KR100274166B1 - A system for heating the soil in hothouses using the solar energy - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양열을 이용한 시설원예용 지중가온(地中加溫) 시스템에 관한 것으로서, 특히 다수의 집열기(11)를 통해 태양열을 흡수하여 순환중인 전열매체를 가열하는 집열부(10)와, 상기 집열부(10)에 의해 가열된 고온의 전열매체와 축열탱크(40)에 저장되어 있는 저온의 난방수를 열교환시키는 열교환기(30)와, 상기 축열탱크(40)에 저장되어 있는 고온의 난방수를 각각의 시설원예 하우스에 지중매설되어 있는 난방호스(141,142)로 분배하는 분배기(81,82)와, 상기 분배기(81,82)로 배출되는 난방수의 온도를 일정하게 조정하는 전동밸브(50)와, 배관내의 전열매체를 전열매체 공급탱크(60)로 토출시켜 배관내의 압력상승을 방지하는 안전밸브(101)와, 상기 전열매체 공급탱크(60)에 저장되어 있는 전열매체를 배관내로 공급하여 배관내의 압력저하를 방지하는 압력펌프(116)와, 배관내의 난방수를 난방수 공급탱크(70)로 토출시켜 배관내의 압력상승을 방지하는 안전밸브(102)와, 상기 난방수 공급탱크(70)에 저장되어 있는 난방수를 배관내로 공급하여 배관내의 압력저하를 방지하는 압력펌프(117), 및 상기 구성요소를 제어하는 제어기(20)를 구비함에 환경오염을 방지하며 아울러 저렴한 비용으로 시설원예 하우스내의 토양의 온도를 작물이 성장할 수 있는 최적의 상태로 조성할 수 있다.The present invention relates to a geothermal heating system for facility horticulture using solar heat, and in particular, a heat collecting part 10 for absorbing solar heat through a plurality of collectors 11 and heating a heat transfer medium in circulation. A heat exchanger 30 for exchanging the high temperature heat transfer medium heated by the heat collecting unit 10 and the low temperature heating water stored in the heat storage tank 40, and the high temperature heating stored in the heat storage tank 40. Distributors (81, 82) for distributing water to the heating hoses (141, 142) buried in each gardening house, and electric valves for constantly adjusting the temperature of the heating water discharged to the distributors (81, 82) ( 50), a safety valve 101 for discharging the heat transfer medium in the pipe to the heat transfer medium supply tank 60 to prevent a pressure increase in the pipe, and the heat transfer medium stored in the heat transfer medium supply tank 60 into the pipe. Supply pressure to prevent pressure drop in the pipe The pump 116, the safety valve 102 for discharging the heating water in the pipe to the heating water supply tank 70 to prevent the pressure rise in the pipe, and the heating water stored in the heating water supply tank 70 Pressure pump 117 to supply pressure into the pipe to prevent the pressure drop in the pipe, and the controller 20 to control the components to prevent environmental pollution and at a low cost to crop the soil temperature in the facility gardening house It can be formulated in an optimal state that can grow.
Description
본 발명은 혹한기에도 작물이 원활하게 성장할 수 있도록 토양을 일정한 온도로 가온(加溫)시키는 시스템에 관한 것으로, 특히 태양열에 의해 가열된 전열매체와 난방수를 열교환시킨 후, 열교환된 난방수를 이용하여 시설원예 하우스내의 토양을 일정한 온도로 가온시켜 작물이 성장할 수 있는 최적의 환경을 조성하는 태양열을 이용한 시설원예용 지중가온(地中加溫) 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for warming the soil to a constant temperature so that crops can grow smoothly even in cold weather, and in particular, after heat-exchanging heat transfer medium and heating water heated by solar heat, and using heat-exchanged heating water. The present invention relates to a geothermal warming system for facility horticulture using solar heat, which warms the soil in a facility horticulture house to a constant temperature to create an optimal environment for crops to grow.
일반적으로, 시설원예 하우스를 이용한 작물 재배시 기온, 햇빛 및 CO2등과 같은 지상부의 환경도 중요하지만 지하부의 환경 즉, 토양내의 수분, 온도, 양분 및 산소 등도 시설작물의 성장에 절대적인 영향을 미친다.In general, in the cultivation of crops using the horticultural house, the environment of the above ground such as temperature, sunlight, and CO 2 is also important, but the underground environment, that is, moisture, temperature, nutrients and oxygen in the soil, have an absolute influence on the growth of the plant crop.
이에따라, 시설작물이 성장할 수 있는 최적의 환경을 조성하기 위하여 현재 온풍난방기, CO2기, 관수(灌水) 시설 등과 같은 시설작물 재배시설과 장비가 개발되어 사용되고 있으나, 토양의 온도를 적정하게 유지시킬 수 있는 방법과 시설은 별다른 발전을 이루지 못하고 있다.Accordingly, in order to create an optimal environment for the growth of plant crops, facility crop cultivation facilities and equipment such as hot air heaters, CO 2 and watering facilities have been developed and used. The methods and facilities that are available are not making much progress.
그러나, 혹한기(12월∼3월)의 시설작물에 대한 수요가 매년 증가추세에 있고, 높은 가격을 유지함에 따라 농민들은 소득증대를 위해 현재 온수보일러를 이용한 지중가온 시스템을 도입하여 사용하고 있다.However, demand for plant crops during the cold season (December-March) is increasing every year, and as prices remain high, farmers are now using a geothermal system using hot water boilers to increase their income.
즉, 20a의 시설원예 하우스를 위해 7만 ㎉의 열량을 발생하는 온수보일러를 설치하고, 각각의 시설원예 하우스로 가열된 온수를 분배하는 온수분배기와 온수보일러를 연결한 후, 지표로 부터 40㎝ 깊이로 20㎝ 간격으로 매설되어 있으며 그 하부에 단열을 위한 스치로폴과 비닐이 설치된 주택난방용 엑셀(Excell) 난방호스를 온수분배기에 연결하여 시설원예 하우스내의 토양을 일정온도로 가온시킨다.In other words, for a 20a gardening house, a hot water boiler generating 70,000 kW is installed, and a hot water distributor and a hot water boiler for distributing the heated hot water to each gardening house are connected to each other. The soil inside the horticultural house is warmed to a certain temperature by connecting a heating hose for heating the house, which is embedded at intervals of 20cm in depth and installed with Schiropol for insulation and vinyl.
그러나, 상기와 같은 온수보일러를 이용한 지중가온 시스템은 사용자가 보일러에 대한 지식을 가지고 있지 않는 경우에 농가에서 관리하기 어렵고, 또한 사용 부주의시에는 폭발 및 화재 등의 위험성을 내포하고 있으며, 아울러 난방수의 급탕온도가 40℃를 초과하는 경우에는 작물의 뿌리를 손상시킬 수 있다는 문제점을 가지고 있다.However, the above ground heating system using the hot water boiler is difficult to manage in the farmhouse when the user does not have knowledge of the boiler, and also inadequate the use of risks such as explosion and fire, and heating water If the hot water supply temperature exceeds 40 ℃ has the problem that can damage the roots of the crop.
또한, 경유 또는 등유를 연료로 사용하기 때문에 영농비중 연료비가 차지하는 부분이 높아 생산성을 저하시키며, 불연소가스 누출시 작물의 손상이 우려되고, 아울러 유한자원인 석유의 무분별한 사용으로 인한 자원의 낭비와 이로인한 환경오염 등이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.In addition, since diesel or kerosene is used as fuel, the portion of the fuel cost in farming costs is high, which leads to a decrease in productivity, and the damage of crops in the event of leakage of non-combustible gas, and the waste of resources due to the indiscriminate use of finite resources. There is a problem that can occur due to environmental pollution.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 청정에너지인 태양열을 이용하여 전열매체를 가열하고, 이 전열매체와 난방수를 열교환시킨 후, 열교환된 난방수를 이용하여 시설원예 하우스내의 토양을 일정온도로 가온(加溫)시킴에 따라 환경오염을 방지하며 아울러 저렴한 비용으로 작물이 생육할 수 있는 최적의 환경을 조성할 수 있는 태양열을 이용한 시설원예용 지중가온 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Therefore, the present invention was invented to solve the above problems, and heat the heat transfer medium using solar energy, which is clean energy, heat exchange the heat transfer medium and the heating water, and then use the heat exchanged heating water. Providing a geothermal heating system for facility horticulture using solar heat to prevent environmental pollution by heating the soil in a certain temperature and to create an optimal environment for growing crops at low cost. For that purpose.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 다수의 집열기를 통해 태양열을 흡수하여 순환중인 전열매체를 가열하는 집열부와, 상기 집열부에 의해 가열된 고온의 전열매체와 축열탱크에 저장되어 있는 저온의 난방수를 열교환시키는 열교환기와, 상기 축열탱크에 저장되어 있는 고온의 난방수를 각각의 시설원예 하우스에 지중매설되어 있는 난방호스로 분배하는 분배기와, 상기 분배기로 배출되는 난방수의 온도를 일정하게 조정하는 전동밸브와, 배관내의 전열매체를 전열매체 공급탱크로 토출시켜 배관내의 압력상승을 방지하는 안전밸브와, 상기 전열매체 공급탱크에 저장되어 있는 전열매체를 배관내로 공급하여 배관내의 압력저하를 방지하는 압력펌프와, 배관내의 난방수를 난방수 공급탱크로 토출시켜 배관내의 압력상승을 방지하는 안전밸브와, 상기 난방수 공급탱크에 저장되어 있는 난방수를 배관내로 공급하여 배관내의 압력저하를 방지하는 압력펌프, 및 상기 구성요소를 제어하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, the heat collecting portion for absorbing the solar heat through a plurality of collectors to heat the heat transfer medium in circulation, and stored in the high temperature heat transfer medium and the heat storage tank heated by the heat collecting portion A heat exchanger for exchanging low-temperature heating water, a distributor for distributing high-temperature heating water stored in the heat storage tank to a heating hose buried underground in each facility gardening house, and a temperature of the heating water discharged to the distributor. Constantly regulated electric valves, safety valves for discharging the heat transfer medium in the pipe to the heat transfer medium supply tank to prevent pressure rise in the pipe, and the heat transfer medium stored in the heat transfer medium supply tank into the pipe to supply pressure. Pressure pump to prevent the drop and the heating water in the pipe is discharged to the heating water supply tank to prevent the pressure rise in the pipe. By the former valves, and a number of heat stored in the heating tank can be supplied into the supply pipe it is characterized in that a pressure pump, and a controller for controlling the components for preventing the pressure drop in the pipe.
도 1은 본 발명에 따른 태양열을 이용한 시설원예용 지중가온 시스템의1 is a geothermal heating system for horticulture using solar heat according to the present invention
구성을 개략적으로 나타낸 도면.Figure schematically showing the configuration.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 집열부 11 : 집열기10: collector 11: collector
20 : 제어기 30 : 열교환기20 controller 30 heat exchanger
40 : 축열탱크 50 : 전동밸브40: heat storage tank 50: electric valve
60 : 전열매체 공급탱크 70 : 난방수 공급탱크60: heat transfer medium supply tank 70: heating water supply tank
81,82 : 분배기 101,102 : 안전밸브81,82: Dispenser 101,102: Safety valve
116,117 : 압력펌프 141,142 : 난방호스116,117: pressure pump 141,142: heating hose
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 태양열을 이용한 시설원예용 지중가온 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면으로, 태양열을 흡수하여 순환중인 전열매체를 가열하는 집열부(10)가 시설원예 하우스의 실외에 설치되어 있다.1 is a view schematically showing the configuration of a geothermal heating system for facility horticulture using solar heat according to the present invention, a heat collecting unit 10 for absorbing solar heat to heat the heat transfer medium in circulation is installed outside the facility horticulture house have.
상기 집열부(10)는 시설원예 하우스의 지중가온면적에 따라 적정수의 집열기(11)를 결합하여 구성하는데, 본 실시예에서는 4개의 집열기(11)를 하나의 그룹으로 형성한 2개의 그룹 8개의 집열기(11)와 3개의 집열기(11)를 하나의 그룹으로 형성한 총 11개의 집열기(11)로 집열부(10)를 구성하였다.The collector 10 is configured by combining the appropriate number of collectors 11 in accordance with the ground heating area of the facility gardening house, in this embodiment two groups 8 formed of four collectors 11 in one group A total of 11 collectors 11 having three collectors 11 and three collectors 11 as a group constituted the collector 10.
상기 집열부(10)는 동절기에 집중적으로 사용됨에 따라 태양열을 최대한 흡수할 수 있도록 지표에서 50°의 각도로, 그리고 방향은 남서 5°를 원칙으로 하되, 정남을 기준으로 남동 20°에서 남서 30°의 변위를 갖도록 설치한다.The heat collecting part 10 is used at an angle of 50 ° from the surface and the direction of southwest 5 ° in principle so as to absorb the solar heat as it is used intensively in winter, but in southeast 20 ° southwest 30 ° based on true south Install to have a displacement of °.
아울러, 집열부(10)는 일사 장애물이 없는 곳에 설치하며, 집열부(10)를 지면에 설치하는 경우에는 지면으로 부터 최소한 150㎜ 이상의 높이에 그리고 정비 및 청정이 용이하도록 여유공간을 확보할 수 있는 위치에 설치한다. 또한, 집열부(10)를 지지하는 지지대는 풍압과 눈 등의 하중을 견딜 수 있도록 소정의 강도를 갖는 재질로 형성하며, 부식을 방지할 수 있도록 처리한다.In addition, the heat collecting unit 10 is installed in a place where no solar obstruction, and when the heat collecting unit 10 is installed on the ground at a height of at least 150 mm from the ground and can be secured for easy maintenance and cleaning Install at the location. In addition, the support for supporting the heat collecting portion 10 is formed of a material having a predetermined strength to withstand loads such as wind pressure and snow, and is processed to prevent corrosion.
상기 집열부(10)에 의해 가열된 고온의 전열매체는 배관과 열교환기(30)를 통해 다시 집열부(10)로 공급되며, 축열탱크(40)에 저장되어 있는 난방수도 배관과 열교환기(30)를 통해 다시 축열탱크(40)로 공급되는데, 이때 열교환기(30)에서 고온의 전열매체와 저온의 난방수간에 열교환이 이루어지며, 배관의 소정부위에는 전열매체와 난방수의 원활한 순환을 위해 순환펌프(111,112)가 설치되어 있다.The high temperature heat transfer medium heated by the heat collecting unit 10 is supplied to the heat collecting unit 10 through the pipe and the heat exchanger 30 again, and the heating water supply pipe and the heat exchanger stored in the heat storage tank 40 ( 30) is supplied to the heat storage tank 40 again, in which heat exchange is performed between the high temperature heat transfer medium and the low temperature heating water in the heat exchanger 30, and the predetermined portion of the pipe provides a smooth circulation of the heat transfer medium and the heating water. Circulating pumps 111 and 112 are installed.
또한, 집열부(10)에서 열교환기(30)로 공급되는 전열매체의 온도를 검출하는 온도검출센서(121)가 전열매체의 최고온을 감지할 수 있는 부분에 장착되어 있으며, 축열탱크(40)에서 열교환기(30)로 공급되는 난방수의 온도를 검출하는 온도검출센서(122)가 난방수의 최저온을 감지할 수 있는 부분에 각각 설치되어 있다.In addition, the temperature detection sensor 121 for detecting the temperature of the heat transfer medium supplied from the heat collecting unit 10 to the heat exchanger 30 is mounted on a portion capable of detecting the highest temperature of the heat transfer medium, the heat storage tank 40 The temperature detection sensor 122 for detecting the temperature of the heating water supplied to the heat exchanger 30 is installed in each of the portions capable of detecting the minimum temperature of the heating water.
한편, 고온의 전열매체와 저온의 난방수를 열교환시키는 열교환기(30)로는 집열부(10)의 면적과 열교환 성능에 따라 열교환 면적을 가변시킬 수 있는 판형 열교환기가 사용되며, 이 열교환기(30)로 공급되는 전열매체와 난방수는 서로 반대방향으로 순환되며 열교환을 일으킨다.On the other hand, the heat exchanger 30 for heat exchange between the high temperature heat transfer medium and the low temperature heating water is used a plate heat exchanger that can change the heat exchange area according to the area of the heat collecting portion 10 and the heat exchange performance, this heat exchanger (30) ), The heat transfer medium and the heating water are circulated in opposite directions and cause heat exchange.
아울러, 제어기(20)는 온도검출센서(121,122)에서 검출된 전열매체와 난방수의 온도차에 따라 순환펌프(111,112)를 구동하여 전열매체와 난방수를 순환시킨다. 따라서, 집열부(10)에 의해 가열된 전열매체와 난방수의 열교환이 원활하게 이루어지며, 실외에 설치된 배관을 통해 집열부(10)와 열교환기(30) 사이를 순환하는 전열매체에는 부동액 성분이 포함되어 있어 배관의 동파를 예방할 수 있다.In addition, the controller 20 circulates the heat transfer medium and the heating water by driving the circulation pumps 111 and 112 according to the temperature difference between the heat transfer medium and the heating water detected by the temperature detection sensors 121 and 122. Therefore, heat exchange between the heat transfer medium heated by the heat collecting unit 10 and the heating water is smoothly performed, and the antifreeze component is included in the heat transfer medium circulating between the heat collecting unit 10 and the heat exchanger 30 through a pipe installed outdoors. This prevents freezing of pipes.
한편, 전열매체가 순환되는 배관의 소정부위에는 전열매체에 포함되어 있는 공기를 분리시켜 제거하는 에어분리기(90)가 장착되어 있는데, 이 에어분리기(90)의 일측에는 배관내의 이상압력을 제어하기 위한 안전밸브(101)가 장착되어 있다. 즉, 전열매체가 가열되면 팽창하여 배관내의 압력을 상승시킴에 따라 안전밸브(101)를 통해 전열매체를 토출하여 배관내의 압력을 규정범위내로 조정한다. 이때 토출된 전열매체는 배관을 통해 전열매체 공급탱크(60)로 회수된다.Meanwhile, an air separator 90 for separating and removing air contained in the heat transfer medium is mounted at a predetermined portion of the pipe through which the heat transfer medium is circulated, and on one side of the air separator 90 to control the abnormal pressure in the pipe. The safety valve 101 is mounted. That is, when the heat transfer medium is heated, it expands to raise the pressure in the pipe, thereby discharging the heat transfer medium through the safety valve 101 to adjust the pressure in the pipe within the specified range. At this time, the discharged heat transfer medium is recovered to the heat transfer medium supply tank 60 through a pipe.
반면, 배관내의 전열매체가 수축하거나 상기와 같이 전열매체의 토출이 이루어져 배관내의 압력이 한계치 이하로 떨어지면 압력펌프(116)가 구동되어 공급탱크(60)에 저장된 전열매체를 배관내로 공급함에 따라 배관내의 압력은 규정범위내로 조정된다. 다시말해, 본 실시예에서는 전열매체 배관내의 압력을 규정범위내로 유지하기 위해 안전밸브(101)와 압력펌프(116)를 사용하여 폐회로 배관시스템을 형성하였다.On the other hand, when the heat transfer medium in the pipe shrinks or discharges the heat transfer medium as described above, and the pressure in the pipe falls below the threshold, the pressure pump 116 is driven to supply the heat transfer medium stored in the supply tank 60 into the pipe. The pressure inside is adjusted within the specified range. In other words, in this embodiment, the closed-loop piping system was formed using the safety valve 101 and the pressure pump 116 to maintain the pressure in the heat transfer medium pipe within the prescribed range.
한편, 축열탱크(40)의 용량은 집열부(10)의 면적에 의해 결정되는데, 본 실시예에서는 1100ℓ의 용량을 갖는 축열탱크(40)를 사용한다. 축열탱크(40)는 견고한 구조위에 설치되고, 정비 및 수리가 용이하도록 상부와 측면에 300㎜ 이상, 하부에도 100㎜ 이상의 여유공간을 확보할 수 있는 위치에 설치하되, 보온처리한다.On the other hand, the capacity of the heat storage tank 40 is determined by the area of the heat collecting portion 10, in the present embodiment uses a heat storage tank 40 having a capacity of 1100 liters. The heat storage tank 40 is installed on a solid structure and installed at a position capable of securing a free space of 300 mm or more on the upper and side surfaces and 100 mm or more on the lower portion so as to facilitate maintenance and repair.
상기 축열탱크(40)의 상부에도 안전밸브(102)가 설치되어 있는데, 이 안전밸브(102)는 가열된 난방수의 팽창으로 인해 발생되는 배관내의 압력을 조정하기 위한 것이며, 안전밸브(102)를 통해 토출된 난방수는 배관을 통해 난방수 공급탱크(70)로 회수된다.Safety valve 102 is also installed on the upper part of the heat storage tank 40, the safety valve 102 is to adjust the pressure in the pipe generated due to the expansion of the heated heating water, safety valve 102 The heating water discharged through is recovered to the heating water supply tank 70 through a pipe.
한편, 축열탱크(40)내에 저장된 난방수의 온도강하에 의한 수축이나 압력조정을 위한 난방수의 토출로 인해 배관내의 압력이 한계치 이하로 떨어지면 압력펌프(117)가 구동되어 공급탱크(70)내에 저장된 난방수를 배관내로 공급함에 따라 배관내의 압력은 규정범위내로 조정된다. 다시말해, 본 실시예에서는 난방수 배관내의 압력을 규정범위내로 유지하기 위해 안전밸브(102)와 압력펌프(117)를 사용하여 폐회로 배관시스템을 형성하였다.On the other hand, if the pressure in the pipe falls below the limit value due to shrinkage due to the temperature drop of the heating water stored in the heat storage tank 40 or discharge of the heating water for pressure adjustment, the pressure pump 117 is driven to supply the inside of the supply tank 70. As the stored heating water is supplied into the pipe, the pressure in the pipe is adjusted within the specified range. In other words, in this embodiment, the closed-loop piping system was formed using the safety valve 102 and the pressure pump 117 to maintain the pressure in the heating water pipe within the prescribed range.
상기 축열탱크(40)에 저장되어 있는 난방수는 삼방밸브(3-way valve)인 전동밸브(50)에 의해 일정한 온도로 조정된 후, 분배기(81,82)를 통해 각각의 시설원예 하우스에 가온구 방식, 즉 단열을 위한 스치로폴과 비닐을 설치하지 않고 지중매설되어 있는 난방호스(141,142)로 공급된다.The heating water stored in the heat storage tank 40 is adjusted to a constant temperature by the electric valve 50, which is a three-way valve, and then distributed to each facility gardening house through the distributors 81 and 82. It is supplied to the heating hoses 141 and 142 which are buried under the heating-hole method, that is, without installing Schiropol and vinyl for insulation.
다시말해, 삼방밸브(50)의 일유입단은 배관을 통해 축열탱크(40)의 상부에 결합되어 있으며, 다른 유입단은 축열탱크(40)의 하부에 결합된 난방수 환수관과 연통되어 있고, 출력단은 배관을 통해 각각의 시설원예 하우스로 난방수를 분배하는 분배기(81,82)에 결합되어 있는데, 배출관의 소정부위에는 분배기(81,82)로 배출되는 난방수의 온도를 검출하는 온도검출센서(123)가 장착되어 있다.In other words, one inlet end of the three-way valve 50 is coupled to the upper portion of the heat storage tank 40 through the pipe, and the other inlet end is in communication with the heating water return pipe coupled to the lower portion of the heat storage tank 40. The output stage is coupled to the distributors 81 and 82 for distributing the heating water to the respective horticultural house through the pipes. The predetermined portion of the discharge pipe detects the temperature of the heating water discharged to the distributors 81 and 82. The detection sensor 123 is mounted.
따라서, 배출되는 난방수의 온도에 따라 미도시된 제어기가 삼방밸브(50)를 제어하여 난방수의 온도를 일정하게 조정한 후, 분배기(81,82)로 공급한다. 즉, 축열탱크(40) 상부의 고온의 난방수와 축열탱크(40)로 환수되는 저온의 난방수를 적절히 혼합하여 일정한 온도로 조정한 후, 이를 분배기(81,82)를 통해 각각의 시설원예 하우스에 지중매설되어 있는 난방호스(141,142)로 공급하여 시설원예 하우스내의 지중온도를 일정하게 유지시킨다. 따라서, 타기기의 고장으로 인해 시설원예 하우스내의 지중온도가 설정치 이상으로 상승되는 것을 방지할 수 있으므로, 온도변화로 인한 작물의 손상을 1차적으로 예방할 수 있다.Therefore, the controller (not shown) controls the three-way valve 50 according to the temperature of the discharged heating water to constantly adjust the temperature of the heating water, and then supplies it to the distributors 81 and 82. That is, after adjusting the temperature of the heating water of the upper portion of the heat storage tank 40 and the heating water of the low temperature returned to the heat storage tank 40 appropriately and adjusting the temperature to a constant temperature, the respective plant horticulture through the distributors 81 and 82. It is supplied to the heating hoses (141, 142) buried underground in the house to maintain a constant underground temperature in the facility gardening house. Therefore, the ground temperature in the facility horticulture house can be prevented from rising above the set value due to the failure of the other equipment, and thus the damage of the crop due to the temperature change can be prevented primarily.
또한, 온도검출센서(124,125)를 통해 축열탱크(40)로 환수되는 난방수의 온도나 시설원예 하우스내의 토양온도를 검출하고, 검출된 난방수의 온도나 토양온도에 따라 난방수 순환펌프(113∼115)의 구동을 중지시키면 난방수의 온도를 강하시킬 수 있다. 따라서, 난방수의 온도상승으로 인한 작물의 손상을 2차적으로 예방할 수 있다.In addition, the temperature detection sensor (124, 125) detects the temperature of the heating water returned to the heat storage tank (40) or the soil temperature in the facility gardening house, and according to the detected heating water temperature or soil temperature of the heating water circulation pump 113 When the drive of ˜115 is stopped, the temperature of the heating water can be lowered. Therefore, the damage of the crop by the temperature rise of heating water can be prevented secondary.
상기와 같이 난방호스를 가온구 방식으로 설치하는 것은 다음의 [표1] 및 [표2]에서 알수 있듯이 지중가온시 에너지의 일부가 지표로 부터 40㎝의 하단부에 축열되고, 이 축열이 상단부로 지속적으로 이동하여 가온효과를 상승시키기 때문이다.As shown in the following [Table 1] and [Table 2], the installation of the heating hose in the heating method as described above means that part of the energy during the ground heating is accumulated at the bottom of 40 cm from the surface, and the heat is stored at the upper end. This is because it continuously moves to increase the warming effect.
[표1] 토양깊이별 단열가온구와 가온구의 온도변화[Table 1] Temperature Changes of Insulated Heating Spheres and Heating Spheres by Soil Depth
한편, 배관의 주요부위에는 순환되는 전열매체와 난방수를 제어하기 위한 다수의 개폐밸브(140)가 장착되어 있으며, 또한 전열매체와 난방수의 원활한 순환을 위해 다수의 순환펌프(111∼115)가 배관의 주요부위에 장착되어 있다. 미설명된 도면부호 131∼133은 난방수의 역류를 방지하기 위한 체크밸브를 나타낸 것이다.On the other hand, the main portion of the pipe is equipped with a plurality of on-off valve 140 for controlling the heat transfer medium and heating water circulated, and also a plurality of circulation pumps (111 to 115) for smooth circulation of the heat transfer medium and heating water. Is mounted on the main part of the pipe. Reference numerals 131 to 133 which are not described refer to check valves for preventing the back flow of the heating water.
[표2] 지중가온방법에 따른 시설오이의 재배효과[Table 2] Cultivation effect of facility cucumber according to the ground heating method
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 태양열을 이용한 시설원예용 지중가온 시스템은 전열매체와 난방수를 순환펌프(111,112)로 강제 순환시키는데, 전열매체는 집열부(10)에서 흡수된 태양열 에너지에 의해 가열되고, 난방수는 열교환기(30)에서 고온의 전열매체와 열교환된다. 따라서, 열교환된 난방수를 축열탱크(40)내에 저장하고 필요시 축열탱크(40)에 저장된 고온의 난방수를 난방호스(141,142)로 공급하여 시설원예 하우스내의 작물 재배지 토양을 가온시킨다.The geothermal heating system for facility horticulture using solar heat according to the present invention configured as described above is forced to circulate the heat transfer medium and heating water to the circulation pump (111,112), the heat transfer medium is heated by the solar energy absorbed by the heat collector 10 The water is heat exchanged with the high temperature heat transfer medium in the heat exchanger (30). Therefore, the heat-exchanged heating water is stored in the heat storage tank 40, and if necessary, the high temperature heating water stored in the heat storage tank 40 is supplied to the heating hoses 141 and 142 to warm the crop planting soil in the facility horticulture house.
상기와 같이 본 발명은, 청정에너지인 태양열을 이용하여 전열매체를 가열하고, 이 전열매체와 난방수를 열교환시킨 후, 열교환된 난방수를 이용하여 시설원예 하우스내의 작물 재배지 토양을 일정온도로 가온시킴에 따라 환경오염을 방지하며 아울러 저렴한 비용으로 작물이 생육할 수 있는 최적의 환경을 조성할 수 있다.As described above, the present invention heats the heat transfer medium using solar energy, which is clean energy, heat-exchanges the heat transfer medium and heating water, and then heats the crop plantation soil in the facility horticulture house to a predetermined temperature using the heat-exchanged heating water. This prevents environmental pollution and creates an optimal environment for crops to grow at low cost.
또한, 난방호스로 공급되는 난방수의 온도를 일정하게 유지할 수 있어 고온으로 인한 작물의 뿌리손상을 방지할 수 있으며, 아울러 난방호스를 가온구 방식으로 설치함에 따라 작물 재배지 토양의 가온효과를 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to maintain the temperature of the heating water supplied to the heating hose to prevent the root damage of the crop due to the high temperature, and also to improve the warming effect of the soil in the crop planting area by installing the heating hose in the heating method. Can be.
본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구의 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined only by the appended claims.
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