고온기 야간 히트펌프 냉방에 따른 온실 온습도 및 에너지 사용량 비교 분석 = Analysis of temperature and humidity in greenhouse and energy consumption according to heat pump cooling at night in summer

국문 초록 (Abstract)

우리나라는 4계절이 뚜렷하며 시설하우스는 주로 겨울철 저온기의 작물 재배에 초점을 두고 있다. 시설 하우스의 이용율을 높이기 위해 여름철에도 작물을 재배하는 농가가 있으나 우리나라의 기후 특성상 여름철에는 기온이 높아 작물 재배가 어렵다. 2009년부터 지열히트펌프가 농가에 보급되기 시작하여 현재는 공기 열히트펌프를 포함한 히트펌프 시스템의 보급면적이 증가추세에 있다. 히트펌프는 1대의 장치로 냉방과 난방을 모두 할 수 있는 장점이 있지만 우리나라에서는 난방부하에 맞추어 시스템을 설계하고 있어 고온기 활용도가 낮은 편이다. 본 연구에서는 경상남도 함안군에 위치한 벤로형 유리온실(폭 6.4m, 측고 5.3m, 동고 6.2m, 길이 36m) 2개동에서 7월 16일부터 8월 18일까지 약 한 달간 야간에 히트펌프로 냉방을 하여 온실 온습도 변화와 에너지 소비량을 측정하고 관행 온실과 비교하였다. 관행 온실은 야간에 천측창 환기, 즉 자연환기를 통해 온실의 야간 환경을 관리하였고, 시험 온실은 천측창을 모두 닫고 히트펌프로 냉방하였다. 야간 관행 온실의 평균 온습도는 25.2℃, 85.1%였고, 히트펌프로 냉방한 시험 온실의 평균 온습도는 23.4℃, 82.4%였다. 이때 야간 외부의 평균 온습도는 24.4℃, 88.2%로 관행 온실의 온도는 외기보다 0.8℃ 높았으나 시험 온실은 외기보다 1.0℃ 낮아 관행 온실보다 1.8℃ 낮게 관리되었다. 평균 습도는 관행 온실 85.1%, 시험 온실 82.4%로 시험 온실에서 더 낮게 나타났으며 이는 냉방 시 FCU를 이용하여 온실 내 공기가 지속적으로 순환한 것이 원인이라 판단된다. 히트펌프 사용 시 소모한 전력량은 5,354.3kWh로 농사용 전력량(을, 고압) 요금을 기준으로 186,863원의 전기 요금이 추가된다. 따라서 작물 재배 시에는 작물의 출하 기간을 고려하고, 히트펌프의 사용 시간을 조절하여 이용다면 작물 재배에 더 적합한 환경을 만들면서도 경제성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.