 냉방 제어와 난방 제어를 혼용하는 방식으로 열환경제어부(미도시)의 제어하에 온도조절수순환펌프(543)와 냉수순환펌프를 모두 구동시키는 한편 열교환공기흡입팬(570)을 구동시켜 온실(100) 상부의 고온의 공기를 흡인한다. 이때 냉각제어열교환수단(522)의 열교환 작용을 통해 냉각/습도조절실(511)로 유동되는 습공기의 온도를 크게 낮추어 습기가 물로 응축되도록 하여 습도를 낮아지도록 조절한다. 이러한 습도 조절과정을 거치게 되면서 냉각된 공기가 온도조절실(512)로 유입되면 가온제어열교환수단(532)의 열교환 작용을 통해 온열을 제공받아 상승되면서 다시 적정한 습도와 온도를 갖는 공기(예,상대습도 40% 정도의 중온건조한 공기)로 변환된 후 온실로 공급된다. Meanwhile, dehumidification control uses a combination of the above-described cooling control and heating control, and operates both the temperature control
그리고 냉각제어열교환수단(522)으로 적용되는 진동형 히트파이프(522a)에 의한 제습 과정에서 그 표면에 소수성 코팅팅부(미도시)가 형성되어 있으므로 응축수가 보다 효과적으로 맺히게 되고 보다 신속하게 미끄러져 분리됨에 따라 열저항이 발생하지 않게 되므로 보다 효과적인 제습 및 냉방효과가 발휘되는 장점이 있다.In addition, during the dehumidification process by the vibrating heat pipe (522a) applied as the cooling control heat exchange means (522), a hydrophobic coating portion (not shown) is formed on the surface, so the condensate forms more effectively and slides and separates more quickly. Since thermal resistance does not occur, there is an advantage in that more effective dehumidification and cooling effects are achieved.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템에 따르면, 온실이 태양의 복사에너지로 인해 고온 상태가 될 경우 유체열교환처리조(200)의 내부공기챔버부(210)에서 내부공기열교환수단(300)에 의해 냉각된 후 온실로 재공급되는 형태로 순환되므로 별도로 냉방장치를 작동시킬 필요가 없고, 측장 및 천정창의 개방 또한 불필요하게 된다.As described above, according to the complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention, when the greenhouse is in a high temperature state due to the radiant energy of the sun, the internal air chamber portion of the fluid heat
또한, 축열조(610)에 저장된 축열수는 온도조절수순환라인(540)을 통해 후술되는 복합 열환경제어부(500)의 온수챔버(531)로 공급되면서 동절기 등에 온도 조절용 에너지로 사용할 수 있으므로 에너지 비용을 절감할 수 있다.In addition, the thermal storage water stored in the
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 온실용 축열 및 냉방을 위한 열교환장치에 의하면 온실의 냉난방을 위한 에너지를 절감할 수 있고, 측장 및 천정창의 미개방으로 온실에 시비한 CO2의 유출에 따른 낭비를 차단하여 시비효과를 극대화할 수 있다.As described above, according to the heat exchange device for heat storage and cooling for a greenhouse according to the present invention, energy for cooling and heating of the greenhouse can be saved, and waste due to leakage of CO 2 applied to the greenhouse due to the non-opening of the side and ceiling windows can be reduced. By blocking, the fertilization effect can be maximized.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as “include,” “comprise,” or “have,” as used above, unless specifically stated to the contrary, mean that the corresponding component may be present, and do not exclude other components. It should be interpreted that it may further include other components. All terms, including technical or scientific terms, unless otherwise defined, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted as consistent with the contextual meaning of the related technology, and should not be interpreted in an idealized or overly formal sense unless explicitly defined in the present invention.
이상 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템의 구성 및 동작에 대해서 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서 본 기술분야에 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 전술한 실시예의 일부를 치환 및 변형하는 것이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.The configuration and operation of the complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat according to an embodiment of the present invention described above has been described, but this is illustrative and those skilled in the art should not depart from the technical spirit of the present invention. It will be understood that it is possible to substitute and modify some of the above-described embodiments within the scope of the present invention.
따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물에 미치는 것으로 이해되어야 할 것이다. Therefore, the scope of protection of the present invention should be understood to extend to the invention described in the patent claims and equivalents thereof.
100:온실 110:내부공기이동부
120:내부공기흡입팬 140:공급공기이동부
200:유체열교환처리조 210:내부공기챔버부
220:용수챔버부 230:열교환수단설치부
300:내부공기열교환수단 310:진동형 히트파이프
400:히트펌프장치 500:복합 열환경제어부
510:공기통로부 510a:공기통로함체
511냉각/습도조절실 512온도조절실
513:온습도실연결부 520:공기냉각수단
521:냉수챔버 522:냉각제어열교환수단
522a,532a:진동형 히트파이프 530:공기가온수단
531:온수챔버 532:가온제어열교환수단
540:온도조절수순환라인 550:냉수순환라인
600:축열부 610:축열조
620:축열부순환라인 700:냉수공급장치부
710:냉수저장부 720:냉수생성부
721:냉수생성조 722:외부공기열교환수단
722a:진동형 히트파이프 723:외부공기수용실
724:냉수생성실 729:냉수경로안내격벽
730:냉수제조용수공급라인 740:냉수배출라인
750:냉수생성용펌프 760:냉수생성실온도감지부
770:냉수저장부온도감지부 780:냉수생성제어부
795:외부공기송풍팬100: Greenhouse 110: Internal air moving part
120: Internal air intake fan 140: Supply air moving part
200: Fluid heat exchange treatment tank 210: Internal air chamber section
220: Water chamber part 230: Heat exchange means installation part
300: Internal air heat exchange means 310: Vibrating heat pipe
400: Heat pump device 500: Complex thermal environment control unit
510: air passage part 510a: air passage enclosure
511 Cooling/
513: Temperature and humidity room connection 520: Air cooling means
521: Cold water chamber 522: Cooling control heat exchange means
522a, 532a: Vibrating heat pipe 530: Air heating means
531: Hot water chamber 532: Heating control heat exchange means
540: Temperature control water circulation line 550: Cold water circulation line
600: Heat storage unit 610: Heat storage tank
620: Heat storage unit circulation line 700: Cold water supply unit
710: Cold water storage unit 720: Cold water generation unit
721: Cold water generation tank 722: External air heat exchange means
722a: Vibrating heat pipe 723: External air receiving room
724: Cold water generation room 729: Cold water path guide bulkhead
730: Water supply line for cold water production 740: Cold water discharge line
750: Pump for cold water production 760: Cold water production room temperature detection unit
770: Cold water storage temperature detection unit 780: Cold water generation control unit
795: External air blowing fan
Claims (14)
태양광이 입사되도록 형성된 온실;
상기 온실의 내부공기가 유입되는 내부공기유입부와 상기 내부공기유입부로 유입된 내부공기가 배출되는 내부공기배출부가 형성된 내부공기이동부;
상기 내부공기배출부로부터 배출된 내부공기가 수용되는 내부공기수용실이 마련되고, 상기 내부공기수용실과 구획되어 용수가 수용되는 용수수용실이 마련된 유체열교환처리조;
상기 내부공기수용실에 수용된 내부공기와 상기 용수수용실에 수용된 용수 상호간의 열교환을 수행하는 내부공기열교환수단;
상기 용수수용실의 용수의 온열을 회수하기 위해 배치되는 히트펌프장치;
상기 히트펌프장치에 의해 회수된 온열을 축열하도록 배치되는 축열부;
상기 내부공기열교환수단의 열교환과정을 거친 상기 내부공기수용실의 열교환공기를 상기 온실로 공급하는 공급공기이동부; 및
상기 공급공기이동부에 설치되어 상기 열교환공기를 설정된 온도 및 습도를 갖는 공급공기로 변환하는 복합 열환경제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템.
In the complex thermal environment control system of a greenhouse using waste heat,
A greenhouse formed to allow sunlight to enter;
An internal air moving part having an internal air inlet through which the internal air of the greenhouse flows in and an internal air outlet through which the internal air flowing into the internal air inlet is discharged;
a fluid heat exchange treatment tank provided with an internal air receiving chamber for receiving internal air discharged from the internal air discharge unit, and a water receiving chamber partitioned from the internal air receiving chamber for receiving water;
Internal air heat exchange means for performing heat exchange between the internal air contained in the internal air receiving chamber and the water contained in the water containing chamber;
a heat pump device disposed to recover heat from the water in the water storage chamber;
a heat storage unit disposed to store heat recovered by the heat pump device;
a supply air moving unit that supplies heat exchange air from the internal air receiving chamber that has undergone a heat exchange process of the internal air heat exchange means to the greenhouse; and
A complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat, comprising: a complex thermal environment control unit installed in the supply air moving unit to convert the heat exchange air into supply air with a set temperature and humidity.
상기 유체열교환처리조는,
상기 내부공기수용실이 내부에 마련되고 상기 내부공기배출부가 접속되는 내부공기유입구와 상기 공급공기이동부가 접속되는 내부공기배출구가 형성된 내부공기챔버부;
상기 내부공기챔버부와 접하여 배치되고 상기 용수수용실이 내부에 마련되고 용수공급라인이 접속되는 용수배출구와 축열부회수라인이 접속되는 용수유입구가 형성된 용수챔버부; 및
상기 내부공기열교환수단이 설치되도록 상기 내부공기챔버부와 상기 용수챔버부의 경계벽에 마련되는 열교환수단설치부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템.
According to paragraph 1,
The fluid heat exchange treatment tank,
an internal air chamber portion in which the internal air receiving chamber is provided, an internal air inlet connected to the internal air discharge unit, and an internal air outlet connected to the supply air moving unit are formed;
a water chamber portion disposed in contact with the internal air chamber portion, the water receiving chamber provided therein, a water discharge port to which a water supply line is connected, and a water inlet port to which a heat storage recovery line is connected; and
A heat exchange means installation part provided on a boundary wall of the internal air chamber part and the water chamber part so that the internal air heat exchange means is installed. A complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat, comprising a.
상기 내부공기이동부는 상기 온실의 상층부에 배치되고 상기 내부공기유입구가 마련된 공기흡입구간, 및 상기 유체열교환처리조를 향해 상기 공기흡입구간에 하방으로 굴곡되게 연장되고 단부에 상기 내부공기배출부가 형성된 공기이동구간을 구비한 공기유입덕트로 구성되고,
상기 공급공기이동부는 상기 내부공기배출구에 접속되는 접속구간, 및 상기 접속구간에 연결되어 상기 온실에 배치되고 분출구가 형성된 공기공급구간을 구비한 공기공급덕트로 구성되며,
상기 공기유입덕트에 배치되는 내부공기흡입팬, 및 상기 공급공기이동부에 설치되는 열교환공기흡입팬이 구비된 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템.
According to paragraph 2,
The internal air movement unit is disposed in the upper part of the greenhouse and extends to be bent downward in the air intake section toward the air intake section provided with the internal air inlet, and the fluid heat exchange treatment tank, and has the internal air discharge section formed at the end. It consists of an air inlet duct with a section,
The supply air moving part is composed of an air supply duct having a connection section connected to the internal air outlet, and an air supply section connected to the connection section and disposed in the greenhouse and having an outlet,
A complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat, characterized in that it is provided with an internal air intake fan disposed in the air inlet duct and a heat exchange air intake fan installed in the supply air moving part.
상기 복합 열환경제어부는,
공기가 이동되는 공기통로부; 상기 공기통로부를 경유하는 공기의 냉각작용 및 습도조절 작용을 수행하는 공기냉각수단; 및 상기 공기통로부를 경유하는 공기의 온도를 조절하는 공기가온수단;을 포함하는 복합 열환경 제어장치로 구성된 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템.
According to paragraph 1,
The complex thermal environment control unit,
An air passage part through which air moves; Air cooling means for cooling and controlling humidity of the air passing through the air passage unit; and an air heating means for controlling the temperature of the air passing through the air passage unit.
상기 공기통로부는 공급공기이동부에 접속되는 공기통로함체로 구성되고,
상기 공기냉각수단은 상기 통기통로함체의 일측에 형성되고 냉수가 순환되는 냉수챔버, 상기 냉수챔버와 상기 공기통로부 사이에 설치되는 냉각제어열교환수단을 포함하고,
상기 공기가온수단은 상기 통기통로함체의 타측에 형성되고 온수가 순환하는 온수챔버, 상기 온수챔버와 상기 공기통로부 사이에 설치되는 가온제어열교환수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템.
According to clause 4,
The air passage part consists of an air passage box connected to the supply air moving part,
The air cooling means includes a cold water chamber formed on one side of the ventilation passage enclosure and through which cold water circulates, and a cooling control heat exchange means installed between the cold water chamber and the air passage portion,
The air heating means includes a hot water chamber formed on the other side of the ventilation passage box and circulating hot water, and a heating control heat exchange means installed between the hot water chamber and the air passage portion. Thermal environment control system.
상기 온수챔버는 온수가 순환되도록 온도조절수순환라인이 접속되고,
상기 냉수챔버는 냉수가 순환되도록 냉수순환라인이 접속되고,
상기 냉각제어열교환수단은 외부 동력 없이 작동유체의 증발과 응축에 의하여 공급되는 냉수의 냉기를 공기에 전달하도록 일측이 상기 냉수챔버의 냉수에 침지되고 타측이 상기 공기통로부에 배치되는 진동형 히트파이프로 구성되고,
상기 가온제어열교환수단은 외부 동력 없이 작동유체의 증발과 응축에 의하여 공급되는 온수의 열을 공기에 전달하도록 일측이 상기 온수챔버의 온수에 침지되고 타측이 상기 공기통로부에 배치되는 진동형 히트파이프로 구성되며,
상기 내부공기열교환수단은 외부 동력 없이 작동유체의 증발과 응축에 의하여 내부공기의 열을 용수에 전달하도록 일측이 상기 내부공기수용실로 노출되고 타측이 상기 용수수용실에 침지되는 진동형 히트파이프로 구성된 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템.
According to clause 5,
The hot water chamber is connected to a temperature-controlled water circulation line to circulate hot water,
The cold water chamber is connected to a cold water circulation line to circulate cold water,
The cooling control heat exchange means is a vibrating heat pipe in which one side is immersed in the cold water of the cold water chamber and the other side is disposed in the air passage to transfer the cold air of the cold water supplied by evaporation and condensation of the working fluid to the air without external power. composed,
The heating control heat exchange means is a vibrating heat pipe with one side immersed in the hot water of the hot water chamber and the other side disposed in the air passage to transfer the heat of hot water supplied by evaporation and condensation of the working fluid to the air without external power. It is composed,
The internal air heat exchange means is composed of a vibrating heat pipe with one side exposed to the internal air receiving chamber and the other side immersed in the water receiving chamber to transfer the heat of the internal air to the water by evaporation and condensation of the working fluid without external power. A complex thermal environment control system for greenhouses using waste heat.
상기 공기통로함체는 공기의 습도조절이 수행되는 냉각/습도조절실, 공기의 온도조절이 수행되는 온도조절실, 및 상기 냉각/습도조절실과 상기 온도조절실을 연결하는 온습도실연결부를 포함하고,
공기의 습도가 조절된 후 온도가 제어되어 공급되도록 상기 냉각/습도조절실이 공기의 진입방향에 배치되고 연이어 상기 온습도실연결부 및 상기 온도조절실이 배치된 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템.
According to clause 6,
The air passage enclosure includes a cooling/humidity control room in which air humidity control is performed, a temperature control room in which air temperature control is performed, and a temperature and humidity room connection unit connecting the cooling/humidity control room and the temperature control room,
A complex greenhouse using waste heat, characterized in that the cooling/humidity control room is arranged in the inflow direction of the air so that the temperature is controlled and supplied after the humidity of the air is controlled, and the temperature and humidity room connection part and the temperature control room are arranged in succession. Thermal environment control system.
상기 온도조절수순환라인은 온수가 공급되도록 상기 온수챔버에 연결되는 온도조절수공급라인과, 상기 온수챔버를 경유하여 열교환 과정을 거친 온수가 회수되도록 연결되는 온도조절수회수라인을 포함하고,
상기 냉수순환라인은 냉수가 공급되도록 상기 냉수챔버에 연결되는 냉수공급라인 및 상기 냉수챔버를 경유하여 열교환 과정을 거친 냉수가 회수되도록 연결되는 냉수회수라인을 포함하고,
상기 온도조절수순환라인에 설치되는 온도조절수순환펌프; 및 상기 냉수순환라인에 설치되는 냉수순환펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템.
In clause 7,
The temperature-controlled water circulation line includes a temperature-controlled water supply line connected to the hot water chamber to supply hot water, and a temperature-controlled water recovery line connected to recover hot water that has undergone a heat exchange process via the hot water chamber,
The cold water circulation line includes a cold water supply line connected to the cold water chamber to supply cold water, and a cold water recovery line connected to recover cold water that has undergone a heat exchange process via the cold water chamber,
A temperature-controlled water circulation pump installed in the temperature-controlled water circulation line; and a cold water circulation pump installed in the cold water circulation line. A complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat, comprising:
상기 냉수챔버는 유입되는 냉수가 'U' 자 형상의 유로를 형성하면서 배출되도록 냉수경로안내격벽이 형성되고,
상기 냉각제어열교환수단으로 적용된 상기 진동형 히트파이프 일측이 상기 냉수경로안내격벽에 의해 구획된 일측 구획부에 배치되고,
상기 온수챔버는 유입되는 온수가 'U' 자 형상의 유로를 형성하면서 배출되도록 온수경로안내격벽이 형성되고,
상기 가온제어열교환수단으로 적용된 상기 진동형 히트파이프 일측이 상기 온수경로안내격벽에 의해 구획된 일측 구획부에 배치된 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템.
According to clause 6,
The cold water chamber is formed with a cold water path guide partition wall so that the incoming cold water is discharged while forming a 'U' shaped flow path,
One side of the vibrating heat pipe applied as the cooling control heat exchange means is disposed in one side partition partitioned by the cold water path guide partition wall,
The hot water chamber is formed with a hot water path guide partition wall so that the incoming hot water is discharged while forming a 'U' shaped flow path,
A complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat, characterized in that one side of the vibrating heat pipe applied as the heating control heat exchange means is disposed in one side partition partitioned by the hot water path guide partition.
상기 복합 열환경제어부에 냉수를 공급하도록 구성되는 냉수공급장치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템.
According to paragraph 1,
A complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat, further comprising a cold water supply unit configured to supply cold water to the complex thermal environment control unit.
상기 냉수공급장치부는 냉수가 저장되는 냉수저장부; 및 상기 냉수저장부의 용수를 냉각하는 냉수생성부;를 포함하는 결빙 방지형 냉수 생성장치로 구성되되, 상기 냉수생성부는 외부공기가 수용되는 외부공기수용실이 마련되고, 상기 외부공기수용실과 구획되고 용수가 수용되는 냉수생성실이 마련된 냉수생성조; 및 상기 외부공기수용실에 수용된 외부공기와 상기 냉수생성실에 수용된 용수 상호간의 열교환을 수행하는 외부공기열교환수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템.
According to clause 10,
The cold water supply unit includes a cold water storage unit in which cold water is stored; and a cold water generator that cools the water in the cold water storage unit. A cold water production tank equipped with a cold water production chamber in which water is received; and an external air heat exchange means that performs heat exchange between the external air contained in the external air receiving chamber and the water contained in the cold water generating chamber.
상기 냉수공급장치부는, 상기 냉수저장부의 용수를 상기 냉수생성실로 공급하도록 연결되는 냉수제조용수공급라인; 상기 냉수생성실을 경유하여 생성된 냉수가 상기 냉수저장부에 회수되도록 연결되는 냉수배출라인; 및 상기 냉수제조용수공급라인 또는 상기 냉수배출라인에 접속되는 냉수생성용펌프;를 포함하고,
상기 외부공기열교환수단은 외부 동력 없이 작동유체의 증발과 응축에 의하여 외부공기의 냉기를 냉수생성실에 채워진 용수에 전달하도록 일측이 상기 외부공기수용실에 배치되고 타측이 상기 냉수생성실에 배치되는 진동형 히트파이프로 구성된 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템.
According to clause 11,
The cold water supply unit includes a cold water production water supply line connected to supply water from the cold water storage unit to the cold water production chamber; a cold water discharge line connected so that cold water generated via the cold water generation chamber is recovered from the cold water storage unit; And a cold water production pump connected to the cold water production water supply line or the cold water discharge line,
The external air heat exchange means is disposed on one side in the external air receiving chamber and on the other side in the cold water generating chamber to transfer the cold air of the external air to the water filled in the cold water generating chamber by evaporation and condensation of the working fluid without external power. A complex thermal environment control system for a greenhouse using waste heat, characterized by consisting of a vibrating heat pipe.
상기 냉수생성실의 온도를 감지하는 냉수생성실온도감지부; 및 상기 냉수저장부의 온도를 감지하는 냉수저장부온도감지부;를 포함하고,
상기 냉수저장부온도감지부 및 상기 냉수생성실온도감지부에 의해 감지된 신호를 기초로 상기 냉수저장부의 냉수 온도가 설정 온도가 되도록 상기 냉수생성용펌프의 구동을 제어하되, 상기 냉수생성실온도감지부에 의해 감지되는 물의 온도가 설정 온도 이하일 경우 상기 냉수생성용펌프를 작동시켜 상기 냉수생성실의 결빙을 방지하는 제어동작을 수행하는 냉수생성제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템.
According to clause 12,
A cold water production room temperature sensing unit that detects the temperature of the cold water production room; And a cold water storage unit temperature sensing unit that detects the temperature of the cold water storage unit,
Controlling the operation of the cold water production pump so that the cold water temperature of the cold water storage unit is set to a set temperature based on the signal detected by the cold water storage unit temperature detection unit and the cold water production room temperature detection unit, wherein the cold water production room temperature detection unit A cold water production control unit that operates the cold water production pump to perform a control operation to prevent freezing in the cold water production chamber when the temperature of the water sensed is below the set temperature. A complex greenhouse using waste heat, comprising a. Thermal environment control system.
상기 외부공기수용실의 외부를 둘러싸도록 형성된 냉수생성부케이스;
상기 냉수저장부온도감지부 및 상기 냉수생성실온도감지부에 의해 감지된 신호를 기초로 상기 냉수저장부의 냉수 온도가 설정 온도가 되도록 상기 냉수생성제어부의 제어하에 상기 외부공기수용실로 외부공기를 유입시키도록 작동되는 외부공기송풍팬; 및
상기 외부공기수용실의 온도를 감지하는 외기온도감지부;를 더 포함하고,
상기 냉수생성제어부는 상기 외기온도감지부와 상기 냉수생성실온도감지부에 감지된 감지신호를 기초로 검출된 온도 차이가 설정된 범위보다 작을 경우 외부공기송풍팬의 구동을 정지시키는 제어동작을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템.According to clause 13,
a cold water generator case formed to surround the outside of the external air receiving chamber;
External air is introduced into the external air receiving chamber under the control of the cold water generation control unit so that the cold water temperature of the cold water storage unit is at a set temperature based on the signal detected by the cold water storage unit temperature detection unit and the cold water production room temperature detection unit. an external air blowing fan operated to and
It further includes an external temperature sensing unit that detects the temperature of the external air receiving chamber,
The cold water generation control unit is configured to perform a control operation to stop the operation of the external air blowing fan when the temperature difference detected based on the detection signal detected by the external air temperature detection unit and the cold water production room temperature detection unit is smaller than a set range. A complex thermal environment control system for greenhouses using waste heat.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220122412A KR20240043385A (en) | 2022-09-27 | 2022-09-27 | Greenhouse complex thermal environment control system using waste heat |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220122412A KR20240043385A (en) | 2022-09-27 | 2022-09-27 | Greenhouse complex thermal environment control system using waste heat |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20240043385A true KR20240043385A (en) | 2024-04-03 |
Family
ID=90662708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220122412A KR20240043385A (en) | 2022-09-27 | 2022-09-27 | Greenhouse complex thermal environment control system using waste heat |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20240043385A (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100915701B1 (en) | 2009-04-10 | 2009-09-04 | 문감사 | Airconditioning apparatus of house using earth heat-heat pump |
KR20100134496A (en) | 2009-11-13 | 2010-12-23 | 유한회사 한마루에너지 | Heating and cooling system and using a heat pump |
KR101128173B1 (en) | 2011-07-06 | 2012-03-22 | 오석인 | An integrated cooling and heating system of the self supply type using the solar energy and the device |
-
2022
- 2022-09-27 KR KR1020220122412A patent/KR20240043385A/en unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100915701B1 (en) | 2009-04-10 | 2009-09-04 | 문감사 | Airconditioning apparatus of house using earth heat-heat pump |
KR20100134496A (en) | 2009-11-13 | 2010-12-23 | 유한회사 한마루에너지 | Heating and cooling system and using a heat pump |
KR101128173B1 (en) | 2011-07-06 | 2012-03-22 | 오석인 | An integrated cooling and heating system of the self supply type using the solar energy and the device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4378787A (en) | Solar heating system | |
US6705043B1 (en) | Closed market gardening greenhouse | |
CN102740683B (en) | Device for climate control of greenhouses | |
KR100915701B1 (en) | Airconditioning apparatus of house using earth heat-heat pump | |
CN206061687U (en) | A kind of greenhouse of active control soil air humiture | |
JP2011212010A (en) | Underground heat storage type heating and cooling apparatus | |
KR20100052427A (en) | Heating apparatus of house | |
KR102036006B1 (en) | Energy Saving Heat Pump Thermohygrostat for Plant Factory and its Control Method | |
JP3295056B2 (en) | Greenhouse | |
JP5116051B2 (en) | Greenhouse temperature and humidity management system and temperature and humidity management method | |
KR102035865B1 (en) | Carbon Dioxide Self Concentrating Type Heat Pump Thermohygrostat for Plant Factory and its Control Method | |
RU93208U1 (en) | GREENHOUSE WITH HEATED SOIL FROM SOLAR RADIATION ENERGY | |
KR102167938B1 (en) | Cultivation system under high and low temperature simultaneously | |
KR20240043385A (en) | Greenhouse complex thermal environment control system using waste heat | |
Cherif et al. | Enhancing crop yield in hydroponic greenhouses: Integrating latent heat storage and forced ventilation systems for improved thermal stratification | |
CN207317071U (en) | A kind of greenhouse collection regenerative apparatus | |
KR101303576B1 (en) | Soil heating apparatus using remainded Heat of house and heat pump | |
KR101021723B1 (en) | Self-supply integrated heating and cooling device | |
JP6547199B1 (en) | Cultivation facility air conditioner | |
JP2007195478A (en) | Facility for mushroom cultivation | |
JPH032121Y2 (en) | ||
CN207011346U (en) | A kind of warmhouse booth with temperature self-adaptation regulation and control | |
KR20240043386A (en) | Heat exchange apparatus for heat storage and cooling of greenhouse | |
CN114711067B (en) | Integrated greenhouse thermal environment regulation and control system and method | |
KR102581027B1 (en) | Anti-freeze type cold water production apparatus |