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부식과 악취가스 대기확산 방지를 위한 액비저장조 밀폐형 지붕모델 개발
윤남규,이성현,김경원,염성현,Yun, N.K.,Lee, S.H.,Kim, K.W.,Yum, S.H. 한국축산환경학회 2008 축산시설환경학회지 Vol.14 No.1
악취가스의 대기확산을 방지하고, 액비의 발효를 위한 폭기장치의 가동을 정상화하여 액비저장조의 활용도를 높이고, 내식성 자재를 사용하여 구조적 안전성을 개선하기 위한 목적으로 액비저장조 밀폐형 지붕구조 모델을 개발하였으며, 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 액비저장조 및 지붕구조의 이용실태 조사결과, 악취가스의 발생으로 인한 민원 때문에 폭기장치 가동을 중단하고 있거나 특정시기에 한해 가동하는 농가가 대부분이었으며, 일반구조용 아연도금강관을 사용한 지붕 구조재의 부식이 다른 시설보다 빠르게 진행되고 있음을 확인하였다. 2. 구조자재의 강도시험 결과, 5년 동안 사용한 밀폐형 지붕 구조재의 경우 초기 강도의 34%까지 강도가 감소되는 등 부식에 의한 구조물의 강도저하가 심각하였으며, 내식성자재로 선발된 스테인리스(STS439)강의 경우 일반구조용강에 비해 1.4배 높은 강도를 나타내었다. 3. 직경 9.5m인 원형 액비저장조에 대하여 기존의 자재를 사용한 지붕모델과 내식성 자재를 사용한 지붕모델에 대하여 적설에 대한 구조안전성 분석 결과, 기존 자재를 사용한 경우에 비해 동일한 단면크기를 갖는 내식성 자재를 사용한 경우 적설에 대한 안전성이 약 2.3배까지 향상된 것으로 나타났다. 이상과 같이 본 연구에서 개발된 액비저장조 지붕모델은 밀폐형이므로 폭기시 발생하는 악취가스가 대기중으로 확산되지 않으며, 그 골조를 내식성이 우수한 스테인리스강, 아연용융도금강, FRP수지피복강을 사용하여 내구년한을 증가시킴으로써 구조적 안정성이 크게 향상되었다. 단, 금속재료의 부식에 대한 문제는 좀 더 장기간의 관찰과 실험을 통해 액비저장조 및 축산시설 고유의 부식속도를 구명하는 연구가 필요한 것으로 판단된다. The roof structural model of liquid manure storage tank was designed to improve a structural safety and an ability of resistance to corrosion by the bad environmental condition with high humidity and high gas concentration. Due to corrosion of a general steel, the 5 years used materials were reduced to one-third of a new material in the result of a bending strength test. Some structural materials were tested to evaluate a strength and an anti-corrosion, and stainless steel pipe (STS439), steel angle with zinc hot dipping, rectangular steel pipe covered with FRP (Fiberglass Reinforced Plastics) resin were selected finally. A stainless steel is more expansive about $3{\sim}5$ times than general structural steel. But its durability under heavy corrosive environment is expected twice as long as general steel. The roof models were designed as closed cone type for each of the three structural materials. In the result of a FEM (Finite Element Method) structural analysis for the developed models, the safe snow depth was higher 2.3 times than a general roof structure, when elements of equal section modulus were used.
윤남규 ( Nam Kyu Yun ),권진경 ( Jin Kyung Kwon ),강태경 ( Tae Gyoung Kang ),최덕규 ( Duck Kyu Choi ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2
기후변화에 따른 이상고온, 여름일수의 증가 등으로 국내 시설원예 농가는 고온기 생산성 저하로 인한 경영상의 어려움이 가중되고 있다. 하지만 기존의 온실 구조는 측고 등 높이가 낮고, 대부분 자연환기에 의존하고 있어 강제환기, 냉방 등 적극적인 고온기 환경조절 노력이 필요한 시기이다. 농촌진흥청은 이러한 현장의 어려움을 해결하기 위한 일환으로 강제환기를 기반으로 적극적인 환경제어가 가능한 반밀폐형 온실 구조에, 토마토, 파프리카 등 유인 작물들의 장기재배가 증가하는 것을 고려한 온실 측고를 높이고, 포그 또는 히트펌프를 이용한 적극적인 냉방 등을 반영한 새로운 온실 모델의 설치·실증을 추진하고 있다. 이 온실의 형태는 다지붕 아치형 연동 비닐하우스로 폭 8m, 측고 7.3m, 지붕높이 8.5m, 길이 45m의 15연동 비닐하우스(면적 5,400㎡)이다. 지붕천창은 랙앤피니언 방식의 양방향 개폐로 폭 1m, 길이 36m의 연속천창이다. 냉난방 설계를 위한 기본값으로 기온은 전주의 위험율 2.5% 기준을 적용하여 설계외기온을 설정(냉방 32.1℃, 난방 -7.9℃)하였고 최대 부하량 계산을 위한 온실내부의 목표설정온도는 난방 20℃, 냉방 35℃로 설정하였다. 난방에너지 절감을 위해 축열조를 설치하고, 냉난방이 가능한 공기열 히트펌프를 사용하는 것을 전제로 설계하였으며, 히트펌프의 성능계수(COP)는 난방 시 3.3, 냉방 시 3.0을 가정하였다. 냉난방 설계를 위한 기준 및 산정방법은 2015년 농촌진흥청에서 제안한 온실환경설계기준(안)에 따라 수행하였다. 또한 동일한 온실에 대한 지역별 냉난방 부하를 비교하여 연간 냉난방을 위해 소요되는 에너지 비용을 비교하여 향후 고측고 반밀폐형 온실의 지역별 설치 및 운영을 위한 농가의 의사결정에 참고할 수 있도록 제시하였다.
윤남규 ( Yun Nam Kyu ),김문기 ( Kim Moon Ki ) 한국농공학회 1999 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.1999 No.-
The experiment was conducted to predict air movements and to analyze the ventilation characteristics in ventilated greenhouse. Relatively high wind velocity was checked near windward inlet, but near leeward outlet and indoor very low wind velocity near to zero was checked. Despite of much influent air, indoor temperature was watched as high values uniformly due to inadequate air flow in greenhouse and low ventilation efficiency of the greenhouse.