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강금춘 ( Geumchoon Kang ),진병옥 ( Byungok Jin ),김형권 ( Hyunggweon Kim ),문종필 ( Jongpil Moon ),이태석 ( Taeseok Lee ),오성식 ( Sungsik Oh ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-
우리나라 전체의 시설원예 면적은 2015년 현재 55,015 ha로서 이중 비닐하우스가 54,404 ha로 전체의 98.9%, 유리온실이 403 ha로 0.7%를 차지하고 있다. 겨울철 원예시설에서 작물을 재배하기 위한 가장 우선적이며 적극적으로 고려해야할 분야가 내부의 온도를 효율적으로 보존할 수 있게 해주는 보온성 향상기술이다. 연동형 온실에서 사용하고 있는 보온재로는 다겹보온재가 38.8%, 부직포가 37.7%, 알루미늄 스크린 6.6%를 차지하고 있으며, 단동형 온실에서도 다겹보온재를 전체의 14.0%에서 사용하고 있다. 최근 시설원예에서 보온용 커튼으로 사용이 증가하고 있는 다겹 보온재는 부직포, 화학솜 등을 여러 겹으로 조합하여 제작하는데 부피와 중량이 커서 취급이 불편하고 개폐를 위한 동력이 많이 소비되는 등 단점을 지니고 있다. 또한 시설내부에 커튼 형태로 설치된 보온재는 상하부 온도차에 의한 결로 발생 및 물방울 낙하로 작물에 피해를 야기할 뿐만 아니라 보온재 내부로의 수분 유입으로 단열성능 저하가 우려되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 원예시설에서 점차 사용이 증가하고 있는 다겹보온재의 단점을 보완하고 보온효율을 향상 시키고자 고효율 단열소재인 Aerogel을 첨가하여 제작된 Meltblown 소재의 단열재와 중공사 부직포의 조합방법에 따른 열관류 특성을 비교 분석하였다. 열관류 특성 분석을 위한 시험용 챔버는 1,000㎜×1,000㎜×900㎜(W×D×H) 크기의 정육면체 형태로 측면 및 바닥면을 각각 열전도율이 0.028W/mK인 50㎜ 두께의 압축발포폴리스티렌을 사용하였고 윗면에는 시험재료를 설치, 고정할 수 있도록 제작하였다. 챔버 내부의 열량 공급은 600W 용량의 전기히터를 이용하였으며, 바닥 하단 중앙부에 설치하고 내부의 공기온도 분포를 균일하도록 하기 위하여 상, 하 방향으로 5V 용량의 소형 송풍팬을 각각 1대씩의 설치하였다. 본 시험에 사용된 보온재는 sample 1(Aerogel meltblown(80 g/㎡)+중공사 부직포(80 g/㎡)), sample 2(중공사 부직포(80 g/㎡)+Aerogel meltblown(80 g/㎡)+중공사 부직포(80 g/㎡)), sample 3(Aerogel meltblown(80 g/㎡)+Aerogel meltblown(80 g/㎡)+중공사 부직포(80 g/㎡))인 조합형 보온자재를 선택하였다. 실험실 내부온도 23.5±0.3℃, 상대습도 70.7±1.6% 조건에서 챔버 내부의 온도가 60.3℃ 일 때 보온재의 표면온도는 sample 1 39.3℃, sample 2 42.3℃, sample 3 36.6℃로 각각 나타나 sample 3가 타 sample 대비 2.7~5.7℃가 낮은 것으로 나타났다. 또한 챔버 내부와 실험실 내부온도차가 10~36℃ 일 때 평균 열관류계수는 sample 1 158.2 W/㎡K, sample 2 162.2 W/㎡K, sample 3 149.8 W/㎡K로 sample 3가 단열성이 가장 우수한 것으로 나타났다.