• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.173-179
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• 2002

본 연구는 시설재배지의 장기재배를 위하여 연작장해를 극복하는 데 필요한 벼재배를 위하여 일손이 부족한 농번기에 생력적인 단동비닐하우스 골조파이프의 설치 및 철거장치 개발을 위한 연구로 수행하였다. 농업용 로더용의 차체와 차륜을 사용하는 전용기로서 단동비닐하우스 골조파이프를 적재하고 1본씩 이송 가능한 4스크류방식의 피딩장치와 타설위치에서 매설깊이를 일정하게 관입할 수 있는 롤러 방식의 그리퍼 및 타설장치로 구성하였다. 이상의 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 단동비닐하우스 골조파이프를 기계적으로 설치 철거하는 장치를 개발하였으며, 1동 분량의 골조파이프를 적재하여 1본 이송, 피딩, 관입 등이 자동으로 가능하며, 주행하면서 철거가 가능한 장치로 구성하였다. 2. 수작업의 골조파이프 타설작업 시간대비 10배 정도의 노동력 절감효과가 있으며, 농번기와 중노동의 회피, 연작장해 스트레스 경감 등 시설재배농가의 현장애로 해결에 많은 도움이 예상된다. 3. 단동비닐하우스 골조파이프의 설치 및 철거장치를 활용함으로서 연작장해 회피를 위한 수도작의 재배 등 시설재배농가의 안정적인 장기 재배가 가능하여 생산성 향상과 고품질 농산물의 안정적인 공급에도 기여할 것으로 판단된다.

• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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• 한국생물환경조절학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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• pp.209-212
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• 2003

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.200.2-200.2
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• 2010

This study was carried out in order to reduce the amount of underground water which is used in the water curtain system for retaining heat. To proceed to the research, two plastic green houses of water curtain system were installed. One was equipped of internal small tunnel for keeping warm air in the interior of the house. Then the internal small tunnel for keeping warm air was fitted with PVC duct of 50cm in diameter filled with subsurface water. Storing surplus solar energy in the water filled in PVC duct was the method used to this house. Another was installed with FCU in the middle of the house, and was fitted a circulation motor in water tank for heat storage which was operated from 10 a.m. to 4 p.m. in order to interchange heat with FCU. The latter was installed with four FCUs which has a capacity of 8000kcal per hour. Consequently about 5 degrees celsius could be maintained in the interior of the internal small tunnel for keeping warm air with the external temperature of more than minus 5 degrees celsius. It appeared that the alteration of an internal temperature of the house was flexible depending on the sunlight during daytime. It happened that to prevent the water from freezing, mixing antifreezing liquid in the flowing water of FCU or changing the operating method of FCU was a suitable measure. Also, in order to use the surplus solar thermal energy on plastic green house of water curtain system efficiently, storing the surplus heat during daytime simultaneously finding a method of using water curtain systematic underground water happened to be important. As a result of this research, when the house's interior temperature is below zero the operation of FCU appeared to be impossible. Therefore when supposed that the amount of water used in the house is 150~200ton for stable operation of FCU, using the system mentioned in the above research happened to be appropriate of reducing the amount of subsurface water from 80% to 100% when maintaining the interior of internal small tunnel's temperature for keeping warm air of 5 degrees celsius at the extreme temperature of minus 5 degrees celsius.

• 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.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제30권1호
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• pp.27-33
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• 2012

본 연구는 우리나라 플라스틱온실 피복재의 피복방법 및 관리방법을 개선할 수 있는 방안을 구명하는데 필요한 자료를 제공하기 위하여 상업용으로 운영되고 있는 대표적인 구조 및 피복형태의 온실에 대하여 겨울철 온실 내부의 광합성유효광량자속을 측정하고 변화를 분석하였으며 결과를 요약하면 다음과 같다. 일일적산 광합성유효광량자속의 월중 변화를 분석한 결과 모든 온실에 있어서 광량변화의 경향이 일조시간의 변화 경향과 대체로 잘 일치하는 것으로 나타났으나, 온실 간에 일일적산 광량의 차이는 상당히 큰 것으로 나타났으며, 겨울철에는 모든 온실이 토마토 생육에 필요한 적정 광량에 미치지 못하는 것으로 나타났다. 월평균 일일적산 광합성유효광량자속의 연중변화를 분석한 결과 실험온실 모두 투과광량을 높이기 위하여 겨울철에도 내부피복재를 대부분 개방하였기 때문에 내부피복재의 오염으로 인한 광투과율의 저하는 미미하였으며 주로 외부피복재의 오염으로 인해 투과광량이 감소하는 것으로 분석되었다. PO필름으로 피복된 단동온실의 광 투과 성능이 매우 우수하다는 사실을 확인할 수 있었다. 피복재를 더 효율적으로 사용하기 위해서는 피복재의 교체시기를 겨울철광량이 부족한 시기가 시작되기 전인 10월 또는 11월경으로 하는 것이 바람직할 것으로 판단되었다. 온실간 광량의 차이가 최대 40%정도까지 나기 때문에 투과광량이 낮은 온실은 즉시 피복재를 교체하여 광투과율을 높이는 것이 경제적일 것으로 판단되었다. 온실의 투과광량 감소요인을 분석한 결과 투과광량을 감소시키는 내부요인은 보온커튼, 내부피복재, 결로받이 등인 것으로 분석되었다. 광폭형 단동온실의 경우에는 비교적 넓은 온실 폭의 중앙에 보온커튼과 내부피복재를 걷어 두고 있기 때문에 온실 전체 폭에 비해 걷혀 있는 보온커튼과 내부피복재의 폭이 비교적 작아 다른 온실에 비해 광 손실이 상대적으로 적을 것으로 분석되었다. 종합적으로 비교해 볼 때 광폭형 단동온실이 광 투과 측면에서 가장 우수한 것으로 나타났고 내부피복재를 중앙에서 권취하여 개방하는 형태의 온실이 가장 바람직하지 못한 것으로 분석되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제18권3호
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• pp.215-224
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• 2009

공기유동 제어기술의 개발을 위한 기초자료를 제공 할 목적으로 토마토 재배 온실의 냉난방과 환기 및 공기유동 관련 실태를 조사하고, 온실유형과 난방방식별 온습도 분포를 실측하여 균일도를 분석하였다. 충남 부여 세도지역의 토마토 재배 온실 136농가를 대상으로 조사한 결과 대부분을 차지하는 단동 플라스틱 온실의 천창 설치 비율이 낮고 환기팬과 유동팬 설치비율도 매우 낮을 뿐만 아니라 설치제원도 편차가 매우 큰 것으로 나타났다. 아치형 단동 플라스틱온실의 천창 환기 구조의 개발보급과 연동곡부의 천창도 지붕상부로 이동시킬 필요가 있으며, 개별 천창구조 및 환기팬과 유동팬에 대한 설치 가이드라인의 제정이 요구된다. 냉방설비를 설치한 농가는 하나도 없었으며 난방방식의 대부분을 차지하는 온풍난방에서 덕트의 설치제원 역시 편차가 큰 것으로 나타났고, 온풍덕트의 배기풍속 및 배기온도 또한 거리에 따른 편차가 매우 큰 것으로 관측되었다. 수출경쟁력 화보를 위한 고품질의 생산물을 연중 안정적으로 생산하기 위해서는 온실냉방기술의 보급이 절실하며 난방방식이나 덕트설치 방식의 개선이 필요한 것으로 판단된다. 온실내 온습도 분포가 균일한지 여부를 판단하는 지표로 사용되고 있는 최대 편차와 실제 균등한 정도를 나타낼 수 있는 균일도와의 관계를 분석해 본 결과 높은 상관관계를 보였으나 주간에는 직선식으로 야간에는 2차 곡선식으로 다르게 표현되었다. 온습도 분포의 균일한 정도를 판정할 수 있는 객관적인 기준이 마련된다면 최대편차 대신 균일도를 지표로 사용하는 것이 더 합리적일 것으로 판단된다. 온실유형과 난방방식에 따라 온 습도분포의 균일도가 상당히 다른 것을 확인할 수 있었으며 야간에는 온수난방의 경우 이랑배관으로, 온풍난방의 경우 온풍덕트의 적절한 배치를 통하여, 주간에는 환기와 공기유동을 통하여 균일도를 개선할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 농업과학연구
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• 제36권1호
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• pp.73-85
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• 2009

충남지역 토마토 재배온실의 구조적 안정성 확보와 체계적 환경관리를 위한 기초자료를 제공할 목적으로 구조 및 환경조절설비 실태를 조사 분석하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 조사대상 충남지역의 토마토 재배온실은 호당 평균면적 0.45ha, 플라스틱 단동온실의 형태가 대부분이며 10년 이상 시설을 사용하고 있는 농가가 많고, 설치방향은 단 연동 구분 없이 대부분 남북동으로 설치되어 있으며 토양재배가 수경재배에 비해 훨씬 많다. 온실의 폭은 7~8m(평균 7.6m), 길이는 80~100m(평균 89.7m)인 농가가 대부분이었으며, 단동온실의 평균 높이는 측고 1.6m, 동고 3.2m, 연동온실의 평균높이는 측고 2.9m, 동고 4.8m로 농촌진흥청의 보급형 온실에 비하여는 약간 높게 나타나고 있지만 토마토 재배에 적합한 환경관리를 위해서는 온실의 측고를 좀 더 높여야 할 것으로 사료된다. 단동온실의 서까래 규격은 양호하나 설치간격이 대체로 넓고, 도리의 설치 개수가 부족한 것으로 나타났다. 연동온실의 경우 서까래, 도리, 중방의 규격과 설치간격은 대체로 양호하나 기둥의 설치간격이 대체로 넓은 편이어서 구조적인 안전성 검토가 필요할 것으로 사료된다. 단동 서까래 매설부위 및 연동 기둥의 기초부위는 침하나 인발에 충분히 저항 할 수 있을 것으로 판단된다. 피복재는 대부분 PE필름을 사용하고 에너지 절감을 위해 내부에 고정터널을 설치하는 농가가 많으며 내피도 대부분 PE필름을 사용하고 있다. 단동온실에서는 보온커튼을 사용하는 농가가 많지 않고, 연동에서는 대부분 부직포 또는 알루미늄스크린 등의 다층 보온커튼을 사용하고 있다. 관수장치는 점적호스를 가장 많이 사용하고 다음으로 분수호스를 사용하고 있으며, 관수제어는 수동이 가장 많고 다음으로 타이머를 이용하고 있다. 토양수분 계측에 의한 자동제어는 7.5%에 불과해 관수자동화의 필요성이 높은 것으로 판단된다. 난방은 대부분 온풍 난방기를 이용하고 있으며 적정 난방기 용량을 확보하고 있지 못한 농가도 많아 저온기 생육적온 유지에 어려움이 있을 것으로 판단된다. 난방비는 10a당 평균 6백만 원 정도가 연간 소요되는 것으로 조사되어 난방비 절감 대책이 절실한 것으로 사료된다. 대부분 권취식 천측창을 설치하고 있으나 단동의 경우 천창을 설치한 온실은 17.5%에 불과하며, 환기창 개폐장치는 대부분 자동으로 이루어져 있다. 강제 환기팬이나 공기 유동팬을 설치한 온실은 25.8%에 불과하며 설치대수가 매우 부족하고 정확한 설치기준이 마련되어 있지 못하다. 별도의 구조물에 토마토 유인줄을 설치하지 않고 중방이나 서까래에 설치하는 농가가 많아 구조물에 미치는 작물하중의 영향을 검토할 필요가 있는 것으로 판단된다. 기타 탄산가스 시비, 광환경 제어, 지중가온이나 방충망설치, 하절기 온실 냉방 등 고도의 환경조절을 실시하는 농가는 거의 없는 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권3호
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• pp.143-151
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• 2022

본 연구는 권취식 측창을 갖는 아치형 단동 플라스틱 온실 내 강제환기장치 설치 및 운용, 환기 성능 개선방안 등을 제안하기 위해 온실 내부에 유동팬과 배기팬을 설치하여 강제환기장치 사용에 따른 온실 내부기온 강하 특성을 정량적으로 조사하였다. 시험은 3가지 환기 조건(측창, 측창+순환팬, 측창+순환팬+배기팬)에서 수행되었다. 각 조건 데이터로거를 이용하여 환기 시작과 동시에 온실 내외부 기온 및 외부환경 변화를 측정·기록하였고, 환기 방식별 기온차 변화의 평균값으로 부터 정규기온차를 계산하여 기온 강하 효과를 비교하였다. 오전(11:00-12:00)에는 환기 방식에 상관없이 환기 초반 정규기온차가 일시적으로 증가했다가 감소하는 것으로 나타났다. 강제환기장치가 더 많이 사용될수록 최대 정규기온차는 1.158에서 1.037로 감소하였고 최대 정규기온차에 도달하는 시간도 340초에서 110초로 단축되었다. 강제환기장치의 사용은 정규기온차가 0.8까지 감소하는데 소요된 시간을 1,030초에서 550초로, 0.6까지는 1,610초에서 915초로, 0.4까지는 2,315초에서 1,360초로, 자연환기의 약60% 수준으로 감소시켰다. 오후(14:00-15:00)에는 정규기온차의 증가가 관측되지 않았지만, 환기 시작과 동시에 기온차가 감소하기 시작했다. 또한 강제환기장치가 더 많이 사용될수록 정규기온차가 0.8까지 내려가는 시간을 560초에서 345초로, 0.6까지는 825초에서 540초로, 0.4까지는 560초에서 345초로, 약70% 수준으로 감소시켰다. 따라서, 보다 효과적이고 경제적인 환기를 위해 강제환기장치는 오전과 같이 열부하가 높은 환경에서 적극적으로 사용하는 것이 바람직하다고 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제15권4호
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• pp.296-305
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• 2006

변화무쌍한 기상변화가 실험의 정확도에 미치는 영향을 최대한 줄일 수 있도록 강제환기식 온실에서 실험을 하였고, 또한 대체적으로 크지 않은 온실에서의 실험으로 인하여 CFD모델결과의 오차를 크게 줄일 수 있었다. CFD와 현장실험 결과를 비교하여 본 결과, 온실내 1m높이에서의 평균풍속이 각각 $0.42m{\cdot}s^{-1}$과 $0.39m{\cdot}s^{-1}$으로써 CFD의 지점별 오차 평균값은 7.7% 로 나타났다. Y8.5m 지점에서 가장 큰 오차가 발생하였는데, 최대 오차는 -53.8%로 나타났다. 이의 가장 큰 이유로는 온실 길이방향에서 중간지점인 Y8.5m에서 풍속이 매우 작았기 때문에 소숫점 2번째 자리의 차이라고 해도 큰 오차로 나타났다. 작물형상의 기하학적 복잡성이 매우 큰 것을 고려한다면 오차범위는 매우 양호한 것으로 판단된다. 온실내 1m높이에서 평균온도의 CFD 평균오차는 2.2%로 나타났고, 최대편차는 5.5%이었다. 온실내 바닥으로부터의 복사열 발생량의 차이로 인하여 온실내 동쪽 지역에 상대적으로 큰 오차가 발생하였다. 외기 상대습도가 44%일 때, CFD상대습도의 오차는 2.1%이었으며, 최대 오차는 -3.8%이었다. 식물군의 공기유동저항, 식물군의 수분 및 열평형 모델을 추가하여 보다 사실적인 CFD모델을 설계하였다. CFD 모델의 설계방법이 정립되었기 때문에, 추후에 온실내 다른 작물의 미기상 및 이의 온실내 기상에 미치는 영향 등을 정량적으로 분석할 수 있게 되었다. 또한 작물의 적정생육환경에 주요 대상이면서도 동시에 센서설치의 어려움 등으로 인하여 연구에 어려움이 많았던 작물군내 미기상을 연구할 수 있는 토대를 마련하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권4호
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• pp.334-342
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• 2016

지붕 환기장치 설치방법의 개선에 의한 작물 재배효과를 검증하고자 농가현장에서 개선 지붕 환기방식과 관행환기방식을 비교, 분석하였다. 개선 지붕 환기방식은 참외재배 단동 플라스틱 온실(폭 5.6m, 길이 108m, 측고 1.1m, 동고 2.2m)에 지붕 환기팬(용량 $38m^3/min$)과 환기통(지름 60cm)을 각각 15m와 6m 간격으로 설치하였고, 대조구로서 관행 지붕 환기방식은 각각 20m와 8m 간격으로 설치하였다. 관행 및 개선 지붕 환기 방식에 따른 생육을 조사한 결과, 관행 환기통과 환기팬 처리에 비해 개선 환기통과 개선 환기팬 처리에서 경경, 엽장, 엽병장, 및 엽폭의 값이 낮게 나타나는 경향을 보였다. 생육기 전반부에 관행 환기통 처리는 환기팬 처리에 비해 절간장이 다소 길게 발달하였는데 이는 착과수가 환기팬 처리에 비해 적었고, 착과수 감소로 인해 동화산물이 잎과 줄기의 신장부로 좀 더 이동된 영향으로 판단되었다. 참외재배 단동 비닐하우스에서 과실 수량을 조사한 결과, 개선 환기팬과 개선 환기통 처리는 관행처리에 비해 과중은 약간 작았지만, 착과수 증가로 인해 전체 수량은 높게 나타났다. 개선 환기팬과 개선 환기통 설치 하우스에서는 관행 지붕 환기 하우스에 비해 상품과율이 높았으며, 10a당 상품수량도 각각 8,391kg, 7,283kg 으로 나타나 관행 지붕 환기에 비해 개선 환기팬 처리는 661kg, 개선 환기통 처리는 487kg 더 증가하였다. 개선 환기팬 처리는 고온기에 암꽃수와 착과수가 가장 많았고, 낙과수는 가장 낮게 나타났으며, 관행의 환기통 처리에 비해 과실의 크기는 작았다. 시기별 환기방식에 따른 참외 과실의 품질을 조사한 결과, 관행 환기통 환기에서 과중, 과경, 과폭, 및 과육두께가 가장 높게 나타났으나, 과폭, 과육두께에 있어서 통계적인 유의차는 나타나지 않았다.