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팬앤패드 증발냉각기와 에어덕트를 이용한 온실의 냉방 및 온도편차 개선 효과
Improvement Effect of Temperature Differences and Greenhouse Cooling Using Fan and Pad Evaporative Cooler and Air Duct
남상운 ( S. W. Nam ) , 성인모 ( I. M. Sung ) , 고기혁 ( G. H. Ko ) , 김영식 ( Y. S. Kim )
UCI I410-ECN-0102-2018-500-004145380
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시설재배의 경쟁력 확보를 위해서는 무엇보다도 주년안정생산 기술의 개발이 요구된다. 주년안정생산을 위해서는 겨울철 난방에너지 절감도 매우 중요하지만 여름철 고온극복은 더 중요한 과제이다. 여름철의 온실 내부 기온은 과다 상승하기 때문에 작물의 정상적인 생육이 불가능하므로 작물을 재배하기 위해서는 냉방이 필수적이다. 차광과 자연환기가 가장 일반적인 온실의 고온극복 방법이지만 충분한 냉방효과를 거두기는 어렵다. 냉동기를 이용한 기계적인 냉방은 경제성이 없기 때문에 냉방부하가 작은 야간냉방이나 약광 작물의 재배에만 사용이 한정되고 있다. 증발냉각 시스템은 지금까지 개발된 온실 냉방 방법 중 가장 효율적인 방법으로 알려져 있으며 팬앤패드 시스템과 포그 시스템이 가장 일반적으로 사용되고 있다. 팬앤패드 시스템은 역사도 길고 온실냉방에서 비교적 많이 이용되고 있으며, 그 효율도 매우 높지만 온실의 온도분포가 불균일하고 설치비와 유지비가 많이 드는 단점이 있다. 온실의 한쪽 벽에 패드를 설치하고 반대쪽 벽에 팬을 설치하여 가동하는 팬앤패드 냉방 온실의 온도편차 문제를 극복하기 위한 목적으로 팬앤패드 일체형의 증발냉각기와 에어덕트를 이용한 온실냉방 시스템을 구성하고 실험을 통하여 냉방성능을 분석하였다. 팬앤패드 증발냉각기의 효율은 1단 가동시 75.7%, 2단 가동시 88.6%로 분석되어 대체로 우수한 것으로 나타났다. 온실의 냉방성능 실험 결과 무차광 조건에서 온실냉방 시스템을 가동할 경우 대조구 온실에 비해서 5.7∼7.6℃정도의 냉방효과가 있으며 차광 조건에서는 7.4∼9.7℃정도의 냉방효과가 있는 것으로 나타났다. 본 시스템을 적용할 경우 여름철 온실의 최고기온을 37℃ 정도로써 외기온 대비 5℃ 이내로 유지할 수 있으며, 적절한 차광을 실시할 경우에는 33℃ 정도에 2℃ 이내로 유지하는 것이 가능하여 고온기 작물재배에 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다. 한편, 본 냉방 실험에서 온실의 온도 분포를 분석한 결과 18m 길이의 온실 내 최대 온도 편차는 차광시 1.6∼1.7℃, 무차광시 2.3∼2.7℃ 정도로 나타났다. 기존의 팬앤패드 시스템 설치 온실에서 실험한 자료와 비교한 결과 본 연구에서 구상한 팬앤패드 증발냉각기와 에어덕트를 이용한 온실냉방 시스템은 기존의 팬앤패드 냉방 온실의 최대 단점인 온도편차를 40∼50% 정도 개선할 수 있는 것으로 나타났다. 본 시스템은 자연환기 상태에서 가동할 수 있으므로 단동 온실에 적용하기가 쉬우며, 팬앤패드 증발냉각기 출구로부터 온실 내 에어덕트 시점까지의 연결덕트 부분을 철저하게 단열하면 냉방성능을 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

[자료제공 : 네이버학술정보]
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