WO2024101613A1 - 모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템 - Google Patents

모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템 Download PDF

Info

Publication number
WO2024101613A1
WO2024101613A1 PCT/KR2023/012679 KR2023012679W WO2024101613A1 WO 2024101613 A1 WO2024101613 A1 WO 2024101613A1 KR 2023012679 W KR2023012679 W KR 2023012679W WO 2024101613 A1 WO2024101613 A1 WO 2024101613A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cultivation
unit
crop
heating
air
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/012679
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김진섭
동관도
한승현
Original Assignee
농업회사법인 주식회사 도크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 농업회사법인 주식회사 도크 filed Critical 농업회사법인 주식회사 도크
Publication of WO2024101613A1 publication Critical patent/WO2024101613A1/ko

Links

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
    • A01G9/14—Greenhouses
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/02—Ducting arrangements
    • 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
    • F24F3/044—Systems in which all treatment is given in the central station, i.e. all-air systems
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Forestry; Mining
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16Y—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y10/00—Economic sectors
    • G16Y10/05—Agriculture
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16Y—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y20/00—Information sensed or collected by the things
    • G16Y20/10—Information sensed or collected by the things relating to the environment, e.g. temperature; relating to location
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16Y—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y40/00—IoT characterised by the purpose of the information processing
    • G16Y40/10—Detection; Monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties
    • F24F2110/65—Concentration of specific substances or contaminants
    • F24F2110/72—Carbon monoxide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Definitions

  • the present invention relates to a crop cultivation system using a modular cultivation room, and more specifically, in cultivating crops using cultivation houses such as greenhouses, plant factories, and smart farms, by minimizing space waste inside the cultivation house. This is to reduce cultivation costs and improve energy efficiency.
  • the present invention constructs a modular cultivation room for cultivating target crops inside a cultivation house, and ensures that the interior of the modular cultivation room is spatially blocked and sealed from the interior of the cultivation house, thereby producing target crops that require cooling, heating, and air conditioning.
  • This relates to a crop cultivation system using a modular cultivation room that can minimize the cultivation space.
  • Greenhouse-type houses such as vinyl greenhouses and glass greenhouses are mainly used for promoting or suppressing cultivation or for growing tropical plants, and are used for crop cultivation by artificially controlling the main growth environment of plants, such as light, temperature, and humidity. It is designed to overcome environmental constraints, and is especially used to grow crops even in winter.
  • These greenhouse-type houses are mainly used to grow vegetables, but are also used to grow flowers, fruit trees, etc. They can grow crops continuously throughout the year, and they can also cultivate and produce special crops that cannot be grown in the open field. Therefore, it is widely used because it can improve production and profits in the same area.
  • cultivation houses such as greenhouse-type houses, plant factories, and smart farms must maintain an appropriate temperature by performing basic heating and cooling functions, and in addition, there is a need to control humidity, carbon dioxide, etc.
  • heating, cooling, and air conditioning of the internal environment (air) are performed using equipment such as heaters, air conditioners, thermostats, air conditioners, humidity controllers, and carbon dioxide controllers, and the use of fuel or electric energy for this purpose is carried out.
  • Equipment such as heaters, air conditioners, thermostats, air conditioners, humidity controllers, and carbon dioxide controllers, and the use of fuel or electric energy for this purpose is carried out.
  • Costs are increasing, which is a factor in increasing the cost of growing crops.
  • 'Greenhouse environment monitoring and control system' (hereinafter referred to as 'prior art'), is equipped with a plurality of smart greenhouses composed of a sensor unit that monitors the internal environment, and is connected through a network. It is individually controlled and managed using a smart greenhouse control server.
  • This prior art may be capable of controlling and managing cultivation environments such as greenhouses, but as explained above, energy efficiency is greatly reduced and cultivation costs are greatly reduced due to wasted space that cannot be used directly for growing crops. It has the same problem in that it increases.
  • the present invention reduces cultivation costs and improves energy efficiency by minimizing space waste inside the cultivation house when cultivating crops using cultivation houses such as greenhouses, plant factories, and smart farms.
  • the purpose is to provide a crop cultivation system using a modular cultivation room that can be improved.
  • the present invention constructs a modular cultivation room for cultivating target crops inside a cultivation house, and ensures that the interior of the modular cultivation room is spatially blocked and sealed from the interior of the cultivation house, thereby producing target crops that require cooling, heating, and air conditioning.
  • the purpose is to provide a crop cultivation system using a modular cultivation room that can minimize the cultivation space.
  • the present invention configures the size of the modular cultivation room to be variable and adjusts it according to the growth of the target crop, so that the optimization of the cultivation environment can be continuously maintained without interfering with the growth of the target crop, and the growth characteristics of different growth characteristics can be maintained continuously.
  • the purpose is to provide a crop cultivation system using a modular cultivation room that can grow various types of crops.
  • a crop cultivation system using a modular cultivation room includes a plurality of crop production units configured in the cultivation space and sealed with the cultivation space to cultivate target crops; A heating and cooling unit that supplies controlled air to control the cultivation environment inside the crop production unit; and a piping unit configured to connect the cooling/heating/air-conditioning unit to the plurality of crop production units so that the conditioned air supplied from the cooling/heating/air-conditioning unit moves to the crop production units.
  • a cultivation environment measurement unit that measures the cultivation environment of the crop production department; And controlling the operation of the cooling, heating and air conditioning unit based on the cultivation conditions of the target crops grown in the crop production department and the cultivation environment measured in the cultivation environment measurement unit, and supplying the conditioned air adjusted in the cooling and heating and air conditioning unit to the crop production department through the piping unit. It may further include a control unit that controls to do so.
  • the piping unit includes a distributed supply line that distributes and supplies the conditioned air adjusted in the heating and cooling unit to a plurality of crop production units; And a collection and recovery line that collects exhaust air discharged from the plurality of crop production units and returns it to the cooling, heating and air conditioning unit, wherein the control unit controls air flow between the heating and cooling and air conditioning units and the crop production unit through the distributed supply line and the collection and recovery line. can be circulated.
  • the distributed supply line includes a regulated air supply line connected to the heating and cooling unit; a plurality of distributed inflow lines connecting the regulated air supply line and a plurality of crop production units; and a flow rate control valve configured in the distributed inflow line, wherein the control unit controls the operation of the flow rate control valve to control whether and how much control air is supplied to each crop production unit.
  • control unit compares the cultivation environment measured by the cultivation environment measurement unit with the cultivation conditions of the target crop, sets priority on at least one crop production unit to control the cultivation environment, and sets priority on at least one crop production unit to control the cultivation environment, and at least one of the heating and cooling air conditioning unit and the flow control valve. By controlling one operation, the cultivation environment of the corresponding crop production department can be adjusted according to the set priority.
  • the manager terminal is linked to the manager terminal and the data communication network, including information on target crops grown in the crop production department, information on the cultivation conditions of the target crops, information on the cultivation environment measured in the cultivation environment measurement department, operation information on the heating and air conditioning unit, operation and operation of the flow control valve, and It may further include a communication unit that transmits cultivation management information including at least one of the corresponding air circulation line information to the manager terminal.
  • the crop production unit includes a cultivation unit where target crops are grown; and a sealing unit that seals the cultivation environment including the distribution unit with the internal space of the cultivation house.
  • sealing portion may be configured as a shape-variable structure whose height is adjusted in response to the growth rate of the target crop grown in the cultivation portion.
  • the piping unit is configured so that the cultivation-side piping connected to the crop production unit and the air-conditioning-side piping connected to the cooling/heating/air-conditioning unit can be separated and combined, and the cooling/heating/air-conditioning unit is configured to be movable in the cultivation space, By separating and combining the cultivation side piping and the air conditioning side piping, it can be selectively connected to at least one of the plurality of crop production units.
  • the heating, cooling and air conditioning unit can move by autonomous driving based on the location information of the cultivation space.
  • cooling, heating and air conditioning unit may be configured to move along a moving rail installed in the cultivation space.
  • the present invention has the advantage of minimizing space waste inside the cultivation house when cultivating crops using cultivation houses such as greenhouses, plant factories, and smart farms, and cultivating target crops. there is.
  • the present invention has the advantage of reducing cultivation costs and improving energy efficiency by separating and cultivating the minimum space required for the growth of target crops among the spaces inside the cultivation house. .
  • the present invention constructs a modular cultivation room for cultivating target crops inside a cultivation house, and ensures that the interior of the modular cultivation room is spatially blocked and sealed from the interior of the cultivation house, thereby producing target crops that require cooling, heating, and air conditioning. It has the advantage of minimizing cultivation space.
  • the present invention has the advantage of being able to reduce energy costs required for growing crops, such as fuel costs and electricity usage costs, as much as possible, thereby improving the price competitiveness of crops.
  • the present invention configures the size of the modular cultivation room to be variable and adjusts it according to the growth of the target crop, so that the optimization of the cultivation environment can be continuously maintained without interfering with the growth of the target crop, and it is possible to maintain the optimization of the cultivation environment in a single cultivation house.
  • the present invention configures the size of the modular cultivation room to be variable and adjusts it according to the growth of the target crop, so that the optimization of the cultivation environment can be continuously maintained without interfering with the growth of the target crop, and it is possible to maintain the optimization of the cultivation environment in a single cultivation house.
  • the present invention has the advantage of being able to obtain stable profits throughout the year by controlling the growth level and shipping period for the same type of crops, as it is possible to control the cultivation environment for each modular cultivation room.
  • the present invention optimizes the cultivation space of the target crop to minimize cultivation costs while cultivating a variety of crops, so that not only small-scale production of a variety of crops is possible, but also improved price competitiveness for crops grown through small-scale production of such a variety of crops. There are advantages to maintaining it.
  • the present invention has the advantage of enabling rapid and accurate control and adjustment of the cultivation environment because it only needs to control the internal space of the modular cultivation room, which has a relatively narrow space compared to the entire cultivation house.
  • Figure 1 is a block diagram showing an embodiment of a crop cultivation system using a modular cultivation room according to the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing a specific embodiment of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of air flow control in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating another embodiment of FIG. 3.
  • Figure 5 is a configuration diagram showing a specific embodiment of the crop production department shown in Figure 1.
  • Figures 6 and 7 are diagrams explaining other embodiments of Figure 1.
  • each configuration described below can be operated automatically while performing data communication through a wired or wireless communication network, and if necessary, at least some of the configurations can be manually manipulated, controlled, and adjusted according to the needs of those skilled in the art. Of course.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a crop cultivation system using a modular cultivation room according to the present invention
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing a specific embodiment of FIG. 1.
  • the crop cultivation system using a modular cultivation room includes a crop production unit 100, a cultivation environment measurement unit 200, a heating and cooling unit 300, a piping unit 400, and a control unit 500. .
  • the crop production unit 100 is composed of a cultivation space and is sealed with the cultivation space to cultivate target crops.
  • the cultivation space is a greenhouse, greenhouse, indoor farm, plant factory, smart farm, etc., and the air condition of the space is monitored to the outside. If it is formed differently from the above, it can be applied in a variety of ways, and it can also include those formed at a temperature lower than the ambient temperature using a sunshade, etc. In addition, various methods can be applied to the cultivation space depending on the needs of those skilled in the art.
  • the cultivation space is a greenhouse (H) in the form of a greenhouse as shown in FIG. 2 will be described among various cultivation spaces.
  • the crop production unit 100 is configured inside the cultivation house (H), and is sealed with the internal space of the cultivation house (H) to cultivate target crops.
  • a cultivation house such as a greenhouse
  • the sealed crop production unit 100 may be configured in a module form.
  • the crop production unit 100 is an airtight seal that separates and seals the cultivation environment including the distribution unit 110, the distribution unit 110, and the distribution unit 110, where target crops are grown, from the internal space of the cultivation house (H). It may include unit 120.
  • the media unit 110 is configured in various forms depending on the type of target crop, cultivation method, nutrient solution supply method, etc., and is not limited to a specific type as long as the target crop can be fixed and nutrients for growth are supplied.
  • the sealing unit 120 is designed to block the target crops grown in the growing unit 110 from the external environment (inside the cultivation house). It ensures that the air conditioned in the heating/cooling unit 300 stays effectively and allows light to remain. It can be made of a transparent material that can be transmitted. Here, when a separate artificial light source (LED, etc.) is configured inside the sealing portion 120, the sealing portion 120 does not necessarily have to be formed of a transparent material.
  • the sealing portion 120 can secure sufficient but not excessive space so as not to interfere with the growth of the target crop, and a separate frame can be constructed depending on the material.
  • a separate frame can be constructed depending on the material.
  • the sealing portion 120 is made of a hard material such as synthetic resin or glass, a separate frame is not required.
  • the sealing portion 120 is made of a soft material such as vinyl, it can be supported by constructing a separate frame.
  • the sealing portion 120 may be formed with a separate opening and closing portion (not shown) for sowing, management, and harvesting of target crops.
  • the opening and closing portion may be configured to enable opening and closing using a zipper, Velcro tape, etc.
  • the opening and closing unit may be configured with a door-shaped frame, etc. to enable automatic opening and closing.
  • the opening and closing part can be applied by rolling up the opening and closing part in a roll shape.
  • the opening and closing part can be configured to open or close, it can be applied in various ways.
  • the number of openings and closings can be varied, and of course, they can be configured in various positions, such as on one side or both sides of the sealing portion 120.
  • the crop production unit 100 can be configured in multiple stages.
  • the crop production unit 100 is composed of a discharging unit 110 and a sealing unit 120 from the bottom, and the discharging unit 110 and sealing unit 120 are stacked repeatedly as necessary. It can be.
  • the cultivation environment measurement unit 200 measures the cultivation environment of the crop production unit 100, including a temperature sensor that measures the internal temperature of the crop production unit 100, a humidity sensor that measures humidity, and a carbon dioxide measurement unit that measures the concentration of carbon dioxide. It may include a sensor, an optical sensor that measures the amount of light, and, if necessary, may further include an imaging device (CCD camera, etc.) that captures the growth process of the target crop. In addition, the cultivation environment measurement unit 200 may further include various sensors to obtain information necessary for cultivation of the target crop, depending on the type of target crop and the needs of those skilled in the art.
  • the cooling, heating and air conditioning unit 300 supplies controlled air to control the cultivation environment of the crop production unit 100, and may be configured to correspond to information measured by the cultivation environment measurement unit 200.
  • the heating, cooling and air conditioning unit 300 may include a heating and cooling device corresponding to a temperature sensor, a water vapor generating device corresponding to a humidity sensor, and a carbon dioxide generating device corresponding to a carbon dioxide measurement sensor.
  • the cooling, heating and air conditioning unit 300 may further include a blowing fan or an air pump to facilitate the flow of conditioned air.
  • the cooling, heating and air conditioning unit 300 has the appearance of a separate house or a fixed or movable room, and various facilities or devices for air conditioning may be configured inside it.
  • the crop production unit 100 may be equipped with a heating element or a radiator.
  • the cooling/heating/air conditioning unit 300 may not include a heating device, and may be installed directly in the crop production unit 100. In the case of a configuration that must be done, it may not be included in the cooling, heating and air conditioning unit 300.
  • a lamp (LED, etc.) for controlling the amount of light of the target crop may be installed in the crop production unit 100.
  • the piping unit 400 connects the cooling, heating and air conditioning unit 300 and the plurality of crop production units 100, and includes soft hoses, flexible tarpaulin ducts, bellows-type PVC pipes, PE pipes, double-wall pipes, multi-wall pipes, and vinyl ducts. etc., and may be configured to enable combination and separation.
  • the piping unit 400 may be connected to be detachable from a portion connected to the crop production unit 100, a portion connected to the heating/cooling/air-conditioning unit 300, and a portion in between.
  • connection part of the piping unit 400 may be composed of a screw type, ball type, one-touch type, fitting pipe, connection flange, etc., and may be manually separated and combined by the user's operation, or by the operation of the driving device. Can be separated and combined automatically.
  • the configuration for automatically separating and joining the connection portion of the piping unit 400 can be applied in various ways according to the needs of those skilled in the art, so it is not limited to a specific configuration.
  • the piping unit 400 may be configured with a valve capable of blocking or controlling the flow of air.
  • the valve may include a solenoid valve or an electric damper.
  • the piping unit 400 may be formed to penetrate the interior of the crop production unit 100, and a plurality of holes may be formed in the penetrating portion, so that a portion of the conditioned air moving through the piping unit 400 naturally flows into the crop production unit 100. It can be introduced into (100) or the air inside the crop production unit (100) can be discharged into the piping unit (400).
  • the piping unit 400 may have at least one of the distributed supply line 410 and the collection and recovery line 420, which will be described below, extend to a certain extent into the interior of the crop production unit 100, and the extended portion may also be Multiple holes can be formed so that conditioned air can flow in and internal air can be discharged.
  • the control unit 500 controls the operation of the heating and cooling unit 300 based on the cultivation environment measured by the cultivation environment measurement unit 200, and is based on the cultivation conditions and measured conditions of the target crops grown in the crop production unit 100.
  • the cultivation environments can be compared and the operation of the heating and cooling unit 300 can be controlled to minimize the differences.
  • control unit 500 controls to supply the conditioned air adjusted in the heating and cooling unit 300 to the crop production unit 100 through the piping unit 400, and in particular, controls the opening/closing of the valve configured in the piping unit 400. By controlling the degree, the flow path and flow amount of the conditioning air can be adjusted.
  • control unit 500 when the control unit 500 needs to supply conditioned air with a specific item (temperature, humidity, carbon dioxide ratio, etc.) adjusted to a specific crop production unit 100, the control unit 500 selects the corresponding item among the facilities of the cooling, heating and air conditioning unit 300. After controlling the operation of the corresponding equipment to generate regulated air with the desired items adjusted, the valve of the flow path connected to the other crop production unit 100 is closed, and only the valve of the flow path connected to the corresponding crop production unit 100 is opened. By doing so, the adjusted air can be supplied to the desired crop production unit 100.
  • a specific item temperature, humidity, carbon dioxide ratio, etc.
  • control unit 500 can supply the same or similar conditioned air to all or at least part of the plurality of crop production units 100.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of air flow control in FIG. 1.
  • the piping unit 400 includes a distributed supply line 410 that distributes and supplies the conditioned air adjusted in the heating and cooling unit 300 to a plurality of crop production units 100, and a plurality of crop production units 100.
  • a collection and recovery line 420 that collects the exhaust air discharged from the air conditioning unit 300 and returns it to the cooling, heating and air conditioning unit 300.
  • control unit 500 can circulate the air flow between the heating and cooling unit 300 and the crop production unit 100 through the distributed supply line 410 and the collection and recovery line 420.
  • the cooling, heating and air conditioning unit 300 in FIG. 1 allows the outside air of 30°C to flow in. Then, the temperature can be adjusted to 22°C to 23°C and supplied to the crop production unit 100, and the internal air of the crop production unit 100 can be discharged to the outside as much as the supplied air.
  • the internal air temperature of the crop production unit 100 is 27°C
  • energy equal to the difference (3°C) from the outside air temperature is lost, and the cooling, heating and air conditioning unit 300 also needs to lower the high temperature outside air, so a lot of electrical energy is consumed. may be consumed.
  • the air (27°C) discharged from the crop production unit 100 is supplied to the cooling, heating and air conditioning unit 300, so the cooling and heating air conditioning unit 300 uses less electrical energy. Since it can be adjusted to the desired temperature (22°C ⁇ 23°C), energy efficiency can be greatly improved.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating another embodiment of FIG. 3.
  • the distributed supply line 410 may include a controlled air supply line 411, a distributed inlet line 412, and a flow control valve 413.
  • the adjusted air supply line 411 is connected to the cooling, heating and air conditioning unit 300, and the number of adjusted air supply lines 411 can be configured to correspond to the number of cooling and heating and air conditioning units 300. In FIG. 4, one It may be configured as one unit corresponding to the heating/cooling notification unit 300.
  • the distributed inflow line 412 connects the control air supply line 411 and a plurality of crop production units 100, and the number of distributed inflow lines 412 can be configured to correspond to the number of crop production units 100. , in Figure 4, it may be composed of four units corresponding to four crop production units 100.
  • the flow control valve 413 is configured in the distribution inflow line 412 and controls the flow rate of the conditioned air passing through the distribution inflow line 412, based on not only the opening and closing of the distribution inflow line 412 but also when it is fully open. You can adjust the degree of opening.
  • the flow control valve 413 may include a solenoid valve and an electric damper.
  • At least one line may be additionally configured with a blowing fan (not marked) to facilitate the flow of air.
  • a blowing fan (not marked) to facilitate the flow of air.
  • the method of smoothing the flow of air is not limited to blowing fans, and various methods can be applied.
  • the flow control valve 413 shown in FIG. 4 can be used. Looking at this specifically, when the flow control valve 413 is closed, the air pressure on the supply side (cooling, heating and air conditioning unit side) increases, so the flow control valve 413 is kept closed for a certain period of time to keep the supply side air pressure at a certain level. When the flow rate control valve 413 is opened after increasing to the above level, the air can move smoothly due to the air pressure difference on both sides of the flow rate control valve 413.
  • the collection and recovery line 420 may be composed of four distributed discharge lines (uncoded) and one discharged air recovery line (uncoded), and the discharged air recovery line includes a blowing fan. It can be.
  • the control unit 500 controls the operation of the flow control valve 413 to control whether and how much control air is supplied to each crop production unit 100.
  • the cultivation environment measurement unit 200 configured in each crop production unit 100 ) By controlling each flow control valve 413 according to the measured value, the desired controlled air can be supplied to the desired crop production unit 100.
  • the flow control valve 413 connected to the crop production unit 100 is opened and With the remaining flow control valves 413 closed, the heating and cooling unit 300 can supply controlled air whose temperature is increased to the crop production unit 100 without changing other conditions.
  • target crops grown in two or more crop production units 100 are different from each other, for example, in one crop production unit 100, target crops sensitive to environmental changes are grown, and in the other crop production unit 100
  • priority can be given to target crops that are sensitive to environmental changes and conditioned air can be supplied preferentially.
  • the conditions for granting priority are not limited to sensitivity to environmental changes, and it is natural that various conditions can be set depending on the type of target crop and the needs of those skilled in the art.
  • control unit 500 compares the cultivation environment measured by the cultivation environment measurement unit 200 with the cultivation conditions of the target crop, sets priority to at least one crop production unit 100 that will control the cultivation environment, and provides cooling and heating.
  • the cultivation environment of the crop production unit 100 can be preferentially adjusted according to the set priority.
  • the crop cultivation system of the present invention may further include a communication unit 600 that is linked to the manager terminal through a short-range wireless communication network or a commercial wireless communication network.
  • the communication unit 600 is linked to the manager terminal and a data communication network, and includes information on the target crops grown in the crop production unit 100, information on the cultivation conditions of the target crops, information on the cultivation environment measured in the cultivation environment measurement unit 200, and information on the cultivation environment measured in the heating and cooling unit. Cultivation management information including at least one of the operation information of 300, the operation of the flow control valve 413, and the corresponding air circulation line information can be transmitted to the manager terminal.
  • the data communication network is not limited to a wireless communication network, and a wired communication network or a wired/wireless communication network can be used if necessary.
  • the cultivation management information transmitted to the manager terminal is not limited to numerical information, and may also be provided as visual information in the form of an image. For example, after imaging the entire flow path, the flow path through which the conditioned air is currently moving can be highlighted and displayed.
  • the present invention enables remote control, such as controlling the operation of various facilities or devices such as the heating and cooling unit 300, the flow control valve 413, and the blower fan, or changing the setting value, using an administrator terminal. It can be configured.
  • Figure 5 is a configuration diagram showing a specific embodiment of the crop production department shown in Figure 1.
  • the sealing unit 120 of the crop production unit 100 may be configured as a shape-variable structure whose height is adjusted in response to the growth rate of the target crop grown in the distribution unit 110.
  • the sealing portion 120 may be configured to have a bellows shape at least in part so that its length can be adjusted.
  • the sealing part 120 is made of soft material such as vinyl, the overall height can be adjusted by unfolding or rewinding the rolled portion while one side (upper part) is wound in a roll shape.
  • the height of the sealing unit 120 may be adjusted manually by the operator, but is not limited thereto, and may be adjusted automatically by the control unit 500.
  • the sealing portion 120 constitutes a guide bar 130 that supports the upper part and an LM guide 140 that raises and lowers the guide bar 130, and is responsible for the operation of the LM guide 140. Accordingly, the height of the sealing portion 120 can be adjusted as the guide bar 130 is raised and lowered.
  • the sealing part 120 includes the guide bar 130 and the LM guide 140, as well as a motor (not shown) that controls the rotation of the roll (not shown) configured on the guide bar 130. ) can be further configured.
  • control unit 500 can adjust the height of the sealing unit 120 in response to the set height determined based on the growth information of the target crop, but it is not limited to this and can be adjusted based on various methods.
  • At least one sensor is configured to detect the height of the target crop inside the sealing unit 120, and based on the detection signal of the sensor, the sealing unit 120 The height can be adjusted.
  • the sealing part 120 is configured with an image capture device such as a CCD camera inside, and after processing the image captured by the image capture device for image recognition, the height of the sealing portion 120 is adjusted according to the processing results. It can be adjusted.
  • an image capture device such as a CCD camera inside
  • the video captured by the video recording device can also be transmitted to the worker terminal, and can also be used to check the condition of the target crop (presence of pests, etc.).
  • Figures 6 and 7 are diagrams explaining other embodiments of Figure 1.
  • the piping unit 400 may be configured so that the cultivation side piping 401 connected to the crop production unit 100 and the air conditioning side piping 403 connected to the cooling and heating air conditioning unit 300 can be separated and combined.
  • the cultivation side pipe 401 may include a spray inlet line 412
  • the air conditioning side pipe 403 may include an adjustment air supply line 411.
  • cooling, heating and air conditioning unit 300 is configured to be movable inside the cultivation house (H), and by separating and combining the cultivation side piping 401 and the air conditioning side piping 402, a plurality of crop production units 100 are installed. It can be selectively connected to at least one of.
  • the heating, cooling and air conditioning unit 300 can move by autonomous driving based on location information inside the cultivation house (H).
  • the cooling, heating and air conditioning unit 300 can move to the location of the desired crop production unit 100 through indoor location information using IGPS (Indoor GPS).
  • IGPS Indoor GPS
  • autonomous driving of the cooling, heating and air conditioning unit 300 can be performed using a CCD camera that photographs the surrounding environment, an image processing device that analyzes the captured images, LiDAR, an inertial sensor, etc.
  • the cooling, heating and air conditioning unit 300 may be configured to move along a moving rail (R) installed inside the cultivation house (H).
  • the configuration of the movable rail (R) and the heating/cooling/air-conditioning unit 300 for moving the movable rail (R) can be applied in various ways as in autonomous driving, so it is not limited to a specific one.
  • cooling, heating and air conditioning units 300 may be selected and operated in a range smaller than the number of crop production units 100, which may be determined by the size of the internal area of the cultivation house (H) or the type of target crop being cultivated. , may be changed according to the needs of those skilled in the art.
  • the cooling, heating and air conditioning unit 300 can be moved manually by an operator, and can be configured to move in various other ways.
  • the cultivation side piping 401 and the air conditioning side piping 403 Combination and separation can also be configured to be manual or automatic.
  • the configuration in which the cultivation side piping 401 and the air conditioning side piping 403 are automatically coupled and separated can also be applied in various ways, so it is of course not limited to a specific one.
  • sealing part 130 guide bar
  • Control air supply line 412 Distributed inflow line
  • the present invention can be used in the crop cultivation field, especially in the greenhouse cultivation field, greenhouse cultivation field, indoor agriculture field, smart farm field, and plant factory field, as well as in the same or similar fields, and is applicable to products and systems in the field. Reliability and competitiveness can be improved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Greenhouses (AREA)

Abstract

본 발명은 모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 재배하우스의 내부에 구성되며, 재배하우스의 내부공간과 밀폐되어 대상작물을 재배하는 복수 개의 작물생산부; 상기 작물생산부 내부의 재배환경을 조절하기 위한 조절공기를 공급하는 냉난방공조부; 및 상기 냉난방공조부와 복수 개의 작물생산부를 연결하여 냉난방공조부에서 공급된 조절공기가 작물생산부로 이동하도록 구성된 배관부;를 포함하는, 모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템에 관한 것이다.

Description

모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템
본 발명은 모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비닐하우스, 식물공장, 스마트팜 등의 재배하우스를 이용하여 농작물을 재배함에 있어, 재배하우스 내부의 공간낭비를 최소화하여 재배비용을 절감하고 에너지효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 재배하우스의 내부에 대상작물을 재배하는 모듈형 재배실을 구성하고, 모듈형 재배실의 내부가 재배하우스의 내부와 공간적으로 차단 및 밀폐되도록 함으로써, 냉난방공조가 요구되는 대상작물의 재배공간을 최소화할 수 있는 모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템에 관한 것이다.
비닐하우스나 유리온실 등의 온실형 하우스는, 주로 촉성재배와 억제재배 또는 열대식물을 재배하기 위한 것으로, 식물의 주요 생육환경인 광선, 온도, 습도 등을 인공적으로 조절할 수 있도록 함으로써, 농작물 재배에 대한 환경적 제약을 극복하도록 한 것이며, 특히 겨울철에도 농작물을 재배하기 위해 이용하는 것이다.
이러한 온실형 하우스는 주로 채소류의 재배에 사용되며, 이외에도 화훼류, 과수류 등의 재배에도 이용되고 있으며, 1년중 계속해서 농작물을 재배할 수 있고, 노지에서는 재배가 되지 않는 특수 농작물의 재배 및 생산도 가능하기 때문에, 동일 면적에서의 생산량 및 수익을 향상시킬 수 있다는 점에서, 널리 이용되고 있다.
최근에는 도심형 스마트팜 등을 이용한 실내농업분야도 발전하고 있으며, 기존의 온실재배분야에 비해 소규모 및 첨단화되고 있으나, 기본적으로 농작물에 대한 재배환경을 조절하여 원하는 농작물을 원하는 시기에 재배할 수 있도록 한다는 점에서는 동일하다.
한편, 온실형 하우스나 식물공장, 스마트팜과 같은 재배하우스는, 기본적으로 난방과 냉방 기능을 수행하여 적절한 온도를 유지해야 하며, 이외에도 습도, 이산화탄소 등을 조절할 필요가 있다.
이를 위하여 난방기, 냉방기, 항온항습기, 공기조화기, 습도조절기, 이산화탄소조절기 등의 설비들을 이용하여 내부환경(공기)에 대한 냉난방 및 공조를 수행하게 되는데, 이를 위한 연료나 전기에너지 등의 사용에 따른 비용이 증가하게 되며, 이는 농작물의 재배비용이 증가하는 요인이 되고 있다.
특히, 재배하우스의 내부 공간은 실제 농작물의 재배에 필요한 공간 외에도, 작업자의 통행을 위한 공간, 재배하우스의 가장자리 부분으로부터 천장 부분까지의 미사용 공간 등에 대해서도 냉난방공조가 이루어지기 때문에, 에너지효율이 크게 저하되고 재배비용이 더욱더 증가하게 되는 문제점이 있다.
선행기술문헌인 대한민국 등록특허공보 제10-2423793호 '온실 환경 감시 제어 시스템'(이하 '선행기술'이라 한다)은, 내부환경을 감시하는 센서부가 구성된 스마트 온실을 다수 개로 마련하고, 네트워크로 연결된 스마트 온실제어서버를 이용하여 개별적으로 제어 및 관리하도록 한 것이다.
이러한 선행기술은, 온실 등의 재배환경에 대한 제어 및 관리는 가능할 수 있으나, 앞서 설명한 바와 같이, 농작물의 재배에 직접적으로 사용되지 못하고 낭비되는 공간으로 인해, 에너지효율이 크게 저하되고 재배비용이 대폭 증가한다는 점에서는 동일한 문제점을 가지고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 비닐하우스, 식물공장, 스마트팜 등의 재배하우스를 이용하여 농작물을 재배함에 있어, 재배하우스 내부의 공간낭비를 최소화하여 재배비용을 절감하고 에너지효율을 향상시킬 수 있는 모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
특히, 본 발명은 재배하우스의 내부에 대상작물을 재배하는 모듈형 재배실을 구성하고, 모듈형 재배실의 내부가 재배하우스의 내부와 공간적으로 차단 및 밀폐되도록 함으로써, 냉난방공조가 요구되는 대상작물의 재배공간을 최소화할 수 있는 모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 모듈형 재배실의 크기가 가변되도록 구성하고 대상작물의 성장에 따라 조절하도록 함으로써, 대상작물의 성장을 방해하지 않으면서 재배환경의 최적화를 지속적으로 유지할 수 있으며, 성장특성이 다른 다양한 종류의 농작물을 재배할 수 있는 모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템은, 재배공간에 구성되며, 재배공간과 밀폐되어 대상작물을 재배하는 복수 개의 작물생산부; 상기 작물생산부 내부의 재배환경을 조절하기 위한 조절공기를 공급하는 냉난방공조부; 및 상기 냉난방공조부와 복수 개의 작물생산부를 연결하여 냉난방공조부에서 공급된 조절공기가 작물생산부로 이동하도록 구성된 배관부;를 포함한다.
또한, 상기 작물생산부의 재배환경을 측정하는 재배환경측정부; 및 상기 작물생산부에서 재배되는 대상작물의 재배조건과, 재배환경측정부에서 측정된 재배환경에 기초하여 냉난방공조부의 동작을 제어하고, 배관부를 통해 냉난방공조부에서 조절된 조절공기를 작물생산부로 공급하도록 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 배관부는, 상기 냉난방공조부에서 조절된 조절공기를 복수 개의 작물생산부로 분산하여 공급하는 분산공급라인; 및 상기 복수 개의 작물생산부로부터 배출된 배출공기를 취합하여 냉난방공조부로 회수하는 취합회수라인;을 포함하며, 상기 제어부는, 상기 분산공급라인 및 취합회수라인을 통해 냉난방공조부와 작물생산부 간의 공기흐름을 순환시킬 수 있다.
또한, 상기 분산공급라인은, 상기 냉난방공조부와 연결되는 조절공기공급라인; 상기 조절공기공급라인과 복수 개의 작물생산부를 연결하는 복수 개의 분산유입라인; 및 상기 분산유입라인에 구성되는 유량조절밸브;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 유량조절밸브의 동작을 제어하여, 각 작물생산부별로 조절공기의 공급여부 및 공급량을 조절할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 재배환경측정부에서 측정된 재배환경과 대상작물의 재배조건을 비교하여 재배환경을 조절할 적어도 하나의 작물생산부에 우선순위를 설정하고, 냉난방공조부 및 유량조절밸브 중 적어도 하나의 동작을 제어하여 설정된 우선순위에 따라 해당 작물생산부의 재배환경을 조절할 수 있다.
또한, 관리자단말기와 데이터통신망으로 연동되며, 작물생산부에서 재배되는 대상작물 정보, 대상작물의 재배조건 정보, 재배환경측정부에서 측정된 재배환경 정보, 냉난방공조부의 동작 정보, 유량조절밸부의 동작 및 그에 따른 공기의 순환라인 정보 중 적어도 하나를 포함하는 재배관리정보를 관리자단말기에 전송하는 통신부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 작물생산부는, 대상작물이 재배되는 배지부; 및 상기 배지부를 포함하는 재배환경을, 재배하우스의 내부공간과 밀폐시키는 밀폐부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 밀폐부는, 상기 배지부에서 재배되는 대상작물의 성장속도에 대응하여 높낮이가 조절되는 형상가변구조로 구성될 수 있다.
또한, 상기 배관부는, 상기 작물생산부와 연결되는 재배측배관과 냉난방공조부와 연결되는 공조측배관이 분리 및 결합이 가능하도록 구성되고, 상기 냉난방공조부는, 상기 재배공간을 이동가능하도록 구성되어, 재배측배관과 공조측배관의 분리 및 결합을 통해, 복수 개의 작물생산부 중 적어도 하나와 선택적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 냉난방공조부는, 상기 재배공간의 위치정보를 기반으로 자율주행에 의해 이동할 수 있다.
또한, 상기 냉난방공조부는, 상기 재배공간에 설치된 이동레일을 따라 이동하도록 구성될 수 있다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 비닐하우스, 식물공장, 스마트팜 등의 재배하우스를 이용하여 농작물을 재배함에 있어, 재배하우스 내부의 공간낭비를 최소화하여 대상작물을 재배할 수 있는 장점이 있다.
다시 말해, 본 발명은 재배하우스 내부의 공간 중 대상작물의 성장에 필요한 최소한의 공간을 분리하여 재배하도록 함으로써, 대상작물의 재배에 소요되는 재배비용을 절감하고 에너지효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명은 재배하우스의 내부에 대상작물을 재배하는 모듈형 재배실을 구성하고, 모듈형 재배실의 내부가 재배하우스의 내부와 공간적으로 차단 및 밀폐되도록 함으로써, 냉난방공조가 요구되는 대상작물의 재배공간을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
이에, 본 발명은 연료비 및 전기사용료 등과 같이 농작물의 재배에 필요한 에너지비용을 최대한 절감할 수 있으며, 이를 통해 농작물의 가격경쟁력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 모듈형 재배실의 크기가 가변되도록 구성하고 대상작물의 성장에 따라 조절하도록 함으로써, 대상작물의 성장을 방해하지 않으면서 재배환경의 최적화를 지속적으로 유지할 수 있으며, 하나의 재배하우스 내에서 성장특성이 다른 다양한 종류의 농작물을 함께 재배할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 각 모듈형 재배실 별로 재배환경의 조절이 가능하므로, 동일한 종류의 농작물에 대하여, 생육정도 및 출하시기 등을 조절함으로써, 연중 안정적인 수익을 얻을 수 있는 장점이 있다.
이에, 본 발명은 대상작물의 재배공간을 최적화화여 재배비용을 최소화하면서도, 다양한 농작물을 재배할 수 있으므로, 다품종 소량생산이 가능할 뿐만 아니라, 이러한 다품종 소량생산에 의해 재배된 농작물에 대해서도 향상된 가격경쟁력을 유지할 수 있는 장점이 있다.
한편, 재배하우스 전체에 대한 냉난방공조를 수행하게 될 경우, 공기의 흐름 등의 다양한 요인으로 인해, 재배하우스 내부공간 곳곳에 대한 균일한 환경조절이나 신속한 제어에 어려움이 있었다.
이에, 본 발명은 전체 재배하우스에 비하여 상대적으로 좁은 공간을 갖는 모듈형 재배실의 내부공간에 대한 제어만 수행하면 되므로, 재배환경에 대한 신속하고 정확한 제어 및 조절이 가능하다는 장점이 있다
도 1은 본 발명에 의한 모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 구체적인 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 3은 도 1에서 공기흐름의 제어에 대한 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 3의 다른 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 5는 도 1에 나타난 작물생산부의 구체적인 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 6 및 도 7은 도 1의 다른 실시예들을 설명하는 도면이다.
본 발명에 따른 모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 하기에 설명되는 각 구성들은 유무선통신망을 통해 데이터통신을 수행하면서 자동화되어 운영될 수 있으며, 필요에 의해서는 당업자의 요구에 따라 적어도 일부의 구성에 대해 수동으로 조작, 제어 및 조절이 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명에 의한 모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템의 일 실시예를 나타내는 블록도이고, 도 2는 도 1의 구체적인 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템은 작물생산부(100), 재배환경측정부(200), 냉난방공조부(300), 배관부(400) 및 제어부(500)를 포함한다.
작물생산부(100)는 재배공간에 구성되며, 재배공간과 밀폐되어 대상작물을 재배하는 것으로, 재배공간은 비닐하우스, 온실, 실내농장, 식물공장, 스마트팜 등과 더불어, 해당 공간의 공기상태를 외부와 다르게 형성한 것이라면 다양하게 적용할 수 있으며, 차양막 등으로 주위온도보다 낮은 온도로 형성한 것도 포함할 수 있다. 이외에도 재배공간은 당업자의 요구에 따라 다양한 방식이 적용될 수 있다.
이하에서는, 재배공간은 다양한 것 중에서 도 2에 나타난 바와 같은 비닐하우스 형태의 재배하우스(H)인 경우에 대해 설명하기로 한다.
이에, 작물생산부(100)는 재배하우스(H)의 내부에 구성되며, 재배하우스(H)의 내부공간과 밀폐되어 대상작물을 재배하는 것으로, 도 2에 나타난 바와 같이 비닐하우스 등의 재배하우스(H) 내부에 밀폐형의 작물생산부(100)가 모듈형태로 구성될 수 있다.
구체적으로, 작물생산부(100)는 대상작물이 재배되는 배지부(110)와, 배지부(110)와, 배지부(110)를 포함하는 재배환경을 재배하우스(H)의 내부공간과 분리하여 밀폐시키는 밀폐부(120)를 포함할 수 있다.
배지부(110)는 대상작물의 종류, 재배방식, 양액 공급방식 등에 따라 다양한 형태로 구성되는 것으로, 대상작물이 고정될 수 있으면서 성장을 위한 영양분 등을 공급받는 것이면, 특정한 것에 한정하지는 않는다.
밀폐부(120)는 배지부(110)에서 재배되는 대상작물이 외부환경(재배하우스의 내부)과 차단되도록 하는 것으로, 냉난방공조부(300)에서 조절된 조절공기가 효과적으로 머무르도록 하며, 빛이 투과될 수 있는 투명재질로 형성될 수 있다. 여기서, 밀폐부(120)의 내부에 별도의 인공광원(LED 등)이 구성될 경우, 밀폐부(120)가 반드시 투명재질로 형성되지 않아도 됨은 물론이다.
또한, 밀폐부(120)는 대상작물이 성장하는데 방해가 되지 않도록 충분하지만 과도하지 않은 정도의 공간을 확보할 수 있으며, 재질에 따라 별도의 프레임이 구성될 수 있다. 예를 들어, 밀폐부(120)가 합성수지재나 유리재 등으로 경질의 재료로 형성될 경우, 별도의 프레임을 필요로 하지는 않는다. 다른 예로, 밀폐부(120)가 비닐 등의 연질의 재질로 형성될 경우, 별도의 프레임을 구성하여 지지할 수 있다.
또한, 밀폐부(120)는 대상작물의 파종, 관리, 수확 등을 위하여, 별도의 개폐부(도시하지 않음)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 개폐부는 지퍼, 벨크로테이프 등으로 개폐가 가능하도록 구성될 수 있다. 다른 예로, 개폐부는 도어형태의 프레임 등을 구성하여 자동개폐가 가능하도록 할 수 있다. 또 다른 예로, 개폐부는 롤 형태로 말아올리는 방식으로도 적용이 가능하며, 이외에도 개폐부를 개방하거나 닫을 수 있는 구성이라면 다양한 방식으로 적용이 가능하다. 여기서, 개폐부의 개수는 다양하게 적용할 수 있으며, 밀폐부(120)의 일측 또는 양측 등 다양한 위치에 구성이 가능함은 물론이다.
또한, 작물생산부(100)는 다단으로 구성이 가능하다. 예를 들어, 작물생산부(100)는 하부에서부터 배지부(110) 및 밀폐부(120)가 구성되고, 그 위에 다시 배지부(110) 및 밀폐부(120)가 필요에 따라 반복하여 적층되는 구조로 구성될 수 있다.
재배환경측정부(200)는 작물생산부(100)의 재배환경을 측정하는 것으로, 작물생산부(100)의 내부온도를 측정하는 온도센서, 습도를 측정하는 습도센서, 이산화탄소의 농도를 측정하는 이산화탄소측정센서, 광량을 측정하는 광센서 등을 포함할 수 있으며, 필요시 대상작물의 성장과정을 촬영하는 영상촬영장치(CCD 카메라 등)를 더 포함할 수 있다. 이외에도 재배환경측정부(200)는 대상작물의 종류 및 당업자의 요구에 따라, 대상작물의 재배에 필요한 정보를 획득하기 위하여 다양한 센서를 더 포함할 수 있다.
냉난방공조부(300)는 작물생산부(100)의 재배환경을 조절하기 위한 조절공기를 공급하는 것으로, 재배환경측정부(200)에서 측정된 정보에 대응하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 냉난방공조부(300)는 온도센서에 대응하는 난방장치 및 냉방장치, 습도센서에 대응하는 수증기발생장치, 이산화탄소측정센서에 대응하는 이산화탄소 발생장치 등을 포함할 수 있다. 더하여, 냉난방공조부(300)는 조절공기의 흐름을 원활하게 하기 위한 송풍팬이나 에어펌프 등을 더 포함할 수 있다. 다른 예로, 냉난방공조부(300)는 별도의 하우스나 고정식 및 이동식 룸 등이 외형을 이루며, 그 내부에 공조를 위한 다양한 설비나 장치들이 구성될 수 있다.
한편, 재배작물에 따라서는 작물생산부(100)에 열선이나 라디에이터 등이 구성될 수 있으며, 이 경우 냉난방공조부(300)는 난방장치를 포함하지 않을 수 있으며, 이외에도 작물생산부(100)에 직접 설치해야 하는 구성의 경우에는 냉난방공조부(300)에 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 대상작물의 광량을 조절하기 위한 램프(LED 등)는 작물생산부(100)에 구성될 수 있다.
배관부(400)는 냉난방공조부(300)와 복수 개의 작물생산부(100)를 연결하는 것으로, 연질의 호스, 플랙시블형 타포린 덕트, 자바라형 PVC 파이프, PE 파이프, 이중벽관, 다중벽관, 비닐덕트 등을 포함할 수 있으며, 결합 및 분리가 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 배관부(400)는 작물생산부(100)와 연결되는 부분, 냉난방공조부(300)와 연결되는 부분, 그 중간 부분 등에서 분리가능하도록 연결될 수 있다. 이를 위하여, 배관부(400)의 연결부는 나사타입, 볼타입, 원터치타입, 이음관, 연결플랜지 등으로 구성될 수 있으며, 사용자의 조작에 의해 수동으로 분리 및 결합되거나, 구동장치의 동작에 의해 자동으로 분리 및 결합될 수 있다. 여기서, 배관부(400)의 연결부를 자동으로 분리 및 결합하는 구성에 대해서는, 당업자의 요구에 따라 다양한 것으로 적용할 수 있으므로, 특정한 것으로 한정하지는 않는다.
또한, 배관부(400)에는 공기의 흐름을 차단하거나 조절할 수 있는 밸브가 구성될 수 있다. 여기서, 밸브는 솔레노이드밸브나 전동식 뎀퍼 등을 포함할 수 있다.
또한, 배관부(400)는 작물생산부(100)의 내부를 관통하도록 형성될 수 있고, 관통되는 부분에 다수 개의 홀을 형성하여, 배관부(400)를 이동하는 조절공기의 일부가 자연스럽게 작물생산부(100)로 유입되거나, 작물생산부(100) 내부의 공기가 배관부(400)로 배출되도록 할 수 있다.
또한, 배관부(400)는 하기에 설명될 분산공급라인(410) 및 취합회수라인(420) 중 적어도 하나가 작물생산부(100)의 내부까지 일정부분 연장형성될 수 있으며, 그 연장된 부분에도 조절공기가 유입되고 내부공기가 배출될 수 있도록, 다수 개의 홀을 형성할 수 있다.
제어부(500)는 재배환경측정부(200)에서 측정된 재배환경에 기초하여, 냉난방공조부(300)의 동작을 제어하는 것으로, 작물생산부(100)에서 재배되는 대상작물의 재배조건과 측정된 재배환경을 비교하고, 그 차이를 최소화하도록 냉난방공조부(300)의 동작을 제어할 수 있다.
더불어, 제어부(500)는 배관부(400)를 통해 냉난방공조부(300)에서 조절된 조절공기를 작물생산부(100)로 공급하도록 제어하며, 특히 배관부(400)에 구성된 밸브의 개폐 및 개방정도를 제어함으로써, 조절공기의 유로 및 유동량을 조절할 수 있다.
예를 들어, 제어부(500)는 특정 작물생산부(100)에 특정 항목(온도, 습도, 이산화탄소 비율 등)이 조절된 조절공기의 공급이 필요할 경우, 냉난방공조부(300)의 설비 중 해당 항목에 대응하는 설비의 동작을 제어하여, 원하는 항목이 조절된 조절공기를 생성한 후, 다른 작물생산부(100)와 연결되는 유로의 밸브를 닫고, 해당 작물생산부(100)와 연결되는 유로의 밸브만 개방함으로써, 해당 조절공기를 원하는 작물생산부(100)에 공급할 수 있다.
물론, 제어부(500)는 복수 개의 작물생산부(100) 전체 또는 적어도 일부에 대해서도 동일 내지 유사하게 조절공기를 공급할 수 있음은 물론이다.
이하에서, 이러한 조절공기의 공급 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 3은 도 1에서 공기흐름의 제어에 대한 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 배관부(400)는 냉난방공조부(300)에서 조절된 조절공기를 복수 개의 작물생산부(100)로 분산하여 공급하는 분산공급라인(410)과, 복수 개의 작물생산부(100)로부터 배출된 배출공기를 취합하여 냉난방공조부(300)로 회수하는 취합회수라인(420)을 포함할 수 있다.
이에, 제어부(500)는 분산공급라인(410) 및 취합회수라인(420)을 통해, 냉난방공조부(300)와 작물생산부(100) 간의 공기흐름을 순환시킬 수 있다.
이와 같이 공기의 흐름을 순환시키면, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
이를 보다 구체적으로 살펴보면, 예를 들어 여름철 외기온도가 30℃인 상황에서 작물생산부(100)의 온도가 25℃를 유지해야 하는 경우, 도 1에서 냉난방공조부(300)는 30℃인 외기가 유입되면 이 온도를 22℃ ~ 23℃로 조절하여 작물생산부(100)로 공급할 수 있으며, 작물생산부(100)의 내부공기는 공급되는 공기기만큼 외부로 배출될 수 있다. 이때, 작물생산부(100)의 내부공기 온도가 27℃인 경우, 외기온도와의 차이(3℃)만큼의 에너지가 손실되며, 냉난방공조부(300) 또한 높은 온도의 외기를 낮춰야 하므로, 많은 전기에너지가 소모될 수 있다.
이에 반해, 도 3에 나타난 바와 같이 공기를 순환시키게 되면, 작물생산부(100)에서 배출된 공기(27℃)가 냉난방공조부(300)로 공급되므로, 냉난방공조부(300)는 보다 적은 전기에너지로 원하는 온도(22℃ ~ 23℃)로 조절할 수 있으므로, 에너지효율을 크게 향상시킬 수 있다.
도 4는 도 3의 다른 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 분산공급라인(410)은 조절공기공급라인(411), 분산유입라인(412) 및 유량조절밸브(413)를 포함할 수 있다.
조절공기공급라인(411)은 냉난방공조부(300)와 연결되는 것으로, 조절공기공급라인(411)의 개수는 냉난방공조부(300)의 개수에 대응하여 구성될 수 있으며, 도 4에서는 하나의 냉난방공고부(300)에 대응하여 하나로 구성될 수 있다.
분산유입라인(412)은 조절공기공급라인(411)과 복수 개의 작물생산부(100)를 연결하는 것으로, 분산유입라인(412)의 개수는 작물생산부(100)의 개수에 대응하여 구성될 수 있으며, 도 4에서는 4개의 작물생산부(100)에 대응하여 4개로 구성될 수 있다.
유량조절밸브(413)는 분산유입라인(412)에 구성되어, 분산유입라인(412)을 통과하는 조절공기의 유량을 조절하는 것으로, 분산유입라인(412)의 개폐뿐만 아니라 완전개방시를 기준으로 개방정도를 조절할 수 있다. 여기서, 유량조절밸브(413)는 솔레노이드밸브 및 전동뎀퍼 등을 포함할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 라인에는 공기의 흐름을 원활하게 하기 위한 송풍팬(미부호)을 추가로 구성할 수 있다. 이와 같이 공기의 흐름을 원활하게 하는 방법으로는 송풍팬에 한정하는 것은 아니며, 다양한 방법을 적용할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 나타난 유량조절밸브(413)를 이용할 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 유량조절밸브(413)를 닫을 경우, 공급측(냉난방공조부 측)의 공기압력이 증가하게 되므로, 일정시간 유량조절밸브(413)를 닫은 상태로 유지하여 공급측 공기압력을 일정 수준 이상으로 증가시킨 후 유량조절밸브(413)를 개방하게 되면, 유량조절밸브(413) 양측의 공기압력차에 의해 공기가 원활하게 이동할 수 있다.
또한, 도 4에 나타난 바와 같이 취합회수라인(420)은 4개의 분산배출라인(미부호)과 1개의 배출공기회수라인(미부호)으로 구성될 수 있으며, 배출공기회수라인에는 송풍팬이 구성될 수 있다.
제어부(500)는 유량조절밸브(413)의 동작을 제어하여, 각 작물생산부(100)별로 조절공기의 공급여부 및 공급량을 조절하는 것으로, 각 작물생산부(100)에 구성된 재배환경측정부(200)의 측정값에 따라 각각의 유량조절밸브(413)를 제어하여, 원하는 조절공기를 원하는 작물생산부(100)에 공급할 수 있다.
예를 들어, 어느 하나의 작물생산부(100)의 온도가 하강하여 해당 작물생산부(100)만 온도를 상승시킬 필요가 있는 경우, 해당 작물생산부(100)와 연결된 유량조절밸브(413)는 개방하고 나머지 유량조절밸브(413)는 닫은 상태에서, 냉난방공조부(300)는 다른 조건들은 변경하지 않고 온도만을 상승시킨 조절공기를 해당 작물생산부(100)에 공급할 수 있다.
한편, 둘 이상의 작물생산부(100)에서 각각 재배되는 대상작물이 서로 다른 경우, 예를 들어 어느 하나의 작물생산부(100)에서는 환경변화에 민감한 대상작물이 재배되고, 다른 하나의 작물생산부(100)에서는 환경변화에 유연한 대상작물이 재배되는 경우, 환경변화에 민감한 대상작물에 우선순위를 부여하여 조절공기를 우선적으로 공급할 수 있다. 물론, 우선순위의 부여조건은 환경변화에 대한 민감도에 한정하는 것은 아니며, 대상작물의 종류 및 당업자의 요구에 따라 다양한 조건으로 설정될 수 있음은 당연하다.
이를 위하여, 제어부(500)는 재배환경측정부(200)에서 측정된 재배환경과 대상작물의 재배조건을 비교하여, 재배환경을 조절할 적어도 하나의 작물생산부(100)에 우선순위를 설정하고, 냉난방공조부(300) 및 유량조절밸브(413) 중 적어도 하나의 동작을 제어하여, 설정된 우선순위에 따라 해당 작물생산부(100)의 재배환경을 우선적으로 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 작물 재배 시스템은 근거리 무선통신망 또는 상용무선통신망을 통해 관리자단말기와 연동되는 통신부(600)를 더 포함할 수 있다.
통신부(600)는 관리자단말기와 데이터통신망으로 연동되며, 작물생산부(100)에서 재배되는 대상작물 정보, 대상작물의 재배조건 정보, 재배환경측정부(200)에서 측정된 재배환경 정보, 냉난방공조부(300)의 동작 정보, 유량조절밸브(413)의 동작 및 그에 따른 공기의 순환라인 정보 중 적어도 하나를 포함하는 재배관리정보를 관리자단말기에 전송할 수 있다. 여기서, 데이터통신망은 무선통신망에 한정하는 것은 아니며, 필요시 유선통신망 또는 유무선통신망을 이용할 수 있다.
이때, 관리자단말기로 전송되는 재배관리정보는 수치정보에 한정하는 것은 아니며, 이미지형태의 시각정보로도 제공될 수 있다. 예를 들어, 전체 유로를 이미지화 한 후, 현재 조절공기가 이동되는 유로를 부각하여 디스플레이되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 관리자단말기를 이용하여 냉난방공조부(300), 유량조절밸브(413), 송풍팬 등과 같은 각종 설비나 장치들의 동작을 제어하거나, 설정값을 변경하는 등의 원격제어가 가능하도록 구성될 수 있다.
도 5는 도 1에 나타난 작물생산부의 구체적인 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 5를 참조하면, 작물생산부(100)의 밀폐부(120)는 배지부(110)에서 재배되는 대상작물의 성장속도에 대응하여 높낮이가 조절되는 형상가변구조로 구성될 수 있다.
예를 들어, 밀폐부(120)는 적어도 일부에 자바라형태가 형성되어 길이조절이 가능하도록 구성될 수 있다. 다른 예로, 밀폐부(120)가 비닐 등의 연질로 구성된 경우, 일측(상부)이 롤형태로 감겨진 상태에서 롤에 감겨진 부분이 펼쳐지거나 다시 감겨지는 방법을 통해 전체 높낮이를 조절할 수 있다.
이와 같은 밀폐부(120)의 높낮이 조절은, 작업자에 의해 수동으로 조절될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 제어부(500)에 의해 자동으로 조절될 수 있다.
예를 들어, 자바라형태의 경우 밀폐부(120)는 상부를 지지하는 가이드바(130)와 가이드바(130)를 승하강시키는 LM가이드(140)를 구성하고, LM가이드(140)의 동작에 따라 가이드바(130)가 승하강되면서 밀폐부(120)의 높낮이를 조절할 수 있다. 다른 예로, 롤형태의 경우 밀폐부(120)는 가이드바(130) 및 LM가이드(140)와 더불어, 가이드바(130)에 구성된 롤(도시하지 않음)의 회전을 제어하는 모터(도시하지 않음)를 더 구성할 수 있다.
이때, 제어부(500)는 대상작물의 성장정보에 기초하여 정해진 설정높이에 대응하여 밀폐부(120)의 높낮이를 조절할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 다양한 방법을 기준으로 조절할 수 있다.
예를 들어, 대상작물의 정확한 성장속도를 확인하기 위하여, 밀폐부(120) 내부에 대상작물의 높이를 감지하는 적어도 하나의 센서를 구성하고, 해당 센서의 감지신호에 기초하여 밀폐부(120)의 높낮이를 조절할 수 있다.
다른 예로, 밀폐부(120)는 내부에 CCD카메라 등의 영상촬영장치를 구성하고, 해당 영상촬영장치에 촬영된 영상을 영상인식 처리한 후, 그 처리결과에 따라 밀폐부(120)의 높낮이를 조절할 수 있다.
이때, 영상촬영장치에서 촬영된 영상은 작업자단말기로도 전송될 수 있으며, 대상작물의 상태를 확인(병충해 유무 등)하는 용도로도 활용될 수 있다.
도 6 및 도 7은 도 1의 다른 실시예들을 설명하는 도면이다.
먼저, 배관부(400)는 작물생산부(100)와 연결되는 재배측배관(401)과 냉난방공조부(300)와 연결되는 공조측배관(403)이 분리 및 결합이 가능하도록 구성될 수 있다. 여기서, 재배측배관(401)은 분사유입라인(412)을 포함할 수 있으며, 공조측배관(403)은 조절공기공급라인(411)을 포함할 수 있다.
그리고, 냉난방공조부(300)는 재배하우스(H)의 내부를 이동가능하도록 구성되어, 재배측배관(401)과 공조측배관(402)의 분리 및 결합을 통해, 복수 개의 작물생산부(100) 중 적어도 하나와 선택적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 도 6에 나타난 바와 같이, 냉난방공조부(300)는 재배하우스(H) 내부의 위치정보를 기반으로 자율주행에 의해 이동할 수 있다. 예를 들어, 냉난방공조부(300)는 IGPS(Indoor GPS)를 이용하여 실내위치정보를 통해 원하는 작물생산부(100)가 있는 위치까지 이동할 수 있다. 이때, 냉난방공조부(300)의 자율주행을 위한 구성은 다양한 것으로 적용될 수 있으므로, 특정한 것에 한정하지 않음은 당연하다. 예를 들어, 주위환경을 촬영하는 CCD카메라와 촬영된 영상을 분석하는 영상처리장치, 라이다, 관성센서 등을 이용하여, 냉난방공조부(300)의 자율주행을 수행할 수 있다.
다른 예로, 도 7에 나타난 바와 같이, 냉난방공조부(300)는 재배하우스(H) 내부에 설치된 이동레일(R)을 따라 이동하도록 구성될 수 있다. 이때, 이동레일(R) 및 냉난방공조부(300)가 이동레일(R)을 이동하기 위한 구성은 자율주행과 마찬가지로 다양한 것으로 적용될 수 있으므로, 특정한 것에 한정하지 않는다.
물론, 냉난방공조부(300)는 둘 이상에서 작물생산부(100)의 개수보다 작은 개수의 범위에서 선택되어 운용될 수도 있으며, 이는 재배하우스(H)의 내부면적의 크기나 재배되는 대상작물의 종류, 당업자의 요구에 따라 변경될 수 있다.
또한, 냉난방공조부(300)는 작업자에 의해 수동으로 이동될 수 있으며, 이외에도 다양한 방식으로 이동이 가능하도록 구성될 수 있고, 해당 이동방식에 따라 재배측배관(401)과 공조측배관(403)의 결합 및 분리 또한 수동 또는 자동이 가능하도록 구성될 수 있다. 여기서, 재배측배관(401)과 공조측배관(403)의 결합 및 분리가 자동으로 이루어지는 구성 또한 다양한 것으로 적용될 수 있으므로, 특정한 것에 한정하지 않음은 물론이다.
이상에서 본 발명에 의한 모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.
[부호의 설명]
100 : 작물생산부 110 : 배지부
120 : 밀폐부 130 : 가이드바
140 : LM가이드
200 : 재배환경측정부
300 : 냉난방공조부
400 : 배관부 401 : 공조측배관
402 : 재배측배관 410 : 분산공급라인
411 : 조절공기공급라인 412 : 분산유입라인
413 : 유량조절밸브 420 : 취합회수라인
500 : 제어부
600 : 통신부
본 발명은 농작물 재배 분야 특히 비닐하우스 재배 분야, 온실 재배 분야, 실내농업분야, 스마트팜 분야, 식물공장 분야는 물론, 이와 동일 내지 유사한 분야에서 활용이 가능하며, 해당 분야에서의 제품 및 시스템에 대한 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. 재배공간에 구성되며, 재배공간과 밀폐되어 대상작물을 재배하는 복수 개의 작물생산부;
    상기 작물생산부 내부의 재배환경을 조절하기 위한 조절공기를 공급하는 냉난방공조부; 및
    상기 냉난방공조부와 복수 개의 작물생산부를 연결하여 냉난방공조부에서 공급된 조절공기가 작물생산부로 이동하도록 구성된 배관부;를 포함하는,
    모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 작물생산부의 재배환경을 측정하는 재배환경측정부; 및
    상기 작물생산부에서 재배되는 대상작물의 재배조건과, 재배환경측정부에서 측정된 재배환경에 기초하여 냉난방공조부의 동작을 제어하고, 배관부를 통해 냉난방공조부에서 조절된 조절공기를 작물생산부로 공급하도록 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 배관부는,
    상기 냉난방공조부에서 조절된 조절공기를 복수 개의 작물생산부로 분산하여 공급하는 분산공급라인; 및
    상기 복수 개의 작물생산부로부터 배출된 배출공기를 취합하여 냉난방공조부로 회수하는 취합회수라인;을 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 분산공급라인 및 취합회수라인을 통해 냉난방공조부와 작물생산부 간의 공기흐름을 순환시키는 것을 특징으로 하는,
    모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 분산공급라인은,
    상기 냉난방공조부와 연결되는 조절공기공급라인;
    상기 조절공기공급라인과 복수 개의 작물생산부를 연결하는 복수 개의 분산유입라인; 및
    상기 분산유입라인에 구성되는 유량조절밸브;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 유량조절밸브의 동작을 제어하여, 각 작물생산부별로 조절공기의 공급여부 및 공급량을 조절하는 것을 특징으로 하는,
    모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 재배환경측정부에서 측정된 재배환경과 대상작물의 재배조건을 비교하여 재배환경을 조절할 적어도 하나의 작물생산부에 우선순위를 설정하고, 냉난방공조부 및 유량조절밸브 중 적어도 하나의 동작을 제어하여 설정된 우선순위에 따라 해당 작물생산부의 재배환경을 조절하는 것을 특징으로 하는,
    모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    관리자단말기와 데이터통신망으로 연동되며, 작물생산부에서 재배되는 대상작물 정보, 대상작물의 재배조건 정보, 재배환경측정부에서 측정된 재배환경 정보, 냉난방공조부의 동작 정보, 유량조절밸부의 동작 및 그에 따른 공기의 순환라인 정보 중 적어도 하나를 포함하는 재배관리정보를 관리자단말기에 전송하는 통신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 작물생산부는,
    대상작물이 재배되는 배지부; 및
    상기 배지부를 포함하는 재배환경을, 재배하우스의 내부공간과 밀폐시키는 밀폐부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 밀폐부는,
    상기 배지부에서 재배되는 대상작물의 성장속도에 대응하여 높낮이가 조절되는 형상가변구조로 구성된 것을 특징으로 하는,
    모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 배관부는,
    상기 작물생산부와 연결되는 재배측배관과 냉난방공조부와 연결되는 공조측배관이 분리 및 결합이 가능하도록 구성되고,
    상기 냉난방공조부는,
    상기 재배공간을 이동가능하도록 구성되어, 재배측배관과 공조측배관의 분리 및 결합을 통해, 복수 개의 작물생산부 중 적어도 하나와 선택적으로 연결되는 것을 특징으로 하는,
    모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 냉난방공조부는,
    상기 재배공간의 위치정보를 기반으로 자율주행에 의해 이동하는 것을 특징으로 하는,
    모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 냉난방공조부는,
    상기 재배공간에 설치된 이동레일을 따라 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는,
    모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템.
PCT/KR2023/012679 2022-11-07 2023-08-25 모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템 WO2024101613A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220147223A KR102638745B1 (ko) 2022-11-07 2022-11-07 모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템
KR10-2022-0147223 2022-11-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024101613A1 true WO2024101613A1 (ko) 2024-05-16

Family

ID=90052612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/012679 WO2024101613A1 (ko) 2022-11-07 2023-08-25 모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102638745B1 (ko)
WO (1) WO2024101613A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07313985A (ja) * 1994-05-27 1995-12-05 Tdk Corp 水の衛生保持方法および装置ならびに強酸性イオン水生成方法および装置
KR20140005036A (ko) * 2012-07-04 2014-01-14 주식회사 대양통신 모듈형 식물 공장
KR20160127865A (ko) * 2015-04-27 2016-11-07 지엠지코리아 주식회사 수경재배용 조립식 식물공장
KR20190018103A (ko) * 2017-08-11 2019-02-21 재단법인 포항산업과학연구원 식물재배시스템
KR102456769B1 (ko) * 2019-11-12 2022-10-21 농업회사법인 누리 주식회사 모듈형 식물 재배 시스템

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07312985A (ja) * 1994-05-25 1995-12-05 Hitachi Air Conditioning & Refrig Co Ltd 植物栽培室の局所空調装置
KR102423793B1 (ko) 2020-06-19 2022-07-22 주식회사 다함 온실 환경 감시 제어 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07313985A (ja) * 1994-05-27 1995-12-05 Tdk Corp 水の衛生保持方法および装置ならびに強酸性イオン水生成方法および装置
KR20140005036A (ko) * 2012-07-04 2014-01-14 주식회사 대양통신 모듈형 식물 공장
KR20160127865A (ko) * 2015-04-27 2016-11-07 지엠지코리아 주식회사 수경재배용 조립식 식물공장
KR20190018103A (ko) * 2017-08-11 2019-02-21 재단법인 포항산업과학연구원 식물재배시스템
KR102456769B1 (ko) * 2019-11-12 2022-10-21 농업회사법인 누리 주식회사 모듈형 식물 재배 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR102638745B1 (ko) 2024-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104102253B (zh) 一种智能大棚环境监测系统
KR101788514B1 (ko) IoT를 이용한 농산물 재배환경 제어 및 보정 시스템
CN108919754A (zh) 一种智能大棚实时监控系统及监控方法
CN100553443C (zh) 密闭式完全利用人工光的环境控制型植物工厂
WO2014148654A1 (ko) 식물공장 재배작물의 다단형 재배장치
KR20200057831A (ko) 스마트팜 제어 시스템
WO2019050093A1 (ko) 자체제어 및 원격제어가 가능한 식물재배 시스템
CA3139334C (en) Air distribution and heat extraction for plant canopy
CN105075731A (zh) 一种人工模拟植物气候箱
WO2020133669A1 (zh) 一种植物工厂
KR101889217B1 (ko) 식물재배용 공조장치
CN111903397A (zh) 一种闭锁式育苗系统
CN108958204A (zh) 一种基于专家系统知识库的食用菌栽培测控方法
WO2024101613A1 (ko) 모듈형 재배실을 이용한 작물 재배 시스템
KR20200027208A (ko) 버섯 재배용 수분 공급 장치
KR20140005036A (ko) 모듈형 식물 공장
KR102653317B1 (ko) 독립적 공조방식의 모듈형 작물 재배 시스템
CN109588165B (zh) 一种苗圃大棚的调温系统及其控制方法
KR102653329B1 (ko) 커플링 방식의 모듈형 작물 재배 시스템
CN218825329U (zh) 一种智能温室大棚plc智能调温控制系统
WO2016167419A1 (ko) 저온형 버섯재배용 공조시스템
CN213939310U (zh) 一种鸡舍环境控制系统
CN212910967U (zh) 一种智能植物加代育种舱
CN207802956U (zh) 作物幼苗生长培育箱
CN207340741U (zh) 一种新型农业温室大棚

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23888879

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1