• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2001년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.281-285
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• 2001

This study was carried out to improve the performance of heat recovery device attached to exhaust gas flue connected to combustion chamber of greenhouse heating system. Three different units were prepared for the comparison of heat recovery performance; AB-type(control unit) is exactly the same with the typical one fabricated for previous study of analyzing heat recovery performance in greenhouse heating system, other two types(C-type and D-type) modified from the control unit are different in the aspects of airflow direction(U-turn airflow) and pipe arrangement. The results are summarized as follows; 1. In the case of Type-AB, when considering the initial cost and current electricity fee required for system operation, it is expected that one or two years at most would be enough to return the whole cost invested. 2. Type-C and Type-D, basically different with Type-AB in the aspect of airflow pattern, are not sensitive to the change of blower capacity with higher than $25\;m^{3}/min$. Therefore, heat recovery performance was not improved so significantly with the increment of blower capacity. This is assumed to be that air flow resistance in high air capacity reduces the heat exchange rate as well. Never the less, compared with control unit, resultant heat recovery rate in Type-C and Type-D were improved by about 5% and 13%, respectively. 3. Desirable blower capacity for these heat recovery units experimented are expected to be about $25\;m^{3}/min$, and at the proper blower capacity, U-turn airflow units showed better heat recovery performance than control unit. But, without regard to the type of heat recovery unit, it is recommended that comprehensive consideration of system's physical factors such as pipe arrangement density, unit pipe length and pipe thickness, etc., are required for the optimization of heat recovery system in the aspects of not only energy conservation but economic system design.

• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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• 한국생물환경조절학회 1998년도 정기총회 및 학술논문 발표요지
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• pp.61-67
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• 1998

1973년과 1978년의 1,2차 Oil Shock로 인하여 정부는 대체에너지 개발을 입법화하여 태양열의 이용을 촉진시켜왔다. 그 후 약 20년간 태양열 이용에 대한 효과적인 집열과 축열기술의 개발에 연구가 추진되었으며, 집열판(Flat-plate collector)의 개발과 열교환기, 축열장치의 설계 등 효율향상을 통하여 건축의 난방, 온수급탕 등이 주종을 이루었다. (중략)

• 생물환경조절학회지
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• 제11권3호
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• pp.101-107
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• 2002

본 연구에서는 온실의 온풍식 난방시스템 연통에 장착할 수 있는 폐열 회수기의 성능을 개선하기 위하여 각각 상이하게 설계된 3개의 열교환 장치에 대해 열회수 성능을 실험적으로 비교 분석하였다. A형 열회수시스템의 경우, 초기 투자비용과 현재의 농용 전력요금 하에서 대체로 1년을 전후하여 투자에 대한 보상이 충분한 것으로 판단된다. B형 및 C형 열회수시스템의 경우, 열 회수용 공기 흐름방향이 180$^{\circ}$굴절로 저항이 크게 발생되어 송풍팬의 전압 증가에 따른 유속 증가가 미미하며 동일한 열 교환면적에서는 송풍팬의 공기저항 증대로 열 회수 성능이 현저히 개선되지는 못했지만, 직선형보다 B형의 경우 약 5%. C형의 경우 약 13%정도 높은 열 회수효율을 보였다. 송풍팬의 용량은 A형에 사용된 용량인 25m$^3$/min전후가 적절할 것으로 판단되며, 적정 송풍팬 용량 하에서 열회수성능은 헤어핀형이 직선형보다 효과적인 것으로 나타났다. 다만, 헤어핀형은 물론 직선형에서도 열교환 파이프의 배치밀도, 파이프 길이 및 두께 등의 변화에 따른 최적화 연구가 수반되어야 할 것으로 판단된다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.1343-1347
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• 2009

In order to comply with the global energy crisis and environment problem, it is necessary to research and develop the energy utilization technology with the reduction of the primary energy usage. Although the increasing rate of energy consumption started to attenuate, the entire consumption of energy as well as $CO_2$ emission rate tends to increase steadily along with an economic growth in Korea. The energy demand in Korea increases by annual 3.7% during the period from 2000 to 2006. And it is expected that we should take a charge of the greenhouse gas reduction obligation by the Climatic Change Convention(Kyoto Protocol) during the 2nd pledge period($2013{\sim}2017$). According to the IEA report in 2005, the emission amount of carbon dioxide is the 10th place in the world, and the increasing rate is 4.7% annually. Considering the economic scale of Korea, the degradation of energy usage is inevitable when the greenhouse gas reduction obligation come into effect. Therefore, effective energy usage is a very important issue to minimize baneful influence on industrial and economic activities.

• 생물환경조절학회지
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• 제8권1호
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• pp.9-18
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• 1999

오하이오 중부에서 풍속이 0.5m.s$^{-1}$인 경우는 매우 드물었으며, 5년 평균 풍속은 약 2.5 m.s$^{-1}$인 것으로 나타났다. 최고 기온이 35t인 오하이오주의 대표적인 여름에 온실 내의 여섯 곳에서 측정된 기온의 최대범위는 1.7$^{\circ}C$, 온실 내외 기온의 최대차는 3.5$^{\circ}C$인 것으로 나타났다. CFD 모델에서의 온도 분포를 분석한 결과, 온실의 환기 회수가 0.9 회/분 이상일 때 실내 공기가 외부 기온을 2.8$^{\circ}C$이상 초과하는 경우는 없었던 것으로 예측되었다. 풍향과 풍속에 따라서 각각의 환기구들의 효율성이 영향을 받는 것으로 나타났으며, 특히 환기창을 통해 유입되는 강한 바람에 의하여 발생하는 공기의 소용돌이들은 지붕창들의 효율성에 많은 영향을 미치는 것으로 예측되었다. CFD model은 서쪽에서와 동쪽에서 불어오는 바람이 각각 2.1 m.s$^{-1}$와 3.5 m.s$^{-1}$이상일 때 이 연동형 온실은 적정한 자연 환기량을 취할 수 있다고 예측하였다. 측면창 바로 옆에 위치한 식물군과 벤취에 의해 측면창을 통한 자연적인 공기의 유입이 방해를 받기 때문에, 바람이 서쪽에서 불어올 때 식물군이 없을 때보다 평균 12%의 환기량의 감소 결과를 가져오는 것으로 예측되었다. 식물군은 공기의 유입창의 위치보다 약간 낮은 곳에 위치하여야 하며, 유입창을 너무 높이 설치하면 측면창을 통해 유입되는 공기는 가장 근접한 지붕창을 통해 대부분이 배출되는 것으로 예측되었다. 연동형 자연환기식 온실에 있어서 바람이 불어오는 쪽의 측면창들과 바람의 반대쪽을 향한 지붕창들의 혼합형이 가장 효율적인 온실 설계인 것으로 예측되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권3호
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• pp.225-233
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• 2019

여름철에 자연환기는 온실의 온도를 낮추는데 중요한 역할을 한다. 온실의 형태, 환기창 종류, 환기창의 위치 등은 자연환기 성능에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 전산유체역학(CFD)을 이용하여 다양한 천창구조에 대하여 측창에 따른 부력환기 효과를 비교분석 하였다. Boussinnesq 가정을 사용하여 전체 계산영역에 대한 부력효과를 시뮬레이션 하였다. 또한 RNG $K-{\varepsilon}$ 난류모델을 사용하였다. 일사량 효과를 시뮬레이션 하기 위해 Solar ray tracing과 함께 Discrete originates (DO) radiation 모델을 사용하였다. 실험온실 내부의 온도를 측정하여 CFD모델을 검증하였으며, 실험값과 계산값이 잘 일치하는 것으로 나타났다. 7가지의 천창구조에 대하여 온실의 내외부 온도차이와 환기횟수를 비교하였다. 내외부온도의 차이는 $3.2{\sim}9.6^{\circ}C$ 범위로 나타났고, 환기횟수는 $0.33{\sim}0.49min^{-1}$ 범위로 나타났다. 고깔형 천창구조 온실의 경우 내외부 온도차이가 $3.2^{\circ}C$로 가장 낮았고 환기횟수도 $0.49min^{-1}$로 가장 높게 나타나 환기효과가 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제13권3호
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• pp.149-155
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• 2004

본 연구에서는 주행경로의 설정 및 제어가 용이한 고정 경로 방식을 이용한 주행 시스템을 개발하여 온실의 형태, 고랑의 위치 등에 무관하게 자동관수 및 송풍장치에 따른 생육상태를 실험할 수 있는 다목적 자동작업시스템을 개발하였다. 이 시스템의 성능들을 알아보기 써해 초화류에 대하여 실험한 결과 다음과 같은 결과론 얻었다. 인력두상관수 처리구에서는 전반적으로 생육의 부진을 나타냈으며, 자동관수 처리 중 송풍을 하지 않은 무풍처리구치 경우, 초장 및 엽면적이 높은 것으로 나타났다. 초장의 억제는 저속과 고속송풍처리구에 있어 초장억제 효과가 유의성이 있게 나타났으며, 풍속이 빠를수록 초장억제효과가 높게 나타났다. 줄기의 지름은 송풍을 하지 않고, 자동관수 3회를 한 경우 줄기의 지름이 작은 것으로 나타났다. 엽수는 인력관수나 자동관수 2회 처리에 비하여 3회 처리가 더 많은 것으로 나타났다. 생육은 관수회수가 많을수록 생장량이 높게 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제9권4호
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• pp.237-243
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• 2000

현재 온실에서 농작업을 작업기는 사람이 운전하고 있다. 온실 안은 무척이나 무덥고 열악한 작업조건이다. 그렇기 때문에 앞으로 무더운 온실내의 작업기 개발은 사람이 직접 운전하지 않고, 자동화에 의한 무인화 될 것으로 전망된다. 온실에서 자동화 및 무인화의 작업을 돕기 위하여 온실내의 경로(길)에 따라 자동적으로 이동할 수 있는 시스템을 개발하게 되었다. 이 시스템은 작업기의 자동화와 무인화를 위한 것이며, 이를 위하여 온실의 천장에 가이드를 연결한 후 이를 따라 시스템이 자동으로 이동할 수 있는 경로 자동변환 시스템이다. 이 시스템은 연마봉으로 만들어진 경로를 따라 선회 및 직선운동이 가능하며, 이 시스템은 경로 변경을 위한 리미트 스위치와 소프트웨어로 구성되어 있다. 이 시스템의 작동여부를 실험하기 위하여 시테핑모터를 가진 마이크로 마우스를 이용하였다. 견고한 실험실의 평면 위에서의 작동실험은 시스템 작동이 100% 성공률을 나타내었지만 모래위나 다른 조건에서는 성공률이 80% 이하로 낮게 나타났다. 실제 온실에서도 충분한 강도를 가진 연마봉을 이용하여 처짐에 대한 부분을 고려하여 사용한다면 경로를 따라 주행하는 이 시스템은 잘 작동할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제54권5호
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• pp.49-55
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• 2012

In order to derive the efficient utilization of low pressure compressed air fogging system, cooling efficiencies with control types were analyzed through cooling experiments in tomato greenhouses. The control types were set up with temperature control, humidity control, temperature and humidity control, and time control. It showed that the cooling effects were 0.7 to $3.3^{\circ}C$ on average and maximum of 4.3 to $7.0^{\circ}C$, the humidification effects were 3.5 to 13.5 % on average and maximum of 14.3 to 24.4 %. Both the cooling and humidification effect were the highest in the time control method. The cooling efficiency of the air fogging system was not high with 8.3 to 27.3 % on average. However, the cooling efficiency of 24.6 to 27.3 % which appears from the time control is similar to the cooling efficiency of high pressure fogging system experimented in Japan. The air fogging system is operated by low pressure, but its efficiency is similar to high pressure. We think because it uses compressed air. From this point of view, we suggest that the air fogging system can get the cooling efficiency of similar levels to that of high pressure fogging system and it will have an advantage from clogging problem of nozzle etc.

• 생물환경조절학회지
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• 제5권2호
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• pp.215-235
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• 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.