KR102187599B1

KR102187599B1 - 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치

Info

Publication number: KR102187599B1
Application number: KR1020200055897A
Authority: KR
Inventors: 유경종
Original assignee: 유경종
Priority date: 2020-05-11
Filing date: 2020-05-11
Publication date: 2020-12-07
Anticipated expiration: 2040-05-11

Abstract

본 발명은 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치에 관한 것이다. 보다 상세하게로는, 비닐하우스 내부에서 버섯배지의 배치위치에 따라 버섯의 생장환경이 불균일해지는 문제점을 해결하기 위하여, 버섯재배 비닐하우스 내부의 온도분포를 균일하게 하여, 재배되는 버섯의 품질을 일정하게 유지하는 한편, 냉난방장치 가동 시 비닐하우스 내부에 발생하는 음압발생을 방지함으로 인하여 외부 공기가 유입되어 에너지낭비가 되는 것을 예방할 수 있는 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치에 관한 것이다. 즉 본 발명은 버섯재배용 비닐하우스 내에서 온도분포를 균일하게 하고 에너지를 절약할 수 있는 냉난방 공기순환장치를 제공하기 위한 것이다.

Description

버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치 {Air Circulation Apparatus for Mushroom Cultivation House}

버섯은, 균류(菌類) 중에서 사람의 눈으로 식별할 수 있는 크기의 자실체(子實體)를 형성하는 무리를 총칭한다. 즉 눈에 보이는 균류를 말한다. 버섯은 버섯 모에서 버섯포자를 내뿜는 방법으로 번식한다. 버섯은 종류와 사는 곳도 다양한데, 보통 축축하고 어두운 곳이라면 어디든지 돋아난다. 버섯은 종류에 따라 가지고 있는 성분도 가지각색으로, 약으로도 쓰일 만큼 유용한 물질을 가진 것부터 생명에 치명적인 독을 가지고 있는 것까지 다양하게 분포한다. 독이 없는 식용 버섯들은 단백질이 들어 있고, 대부분 영양식으로 취급된다. 버섯은 저마다의 은은하거나 짙은 풍미가 있고 칼로리가 낮아 다이어트 식품 및 향신료로도 사랑 받는다. 식용버섯은 단백질, 지방 외에 조섬유, 칼륨, 인산, 비타민B와 D, 효소 등이 풍부한 알카리 식품이다. 식용버섯의 독특한 맛과 향기는 아미노산, 만니톨, 트레할로오스 등이 많이 들어있기 때문이다. 대표적인 종류로는 목이버섯, 송이버섯, 표고버섯, 느타리버섯, 능이버섯, 싸리버섯, 꾀꼬리버섯, 팽나무버섯, 맛버섯, 젖버섯 등이 있다.

버섯은 울창한 산림 등과 같은 자연환경 중에서 자연 상태로 생장하는 것을 채취하여 식용으로 즐기기도 하지만, 대부분의 버섯들은 농가에서 인위적인 방법으로 재배하여 시장에 공급하고 있다. 한국 및 일본의 경우 표고버섯을 주로 재배하고 있으며, 중국이나 동남아시아에서는 풀버섯이라 불리는 품종을 많이 재배하며, 유럽이나 미국의 경우 양송이버섯을 주로 재배하는데, 이들 3종류의 버섯을 세계의 3대 재배버섯이라고 한다. 표고버섯은 목재부후균의 일종이며, 풀버섯과 양송이버섯의 경우 낙엽과 마른 풀등을 썩히는 사물기생균이기 때문에 재배가 용이하다. 같은 생활양식을 취하는 버섯은 식용이나 약용에 관계없이 재배가 가능하다. 최근 식용버섯에 대한 수요가 증가하여 팽나무버섯, 나도 팽나무버섯 및 느타리버섯의 재배가 활발하며, 목이버섯, 흰목이버섯, 잎새버섯, 밤버섯, 나타리만가닥버섯 등도 재배되고 있다. 이에 비해서 송이버섯, 잿빛만가닥버섯, 젖버섯아재비 등과 같이 균근을 만드는 버섯은 인위적으로 재배할 수 없다.

한편, 버섯을 재배하기 위해서는 여러 가지 조건을 만족시켜야 양질의 버섯을 재배할 수 있는데, 종전에는 참나무 등을 이용하여 노지에 버섯이 생장할 수 있는, 적정하게 습한 환경을 마련하는 방법으로 버섯을 재배하기도 하였는데, 최근에는 생산성 향상과 품질 제고를 위하여 비닐하우스 등과 같은 실내 생육환경을 마련하고, 온도와 습도 등 일정한 생장조건을 만족시켜주면서 재배하는 방법이 많이 사용되고 있다. 그러나 여름에는 고온에 의해 버섯재배가 어렵게 되고 겨울에는 영하의 온도에 의해 버섯의 성장 저해와 수확이 현저하게 감소되기 때문에 버섯재배용 비닐하우스 내에는 난방 또는 냉방시설이 필수적으로 수반된다. 난방시설로는 난로 등을 사용하기도 하는데, 연소가 수반되는 난방시설의 경우 연료의 연소에 따른 산소 소비로 비닐하우스 내에 산소가 부족하게 되는 등으로 인하여 버섯의 생장에 좋지 않은 영향을 끼치게 되므로 최근에는 전기를 사용하며, 냉방과 난방기능을 선택적으로 제공할 수 있는 냉난방기를 사용한다. 냉난방기를 이용하게 되면, 추울 때는 비닐하우스 내에 온풍을 공급하고, 더울 때는 냉풍을 공급함으로써, 비닐하우스 내의 온도와 습도를 적정하게 유지할 수 있게 된다.

그러나 전기를 사용하는 냉난방기를 이용하여 비닐하우스 내에 온풍 또는 냉풍을 공급한다 하더라도, 냉난방기가 설치된 주변의 온도는 적정온도가 되지만, 냉난방기로부터 멀리 떨어진 위치에서는 냉난방기가 설치된 주변온도와 많은 차이가 날 뿐만 아니라, 심지어 같은 위치에서도 아랫부분 온도와 윗부분 온도까지도 서로 다르게 된다. 이 때문에, 비록 같은 비닐하우스 내부라 하더라도 위치에 따라 온도분포가 일정하지 않게 되는 문제점이 있어왔고 이로 인하여 같은 비닐하우스 내에서 같이 생장시킨 버섯들의 품질이 서로 고르게 되지 못하게 되는, 품질 불균일 문제를 발생시켜왔다. 뿐만 아니라 냉난방기에서 발생되는 온풍이나 냉풍이 버섯배지에 직접 닿게 되어 버섯 표면이 건조하게 되고 이로 인하여 재배중인 버섯이 폐사하는 문제점이 발생하기도 한다. 한편 냉난방기는 실내공기를 데우거나 식히기 위하여 주변으로부터 공기를 빨아들이기 때문에 냉난방기 주변 하부에는 항상 음압이 발생한다. 비닐하우스 내부에 음압이 발생하게 되면, 비닐하우스 외부의 기압이 더 높게 되므로 외부공기가 비닐하우스 내부로 유입되게 되는데, 출입문의 문틈을 비롯하여 비닐하우스에 있는 각종 틈새를 통하여 외부의 더운 공기(냉방 시) 또는 차가운 공기(난방 시)가 유입되게 된다. 이에 따라 냉난방기의 냉방효율 또는 난방효율이 저하하게 되므로 전력요금이 과도하게 소요되는 문제점이 있어왔다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된, 본 발명에 의한 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치는, 냉난방기를 이용하여 온풍 또는 냉풍을 공급하는 버섯재배 비닐하우스에서, 비닐하우스 내부에서 어느 위치가 되든지 온도 및 습도가 동일하게 유지할 수 있도록, 비닐하우스 내부 온도분포를 균일하게 하기 위한 공기순환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 냉난방기를 이용하여 온풍 또는 냉풍을 공급하는 버섯재배 비닐하우스에서 냉난방기 주변에 음압이 발생하지 않도록 함으로써 비닐하우스 외부의 공기가 출입문 등의 틈새로 유입되지 않도록 하고, 이를 통하여 냉난방기 가동에 따른 에너지효율을 상승시켜 전력요금을 절약할 수 있도록 하는 에너지 절약형 공기순환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 냉난방기를 이용하여 온풍 또는 냉풍을 공급하는 버섯재배 비닐하우스에서 냉난방기에서 발생한 온풍 또는 냉풍이 버섯배지에 직접적으로 닿지 않게 하는 상태를 유지하며 냉난방할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 버섯 재배를 위한 비닐하우스 내부에 설치되어, 상기 비닐하우스 내부의 균일한 온도분포를 유지하고 음압발생을 방지하는 냉난방 공기순환장치에 있어서, 상기 비닐하우스 내부의 일 측면인 제1측면 쪽에 설치되어, 상기 제1측면의 반대쪽인 제2측면 쪽 상부를 향하여 온풍 또는 냉풍을 배출하는 냉난방기; 상기 제2측면 쪽 상부에 설치되어, 상기 냉난방기가 배출하는 상기 온풍 또는 냉풍을 흡입하는 한 쌍의 흡풍기; 상기 한 쌍의 흡풍기 각각에 연결되어 상기 온풍 또는 냉풍을 통과시키는 에어덕트로서, 상기 제2측면의 양 쪽 코너 하단까지 각각 연장되어 설치되는 한 쌍의 유도덕트; 및 상기 한 쌍의 유도덕트 각각에 연결되어, 상기 한 쌍의 유도덕트 각각을 통하여 공급되는 상기 온풍 또는 냉풍을 배출하는 에어덕트로서, 상기 제2측면의 양쪽 코너의 하단 각각으로부터 상기 제1측면의 양쪽 코너의 하단 각각까지 연장되어 설치되되, 상기 제1측면 쪽 종단은 막혀있는 배출덕트;를 포함하며, 상기 한 쌍의 배출덕트 각각에는, 상기 한 쌍의 유도덕트 각각을 통하여 공급되는 상기 온풍 또는 냉풍을 배출하는 복수의 공기배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는, 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치로 하는 것이 바람직하다.

또한 상술한 특징들에 더하여, 상기 한 쌍의 배출덕트 각각은, 내부에 흐르는 상기 온풍 또는 냉풍이 가지는 열기 또는 냉기가 상기 비닐하우스 내부로 용이하게 전달될 수 있고, 내부로 흡입되는 이물질에 대한 관찰이 용이하도록, 단열성능이 없는 투명재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치로 하는 것도 가능하며, 이에 더하여, 상기 한 쌍의 유도덕트 각각은, 내부에 흐르는 냉풍의 냉기에 의하여 외부 표면에 결로현상이 발생하지 않도록, 단열성분을 포함하는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치로 하는 것도 바람직하다.

뿐만 아니라, 상술한 특징들 모두에 더하여, 상기 공기배출구를 통하여 배출되는 상기 온풍 또는 냉풍의 배출각도는, 버섯배지용 선반 중 가장 아래에 위치한 선반보다 낮은 쪽을 향하여 상기 온풍 또는 냉풍이 배출될 수 있도록, 지표면에 수직인 방향 대비 90˚ 미만의 각도(θ)가 되는 것을 특징으로 하는, 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치로 하는 것도 바람직하며, 이에 더하여, 한 쌍의 중계 송풍기를 더 포함하며, 상기 한 쌍의 중계 송풍기 각각은 상기 냉난방기와 상기 한 쌍의 흡풍기 사이에 각각 설치되며, 상기 냉난방기가 배출하는 상기 온풍 또는 냉풍을 흡입한 후 상기 한 쌍의 흡풍기 각각을 향하여 송풍하는 것을 특징으로 하는, 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치로 하는 것도 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치는 냉난방기가 비닐하우스 내부의 일 측면인 제1측면 쪽에 설치되어, 제1측면의 반대쪽인 제2측면 쪽 상부에 설치된 흡풍기를 향하여 온풍 또는 냉풍을 배출하고, 배출된 온풍 또는 냉풍은 흡풍기가 빨아들여 유도덕트, 배출덕트 및 공기배출구를 통하여 비닐하우스의 아래쪽으로 고르게 배출하는 구조를 가지기 때문에 냉난방기에서 발생되는 온풍 또는 냉풍이 버섯배지에 직접적으로 접촉하지 않는 상태에서 전체적으로 고르게 냉방 또는 난방을 할 수 있는 효과가 있다.

뿐만 아니라 상술한 바와 같이 냉난방기가 비닐하우스 내부의 일 측면인 제1측면 쪽에 설치되어, 제1측면의 반대쪽인 제2측면 쪽 상부에 설치된 흡풍기를 향하여 온풍 또는 냉풍을 배출하는 구조를 가지기 때문에, 비닐하우스의 상부 즉 천장 밑은 난방 또는 냉방을 위한 온풍 또는 냉풍이 흐르고 있는 구조가 되고, 이로 인하여 혹한기나 혹서기라 할지라도 비닐하우스 상부에서 복사현상을 통하여 전달되는 냉기(혹한기) 또는 열기(혹서기)가 최상부에 배치된 버섯배지에 직접 전달되지 않도록 하는 효과를 가지며, 이에 따라 최상부에 배치되어 생장중인 버섯도 좋은 품질로 재배될 수 있는 효과가 있다.

그리고 제2측면 쪽 상부에 설치되어, 냉난방기가 배출하는 온풍 또는 냉풍을 흡입하는 한 쌍의 흡풍기를 가지며, 한 쌍의 흡풍기 각각에 연결되어 온풍 또는 냉풍을 통과시키는 에어덕트로서, 제2측면의 양 쪽 코너 하단까지 각각 연장되어 설치되는 한 쌍의 유도덕트가 배출덕트에 연결되어 온풍 또는 냉풍을 공급하기 때문에 비닐하우스 상부에서 난방 또는 냉방효과를 발휘한 뒤 회수되는 온풍 또는 냉풍을 모두 비닐하우스의 양쪽에 길이방향을 따라 배치된 배출덕트로 유도한 후 배출덕트에 일정간격으로 형성된 공기배출구를 통하여 비닐하우스의 아래쪽으로 방출하여 비닐하우스의 아래쪽 전체에 대하여 난방 또는 냉방을 하도록 하기 때문에, 온풍 또는 냉풍이 비닐하우스 전체에 고르게 퍼질 수 있어 비닐하우스 내 어느 위치에서든지 균일한 난방 또는 냉방이 가능해지고, 이에 따라 비닐하우스 내 온도분포가 고르게 유지될 수 있는 효과가 있다.

또한 상술한 구조로 인하여 비닐하우스의 위쪽을 향하여 배출되는 온풍 또는 냉풍이 흡풍기, 유도덕트 및 배출덕트를 거쳐 흘러온 후, 배출덕트에 일정간격으로 형성된 공기배출구로 비닐하우스 내부에 고르게 공급되며, 이에 따라 냉난방기 주변에도 온풍 또는 냉풍이 다시 돌아오게 되므로 냉난방기 주변에 음압이 발생되지 않게 된다. 따라서 비닐하우스 내부에 음압이 형성되지 않으므로 비닐하우스의 틈새로 외부공기가 유입되지 않게 되어 냉난방에 따른 에너지효율을 높일 수 있고, 이에 따라 버섯재배용 비닐하우스 운영에 따른 전력요금을 대폭 절약할 수 있게 되므로 버섯의 생산단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

그리고 배출덕트는, 단열성능이 없는 투명재질로 이루어지는 것을 특징으로 하기 때문에, 내부에 흐르는 온풍 또는 냉풍이 가지는 열기 또는 냉기가 복사현상을 통하여 비닐하우스 내부로 용이하게 전달될 수 있으므로 비닐하우스의 양쪽에 길게 배치되는 배출덕트가 일종의 라디에이터 역할을 하게되어, 비닐하우스 내부의 온도를 균일하게 유지할 수 있는 수단이 되고, 배출덕트는 투명재질이므로 외부에서 들어와서 흡풍기로 빨려 들어가는 벌레 등 배출덕트 내부로 흡입되는 이물질에 대한 관찰이 용이하게 되고 이에 따라 공기순환장치에 대한 유지보수를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

반면에 유도덕트는 단열재질로 이루어지는 특징을 가지기 때문에, 유도덕트 내부에 흐르는 냉풍의 냉기에 의하여 유도덕트 외부 표면에 결로현상이 발생하지 않도록 함으로써 냉난방 과정에서 유도덕트에 맺힌 물방울이 버섯배지로 떨어지는 것을 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한 공기배출구를 통하여 배출되는 온풍 또는 냉풍의 배출각도는, 버섯배지용 선반 중 가장 아래에 위치한 선반보다 낮은 쪽을 향하여 온풍 또는 냉풍이 배출될 수 있도록, 지표면에 수직인 방향 대비 90˚ 미만의 각도(θ)가 되는 것을 특징으로 하기 때문에 공기배출구를 통하여 배출되는 온풍 또는 냉풍이 버섯배지에 직접 접촉되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 버섯의 품질저하를 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한 상술한 특징들에 더하여 한 쌍의 중계 송풍기를 더 포함하는데, 한 쌍의 중계 송풍기 각각은 냉난방기와 한 쌍의 흡풍기 사이에 각각 설치되며, 냉난방기가 배출하는 온풍 또는 냉풍을 흡입한 후 한 쌍의 흡풍기 각각을 향하여 송풍하는 것을 특징으로 하기 때문에 길이가 길은 비닐하우스의 경우에도 온도분포를 균일하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 의한 냉난방장치가 버섯재배 비닐하우스에 설치된 모습을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치가 비닐하우스 안에 설치된 모습을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치에 공기배출구가 포함된 모습을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치의 작동원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치에 대하여 A-A'부분 단면(도 2 관련)을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 의한 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치에 포함된 공기배출구의 공기배출 각도를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 의한 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치에 포함된 공기배출구에 대한 상세도이다.
도 8은 본 발명에 의한 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치에 포함된 공기배출구에 대한 다른 실시예를 보여주는 상세도이다.
도 9는 본 발명에 의한 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치에 중계송풍기가 더 포함된 모습을 도시한 것이다.

이하에서 상술한 목적과 특징이 분명해지도록 본 발명을 상세하게 설명할 것이며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련한 공지기술 중 이미 그 기술 분야에 익히 알려져 있는 것으로서, 그 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 실시 예들에 대한 설명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시 예들을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

실시 예들은 여러 가지 형태로 변경을 가할 수 있고 다양한 부가적 실시 예들을 가질 수 있는데, 여기에서는 특정한 실시 예들이 도면에 표시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나 이는 실시 예들을 특정한 형태에 한정하려는 것이 아니며, 실시 예들의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경이나 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

다양한 실시 예들에 대한 설명 가운데 “제1”, “제2”, “첫째” 또는“둘째”등의 표현들이 실시 예들의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분 짓기 위해 사용될 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 도 1은 종래기술에 의한 냉난방장치가 버섯재배 비닐하우스에 설치된 모습을 도시한 것이다. 도 1에서 보는 바와 같이 비닐하우스(10) 내부에는 여러 층으로 이루어지는 선반(12) 위에 다수의 버섯배지(13)들이 놓이게 되며, 상기 비닐하우스(10) 내부의 온도유지를 위하여 온풍 또는 냉풍을 배출하는 냉난방기(100)가 일 측에 놓이게 된다. 그리고 난방이 필요한 경우에는 상기 냉난방기(100)를 가동하여 온풍을 배출시키며, 냉방이 필요한 경우에는 상기 냉난방기(100)로 냉풍을 배출시키게 된다. 상기 냉난방장치(100)에서 배출되는 바람(w1)은 대부분 비닐하우스 내부의 위쪽 방향으로 배출되지만, 냉풍의 경우에는 차가운 공기가 아래쪽으로 가는 성질에 의하여 위쪽 방향으로 흐르던 공기는 진행이 될수록 아래쪽으로(w2) 내려오게 된다. 온풍의 경우에도 진행과정에서 온도가 내려감에 따라 아래쪽의 온도보다 낮아지게 되면 냉풍 배출시와 마찬가지의 방향(w2)으로 공기가 흐르게 된다. 이에 따라 냉난방기에서 배출되는 바람이 상기 선반(12) 위에 놓인 상기 버섯배지(13)로 향하게 되어 직접 접촉하게 되므로 버섯의 생장에 악영향을 끼치게 된다.

뿐만 아니라, 하절기 그 중에서도 특히 혹서기의 경우에는, 햇빛이나 열기가 비닐하우스 지붕에 가해지게 되고, 지붕에 가해지는 열기는 복사현상에 의하여 상기 선반(12)중 최상층 선반(12) 위에 있는 버섯배지(13)에 가해지게 된다(w3). 따라서 최상층에 위치한 버섯배지(13)는 매우 열악한 생장환경에 놓이게 된다. 이와 같은 상황은 혹한기에도 마찬가지로 발생하는데, 혹한기에는 상기 최상층 선반(12) 위에 있는 버섯배지(13)에, 비닐하우스 지붕을 통하여 전달되는 냉기가 복사현상에 의하여 전달되기 때문이다.

또한, 상기 냉난방기(100)를 이용하여 비닐하우스 내에 온풍 또는 냉풍을 공급한다 하더라도, 냉난방기가 설치된 주변의 온도(t1, t2)는 적정온도가 되지만, 냉난방기로부터 멀리 떨어진 위치의 온도(t3, t4)는 냉난방기가 설치된 주변온도(t1, t2)와 많은 차이가 나기 때문에 비록 같은 비닐하우스 내부라 하더라도 위치에 따라 온도분포가 일정하지 않게 된다. 뿐만 아니라, 같은 위치라 하더라도 아래쪽의 온도(t2, t4)가 위쪽 온도(t1, t3)보다 낮게 되는 현상도 어쩔 수 없이 발생하게 된다. 이에 따라 비닐하우스 내에는 위치나 높이에 따라 온도차이가 발생하게 되고, 최대온도와 최저온도의 차이가 심한 경우에는 3도 내지 4도까지도 되는 문제가 있어왔다. 이러한 온도차이는 각각의 버섯들에 대한 생장환경을 다르게 만들고, 이로 인하여 비록 같은 비닐하우스 내에서 같이 생장시킨 버섯들이라 할지라도 각각의 품질이 서로 고르게 되지 못하게 되는, 품질 불균일 문제를 발생시켜왔다

한편 상기 냉난방기(100)는 통상적으로 자신의 아래쪽에 위치한 흡입구로부터 공기를 흡입하여(w4) 필터링하고, 내부에서 가열 또는 냉각한 뒤 위쪽에 있는 배출구로 온풍 또는 냉풍을 배출하게 되는데(w1), 내부에 있는 팬에 의하여 강제 송풍되어 배출되기 때문에 배출된 공기(w1)는 멀리까지 나아가게 된다. 따라서 상기 냉난방기(100)가 위치한 곳에는 상기 냉난방기(100)의 흡입구에서 항상 공기를 빨아들이는(w4) 반면 빨아들인 공기는 멀리까지 나아가도록 배출(w1)하기 때문에, 상기 냉난방기(100) 주변에는 공기의 양이 항상 부족하게 되고, 이 때문에 주변공기를 빨아들이는 음압현상이 발생하게 된다. 이에 따라 비닐하우스 출입문(11)의 문틈을 비롯하여, 다양한 형태로 존재할 수밖에 없는 여러 틈새들을 통하여 외부공기가 유입되고(w5), 유입되는 외부공기(w5)는 비닐하우스 내부의 공기보다 온도가 높거나(하절기), 낮게(동절기)되는데, 내부의 공기보다 온도가 높거나 낮은 공기의 유입으로 비닐하우스의 온도가 올라가거나(하절기) 내려가게 되어(동절기) 냉난방기의 냉난방 효율을 저감시키게 된다. 따라서 음압발생으로 인한 에너지손실을 가져오고, 에너지손실로 인하여 냉난방기 가동에 따른 전력요금 부담이 가중될 수밖에 없었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위하여 창안된 장치로서, 도 2에는 본 발명에 의한 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치가 비닐하우스 안에 설치된 모습이 도시되어 있다. 본 발명은 도 2에서 보는 바와 같이 버섯 재배를 위한 상기 비닐하우스(10) 내부에 설치되어, 상기 비닐하우스(10) 내부의 균일한 온도분포를 유지하고, 음압발생을 방지하는 냉난방 공기순환장치에 관한 것인데, 상기 냉난방기(100), 한 쌍의 흡풍기(200), 한 쌍의 유도덕트(300) 및 한 쌍의 배출덕트(400)를 포함하도록 하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 냉난방기(100)는 상기 비닐하우스(10) 내부의 일 측면인 제1측면(10a) 쪽에 설치되어, 상기 제1측면(10a)의 반대쪽인 제2측면(10b) 쪽 상부를 향하여 온풍 또는 냉풍을 배출하도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 ‘온풍 또는 냉풍’에는 냉방모드 또는 난방모드에 의한 바람뿐만 아니라 송풍모드에서 배출하는 바람까지도 포함하는 개념이다. 그리고 상기 한 쌍의 흡풍기(200a, 200b)는 상기 제2측면(10b) 쪽 상부에 설치되어, 상기 냉난방기(100)가 배출하는 상기 온풍 또는 냉풍을 흡입하도록 하는 것이 바람직한데, 상기 흡풍기(200)는 전기동력에 의하여 작동되는 Fan 등을 사용하도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 한 쌍의 유도덕트(300a, 300b) 각각은 상기 한 쌍의 흡풍기(200a, 200b) 각각에 연결되어 상기 온풍 또는 냉풍을 통과시키는 에어덕트로서, 상기 제2측면(10b)의 양 쪽 코너 하단까지 각각 연장되도록 설치하는 것이 바람직하다. 상기 한 쌍의 유도덕트(300a, 300b) 각각은, 내부에 흐르는 냉풍의 냉기에 의하여 외부 표면에 결로현상이 발생하지 않도록, 단열성분을 포함하는 재질로 이루어지도록 하는 것이 바람직한데, 타포린(tarpaulin) 또는 단열 타포린 등과 같은 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 타포린의 경우 방수용 천막이나 텐트와 같은 방수천으로 된 물질로서, 직조물의 윗면에 저밀도 폴리에틸렌을 적층하고 아랫면에는 저밀도 폴리에틸렌을 코팅하여 제조하거나, 또는 폴리염화비닐을 상기 직조물에 코팅하여 제조되는데, 완전한 단열작용을 하지는 않지만, 직조물에 적층되어 있기 때문에 표면에 결로현상이 발생하는 것을 예방할 수 있다.

한편 상기 한 쌍의 배출덕트(400a, 400b)는, 상기 제2측면(10b)의 양 쪽 코너 하단에서, 상기 한 쌍의 유도덕트(300a, 300b) 각각에 연결되어, 상기 한 쌍의 유도덕트(300a, 300b) 각각을 통하여 공급되는 상기 온풍 또는 냉풍을 상기 비닐하우스(10)의 아래쪽을 향하여 골고루 배출하는 에어덕트로서, 상기 제2측면(10b)의 양쪽 코너 하단 각각으로부터 상기 제1측면(10a)의 양쪽 코너의 하단 각각까지 길게 연장되어 설치되도록 하되, 상기 제1측면(10a) 쪽 종단은 막혀있도록 하는 것이 바람직하다. 상기 한 쌍의 배출덕트(400a, 400b) 각각은, 내부에 흐르는 상기 온풍 또는 냉풍이 가지는 열기 또는 냉기가 복사현상을 통하여 상기 비닐하우스(10) 내부로 용이하게 전달될 수 있도록 하고, 내부로 흡입되는 이물질에 대한 관찰이 용이하도록, 단열성능이 없는 투명재질로 하는 것이 바람직한데, 비닐이라고 불리는 플라스틱 필름 중 내구성과 유연성이 적정한 폴리에틸렌(PE) 재질종류가 적당하다. 예를 들어 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 필름 등을 사용할 수 있을 것이다.

그리고 상기 한 쌍의 배출덕트(400a, 400b) 각각에는, 상기 한 쌍의 유도덕트(300a, 300b) 각각을 통하여 공급되는 상기 온풍 또는 냉풍을 배출하는 복수의 공기배출구(410)를 포함하도록 하는 것이 바람직한데, 도 3에는 본 발명에 의한 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치에 공기배출구가 포함된 모습이 도시되어 있다. 도 3에서 보는 바와 같이 상기 복수의 공기배출구(410)는 상기 배출덕트(400a, 400b)의 길이방향을 따라서 일정간격으로 형성되도록 하여 상기 비닐하우스(10)의 아래쪽을 향하여 상기 온풍 또는 냉풍이 배출되도록 하는 것이 바람직하다.

한편 도 4에는 본 발명에 의한 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치의 작동원리를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다. 이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 작동원리를 설명한다. 도 4에서 보는 바와 같이 본 발명에 포함된 상기 냉난방기(100)는 자신이 가열 또는 냉각한 공기인 상기 온풍 또는 냉풍을 상기 비닐하우스(10)의 위쪽을 향하여 배출하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 비닐하우스(10)의 위쪽을 향하여 배출된 공기(v1)는 상기 비닐하우스(10)의 천장을 향하여 나아가다가 상기 한 쌍의 흡풍기(200a, 200b)에서 발생시키는 흡입력에 의하여 상기 한 쌍의 흡풍기(200a, 200b) 쪽으로 더욱 나아가게 된다. 이 과정에서 상기 비닐하우스(10)의 천정에는 상기 온풍 또는 냉풍에 의한 이동 기류층(v2)이 형성되게 되므로, 혹서기 또는 혹한기에 상기 비닐하우스(10)의 천정을 통하여 전달되는 열기 또는 냉기(w3)가 상기 이동 기류층(v2)에 의하여 차단되는 효과가 발생된다. 따라서 혹서기 또는 혹한기라 하더라도 최상층에 있는 상기 버섯배지(13)에 대하여 복사열 또는 복사냉기(w3)가 직접 전달되지 않게 되어 최상층에 있는 버섯의 생장환경을 보장하게 된다.

그리고 상기 한 쌍의 흡풍기(200a, 200b)는 상기 온풍 또는 냉풍을 흡입하게 되는데, 상기 한 쌍의 흡풍기(200a, 200b)에 의하여 흡입된 상기 온풍 또는 냉풍은 상기 한 쌍의 흡풍기(200a, 200b)에 연결된 상기 한 쌍의 유도덕트(300a, 300b)로 빨려 들어간 뒤, 상기 한 쌍의 배출덕트(400a, 400b)로 이동하게 된다. 상기 한 쌍의 배출덕트(400a, 400b)로 들어온 상기 온풍 또는 냉풍은 상기 한 쌍의 배출덕트(400a, 400b)에 일정간격으로 형성된 상기 복수의 공기배출구(410)를 통하여 상기 비닐하우스(10)의 아래쪽으로 배출된다. 상기 복수의 공기배출구(410)를 통하여 배출된 공기(v4)는 상기 비닐하우스(10) 내부의 공기온도가 어느 위치에서든지 균일하게 냉방 또는 난방을 하게 되어, 상기 비닐하우스(10) 내부의 모든 온도(t1, t2, t3, t4)는 최대편차 1도 이내의 범위 내에서 균일하게 유지할 수 있게 된다. 또한 상기 복수의 공기배출구(410)를 통하여 배출된 공기(v4)는 서서히 상기 냉난방기(100)쪽으로 흘러가게 되므로 상기 냉난방기(100)가 주변공기를 흡입한다 하더라도(w4), 상기 냉난방기(100) 주변에는 음압이 형성되지 않게 되며, 음압이 발생되지 않으므로 상기 비닐하우스(10)의 상기 출입문(11)에 형성되는 문틈 등을 통하여 외부공기가 유입되지 않게 되며, 이에 따라 상기 냉난방기(100)의 에너지효율이 상승하게 된다.

한편 도 5에는 본 발명에 의한 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치에 대하여 A-A'부분 단면(도 2 관련)이 도시되어 있으며, 도 6에는 본 발명에 의한 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치에 포함된 공기배출구의 공기배출 각도가 도시되어 있다. 그리고 도 7에는 공기배출구의 일 실시예에 대한 상세도가 도시되어 있으며, 도 8에는 공기배출구의 다른 실시예를 보여주는 상세도가 도시되어 있다. 이하에서는 본 발명에 포함된 공기배출기의 상세구조에 대하여 도 5 내지 도 8을 참조하여 설명한다. 먼저 도 5에서 보는 바와 같이 상기 본 발명에 포함된 상기 한 쌍의 배출덕트(400a, 400b)에는, 상기 한 쌍의 배출덕트(400a, 400b)의 길이방향을 따라서 일정간격으로 상기 공기배출구(410)가 형성되도록 하는 것이 바람직하며, 상기 공기배출구(410)는 상기 비닐하우스(10)의 아래쪽을 향하여 상기 온풍 또는 냉풍이 배출되도록 하는 것이 바람직하다. 특히 상기 공기배출구(410)를 통하여 배출되는 상기 온풍 또는 냉풍의 배출각도는, 버섯배지용 상기 선반(12) 중 가장 아래에 위치한 선반(12)보다 낮은 쪽을 향하여 상기 온풍 또는 냉풍이 배출될 수 있도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 따라서 도 6에서 보는 바와 같이 상기 온풍 또는 냉풍의 배출각도(θ)는 상기 공기배출구(410)는 지표면에 수직인 방향 대비 90˚ 미만의 각도(θ)가 되도록 하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 상기 배출덕트(400)는 비닐재질로 하는 것이 바람직하다. 따라서 상기 배출덕트(400)에 일정간격으로 형성되는 상기 공기배출구(410)는 비닐재질에 절개부를 만들어서 형성하는 것이 바람직하다. 도 7에는 상기 배출덕트(400)에 형성되는 상기 공기배출구(410)의 일 실시예가 도시되어 있는데, 도 7에서 보는 바와 같이 비닐재질로 된 상기 배출덕트(400)에 X자형의 절개부(411)를 형성하도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 상기 배출덕트(400)에 상기 X자형의 절개부(411)를 형성하게 되면, 상기 배출덕트(400)에 온풍 또는 냉풍이 공급될 때, 배출되는 바람의 힘에 의하여 상기 X자형의 절개부(411)가 벌어지게 되고, 벌어진 각각의 절개면(411a, 411b, 411c, 411d)은 상기 배출덕트(400)의 표면에 대하여 직각에 가깝게 세워지게 된다. 이에 따라 중앙부에는 4각의 공기배출구(410)가 형성되게 된다. 이 때 각각의 절개면(411a, 411b, 411c, 411d) 중에서 위쪽에 세워지는 절개면(411c)은 위쪽방향으로 바람이 배출되는 것을 막아주는 역할을 하게 되므로, 상기 공기배출구(410)를 통하여 배출되는 온풍 또는 냉풍이 상기 선반(12) 위에 있는 상기 버섯배지(13)로 가는 것을 예방할 수 있는데, 이는 X자로 절개하였기 때문에 나타날 수 있는 효과이며, 일자형이나 십자형으로 하는 경우 이와 같은 효과를 거둘 수 없게 된다.

한편 도 8에는 상기 공기배출구(410)의 다른 실시예가 도시되어 있는데, 도 8에서는 도 7과 달리 Y자형 절개부(412)가 상기 배출덕트(400)의 표면에 형성되어 있는데, 상기 배출덕트(400)의 표면에 상기 Y자형의 절개부(412)를 형성하게 되면, 상기 배출덕트(400)에 온풍 또는 냉풍이 공급되면, 배출되는 바람의 힘에 의하여 상기 Y자형의 절개부(412)가 벌어지게 되고, 벌어진 각각의 절개면(412a, 412b, 412c)은 상기 배출덕트(400)의 표면에 대하여 직각에 가깝게 세워지게 되며, 이에 따라 중앙부에는 3각의 공기배출구(410)가 형성되게 된다. 이 때 각각의 절개면(412a, 412b, 412c) 중에서 위쪽에 세워지는 절개면(412c)은 위쪽방향으로 바람이 배출되는 것을 막아주는 역할을 하게 되므로, 상기 공기배출구(410)를 통하여 배출되는 온풍 또는 냉풍이 상기 선반(12) 위에 있는 상기 버섯배지(13)로 가는 것을 예방할 수 있는데, 이는 Y자로 절개하였기 때문에 나타날 수 있는 효과이다.

한편 도 9에는 본 발명에 의한 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치에 한 쌍의 중계 송풍기(500a, 500b)가 더 포함된 모습이 도시되어 있다. 이와 같이 본 발명에서는 상기 한 쌍의 중계 송풍기(500a, 500b)를 더 포함하는 것도 바람직한데, 상기 한 쌍의 중계 송풍기(500a, 500b) 각각은 상기 냉난방기(100)와 상기 한 쌍의 흡풍기(200a, 200b) 사이에 각각 설치되며, 상기 냉난방기(100)가 배출하는 상기 온풍 또는 냉풍을 흡입한 후 상기 한 쌍의 흡풍기(200a, 200b) 각각을 향하여 송풍하도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 한 쌍의 중계 송풍기(500a, 500b)를 포함하게 되면 상기 비닐하우스(10)의 길이가 길은 경우에도 상기 냉난방기(100)에서 배출되는 상기 온풍 또는 냉풍을 상기 한 쌍의 흡풍기(200a, 200b)까지 이동시킬 수 있게 된다. 또한 상기 한 쌍의 중계 송풍기(500a, 500b)는 한 쌍이 아니라 여러 쌍을 설치하는 것도 가능한데, 상기 비닐하우스(10)의 길이에 따라 여러 쌍을 설치하는 것도 가능하다.

상술한 여러 가지 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 비닐하우스
10a 제1측면 10b 제2측면
11 출입문 12 선반
13 버섯배지
100 냉난방기
200 흡풍기
300 유도덕트
400 배출덕트
410 공기배출구 411, 412 절개부
500 중계 송풍기

Claims

버섯 재배를 위한 비닐하우스 내부에 설치되어, 상기 비닐하우스 내부의 균일한 온도분포를 유지하고, 천장을 통한 외부의 냉기 또는 열기를 차단하며, 음압발생을 방지하는 냉난방 공기순환장치에 있어서,
상기 비닐하우스 내부의 일 측면인 제1측면 쪽에 설치되며, 외부로부터의 냉기 또는 열기가 상기 비닐하우스의 천장을 통하여 버섯배지에 전달되는 것을 차단시키기 위하여, 상기 제1측면의 반대쪽인 제2측면 쪽 상부를 향하여 상기 비닐하우스의 천장 밑으로 온풍 또는 냉풍을 배출하는 냉난방기;
상기 제2측면 쪽 상부에 설치되며, 상기 냉난방기가 상기 비닐하우스의 천장 밑을 향하여 배출하는 상기 온풍 또는 냉풍을 흡입함으로써, 상기 비닐하우스의 천장 밑에, 외부로부터의 냉기 또는 열기를 차단하기 위한 이동 기류층을 형성시키는 한 쌍의 흡풍기;
상기 한 쌍의 흡풍기 각각에 연결되어, 상기 비닐하우스의 천장 밑에서 난방 또는 냉방효과를 발휘한 뒤 상기 흡풍기에 의하여 회수되는 상기 온풍 또는 냉풍을 통과시키는 에어덕트로서, 상기 제2측면의 양 쪽 코너 하단까지 각각 연장되어 설치되는 한 쌍의 유도덕트; 및
상기 한 쌍의 유도덕트 각각에 연결되어, 상기 한 쌍의 유도덕트 각각을 통하여 공급되는 상기 온풍 또는 냉풍을 배출하는 에어덕트로서, 상기 제2측면의 양쪽 코너의 하단 각각으로부터 상기 제1측면의 양쪽 코너의 하단 각각까지 연장되어 설치되되, 상기 제1측면 쪽 종단은 막혀있는 배출덕트;를 포함하되,
상기 한 쌍의 배출덕트 각각에는, 상기 한 쌍의 유도덕트 각각을 통하여 공급되는 상기 온풍 또는 냉풍을 배출하는 복수의 공기배출구를 포함하며,
상기 복수의 공기배출구는, 버섯배지용 선반 중 가장 아래에 위치한 선반보다 낮은 쪽을 향하여 상기 온풍 또는 냉풍이 배출될 수 있도록 하고, 상기 냉난방기의 흡입구는 상기 비닐하우스의 하부에 위치하도록 함으로써, 상기 복수의 공기배출구에서 배출된 공기가 상기 냉난방기의 흡입구로 흘러가서 흡입되도록 하여 상기 흡입구 주변의 음압발생을 방지하는 것을 특징으로 하는, 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 배출덕트 각각은, 내부에 흐르는 상기 온풍 또는 냉풍이 가지는 열기 또는 냉기가 상기 비닐하우스 내부로 용이하게 전달될 수 있고, 내부로 흡입되는 이물질에 대한 관찰이 용이하도록, 단열성능이 없는 투명재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 유도덕트 각각은, 내부에 흐르는 냉풍의 냉기에 의하여 외부 표면에 결로현상이 발생하지 않도록, 단열성분을 포함하는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치
제1항에 있어서,
상기 공기배출구를 통하여 배출되는 상기 온풍 또는 냉풍의 배출각도는, 지표면에 수직인 방향 대비 90˚ 미만의 각도(θ)가 되는 것을 특징으로 하는, 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치
제1항에 있어서,
한 쌍의 중계 송풍기를 더 포함하며,
상기 한 쌍의 중계 송풍기 각각은 상기 냉난방기와 상기 한 쌍의 흡풍기 사이에 각각 설치되며, 상기 냉난방기가 배출하는 상기 온풍 또는 냉풍을 흡입한 후 상기 한 쌍의 흡풍기 각각을 향하여 송풍하는 것을 특징으로 하는, 버섯재배 비닐하우스용 냉난방 공기순환장치.