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( Yee Paek ),( Sukwon Kang ),( Jaekyung Jang ),( Jinkyung Kwon ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.1
The phase change characteristics that can be used for greenhouse heating were analyzed using phase change materials, and the greenhouse scale and storage tank capacity were selected according to the heating load. The latent heat and latent heat of cooling and heat recovery were measured using DSC (Differential Scanning Calorimeter) analyzer. The results showed that the latent heat of the acetate hydrate material was 231.6 ~ 264.8kJ/kg and the phase change temperature range was 54.95 ~ 55.48℃. As the number of cooling/ heating increases, the latent heat temperature slightly changed but the latent heat decreased by 33.1kJ/kg. In the case of sodium acetate hydrate, a large supercooling phenomenon was observed, and it was found that the addition of additives such as nucleating agent, thickener and supercooling agent can more effectively control the supercooling degree. The heating load was 51,052 kcal/h for a 7 m wide, 1.3 m high, 2.8 m high, and 90 m length, When the temperature outside the greenhouse was -15 °C, and the soil temperature was - 3.0℃ and the internal temperature of the greenhouse is 15℃, When the boiler efficiency is set to 0.8 to determine the hot water boiler capacity, the hot water boiler hot water boiler capacity is 40,000 kcal/h(60 kcal/kg), and the size of the heat storage tank was selected as 110 x 110 x 120 cm.
공기-물 히트펌프를 이용한 공조 및 음용수급수시스템 개발
백이 ( Yee Paek ),강석원 ( Sukwon Kang ),장재경 ( Jae-kyung Jang ),김영화 ( Young-hwa Kim ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1
지구 온난화에 따른 환경변화로 인하여 최근 10년(`02~`11)간 여름의 일수는 4일, 겨울 일수는 16일 각각 증가하였다. 현재 육계사 내의 고밀도 밀집사육으로 인하여 고온스트레스로 하절기 육계의 폐사율이 증가하고 있는 실정이다. 2016년 폭염으로 닭 406.1천수, 오리 15.7천수, 메추리 70천수, 돼지 8천수가 폐사하였다. 이에 혹서기 가축이 약430만수가 폐사하였으며 피해 보상금액 128억원 소요되었다. 본 연구에서는 하절기 고온스트레스 경감과 폐사율 저감을 위해 계사 냉난방 공조와 냉온 음용수 급수를 병행할수 있는 고효율 환경 개선 시스템을 개발하여 고온스트레스 저감 및 생산성 향상에 목적이 있다. 계사 냉난방 공조 및 냉온음용수 급수 병행 시스템 설계요인을 분석하고 냉난방 공조부하, 냉온수 생산 부하를 고려한 시스템 용량 산정하고 히트펌프, 축열조, 냉난방 및 냉온수 분배장치 등 구성요소로서 공조 및 냉온음용수 급수시스템을 설치하였다. 시스템 용량은 공기-물 히트펌프(10kW,1대), 축열조(10톤), 음용수조(2톤), 열교환기(열교환량,5만kcal/h), 물순환펌프(250W,2대) 및 팬코일유닛(1만kcal/h,4대)으로 시스템모니터링 및 제어 시스템 개발하여 계사 내 환경, 시스템 성능에 대한 실시간 모니터링을 통하여 저장하였다. 조사항목으로 위치별 온습도, 체중, 사료섭취량, 페사율 등을 조사 분석하였다. 연구결과 계사의 내부온도는 시험구에서는 평균 25.3℃를 나타내었고 대조구에서는 평균 28.1℃로서 2.8℃ 높게 나타났으나 상대습도는 시험구 76.2%, 대조구 75.0%로 큰 차이가 없었다. 냉수급여에 따른 계사 높이별 내부온도는 상하의 온도차가 4.5℃로 크게 차이가 났다. 육계의 음수량은 혹서기 냉수를 급여한 시험구에서 일일23.2L, 대조구에서는 21.5L를 섭취하였다. 일일 사료섭취량은 냉수를 급여한 시험구에서 937g, 대조구에서는 725g을 섭취하였다. 사료섭취량은 냉수를 급여한 시험구가 212g 많이 섭취하였으며 사료요구율은 시험구는 1.86, 대조구는 1.91로서 시험구가 낮게 나타났다. 체중은 냉수를 급여한 시험구가 359g 많았으며 증체량은 냉수를 급여한 시험구에서 495g, 대조구에서는 392g으로 나타났다. 폐사율은 냉수를 급여한 시험구에서 84%가 폐사율을 줄일 수 있었다.
축열조와 음용수 저장조를 구비한 공기-물 히트펌프 성능 분석
백이 ( Yee Paek ),권진경 ( Jin Kyung Kwon ),장재경 ( Jae Kyung Jang ),강석원 ( Suk Won Kang ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2
전 세계 에너지의 대부분을 차지하고 있는 화석에너지를 대체할 수 있는 기술의 개발과 보급 및 지구환경보전을 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 최근, 이상기상의 영향으로 양계산업은 사육환경관리에 큰 어려움이 가중되고 있는 실정이다. 현재 계사내의 고밀도 밀집사육으로 인하여 가축의 폐사 증가 및 산란율이 감소되고 있는 실정이다. 폭염에 의한 가축 폐사수(농림축산식품부, 2018)는 연도별 (’13)212만마리→(’15)267만→(’18)508만마리로 이중 닭이 95% 이상을 차지하고 있다. 본 연구에서는 대기중의 공기열원을 이용한 계사에 적용 가능한 공기-물 히트펌프시스템을 개발하여 성능을 분석하였다. 시스템은 히트펌프, 축열조, 음용수 저장조로 되어있으며 용량은 공기-물 히트펌프(10kW, 1대), 축열조(5톤), 음용수조(5톤), 순환펌프(250W, 2대)로 되어있다. 본 연구결과, 난방성능계수는 외부 온도가 10℃ 이고 유량이 분당90L일때 온수 입구온도 40℃, 출구온도는 45℃ 이며 이때 공급전력은 10kW이며 난방성능계수는 3.26으로 나타났다. 냉방성능계수는 외부 온도가 30℃ 이고 유량이 분당64L일 때 온수 입구온도 15℃, 출구온도는 10℃ 이며 이때 공급전력은 10kW이며 난방성능계수는 2.22으로 나타났다. 향후, 혹서기 가축 피해발생을 줄이기 위한 연구가 계속되어야 할 필요가 있을 것이다.(연구는 농촌진흥청 국립농업과학원 농업과학기술 연구개발사업(과제번호: PJ013402)의 지원에 의해 이루어진 것임.)
백이(Yee Paek),김동억(Dongeok Kim),홍순중(Soonjung Hong),강동현(Donghyeon Kang) 한국산학기술학회 2024 한국산학기술학회논문지 Vol.25 No.8
한국산 밀 생산량은 연간 3.5만 톤으로 자급률이 1.3 %에 불과하여 식량안보와 국제 곡물시장의 가격변동에 취약하다. 한국정부에서는 2025년까지 밀 자급률 5 %를 목표로 밀산업육성법을 2020년 2월 시행하였다. 우리나라의 농업농촌의 현황은 고령화, 노동력 부족, 농산물 가격의 급등락 및 대량소비의 문제점이 나타나고 있다. 본 연구에서는 밀 작업을 위한 파종 및 시비용 농용트랙터 부착용 작업기를 개발하였다. 파종 및 시비량 선정(10a)을 위하여 선정요인은 밀무게, 목표파종량, 조간거리, 조수, 고랑폭 등을 고려하였으며 파종량이 8 ~ 20 kg일 경우 1립당 간격은 1.39 ∼ 3.44 cm로 분석되었고, 시비량은 기비 20 kg, 추비는 15 kg으로 산정하였다. 밀의 생육현황을 조사한 결과 초장은 시험구에서는 500 ~ 520 mm, 대조구에서는 420 ~ 440 mm이고 분얼수는 4 ~ 7개, 대조구는 1 ~ 2개, 직경은 시험구 3.14 ~ 3.60 mm, 대조구 1.45 ~ 2.22 mm, 뿌리의 길이는 시험구 15 ~ 24 mm, 대조구 5 ~ 8 mm로 나타났다. 세조파를 한 시험구에서 초장, 분얼수, 직경 및 뿌리의 길이가 양호한 것으로 나타났다. 금후 시작기를 보완 실용화 및 보급화를 위하여 연구를 계속할 것이 필요하다. The annual wheat production in Korea is 35,000 tons, and the self-sufficiency rate is about 1.3 %, making it vulnerable to food security and price fluctuations in the international grain market. The Korean government implemented the Wheat Industry Promotion Act in February 2020 with the goal of 5 % self-sufficiency of wheat by 2025. In this study, a working machine for attaching to a tractor for sowing and fertilizing for wheat farming was developed. It was analyzed that when the seeding amount ranged from 8 to 20 kg, the spacing per seed was between 1.39 and 3.44 cm. The fertilizing amount was estimated to be 20 kg for base fertilizer and 15 kg for additional fertilizer. As for the growth of wheat, it was found that the plant length, tiller number, diameter, and root were good in the test site. It is necessary to continue research for complementary practical use and dissemination of the beginning period in the future.