• 제목/요약/키워드: Greenhouse heating

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태양열 시설원예 난방시스템 장기실증 성능분석 연구 (Study on the performance analysis of long-term field test for protected horticulture heating system using solar thermal energy)

  • 이상남;강용혁;유창균;김진수
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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    • pp.403-407
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    • 2005
  • Objective of the research is to demonstrate solar thermal space and ground heating system which is integrated to a greenhouse culture facility for reducing heating cost, increasing the value of product by environment control, and developing advanced culture technology by deploying solar thermal system. Field test for the demonstration was carried out in horticulture complex in Jeju Island. Medium scale solar hot water system was installed in a ground heating culture facility. Reliability and economic aspect of the system which was operated complementary with thermal storage and solar hot water generation were analyzed by investigating collector efficiency, operation performance, and control features. Short term day test on element performance and Long term test of the whole system were carried out. Optimum operating condition and its characteristics were closely investigated by changing the control condition based on the temperature difference which is the most important operating parameter. For establishing more reliable and optimal design data regarding system scale and operation condition, continuous operation and monitoring on the system need to be further carried out. However, it is expected that, in high-insolation areas where large-scale ground storage is adaptable, solar system demonstrated in the research could be economically competitive and promisingly disseminate over various application areas.

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시설하우스 에너지 절감을 위한 열유동 수치 해석 심층 연구 (Indepth Study of Numerical Heat Transfer and Fluid Flow for Energy Saving of Greenhouse)

  • 신미수;김혜숙;최준호;장동순
    • 대한환경공학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.466-471
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    • 2007
  • 본 연구의 목적은 시설하우스에 대한 기본적이면서도 중요한 운전 자료를 얻기 위한 것이다. 특히 시설하우스 에너지 절감을 위해 실용적으로 쉽게 적용할 수 있는 방법에 중점을 두었다. 이러한 목적에 의해 하우스내의 온도분포를 평가하기 위한 방법으로 조직적인 수치해석연구를 수행하였다. 이러한 연구에서 고려한 중요한 변수는 시설하우스의 일반적인 형상과 함께 시설하우스내의 열유동을 조절하는 다양한 배플 조건을 가정하였다. 아울러 난방가열시스템의 배관배치에 따른 열유동 특성과 효율을 상호 비교하였다. 이러한 연구의 결과로 얻어진 몇 가지의 유용한 결론을 정리하였다. 특히 시설하우스 천장에서 내린 배플은 최소한의 시설로서 에너지 효율에 실질적인 기여를 할 수 있었으며 또한 난방배관의 구조는 시설하우스내의 균일한 온도 분포을 얻기 위하여 크게 영향을 미치고 있음을 확인하였다. 기타 본연구의 여러 수치해석 결과들은 물리적인 면에서 의미가 있었으며 실용적인 면에서 시설하우스의 최적 운전조건의 설정에 도움이 된다고 판단하였다.

온수난방시스템 온실의 온도제어 시뮬레이션 (A Simulation of Temperature Control of Greenhouse with Hot-Water Heating System)

  • 정태상;하종규;민영봉
    • 생물환경조절학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.152-163
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    • 1999
  • 온수난방시스템 온실의 디지털 온도제어 수식모형을 수립하고, 이 수식모형을 이용하여 제어시뮬레이션을 실시하여 최적의 온도제어 방법을 구명하였다. 이용된 제어기법은 종래의 온수온도 일정 공급ON-OFF 제어, 비례제어, PI 제어, PID 제어기법이었으며, 시뮬레이션을 이용해 제어기법별 제어성능을 비교 분석하였다. 대상유리온실의 실내온도( T$_{i}$ )에 관한 디지털 제어수식모형은 공급온수온도( T$_{w}$ )와 외기온도( T$_{o}$ )가 관련된 T$_{i}$($textsc{k}$+1)= 0.851.T$_{i}$($textsc{k}$)+0.055.T$_{w}$($textsc{k}$)+0.094.T$_{o}$ ($textsc{k}$)로 나타났다. 온실의 실내온도제어 시뮬레이션을 실시한 결과 종래의 온수온도 일정공급 ON-OFF 제어, P 제어, PI 제어,PID 제어의 정정시간, 오버슛트, 정상오차는 각각 무한, 3.5$0^{\circ}C$, 3.5$0^{\circ}C$ / 30분, 2.37$^{\circ}C$, 0.51$^{\circ}C$ / 21분, 0.0$0^{\circ}C$, 0.23$^{\circ}C$ / 18분, 0.0$0^{\circ}C$, 0.23$^{\circ}C$로 나타났으며, 온수난방시스템 온실의 온도제어에 가장 적합한 제어기법은 PI와 PID제어인 것으로 나타났다 또한 미분이득은 온실의 난방계에 거의 영향을 미치지 않지만 적분이득은 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 나타났다.

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시설포도 농가의 가온시기 변화에 미치는 요인 분석 (Analysis of Factors for Heating Period Changes among Greenhouse Grape Farms)

  • 최돈우;임청룡
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권10호
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    • pp.209-214
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    • 2017
  • 본 연구에서는 한 칠 FTA 이후 시설포도 재배농가들이 가온시기를 늦추는 요인을 알아보기 위해 2004년부터 2016년까지 작형 변화 패널 데이터를 이용하여 분석하였다. 패널로지스틱모형에 대한 분석결과 시설포도 재배면적에 대한 추정계수는 0.0002로 10% 유의수준에서 통계적으로 유의한 것으로 나타났고, 포도 수입량에 대한 추정계수는 1.4258로 1% 유의수준에서 통계적으로 유의한 것으로 나타났으며, 지역더미에 대한 추정계수는 0.808로 5% 유의수준에서 통계적으로 유의한 것으로 나타났다. 이것은 재배면적이 많은 농가일수록, 포도 수입량이 증가할수록, 상대적으로 추운 중북부지역일수록 가온시기를 뒤로 미루게 될 확률이 증가하는 것으로 나타났다. 정부에서는 포도의 수입량 증가로 인한 시설포도농가의 피해를 줄이기 위해 FTA 피해보전직접지불 폐업지원을 하고 있어 시설포도농가의 피해를 다소나마 줄일 수 있지만, 이것은 궁극적인 대책이 되지는 않을 것이다. 포도 소비변화에 적절하게 대응하기 위해서는 품종 갱신, 가온비용 절감을 위한 농자재 지원, 비닐하우스 시설현대화를 통한 에너지 효율 증대 및 비용 절감 등의 다양한 지원책이 필요할 것이다.

관부 난방시스템과 온수 양액 공급이 온실 에너지 사용량, 딸기 생육 및 생산성에 미치는 영향 분석 (Analysis on the Effect of the Crown Heating System and Warm Nutrient Supply on Energy Usage in Greenhouse, Strawberry Growth and Production)

  • 이태석;김진구;박석호;이재한;문종필
    • 생물환경조절학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.271-277
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    • 2021
  • 본 연구에서는 '설향' 딸기의 관부를 부분 난방하고 양액을 온수로 공급하면서 관행 재배 방식에 비해 온실 공간 온도를 낮게 관리하는 딸기 부분 난방 시험을 수행하였다. 정식 후 11월까지는 특별한 처리가 없어 대조구, 시험구 모두 온실 내 환경이 유사하게 관리되었으며 관부 난방 및 온수 양액을 공급하기 시작한 12월부터는 야간의 온실 온도, 관부 온도 및 베드 온도가 차이를 보였다. 12월의 온실 야간 평균 온습도는 대조구 7.1℃, 87.2%, 시험구 5.7℃, 88.7%로 시험구의 온도가 낮았으나 관부 난방을 수행함으로써 시험구 온실의 관부 및 베드의 온도를 9.3℃, 12.7℃로 유지하였고, 대조구 온실의 관부 및 베드 온도 7.9℃, 10.8℃보다 높게 관리할 수 있었다. 시험기간 내에서 시험구 온실의 딸기 관부 및 베드 온도는 대조구에 비해 모두 약 2.0℃ 가량 높게 유지되는 것으로 나타났다. 주간에는 온수 양액을 공급함으로써 지하수를 이용했을 때보다 평균 8.7℃ 높은 온도 양액을 공급할 수 있었고 이로 인해 베드 온도도 약 5.0℃ 가량 높게 나타났다. 시험구에서는 시험기간 동안 온실 난방, 관부 난방 및 온수 양액 공급에 총 9,475.7×103 kcal의 에너지를 소비하였고 대조구에서는 온실 공간 난방에 총 16,847×103 kcal의 에너지를 소비하여 시험구에서 대조구 대비 약 43.8%의 에너지 절감 효과를 확인할 수 있었다. 시험구에서 딸기 관부의 온도를 높게 관리함으로써 작물의 생육을 촉진시킬 수 있었고 그로 인해 정식 후 초세가 대조구에 비해 좋지 않았던 시험구의 딸기가 25주 후에는 대조구와 생육적인 면에서 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 딸기의 수확량은 초세가 좋았던 대조구에서 1화방의 수확량이 시험구에 비해 많았으나 2화방, 3화방에서는 관부의 온도를 높게 관리한 시험구의 수확량이 더많았다. 3월 말까지의 주당 수확량은 시험구 412.7g/plant, 대조구 393.3g/plant로 유의미한 차이는 없었으나 시험구가 대조구에 비해 4.9% 많이 나온 것으로 보아 딸기의 온도 민감부인 관부의 온도를 높게 관리하는 것이 딸기 생육과 생산성에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

자갈축열층의 공기유동 및 축열성능 (The Fluid Flow and Heat Storage Performance in Thermal Storage Bed using Gravel)

  • 이종원
    • 한국농공학회논문집
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    • 제56권3호
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    • pp.75-81
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    • 2014
  • Fossil energy is needed for a whole year greenhouse cropping due to climate in South Korea. Because the most of the fossil energy resources is imported, it is necessary to develop technology to be able to reduce the energy cost in order to manage greenhouse profitably. The greenhouse commonly consume less amount of energy as compared to other industrial sectors. Replacement of fossil fuel with solar thermal storage, therefore, can be an economical as well as environmentally sustainable option for greenhouse heating. The fluid flow, heat storage and radiation characteristic of the gravel bed model were analyzed to provide basic data for design of the experimental solar heated greenhouse with underground thermal storage using gravel. The air flow velocity in the gravel storage bed was proven to be affected from the capacity of circulation fan and the circulation method and the positive pressure method was proven to be the best among the different air circulation methods. The initial air temperature of the thermal storage bed of 1.2 m $wide{\times}9$ m $long{\times}0.9$ m deep was $10^{\circ}C$. After the thermal storage bed is heated by air of the mean temperature $4^{\circ}C$ during 9 hours, the temperature has increased about $20.3^{\circ}C$ and the storage of heat was about 33,000 kcal. The important factors should be taken into consideration for design of the solar heated greenhouse with underground thermal storage using gravel are insulation of rock storage, amount of storing heat, inflow rate and direction of inlet and outlet duct.

공동주택 에너지 소비 경향 분석에 관한 연구 (The Analysis of Energy Consumption Characteristics of the Apartment)

  • 이현정;박선효;배상환;이병석;김양섭
    • 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국태양에너지학회 2012년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.305-310
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    • 2012
  • In 2009, The Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, Korea opens apartment maintenance fee to public in "Apartment Management Info System". The high energy consumption component of apartment, which is hot water, water, electricity and heating, is released to public on this system. Through this system, apartment energy consumption and greenhouse gas emissions data can be compiled and expected to be accurately analyzed. Energy consumption and greenhouse gas emissions statistics of the apartment are collected being made to reduce energy and gas emissions. However, The accurate survey of energy consumption trends have not been accomplished. The energy consumption and greenhouse gas emissions survey in Apartment should be made first in order to reduce energy consumption. and then the correlation factors analysis which is affecting energy consumption is required. The purpose of this study is to analyze energy consumption characteristics of apartment in Bundann-gu, Seongnam, Korea in monthly, unit area and building built year basis. And then the research can be used as the basis of policy to Reduce energy consumption and greenhouse gas emissions.

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순환식 지하수 수막시스템 그린하우스 난방을 위한 스탠딩컬럼웰 열교환율 산정 (Estimation of Heat Exchange Rate of Standing Column Well for Sustainable Groundwater Curtain for Greenhouse Heating)

  • 심병완;백승균;정성훈
    • 한국지열·수열에너지학회논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.11-23
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    • 2024
  • In order to design a standing column well (SCW) for a sustainable groundwater curtain system for greenhouse heating, we conducted parameter sensitivity tests. These tests simulated the outlet temperature changes of the SCW in a groundwater recirculating greenhouse cultivation system. Our modeling considered ground thermal conductivity and hydrogeological conditions. Specifically, we examined several factors, including SCW length, enhanced thermal conductivity of the ground, and groundwater circulation rate. The simulation results indicated that there was not a significant difference in the heat exchange rate based on the characteristics of enhanced thermal conductivity. However, we anticipate a substantial difference in the case of varying SCW lengths. Therefore, we conclude that the simulation results are primarily influenced by conductive heat exchange values, as the circulating water remains at a constant groundwater level.

HEAT PIPE TYPE EXHAUST HEAT RECOVERY SYSTEM FOR HOT AIR HEATER

  • Kang, G.C.;Kim, Y.J.;Ryou, Y.S.;Rhee, K.J.
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2000년도 THE THIRD INTERNATIONAL CONFERENCE ON AGRICULTURAL MACHINERY ENGINEERING. V.III
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    • pp.654-661
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    • 2000
  • Area of greenhouse increases rapidly up to 45,265ha by the year of 1998 in Korea. Hot air heater with light oil combustion is the most common heater for greenhouse heating in the winter season. However, exhaust gas heat discharged to atmosphere through chimney reaches up to 10~20% of total heat of the oil combusted in the furnace. In order to recapture the heat of this exhaust gas and to recycle for greenhouse heating, the heat pipe type exhaust heat recovery system was manufactured and tested in this experiment. The exhaust heat recovery system was made for space heating in the greenhouse. The system consisted of a heat exchanger made of heat pipes, ${\emptyset}15.88{\times}600mm$ located in the rectangular box of $600{\times}550{\times}330mm$, a blower and air ducts. The rectangular box was divided by two compartments where hot chamber exposed to exhaust gas in which heat pipes could pick up the heat of exhaust gas, and by evaporation of the heat transfer medium in the pipes it carries the heat to the cold compartment, then the blower moves the heat to greenhouse. The number of heat pipe was 60, calculated considering the heat exchange amount between flue gas and heat transfer capacity of heat pipe. The working fluid of heat pipe was acetone because acetone is known for its excellent heat transfer capacity. The system was attached to the exhaust gas path. According to the performance test it could recover 53,809 to 74,613kJ/hr depending on the inlet air temperature of 12 to $-12^{circ}C$ respectively when air flow rate $1,100\textrm{m}^3/hr$. The exhaust gas temperature left the heat exchanger dropped to $100^{circ}C$ from $270^{circ}C$ by the heat exchange between the air and the flue gas, the temperature difference was collected by the air and the warm air temperature was about $60^{circ}C$ at the air flow rate of $1,100\textrm{m}^3/hr$. This heat pipe type exhaust heat recovery system can reduce fuel cost by 10% annually according to the economic analysis.

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