KR102064258B1 - Temperature and humidity controlling device for plant cultivation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 본 발명은 냉매 또는 공기를 보텍스 튜브 또는 펠티어를 이용하여 온류(Hot stream)와 냉류(Cold stream)로 분리하고, 냉류를 이용하여 냉각대상 내의 온도를 조절하는 온도조절부; 및 온류를 이용하여 냉각대상으로부터 흡수된 수분을 분리하여 외부로 배출시키는 습도조절부;를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.According to the present invention, a refrigerant or air is separated into a hot stream and a cold stream by using a vortex tube or a peltier, and a temperature controller which controls a temperature in a cooling target by using a cold stream; It characterized in that it comprises a; and a humidity control unit for separating the moisture absorbed from the cooling target by using the hot air to discharge to the outside.
Description
본 발명은 식물 재배용 온습도 조절 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature and humidity control device for plant cultivation.
더욱 상게하게는, 온도조절부 및 습도조절부를 포함하되, 상기 온도조절부는 냉매 또는 공기를 보텍스 튜브 또는 펠티어를 이용하여 온류(Hot stream)와 냉류(Cold stream)로 분리하고, 분리된 온류와 냉류를 활용하여 냉각대상의 온도를 조절하며, 온도조절부에서 발생된 온류는 습도조절부로 흡수된 냉각대상 내의 수분을 분리하되, 습도조절부는 분리된 수분이 외부로 배출되도록 함으로써, 냉각대상의 습도 조절이 가능한 식물 재배용 온습도 조절 장치에 관한 것이다.More preferably, it includes a temperature control unit and a humidity control unit, wherein the temperature control unit separates the refrigerant or air into a hot stream and a cold stream using a vortex tube or a peltier, and separates the separated hot and cold streams. The temperature of the cooling target is controlled by using the temperature control unit, and the temperature generated by the temperature control unit separates the moisture in the cooling target absorbed by the humidity control unit, but the humidity control unit controls the humidity of the cooling target by allowing the separated water to be discharged to the outside. The present invention relates to a temperature and humidity control device for plant cultivation.
근래에는 산업 발달에 따른 농경지 감소 및 농약 사용의 증가로 인해 안전한 먹거리에 대한 소비자의 욕구 증가, 사계절 무공해 채소류의 지속적인 수요 증가, 핵가족화 및 노령화에 따른 가족 수의 감소 등에 따른 소량의 소비패턴 증가 등에 따라 가정에서 친환경으로 간편하게 식물을 재배할 수 있는 다양한 식물 재배 장치가 개발되고 있다.In recent years, due to the reduction of agricultural land and the increase of pesticide use due to industrial development, the consumer's desire for safe food, increasing demand for pollution-free vegetables for the four seasons, and small consumption pattern due to the decrease of the number of families due to nuclear family and aging Accordingly, various plant cultivation apparatuses for easily growing plants at home are being developed.
이러한 식물 재배 장치는 재배되는 식물이 잘 자라날 수 있는 환경 조성이 매우 중요한 요소로 작용하는데, 이중에서도 온도제어를 위한 냉각시스템 구축이 매우 중요하다.The plant cultivation device is a very important factor to create an environment in which the cultivated plant can grow well, and among these, it is very important to build a cooling system for temperature control.
종래 식물 재배기(재배 장치)를 보면, 대부분의 냉각시스템은 압축 냉각 방법으로 이루어지며, 이러한 냉각시스템은 냉매가 지속적으로 압축, 응축 및 팽창의 상태 변화를 통해 순환되는 방식이며, 직접냉각 방식과 간접냉각 방식으로 나누어진다.In conventional plant growers, most cooling systems consist of a compression cooling method, in which the refrigerant is continuously circulated through changes in the state of compression, condensation and expansion, and direct cooling and indirect. Divided by cooling method.
여기에서, 직접냉각 방식은 냉각코일이 벽면에 매립되어 냉기를 직접 전달하는 방식으로, 간접냉각 방식 보다 저렴한 이점이 있으나, 개폐구를 열었다 닫는 과정에서 식물 재배기 내의 설정온도까지 내려가는데 오랜 시간이 소요되고, 성에를 생성하여 습도를 먼저 낮춘 후 온도 조절이 이루어짐으로써, 일정한 습도 유지가 어렵고 습도의 변화가 유동적인 문제점이 있습니다.In this case, the direct cooling method is a method in which the cooling coil is directly embedded in the wall to directly transfer the cool air, but has a lower cost advantage than the indirect cooling method, but it takes a long time to reach the set temperature in the plant grower in the process of opening and closing the door. By creating frost, lowering humidity first, and then adjusting the temperature, it is difficult to maintain a constant humidity and there is a problem that the change in humidity is fluid.
또한, 간접냉각 방식은 냉각기에서 팬으로 차가운 공기를 순환시켜 냉각시키는 방식으로, 성에가 끼지 않고, 개폐구를 열었다 닫아도 재배기 내의 온도가 급격히 변화하지 않으나, 직접냉각 방식 보다 상대적으로 가격이 증대되어 실생활에 적용하기 어려운 문제점이 있습니다.In addition, indirect cooling is a method of circulating cool air from a cooler to a fan to cool, and does not become frost-free, and the temperature inside the plant does not change rapidly even when the opening and closing doors are closed, but the price increases relative to the direct cooling method. There is a problem that is difficult to apply.
나아가, 종래 식물 재배기에 활용되는 직접냉각 방식 및 간접냉각 방식은 압축기, 응축기, 팽창밸브(팽창변), 증발기와 같은 비교적 복잡한 냉각시스템이 요구됨에 따라, 효율이 낮다는 단점을 가지며, 장치의 유지/관리 및 설치 비용이 증대되는 문제점이 있습니다.Furthermore, the direct cooling method and the indirect cooling method utilized in the conventional plant cultivator have a disadvantage of low efficiency as a relatively complicated cooling system such as a compressor, a condenser, an expansion valve (expansion valve), and an evaporator is required, and thus maintains the device. There is a problem of increased administration and installation costs.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 온도조절부 및 습도조절부를 포함하되, 상기 온도조절부는 냉매 또는 공기를 보텍스 튜브 또는 펠티어를 이용하여 온류(Hot stream)와 냉류(Cold stream)로 분리하고, 분리된 온류와 냉류를 활용하여 냉각대상의 온도를 조절하며, 온도조절부에서 발생된 온류는 습도조절부로 흡수된 냉각대상 내의 수분을 분리하되, 습도조절부는 분리된 수분이 외부로 배출되도록 함으로써, 냉각대상의 습도 조절이 가능한 식물 재배용 온습도 조절 장치를 제공하는 데 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, the problem to be solved in the present invention includes a temperature control unit and a humidity control unit, the temperature control unit using a vortex tube or Peltier hot air (Hot) stream and cold stream, and controls the temperature of the cooling target by using the separated hot and cold streams, and the hot air generated from the temperature controller separates the moisture in the cooling target absorbed by the humidity controller. The control unit is to provide a temperature and humidity control device for plant cultivation capable of controlling the humidity of the cooling target by allowing the separated water to be discharged to the outside.
위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치는 냉매 또는 공기를 보텍스 튜브 또는 펠티어를 이용하여 온류(Hot stream)와 냉류(Cold stream)로 분리하고, 냉류를 이용하여 냉각대상 내의 온도를 조절하는 온도조절부; 및 온류를 이용하여 냉각대상으로부터 흡수된 수분을 분리하여 외부로 배출시키는 습도조절부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 온습도 조절 장치를 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.In order to solve the above problems, the temperature and humidity control apparatus for plant cultivation according to the present invention separates a refrigerant or air into a hot stream and a cold stream using a vortex tube or a peltier, and uses a cold stream to cool the inside of the cooling target. A temperature controller for controlling temperature; And by providing a temperature and humidity control device for plant cultivation, characterized in that it comprises; and a humidity control unit for separating the moisture absorbed from the cooling target by using the hot air to discharge to the outside, to solve the technical problem.
본 발명은 온도조절부 및 습도조절부를 포함하되, 상기 온도조절부는 압축된 냉매 또는 공기를 보텍스 튜브 또는 펠티어를 이용하여 온류(Hot stream)와 냉류(Cold stream)로 분리하고, 분리된 온류와 냉류를 활용하여 냉각대상의 온도를 조절하며, 온도조절부에서 발생된 온류는 습도조절부로 흡수된 냉각대상 내의 수분을 분리하되, 습도조절부는 분리된 수분이 외부로 배출되도록 함으로써, 온도조절부로부터 발생된 온류를 활용하여 냉각대상의 습도 조절이 가능한 현저한 효과를 보유하고 있다.The present invention includes a temperature control unit and a humidity control unit, wherein the temperature control unit separates the compressed refrigerant or air into a hot stream and a cold stream using a vortex tube or a peltier, and separates the separated hot and cold streams. The temperature of the cooling object is controlled by using the temperature control unit, and the warm air generated by the temperature control unit separates the moisture in the cooling target absorbed by the humidity control unit, but the humidity control unit generates the separated water to be discharged from the outside, thereby generating It has a remarkable effect that the humidity of the cooling target can be controlled by utilizing the warm water.
또한, 보텍스 튜브(Vortex tube) 또는 펠티어(Peltier) 중 선택된 하나의 구성으로 이루어진 온도조절부에서 온류와 냉류의 분리를 통해 냉각대상 내의 온습도를 용이하게 조절함으로써, 비용 절감 및 에너지소비율을 최소화할 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.In addition, by controlling the temperature and humidity in the cooling target by separating the hot and cold in the temperature control unit consisting of a selected one of the vortex tube (Vortex tube) or Peltier (Peltier), it is possible to reduce the cost and minimize the energy consumption rate That has a remarkable effect.
또한, 온도조절부에서 분리되는 온류를 활용하여 습도조절부의 제습제를 재생함으로써, 상기 제습제의 장기간 사용이 가능한 현저한 효과를 보유하고 있다.In addition, by regenerating the dehumidifying agent of the humidity control unit by utilizing the hot air separated from the temperature control unit, it has a remarkable effect that can be used for a long time.
또한, 대기중의 공기를 이용하여 온도조절부를 동작시킴으로써, 대기 중 열교환기(Heat exchanger: HEX)가 불필요하여 장치의 간소화가 가능하며, 나아가, 냉각대상 내에 구비되는 열교환기(Heat exchanger: HEX) 또한 선택적 제거가 가능하여 장치의 간소화 뿐만 아니라 비용 절감 및 에너지소비율을 최소화할 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.In addition, by operating the temperature control unit using the air in the air, a heat exchanger (HEX) in the air is unnecessary, so that the device can be simplified, and furthermore, a heat exchanger (HEX) provided in the cooling target. It can also be selectively removed, which not only simplifies the device, but also has a significant effect on reducing costs and minimizing energy consumption.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치의 개요도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치에서 보텍스 튜브가 적용된 예를 나타낸 개요도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치에서 습도조절부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치에서 펠티어가 적용된 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치에서 보텍스 튜브가 적용된 예를 나타낸 개요도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치에서 습도조절부를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치에서 펠티어가 적용된 예를 나타낸 도면이다.1 is a schematic diagram of a temperature and humidity control apparatus for plant cultivation according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing an example in which the vortex tube is applied in the temperature and humidity control device for plant cultivation according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a humidity control unit in the temperature and humidity control device for plant cultivation according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a view showing an example in which Peltier is applied in the temperature and humidity control device for plant cultivation according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a schematic diagram showing an example in which the vortex tube is applied in the temperature and humidity control apparatus for plant cultivation according to another embodiment of the present invention.
6 is a view showing the humidity control unit in the temperature and humidity control device for plant cultivation according to another embodiment of the present invention.
7 is a view showing an example in which Peltier is applied in the temperature and humidity control apparatus for plant cultivation according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the embodiments of the present invention, and methods of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be embodied in various different forms, and the present embodiments merely make the disclosure of the present invention complete and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Terms and words used in the present specification and claims are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, and should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the concept of the term can be properly defined in order to explain in the best way.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various equivalents that may be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and examples.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항, 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.Before describing the present invention with reference to the drawings, matters that are not necessary to reveal the gist of the present invention, that is, well-known configurations that can be obviously added by those skilled in the art will not be shown or described in detail. Make sure you didn't.
먼저, 본 명세서에서 온도조절부(20)는 외부열교환기(100)로부터 이송되는 냉매 또는 외부로부터 유입되는 공기를 보텍스 튜브(220) 또는 펠티어(250)를 이용하여 온류(Hot stream)와 냉류(Cold stream)로 분리하고, 이를 이용하여 냉각대상(10) 내의 온도와 습도를 조절할 수 있도록 하는 것으로, 여기에서, 온류(Hot stream)는 냉매 또는 공기로부터 분리된 따뜻한 흐름을 의미하며, 냉류(Cold stream)는 냉매 또는 공기로부터 분리된 차가운 흐름을 의미한다.First, in the present specification, the
즉 냉매 또는 공기는 온도조절부(20)를 통과하면서 온류(Hot stream)와 냉류(Cold stream)로 분리되는 대상을 의미한다.That is, the refrigerant or air refers to an object that is separated into a hot stream and a cold stream while passing through the
또한, 본 명세서에서 냉매를 이용한 온습도 조절은 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하였고, 공기를 이용한 온습도 조절은 첨부된 도 5 내지 7을 참조하여 설명하되, 부연하면, 도 2는 냉매를 이용하되 압축기(210)와 보텍스 튜브(220)를 이용한 실시예를, 도 4는 냉매를 이용하되 펠티어(250)를 이용한 실시예를, 도 5는 공기를 이용하되 압축기(210)와 보텍스 튜브(220)를 이용한 실시예를, 도 7은 공기를 이용하되 펠티어(250)를 이용한 실시예를 나타낸 도면이다.In addition, the temperature and humidity control using the refrigerant in the present specification was described with reference to the accompanying Figures 1 to 4, the temperature and humidity control using the air will be described with reference to the accompanying Figures 5 to 7, but in detail, Figure 2 is a refrigerant While using an embodiment using the
또한, 본 명세서에서 냉각대상(10)은 식물 재배용 온습도 조절 장치를 통해 내부의 온도와 습도를 조절하는 대상으로, 식물이나 작물 등이 자라날 수 있는 환경이 조성되는 대상을 의미하되, 규모가 큰 그린하우스나 상대적으로 규모가 작은 식물 재배기 등을 의미한다.In addition, in the present specification, the
즉 냉각대상(10)은 식물이나 작물 등이 자라날 수 있는 환경이 조성된 대상을 의미하는 것으로 본 발명에서 상기 냉각대상(10)에 대해 특별히 한정하지 않는다.That is, the
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the apparatus for controlling the temperature and humidity for plant cultivation according to an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치의 개요도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치에서 보텍스 튜브가 적용된 예를 나타낸 개요도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치에서 습도조절부를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치에서 펠티어가 적용된 예를 나타낸 도면이다.`1 is a schematic view of a temperature and humidity control apparatus for plant cultivation according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic diagram showing an example of applying a vortex tube in the temperature and humidity control apparatus for plant cultivation according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is 4 is a view showing a humidity control unit in the temperature and humidity control apparatus for plant cultivation according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a view showing an example in which the Peltier is applied in the temperature and humidity control apparatus for plant cultivation according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치는 온도조절부(20) 및 습도조절부(30)를 포함하여 구성되되, 상기 온도조절부(20)는 냉매를 보텍스 튜브(220) 또는 펠티어(250)를 이용하여 온류(Hot stream)와 냉류(Cold stream)로 분리하고, 분리된 온류와 냉류를 활용하여 냉각대상(10)의 온도를 조절하며, 온도조절부(20)에서 발생된 온류는 습도조절부(30)로 흡수된 냉각대상(10) 내의 수분을 분리하되, 습도조절부(30)는 분리된 수분이 외부로 배출되도록 함으로써, 냉각대상(10) 내의 온도 뿐만 아니라 습도를 용이하게 조절할 수 있도록 하는 것으로, 온도조절부(20) 및 습도조절부(30)를 포함하여 구성된다.Temperature and humidity control device for plant cultivation according to an embodiment of the present invention comprises a
온도조절부(20)는 외부열교환기(100)와 연결된 유입순환관(50)을 통해 냉매가 유입되면, 상기 냉매를 보텍스 튜브(220) 또는 펠티어(250)를 이용하여 온류(Hot stream)와 냉류(Cold stream)로 분리하되, 분리된 냉류(Cold stream)는 냉각대상(10) 내로 유입되도록 하여 냉각대상(10) 내의 온도를 조절하고, 분리된 온류(Hot stream)는 온류유입관(60)을 통해 습도조절부(30)로 이송시키는 기능을 수행한다.When the refrigerant flows through the
이때, 온도조절부(20)와 후술되는 습도조절부(30)를 순환하는 냉매는 R-132a, R-134a, 천연가스 이소부탄(R-600a) 등 일반적으로 사용되는 냉매로 이루어질 수 있다.At this time, the refrigerant circulating in the
바람직하게는, 각 냉매마다 압력(inlet pressure), 온도(inlet Temperature), 이동량(유량)(inlet Flowrate)에 따라 온류와 냉류로 변하는 온도차가 다르므로, 냉각대상(10)의 규모, 재배하고자 하는 식물의 종류 등 냉각대상(10)에서 요구되는 다양한 환경 조건을 고려하여, 냉매가 이루어질 수 있다.Preferably, since the temperature difference between the refrigerant (inlet pressure), the temperature (inlet Temperature), the flow rate (inlet flow rate) is changed to hot and cold flow, the size of the
습도조절부(30)는 냉각대상(10) 내의 습기를 흡수하고, 온류유입관(60)을 통해 이송된 온류(Hot strem)를 이용하여, 상기 냉각대상(10)으로부터 흡수한 습기의 수분을 분리하고, 분리된 수분을 외부로 배출시키는 기능을 수행한다.The
상세하게는, 습도조절부(30)에 구비되는 제습제(430)가 냉각대상(10)으로부터 흡수된 습기의 수분을 흡수하고, 온류유입관(60)을 통해 온도조절부(20)로부터 이송된 온류(Hot stream)는 수분을 흡수하여 포화된 상태의 제습제(430)를 가열하여 수분을 분리시키고, 이에, 상기 제습제(430)를 재생시킨 후, 유입된 온류는 배출순환관(40)을 통해 배출되되, 냉류배출관(70)을 통해 이송되는 냉류와 혼합되어 상기 배출순환관(40)을 통해 외부열교환기(100)로 이송되어 열교환이 이루어진 다음, 다시 유입순환관(50)을 통해 온도조절부(20)로 이송됨으로써, 냉매의 재순환에 따른 폐순환 시스템 구축이 가능할 뿐만 아니라, 제습제(430)의 재생에 따른 습도조절부(30)의 지속적인 재사용이 가능한 이점이 있다.In detail, the
즉 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치는 냉각대상(10) 내의 온도를 조절하는 온도조절부(20)와 습도를 조절하는 습도조절부(30)가 구비되되, 상기 온도조절부(20)로부터 분리된 온류와 냉류를 활용하여 냉각대상(10)의 온도를 조절하고, 나아가, 습도조절부(30)의 제습제(430)를 재생시켜 제습 기능을 지속적으로 수행할 수 있도록 하는데 목적이 있다.That is, the temperature and humidity control device for plant cultivation according to an embodiment of the present invention is provided with a
이를, 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.This will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.
먼저, 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치는 냉매를 이용하되, 온도조절부(20)가 압축기(210)와 보텍스 튜브(220)로 이루어지며, 외부열교환기(100), 압축기(210), 보텍스 튜브(220), 내부열교환기(300) 및 제습기(400)를 포함하여 구성된다.
First, referring to Figure 2, the temperature and humidity control device for plant cultivation according to an embodiment of the present invention using a refrigerant, the
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외부열교환기(100)는 도 2를 참조하여 설명하면, 일측에 냉매가 유입되는 배출순환관(40)이 연결되고, 타측에 냉매가 배출되는 유입순환관(50)이 연결되는 것으로, 상기 배출순환관(40)을 통해 냉매가 유입되면, 유입된 냉매는 대기와의 열교환이 이루어지도록 하는 기능을 수행한다.2, the
압축기(210)는 온도조절부(20)에 구비되며, 외부열교환기(100)로부터 배출된 냉매가 이송되는 유입순환관(50)이 일측에 연결되고, 상기 냉매가 통과하여 배출되는 연결관(51)이 타측에 연결된다.
여기에서, 압축기(compressor, 210)는 유입순환관(50)을 통해 이송된 냉매를 압축하여 고온의 냉매로 변환하는 기능을 수행하는 것으로, 압축된 냉매는 연결관(51)을 통해 후술되는 보텍스 튜브(220)로 이송되도록 한다.Here, the
보텍스 튜브(220)는 온도조절부(20) 내에 구비되며, 연결관(51)에 연결되어 압축기(210)로부터 이송된 냉매를 온류와 냉류로 분리하는 기능을 수행한다.The
이러한 보텍스 튜브(220)는 도 2를 참조하여 설명하면, 분리된 온류가 배출되어 이송되는 온류유입관(60)과 분리된 냉류가 배출되는 냉류유입관(52)과 연결된다.The
여기에서, 보텍스 튜브(Vortex tube, 220)는 유체가 공급되면, 1차로 보텍스(와류) 회전실에 투입되어 1,000,000ppm으로 초고속 회전을 하는 것으로, 회전에 의해 분리된 온류는 보텍스 튜브(220)의 일측으로 향하다가 조절밸브에 의해 배출되고, 분리된 냉류는 조절밸브에서 회송되어 재차 회전에 의해 보텍스 튜브(220)의 타측으로 향하게 되는데, 이때, 재차 회전의 흐름은 최초 회전의 흐름 안쪽에 형성되는 보다 낮은 압력의 지역을 통과하면서 열량을 잃고 배출된다.Here, when the
이에, 보텍스 튜브(220)를 통과하는 냉매는 온류와 냉류로 분리되고, 분리된 냉류는 냉각대상(10)으로, 분리된 온류는 습도조절부(30)로 이송되도록 함으로써, 온도와 습도를 조절할 수 있도록 한다.Accordingly, the refrigerant passing through the
내부열교환기(300)는 냉각대상(10) 내에 구비되며, 보텍스 튜브(220)로부터 분리된 냉류가 유입되어 열교환이 이루어지고, 열교환된 냉매를 상기 외부열교환기(100)로 배출시키는 기능을 수행한다.The
이에, 보텍스 튜브(220)로부터 분리되어 이송된 냉류는 내부열교환기(300)에서 열교환됨에 따라, 냉각대상(10) 내의 열을 흡수하여 온도를 낮추고, 냉류배출관(70)을 통해 배출되어 외부열교환기(100)로 순환된다.Thus, as the cold flow separated from the
제습기(400)는 습도조절부(30) 내에 구비되며, 보텍스 튜브(220)로부터 분리된 온류가 유입되어 냉각대상(10)으로부터 흡수된 습기의 수분을 분리하고, 분리된 수분을 외부로 배출시키며, 유입된 온류를 배출순환관(40)을 통해 외부열교환기(100)로 배출시키는 기능을 수행한다.
이러한 제습기(400)를 첨부된 도 3을 참조하여 상세히 설명하면, 제습기(400)는 흡입팬(410), 하우징(420), 제습제(430), 분리판(440) 및 온류열교환기(450)를 포함하여 구성된다.3, the
흡입팬(410)은 하우징(420)과 냉각대상(10)에 연결되되, 상기 냉각대상(10) 내의 습기를 흡수하여 하우징(420)으로 이송되도록 하는 기능을 수행한다.The
즉 흡입팬(410)은 냉각대상(10) 내의 습도를 조절하고자 하는 경우, 동작되어 냉각대상(10) 내의 습도를 낮추어 주는 기능을 수행한다.That is, when the
하우징(420)은 흡입팬(410)에 연결되어 냉각대상(10) 내의 습기가 유입되는 공간을 제공한다.The
이때, 하우징(420)은 도 3에 도시된 바와 같이, 내부에 공간이 형성된 원형관 형태로 이루어질 수 있다.In this case, as shown in FIG. 3, the
제습제(430)는 하우징(420)의 내부 공간에 충진되는 것으로, 흡입팬(410)을 통해 흡수되어 이송된 냉각대상(10) 내의 습기와 접촉하고, 이에, 습기의 수분을 흡수하는 기능을 수행한다.The
이러한 제습제(430)가 냉각대상(10)으로부터 흡수된 습기의 수분을 흡수하는 원리는 원리는 흡착의 원리로 이루어진다.The principle that the
여기에서, 흡착은 흡착되는 표면, 즉, 상의 계면에 기체의 분자가 정체하는 것으로서, 일반적으로 수분이 흡착제의 모관 내벽에 부착하는 표면 흡착과 내부에 응축하는 모관 응축에 의한 것이며, 표면 흡착은 화학흡착이라고도 지칭한다.Here, adsorption is the stagnation of molecules of gas on the surface to be adsorbed, i.e., the interface of the phase, and is generally due to surface adsorption on which moisture adheres to the inner wall of the adsorbent and the capillary condensation on the inside, and surface adsorption Also called adsorption.
이때, 제습제(430)는 흡착이 우수한 다공성 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 바람직하게는, 실리카겔(Silicagel), 활성알루미나(Activated Alumina), 합성 제오라이트(Molecular Sieves) 중 선택된 하나 이상으로 이루어질 수 있다.At this time, the
이러한 실리카겔(Silicagel), 활성알루미나(Activated Alumina), 합성 제오라이트(Molecular Sieves)는 아래의 표에 도시된 바와 같은 물성을 갖는다.Such silica gel, activated alumina, and synthetic zeolites have physical properties as shown in the table below.
조성ingredient
Furtherance
흡수열
(%)Equilibrium
Absorption heat
(%)
실리카겔(Silicagel)은 규산 나트륨 수용액에 무기산을 가해 얻어진 제리상의 것을 세정, 건조시킨 것이며, 주로 규산(SiO2)으로 이루어지고, 화학적으로 안정하고 무색무해 하므로 식품을 비롯하여 건조제로서 널리 사용되고 있다.Silica gel is obtained by washing and drying a jerry-like obtained by adding an inorganic acid to an aqueous sodium silicate solution. The silica gel is mainly composed of silicic acid (SiO 2) and is chemically stable and colorless and is widely used as a drying agent for foods.
이러한 실리카겔은 다공질로 세공분포가 균일한 것이 특징이며, 내부에는 20~80×10-8cm 정도의 무수한 모세관이 형성되고, 모관 표면적은 200~800m3/g이며, 모관 체적은 0.4~ 0.6cc/g으로 이루어지는 것으로, 수분에 대한 흡착력이 크기 때문에 자중의 40%까지 수분을 흡착할 수 있다. 또한, 최저 평형 노점 -70℃까지 얻을 수 있으며, 재생에는 150~180℃로 2시간을 필요로 한다. 재생 후에도 약 5% 정도의 수분은 화학적으로 결합해 있어, 보통 이 5%의 수분을 함유한 것을 실리카겔의 건조 중량으로 한다.This silica gel is porous and characterized by uniform pore distribution, innumerable capillaries of 20 ~ 80 × 10-8cm are formed inside, the capillary surface area is 200 ~ 800m3 / g, and the capillary volume is 0.4 ~ 0.6cc / g. In this case, since the adsorption power to water is large, it is possible to adsorb water up to 40% of its own weight. In addition, the lowest equilibrium dew point can be achieved up to -70 ° C, and regeneration requires 150 hours to 180 ° C. Even after regeneration, about 5% of the water is chemically bound, and the dry weight of the silica gel is usually determined to contain 5% of this water.
한편, 실리카겔은 유효 흡착량이 다른 흡착제에 비해 우수하나 수분과 직접 접촉하면 부서지는 특성을 갖고 있으나, 재생열용량이 적은 에너지로도 재생이 가능함으로써, 본 발명에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치에 적합하다.On the other hand, silica gel has an effective adsorption amount superior to other adsorbents, but has a characteristic of breaking when it is in direct contact with water, but can be regenerated with low regeneration heat capacity, and thus is suitable for the temperature and humidity control apparatus for plant cultivation according to the present invention.
활성알루미나(Activated Alumina)는 알루미나 수화물을 열처리해서 제조한 다공질의 알루미나 3수염으로 알루미나(AI2O3)를 주성분으로 하며, 잔류수분 함량은 7%이고 충격과 마찰에 대한 높은 기계적 강도를 갖고 있다. 또한, 수분흡착 용량은 약 13~15% 정도이며, 최저 평형노점은 -76℃까지 도달할 수 있고, 175~250℃로 가열하여 재생이 이루어진다.Activated Alumina is a porous alumina trihydrate prepared by heat-treating alumina hydrate with alumina (AI2O3) as the main component. The residual moisture content is 7% and has high mechanical strength against impact and friction. In addition, the moisture adsorption capacity is about 13-15%, the lowest equilibrium dew point can reach -76 ℃, regeneration is heated to 175 ~ 250 ℃.
다만, 활성알루미나는 알루미나 수화물을 열처리하여 얻어지는 알루미나 단체의 비표면적에는 한계가 있기 때문에 흡착제로서의 성능을 향상시키기 위하여 실리카겔와 혼합하여 사용될 수 있다. 이러한 실리카겔의 첨가는 알루미나의 결정화를 방지하고 비표면적을 증대시키며, 활성이나 내열성을 높이고 재생 온도를 낮출 수 있기 때문에 흡착제로서의 효율적인 운용이 가능한 이점이 있다.However, activated alumina may be used in admixture with silica gel in order to improve the performance as an adsorbent since the specific surface area of the alumina alone obtained by heat treatment of the alumina hydrate is limited. The addition of silica gel prevents crystallization of alumina, increases specific surface area, increases activity or heat resistance, and lowers regeneration temperature.
합성 제오라이트(Molecular Sieves)는 천연의 광물로서 예부터 알려진 것으로 Molecular Sieves는 Sieve에 의한 흡착 등온성은 표면 흡착형으로 극히 낮은 수증기 분압하에서도 거의 포화 흡착량에 가까운 큰 흡착용량을 가지며, 모광경에 의한 3A, 4A, 5A 등 여러 종류가 있고, 합성 제오라이트의 용도는 그 특성상 강력한 흡습성과 3차원 망목구조의 세공결정구조에 기인한 분자포집 효과를 이용하여 고도의 건조 공정에 주로 사용된다.Synthetic zeolites (Molecular Sieves) are known as natural minerals since ancient times. Molecular Sieves are surface adsorption isotherms with surface adsorption. There are various types such as 3A, 4A and 5A, and the use of synthetic zeolites is mainly used for high drying process by utilizing the molecular trapping effect due to the strong hygroscopicity and the pore crystal structure of the three-dimensional network structure.
예를 들어, 석유화학 분야의 분리가스 중의 수분 제거, LNG의 제조, 액화탄산 가스의 제조, 후레온 냉매 제조 등에서 활용되며, 그 외에도 화학물질을 흡착 분리하는데도 활용되고 있다.For example, it is used in the removal of water in the separation gas in the petrochemical field, the production of LNG, the production of liquefied carbonic acid gas, the production of the Freon refrigerant, and in addition to the adsorptive separation of chemicals.
분리판(440)은 도 3을 참조하여 설명하면, 하우징(420) 내부에 형성되는 공간을 습기흡수부(441)와 습기제거부(442)로 구획하는 기능을 수행하는 것으로, 회전 가능하도록 구성된다.Referring to FIG. 3, the separating
이와 같은 분리판(440)에 의해 습기흡수부(441)는 흡입팬(410)과 연결되는 측에 형성되고, 습기제거부(442)는 그 반대측에 형성되되, 하우징(420)에 결합되는 온류열교환기(450) 측으로 형성된다.The
분리판(440)이 회전됨에 따라 냉각대상(10) 내의 습도를 조절하는 과정을 살펴보면, 먼저, 흡입팬(410)을 통해 흡수된 냉각대상(10) 내의 습기는 습기흡수부(441)에 충진된 제습제(430)와 접촉되며, 상기 습기흡수부(441)에 충진된 제습제(430)는 냉각대상(10)으로부터 흡수된 습기의 수분을 흡수하여 포화된 상태가 된다.Looking at the process of adjusting the humidity in the
다음으로, 분리판(440)이 회전되어, 습기흡수부(441) 내의 제습제(430)와 습기제거부(442) 내의 제습제(430) 위치가 바뀌게 되면, 습기흡수부(441)로 위치가 변경된 미포화된 상태의 제습제(430)는 흡입팬(410)을 통해 흡수된 냉각대상(10) 내의 습기와 접촉되어 습기의 수분을 흡수하고, 습기제거부(442)로 위치가 변경된 포화된 상태의 제습제(430)는 하우징(420)에 결합된 온류열교환기(450)에서 온류가 통과하면서 발생되는 열교환에 의해 상기 온류로부터 열을 빼앗아 수분이 분리됨으로써, 다시 미포화된 상태의 제습제(430)로 재생된다.Next, when the
이러한 과정을 통해 습도조절부(30)는 온도조절부(20)로부터 분리되어 이송되는 온류에 의해 제습제(430)를 연속적으로 재생하여 사용함으로써, 냉각대상(10) 내의 온도와 습도를 지속적으로 조절할 수 있으며, 적정한 온습도의 유지가 용이한 이점이 있다.Through this process, the
이때, 분리판(440)에 의해 구획된 습기흡수부(441) 및 습기제거부(442)는 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 구획된 공간과 통수관(443)이 연결되고, 통수관(443)을 연결하는 수분배출밸브(444)의 조작을 통해 선택적으로 제습제(430)에서 분리된 수분이 외부로 배출되도록 구성될 수 있다.At this time, the
즉 습기흡수부(441)와 습기제거부(442) 각각은 수분배출밸브(444)로 연결되고, 수분배출밸브(444)의 조작을 통해 습기흡수부(441) 또는 습기제거부(442) 내의 수분이 선택적으로 배출되도록 할 수 있다.That is, each of the
설계조건에 따라, 습기흡수부(441) 내의 공기가 외부로 배출되는 통풍관(445)이 더 구비될 수 있다.Depending on the design conditions, the
온류열교환기(450)는 하우징(420)에 결합되며, 온도조절부(20)로부터 배출된 온류가 통과하면서 하우징(420) 내에 충진된 제습제(430)에 열을 빼앗겨 상기 제습제(430)가 흡수한 수분이 분리되도록 하는 기능을 수행한다.The warm
이에, 열교환이 이루어진 온류는 연결된 배출순환관(40)을 통해 외부열교환기(100)로 이송되어 순환된다.Thus, the on-flow heat exchange is transferred to the
이러한 구성에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치는 냉매를 온류와 냉류로 분리하되, 분리된 냉류는 냉각대상(10) 내의 온도가 조절되도록 한 후 반복 순환되며, 온류는 습도조절부(30)에서 습기를 흡수한 제습제(430)의 재생시 재생열로 활용됨에 따라, 냉각대상(10)의 온도 및 습도를 효율적으로 조절할 수 있다.According to this configuration, the temperature and humidity control device for plant cultivation according to an embodiment of the present invention is to separate the refrigerant into hot and cold flow, the separated cold flow is repeatedly circulated after the temperature in the
또한, 보텍스 튜브(Vortex tube, 220) 또는 펠티어(Peltier, 250) 중 선택된 하나의 구성으로 이루어진 온도조절부(20)에서 온류와 냉류의 분리를 통해 냉각대상(10)의 온습도를 용이하게 조절함으로써, 비용 절감 및 에너지소비율을 최소화할 수 있다.In addition, by easily controlling the temperature and humidity of the
또한, 온도조절부(20)에서 분리되는 온류를 활용하여 습도조절부(30)의 제습제(430)를 재생함으로써, 상기 제습제(430)의 지속적 및 장기간 사용이 가능한 이점이 있다.In addition, by regenerating the
다음으로, 첨부된 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치는 냉매를 이용하되, 온도조절부(20)가 펠티어(250)로 이루어지며, 외부열교환기(100), 압축기(210), 펠티어(250) 및 제습기(400)를 포함하여 구성된다.Next, referring to the accompanying Figure 4, the temperature and humidity control device for plant cultivation according to an embodiment of the present invention using a refrigerant, the
외부열교환기(100)는 일측에 냉매가 유입되는 배출순환관(40)이 연결되고, 타측에 냉매가 배출되는 유입순환관(50)이 연결되며, 냉각대상(10)으로부터 배출되는 냉류가 접촉되는 냉류배출관(70)이 연결되는 것으로, 상기 배출순환관(40)을 통해 냉매가 유입되면, 유입된 냉매는 대기와의 열교환 또는 냉류배출관(70)을 통해 접촉되는 냉류와의 열교환이 이루어지도록 하는 기능을 수행한다.The
바람직하게는, 온도조절부(20)에서 분리된 온류, 습도조절부(30)를 통과한 온류가 배출순환관(40)을 통해 외부열교환기(100)로 유입되어 통과하면서 냉류배출관(70)을 통해 접촉되는 냉류에 의해 열교환이 이루어진다.Preferably, the warm air separated from the
펠티어(250)는 온도조절부(20) 내에 구비되며, 유입순환관(50)과 연결되어 상기 유입순환관(50)을 통해 외부열교환기(100)로부터 배출된 냉매가 이송되어 유입되도록 한다.
이러한 펠티어(250)는 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각대상(10) 내부와 외부에 각각 팬(도면부호 미표시)이 구비되되, 외부열교환기(100)로부터 이송된 냉매는 펠티어(250)를 통과하는 과정에서 냉류와 온류를 생성하고, 생성된 온류는 온류유입관(60)으로 배출되어 습도조절부(30)로 이송되며, 생성된 냉류는 냉각대상(10) 내부로 유입되어 상기 냉각대상(10) 내의 온도를 조절한다.As shown in FIG. 4, the
여기에서, 펠티어(Peltier, 250)는 전류가 흐르면 전도성 물질의 여러 층의 양끝 온도차이가 지속되는 현상으로, 이음 현상을 이용하여 만든 전자 소자를 펠티어 소자라고 하며, 전류가 흐르게 되면 온도 차이가 발생되어 뜨거운 부분을 더욱 냉각시켜주고, 차가운 부분을 더욱 차갑게 만들어주는 기능을 수행한다.Here, the Peltier (250) is a phenomenon in which the temperature difference between both layers of the conductive material persists when a current flows. An electronic device made using a joint phenomenon is called a Peltier device, and a temperature difference occurs when a current flows. It makes the hot part cooler and makes the cold part cooler.
이러한 펠티어(250)는 전압을 가해 전류를 흐르게 하면 N형 반도체의 페르미 준위가 반도체 내부에서 경사를 이루게 되고, 양쪽 금속 사이에는 전위차가 생기게 됨으로써, 전자의 관점에서는 금속에서 N형 반도체로 넘어가면서 열을 흡수하여 에너지 대역을 넘게 되고, 반대로, N형 반도체에서 금속으로 넘어갈 때 낮은 에너지 대역으로 넘어가면서 열을 방출하게 된다. 이에, 한 쪽면은 차가워지고, 다른 한 쪽면은 뜨거워지는 효과가 발생된다. 이와 같은 펠티어(250)의 원리를 이용하여, 펠티어(250)로 이송된 냉매는 온류와 냉류를 생성하며, 생성된 온류는 온류유입관(60)을 통해 습도조절부(30)와 배출순환관(40)으로 이송되고, 생성된 냉류는 냉각대상(10) 내로 공급된다.When the
제습기(400)는 습도조절부(30)에 구비되며, 상기 펠티어(250)로부터 배출된 온류가 유입되어 냉각대상(10)으로부터 흡수된 습기의 수분을 분리하고, 분리된 수분을 외부로 배출시키며, 유입된 온류를 배출순환관(40)을 통해 외부열교환기(100)로 배출시키는 기능을 수행한다.
이러한 하우징(420)은 도 3에서와 같이 동일한 구성으로 이루어질 수 있음은 물론이다.Of course, the
이와 같은 구성에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치에서 온도조절부(20)에 펠티어(250)가 구비되는 경우, 펠티어(250) 자체의 흡입 작용에 의해 별도의 압축기(210)를 필요로 하지 않으며, 펠티어(250)로부터 생성된 냉류가 냉각대상(10) 내로 직접 공급됨으로써, 냉각대상(10) 내에 내부열교환기(300)의 구성 또한 생략할 수 있고, 나아가, 냉류배출관(70)을 통해 냉각대상(10) 내의 차가워진 공기가 외부열교환기(100)와 접촉됨에 따라, 상기 외부열교환기(100)를 통과하는 냉매의 열교환이 이루어지도록 할 수 있다.According to such a configuration, when the
이에, 온습도 조절 장치의 간소화 뿐만 아니라 비용 절감 및 에너지소비율을 최소화할 수 있는 이점이 있다.Thus, there is an advantage of not only simplifying the temperature and humidity control device, but also reducing the cost and minimizing the energy consumption rate.
이하, 첨부된 도 5 내지 7을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying Figures 5 to 7, the temperature and humidity control device for plant cultivation according to another embodiment of the present invention.
먼저, 상기 도 1 내지 도 4에서 이미 언급한 내용 중에서 중복되는 내용은 서술하지 않았음을 밝혀둔다.First, it will be clear that overlapping contents are not described among the contents already mentioned in FIGS. 1 to 4.
첨부된 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치는 공기를 이용하되, 온도조절부(20)가 압축기(210)와 보텍스 튜브(220)로 이루어지며, 압축기(210), 보텍스 튜브(220) 및 제습기(400)를 포함하여 구성된다.5 and 6, the temperature and humidity control apparatus for plant cultivation according to another embodiment of the present invention uses air, but the
압축기(210)는 온도조절부(20)에 구비되며, 일측에 외부의 공기가 유입되는 공기유입관(80)이 연결되고, 타측에 유입된 공기가 통과하여 배출되는 연결관(51)이 연결된다.
이러한 압축기(210)는 유입순환관(50)을 통해 이송된 공기를 압축하여 고온의 공기로 변환하는 기능을 수행하는 것으로, 압축된 공기는 연결관(51)을 통해 보텍스 튜브(220)로 이송되도록 한다.The
보텍스 튜브(220)는 온도조절부(20) 내에 구비되며, 연결관(51)에 연결되어 압축기(210)로부터 이송된 공기를 온류와 냉류로 분리하는 기능을 수행한다.The
이러한 보텍스 튜브(220)는 도 5를 참조하여 설명하면, 분리된 온류가 배출되어 이송되는 온류유입관(60)과 분리된 냉류가 배출되는 냉류유입관(52)과 연결된다.The
이에, 보텍스 튜브(220)로부터 분리된 온류는 상기 온류유입관(60)을 통해 습도조절부(30)로 이송되고, 분리된 냉류는 냉류유입관(52)을 통해 냉각대상(10) 내에 구비된 내부열교환기(300)로 이송된다.Thus, the hot air separated from the
이때, 내부열교환기(300)는 첨부된 도 5에 도시하였으나, 후술되는 도 7에서와 같이, 공기를 이용하여 온습도를 조절하는 과정에서 내부열교환기(300)를 생략하여 구성될 수 있다. 즉 보텍스 튜브(220)에 의해 분리된 냉류가 냉각대상(10)으로 이송되고, 냉각대상(10) 내의 공기가 냉류배출관(70)을 통해 공기배출관(90)으로 이송되도록 구성될 수 있다.At this time, the
즉 보텍스 튜브(220)에서 분리된 냉매는 냉류유입관(52)을 통해 냉각대상(10) 내부로 이송되어 온도가 조절되도록 한 후, 냉각대상(10)과 연결된 냉류배출관(70)을 통해 공기배출관(90)으로 이송되어 외부로 배출되도록 구성될 수 있다.That is, the refrigerant separated from the
이에, 열교환기의 부재로 장치의 간소화가 가능할 뿐만 아니라, 열교환기 사용에 따른 비용 증대를 최소화할 수 있다.Thus, not only the device can be simplified by the absence of the heat exchanger, but also the cost increase due to the use of the heat exchanger can be minimized.
제습기(400)는 습도조절부(30) 내에 구비되며, 보텍스 튜브(220)로부터 분리된 온류가 유입되어 냉각대상(10)으로부터 흡수된 습기의 수분을 분리하고, 분리된 수분을 외부로 배출시키며, 유입된 온류를 공기배출관(90)을 통해 외부로 배출되도록 한다.
이러한 제습기(400)는 첨부된 도 6을 참조하여 설명하면, 흡입팬(410), 하우징(420), 제습제(430) 및 분리판(440)을 포함하여 구성되되, 상기 하우징(420)은 회전 가능하도록 구성되는 분리판(440)에 의해 내부에 형성되는 공간을 습기흡수부(441)와 습기제거부(442)로 구획하여 구성될 수 있다.When the
이때, 습기흡수부(441)는 흡입팬(410)과 연결되는 측에 형성되고, 습기제거부(442)는 그 반대측에 형성된다.At this time, the
이에, 분리판(440)이 회전되면, 냉각대상(10) 내의 습도를 조절하는 과정에서, 먼저, 흡입팬(410)을 통해 이송된 냉각대상(10) 내의 습기는 습기흡수부(441)에 충진된 제습제(430)와 접촉되며, 상기 습기흡수부(441)에 충진된 제습제(430)는 냉각대상(10)으로부터 이송된 습기의 수분을 흡수하여 포화된 상태가 된다.Thus, when the
다음으로, 분리판(440)이 회전되어, 습기흡수부(441) 내의 제습제(430)와 습기제거부(442) 내의 제습제(430) 위치가 바뀌게 되면, 습기흡수부(441)로 위치가 변경된 미포화된 상태의 제습제(430)는 흡입팬(410)을 통해 흡수된 냉각대상(10) 내의 습기와 접촉되어 습기의 수분을 흡수하고, 습기제거부(442)로 위치가 변경된 포화된 상태의 제습제(430)는 습기제거부(442)로 직접 공급되는 온류에 의해 수분이 분리됨으로써, 다시 미포화된 상태의 제습제(430)로 재생된다.Next, when the
이러한 과정을 통해 습도조절부(30)는 온도조절부(20)로부터 분리되어 이송되는 온류에 의해 제습제(430)를 연속적으로 재생하여 사용함으로써, 냉각대상(10) 내의 온도와 습도를 지속적으로 조절할 수 있으며, 적정한 온습도를 유지할 수 있다.Through this process, the
다음으로, 도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치는 공기를 이용하되, 온도조절부(20)가 펠티어(250)로 이루어지며, 펠티어(250) 및 제습기(400)를 포함하여 구성되되, 상기 펠티어(250)는 냉각대상(10) 외측에 구비되는 펠티어(250)를 감싸는 펠티어박스(251) 및 상기 펠티어박스(251)의 열림과 닫힘을 제어하는 펠티어제어부(252)를 포함하여 구성된다.Next, referring to Figure 7, the temperature and humidity control device for plant cultivation according to another embodiment of the present invention using air, the
펠티어(250)는 온도조절부(20) 내에 구비되며, 상기 펠티어박스(251)의 열림 또는 닫힘 상태에 따라 외부의 공기를 흡입하고, 흡입된 공기를 이용하여 온류와 냉류를 생성하되, 생성된 온류는 온류유입관(60)으로 배출되어 습도조절부(30)로 이송되며, 생성된 냉류는 냉각대상(10) 내부로 유입되어 상기 냉각대상(10) 내의 온도를 조절한 후, 냉류배출관(70)을 통해 외부로 배출되도록 한다.
펠티어박스(251)는 도 7을 참조하여 설명하면, 냉각대상(10) 외측에 구비되는 펠티어(250), 즉 냉각대상(10) 외측에 구비되는 팬을 감싸는 형태로 이루어진다.Referring to FIG. 7, the
펠티어제어부(252)는 상기 펠티어박스(251)의 열림과 닫힘을 제어하는 기능을 수행한다.The
이에, 펠티어박스(251)가 열림 상태가 되면, 외부의 공기를 흡입할 수 있도록 하고, 반대로, 펠티어박스(251)가 닫힘 상태가 되면, 펠티어박스(251) 내부의 온류를 상기 습도조절부(30)로 이송시킴으로써, 이송된 온류를 통해 습도조절부(30)는 냉각대상(10) 내의 습도를 조절할 수 있도록 한다.Thus, when the
제습기(400)는 습도조절부(30)에 구비되며, 상기 펠티어(250)로부터 배출된 온류가 유입되어 냉각대상(10)으로부터 흡수된 습기의 수분을 분리하고, 분리된 수분을 외부로 배출시키며, 유입된 온류를 공기배출관(90)을 통해 외부로 배출시키는 기능을 수행하는 것으로, 이러한 제습기(400)의 구성은 도 6에서와 같이 동일한 구성으로 이루어질 수 있다.
이와 같은 구성에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 식물 재배용 온습도 조절 장치는 대기중의 공기를 이용하여 온도조절부(20)를 동작시킴으로써, 대기 중 열교환기(Heat exchanger: HEX)가 불필요하여 장치의 간소화가 가능하며, 나아가, 냉각대상(10) 내에 구비되는 열교환기(Heat exchanger: HEX) 또한 선택적 제거가 가능하여 장치의 간소화 뿐만 아니라 비용 절감 및 에너지소비율을 최소화할 수 있는 이점이 있다.According to this configuration, the temperature and humidity control apparatus for plant cultivation according to another embodiment of the present invention by operating the
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 알 수 있다.In the above description, various embodiments of the present invention have been described and described, but the present invention is not necessarily limited thereto, and a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains can make various changes without departing from the technical spirit of the present invention. It will be appreciated that branch substitutions, modifications and variations are possible.
10 : 냉각대상 20 : 온도조절부
30 : 습도조절부 40 : 배출순환관
50 : 유입순환관 51 : 연결관
52 : 냉류유입관 60 : 온류유입관
70 : 냉류배출관 80 : 공기유입관
90 : 공기배출관 100 : 외부열교환기
210 : 압축기 220 : 보텍스 튜브
250 : 펠티어 251 : 펠티어박스
252 : 펠티어제어부 300 : 내부열교환기
400 : 제습기 410 : 흡입팬
420 : 하우징 430 : 제습제
440 : 분리판 441 : 습기흡수부
442 : 습기제거부 443 : 통수관
444 : 수분배출밸브 445 : 통풍관
450 : 온류열교환기10: cooling target 20: temperature control unit
30: humidity control unit 40: discharge circulation tube
50: inlet circulation pipe 51: connector
52: cold inflow pipe 60: hot air inflow pipe
70: cold air discharge pipe 80: air inlet pipe
90: air discharge pipe 100: external heat exchanger
210: compressor 220: vortex tube
250: Peltier 251: Peltier Box
252: Peltier control unit 300: internal heat exchanger
400: dehumidifier 410: suction fan
420: housing 430: dehumidifier
440: separator 441: moisture absorption
442: moisture removal unit 443: water pipe
444: water discharge valve 445: ventilation pipe
450: on-heat heat exchanger
Claims (11)
일측에 냉매가 유입되는 배출순환관(40)이 연결되고, 타측에 냉매가 배출되는 유입순환관(50)이 연결되며, 냉매의 열교환이 이루어지는 외부열교환기(100);
상기 온도조절부(20)에 구비되며, 외부열교환기(100)로부터 배출된 냉매가 이송되는 유입순환관(50)이 일측에 연결되고, 상기 냉매가 통과하여 배출되는 연결관(51)이 타측에 연결되며, 상기 냉매를 압축하여 배출시키는 압축기(210);
상기 온도조절부(20)에 구비되며, 연결관(51)에 연결되어 압축기(210)로부터 배출된 냉매를 온류와 냉류로 분리하는 보텍스 튜브(220);
상기 냉각대상(10)에 구비되며, 보텍스 튜브(220)로부터 분리된 냉류가 냉류유입관(52)을 통해 유입되어 열교환이 이루어지고, 열교환된 냉매를 냉류배출관(70)과 배출순환관(40)을 통해 외부열교환기(100)로 배출시키는 내부열교환기(300); 및
상기 습도조절부(30)에 구비되며, 보텍스 튜브(220)로부터 분리된 온류가 온류유입관(60)을 통해 유입되어 냉각대상(10)으로부터 흡수된 습기의 수분을 분리한 후, 유입된 온류를 배출순환관(40)을 통해 외부열교환기(100)로 배출시키는 제습기(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 온습도 조절 장치.
The refrigerant is used, but the refrigerant is separated into a hot stream and a cold stream through the compressor 210 and the vortex tube 220, and the separated cold flow is supplied into the cooling target 10 to adjust the temperature. To adjust the temperature control unit 20; In the cultivation temperature and humidity control device comprising a; and a humidity control unit 30 for adjusting the humidity by absorbing the moisture in the cooling target 10,
An external heat exchanger (100) connected to the discharge circulation pipe (40) through which the refrigerant is introduced and connected to the inlet circulation pipe (50) through which the refrigerant is discharged to the other side;
The temperature control unit 20 is provided, the inlet circulation pipe 50 is transferred to the refrigerant discharged from the external heat exchanger 100 is connected to one side, the connection tube 51 through which the refrigerant is discharged through the other side Is connected to, the compressor 210 for compressing and discharge the refrigerant;
A vortex tube 220 provided at the temperature control unit 20 and connected to the connection pipe 51 to separate the refrigerant discharged from the compressor 210 into hot and cold flows;
The cooling object 10 is provided in the cooling target 10, and the cold air separated from the vortex tube 220 flows through the cold inflow pipe 52 to perform heat exchange, and the heat exchanged refrigerant is the cold air discharge pipe 70 and the discharge circulation pipe 40. Internal heat exchanger 300 for discharging to the external heat exchanger 100 through; And
The hot air provided in the humidity control unit 30, separated from the vortex tube 220 is introduced through the hot water inlet pipe 60 to separate the moisture of the moisture absorbed from the cooling target 10, and then introduced hot water Dehumidifier 400 for discharging to the external heat exchanger 100 through the discharge circulation pipe 40; temperature and humidity control device for plant cultivation comprising a.
일측에 냉매가 유입되는 배출순환관(40)이 연결되고, 타측에 냉매가 배출되는 유입순환관(50)이 연결되며, 냉각대상(10)으로부터 배출되는 냉류가 접촉되는 냉류배출관(70)이 연결되어, 냉매의 열교환이 이루어지는 외부열교환기(100);
상기 온도조절부(20)에 구비되며, 유입순환관(50)을 통해 유입된 냉매를 온류와 냉류로 생성하는 펠티어(250); 및
상기 습도조절부(30)에 구비되며, 상기 펠티어(250)로부터 생성된 온류가 온류유입관(60)을 통해 유입되어 냉각대상(10)으로부터 흡수된 습기의 수분을 분리한 후, 유입된 온류를 배출순환관(40)을 통해 외부열교환기(100)로 배출시키는 제습기(400);를 포함하여 구성되되,
상기 펠티어(250)는 상기 펠티어(250)로부터 생성된 냉류를 냉각대상(10) 내부로 유입되도록 하고, 상기 냉각대상(10)을 통과하여 배출되는 냉류는 냉류배출관(70)과 배출순환관(40)을 통해 외부열교환기(100)로 이송되는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 온습도 조절 장치.
The temperature control unit 20 uses a coolant, generates the coolant as a hot stream and a cold stream through the Peltier 250, and controls the temperature by supplying the generated cold stream into the cooling target 10. ); In the cultivation temperature and humidity control device comprising a; and a humidity control unit 30 for adjusting the humidity by absorbing the moisture in the cooling target 10,
A discharge circulation pipe 40 is connected to one side of the refrigerant circulation inlet, the inlet circulation pipe 50 is connected to the refrigerant discharged to the other side, the cold air discharge pipe 70 is in contact with the cold air discharged from the cooling target 10 Is connected, the external heat exchanger 100 is a heat exchange of the refrigerant;
Peltier 250 is provided in the temperature control unit 20, and generates the hot and cold flow of the refrigerant introduced through the inlet circulation pipe (50); And
The humidity control unit 30 is provided, and the warm air generated from the Peltier 250 flows in through the inflow inlet pipe 60 to separate moisture absorbed from the cooling target 10, and then the inflow warm stream. Consists of; Dehumidifier 400 for discharging to the external heat exchanger 100 through the discharge circulation pipe 40;
The Peltier 250 allows the cold air generated from the Peltier 250 to be introduced into the cooling target 10, and the cold flow discharged through the cooling target 10 is a cold air discharge pipe 70 and a discharge circulation pipe ( Temperature and humidity control device for plant cultivation, characterized in that the transfer to the external heat exchanger 100 through 40).
상기 온도조절부(20)에 구비되며, 공기가 유입되어 이송되는 공기유입관(80)이 일측에 연결되고, 상기 공기가 통과하여 배출되는 연결관(51)이 타측에 연결되며, 상기 공기를 압축하여 배출시키는 압축기(210);
상기 온도조절부(20)에 구비되며, 연결관(51)에 연결되어 압축기(210)로부터 배출된 공기를 온류와 냉류로 분리하는 보텍스 튜브(220); 및
상기 습도조절부(30)에 구비되며, 보텍스 튜브(220)로부터 분리된 온류가 온류유입관(60)을 통해 유입되어 냉각대상(10)으로부터 흡수된 습기의 수분을 분리한 후, 유입된 온류를 공기배출관(90)을 통해 외부로 배출시키는 제습기(400);를 포함하여 구성되되,
상기 보텍스 튜브(220)는 상기 보텍스 튜브(220)로부터 분리된 냉류를 냉류유입관(52)을 통해 냉각대상(10) 내부로 유입되도록 하고, 상기 냉각대상(10)을 통과하여 배출되는 냉류는 냉류배출관(70)과 공기배출관(90)을 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 온습도 조절 장치.
By using air, the air is separated into a hot stream and a cold stream through the compressor 210 and the vortex tube 220, and the separated cold flow is supplied into the cooling target 10 to adjust the temperature. To adjust the temperature control unit 20; And a humidity control unit (30) for absorbing moisture in the cooling target (10) to control the humidity;
It is provided in the temperature control unit 20, the air inlet pipe 80, the air is introduced and transported is connected to one side, the connection pipe 51 is discharged through the air is connected to the other side, the air Compressor 210 to discharge by compressing;
A vortex tube 220 provided at the temperature control unit 20 and connected to the connection pipe 51 to separate the air discharged from the compressor 210 into hot and cold flows; And
The hot air provided in the humidity control unit 30, separated from the vortex tube 220 is introduced through the hot water inlet pipe 60 to separate the moisture of the moisture absorbed from the cooling target 10, and then introduced hot water Consists of; Dehumidifier 400 for discharging to the outside through the air discharge pipe (90),
The vortex tube 220 allows the cold flow separated from the vortex tube 220 to be introduced into the cooling target 10 through the cold flow inlet tube 52, and the cold flow discharged through the cooling target 10 is Temperature and humidity control device for plant cultivation, characterized in that discharged to the outside through the cold air discharge pipe 70 and the air discharge pipe (90).
상기 온도조절부(20)에 구비되며, 팬의 동작에 의해 외부의 공기를 흡입하고, 흡입한 공기를 온류와 냉류로 생성하는 펠티어(250); 및
상기 습도조절부(30)에 구비되며, 상기 펠티어(250)로부터 생성된 온류가 온류유입관(60)을 통해 유입되어 냉각대상(10)으로부터 흡수된 습기의 수분을 분리한 후, 유입된 온류를 공기배출관(90)을 통해 외부로 배출시키는 제습기(400);를 포함하여 구성되되,
상기 펠티어(250)는 상기 펠티어(250)로부터 생성된 냉류를 냉각대상(10) 내부로 유입되도록 하고, 상기 냉각대상(10)을 통과하여 배출되는 냉류는 냉류배출관(70)과 공기배출관(90)을 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 온습도 조절 장치.
Using air, the Peltier 250 generates the air in a hot stream (Hot stream) and cold stream (Cold stream), the temperature control unit 20 for controlling the temperature by supplying the generated cold stream into the cooling target (10) ); In the cultivation temperature and humidity control device comprising a; and a humidity control unit 30 for adjusting the humidity by absorbing the moisture in the cooling target 10,
Peltier 250 is provided in the temperature control unit 20, and sucks the outside air by the operation of the fan, and generates the sucked air in hot and cold flow; And
The humidity control unit 30 is provided, and the warm air generated from the Peltier 250 flows in through the inflow inlet pipe 60 to separate moisture absorbed from the cooling target 10, and then the inflow warm stream. Consists of; Dehumidifier 400 for discharging to the outside through the air discharge pipe (90),
The Peltier 250 allows the cold air generated from the Peltier 250 to be introduced into the cooling target 10, and the cold flow discharged through the cooling target 10 is the cold air discharge pipe 70 and the air discharge pipe 90. Temperature and humidity control device for plant cultivation, characterized in that discharged to the outside through).
상기 펠티어(250)는
냉각대상(10) 외측에 구비되는 펠티어(250)를 감싸는 펠티어박스(251); 및
상기 펠티어박스(251)의 열림과 닫힘을 제어하는 펠티어제어부(252);를 포함하여 구성되되,
상기 펠티어박스(251)가 열림 상태가 되면, 외부의 공기를 흡수하고, 반대로, 상기 펠티어박스(251)가 닫힘 상태가 되면, 펠티어박스(251) 내부의 온류를 상기 습도조절부(30)로 이송시키는 것을 특징을 하는 식물 재배용 온습도 조절 장치.
The method according to claim 5,
The Peltier 250
A peltier box 251 surrounding the peltier 250 provided outside the cooling target 10; And
It is configured to include; Peltier control unit 252 for controlling the opening and closing of the Peltier box 251,
When the Peltier box 251 is opened, the outside air is absorbed. On the contrary, when the Peltier box 251 is closed, the warm air inside the Peltier box 251 is transferred to the humidity control unit 30. Temperature and humidity control device for plant cultivation, characterized in that the transfer.
상기 제습기(400)는
상기 냉각대상(10) 내의 공기를 흡입팬(410);
상기 흡입팬(410)에 연결되어 냉각대상(10) 내의 공기가 유입되는 하우징(420); 및
상기 하우징(420) 내부에 충진된 제습제(430);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 온습도 조절 장치.
The method according to any one of claims 2 to 5,
The dehumidifier 400
An air suction fan 410 in the cooling target 10;
A housing 420 connected to the suction fan 410 and into which air in the cooling target 10 flows; And
Dehumidifier 430 is filled in the housing 420; Temperature and humidity control device for plant cultivation comprising a.
상기 제습제(430)는
실리카겔(Silicagel), 활성알루미나(Activated Alumina), 합성 제오라이트(Molecular Sieves) 중 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 온습도 조절 장치.
The method according to claim 7,
The dehumidifier 430 is
A device for controlling temperature and humidity for plant cultivation, comprising at least one selected from silica gel, activated alumina, and synthetic zeolites.
상기 하우징(420)은
내부 공간을 습기흡수부(441)와 습기제거부(442)로 구획하는 분리판(440);을 포함하여 구성되되,
상기 분리판(440)은 회전 가능한 것을 특징으로 하는 식물 재배용 온습도 조절 장치.
The method according to claim 7,
The housing 420 is
It is configured to include, including; the separation plate 440 partitioning the internal space into the moisture absorbing portion 441 and the moisture removing portion 442,
The separation plate 440 is a temperature and humidity control device for plant cultivation, characterized in that rotatable.
상기 하우징(420)은
상기 습기흡수부(441)와 습기제거부(442) 각각에 연결되어 수분을 외부로 배출시키는 통수관(443); 및
상기 습기흡수부(441)에 연결되어 흡입된 냉각대상(10) 내의 공기를 외부로 배출시키는 통풍관(445);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 온습도 조절 장치.
The method according to claim 9,
The housing 420 is
A water supply pipe 443 connected to each of the moisture absorbing portion 441 and the moisture removing portion 442 to discharge moisture to the outside; And
And a ventilation pipe (445) connected to the moisture absorbing portion (441) to discharge the air in the cooling target (10) sucked to the outside.
상기 하우징(420)에 결합되며, 상기 온도조절부(20)로부터 배출된 온류가 통과하면서 열교환이 이루어지는 온류열교환기(450);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 온습도 조절 장치.The method according to claim 7,
It is coupled to the housing 420, the temperature and humidity control device for plant cultivation comprising a; heat exchanger 450 is a heat exchange is carried out while the hot air discharged from the temperature control unit 20 passes.
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