KR102360373B1

KR102360373B1 - 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템

Info

Publication number: KR102360373B1
Application number: KR1020200025179A
Authority: KR
Inventors: 임종구
Original assignee: 임종구
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2022-02-08
Anticipated expiration: 2040-02-28
Also published as: KR20210109929A

Abstract

본 발명은 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하에 매립되며 지열과 열교환을 통해 지열수를 공급하는 지열 공급부를 설치함과 아울러 일측에는 외부의 공기를 흡입하는 외부 공기 흡입부가 형성되고, 타측에는 상기 지열 공급부와 연통되어 상기 외부 공기 흡입부를 통해 흡입된 외부 공기가 통과되면서 지열과 열교환되는 공조실을 구비하여 계절에 상관 없이 적정 온도와 환경의 성장 공기를 버섯 재배사에 공급함으로써, 안정화된 재배시설 내부의 공기나 환경을 안정적으로 유지하면서 버섯 생육이 향상될 수 있는 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템에 관한 것이다.

Description

지열을 이용하는 버섯 재배 시스템{Mushroom cultivation system}

일반적으로 버섯은 습하고 차광된 장소에서 주로 잘 자라고 이에 근래에는 양식을 위해 비닐하우스 등의 별도의 재배시설을 이용하여 대량 생산이 가능하게 하려고 노력하고 있다.

버섯종균을 포함한 버섯배지를 버섯 용기에 담아 재배시설 내에 위치한 상태에서, 시설 내부 온도와 습도를 일정하게 맞춘 상태를 유지함으로써 버섯 생육이 양호하게 하려고 하는 것이다.

그러나 버섯이 생육함에 따라서 밀폐된 재배시설은 노지와 다르게 온도가 상승하게 되면서 환기가 필요하게 된다. 또는 여름철에 너무 더운 온도환경에서는 단순한 환기만으로는 한계가 있어 냉풍기를 가동하나 외부 온도가 너무 고온이라서 냉풍에 소용되는 에너지도 상당하게 된다.

즉, 버섯을 재배하는 재배사의 온도는 계절에 상관없이 대략 10-15℃이상의 온도가 필요하므로 여름에는 냉방기를 사용하고 겨울에는 난방기를 사용하여 온도를 조절해주어야 하기 때문에 냉난방비의 부담이 가장 큰 문제로 대두되고 있다.

등록특허번호 제10-1625659호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 보다 상세하게는 지하에 매립되며 지열과 열교환을 통해 지열수를 공급하는 지열 공급부를 설치함과 아울러 일측에는 외부의 공기를 흡입하는 외부 공기 흡입부가 형성되고, 타측에는 상기 지열 공급부와 연통되어 상기 외부 공기 흡입부를 통해 흡입된 외부 공기가 통과되면서 지열과 열교환되는 공조실을 구비하여 계절에 상관 없이 적정 온도와 환경의 성장 공기를 버섯 재배사에 공급함으로써, 안정화된 재배시설 내부의 공기나 환경을 안정적으로 유지하면서 버섯 생육이 향상될 수 있는 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 백화고 형성을 위해 25~30℃(습도 습도 90~99%)까지 상승된 버섯 재배사의 내부 온도를 감온에 의한 습도 상승 없이 급격하게 5℃이하에서 45~55%의 습도를 유지하도록 감온 및 감습된 공기를 제공함으로써, 우수한 백화고 버섯을 재배할 수 있는 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 버섯 재배사로부터 공기 배출 덕트를 통해 배출되는 배출 공기와 열교환되는 배출 공기 열 회수 온도 조절부를 설치하여 배출 공기의 폐열에 의해 가온된 물과 열교환을 통해 폐열을 회수할 수 있는 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 버섯 재배사 내부에서 흡기와 배기의 조정을 통한 역대류에 의해 공기 흐름을 형성하여 버섯 재배사의 각 배지에 적정의 성장 공기를 균일하게 공급하여 보다 효율적인 버섯 생육이 가능한 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위한 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템은, 지하에 매립되며 지열과 열교환을 통해 지열을 공급하는 지열 공급부; 일측에는 외부의 공기를 흡입하는 외부 공기 흡입부가 형성되고, 타측에는 상기 지열 공급부와 연통되어 상기 외부 공기 흡입부를 통해 흡입된 외부 공기가 통과되면서 지열과 열교환되는 제 1 유입 공기 온도 조절부가 형성되는 제 1 공조실; 및 상기 제 1 공조실의 공기가 공급되는 버섯 재배사를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제 1 공조실과 지열 열교환 공기 공급 덕트를 통해 지열 열교환 공기를 공급받아 지열에 의해 열교환된 공기를 공기 공급 덕트를 통해 상기 버섯 재배사에 공급하는 제 2 공조실을 더 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 버섯 재배사와 공기 배출 덕트를 통해 배출 공기가 공급되며, 배출 공기가 통과되면서 배출 공기와 열교환되는 배출 공기 열 회수 온도 조절부를 포함하는 제 3 공조실을 더 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 제 1 공조실에는 지열 열교환된 공기를 더 가온하여 버섯 재배사의 내부를 25~30℃(습도 90~99%)로 조정하도록 하는 히터부가 형성되고, 상기 제 2 공조실에는 일측에 상기 히터부에 의해 25~30℃(습도 90~99%)까지 상승된 버섯 재배사의 내부를 급격 감온 및 감습하여 15℃ 이하(습도 45~55%)로 조정하는 감습부를 더 구비함이 바람직하다.

또한, 상기 제 2 공조실의 상기 감습부 전방에는 상기 배출 공기 열 회수 온도 조절부와 연통되어 상기 지열 열교환 공기 공급 덕트를 통해 제 2 공조실 내로 유입된 제 1 공조실의 공기가 통과되면서 가온 되도록 하는 제 2 유입 공기 온도 조절부가 더 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 지열 공급부는 지열과 열교환을 통해 감온 또는 가온의 물이 흐르는 지열 라인이 지그 재그 형태 또는 매트릭스 형태로 설치되며, 상기 제 1 유입 공기 온도 조절부는 상기 유입된 공기가 흐르는 다수의 공기 흐름공과, 공기 흐름공 사이로 상기 지열 라인의 감온 또는 가온의 물이 연통되어 흐르는 지열 물 흐름라인을 포함하며, 상기 지열 라인의 일단부는 지열수 공급 호스에 연결되어 지열수 펌프를 통해 상기 지열 물 흐름라인으로 공급되고, 타단부는 지열수 배출 호스를 통해 상기지열 물 흐름라인에 연결되어 지열수가 지열 공급부와 제 1 유입 공기 온도 조절부를 순환하면서 감온 또는 가열된 지열수를 공급함이 바람직하다.

또한, 상기 배출 공기 열 회수 온도 조절부는, 상기 유입된 배출 공기가 흐르는 다수의 배출 공기 흐름공과, 공기 흐름공 사이로 상기 배출 공기와 열교환되는 가온의 물이 연통되어 흐르는 열 회수 물 흐름라인을 포함하며, 상기 제 2 유입 공기 온도 조절부는, 유입된 공기가 흐르는 다수의 공기 흐름공과, 공기 흐름공 사이로 상기 열 회수 물 흐름 라인의 가온의 물이 연통되어 흐르는 가온 물 흐름라인을 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 감습부는 유입된 외부 공기가 흐르는 다수의 공기 흐름공과, 공기 흐름공 사이로 냉수 및 냉매가 저장되어 흐르는 냉매 저장 라인을 포함하여, 상기 공기 흐름공을 지나는 공기는 상기 냉매 저장 라인을 지나면서 열교환에 의해 냉각됨과 동시에 응축수 발생에 의해 감습되어 상기 공기 공급 덕트를 통해 상기 버섯 재배사로 감온감습된 공기를 공급함이 바람직하다.

또한, 상기 버섯 재배사에는 상하 다층열로 형성된 2개의 배섯 재배 선반이 중앙을 기준으로 길이 방향으로 대향하여 배치되고, 상측 중앙에는 길이 방향으로 나란하게 상기 공기 공급 덕트가 길게 형성되고, 상기 2개의 배섯 재반 선반의 최하측에는 상기 공기 배출 덕트로부터 분기되어 상호 대향되게 두 개의 분기된 공기 배출 덕트가 길이 방향으로 길게 형성되어지되, 상기 공기 공급 덕트의 하부로는 지열과 열교환된 따뜻한 공기를 방출하고, 상기 두 개의 분기된 공개 배툴 덕트를 통해 상하 다층열로 형성된 2개의 배섯 재배 선반을 거친 배출 공기를 하단측에서 흡입하여 역대류를 발생시킴이 바람직하다.

상술한 본 발명에 따른 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템에 따르면 지하에 매립되며 지열과 열교환을 통해 지열수를 공급하는 지열 공급부를 설치함과 아울러 일측에는 외부의 공기를 흡입하는 외부 공기 흡입부가 형성되고, 타측에는 상기 지열 공급부와 연통되어 상기 외부 공기 흡입부를 통해 흡입된 외부 공기가 통과되면서 지열과 열교환되는 공조실을 구비하여 계절에 상관 없이 적정 온도와 환경의 성장 공기를 버섯 재배사에 공급함으로써, 안정화된 재배시설 내부의 공기나 환경을 안정적으로 유지하면서 버섯 생육이 향상될 수 있는 효과가 있다.

또한, 백화고 형성을 위해 25~30℃(습도 90~99%)까지 상승된 버섯 재배사의 내부 온도를 감온에 의한 습도 상승 없이 급격히 5℃이하에서 45~55%의 습도를 유지하도록 감온 및 감습된 공기를 제공함으로써, 우수한 백화고 버섯을 재배할 수 있는 환경을 만들 수 있는 장점도 잇다.

또한, 버섯 재배사로부터 공기 배출 덕트를 통해 배출되는 배출 공기와 열교환되는 배출 공기 열 회수 온도 조절부를 설치하여 배출 공기의 폐열에 의해 가온된 물과 열교환을 통해 폐열을 회수하여 활요할 수 있는 장점도 있다.

또한, 버섯 재배사 내부에서 역대류를 통한 공기 흐름을 형성하여 버섯 재배사의 각 배지에 적정의 성장 공기를 균일하게 공급하여 보다 효율적인 버섯 생육이 가능한 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템의 개략 사시도이다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템의 공기 공급 흐름을 나타내는 개략 설명도이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템의 제 1 공조실을 나타내는 개략적인 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템의 제 2 및 제 3 공조실을 나타내는 개략적인 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템의 버섯 재배사 내부 구조에 대한 개략 예시도이다.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템의 개략 사시도이고, 도 2은 본 발명의 실시예에 따른 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템의 공기 공급 흐름을 나타내는 개략 설명도이고, 도 3는 본 발명의 실시예에 따른 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템의 제 1 공조실을 나타내는 개략적인 예시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템의 제 2 및 제 3 공조실을 나타내는 개략적인 예시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템의 버섯 재배사 내부 구조에 대한 개략 예시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템(100)은, 지하에 매립되어 지열을 공급하는 지열 공급부(10), 외부 공기가 지열과 열교환되는 제 1 공조실(20), 제 1 공조실과 연통되어 제 1 공조실의 공기가 유입되어 감습한 공기를 버섯 재배사로 공급하는 제 2 공조실(30), 및 배출 공기와 열교환하여 폐열을 회수하는 제 3 공조실(40), 및 제 1 공조실(20)의 공기가 공급되는 버섯 재배사(50)를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 실시예에 따른 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템(100)에서는 먼저, 버섯 재배사(50) 내의 공기로써 버섯 생육을 위해 소정 온도를 형성한 공기인 성장 공기를 종래와 같이 별도의 온풍기를 사용하지 않고 외부 공기가 지열과 열교환되는 제 1 공조실(20) 또는 제 3 공조실(40)를 통해서 지열에 의해 열교환된 공기를 공기 공급 덕트(51)를 통해 공급하도록 되어 특별히 별도의 장치를 가동하지 않아도 되며, 이로 인해 과대한 전력의 소모 등이 발생되지 않는 등 저전력 가동이 이루어지도록 있다.

이에 상기에서 언급된 '성장 공기'에 대해 살펴보면, 버섯재배시설 내의 공기이며, 이에 버섯이 성장하기 위해서 온도가 여름철의 경우에는 15~25℃(습도: 80 ~ 95% 정도)이고 겨울철의 경우에는 10~18℃를 유지할 필요가 있다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템(100)에 있어서, 지하에 매립되어 지열을 공급하는 지열 공급부(10)와 외부 공기가 지열과 열교환되는 제 1 공조실(20)을 이용하는 경우에는 여름의 경우 37℃의 고온의 외부 공기도 지열과 열교환되는 제 1 공조실(20)를 통과하는 경우에는 16~17℃까지 감온될 수 있어 성장 공기로서 버섯 재배사(50) 내에 공급될 수 있고, 또 겨울의 경우 -15℃의 냉온의 외부 공기도 지열과 열교환되는 제 1 공조실(20)를 통과하는 경우에는 14~15℃까지 가온될 수 있어 적절한 성장 공기로서 버섯 재배사(50) 내에 공급될 수 있게 되는 것이다.

상기 지열 공급부(10)는, 지하에 매립되며 지열과 열교환을 통해 지열을 발생하여 공급하는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 지하에 매립되어 지열과 열교환을 통해 감온(여름) 또는 가온(겨울)의 물이 흐르는 지열 라인(11)이 지그 재그 형태 또는 매트릭스 형태로 설치되어 지열과 고르게 열교환을 이루도록 되어 있다.

실제로 상기 지열 라인(11)은 대략 90cm×85cm의 사각 박스내에 지그 재그 형태 또는 매트릭스 형태로 설치되어 지하에 매립되어 설치될 수 있다.

상기 지열 라인(11)은 단열 면적을 높이기 위하여 주름 형태의 스테인레스로 구비됨이 바람직하며, 상기 지열 라인(11)의 일단부는 지열수 공급 호스(12)에 연결되어 지열수 펌프(13)를 통해 후술하는 제 1 유입 공기 온도 조절부(22)의 지열 물 흐름라인(24)으로 공급되고, 타단부는 지열수 배출 호스(14)를 통해 제 1 유입 공기 온도 조절부(22)의 지열 물 흐름라인(34)에 연결되어 지열수가 지열 공급부(10)와 제 1 유입 공기 온도 조절부(22)를 순환하면서 계절에 따라 감온 또는 가열된 지열수를 공급할 수 있도록 되어 있다.

여기서, 상기 지열수 공급 호스(12) 및 지열수 배출 호스(14)도 단열 면적을 높이기 위해 주름 형태의 스테인레스 파이프로 됨이 바람직하다.

상기 제 1 공조실(20)은 일측에는 외부의 공기를 흡입하는 외부 공기 흡입부(21)가 형성되고, 타측에는 상기 지열 공급부(10)와 연통되어 상기 외부 공기 흡입부(21)를 통해 흡입된 외부 공기가 통과되면서 지열과 열교환되는 제 1 유입 공기 온도 조절부(22)가 형성된다.

상기 외부 공기 흡입부(21)는 제 1 공조실(20)의 일측에 형성되어 외부 공기를 제 1 공조실 내부로 유입한다. 여기서, 외부 공기 흡입부에는 외부 공기로부터 이물질을 제거하기 위한 이물질 필터부를 더 형성할 수도 있다.

상기 제 1 유입 공기 온도 조절부(22)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 유입된 외부 공기가 흐르는 다수의 공기 흐름공(23)과, 공기 흐름공(23) 사이로 상기 지열 라인의 감온 또는 가온의 물이 연통되어 흐르는 지열 물 흐름라인(24)을 포함하여 이루어진다.

상기 제 1 유입 공기 온도 조절부(22)는 자동차 등의 엔진의 열기를 방열시키기 위한 라디에이터(radiator)의 형태와 유사한 구성으로 이루어질 수 있다. 즉 외부로부터 공급되는 저온의 냉수가 다수의 냉수튜브로써 물흐름로를 통해 흐르며, 냉수튜브 주위로 열교환 향상을 위한 방열핀을 마련할 수 있다. 그리고 이들냉수튜브(물 흐름로 라인) 및 열교환을 위한 방열핀들 사이로는 공기가 흐르는 관통공(공기 흐름공)이 형성된 것이다. 따라서 이러한 제 1 유입 공기 온도 조절부(22)를 지나는 공기는 물흐름로의 냉수튜브와 방열핀을 지나면서 이들과의 열교환을 이루게 되며, 따라서 물흐름로의 물과 공기 사이의 열교환으로 공기는 물과 열적 평형을 이루는 온도로 가온 또는 감온될 것이다.

즉, 지열 물 흐름라인(24)은, 도 2에 도시된 지열수 공급 호스(12) 및 지열수 배출 호스(14)와 연결되어 지열수 펌프(13)의 동작에 의해 지열 공급부(10)의 지열 라인(11)과 연결되어 지열에 의해 감온 또는 가온된 물이 순환될 수 있도록 되어 공기 흐름공(23)을 통해 우측으로 흐르는 외부 공기가 자연스럽게 지열과 열교환되어 감온 또는 가온 되어 상술한 바와 같이 여름의 경우 37℃의 고온의 외부 공기도 지열과 열교환되는 제 1 공조실(20)의 공기 흐름공(23)을 통과하는 경우에는 16~17℃까지 감온될 수 있고, 또 겨울의 경우 -15℃의 냉온의 외부 공기도 지열과 열교환되는 제 1 공조실(20)의 공기 흐름공(23)를 통과하는 경우에는 14~15℃까지 가온될 수 있어 계절과 상관없이 버섯 재배의 최적의 온도로 감온 또는 감온 할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 외부 공기가 지열과 열교환되어 최적으로 온도로 감온 또는 가온 된 지열 열교환 공기를 펌프(미도시)를 통해 지열 열교환 공기 공급 덕트(25; 도 2 참조)를 통해 제 2 공조실(30)에 연결되어 지열 열교환 공기를 제 2 공조실(30)내로 공급할 수 있도록 한다.

또한, 제 1 공조실(20)에는 히터부(미도시)가 설치되어 지열 열교환된 공기를 더 가열하여 가온할 수 있도록 되어 있다. 이러한 히터부는 버섯(특히 표고 버섯)의 백화고 형성을 위해 버섯 재배사(50)의 내부 온도를 25~30℃(습도 90~99%)까지 상승 시킬 때 필요하다. 물론 이러한 히터부는 백화고 형성이외에도 필요시 버섯 재배사의 온도를 조정하기 위해 가동할 수 있음은 물론이다.

이러한 히터부의 가열은 예를 들면 제 1 공조실 내의 아래부분에 담기는 물을 히팅하여 지열 열교환된 공기를 더 가온 및 가습하여 버섯 재배사(50)의 내부에 공급함으로써 가능해진다.

상기 제 2 공조실(30)은, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 공조실(20)과 지열 열교환 공기 공급 덕트(25)를 통해 지열 열교환 공기를 공급받아 지열에 의해 열교환된 공기를 공기 공급 덕트(51)를 통해 버섯 재배사(50)로 공급하도록 한다.

한편, 상기 제 2 공조실(30)에는 일측에는 상기 제 1 공조실(20)에 설치된 히터부에 의해 25~30℃(습도 90~99%)까지 상승된 버섯 재배사(50)의 내부 온도를 백화고 형성을 위해 급격히 감온함과 동시에 감습하여 버섯 재배사(50)로 공급하도록 하는 감습부(31)를 더 구비한다.

즉, 25~30℃(습도 95%)까지 상승된 버섯 재배사(50)의 내부 온도를 백화고 형성을 위해 15℃이하로 급격히 감온하는 경우, 응결에 의해 버섯 재배사(50)의 습도는 더 상승하게 되어 백화고 형성이 어렵게 되나, 상기 제 2 공조실(30)에 설치된 감습부(31)에 의해 급격히 감온되면서 감습된 공기를 버섯 재배사(50)로 공급하도록 함으로써, 15℃이하에서 45~55%의 습도를 유지하도록 환경을 조성함으로써, 우수한 백화고 버섯을 재배할 수 있게 되는 것이다.

이러한 감습부(31)는 상기 유입된 외부 공기가 흐르는 다수의 공기 흐름공(32)과, 공기 흐름공(32) 사이로 냉수 및 냉매가 저장되어 흐르는 냉매 저장 라인(33)을 포함하여 이루어진다.

이러한 감습부(31)를 지나는 고온의 공기는 냉매 저장 라인(33)을 지나면서 열교환에 의해 냉각됨과 동시에 응축수 발생에 의해 감습되어 공기 공급 덕트(51)를 통해 버섯 재배사(50)로 감온감습된 공기를 공급하여 25~30℃(습도 90~99%)에서 급격히 15℃이하에서 45~55%의 습도가 되도록 함으로써, 백화고가 자연스럽게 발생하게 되는 것이다.

상기 제 3 공조실(40)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 공기 배출 덕트(52)와 연결되어 배출 공기가 공급되며, 배출 공기가 통과되면서 배출 공기와 열교환되는 배출 공기 열 회수 온도 조절부(41)를 더 구비한다.

상기 배출 공기 열 회수 온도 조절부(41)는 상기 유입된 배출 공기가 흐르는 다수의 배출 공기 흐름공(42)과, 공기 흐름공 사이로 상기 배출 공기와 열교환되는 가온의 물이 연통되어 흐르는 열 회수 물 흐름라인(43)을 포함한다.

한편, 상기 제 2 공조실의 감습부(31)가 위치한 반대쪽(전방)에는 상기 배출 공기 열 회수 온도 조절부와 연통되어 지열 열교환 공기 공급 덕트(25)를 통해 제 2 공조실(30) 내로 유입된 제 1 공조실의 공기가 통과되면서 가온 되도록 하는 제 2 유입 공기 온도 조절부(34)가 더 형성된다.

상기 제 2 유입 공기 온도 조절부(34)는 상기 유입된 공기가 흐르는 다수의 공기 흐름공(35)과, 공기 흐름공 사이로 상기 열 회수 물 흐름 라인의 가온의 물이 연통되어 흐르는 가온 물 흐름라인(36)을 포함하여 이루어진다.

즉, 가온 물 흐름라인(36)은 폐열수 공급 호스(44) 및 폐열수 배출 호스(46)와 연결되어 폐열수 펌프(45)의 동작에 의해 배출 공기 열 회수 온도 조절부(41)의 열 회수 물 흐름라인(43)과 연결되어 배출 공기의 폐열에 의해 가온된 물이 순환될 수 있도록 되어 공기 흐름공(35)을 통해 우측으로 흐르는 공기가 자연스럽게 가온 되어 공급 온도의 가온이 필요한 경우에 활용할 수 있도록 한다.

상기 버섯 재배사(50)는 공기 공급 덕트(51)를 통해 평상시에는 외부 공기와 지열과 열교환되어 감온 또는 가열된 적정 성장 공기가 유입되고, 백화고 발생을 위해 히터부를 통해 25~30℃(습도 95%)까지 상승된 공기와 감습부(31)를 통해 저온 및 감습된 공기 교차 공급되어지도록 되어 있다.

또한, 상기 버섯 재배사(50)는 공기 배출 덕트(52)를 통해 배출 공기를 배출하되 제 2 공조실(40)과 연통되어 상술한 바와 같이 배출 공기의 열 회수가 가능해진다.

여기서, 상기 버섯 재배사(50) 내에 구비된 버섯 재배 선반(53)에 놓인 버섯 재배 용기(54)로부터 버섯이 자라며, 대체로 버섯은 버섯 재배 용기(54)에 버섯 배지를 담아 공기 공급 덕트(51)를 통해 외부 공기와 지열과 열교환된 적정 성장 공기(14-17도)를 통해 온도, 습도, 조도 등의 환경 조건은 맞춘 상태에 놓이게 하여 배지로부터 자라게 하는 것이다.

또한, 버섯이 생육시 균사 성장으로 온도가 발생되어 버섯 배지에 잠열이 발생되어 균사 성장에 악영향을 미치게되어 이를 외부로 배출하여야 한다.

하지만, 일반적으로 통상의 버섯 재배사(50)의 내부 공기는 대류 현상에 의해 더운 공기는 상승하고 찬공기는 하강하게 되는데, 배지 내의 잠열은 더워진 공기에 의해 상승하게 되고 기류의 흐름이 편향적으로 흘러 공기 공급 덕트(51)를 통해 적정 성장 공기가 공급되더라도 다층으로 된 버섯 재배사의 배지에는 균일하게 공급되지 않아 버섯 생육에 막대한 지장이 있었다.

그러나, 본 발명에서는 상대적으로 따뜻한 성장 공기(14-17도)를 공급하는 공기 공급 덕트(51)를 버섯 재배사(50)의 상측 중앙에 길게 형성되어 하측으로 배출하고, 두 개의 분기된 공기 배출 덕트(52)를 버섯 재배사(50)의 하측에 중앙을 기준으로 길게 형성하여 배출 공기를 흡입하도록 하여 버섯 재배사(50) 내에서 상대적으로 더운 공기가 하방향으로 흐르도록 하는 역대류를 발생시키게 하는 것이다(상측의 공급 공기 온도는 성장 공기 온도인 대략 14-17도이며, 하측의 흡입되는 배출 공기의 온도는 잠열을 고려하여 대략 4도 정도 상승한 대략 18-21도가 됨).

여기서, 버섯 재배사의 상측에 설치되는 공기 공급 덕트(51)를 통해 공급되는 공기의 온도는 후술하는 바와 같이 지열과 열교환된 적정 성장 공기로서 대략 14-17도를 예를 들고 있으나, 성장 공기의 온도 범위를 한정하는 것은 아니며, 버섯 성장에 적합한 온도(대략 10-25℃)이며, 또 본 발명과 같이 하방으로의 역대류를 발생시키는 정도의 온도라면 그 범위를 한정하지 않음을 이해하여야 할 것이다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 버섯 재배사(50)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상하 다층열로 형성된 2개의 배섯 재배 선반이 중앙을 기준으로 길이 방향으로 대향하여 배치되고, 상측 중앙에는 길이 방향으로 나란하게 공기 공급 덕트(51)가 길게 형성되고, 상기 2개의 배섯 재반 선반의 최하측(최하부 내측(에는 상호 대향되게 두 개의 분기된 공기 배출 덕트(52)가 길이 방향으로 길게 형성된다.

여기서, 상기 버섯 재배사(50)의 상측 중앙에 길이 방향으로 길게 형성된 공그 공급 덕트(51)의 단부는 전술한 바와 같이, 제 3 공조실(40)과 연통되어 외부 공기와 지열과 열교환된 상대적으로 따뜻한 적정 성장 공기(14-17도의 따뜻한 온도)가 유입되고, 상기 2개의 배섯 재반 선반의 최하측에는 중앙을 중심으로 상호 대향되게 두 개의 분기된 공기 배출 덕트(52)의 단부는 전술한 바와 같이 1개의 덕트로 합쳐저 제 2 공조실(40)과 연통되어 빨아들인 배출 공기가 배출될 수 있도록 되어 있다.

상기 버섯 재배사 내에서 상측 중앙에 길이 방향으로 형성된 공기 공급 덕트(51)의 하부로는 이격하여 다수의 흡입 공기 배출구(미도시)가 형성되어 하방으로 지열과 열교환된 적정 성장 공기(14-17도)가 방출하도록 되고, 상기 2개의 배섯 재반 선반의 최하측(최하부 내측)에는 중앙을 중심으로 상호 대향되게 형성된 두 개의 분기된 공기 배출 덕트(52)의 외측방(외측방으로 상호 반대 방향)에는 이격하여 다수의 배출 공기 흡입구(52-1)가 형성된다.

이와 같이 버섯 재배사(50)의 상측 중앙에 형성된 공기 공급 덕트(51)의 다수의 흡입 공기 배출구를 통해서는 비교적 따뜻한 적정 성장 공기(14-17도)가 강제로 하방향으로 배출되고, 버섯 재배사(50)의 최하측에 형성된 두 개의 분기된 공기 배출 덕트(52)의 다수의 배출 공기 흡입구를 통해서는 상하 다층열로 형성된 제 1 배섯 재배 선반 및 제 2 버섯 재배 선반(53)을 거친 공기(잠열 포함)를 흡입하여 배출되는 형태에 의해 더운 공기의 상승이 아닌 하방 기류의 공기 흐름 조정이 가능하므로 비교적 따뜻한 적정 성장 공기(14-17도)가 상측에서 하방으로 흘러 상하 다층열로 형성된 2개의 배섯 재배 선반을 거친 배출 공기를 하단측에서 흡입하여 역대류를 발생시키으로써, 역대류에 의한 따뜻한 공기 하방 흐름에 의해 다층으로 된 버섯 재배사의 배지에는 균일하게 공급되어 균일하면서 효율적인 버섯 생육이 가능해진다.

더욱이, 공기 공급 덕트(51)의 하부에 다수 이격하여 형성된 다수의 흡입 공기 배출구는 각도를 조절하여 배출이 가능하여 상하 다층으로 넓게 형성된 버섯 재배 선반(53)에서 다수의 군(群)으로 배치된 버섯 재배 용기(54)의 버섯의 각 그룹의 배지 특성에 맞게끔 적장 성장 공기 공급 흐름도 조절이 가능하다.

이러한 각도 조절은 후술하는 버섯 재배 제어부(60)에 의해 통합 제어가 가능하다.

아울러, 본 발명의 버섯 재배사(50)에는 역대류에 의해 더운 공기가 상측에서 하측으로 흐르게 되므로, 비섯 재배사(50)의 도어(미도시)가 개방되더라도 도어 외측에는 더욱 공기가 위쪽으로 찬 공기가 하측으로 흐르는 자연 대류가 발생되므로 외부의 공기가 유입되어 섞이지 않게 되는 장점도 있다.

미설명의 부호 60은 버섯 재배 제어부로서, 상술한 지열 공급부(10), 제 1 유입 공기 온도 조절부(22). 히터부, 감습부(31), 제 2 유입 공기 온도 조절부(34), 배출 공기 열 회수 온도 조절부(41), 공기 공급 덕트(51), 공기 배출 덕트(52) 등을 미리 설정된 값에 따라 자동 또는 수동으로 통합 제어하여 지열, 폐열, 및 감온감습 등에 의해 최적의 버섯 재배가 이루어질 수 있도록 되어 있다.

본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100: 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템
10: 지열 공급부
11: 지열 라인 12: 지열수 공급 호스
13: 지열수 펌프 14: 지열수 배출 호스
20: 제 1 공조실
21: 외부 공기 흡입부 22: 제 1 유입 공기 온도 조절부
23: 공기 흐름공 24: 지열 물 흐름라인
25: 지열 열교환 공기 공급 덕트
30: 제 2 공조실
31: 감습부 32: 공기 흐름공
33: 냉매 저장 라인 34: 제 2 유입 공기 온도 조절부
35: 공기 흐름공 36: 가온 물 흐름라인
40: 제 3 공조실
41: 배출 공기 열 회수 온도 조절부 42: 배출 공기 흐름공
43: 열 회수 물 흐름라인
44: 폐열수 공급 호스 45: 폐열수 펌프
46: 폐열수 배출 호스
50: 버섯 재배사
51: 공기 공급 덕트
52: 공기 배출 덕트
53: 버섯 재배 선반 54: 버섯 재배 용기
60: 버섯 재배 제어부

Claims

지하에 매립되며 지열과 열교환을 통해 지열을 공급하는 지열 공급부;
일측에는 외부의 공기를 흡입하는 외부 공기 흡입부가 형성되고, 타측에는 상기 지열 공급부와 연통되어 상기 외부 공기 흡입부를 통해 흡입된 외부 공기가 통과되면서 지열과 열교환되는 제 1 유입 공기 온도 조절부가 형성되는 제 1 공조실;
상기 제 1 공조실의 공기가 공급되는 버섯 재배사;
상기 제 1 공조실과 지열 열교환 공기 공급 덕트를 통해 지열 열교환 공기를 공급받아 지열에 의해 열교환된 공기를 공기 공급 덕트를 통해 상기 버섯 재배사에 공급하는 제 2 공조실; 및
상기 버섯 재배사와 공기 배출 덕트를 통해 배출 공기가 공급되며, 배출 공기가 통과되면서 배출 공기와 열교환되는 배출 공기 열 회수 온도 조절부를 포함하는 제 3 공조실을 포함하여 이루어지며,
상기 제 1 공조실에는 지열 열교환된 공기를 더 가온하여 버섯 재배사의 내부를 25~30℃의 온도 및 90~99%의 습도로 조정하도록 하는 히터부가 형성되고,
상기 제 2 공조실에는 일측에 상기 히터부에 의해 25~30℃의 온도 및 90~99%의 습도까지 조정된 버섯 재배사의 내부를 급격 감온 및 감습하여 15℃ 이하의 온도 및 45~55%의 습도로 조정하는 감습부를 더 구비하며,
상기 제 2 공조실의 상기 감습부 전방에는 상기 배출 공기 열 회수 온도 조절부와 연통되어 상기 지열 열교환 공기 공급 덕트를 통해 제 2 공조실 내로 유입된 제 1 공조실의 공기가 통과되면서 가온 되도록 하는 제 2 유입 공기 온도 조절부가 더 형성되며,
상기 지열 공급부는 지열과 열교환을 통해 감온 또는 가온의 물이 흐르는 지열 라인이 지그 재그 형태 또는 매트릭스 형태로 설치되며,
상기 제 1 유입 공기 온도 조절부는 상기 유입된 공기가 흐르는 다수의 공기 흐름공과, 공기 흐름공 사이로 상기 지열 라인의 감온 또는 가온의 물이 연통되어 흐르는 지열 물 흐름라인을 포함하며,
상기 지열 라인의 일단부는 지열수 공급 호스에 연결되어 지열수 펌프를 통해 상기 지열 물 흐름라인으로 공급되고, 타단부는 지열수 배출 호스를 통해 상기지열 물 흐름라인에 연결되어 지열수가 지열 공급부와 제 1 유입 공기 온도 조절부를 순환하면서 감온 또는 가열된 지열수를 공급하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템.
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제 1 항에 있어서,
상기 배출 공기 열 회수 온도 조절부는, 상기 유입된 배출 공기가 흐르는 다수의 배출 공기 흐름공과, 공기 흐름공 사이로 상기 배출 공기와 열교환되는 가온의 물이 연통되어 흐르는 열 회수 물 흐름라인을 포함하며,
상기 제 2 유입 공기 온도 조절부는, 유입된 공기가 흐르는 다수의 공기 흐름공과, 공기 흐름공 사이로 상기 열 회수 물 흐름 라인의 가온의 물이 연통되어 흐르는 가온 물 흐름라인을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 감습부는 유입된 외부 공기가 흐르는 다수의 공기 흐름공과, 공기 흐름공 사이로 냉수 및 냉매가 저장되어 흐르는 냉매 저장 라인을 포함하여, 상기 공기 흐름공을 지나는 공기는 상기 냉매 저장 라인을 지나면서 열교환에 의해 냉각됨과 동시에 응축수 발생에 의해 감습되어 상기 공기 공급 덕트를 통해 상기 버섯 재배사로 감온감습된 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 버섯 재배사에는 상하 다층열로 형성된 2개의 배섯 재배 선반이 중앙을 기준으로 길이 방향으로 대향하여 배치되고, 상측 중앙에는 길이 방향으로 나란하게 상기 공기 공급 덕트가 길게 형성되고, 상기 2개의 배섯 재반 선반의 최하측에는 상기 공기 배출 덕트로부터 분기되어 상호 대향되게 두 개의 분기된 공기 배출 덕트가 길이 방향으로 길게 형성되어지되,
상기 공기 공급 덕트의 하부로는 지열과 열교환된 따뜻한 공기를 방출하고, 상기 두 개의 분기된 공개 배툴 덕트를 통해 상하 다층열로 형성된 2개의 배섯 재배 선반을 거친 배출 공기를 하단측에서 흡입하여 역대류를 발생시키는 것을 특징으로 하는 지열을 이용하는 버섯 재배 시스템.