• 제목/요약/키워드: Solar radiation rate

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지역냉방 공동주택 적정 냉방부하 산정 (The Estimation of Cooling Load for District Cooling in Apartment Buildings)

  • 김상훈;변운섭
    • 대한설비공학회:학술대회논문집
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    • 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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    • pp.643-649
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    • 2008
  • The purpose of this study is to establish a standard for unit cooling load in central control type apartment applied district cooling. The model of unit household was selected. And the standard of coefficient of overall heat transmission, location of unit household, indoor air temperature, solar radiation & thermal conduction at window and interior load was selected, and region, expansion or non-expansion of balcony, pyeong type, azimuth, rate of window area was applied as parameter. And then cooling load simulation was performed. Based on the result of simulation, the synthetic district cooling load was presented for selecting heat source of apartment applied district cooling, and unit cooling load was analyzed according to design parameter.

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자연광 기반 적층형 식물공장의 열환경에 대한 수치해석 연구 (Numerical Study on the Thermal Environment of a Natural Light Based Multi-layered Plant Factory)

  • 박동윤;장성택;장성주
    • KIEAE Journal
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    • 제13권5호
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    • pp.43-50
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    • 2013
  • Recent researches on plant factory system deal with the convergence of lighting technology, agricultural technology inclusive to the high-tech industries worldwide in order to respond to the decreasing crop harvest due to global warming and abnormal weather phenomena. However, the fundamental performance standard is not currently being introduced in the case of plants factory and its commercialization is not activated because of high initial investment and operating cost. Large portion of the initial investment and operating cost of a plant factory is ascribed to artificial light sources and thermal control facilities, therefore, innovation should be provided in order to improve the economics of the plant factory. As an alternative, new plant factory could harness solar thermal and geothermal systems for heating, cooling and ventilation. In this study, a natural light dependent multi-layer plant factory's thermal environment was analyzed with two-dimensional numerical methods to elicit efficient operation conditions for optimized internal physical environment. Depending on the supply air temperature and airflow rate introduced in the facility, the temperature changes around the crops was interpreted. Since the air supplied into the plant factory does not stay long enough, the ambient temperature predicted around the plating trays was not significantly different from that of the supplied air. However, the changes of airflow rate and air flow pattern could cause difference to the temperature around the planting trays. Increasing the amount of time of air staying around the planting trays could improve energy performance in case the thermal environment of a natural light based multi-layer plant factory is considered.

Effect of Light Receiving rate on Growth and Quality of Ginseng Cultivated in Plastic House

  • Sang Young Seo;Jong hyeon Cho;Chang Su Kim;Hyo Jin Kim;Min Sil An;Du Hyeon Yoon
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2020년도 추계국제학술대회
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    • pp.62-62
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    • 2020
  • Ginseng is a shade-plant cultivated using shading facilities. However, at too low light levels, root growth is poor, and at high light levels, the destruction of chlorophyll reduces the photosynthesis efficiency due to leaf burn and early fall leaves. The ginseng has a lightsaturation point of 12,000~15,000 lux when grown at 15 to 20℃ and 9,500 lux at 25℃. This study was conducted to select the optimal light intensity of 3-year-old ginseng grown in blue-white film plastic house. The seeds were planted in the blue-white film plastic house with different light receiving rate (March 17, 2020). Between April and September, the average air temperature in the house was 20.4-20.7℃. Average soil temperature was 18.3℃-18.5℃. The chemical properties of the test soil was as follows. The pH level was 7.0-7.4, EC was 0.5-0.6 dS/m, OM was at the levels of 33.6-37.7 g/kg, P2O5 was 513.0-590.8 mg/kg, slightly higher than the allowable 400 mg/kg. The amount of light intensity, illuminance, and solar radiation in the blue-white film house was increased as the light-receiving rate increased and the amount of light intensity was found to be 9-14% compared to the open field, 8-13% illuminance and 9-14% solar irradiation respectively. The photosynthesis rate was the lowest at 3.1 µmolCO2/m2/s in the 9% light blue-white plastic house and 4.2 and 4.0 µmolCO2/m2/s in the 12% and 14% light blue-white plastic house, respectively. These results generally indicate that the photosynthesis of plants increases with the amount of light, but the ginseng has a lower light saturation point at high temperatures, and the higher the amount of light, the lower the photosynthetic efficiency. The SPAD (chlorophyll content) value decreased as the increase of light-receiving rate, and was the highest at 32.7 in 9% light blue-white plastic house. Ginseng germination started on April 11 and took 13-15 days to germinate. The overall germination rate was 82.9-85.8%. The plant height and length of stem were long in the 9% light-receiving plastic house. The diameter of stem was thick in the 12-14% light-receiving plastic house. In the 12% and 14% light-receiving plastic house, the length and diameter of taproot was long and thick, so the fresh weight of root per plant was 20 g or more, which was heavier than 16.9 g of the 9% light-receiving plastic house. The disease incidence (Alternaria blight, Gray mold and Damping-off etc.) rate were 0.9-2.7%. The incidence of Sclerotinia rot disease was 7.5-8.4%, and root rot was 0-20.0%. The incidence ratio of rusty root ginseng was 34.4-38.7% level, which was an increase from the previous year's 15% level.

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온실의 잉여 태양에너지 회수용 FCU 소요대수 검토 (Estimation of the Required Number of Fan Coil Unit for Surplus Solar Energy Recovery of Greenhouse)

  • 윤성욱;최만권;김하늘;강동현;이시영;손진관;윤용철
    • 생물환경조절학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.83-88
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    • 2016
  • 본 연구에서는 이미 보고된 잉여 태양에너지 관련 연구결과와 현재 현장에 설치되어 있는 냉난방용 FCU 현황을 개략적으로 검토한 후, 잉여 태양에너지 회수에 필요한 FCU의 소요대수 결정 방법을 개략적으로 제시하여 앞으로 이 분야의 연구자 및 기술자들에게 기조자료를 제시할 목적으로 연구를 수행하였다. 실험기간 동안 최대, 평균 및 최저 외기온은 각각 $28.2^{\circ}C$, $4.4^{\circ}C$$-11.5^{\circ}C$정도였다. 온실 밖의 수평면 일사량은 $0.8{\sim}20.5MJ{\cdot}m^{-2}$로 정도의 범위였으며, 평균 및 총 일사량은 $10.8MJ{\cdot}m^{-2}$$1,187.5MJ{\cdot}m^{-2}$으로 나타났다. 그리고 주간동안 온실 내의 평균기온과 상대습도는 각각 18.8~45.5 및 53.5~77.5%정도였다. 실험기간 동안 온실로부터 회수한 총 잉여 태양에너지는 6,613.4MJ정도로서 총 난방에너지인 98,600.2MJ 약 6.7%정도를 보충할 수 있을 것으로 나타났다. 또한 사양이 유사한 FCU를 사용하지만, 난방을 위하여 설치되는 FCU의 대수는 제각각 다른 것을 알 수 있었고, 좀 더 효율적이고 경제적인 관점에서 설치높이, 방향 및 설치간격, 적정 대수에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다. 잉여 태양에너지 회수용 FCU의 적정 소요 대수는 FCU를 통과하는 공기의 질량 및 순환유량을 기준으로 각각 8.4~10.9대 및 6.1~8.0대 정도이었다. 여기에 계산방법이나 FCU의 효율 및 사용 환경 등 위험률을 고려하면, 결국 9대 전후(약 $24m^3$당 1대 정도)를 설치하면 될 것으로 판단되었다.

HSPF 유역모델을 이용한 낙동강유역 실시간 수온 예측 (Operational Water Temperature Forecast for the Nakdong River Basin Using HSPF Watershed Model)

  • 신창민;나은혜;김덕길;김경현
    • 한국물환경학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.673-682
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    • 2014
  • A watershed model was constructed using Hydrological Simulation Program Fortran to predict the water temperature at major tributaries of Nakdong River basin, Korea. Water temperature is one of the most fundamental indices used to determine the nature of an aquatic environment. Most processes of an aquatic environment such as saturation level of dissolved oxygen, the decay rate of organic matter, the growth rate of phytoplankton and zooplankton are affected by temperature. The heat flux to major reservoirs and tributaries was analyzed to simulate water temperature accurately using HSPF model. The annual mean heat flux of solar radiation was estimated to $150{\sim}165W/m^2$, longwave radiation to $-48{\sim}-113W/m^2$, evaporative heat loss to $-39{\sim}-115W/m^2$, sensible heat flux to $-13{\sim}-22W/m^2$, precipitation heat flux to $2{\sim}4W/m^2$, bed heat flux to $-24{\sim}22W/m^2$ respectively. The model was calibrated at major reservoir and tributaries for a three-year period (2008 to 2010). The deviation values (Dv) of water temperature ranged from -6.0 to 3.7%, Nash-Sutcliffe efficiency(NSE) of 0.88 to 0.95, root mean square error(RMSE) of $1.7{\sim}2.8^{\circ}C$. The operational water temperature forecasting results presented in this study were in good agreement with measured data and had a similar accuracy with model calibration results.

스노우팩-융설 계산을 위한 에너지수지 알고리즘 (An Energy Budget Algorithm for a Snowpack-Snowmelt Calculation)

  • 이정훈;고경석
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제16권5호
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    • pp.82-89
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    • 2011
  • Understanding snowmelt movement to the watershed is crucial for both climate change and hydrological studies because the snowmelt is a significant component of groundwater and surface runoff in temperature area. In this work, a new energy balance budget algorithm has been developed for melting snow from a snowpack at the Central Sierra Snow Laboratory (CSSL) in California, US. Using two sets of experiments, artificial rain-on-snow experiments and observations of diel variations, carried out in the winter of 2002 and 2003, we investigate how to calculate the amount of snowmelt from the snowpack using radiation energy and air temperature. To address the effect of air temperature, we calculate the integrated daily solar radiation energy input, and the integrated discharge of snowmelt under the snowpack and the energy required to generate such an amount of meltwater. The difference between the two is the excess (or deficit) energy input and we compare this energy to the average daily temperature. The resulting empirical relationship is used to calculate the instantaneous snowmelt rate in the model used by Lee et al. (2008a; 2010), in addition to the net-short radiation. If for a given 10 minute interval, the energy obtained by the melt calculation is negative, then no melt is generated. The input energy from the sun is considered to be used to increase the temperature of the snowpack. Positive energy is used for melting snow for the 10-minute interval. Using this energy budget algorithm, we optimize the intrinsic permeability of the snowpack for the two sets of experiments using one-dimensional water percolation model, which are $52.5{\times}10^{-10}m^2$ and $75{\times}10^{-10}m^2$ for the artificial rain-on-snow experiments and observations of diel variation, respectively.

A Statistical Approach to Examine the Impact of Various Meteorological Parameters on Pan Evaporation

  • Pandey, Swati;Kumar, Manoj;Chakraborty, Soubhik;Mahanti, N.C.
    • 응용통계연구
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    • 제22권3호
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    • pp.515-530
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    • 2009
  • Evaporation from surface water bodies is influenced by a number of meteorological parameters. The rate of evaporation is primarily controlled by incoming solar radiation, air and water temperature and wind speed and relative humidity. In the present study, influence of weekly meteorological variables such as air temperature, relative humidity, bright sunshine hours, wind speed, wind velocity, rainfall on rate of evaporation has been examined using 35 years(1971-2005) of meteorological data. Statistical analysis was carried out employing linear regression models. The developed regression models were tested for goodness of fit, multicollinearity along with normality test and constant variance test. These regression models were subsequently validated using the observed and predicted parameter estimates with the meteorological data of the year 2005. Further these models were checked with time order sequence of residual plots to identify the trend of the scatter plot and then new standardized regression models were developed using standardized equations. The highest significant positive correlation was observed between pan evaporation and maximum air temperature. Mean air temperature and wind velocity have highly significant influence on pan evaporation whereas minimum air temperature, relative humidity and wind direction have no such significant influence.

산광필름피복 시설 내 풋고추 생육 (Growth of Green Pepper (Capsicum annuum L.) in Greenhouse Covered with Light Diffusion Film)

  • Hee Chun;Jin Young Kim;Hyun Hwan Kim;Si Young Lee;Yooun Il Nam;Kyung Je Kim
    • 생물환경조절학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.181-186
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    • 2001
  • 시설에서 고추, 오이, 토마토 등 과채류 생육기간에는 초관 하부에 광이 부족하게 된다. 본 연구는 플라스틱필름 시설에서 풋고추를 재배할 때 산광필름이 생육, 초관, 개화 및 착과에 미치는 영향을 구명하고자 실시하였다. 시설내 환경을 측정한 결과, 일사량의 투과율은 직조필름과 복층필름에서 일반필름의 90%, 75% 수준이었다. 또한 광합성유효광의 투광율은 직조필름과 복층필름에서 일반필름의 96%, 81% 수준이었다. 그러나 직조필름, 복층필름 및 일반필름의 산란광율은 각각 46%, 31%, 9%이었다. 일반필름으로 피복된 시설에서 정식후 48일 측정한 초장은 직조필름과 복층필름으로 피복된 시설보다 각각 13.9cm, 6.5cm 큰 96.9%cm이었다. 그리고 제3절의 길이는 직조필름과 복층필름으로 피복된 시설보다 각각 5.7cm, 2.5cm 짧은 8.6cm이었다. 또한 직조필름으로 피복된 시설에서 제1분지각은 복층필름과 일반필름으로 피복된 시설보다 2.3$^{\circ}$큰 61.0이었고, 붙임과율은 1.2%, 3.6% 낮은 2.1%이었다. 그러나 피복재간의 풋고추 분지수와 비타민C의 함량은 차이가 없었다.

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토마토 암면재배에서 정전용량 측정장치를 기반으로 한 급액방법 구명 (Determination of Proper Irrigation Scheduling for Automated Irrigation System based on Substrate Capacitance Measurement Device in Tomato Rockwool Hydroponics)

  • 한동섭;백정현;박주성;신원교;조일환;최은영
    • 생물환경조절학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.366-375
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    • 2019
  • 본 실험은 토마토(Solanum lycopersicum L. 'Hoyong' 'Super Doterang') 암면재배에서 배지 전체의 정전용량을 측정할 수 있는 장치(Substrate capacitance measurement device, SCMD)를 기반으로 한 적정 급액 방법을 구명하기 위하여 누적일사량 제어구(Integrated solar radiation automated irrigation, ISR)와 물관수액흐름 제어구(sap flow automated irrigation, SF)를 대조구로 비교하면서 봄부터 여름철과 겨울철에 재배를 실시하였다. SCMD 제어구는 급액 개시 후 배지 한 개당 설정된 배액 목표량이 처음 발생하는 시점까지 10분간격으로 급액하였고 첫 배액이 배출되면 그 때의 배지의 정전용량(Capacitance)을 100%로 간주하고 그 기준치의 급액제어점(Capacitance threshold, CT)에 도달하면 급액 되었고 그 뒤 목표 배액량이 발생하면 급액이 멈추는 방식으로 제어되었다. 봄부터 여름재배에서 실험 처리를 위해 SCMD제어구의 일회 급액량 (Irrigation volume per event)을 50, 75, 또는 100mL로 설정하였고 겨울철 재배에서는 CT가 0.65, 0.75, 또는 0.90가 되면 급액 되도록 설정하였다. 봄부터 여름철 재배에서 일회 급액량을 50, 75, 100mL로 설정하였을 때 급액 횟수는 각각 39, 29, 19회였고 배액율은 각각 3.04, 9.25, 20.18%였다. 겨울철 재배에서 CT를 0.65, 0.75, 0.90로 설정하였을 때 급액횟수는 각각 5.67, 6.50, 14.67회였고 배액율은 9.91, 10.78, 35.3%였다. 봄부터 여름철 재배에서 일회 급액량 처리에 따른 물관수액흐름속도(SF) 변화는 1회 급액량과 배액량을 각각 50과 75mL로 제한한 경우 100mL로 제한한 경우와 비교하여SF 신호가 외부 광량 신호 (SI) 보다 늦어지는 경향(time lag)을 보였고 겨울철 재배에서 CT를 0.65로 설정한 경우는 물관수액흐름 속도나 함수율이 매우 낮아졌고 CT를 0.90로 설정한 경우는 함수율과 물관수액흐름 속도는 매우 높았으나 많은 배액이 배출되었다. 따라서 토마토 봄부터 여름철 재배에서 SCMD를 활용하여 CT를 0.9로, 배지 한 개당 배액 목표량을 100mL로 설정하였을 때 일회 급액량은 75~100mL 범위가 적합하고 겨울철 재배에서는 1회 급액량을 75mL로, 배액 목표량을 70mL로 설정하였을 때 CT는 0.75이상 0.9이하 범위가 적합할 것으로 판단되었다. 앞으로 정전용량 값과 배지 용적수분함량의 관계성을 구명하고 보정계수를 구하는 연구가 필요할 것으로 판단된다.

東海熱收支 의 時.空間的인 分布 (Temporal and spatial distributions of heat fluxes in the East Sea(Sea of Japan))

  • 박원선;오임상
    • 한국해양학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.91-115
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    • 1995
  • 동해에서의 해양-대기 열교환량을 1961년부터 1990년까지의 선상관측자료와 1976 년부터 1985년까지의 일본기상처 부표자료를 이용하여 구하였다. 그리고 이 결과와 해 양상층부 200m 내의 열용량의 계절변화로부터 해양내부의 열유동량을 계산하였다. 겨 울에는 유입되는 단과복사량과 방출되는 장파오복사량의 크기가 비슷해 복사에 의한 열방출량은 적지만 열속과 자멸속이 강하여 전 해역에서 대기로 많은 열량을 방출한 다. 유효열방출량의 공간적인 변화폭은 100 Wm/SUP -2/이상이며, 최대의 열방출량은 쓰가루해협 부근에서 일어나고 대한해협과 울릉분지역등 남부역이 높은 방출량이 나타 난다. 특히 남서 해역의 강한 열방출이 겨울에 동해 중층균실수의 형성에 영향을 주는 것으로 보인다. 여름에는 강한 태양복사와 낮은 난류속의 영향으로 전해역에서 120~ 140 Wm/SUP -2/의 비슷한 크기로 해양이 가열된다. 해양내부의 열유동은 일본연안에서 양의 값을 나타내 여름의 강한 대마난류에 의한 열량의 유입을 보이며, 그 크기는 해 면을 통해 흡수한 열량보다 커서 여름에는 대마난류에 의한 열유입이 중요함을 보여준 다. 한국연안에서는 음의 값으로 수온이 낮은 북한 한류계수의 남하를 나타낸다. 봄과 가을은 3월과 100월에 각각 최소, 최대를 나타낸다. 유효열교환량의 연변화폭은 남서 해역의 경우 약 580 Wm/SUP -2/이다. 해표면을 통한 연평균 유효열교환량은 모든 해역 에서 음의 값으로 대기중으로 열량을 방출하며, 그 크기는 쓰가루해협부근에서 -130 Wm/SUP -2/로 강하고 대한해협과 울릉분지역에서도 이웃하는 해역보다 많은 열량을 방 출한다. 위도 35$^{\circ}$~39$^{\circ}$N 사이에서의 공간적인 연평균값의 크기는 단파복사량, 자멸 속, 장파복사, 열속의 크기로 각각 129, -90, -58, -32Wm/SUP -2/으로 유효열교환량은 -51W/SUP -2이다.

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