돈사 내 열환경 분포를 이용한 공기 연령 이론법 적용 = Application of Age of Air Theory using thermal distribution data in piglet house

국문 초록 (Abstract)

축산업은 농업분야에서 중요한 산업으로 자리매김하고 있으며 축산 시설의 대형화, 현대화 등 다양한 형태로 발전하고 있다. 축산 시설의 현대화 및 대형화와 함께 시설 내부의 균일성, 안정성문제가 대두되고 있으며 생육환경 조절 실패로 생산성 저하, 각종 질병 등이 발생하고 있다. 이에 따라, 축산 시설 내부의 주요 환경 인자의 종합적 조절 인자로서 환기의 중요성 증가하고 있으며 축산 시설 내부의 균일성, 안정성을 유지하기 위하여 환기량을 정확하게 산정할 필요가 있다. 축산 시설 내부의 환기량을 산정하는 방법으로는 크게 유출입 평가 방법과 유동 추적 방법이 있다. 유출입 평가 방법은 유출입구에서의 압력, 수분, 이산화탄소 등의 물리량을 측정하여 간단한 수치모델이나 현장 실험을 통하여 산정할 수 있다. 그러나 유출입 평가 방법은 시설 전체의 환기량 만을 고려하기 때문에 국부적인 환기량을 예측할 수 없다. 이에 반해, 유동 추적법은 유동을 추적하여 시설 전체 환기량과 지역적 환기량을 산정할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 유동 추적법은현장 실험 시 추적 가스를 사용하기 때문에 위험성, 비효율성, 고비용 등의 문제가 발생한다. 따라서, 본 연구에서는 유동 추적법의 하나인 공기 연령 이론법을 바탕으로 추적 가스가 아닌 열환경분포를 통하여 돈사 내 환기량을 산정하고자 한다. 본 연구에서는 추적 가스와 열환경 분포의 공기 연령 이론법을 검증하기 위하여 공기 연령 이론법을 통한 환기량 지표인 LMA (Local Mean Age, 국소 평균 연령)를 이용하였다. 먼저 돈사내에서 현장 실험을 통하여 외부 기상 및 내부 환경 조건, 온도 (열환경 분포), 유속 분포, 이산화탄소 (추적 가스) 농도를 측정하였다. 현장 실험을 통하여 측정한 결과를 바탕으로 추적 가스 농도 감쇠를 통한 LMA와 열환경 분포 감쇠를 통한 LMA의 결과를 비교 분석하였다. 다음으로 전산유체역학 시뮬레이션 검증 모델을 설계하고 현장 실험으로부터 도출한 결과와 검증을 수행하였다. 검증을 위하여 열환경 분포 감쇠를 통한 LMA 결과와 시설 내부의 유동 결과를 이용하였다.