• 대한설비공학회:학술대회논문집
• /
• 대한설비공학회 2007년도 동계학술발표대회 논문집
• /
• pp.447-452
• /
• 2007

Greenhouses should be heated during nights and cold days in order to fit growth conditions in greenhouses. Ground source heat pump(GSHP) or geothermal heat pump system(GHPs) is recognized to be outstanding heating and cooling system. Horizontal GSHP system is typically less expensive than vertical GSHP system but requires wide ground area to bury ground heat exchanger(GHE). In this study, a horizontal GSHP system with thermal storage tank was installed in greenhouse and investigated as performance characteristics. In the daytime, heating load of greenhouse is very small or needless because solar radiation increases inner air temperature. The results of study showed that the heating coefficient of performance of the heat pump ($COP_h$) was 2.9 and the overall heating coefficient of performance of the system($COP_{sys}$) was 2.4. Heating energy cost was saved 76% using the horizontal GSHP system with thermal storage tank.

• 에너지공학
• /
• 제15권3호
• /
• pp.194-201
• /
• 2006

온실은 작물의 성장조건을 맞추기 위해서 야간 및 추운 날에는 난방을 해야 한다. 지열원 히트펌프 시스템은 냉난방 시스템에서 두드러진 관심을 보이고 있다. 축열조를 채용한 수평형 지열원 히트펌프 시스템을 온실에 적용하여 성능특성을 조사하였다. 그리고 축열조를 채용한 이유를 자세하게 설명하였다. 축열조는 지열원 히트펌프 시스템의 난방능력보다 큰 난방부하를 대응할 수 있다. 연구 결과, 시스템전체의 성능계수는 2.69로 나타났다.

• Advances in Energy Research
• /
• 제4권1호
• /
• pp.87-106
• /
• 2016

In this research, optimum design of the combined solar collector, geothermal heat pump and thermal seasonal storage system for heating and cooling a sample greenhouse is studied. In order to optimize the system from technical point of view some new control strategies and functions resulting from important TRNSYS output diagrams are presented. Temperatures of ground, rock bed storage, outlet ground heat exchanger fluid and entering fluid to the evaporator specify our strategies. Optimal heat storage is done with maximum efficiency and minimum loss. Mean seasonal heating and cooling COPs of 4.92 and 7.14 are achieved in series mode as there is no need to start the heat pump sometimes. Furthermore, optimal parallel operation of the storage and the heat pump is studied by applying the same control strategies. Although the aforementioned system has higher mean seasonal heating and cooling COPs (4.96 and 7.18 respectively) and lower initial cost, it requires higher amounts of auxiliary energy either. Soil temperature around ground heat exchanger will also increase up to $1.5^{\circ}C$ after 2 years of operation as a result of seasonal storage. At the end, the optimum combined system is chosen by trade-off between technical and economic issues.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.174-180
• /
• 2014

Standard weather data available to greenhouse environmental design are limited in most regions of the country. So, instead of using standard weather data, in order to find the method to build design weather data for greenhouse heating and cooling, design outdoor weather conditions were analyzed and compared by TAC method and frequency analysis using climatological normal and thirty years from 1981 to 2010 hourly weather data provided by KMA and standard weather data provided by KSES. Average TAC values of outdoor temperature, relative humidity and insolation using thirty years hourly weather data showed a good agreement with them using standard weather data. Therefore, in regions which are not available standard weather data, we suggest that design outdoor weather conditions should be analyzed using thirty years hourly weather data. Average of TAC values derived from every year hourly weather data during the whole period can be established as environmental design standards, and also minimum and maximum of them can be used as reference data.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국태양에너지학회 2009년도 춘계학술발표대회 논문집
• /
• pp.72-76
• /
• 2009

A peak cooling and heating load($kW/m^2$) and annual energy($kWh/m^2{\cdot}yr$) have been simulated for a special greenhouse located near Seoul. The special facility was designed for living plant and butterfly with many visitors. The design conditions for the facility have been discussed with the designer and simulated with the weather and building conditions. The load and energy simulation was done by TRNSYS 15 based on IPMVP 4.4.2.'s simulation requirement. The results have been shown in terms of area($kW/m^2$) and volume load and energy index($kWh/m^2{\cdot}yr$). Considering the higher height of the facility, The results came out reasonably comparing the index of a typical commercial building signed as $462kWh/m^2{\cdot}yr$.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.258-267
• /
• 2017

The price competitiveness of photovoltaic system (PV system) has risen recently due to the growth of industries, however, it is rarely applied to the greenhouse compared to other renewable energy. In order to evaluate the application of PV system in the greenhouse, power generation and optimal installation area of PV panels should be analyzed. For this purpose, the prediction of the heating and cooling loads of the greenhouse is necessary at first. Therefore, periodic and maximum energy loads of a multi-span greenhouse were estimated using Building Energy Simulation(BES) and optimal installation area of PV panels was derived in this study. 5 parameter equivalent circuit model was applied to analyzed power generation of PV system under different installation angle and the optimal installation condition of the PV system was derived. As a result of the energy simulation, the average cooling load and heating load of the greenhouse were 627,516MJ and 1,652,050MJ respectively when the ventilation rate was $60AE{\cdot}hr^{-1}$. The highest electric power production of the PV system was generated when the installation angle was set to $30^{\circ}$. Also, adjustable PV system produced about 6% more electric power than the fixed PV system. Optimal installation area of the PV panels was derived with consideration of the estimated energy loads. As a result, optimal installation area of PV panels for fixed PV system and adjustable PV system were $521m^2$ and $494m^2$ respectively.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.97-104
• /
• 2010

본 연구에서는 전열해석 프로그램인 피지벨(PHYSIBEL)을 사용하여 블라인드 내장형 창호시스템의 일사차단성능 및 단열성능에 따른 에너지 성능을 평가하였다. 피지벨 해석시 창호별 구성 재료의 열적특성과 해석조건을 결정하기 위해서 Mock-up시험을 실시하였으며, 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 결과를 바탕으로 공동주택 기준층 1개 세대(33평형)를 대상으로 연간에너지 소비특성, 연간전열량, 연간 냉난방 비용을 분석하였다. 실험결과, 연간전열량은 일반 창호시스템 대비 블라인드 내장형 창호시스템에서 블라인드를 올린 경우 냉방시 10%, 난방시 11% 절감할 수 있으며, 블라인드를 내린 경우 냉방시 25%, 난방시 30%정도를 절감할 수 있는 것으로 나타났다. 블라인드 내장형 창호시스템의 냉 난방 부하 절감량은 일반 창호시스템에 비해 냉방시 283.3KWh, 난방시 76.3KWh 로 냉 난방 에너지 절감효과는 단위세대당 359.6KWh 절감시킬 수 있는 것으로 나타났으며, 이것은 단위세대당 연간 에너지원단위(TOE) 약 0.078toe, 이산화탄소톤($tCO_2$) $0.16tCO_2$을 절감시킬 수 있어 온실가스 저감에도 유리할 것으로 판단된다. 또한, 블라인드 내장형 창호시스템의 냉 난방비용 절감액은 일반창호시스템과 비교하여 연간 냉방비용 10만원, 난방비용 5만원으로 연간 냉 난방 비용을 약 15만원 정도 절감시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.46-54
• /
• 2019

히트펌프와 냉온수 배관을 이용한 촉성재배 '설향' 딸기의 관부와 근권부에 대한 국소 냉난방 시험과 정식 전 딸기묘의 단근처리 시험을 수행하였다. 정식(2017년 8월 31일) 후 주간의 관부 표면온도는 국소냉방구가 $18{\sim}22^{\circ}C$로 화아분화에 적합한 온도를 유지한 반면 무처리구와 근권부 냉방구는 화아분화 한계온도인 $25^{\circ}C$를 상회한 $30^{\circ}C$ 이상으로 나타났다. 정식 후 30일 경과 시의 생육조사 결과 국소냉방처리 간의 생육차이는 없었으며 단근처리묘에서 초장과 엽병장이 상대적으로 작았으나 전체적으로 지상부의 생육저하는 크지 않은 것으로 나타났다. 국소냉방 및 단근처리에 대한 화방출뢰율을 조사한 결과 정화방 출뢰율은 구입묘를 제외하고 단근처리묘와 비단근처리묘에서 모두 관부 국소냉방구, 근권부 국소냉방구, 대조구의 순서로 높게 나타났으며, 대조구, 근권부 국소난방구, 관부 국소난방구 모두에서 단근처리묘가 비단근처리묘에 비해 높게 나타났다. 정화방 출뢰율은 관부 국소난방구 단근처리묘가 가장 높았으며 가장 낮은 무처리 비단근처리묘 보다 시기별 최대 3.8배 높게 나타났다. 1차 액화방의 출뢰율은 처리구 간 차이가 정화방에 비해 크지 않으나 정화방과 동일한 경향을 나타내었다. 2018년 3월 27일까지의 상품과 수확량은 구입묘를 제외하고 관부 국소난방구, 근권부 국소난방구, 대조구의 순서로 나타났으며, 단근처리묘가 비단근처리묘보다 수확량이 높았다. 이러한 경향은 2018년 2월 14일까지의 정화방 중심의 초기수확량에서 뚜렷하게 나타났으며 2018년 3월 9일부터 국소냉방과 단근처리의 영향은 줄어드는 것으로 나타났다. 난방시험의 경우 근권부 국소난방구(근권 $20^{\circ}C$+공간 $5^{\circ}C$)와 관부 국소난방구(관부 $20^{\circ}C$+공간 $5^{\circ}C$)는 대조구(공간 $9^{\circ}C$) 대비 각각 59%와 65%의 난방유 절감이 가능하였으며, 히트펌프 가동에 의한 전기소비를 반영하였을 때 난방비는 각각 55%와 61%가 절감되는 것으로 분석되었다. 히트펌프와 배관을 이용한 촉성재배 '설향' 딸기의 관부 국소냉난방은 초기수확량 증가와 난방에너지절감 효과를 확인할 수 있었으나 화아분화 촉진에 의한 화방출뢰의 조진화는 정식시기, 환경조건, 초기생육이 미치는 영향이 크므로 이와 관련한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단되었다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.277-284
• /
• 2018

온실의 냉난방부하 산정을 위해 설계자가 선택해야할 주요 변수들에 대하여, 이들 설계 변수가 냉난방부하에 미치는 영향을 평가하기 위해서 각각의 설계 변수값을 변화시키면서 시뮬레이션을 실시하였으며, 이를 바탕으로 특별히 선택에 주의를 기울여야 할 설계 변수를 제안하였다. 난방부하에 가장 큰 영향을 미치는 설계 변수는 피복재의 열관류율이고, 다음으로 설계외기온인 것으로 나타났다. 연동수에 따른 설계 변수의 영향은 차이가 거의 없는 것으로 나타났다. 단동 온실의 경우에는 지중전열 관련 설계 변수의 영향을 무시할 수 없을 것으로 생각되지만, 연동 온실의 경우에는 지중전열 관련 변수 및 틈새환기율의 영향이 미미한 것으로 판단되었다. 냉방부하에 가장 큰 영향을 미치는 설계 변수는 온실내로 유입되는 일사량과 증발산계수이고, 다음으로 실내외 기온차, 환기율인 것으로 나타났다. 설계 변수의 영향은 단동 온실과 연동 온실에서 큰 차이를 보였으나, 연동수에 따른 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 피복재의 열관류율은 단동 온실이나 연동 온실 모두 영향이 미미한 것으로 나타났지만, 실내외 기온차 및 환기율의 경우에는 냉방부하에 미치는 영향을 무시할 수 없을 것으로 생각되며, 특히 연동 온실에서 그 영향이 더 큰 것으로 판단되었다. 냉방부하를 산정할 때 실내 목표온도를 낮게 설정할수록 설계 변수의 선택에 신중해야 한다. 특히, 실내 목표온도를 외기온 보다 낮게 설정하면 환기율 및 열관류율 값이 냉방부하를 증가시키는 방향으로 바뀌므로 더욱 주의해야 한다. 환기율이 낮을 때는 설계 변수 중 설계일사량과 증발산계수의 선택에 주의해야 하고, 환기율이 높을 때는 실내 설정온도와 설계외기온의 선택에 신중을 기해야 한다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제9권2호
• /
• pp.107-114
• /
• 2000

우리나라의 주요지역에 대하여 일최저기온의 월평균값, 일최고기온의 월평균값, 전천일사량의 월평균값을 사용하여 외기온과 전천일사랑과의 관계를 도시하고, 온실의 형태와 작물의 종류에 따른 한계 최저외기온 및 한계 최고외기온을 산정하여 Climagraph를 작성하였다. 이 그래프를 이용하면 지역별로 냉난방설비를 이용하지 않고 온실재배가 가능한 기간을 결정할 수 있을 뿐만 아니라 각종의 온실재배작물을 재배하기에 적절한 지역을 선정하는데 이용될 수 있고, 지역별 기후특성 분석, 지역별 온실특성의 규명, 작물의 생육환경 추정 및 조절, 온실작물생산의 합리적인 계획등을 위한 도구로도 이용될 수 있을 것이다. 본 연구를 수해하면서 climagraph를 작성하는데 필요한 명확한 자료를 구하기가 상당히 어려웠기 때문에 이러한 그래프를 국내의 온실재배에 효율적으로 이용하기 위해서는 많은 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단되었다. 특히 난방과 냉방기간을 결정함에 있어 경계시기를 결정하는데 필요한 구체적인 자료를 구하기가 어려웠으며, 작물별 생육에 필요한 한계 최저회부일사랑을 결정 하는데 어려움이 있었다.