• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물환경조절학회 2000년도 학술발표논문집
• /
• pp.71-74
• /
• 2000

일반적으로 온실은 저온기에는 보온이나 난방을 하면서 적극 사용하고 있으나 고온기에는 냉방에 소요되는 에너지가 난방에 비해 상대적으로 많이 소요되므로 온실의 활용도가 떨어지게 된다. 자연환기 시스템은 에너지를 사용하지 않거나 최소한으로 줄여 온실내 온도를 최소한 외부와 동일하게 하거나 낮게 하기 위한 장치라고 할 수 있다. 자연환기를 위한 환기창으로 유리온실이나 경질판 온실과 같은 양지붕형 온실에서는 측창으로 3Way방식이나 권취식, 프로젝트방식 등 다양한 환기창을 사용하고 있으나 천창은 주로 온실 길이방향의 연속형 창틀을 랙앤피니언이나 X형 개폐암으로 개폐하는 프로젝트 방식을 많이 사용하고 있다. (중략)

• 생물환경조절학회지
• /
• 제5권2호
• /
• pp.215-235
• /
• 1996

본 연구에서 수행한 Model 시뮬레이션에 의한 열환경 분석 기법은 지역별로 다양한 기상여건 하에서 대상온실의 난방 및 냉방부하를 보다 합리적으로 예측할 수 있을 뿐만 아니라 냉방이나 난방용 시스템의 결정을 비롯한 난방대책을 수립하고, 에너지 이용 전략의 수립이나 계절적인 작부계획 수립, 온실산업용 적지선정 등에 유익하게 활용될 수 있을 것이라 판단된다. 본 연구에서는 온실의 적극적인 환경조절 유형을 난방과 냉방의 두 가지로 대별하고, 난방 소요열량 산정을 비롯하여 야간의 보온 커튼효과, Heating Degree-Hour 산정 등 난방과 관련된 시뮬레이션은 동적 모형을 이용하여 시간별, 일별 및 월별로 검토하였으며, 환기를 비롯한 차광, 증발냉각시스템의 효과 분석은 정적모형을 이용하여 검토하였다. 특히 하절기 지하수와 같은 저온수를 직접 이용하거나 Heat Pump를 통하여 확보될 수 있는 저온수를 이용하여 온실의 피복면에 살수함으로서 확보할 수 있는 온실냉방효과를 검토하는 데는 1.2m$\times$2.4m 크기의 모형온실을 제작하여 기초실험을 수행함으로서 동절기의 수막시스템의 보온효과와 마찬가지로 하절기 냉방 효과를 거둘 수 있다는 가능성을 확인하였다. 본 연구에 활용된 온실의 수치 환경모형 중 난방관련 시뮬레이션용 동적 수치모형은 소기의 목적을 달성하는데 충분히 응용될 수 있는 이론모형이다. 이 이론모형이 범용성이 높은 것은 온실 내ㆍ외의 미기상 변화, 특히 난방이나 냉방이 본격적으로 요구되는 기간동안에 온도, 습도, 일사, 풍속 등의 미기상 인자들을 면밀하게 관찰하여 실측된 자료를 바탕으로 개발되었고, 다양한 자료에 의해 충분히 검정되었기 때문이다. 본 연구에서는 경남 진주지역의 어느 특정 기간(1987년)의 시간별 기상자료를 중심으로 온실의 열적 환경변화에 대한 수치모형 시뮬레이션을 실시하였으며, 아직 수치모형에 의한 시뮬레이션이 불가능한 일부 냉방효과를 검토하는 데는 모형 실험을 실시하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 주간과 야간의 설정온도를 달리하고 다단계 변온조절방식으로 시뮬레이션을 행한 결과 난방 소요열량은 난방 설정온도에 따라 현저한 차이를 보였다. 특히 주간 설정온도에 비하여 야간 설정온도가 난방 소요열량에 예민하게 영향을 미치므로 야간의 설정온도 결정에 신중을 기해야 할 것으로 판단된다. 2. 기존의 Heating Degree-Hour 자료는 평균 외기온을 중심으로 임의의 설정온도에 대하여 산정된 값이므로 난방 소요열량에 대한 상대적인 비교수단은 되나 고려되는 기상인자의 제한과 설정온도의 임의성 때문에 실용성이 부족하다. 따라서 본 연구에서 제시된 것처럼 온실 주변의 제반 미기상 인자나 경계조건이 반영됨은 물론 작물의 생육상태 및 구체적인 설정온도까지도 고려하는 동적 수치모형으로 시시각각으로 예측된 실내기온을 중심으로 재배기간 동안의 난방열량을 적산함이 합리적이라 판단된다. 기존의 MDH 자료로 난방 설계를 할 경우에는 지나치게 과잉설계 될 가능성이 있다. 3. 산정된 난방 소요열량은 물론 커튼의 보온성능도 월별 기상여건에 따라 현저한 차이를 보이며, 시뮬레이션에 이용된 커튼의 경우 높은 보온효과를 보임으로서 년 평균 50% 이상의 난방 에너지를 절감할 수 있으며, 동절기 3-4개월의 집중 난방기에 에너지가 크게 절감됨을 발견할 수 있다. 4. 고온기 환기성능은 온실의 구조, 기상조건, 작물의 생육상태 등에 따라 다소의 차이가 있으나 환기율에 의해 크게 좌우되며, 시뮬레이션에 이용된 두 가지 농가보급형 온실 모두 환기율의 증가에 따른 실내기온의 강하 효과가 환기율이 1회/min 정도를 넘어서면서 급격히 둔화되는 현상을 보인다. 이는 기존에 권장되고 있는 적정 환기율인 1회/min 전후의 환기 시스템을 갖추는 것이 합리적임을 확인해 준다. 5. 작물이 성숙된 유리온실에서 외기의 상대습도가 50%인 쾌청한 주간동안 연속적으로 1회/min로 환기를 시킬 경우 실내기온 36.5$^{\circ}C$의 대조구에 비한 온도강하는 50% 차광만 했을 시 2.6$^{\circ}C$이고 효율 80%의 Pad ＆ Fan 시스템만 작동시 6.1$^{\circ}C$ 정도이며, 차광과 냉각시스템을 동시에 작동시는 약 8.6$^{\circ}C$로서 외기온보다 3.3$^{\circ}C$가 낮은 28$^{\circ}C$까지 실내온도를 낮출 수 있으나, 동일 조건하에서 외기의 상대습도가 80%로 높은 경우에는 Pad ＆ Fan시스템에 의한 온도강하가 2.4$^{\circ}C$에 불과하여 50% 차광하에서도 외기온 이하로 실내온도를 낮출 수 없음을 알 수 있다. 6. 하절기 3개월(6/1-8/31)동안 Pad ＆ Fan 시스템의 냉방효과($\Delta$T)는 설정된 작동 온도에 따라 다소 차이를 보일 것으로 예상되나 본 시뮬레이션에서 설정한 시스템의 작동 온도 27$^{\circ}C$에서 상대습도와의 상관관계는 대략 다음과 같았다: $\Delta$T= -0.077RH＋7.7 7. 전형적인 하절기 주간기상 하에서 경시적 냉방효과를 분석한 결과 환기만으로는 실내기온을 외기온 보다 5$^{\circ}C$ 높게 유지하는 정도가 고작이고, 차광이나 증발식 냉방시스템 만으로는 작물이 성숙한 단계에서조차도 외기온 이하로 떨어뜨리기가 어려우나 차광과 아울러 증발식 냉방을 병행할 경우에는 작물상태에 따라 다소 차이는 있지만 실내기온을 외기온보다 2.0-2.3$^{\circ}C$ 낮게 유지할 수 있음을 발견할 수 있다. 8. 일사가 차단된 27.5-28.5$^{\circ}C$의 외기온하에서 6.5-8.5$^{\circ}C$의 냉수를 온실 바닥면적 1$m^2$당 1.3 liter/min의 유량으로 온실표면에 살수했을 때 실내기온을 외기온보다 1$0^{\circ}C$ 낮은 16.5-18.$0^{\circ}C$ 정도로 낮출 수 있었다. 앞으로 살수 수온(T$_{w}$ )이나 외기온(T$_{o}$ ) 뿐만아니라 살수율(Q)에 따라 온실기온 (T$_{g}$ )에 미치는 상관 관계 T$_{g}$ = f(T$_{w}$ , Q, T$_{o}$ )를 구명하여 지하수 자체 또는 Heat Pump를 이용한 지하수온 이하의 냉수로 온실냉방의 가능성을 구명하는 것이 앞으로의 과제이다.

• 농업생명과학연구
• /
• 제46권3호
• /
• pp.119-127
• /
• 2012

여름철 고온기 온실 내 효율적 증발냉방을 위하여 다량 포그 분무가 가능하고 설치비용이 저렴하도록 한 터보팬 2류체 노즐로 포그 분무장치를 구성하고 소형 유리온실에 2.2 m 높이로 설치하여 냉방시험을 실시하였다. 이 장치의 분무시험 결과 평균분무입경이 $29{\mu}m$이고 1대당 포그 분무량은 $160m{\ell}/min$로 비산반경 2 m이내에서 입자들이 모두 증발하는 것으로 나타났다. 이 장치를 평면적 $228m^2$인 단동 유리온실에 2대를 설치하여 냉방실험한 결과, 외기의 온도 $30.2^{\circ}C$, 상대습도 81.2%인 때 온실 내 공기의 온도 $28.8^{\circ}C$, 상대습도 87.5%의 낮은 냉각효과를 나타내었다. 문헌 조사와 냉방실험 결과로부터 여름철 우리나라 남부지역의 외기온 $35^{\circ}C$를 기준으로 단동온실은 50% 차광에서 증발냉각에 의해 온실 내 공기온도를 외기온보다 $2{\sim}3^{\circ}C$ 낮추려면 환기회수 1회/분, 물분무량은 $10m{\ell}/min/m^2$인 것으로 추정되었다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제7권4호
• /
• pp.283-289
• /
• 1998

우리 나라의 기후구분에 따른 대표적인 9개 지역의 20년간(1975~1994) 기상자료를 기초로 여름철 고온기(6, 7, 8월) 온실에 대한 증발냉각시스템의 적용성을 퍼지이론에 의하여 종합적으로 평가해 보았다. 남부서해안과 남해안, 제주도 등 일부지역을 제외한 대부분 지역에서 증발냉각시스템을 이용하여 온실의 실내온도를 32.5$^{\circ}C$ 이내로 제어하는 것이 가능하며, 증발냉각시스템에서의 냉각범위가 5$^{\circ}C$이상으로 나타났다. 본 논문에서 분석한 결과는 환기시스템이 잘 갖추어진 것을 전제로 하였으므로 증발냉각시스템을 적용할 경우에는 충분한 기계환기시스템을 갖출 필요가 있다. 우리 나라의 여름철 기후는 고온다습하지만 증발냉각시스템의 적용성은 충분히 큰 것으로 판단되므로 확대보급을 위한 기술의 체계화 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
• /
• pp.569-572
• /
• 2012

식물공장의 다양한 건물형태에 따른 냉난방부하의 차이를 DesignBuilder를 이용하여 해석하였다. 엽채류 중 상추의 생육 적정온도인 $20^{\circ}C$를 실내온도로 설정하고 식물공장 외벽에 단일창호를 적용하여 온실형태에 따른 냉난방부하 변화를 계산하였다. 보광이 없는 건물자체의 냉난방부하를 계산한 결과 KNU 식물공장 단위유닛과 반원 온실형 식물공장이 냉방부하가 가장 적었다. 보광 적용 후에는 전반적으로 KNU 식물공장 단위유닛과 직사각형 식물공장이 양호한 냉난방 성능을 보여주었다. KNU 식물공장 창호의 면적이 와이드 스팬형보다 크기 때문에 건설비용의 증가가 예상되지만 회전형 스마트 조명 제어시스템을 적용하게 되면 재배면적을 넓히고 공간활용에 유리하다. 또한 LED 사용량을 줄일 수 있어 냉방부하와 보광에 드는 비용을 절감할 수 있다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
• /
• 한국농업기계학회 2000년도 동계 학술대회 논문집
• /
• pp.178-182
• /
• 2000

• 한국농공학회지
• /
• 제41권1호
• /
• pp.60-71
• /
• 1999

This study was performed to improve underirable warm greenhouse environment by fog cooling system in summer season. The resultsof droplet size analysis and cooling effects for fog cooling system are summarized as follows ; 1. At the pump pressure of 70kgf/$\textrm{cm}^2$ , the mean (SMD) drop size was 22.6${\mu}{\textrm}{m}$ and the maximum and minimum drop size was 45.68${\mu}{\textrm}{m}$ and 1.73${\mu}{\textrm}{m}$ , respectively, and almost all of the drop size was less than 40${\mu}{\textrm}{m}$. 2. The temperature of fog cooling greenhouse with 60% shading was dropped more than 2$^{\circ}C$ below the ambient temperature , while the greenhouse temperature without shading was 1$^{\circ}C$ higher than the ambient temperature. 3. It was found that fog spraying intervals were significantly influential on cooling effect. 4. When the greenhouse was ventilated sufficiently by natural vent system, green house temperature could be maintained by 2.5$^{\circ}C$ lower than the ambient temperature, while it was difficult to drop the greenhouse temperature below ambient temeperature without sufficient ventilation. 5. It was found that the temperature of experimental greenhouse could be maintained 3$^{\circ}C$ to 14$^{\circ}C$ lower that of control greenhouse though there were variations depending on experimental and weather conditions.

• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물환경조절학회 1995년도 특강 및 학술논문발표요지
• /
• pp.103-106
• /
• 1995

최근 시설재배 면적이 급증하고 있는 것에 부응하여 시설을 이용한 작물의 주년안정생산에 관한 연구가 활성화되고 있다. 그러나 여름철의 고온극복과 냉방에 관한 연구는 아직까지도 많은 어려움을 겪고 있다. 우리나라와 같이 사계절이 뚜렷한 기후여건에서는 겨울철의 난방 및 보온에 못지 않게 여름철의 냉방 및 고온극복 대책이 주년안정생산에 있어서 빼놓을 수 없는 중요한 과제가 아닐 수 없다. (중략)

• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물환경조절학회 2000년도 학술발표논문집
• /
• pp.124-127
• /
• 2000

시설원예의 궁극적인 목적은 인위적인 환경조절을 통해 주년생산과 단위면적당 생산성을 증대시키면서 품질향상을 극대화시키는 것이라 할 수 있다. 특히, 시설원예의 주년생산과 관련하여 냉ㆍ난방에너지의 절약에 관한 많은 연구가 수행되어 왔으며, 현재 많은 냉ㆍ난방장치들이 실용화되어지고 있다. 그 중에서, 여름철의 적극적인 냉방방법으로 증발냉각방식, 히터펌프, 에어컨 등이 농가에 보급되어 널리 이용되고 있으나 항상 경제성에 있어서 문제점으로 제기되고 있으며 이런 경제적인 부담을 줄이고자 냉방장치의 보조적 수단으로서 차광시스템이 널리 이용되고 있는 실정이다. (중략)

• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물환경조절학회 1999년도 학술발표논문집
• /
• pp.95-99
• /
• 1999

자연에너지와 전기에너지를 조합하여 냉방과 난방을 수행할 수 있는 방법중의 하나로 히트펌프 이용기술이 있으며, 국내의 경우 히트펌프는 주로 냉방 또는 냉동을 목적으로 이용되고 있으나, 1980년 이후 전기가 풍부한 경제선진국을 중심으로 난방 또는 냉난방겸용의 히트펌프가 개발되어 주택, 빌딩, 온실 등의 공조시스템에 이용되고 있다. (중략)