WO2013024962A1 - 태양열 및 지열을 이용한 온실 - Google Patents

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storage unit
supply pipe
water
foam liquid
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박청일
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Park Cheong Il
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    • Y02P60/12—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries using renewable energies, e.g. solar water pumping

Definitions

  • the present invention relates to greenhouses, and more particularly, to greenhouses that use solar and geothermal heat to reduce installation and maintenance costs.
  • Greenhouses are buildings that can grow plants freely by artificially controlling light, temperature, and humidity. Such a greenhouse may be maintained at a high internal temperature because the single-layer framing outer surface is surrounded by a transparent material such as a synthetic film, glass, and the like to transmit sunlight and solar heat, and outside air does not enter the inside. Due to this, the plants can be grown all year in the greenhouse, and the harvest can also be controlled.
  • the greenhouse since the outside temperature of the greenhouse lowers in winter, the internal heat of the greenhouse is easily lost. At this time, to increase the internal temperature of the greenhouse at night, the greenhouse is equipped with heating equipment such as a stove or a boiler. For this reason, installation cost and heating cost are excessively required.
  • the greenhouse temperature is increased more than necessary due to the intense direct sunlight and the high temperature of the outside temperature.
  • the vegetable is grown inside the greenhouse, the vegetable is subjected to high temperature damage. Because of this, attempts have been made to ventilate the greenhouse to reduce the increased internal temperature of the greenhouse, but the outside temperature of the greenhouse is too high to be effective.
  • the cooling equipment may be installed to lower the internal temperature of the greenhouse, but this also requires a considerable cost.
  • the internal temperature of the greenhouse is changing according to the change of the external environment, but accordingly, a considerable cost is required, and thus it is difficult to maintain the greenhouse.
  • the present invention is to provide a greenhouse using solar and geothermal heat that can easily maintain the internal temperature of the greenhouse easily.
  • the present invention is to provide a greenhouse using solar and geothermal heat that can reduce the cost of installation and maintenance by properly maintaining the internal temperature of the greenhouse.
  • the present invention is a greenhouse installed on the ground, the wall portion for forming a cultivation space for the plant on the ground (the wall is a north side wall installed to face the north side, and extending from both longitudinal sections of the north side wall toward the south side Includes sidewalls sloped to the ground);
  • a storage unit installed below the bottom surface of the growing space along the east-west direction of the north side wall to receive water and air;
  • a temperature control unit disposed over the entire inner side surface of the north side wall and configured to exchange heat with the cultivation space by allowing the water to be supplied from the storage unit and to be supplied again to the storage unit;
  • a water supply unit connecting the first end of the temperature control unit to the storage unit and supplying the water from the storage unit to the temperature control unit to flow along the temperature control unit;
  • a roof part disposed on an upper surface of the wall part to seal the planting space (the bubble is filled in the roof part).
  • the auxiliary temperature control unit is disposed on the bottom surface of the cultivation space along the edge of the bottom surface of the cultivation space, connecting the temperature control unit and the storage unit; And a branch part connecting a second end of the temperature control part to the auxiliary temperature control part and the storage part, and supplying water flowing along the temperature control part through the auxiliary temperature control part or directly to the storage part.
  • a greenhouse characterized by the above-mentioned.
  • the branching unit may include: a first branch pipe connected to a second end of the temperature adjusting unit and into which water flows along the temperature adjusting unit; A second branch pipe that connects the first branch pipe and the auxiliary temperature control unit and guides water introduced into the first branch pipe to the auxiliary temperature control unit; A bottom valve installed at the second branch pipe to open and close the second branch pipe; A third branch pipe that connects the first branch pipe and the storage part and guides water introduced into the first branch pipe to the storage part; And a storage valve installed at the third branch pipe to open and close the third branch pipe, wherein the bottom valve opens the second branch pipe and the storage valve closes the third branch pipe.
  • Water introduced into the first branch pipe is supplied only to the auxiliary temperature controller, and when the bottom valve closes the second branch pipe and the storage valve opens the third branch pipe,
  • the introduced water discloses a greenhouse, which is supplied only to the reservoir.
  • the storage unit cold water storage unit for storing the water for reducing the temperature of the cultivation space to reach a constant temperature; And a hot water storage unit located above the cold water storage unit and storing water for increasing the temperature of the cultivation space and reaching a constant temperature (the hot water storage unit stores water at a higher temperature than the cold water storage unit).
  • a greenhouse comprising a.
  • the upper surface of the cold water storage unit discloses a greenhouse, characterized in that located less than 2m from the bottom surface of the cultivation space.
  • the water of the temperature storage unit is disclosed in the greenhouse characterized in that flows along the temperature control unit and stored in the hot water storage unit.
  • the greenhouse discloses a greenhouse further comprising an air supply unit connecting the storage unit and the cultivation space and supplying air to the cultivation space.
  • the air supply unit is connected to the storage unit is disposed on the bottom surface of the cultivation space, a blower for directing the air of the storage unit to the cultivation space; And a discharge pipe connected to the blower and disposed on a bottom surface of the growing space, in which air of the storage part flows in and is discharged into the growing space (a plurality of discharge holes are formed on an outer circumferential surface of the discharge pipe, and the air of the storage part is And through the discharge holes).
  • the water supply unit the flow supply pipe connected to the first end of the temperature control unit;
  • a cold water supply pipe connecting the flow supply pipe to the lower portion of the cold water storage part;
  • the roof portion a roof body disposed on the upper surface of the wall portion to close the cultivation space (the foam space is formed in the interior of the roof body to accommodate the foam);
  • a foam liquid supply pipe inserted into the foam space and flowing foam liquid;
  • a foam liquid discharge pipe branched from the foam liquid supply pipe, and discharging the foam liquid into the foam space with the foam;
  • a foam liquid supply part connected to a first end of the foam liquid supply pipe and positioned to be adjacent to a south end of the roof body and supplying the foam liquid to the foam liquid supply pipe.
  • the foam liquid supply unit the reservoir containing the foam liquid;
  • a foam liquid pump connected to the first end of the foam liquid supply pipe and configured to guide the foam liquid of the reservoir to the foam liquid supply pipe;
  • An air compressor connected to an outer circumferential surface of the foam liquid supply pipe adjacent to the foam liquid pump to inject compressed air into the foam liquid supply pipe;
  • a foam liquid induction pipe connecting the storage tank and the foam space to guide the foam liquid in the foam space to the storage tank.
  • the foam liquid discharge tube is installed on the outer circumferential surface of the foam liquid discharge tube, it discloses a greenhouse characterized in that it comprises sprinklers for injecting the bubble into the foam space through the outer circumferential surface of the foam liquid discharge tube.
  • the greenhouse using the solar and geothermal heat according to the present invention includes a wall, a storage, a temperature control, a water supply and a roof.
  • the wall portion forming the cultivation space for the plant is inclined to the south side.
  • expensive materials for the wall portion are reduced, and especially in winter, solar heat transmitted to the cultivation space is stored in the wall portion, thereby improving thermal efficiency.
  • a storage unit for storing water is installed below the bottom surface (ie, underground) of the cultivation space, and a temperature control unit is installed in the wall part to be connected to the storage unit so that the water of the storage unit flows to exchange heat with the cultivation space.
  • the water is maintained at a temperature cooled or heated using geothermal heat, heat exchange is performed in the temperature control unit to maintain the temperature of the cultivation space in an appropriate state.
  • the roof part closes the cultivation space, and the bubble is filled to form a heat insulation layer that blocks cold air from the outside of the greenhouse during the winter night, and reduces the transmission of solar heat during the summer day, so that the temperature of the cultivation space is remarkable due to the solar heat Can be prevented from increasing. Therefore, the greenhouse according to the present invention can be maintained at an appropriate internal temperature regardless of the season and the outside temperature by the flow of water and air using solar and geothermal heat, thereby reducing the installation and maintenance costs of the greenhouse Has
  • FIG. 1 is a perspective view showing a greenhouse according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the interior of the wall part in the greenhouse shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the interior of the wall part in the greenhouse shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a side cross-sectional view illustrating the greenhouse shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a greenhouse 100 according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a perspective view showing the interior of the wall portion 101 in the greenhouse 100 shown in Figure 1
  • Figure 3 1 is a side sectional view showing the greenhouse 100 shown in FIG. 1.
  • the greenhouse 100 is the wall portion 101, the storage portion 102, the temperature control unit 103, the water supply unit 104 and the roof It includes a part 105, is installed on the ground 10 to lower the internal temperature of the greenhouse 100 in the summer season using solar and geothermal heat, and increases the internal temperature of the greenhouse 100 in the winter season.
  • the wall portion 101 is installed on the ground 10 to form a cultivation space 101a for the plant.
  • the bottom surface of the cultivation space (101a) is formed by digging out the soil of the ground 10, it can be lower than the ground (10).
  • the wall portion 101 may be made by using the bags, containing the excavated earth and sand.
  • the wall portion 101 includes a north side wall 111, side walls 112, and a south side wall 113.
  • the north side wall 111 is provided in the ground 10 so as to face the north side.
  • the side walls 112 extend from both longitudinal sections of the north side wall 111. At this time, the side walls 112 each have a shape inclined toward the ground 10 toward the south side, and is installed on the ground 10.
  • the south side wall 113 is installed on the ground 10 while being spaced apart from the north side wall 111 while connecting the side walls 112. At this time, the south side wall 113 has a height which is significantly lower than the north side wall 111 while facing the north side wall 111.
  • the south side wall 113 is installed on the bottom surface of the cultivation space (101a), the upper surface of the south side wall 113 is the ground (10) It may be located on the same plane as. In some cases, the south side wall 113 may not be installed.
  • Wall portion 101 as described above is made of a shape inclined to the south side, it is possible to increase the inflow of solar heat into the cultivation space (101a), in particular, it is possible to heat and warm the greenhouse 100 in winter, The installation cost according to the configuration of the wall portion 101 can be reduced compared to the greenhouse.
  • the storage unit 102 is installed below the bottom surface of the cultivation space 101a along the east-west direction of the north side wall 111. That is, the storage unit 102 is installed underground. At this time, the storage unit 102 is stored with water and air, the water and air is used to adjust the temperature of the cultivation space (101a). In addition, the storage unit 102 includes a cold water storage unit 121 and a hot water storage unit 122.
  • the cold water storage unit 121 stores water and air for reducing the temperature of the cultivation space 101a, and the water and air reach and maintain a temperature similar to the underground temperature.
  • the upper surface of the cold water storage unit 121 is located 2m or less from the bottom surface of the culture space (101a). At this time, except for the tropical and tropical regions, the temperature is generally maintained at 14 to 15 °C year-round below 2m underground. Because of this, the water of the cold water storage unit 121 may be kept low enough to reduce the temperature of the cultivation space (101a) even in summer.
  • the hot water storage unit 122 is located above the cold water storage unit 121 and stores water and air for increasing the temperature of the cultivation space 101a, and the water and air are not affected by the geothermal temperature. At this time, the portion in contact with the soil in the hot water storage unit 122 is wrapped with a heat insulating material. At this time, the water and air of the hot water storage unit 122 has a higher temperature than the water and air of the cold water storage unit 121. Water and air of the hot water storage unit 122 is mainly used in winter.
  • the temperature control unit 103 is disposed over the entire inner surface of the north side wall 111. At this time, the temperature control unit 103 is made of a tubular shape. In the present exemplary embodiment, the temperature adjusting unit 103 is disposed on the inner side surface of the north side wall 111 in a zigzag direction in the east-west direction, but is not limited thereto. It may be disposed on the inner side. In addition, the first end of the temperature control unit 103 is connected to the storage unit 102 through the north side wall 111, the second end of the temperature control unit 103 through the bottom surface of the cultivation space (101a) It is connected to the storage 102.
  • the water of the storage unit 102 is supplied to the temperature control unit 103 and flows along the temperature control unit 103 and then supplied to the storage unit 102 again. At this time, the water flowing along the temperature control unit 103 is heat-exchanged with the cultivation space (101a), may increase or decrease the temperature of the cultivation space (101a).
  • the water of the cold water storage unit 121 is supplied to the temperature control unit 103 and flows along the temperature control unit 103 to be supplied to the cold water storage unit 121. At this time, the temperature of the water of the cold water storage unit 121 supplied to the temperature control unit 103 is lower than the temperature of the cultivation space (101a).
  • the angle between the ground and the sun is high, so the sun's light shines on the northern wall only in the morning and in the evening.
  • the water may be supplied to the temperature control unit 103 and used to reduce the temperature of the cultivation space 101a.
  • the water of the hot water storage unit 122 is supplied to the temperature control unit 103 and flows along the temperature control unit 103 to be supplied to the hot water storage unit 122.
  • the angle between the ground and the sun is low, so that the sunlight shines on the north side wall, and the temperature control unit is long.
  • the temperature control unit 103 is heated by solar heat, the water flowing along the temperature control unit 103 and supplied to the hot water storage unit 122 again increases the temperature of the water in the hot water storage unit 122 that is already stored. Increase.
  • the hot water storage unit 122 maintains the increased temperature of the water by being insulated by the heat insulating material in contact with the soil.
  • the temperature of the cultivation space (101a) is lowered at night, the water of the hot water storage unit 122 flows along the temperature control unit 103, the heat exchange with the cultivation space (101a) is made.
  • the temperature of the cultivation space 101a increases. That is, the water having a high temperature during the day at night during the winter night when the temperature of the cultivation space 101a is lowered can be suppressed from lowering the temperature of the cultivation space 101a.
  • water flowing along the temperature control unit 103 may be selectively used from the cold water storage unit 121 or the hot water storage unit 122 according to the temperature of the cultivation space (101a) regardless of the season.
  • the temperature control unit 103 is made of black, the absorption of solar heat can be improved.
  • the water supply unit 104 connects the first end of the temperature control unit 103 and the storage unit 102.
  • the water supply unit 104 supplies the water of the storage unit 102 to the temperature control unit 103 to flow along the temperature control unit 103.
  • the water supply unit 104 includes a flow supply pipe 141, cold water supply pipe 142, cold water valve 143, hot water supply pipe 144, hot water valve 145, and the pump 146.
  • Flow supply pipe 141 is connected to the first end of the temperature control unit 103.
  • the cold water supply pipe 142 connects the flow supply pipe 141 to the lower portion of the cold water storage unit 121. Therefore, the water of the cold water storage unit 121 may be supplied to the temperature control unit 103 through the cold water supply pipe 142 and the flow supply pipe 141.
  • the cold water valve 143 is installed in the cold water supply pipe 142 to open and close the cold water supply pipe 142. Due to the opening and closing action of the cold water valve 143, the water of the cold water storage unit 121 may be selectively supplied to the temperature control unit 103. That is, the water in the cold water storage unit 121 may be supplied to the temperature control unit 103 through the cold water supply pipe 142 and the flow supply pipe 141 only when the cold water supply pipe 142 is opened by the cold water valve 143. Can be.
  • the hot water supply pipe 144 connects the flow supply pipe 141 to the lower portion of the hot water storage unit 122.
  • the water of the hot water storage unit 122 may be supplied to the temperature control unit 103 through the hot water supply pipe 144 and the flow supply pipe 141.
  • the hot water valve 145 is installed in the hot water supply pipe 144 to open and close the hot water supply pipe 144. Due to the opening and closing action of the hot water valve 145 as described above, the water of the hot water storage unit 122 may be selectively supplied to the temperature control unit 103. That is, the water of the hot water storage unit 122 may be supplied to the temperature control unit 103 through the hot water supply pipe 144 and the flow supply pipe 141 only when the hot water supply pipe 144 is opened by the hot water valve 145. Can be.
  • the pump 146 is positioned between the flow supply pipe 141 and the cold water supply pipe 142 and the hot water supply pipe 144 to push up the water in the cold water storage unit 121 or the water in the hot water storage unit 122. Induced by the temperature control unit 103 in the form. At this time, by operation of the cold water valve 143 and the hot water valve 145, only one of the cold water supply pipe 142 and the hot water supply pipe 144 is selectively opened. Thus, by the pump 146, the water is guided from the cold water storage unit 121 to the temperature control unit 103 through the cold water supply pipe 142 and the flow supply pipe 141, or hot water from the hot water storage unit 122 It is led to the temperature control unit 103 through the supply pipe 144 and the flow supply pipe 141.
  • the roof portion 105 is disposed on the upper surface of the wall portion 101 to close the cultivation space 101a.
  • the roof portion 105 is made of a transparent material such as vinyl, glass, and the like through the sunlight passes through the cultivation space (101a).
  • the cultivation space 101a is a temperature change by the sun.
  • the inside of the roof portion 105 is filled with bubbles.
  • the foam in combination with the roof portion 105, provides the warming or shading effect to the cultivation space 101a, and may block the transmission of sunlight through the roof portion 105.
  • the foam liquid means a liquid that generates foam.
  • the roof portion 105 includes a roof body 151, a foam liquid supply pipe 152, a foam liquid discharge pipe 153, and a foam liquid supply part 154.
  • the roof body 151 is disposed on the upper surface of the wall portion 101 to close the cultivation space 101a.
  • the roof body 151 forms inclined bars to form side surfaces so that triangles are continuously arranged between the pipes spaced apart from each other in the vertical direction, and a pad is attached to the lower surface of the roof body using a plastic wire spring. make sure that a transparent material such as this is fixed.
  • the upper surface of the roof body 151 may be opened and closed with a transparent material as needed.
  • the vinyl is wound on the pipe and is positioned on the south wall 113 so that the top surface of the roof body 151 is opened.
  • the pipe is moved toward the north side wall 111 to release the vinyl from the pipe so that the vinyl covers and closes the upper surface of the roof body 151.
  • Shanghai dong of the plastic pipe is made by operating the reduction motor.
  • a bubble space 151a is formed inside the roof body 151. Bubbles are filled in the bubble space 151a.
  • the foam liquid supply pipe 152 is inserted into the foam space 105a and disposed in parallel with the side wall 112 at the center of the foam space 105a. As a result, a flow path of the foam liquid is formed in the foam space 105a. At this time, the first end of the foam liquid supply pipe 152 is connected to the foam liquid supply unit 154, the second end is connected to the foam liquid discharge pipe 153.
  • the foam liquid discharge pipe 153 branches from the foam liquid supply pipe 152 and intersects with the foam supply pipe 152.
  • sprinkler 153a is installed on the outer circumferential surface of the foam liquid discharge pipe 153, and the foam liquid supplied to the foam liquid supply pipe 152 is bubble space 105a through the foam discharge pipe 153 and the sprinkler 153a. Sprayed into.
  • the foam liquid discharge pipe 153 is preferably located parallel to the north wall 111 while adjacent to the north side wall (111). For this reason, the roof body 151 is inclined to the south side by the wall portion 101, and due to the weight of the foam itself, the foam is evenly filled in the foam space 101a while flowing to the south side.
  • the foam liquid supply unit 154 stores the foam liquid and is positioned to be adjacent to the south end portion of the roof body 151.
  • the foam liquid supply unit 154 is connected to the first end of the foam liquid supply pipe 152 to supply the foam liquid to the foam liquid supply pipe 152.
  • the supply of the foam liquid is made continuously, the foam liquid is discharged into the foam through the sprinkler (153a) is filled in the foam space (105a).
  • the foam liquid supply unit 154 includes a reservoir 154a, a foam liquid pump 154b, an air compressor 154c, and a foam liquid induction pipe 154d.
  • the storage tank 154a accommodates the frothed liquid, and the frothed liquid is continuously discharged and introduced.
  • the foam liquid pump 154b is located inside the reservoir 154a or is located between the reservoir 154a and the foam liquid supply pipe 152 outside the reservoir 154a and is connected to the foam liquid supply pipe 152. At this time, the foam liquid pump 154b guides the foam liquid to the foam supply pipe 152 from the reservoir 154a. That is, due to the operation of the foam liquid pump 154b, the foam liquid flows into the foam liquid supply pipe 152.
  • the air compressor 154c is connected to the outer circumferential surface of the foam liquid supply pipe 152 adjacent to the foam liquid pump 154b to inject compressed air into the foam liquid supply pipe 152. At this time, the air compressor 154c is preferably located above the foam liquid pump 154b in consideration of the position of the foam space 105a. As a result, the generation of bubbles increases in the bubble liquid filled in the bubble space 105a.
  • the foam liquid induction pipe 154d connects the reservoir 154a and the foam space 105a. At this time, the foam liquid induction pipe 154d is disposed to be adjacent to the reservoir 154a. Because of this, since the roof body 151 is inclined to the south due to the side walls 112, the bubble filled in the bubble space 105a flows to the south along the roof body 151. At this time, the foam may be formed in the form of a foam liquid sag. This foam liquid is led from the foam space 105a to the reservoir 154a through the foam liquid induction pipe 154d. The foam liquid guided to the storage tank 154a is led to the foam liquid supply pipe 152 again by the foam liquid pump 154b and is discharged and filled into the foam space 105a by the foam.
  • the greenhouse 100 of the present invention may further include an auxiliary temperature control unit 106, a branching unit 107, and an air supply unit 108 to adjust the temperature of the cultivation space 101a.
  • the auxiliary temperature controller 106 is arranged on the bottom surface of the culture space 101a along the bottom edge of the culture space 101a to connect the temperature controller 103 and the storage 102. For this reason, the water flowing through the temperature control unit 103 may flow into the storage unit 102 after flowing along the auxiliary temperature control unit 106. At this time, the water flows into the auxiliary temperature control unit 106 and flows along the auxiliary temperature control unit 106 to perform heat exchange with the cultivation space 101a, thereby increasing or decreasing the temperature of the cultivation space 101a. .
  • the auxiliary temperature control unit 106 may be made of a flexible material such as vinyl that can be easily rolled up and unfolded. For this reason, the auxiliary temperature control unit 106 may be used to selectively heat exchange the water flowing along the temperature control unit 103 with the cultivation space (101a). In addition, the auxiliary temperature control unit 106 may also be made of a black tube, so that the absorption of solar heat can be made good.
  • Branch 107 connects the second end of the temperature control unit 103 to the auxiliary temperature control unit 106 and the storage unit 102. At this time, the branch 107 allows the water flowing along the temperature controller 103 to selectively flow along the auxiliary temperature controller 106. That is, the water flowing along the temperature control unit 103 may pass through the auxiliary temperature control unit 107 or directly enter the storage unit 102 by the branch unit 107.
  • the branch part 107 includes a first branch pipe 171, a second branch pipe 172, a bottom valve 173, a third branch pipe 174, and a storage valve 175.
  • the first branch pipe 171 is connected to the second end of the temperature control unit 103, the water flowing along the temperature control unit 103 flows into the first branch pipe 171.
  • the second branch pipe 172 connects the first branch pipe 171 and the auxiliary temperature control unit 106. In addition, the second branch pipe 172 guides water introduced into the first branch pipe 171 to the auxiliary temperature control unit 106.
  • the bottom valve 173 is provided on the second branch pipe 172 to open and close the second branch pipe 172. At this time, the bottom valve 173 allows the water introduced into the first branch pipe 171 to selectively enter the storage unit 102 through the auxiliary temperature control unit 106.
  • the third branch pipe 174 connects the first branch pipe 171 and the storage unit 102. In addition, the third branch pipe 174 guides the water introduced into the first branch pipe 171 to the storage unit 102.
  • the storage valve 175 is installed on the third branch pipe 175 to open and close the third branch pipe 174. At this time, the storage valve 175 selectively flows water introduced into the first branch pipe 171 directly into the storage unit 102.
  • the storage unit 102 Does not flow. At this time, the water is heated by solar heat in the temperature control unit 103, the storage unit 102 to maintain the temperature for heat exchange with the cultivation space (101a).
  • the air supply unit 108 connects the storage unit 102 and the cultivation space 101a through the bottom surface of the cultivation space 101a, and supplies air from the storage unit 102 to the cultivation space 101a. As a result, the temperature of the cultivation space 101a is increased or decreased. At this time, when the air of the storage unit 102 is supplied to the cultivation space (101a), the air of the corresponding cultivation space (101a) may be supplied to the storage unit (102).
  • the air supply unit 108 includes blowers 181 and discharge pipes 183.
  • the blowers 181 are connected to the storage unit 102 to direct air from the storage unit 102 to the cultivation space 101a. At this time, the blowers 181 are arranged on the bottom surface of the cultivation space 101a to be spaced apart from each other along the east-west direction of the north side wall 111. In addition, the blowers 181 may be selectively connected to the cold water storage unit 121 and the hot water storage unit 122 according to the temperature of the cultivation space (101a).
  • the discharge pipes 183 are connected to the blowers 181 and arranged in parallel on the bottom surface of the culture space 101a to be spaced apart from each other by the blowers 181.
  • a plurality of discharge holes 183a are formed at the outer circumferential surface of the discharge pipe 183, and the air guided to the discharge pipe 183 passes through the discharge holes 183a and is discharged to the cultivation space 101a.
  • the discharge pipe 183 is made of a flexible material such as vinyl may be arranged in the cultivation space (101a) as needed.
  • the air supply unit 108 supplies air from the storage unit 101 to the cultivation space 101a, it is preferable that the air supply unit 108 operates in a state in which the water level of the storage unit 102 is kept below a predetermined level.

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Abstract

본 발명은 지면에 설치되는 온실에 있어서, 상기 지면에 식물을 위한 재배공간을 형성하는 벽체부(상기 벽체부는 북측과 대향하도록 설치된 북측벽, 및 상기 북측벽의 양종단면으로부터 연장되어 남측을 향하여 상기 지면으로 경사진 측벽들을 포함한다); 상기 북측벽의 동서방향을 따라 상기 재배공간의 바닥면 아래에 설치되어, 물 및 공기를 수용하는 저장부; 상기 북측벽의 내측면 전체에 걸쳐 배치되고, 상기 물이 상기 저장부로부터 공급되어 상기 저장부에 다시 공급되도록 유동시켜 상기 재배공간과 열교환이 이루어지는 온도조절부; 상기 온도조절부의 제 1 종단과 상기 저장부를 연결하고, 상기 물을 상기 저장부로부터 상기 온도조절부로 공급하여 상기 온도조절부를 따라 유동시키는 물공급부; 및 상기 벽체부의 상면에 배치되어 상기 재배공간을 밀폐하는 지붕부(지붕부의 내부에는 거품이 충진된다)를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다. 상기와 같은 온실은 태양열과 지열을 이용하여 외부환경의 변화에도 식물의 재배공간을 일정한 온도로 유지하면서, 이에 따른 온실의 설비 및 유지 비용을 절감할 수 있다.

Description

태양열 및 지열을 이용한 온실
본 발명은 온실에 관한 것으로서, 특히, 태양열 및 지열을 이용하여 설비 및 유지 비용을 감소시키는 온실에 관한 것이다.
온실은 광선, 온도, 습도 등을 인공적으로 조절하여 식물을 자유롭게 재배할 수 있는 건축물이다. 이러한 온실은 단층의 골조 외면을 합성수지필름, 유리 등과 같은 투명한 재료로 둘러싸서 태양광 및 태양열을 투과시키고, 바깥 공기가 내부로 유입되지 않기 때문에 높은 내부 온도로 유지될 수도 있다. 이로 인해, 식물은 온실 내에서 일 년 내내 재배될 수 있고, 그 수확기도 조절될 수 있다.
하지만, 겨울철에 온실의 외부 온도가 낮아지기 때문에, 온실의 내부열이 쉽게 손실된다. 이때 밤에 온실의 내부 온도를 높이기 위해서는 온실에는 난로나 보일러와 같은 난방설비가 설치된다. 이로 인해, 설치비와 난방비가 과다하게 요구된다.
또한, 여름철에는 강렬한 직사광선 및 외부 온도의 고온화로 인해 온실의 내부 온도가 필요이상으로 증가된다. 이때 온실의 내부에서 과채류가 재배되는 경우, 과채류는 고온피해를 입게 된다. 이로 인해, 온실을 환기시켜 증가된 온실의 내부 온도를 감소시키고자 하는 시도가 있지만,온실의 외부 온도가 너무 높아서 그 실효성은 없다. 이때, 온실의 내부 온도를 낮추기 위하여 냉방설비가 설치될 수 있지만, 이 역시 상당한 비용이 요구된다.
따라서, 외부 환경의 변화에 따라, 온실의 내부 온도가 변하고 있지만, 이에 따라 상당한 비용이 요구되어 온실을 유지하는 데에 어려움을 겪고 있는 실정이다.
본 발명은 손쉽게 온실의 내부온도를 적절하게 유지시킬 수 있는 태양열 및 지열을 이용한 온실을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 온실의 내부온도를 적절하게 유지함에 따른 설비 및 유지 비용을 감소시킬 수 있는 태양열 및 지열을 이용한 온실을 제공하고자 한다.
본 발명은 지면에 설치되는 온실에 있어서, 상기 지면에 식물을 위한 재배공간을 형성하는 벽체부(상기 벽체부는 북측과 대향하도록 설치된 북측벽, 및 상기 북측벽의 양종단면으로부터 연장되어 남측을 향하여 상기 지면으로 경사진 측벽들을 포함한다); 상기 북측벽의 동서방향을 따라 상기 재배공간의 바닥면 아래에 설치되어, 물 및 공기를 수용하는 저장부; 상기 북측벽의 내측면 전체에 걸쳐 배치되고, 상기 물이 상기 저장부로부터 공급되어 상기 저장부에 다시 공급되도록 유동시켜 상기 재배공간과 열교환이 이루어지는 온도조절부; 상기 온도조절부의 제 1 종단과 상기 저장부를 연결하고, 상기 물을 상기 저장부로부터 상기 온도조절부로 공급하여 상기 온도조절부를 따라 유동시키는 물공급부; 및 상기 벽체부의 상면에 배치되어 상기 재배공간을 밀폐하는 지붕부(지붕부의 내부에는 거품이 충진된다)를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.
또한, 상기 온실은, 상기 재배공간의 바닥면의 가장자리를 따라 상기 재배공간의 바닥면 상에 배치되어, 상기 온도조절부와 상기 저장부를 연결하는 보조온도조절부; 및 상기 온도조절부의 제 2 종단을 상기 보조온도조절부 및 상기 저장부에 연결하고, 상기 온도조절부를 따라 유동한 물을 상기 보조온도조절부를 통하거나 직접 상기 저장부에 공급하는 분기부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.
또한, 상기 분기부는, 상기 온도조절부의 제 2 종단에 연결되고, 상기 온도조절부를 따라 유동한 물이 유입되는 제 1 분기관; 상기 제 1 분기관과 상기 보조온도조절부를 연결하고, 상기 제 1 분기관에 유입된 물을 상기 보조온도조절부로 유도하는 제 2 분기관; 상기 제 2 분기관에 설치되어 상기 제 2 분기관을 개폐하는 바닥밸브; 상기 제 1 분기관과 상기 저장부를 연결하고, 상기 제 1 분기관에 유입된 물을 상기 저장부로 유도하는 제 3 분기관; 및 상기 제 3 분기관에 설치되어 상기 제 3 분기관을 개폐하는 저장밸브를 포함하되, 상기 바닥밸브가 상기 제 2 분기관을 개방하고 상기 저장밸브가 상기 제 3 분기관을 폐쇄할 때, 상기 제 1 분기관에 유입된 물은 상기 보조온도조절부에만 공급되고, 상기 바닥밸브가 상기 제 2 분기관을 폐쇄하고 상기 저장밸브가 상기 제 3 분기관을 개방할 때, 상기 제 1 분기관에 유입된 물은 상기 저장부에만 공급되는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.
또한, 상기 저장부는, 상기 재배공간의 온도를 감소시키기 위한 물을 저장하고 일정한 온도에 도달시키는 냉수저장부; 및 상기 냉수저장부의 상측에 위치되고, 상기 재배공간의 온도를 증가시키기 위한 물을 저장하고 일정한 온도에 도달시키는 온수저장부(상기 온수저장부는 상기 냉수저장부보다 높은 온도의 물을 저장한다)를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.
또한, 상기 냉수저장부의 상면이 상기 재배공간의 바닥면으로부터 2m이하에 위치되는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.
또한, 상기 온도조절부가 태양열에 의해 가열된 후에, 상기 온도저장부의 물은 상기 온도조절부를 따라 유동하여 상기 온수저장부에 저장되는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.
또한, 상기 온실은, 상기 저장부와 상기 재배공간을 연결하고, 상기 저장부의 공기를 상기 재배공간으로 공급하는 공기공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.
또한, 상기 공기공급부는, 상기 저장부와 연결되어 상기 재배공간의 바닥면 상에 배치되고, 상기 저장부의 공기를 상기 재배공간으로 유도하는 송풍기; 및 상기 송풍기에 연결되어 상기 재배공간의 바닥면 상에 배치되고, 상기 저장부의 공기가 유입되어 상기 재배공간으로 배출되는 배출관(상기 배출관의 외주면에는 복수 개의 배출홀들이 형성되고, 상기 저장부의 공기는 상기 배출홀들을 통과한다)을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.
또한, 상기 물공급부는, 상기 온도 조절부의 제 1 종단에 연결되는 유동공급관; 상기 유동공급관을 상기 냉수저장부의 하부에 연결하는 냉수공급관;
상기 냉수공급관에 설치되어 상기 냉수공급관을 개폐하는 냉수밸브; 상기 유동공급관을 상기 온수저장부의 하부에 연결하는 온수공급관; 상기 온수공급관에 설치되어 상기 온수공급관을 개폐하는 온수밸브; 및 상기 유동공급관과 상기 냉수공급관 및 상기 온수공급관 사이에 위치되어, 상기 물을 상기 냉수저장부 또는 상기 온수저장부로부터 상기 유동공급관으로 유도하는 펌프를 포함하되, 상기 냉수공급관과 상기 온수공급관 중 하나는 개방되고 나머지 하나는 폐쇄되며, 상기 펌프는 상기 냉수저장부와 상기 온수저장부 중 하나로부터 상기 물을 상기 온도조절부에 공급하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.
또한, 상기 지붕부는, 상기 재배공간을 폐쇄하도록 상기 벽체부의 상면에 배치되는 지붕몸체(상기 지붕몸체의 내부에는 상기 거품을 수용하는 거품공간이 형성된다); 상기 거품공간에 삽입되어, 거품액이 유동하는 거품액공급관; 상기 거품액공급관으로부터 분기되어, 상기 거품액을 상기 거품으로 상기 거품공간으로 배출시키는 거품액배출관; 및 상기 거품액공급관의 제 1 종단과 연결되어 상기 지붕몸체의 남측 종단부에 인접하도록 위치되고, 상기 거품액공급관으로 상기 거품액을 공급하는 거품액공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.
또한, 상기 거품액공급부는, 상기 거품액이 수용되는 저장조; 상기 거품액공급관의 제 1 종단과 연결되고, 상기 저장조의 거품액을 상기 거품액공급관으로 유도하는 거품액펌프; 상기 거품액펌프에 인접한 상기 거품액공급관의 외주면과 연결되어 압축 공기를 거품액공급관에 주입하는 공기 압축기; 및 상기 저장조와 상기 거품공간을 연결하고, 상기 거품공간의 거품액을 상기 저장조로 유도하는 거품액유도관을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.
또한, 상기 거품액배출관은, 상기 거품액배출관의 외주면에 설치되어, 상기 거품액배출관의 외주면을 통해 상기 거품을 상기 거품공간으로 분사하는 스프링클러들을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실을 개시한다.
본 발명에 따른 태양열 및 지열을 이용한 온실은 벽체부, 저장부, 온도조절부, 물공급부 및 지붕부를 포함한다. 식물을 위한 재배공간을 형성하는 벽체부는 남측으로 경사진 형상으로 이루어진다. 이로 인해, 벽체부에 대한 고가의 자재가 감소되고, 특히 겨울철에는 재배공간으로 투과된 태양열이 벽체부에 저장되어 열효율을 높여준다. 또한, 재배공간의 바닥면 아래(즉, 지하)에는 물이 저장되는 저장부가 설치되고, 벽체부에는 저장부와 연결되어 저장부의 물이 유동하여 재배공간과 열교환이 이루어지는 온도조절부가 설치된다. 이로 인해, 물은 지열을 이용하여 냉각되거나 가온된 온도로 유지되고, 온도조절부에서 열교환이 이루어져 재배공간의 온도를 적절한 상태로 유지한다. 또한, 지붕부는 재배공간을 폐쇄하고, 거품이 충진되어 겨울철 밤에는 온실의 외부로부터 냉기를 차단하는 보온층을 형성하고, 여름철 낮에는 태양열의 투과를 감소시켜, 재배공간의 온도가 태양열로 인해 현저하게 증가하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 온실은 태양열과 지열을 이용하여 물과 공기의 유동으로 계절과 외부온도에 상관없이 적절한 내부온도로 유지될 수 있고, 이에 따른 온실의 설비 및 유지 비용을 감소시킬 수 있다는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온실을 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 온실에서 벽체부의 내부를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 온실을 도시하는 측단면도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온실(100)을 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 온실(100)에서 벽체부(101)의 내부를 도시하는 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 온실(100)을 도시하는 측단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온실(100)은 벽체부(101), 저장부(102), 온도조절부(103), 물공급부(104) 및 지붕부(105)를 포함하고, 지면(10)에 설치되어 태양열과 지열을 이용하여 여름철에는 온실(100)의 내부온도를 낮추고, 겨울철에는 온실(100)의 내부온도를 높여준다.
벽체부(101)는 지면(10)에 설치되어 식물을 위한 재배공간(101a)을 형성한다. 또한, 재배공간(101a)의 바닥면은 지면(10)의 토사를 파냄으로써 형성되어, 지면(10)보다 낮아질 수 있다. 이때, 벽체부(101)는 파낸 토사를 자루에 담고, 그 자루들을 이용하여 이루어질 수 있다. 또한, 벽체부(101)는 북측벽(111), 측벽(112)들 및 남측벽(113)을 포함한다.
북측벽(111)은 북측과 대향하도록 지면(10)에 설치된다. 측벽(112)들은 북측벽(111)의 양종단면으로부터 연장된다. 이때, 측벽(112)들은 각각 남측을 향하여 지면(10)으로 경사진 형상을 갖고, 지면(10)에 설치된다. 남측벽(113)은 측벽(112)들을 연결하면서 북측벽(111)과 이격된 상태로 지면(10)에 설치된다. 이때, 남측벽(113)은 북측벽(111)을 대향하면서 북측벽(111)보다 현저하게 낮은 높이를 갖는다. 또한, 재배공간(101a)의 바닥면이 지면(10)보다 낮은 경우, 남측벽(113)은 재배공간(101a)의 바닥면 상에 설치되어, 남측벽(113)의 상면은 지면(10)과 동일면 상에 위치될 수 있다. 경우에 따라, 남측벽(113)은 설치되지 않을 수도 있다.
상기와 같은 벽체부(101)는 남측으로 경사진 형상으로 이루어져, 재배공간(101a)에 태양열의 유입을 증가시킬 수 있고, 특히, 겨울철에는 온실(100)을 보온 및 가온할 수 있으며, 종래의 온실에 비하여 벽체부(101)의 구성에 따른 설치 비용을 감소시킬 수 있다.
저장부(102)는 북측벽(111)의 동서방향을 따라 재배공간(101a)의 바닥면 아래에 설치된다. 즉, 저장부(102)는 지하에 설치된다. 이때, 저장부(102)에는 물 및 공기가 저장되고, 물 및 공기는 재배공간(101a)의 온도를 조절하는 데에 이용된다. 또한, 저장부(102)는 냉수저장부(121)와 온수저장부(122)를 포함한다.
냉수저장부(121)는 재배공간(101a)의 온도를 감소시키기 위한 물과 공기를 저장하고, 물과 공기는 지하의 지온과 유사한 온도에 도달하여 유지된다. 특히, 냉수저장부(121)의 상면은 재배공간(101a)의 바닥면으로부터 2m이하에 위치된다. 이때, 한대지역과 열대지역을 제외하고는 통상적으로 지하 2m이하에서는 연중 지온이 14 내지 15℃로 유지된다. 이로 인해, 냉수저장부(121)의 물은 여름철에도 재배공간(101a)의 온도를 감소시킬 수 있는 정도로 낮게 유지될 수 있다.
온수저장부(122)는 냉수저장부(121)의 상측에 위치되고, 재배공간(101a)의 온도를 증가시키기 위한 물과 공기를 저장하며, 물과 공기는 지온의 영향을 받지 않는다. 이때, 온수저장부(122)에서 토사와 접촉되는 부분은 단열재로 감싸인다. 이때, 온수저장부(122)의 물과 공기는 냉수저장부(121)의 물과 공기보다 높은 온도를 갖는다. 온수저장부(122)의 물과 공기는 주로 겨울철에 이용된다.
온도조절부(103)는 북측벽(111)의 내측면 전체에 걸쳐 배치된다. 이때, 온도조절부(103)는 관 형상으로 이루어진다. 본 실시예에서는 온도 조절부(103)는 동서방향으로 지그재그로 북측벽(111)의 내측면에 배치되어 있으나, 이에 한정되지 않고 상하방향 또는 사선방향 등 다양한 방향으로 지그재그로 북측벽(111)의 내측면에 배치될 수 있다. 또한, 온도조절부(103)의 제 1 종단은 북측벽(111)을 통해 저장부(102)와 연결되고, 온도조절부(103)의 제 2 종단은 재배공간(101a)의 바닥면을 통해 저장부(102)와 연결된다.
저장부(102)의 물은 온도조절부(103)에 공급되어 온도조절부(103)를 따라 유동하다가 다시 저장부(102)에 공급된다. 이때, 온도조절부(103)를 따라 유동하는 물은 재배공간(101a)과 열교환이 이루어져, 재배공간(101a)의 온도를 증가시키기도 하고 감소시키기도 한다.
예를 들어, 여름철의 경우에는 냉수저장부(121)의 물이 온도조절부(103)에 공급되어 온도조절부(103)를 따라 유동하여 냉수저장부(121)에 공급된다. 이때, 온도조절부(103)에 공급되는 냉수저장부(121)의 물의 온도는 재배공간(101a)의 온도보다 낮은 상태이다. 여름철에는 지면과 태양의 각도가 높아서 태양빛이 북측벽면을 비추는 시간이 아침때와 저녁때뿐이어서 온도조절부를 가열하는 시간이 극히 짧다.
이로 인해, 온도조절부(103)를 따라 유동하는 물과 재배공간(101a)의 공기 사이에는 열교환이 이루어져, 재배공간(101a)의 온도는 낮아지게 된다. 또한, 물은 냉수저장부(121)에 저장되어 냉각된 후에, 다시 온도조절부(103)에 공급되어 재배공간(101a)의 온도를 감소시키는 데에 이용될 수 있다.
또한, 겨울철의 경우에는 온수저장부(122)의 물이 온도조절부(103)에 공급되어 온도조절부(103)를 따라 유동하여 온수저장부(122)에 공급된다. 겨울철에는 지면과 태양의 각도가 낮아서 태양빛이 북측벽을 비추는 시간이 많고 온도조절부를 가온 하는 시간이 길다.
낮에는 온도조절부(103)가 태양열에 의해 가열되기 때문에, 온도조절부(103)를 따라 유동하여 온수저장부(122)에 다시 공급된 물은 이미 저장된 온수저장부(122)의 물의 온도를 증가시킨다. 온수저장부(122)는 토사와 접촉된 부분이 단열재에 의해 단열됨으로써, 물의 증가된 온도를 유지한다. 한편, 밤에는 재배공간(101a)의 온도가 낮아지기에, 온수저장부(122)의 물은 온도조절부(103)를 따라 유동하고, 재배공간(101a)과의 열교환이 이루어진다. 이때, 온수저장부(122)의 물이 재배공간(101a)보다 높은 온도를 갖기 때문에, 재배공간(101a)의 온도는 증가한다. 즉, 재배공간(101a)의 온도가 낮아지는 겨울철 밤에는 태양열을 이용하여 낮에 온도가 높아진 물은 재배공간(101a)의 온도가 낮아지는 것을 억제할 수 있다.
한편, 온도조절부(103)를 따라 유동하는 물은 계절에 상관없이 재배공간(101a)의 온도에 따라 냉수저장부(121) 또는 온수저장부(122)로부터 선택적으로 이용할 수 있다. 또한, 온도조절부(103)는 흑색으로 이루어져, 태양열의 흡수가 향상될 수 있다.
물공급부(104)는 온도조절부(103)의 제 1 종단과 저장부(102)를 연결한다. 이때, 물공급부(104)는 저장부(102)의 물을 온도조절부(103)에 공급하여 온도조절부(103)를 따라 유동하도록 한다. 또한, 물공급부(104)는 유동공급관(141), 냉수공급관(142), 냉수밸브(143), 온수공급관(144), 온수밸브(145), 및 펌프(146)를 포함한다.
유동공급관(141)은 온도조절부(103)의 제 1 종단에 연결된다.
냉수공급관(142)은 유동공급관(141)을 냉수저장부(121)의 하부에 연결한다. 이로 인해, 냉수저장부(121)의 물은 냉수공급관(142) 및 유동공급관(141)을 통해 온도조절부(103)에 공급될 수 있다.
냉수밸브(143)는 냉수공급관(142)에 설치되어, 냉수공급관(142)을 개폐한다. 상기와 같은 냉수밸브(143)의 개폐작용으로 인해, 냉수저장부(121)의 물은 선택적으로 온도조절부(103)에 공급될 수 있다. 즉, 냉수공급관(142)이 냉수밸브(143)에 의해 개방된 상태에서만 냉수저장부(121)의 물은 냉수공급관(142) 및 유동공급관(141)을 통해 온도조절부(103)에 공급될 수 있다.
온수공급관(144)은 유동공급관(141)을 온수저장부(122)의 하부에 연결한다. 이로 인해, 온수저장부(122)의 물은 온수공급관(144) 및 유동공급관(141)을 통해 온도조절부(103)에 공급될 수 있다.
온수밸브(145)는 온수공급관(144)에 설치되어, 온수공급관(144)을 개폐한다. 상기와 같은 온수밸브(145)의 개폐작용으로 인해, 온수저장부(122)의 물은 선택적으로 온도조절부(103)에 공급될 수 있다. 즉, 온수공급관(144)이 온수밸브(145)에 의해 개방된 상태에서만 온수저장부(122)의 물은 온수공급관(144) 및 유동공급관(141)을 통해 온도조절부(103)에 공급될 수 있다.
펌프(146)는 유동공급관(141)과 냉수공급관(142) 및 온수공급관(144) 사이에 위치되어, 물을 냉수저장부(121)의 물, 또는 온수저장부(122)의 물을 밀어올리는 형태로 온도조절부(103)로 유도한다. 이때, 냉수밸브(143) 및 온수 밸브(145)의 작동으로, 냉수공급관(142) 및 온수공급관(144) 중 하나만이 선택적으로 개방된다. 이로 인해, 펌프(146)에 의해, 물은 냉수저장부(121)로부터 냉수공급관(142)과 유동공급관(141)을 통해 온도조절부(103)으로 유도되거나, 온수저장부(122)로부터 온수공급관(144)와 유동공급관(141)을 통해 온도조절부(103)으로 유도된다.
지붕부(105)는 벽체부(101)의 상면에 배치되어 재배공간(101a)을 폐쇄한다. 이때, 지붕부(105)는 비닐, 유리 등과 같은 투명한 재질로 이루어져, 태양광이 투과하여 재배공간(101a)의 내부에 도달한다. 이로 인해, 재배공간(101a)은 태양에 의한 온도변화가 이루어진다. 또한, 지붕부(105)의 내부에는 거품이 충진된다. 거품은 지붕부(105)와 조합하여 재배공간(101a)에 보온효과 또는 차광효과를 제공하고, 지붕부(105)를 통한 태양광의 투과를 차단하기도 한다. 또한, 거품에는 흑색 등과 같은 색상이 추가되는 경우, 태앙광의 투과를 차단하는 성능이 향상될 수도 있다. 그래서 여름철에는 태양열로 인해 재배공간(101a)의 온도가 현저하게 증가하는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 거품액은 거품을 발생시키는 액체를 의미한다. 또한, 지붕부(105)는 지붕몸체(151), 거품액공급관(152), 거품액배출관(153) 및 거품액공급부(154)를 포함한다.
지붕몸체(151)는 재배공간(101a)을 폐쇄하도록 벽체부(101)의 상면에 배치된다. 또한, 지붕몸체(151)는 상하방향으로 상호 간에 이격된 파이프들 사이에 연속적으로 삼각형이 배열되도록 경사진 바아(bar)들을 배치하여 측면들을 형성하고, 하면에는 패드를 붙이고 철사스프링을 이용하여 비닐 등과 같은 투명한 재질이 고정되도록 한다. 한편, 지붕몸체(151)의 상면은 필요에 따라 투명한 재질로 개폐될 수 있다. 예를 들어, 비닐이 파이프에 감긴 상태에서 남측벽(113) 상에 위치되어, 지붕몸체(151)의 상면은 개방된다. 이때, 파이프를 북측벽(111)을 향해 이동시켜 비닐을 파이프로부터 풀리도록 하여, 비닐이 지붕몸체(151)의 상면을 덮어 폐쇄시키도록 한다. 상기 비닐이 감겨진 파이프의 상하이동은 감속모터를 작동으로 이루어 진다. 이로 인해, 지붕몸체(151)의 내부에는 거품공간(151a)이 형성된다. 거품공간(151a)에는 거품이 충진 된다.
거품액공급관(152)은 거품공간(105a)에 삽입되어 거품공간(105a)의 중앙에 측벽(112)과 평행하도록 배치된다. 이로 인해, 거품공간(105a)에는 거품액의 유동 경로가 형성된다. 이때, 거품액공급관(152)의 제 1 종단은 거품액공급부(154)와 연결되고, 제 2 종단은 거품액배출관(153)과 연결된다.
거품액배출관(153)은 거품액공급관(152)으로부터 분기되어 거품공급관(152)과 교차한다. 또한, 거품액배출관(153)의 외주면에는 스프링클러(153a)들이 설치되는데, 거품액공급관(152)에 공급된 거품액은 거품 배출관(153)과 스프링클러(153a)들을 통해 거품으로 거품공간(105a)으로 분사된다. 이때, 거품액 배출관(153)은 북측벽(111)에 인접하면서 북측벽(111)과 평행하도록 위치되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 벽체부(101)에 의해 지붕몸체(151)가 남측으로 경사지고, 거품 자체의 무게와 때문에, 거품은 남측으로 유동하면서 거품공간(101a)에 고르게 충진된다.
거품액공급부(154)는 거품액을 저장하고, 지붕몸체(151)의 남측 종단부에 인접하도록 위치된다. 거품액공급부(154)는 거품액공급관(152)의 제 1 종단과 연결되어, 거품액을 거품액공급관(152)으로 공급한다. 이러한 거품액의 공급이 지속적으로 이루어져, 거품액은 스프링클러(153a)들을 통해 거품으로 배출되어 거품공간(105a)에 충진 된다. 또한, 거품액공급부(154)는 저장조(154a), 거품액펌프(154b), 공기압축기(154c) 및 거품액유도관(154d)을 포함한다.
저장조(154a)는 거품액을 수용하고, 거품액의 배출과 유입이 지속적으로 이루어진다.
거품액펌프(154b)는 저장조(154a)의 내부에 위치되거나 저장조(154a)의 외부에서는 저장조(154a)와 거품액공급관(152) 사이에 위치되어, 거품액공급관(152)과 연결된다. 이때, 거품액펌프(154b)는 거품액을 저장조(154a)로부터 거품공급관(152)으로 밀어 올리는 형태로 유도한다. 즉, 거품액펌프(154b)의 작동으로 인해, 거품액이 거품액공급관(152)으로 유입된다.
공기압축기(154c)는 거품액펌프(154b)에 인접한 거품액공급관(152)의 외주면에 연결되어, 압축공기를 거품액공급관(152)에 주입한다. 이때, 공기압축기(154c)는 거품공간(105a)의 위치를 고려하면 거품액펌프(154b)의 상측에 위치되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 거품공간(105a)에 충진되는 거품액에서 거품의 발생이 증가하게 된다.
거품액유도관(154d)은 저장조(154a)와 거품공간(105a)을 연결한다. 이때, 거품액유도관(154d)은 저장조(154a)와 인접하도록 배치된다. 이로 인해, 지붕몸체(151)가 측벽(112)들로 인해 남측으로 경사진 상태이기 때문에, 거품공간(105a)에 충진된 거품은 지붕몸체(151)를 따라 남측으로 유동한다. 이때, 거품은 사그라져 거품액의 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 거품액은 거품액유도관(154d)을 통해 거품공간(105a)으로부터 저장조(154a)로 유도된다. 저장조(154a)로 유도된 거품액은 거품액펌프(154b)에 의해 다시 거품액공급관(152)으로 유도되어 거품으로 거품공간(105a)에 배출되어 충진 된다.
한편, 본 발명의 온실(100)은 재배공간(101a)의 온도를 조절하기 위하여, 보조온도조절부(106), 분기부(107) 및 공기공급부(108)를 더 포함할 수도 있다.
보조온도조절부(106)는 재배공간(101a)의 바닥면 가장자리를 따라 재배공간(101a)의 바닥면 상에 배열되어 온도조절부(103)와 저장부(102)를 연결한다. 이로 인해, 온도조절부(103)를 유동한 물은 보조온도조절부(106)를 따라 유동한 후에 저장부(102)에 유입되기도 한다. 이때, 물은 보조온도조절부(106)에 유입되어 보조온도조절부(106)를 따라 유동하면서 재배공간(101a)과 열교환이 이루어져, 재배공간(101a)의 온도를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
한편, 보조온도조절부(106)는 손쉽게 감았다가 펼칠 수 있는 비닐 등과 같은 플렉서블한 재료로 이루어질 수 있다. 이로 인해, 보조온도조절부(106)는 선택적으로 온도조절부(103)를 따라 유동한 물을 재배공간(101a)과 열교환이 이루어지는데 이용될 수 있다. 또한, 보조온도조절부(106)도 흑관으로 이루어져, 태양열의 흡수가 양호하게 이루어지도록 할 수 있다.
분기부(107)는 온도조절부(103)의 제 2 종단을 보조온도조절부(106) 및 저장부(102)를 연결한다. 이때, 분기부(107)는 온도조절부(103)를 따라 유동한 물을 선택적으로 보조온도조절부(106)을 따라 유동하도록 한다. 즉, 온도조절부(103)를 따라 유동한 물은 분기부(107)에 의해 보조온도조절부(107)를 통과하거나 직접 저장부(102)에 유입될 수 있다. 또한, 분기부(107)는 제 1 분기관(171), 제 2 분기관(172), 바닥밸브(173), 제 3 분기관(174) 및 저장밸브(175)를 포함한다.
제 1 분기관(171)은 온도조절부(103)의 제 2 종단에 연결되고, 온도조절부(103)를 따라 유동한 물이 제 1 분기관(171)에 유입된다.
제 2 분기관(172)은 제 1 분기관(171)과 보조온도조절부(106)를 연결한다. 또한, 제 2 분기관(172)은 제 1 분기관(171)에 유입된 물을 보조온도조절부(106)로 유도한다.
바닥밸브(173)는 제 2 분기관(172) 상에 설치되어, 제 2 분기관(172)을 개폐한다. 이때, 바닥밸브(173)는 제 1 분기관(171)에 유입된 물을 선택적으로 보조온도조절부(106)를 통해 저장부(102)에 유입되도록 한다.
제 3 분기관(174)은 제 1 분기관(171)과 저장부(102)를 연결한다. 또한, 제 3 분기관(174)은 제 1 분기관(171)에 유입된 물을 저장부(102)로 유도한다.
저장밸브(175)는 제 3 분기관(175) 상에 설치되어, 제 3 분기관(174)을 개폐한다. 이때, 저장밸브(175)는 제 1 분기관(171)에 유입된 물을 선택적으로 직접 저장부(102)에 유입되도록 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 분기부(107)에서 바닥밸브(173)와 저장 밸브(175)의 선택적인 개폐가 보조온도조절부(106)의 이용을 구현한다.
바닥밸브(173)가 제 2 분기관(172)을 개방하고 저장밸브(175)가 제 3 분기관(174)을 폐쇄할 때에는 제 1 분기관(171)에 유입된 물은 보조온도조절부(106)에만 공급된다. 반면에, 바닥밸브(173)가 제 2 분기관(172)을 폐쇄하고 저장밸브(175)가 제 3 분기관(174)을 개방할 때에는 제 1 분기관(171)에 유입된 물은 저장부(102)에만 공급된다.
한편, 바닥밸브(173)가 제 2 분기관(172)을 폐쇄하고 저장밸브(175)가 제 3 분기관(174)을 폐쇄한 상태에서, 펌프(143)가 작동하지 않으면, 저장부(102)의 물이 유동하지 않는다. 이때, 물은 온도조절부(103)에서는 태양열에 의해 가열되기도 하고, 저장부(102)에서는 재배공간(101a)과 열교환을 위한 온도를 유지하게 된다.
공기공급부(108)는 재배공간(101a)의 바닥면을 통해 저장부(102)와 재배공간(101a)을 연결하고, 저장부(102)의 공기를 재배공간(101a)으로 공급한다. 이로 인해, 재배공간(101a)의 온도가 증가되거나 감소된다. 이때, 저장부(102)의 공기가 재배공간(101a)으로 공급될 때, 상응하는 재배공간(101a)의 공기가 저장부(102)에 공급되기도 한다. 또한, 공기공급부(108)는 송풍기(181)들과 배출관(183)들을 포함한다.
송풍기(181)들은 저장부(102)에 연결되어 저장부(102)의 공기를 재배공간(101a)으로 유도한다. 이때, 송풍기(181)들은 북측벽(111)의 동서방향을 따라 상호 간에 이격되도록 재배공간(101a)의 바닥면 상에 배열된다. 또한, 송풍기(181)들은 재배공간(101a)의 온도에 따라 냉수저장부(121)와 온수저장부(122)에 선택적으로 연결될 수 있다.
배출관(183)들은 송풍기(181)들에 각각 연결되어 송풍기(181)들에 의해 상호 간에 이격되도록 재배공간(101a)의 바닥면 상에서 평행하게 배열된다. 또한, 배출관(183)의 외주면에는 복수 개의 배출홀(183a)들이 형성되어, 배출관(183)으로 유도된 공기는 배출홀(183a)들을 통과하여, 재배공간(101a)으로 배출된다. 이때, 배출관(183)들은 비닐 등과 같은 플렉서블한 재질로 이루어져 필요에 따라 재배공간(101a)에 배치되도록 할 수 있다.
한편, 공기공급부(108)는 저장부(101)의 공기를 재배공간(101a)으로 공급하기에, 저장부(102)의 수위가 일정 수준 이하로 확보한 상태로 작동하는 것이 바람직하다.
이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. 또한, 특허청구범위의 기재 중 괄호 내의 기재는 기재의 불명료함을 방지하기 위한 것이며, 특허청구범위의 권리범위는 괄호 내의 기재를 모두 포함하여 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 지면에 설치되는 온실에 있어서,
    상기 지면에 식물을 위한 재배공간을 형성하는 벽체부(상기 벽체부는 북측과 대향하도록 설치된 북측벽, 및 상기 북측벽의 양종단면으로부터 연장되어 남측을 향하여 상기 지면으로 경사진 측벽들을 포함한다);
    상기 북측벽의 동서방향을 따라 상기 재배공간의 바닥면 아래에 설치되어, 물 및 공기를 수용하는 저장부;
    상기 북측벽의 내측면 전체에 걸쳐 배치되고, 상기 물이 상기 저장부로부터 공급되어 상기 저장부에 다시 공급되도록 유동시켜 상기 재배공간과 열교환이 이루어지는 온도조절부;
    상기 온도조절부의 제 1 종단과 상기 저장부를 연결하고, 상기 물을 상기 저장부로부터 상기 온도조절부로 공급하여 상기 온도조절부를 따라 유동시키는 물공급부; 및
    상기 벽체부의 상면에 배치되어 상기 재배공간을 밀폐하는 지붕부(지붕부의 내부에는 거품이 충진된다)를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 온실은,
    상기 재배공간의 바닥면의 가장자리를 따라 상기 재배공간의 바닥면 상에 배치되어, 상기 온도조절부와 상기 저장부를 연결하는 보조온도조절부; 및
    상기 온도조절부의 제 2 종단을 상기 보조온도조절부 및 상기 저장부에 연결하고, 상기 온도조절부를 따라 유동한 물을 상기 보조온도조절부를 통하거나 직접 상기 저장부에 공급하는 분기부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온실.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 분기부는,
    상기 온도조절부의 제 2 종단에 연결되고, 상기 온도조절부를 따라 유동한 물이 유입되는 제 1 분기관;
    상기 제 1 분기관과 상기 보조온도조절부를 연결하고, 상기 제 1 분기관에 유입된 물을 상기 보조온도조절부로 유도하는 제 2 분기관;
    상기 제 2 분기관에 설치되어 상기 제 2 분기관을 개폐하는 바닥밸브;
    상기 제 1 분기관과 상기 저장부를 연결하고, 상기 제 1 분기관에 유입된 물을 상기 저장부로 유도하는 제 3 분기관; 및
    상기 제 3 분기관에 설치되어 상기 제 3 분기관을 개폐하는 저장밸브를 포함하되,
    상기 바닥밸브가 상기 제 2 분기관을 개방하고 상기 저장밸브가 상기 제 3 분기관을 폐쇄할 때, 상기 제 1 분기관에 유입된 물은 상기 보조온도조절부에만 공급되고,
    상기 바닥밸브가 상기 제 2 분기관을 폐쇄하고 상기 저장밸브가 상기 제 3 분기관을 개방할 때, 상기 제 1 분기관에 유입된 물은 상기 저장부에만 공급되는 것을 특징으로 하는 온실.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 저장부는,
    상기 재배공간의 온도를 감소시키기 위한 물을 저장하고 일정한 온도에 도달시키는 냉수저장부; 및
    상기 냉수저장부의 상측에 위치되고, 상기 재배공간의 온도를 증가시키기 위한 물을 저장하고 일정한 온도에 도달시키는 온수저장부(상기 온수저장부는 상기 냉수저장부보다 높은 온도의 물을 저장한다)를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 냉수저장부의 상면이 상기 재배공간의 바닥면으로부터 2m이하에 위치되는 것을 특징으로 하는 온실.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 온도조절부가 태양열에 의해 가열된 후에, 상기 온도저장부의 물은 상기 온도조절부를 따라 유동하여 상기 온수저장부에 저장되는 것을 특징으로 하는 온실.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 온실은,
    상기 저장부와 상기 재배공간을 연결하고, 상기 저장부의 공기를 상기 재배공간으로 공급하는 공기공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온실.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 공기공급부는,
    상기 저장부와 연결되어 상기 재배공간의 바닥면 상에 배치되고, 상기 저장부의 공기를 상기 재배공간으로 유도하는 송풍기; 및
    상기 송풍기에 연결되어 상기 재배공간의 바닥면 상에 배치되고, 상기 저장부의 공기가 유입되어 상기 재배공간으로 배출되는 배출관(상기 배출관의 외주면에는 복수 개의 배출홀들이 형성되고, 상기 저장부의 공기는 상기 배출홀들을 통과한다)을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실.
  9. 제 4 항에 있어서, 상기 물 공급부는,
    상기 온도 조절부의 제 1 종단에 연결되는 유동공급관;
    상기 유동공급관을 상기 냉수저장부의 하부에 연결하는 냉수공급관;
    상기 냉수공급관에 설치되어 상기 냉수공급관을 개폐하는 냉수밸브;
    상기 유동공급관을 상기 온수저장부의 하부에 연결하는 온수공급관;
    상기 온수공급관에 설치되어 상기 온수공급관을 개폐하는 온수밸브; 및
    상기 유동공급관과 상기 냉수공급관 및 상기 온수공급관 사이에 위치되어, 상기 물을 상기 냉수저장부 또는 상기 온수저장부로부터 상기 유동공급관으로 유도하는 펌프를 포함하되,
    상기 냉수공급관과 상기 온수공급관 중 하나는 개방되고 나머지 하나는 폐쇄되며,
    상기 펌프는 상기 냉수저장부와 상기 온수저장부 중 하나로부터 상기 물을 상기 온도조절부에 공급하는 것을 특징으로 하는 온실.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 지붕부는,
    상기 재배공간을 폐쇄하도록 상기 벽체부의 상면에 배치되는 지붕몸체(상기 지붕몸체의 내부에는 상기 거품을 수용하는 거품공간이 형성된다);
    상기 거품공간에 삽입되어, 거품액이 유동하는 거품액공급관;
    상기 거품액공급관으로부터 분기되어, 상기 거품액을 상기 거품으로 상기 거품공간으로 배출시키는 거품액배출관; 및
    상기 거품액공급관의 제 1 종단과 연결되어 상기 지붕몸체의 남측 종단부에 인접하도록 위치되고, 상기 거품액공급관으로 상기 거품액을 공급하는 거품액공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 거품액공급부는,
    상기 거품액이 수용되는 저장조;
    상기 거품액공급관의 제 1 종단과 연결되고, 상기 저장조의 거품액을 상기 거품액공급관으로 유도하는 거품액펌프;
    상기 거품액펌프에 인접한 상기 거품액공급관의 외주면과 연결되어 압축 공기를 거품액공급관에 주입하는 공기 압축기; 및
    상기 저장조와 상기 거품공간을 연결하고, 상기 거품공간의 거품액을 상기 저장조로 유도하는 거품액유도관을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 거품액배출관은,
    상기 거품액배출관의 외주면에 설치되어, 상기 거품액배출관의 외주면을 통해 상기 거품을 상기 거품공간으로 분사하는 스프링클러들을 포함하는 것을 특징으로 하는 온실.
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