돈사 내부와 돈사 피트 상층부 공기 중의 주요 냄새물질 농도 및 냄새기여도 평가

조성백,한덕우,이상룡,곽정훈,임정수,황옥화 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2016 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2016 No.-

본 연구는 돈사에서 발생되는 냄새를 효과적으로 관리하기 위한 방안을 모색하고자 돈사 내부와 돈사 피트 상층부 공기 중의 냄새물질 농도 및 냄새기여도를 비교 평가하였다. 돈사 내부 공기는 돈사 내부 중앙지점에서 채취하였고, 돈사 피트 상층부 공기는 돈방 바닥 아래의 상층부에서 채취하였다. 공기 포집방법은 테들러백과 고체흡착관을 이용하였으며, 포집된 시료는 GC-MS(Gas Chromatography-Mass Spectrophotometer), HPLC (High Performance Liquid Chromatography) 및 UV Spectrophotometer를 이용하여 분석되었다. 냄새기여도(Odor Activity Value, OAV)는 냄새물질 중 돈사 냄새에 기여하는 정도가 높은 물질을 평가하는 것으로, 냄새물질 농도를 냄새 감지최소농도로 나누어 계산되었다. 그 결과, 휘발성지방산 농도는 돈사 피트 상층부보다 돈사 내부 공기에서 높았으며, 페놀류, 인돌류, 황화합물류 및 암모니아의 농도는 돈사 내부보다 돈사 피트 상층부 공기에서 높았다. 돈사 내부 공기에서 냄새기여도가 높은 물질은 황화수소와 p-크레졸이었으며, 돈사 피트 상층부에서는 황화수소와 스카톨 이었다. 따라서 냄새기여도가 높은 냄새물질의 종류에 따라 적절한 냄새저감 방법을 적용하면 효과적으로 냄새를 저감할 수 있을 것으로 판단된다.

외부 풍환경 및 암모니아 발생 영향인자를 고려한 자연환기식 돈사의 암모니아 배출량 산정

정효혁 ( Hyo-hyeog Jeong ),김락우 ( Rack-woo Kim ),이인복 ( In-bok Lee ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-

국내 양돈산업은 지속적인 수요와 발전을 통해 시설이 대형화, 현대화되어 무창식 돈사가 증가하고 있으나, 높은 시설 투자비용으로 자연환기식 돈사가 국내 돈사의 40% 이상을 차지하고 있는 실정이다. 한편, 축산시설에서 배출되는 암모니아양은 전체 암모니아 배출량 중 70% 이상의 가장 큰 비중을 차지한다 (국립환경과학원, 2016). 미국과 유럽 등 농업선진국들은 축산시설로부터 배출되는 암모니아 배출량에 대한 지속적인 측정 및 엄격한 환경 규제를 시행하고 있다. 자연환기식 축산시설로부터의 암모니아 배출량을 측정하기 위해서 국내에서는 플럭스법을 이용하라 명시되어 있으며 네덜란드 (VERA, 2018)에서는 환기량과 입기구, 배기구에서의 암모니아 농도차를 측정함으로써 배출량을 산정하라 명시되어 있다. 하지만, 산정방식에 있어서 환기량이 지대한 영향을 미치게 되며 외부 풍환경에 따라 입기구, 배기구가 실시간으로 변하는 자연환기식 돈사의 경우 실시간 환기량을 고려한 암모니아 배출량을 측정하는 것은 어려워 자연환기식 돈사에서 새로운 방식의 암모니아 배출량 산정방식이 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 다양한 외부 풍환경에 따라 자연환기식 돈사의 환기량을 산정하고 암모니아 발생량 산정식을 통해 시간에 따른 암모니아 배출량을 산정하고자 한다. 대상 시설의 대표성을 위하여 2016 표준 축사설계도 (농림축산식품부, 2016)의 자돈/육성돈사와 비육돈사를 설계하였으며 자연환기식 돈사에 맞게 윈치커튼과 지붕창을 추가하였다. 암모니아 배출량을 모의하기 위하여 환기량과 암모니아 발생 영향인자 (슬러리 pH, 슬러리 온도, 분뇨 내 암모니아성 질소, 사육면적, 사육두수)를 고려한 암모니아 발생량 산정식 (Aarnink and Elzing, 1997)을 이용하였다. 환기량의 경우, 전산유체역학 기법을 통하여 풍향을 16방향으로 나누고 윈치커튼 개방비율과 지붕창 개방여부에 따라 자연환기식 돈사의 3가지 풍속 (0.5, 1.5, 2.5 m/s)에 대한 환기량을 산정하였다. 풍속이 증가함에 따라 환기량은 선형적으로 증가하는 것으로 모의되어 풍향별로 풍속에 대한 환기량 선형회귀식을 산정하여 시간에 따른 외부 풍환경 변화를 고려한 자연환기식 돈사의 환기량을 산정하였다. 암모니아 발생 영향인자와 관련하여 슬러리 온도 및 pH는 사육단계별 분뇨를 채취하여 측정한 값을 사용하였으며, 선행연구와 비교하여 측정값이 적절한지 판단하였다. 분뇨 내 암모니아성 질소량은 분뇨 샘플에 대한 총질소량을 측정하여 총 질소 대비 암모니아성 질소 비율 (Normtal, 2019)을 곱하여 산정하였다. 또한, 사육면적은 표준 축사설계도를 참고하였으며 국가법령정보센터에서 제시하는 사육밀도를 고려하여 사육두수를 산정하였다. 산정된 암모니아 발생 영향인자와 환기량을 토대로 사육단계별 시간에 따른 암모니아 배출량을 도출하였으며, 1년 동안의 배출량을 합산하여 사육단계별 자연환기식 돈사의 암모니아 배출계수를 산정하였다.

돈사 유형에 따른 계절별 분진 발생 농도 현장 평가

김두영 ( Doo-young Kim ),고한종 ( Han-jong Ko ),김기연 ( Ki-youn Kim ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1

국내 축산업의 형태가 기업형으로 전환됨에 따라 축사 내부에 집적된 고농도의 공기오염물질 발생으로 인한 환경 및 보건학적 문제들이 대두되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 축산업 중 양돈업을, 공기오염물질 중 분진을 대상으로 돈사 유형 및 계절적 조건에 따른 분진의 발생 농도를 현장 조사하여 양돈업에서 유래하는 분진 관리 및 저감 대책 수립에 필요한 기초 자료를 제공하는 데 있다. 본 연구에서 조사된 돈사는 돼지 사육 단계에 따라 임신/분만돈사 (Gestation/Farrowing room), 자돈사 (Nursery room), 육성/비육돈사 (Growing/Fattening room)의 세 가지 유형에 근거하여 선정하였다. 조사대상 모든 돈사의 분뇨처리는 슬러리방식 (Deep-pit manure system with slats)으로 운용되고 있었고, 환기는 측벽 팬을 이용한 강제 방식 (Forced ventilation)으로 적용되고 있었다. 사계절 기후 조건을 반영하기 위해 봄철(3-5월), 여름철(6-8월), 가을철(9-11월), 겨울철(12-2월)에 대해 각 1회씩 평가하였다. 분진 농도의 측정은 지역시료 형태로 직독식 측정장비 (Dust mate, Electrolox Corp., USA)를 돈사 중앙 바닥 1m 상부 지점에 설치하여 매 5분 간격으로 24시간 모니터링 한 후 저장된 데이터의 기하 평균값을 TSP, PM10, PM2.5, PM1의 대표값으로 하였다. 측정 결과 돈사 작업장 유형 측면에서는 TSP, PM10, PM2.5, PM1 농도 모두 육성/비육 돈사>자돈사>임신/분만 돈사의 순서로 조사되었다 (p< 0.05). 계절적 측면에서는 TSP와 PM10의 경우 여름 >봄>겨울>가을 순서로 조사되었고 (p< 0.05), PM2.5와 PM1의 경우 대체로 겨울 >봄>가을>여름 순서로 나타났으나 봄철과 가을철 데이터 간의 차이는 통계적으로 유의하지 않았다 (p>0.05). 본 연구를 통해 PM2.5와 PM1은 상대적으로 환기율이 낮은 겨울철에 돈사 내부 농도가 가장 높게 측정되었으나, TSP와 PM10은 정반대로 환기율이 높은 여름철에 돈사 내부 농도가 가장 높은 것으로 조사된 점이 특이할만한 사항이다. 이는 TSP나 PM10의 경우 PM2.5나 PM1과 같은 극미세분진에 비해 상대적으로 입경이 큰 분진 입자 비율이 높고, 따라서 자체 질량에 의한 높은 중력으로 환기에 의한 효율적 제어가 이루어지지 않았기 때문이라 판단된다.

에너지 절감형 돈사 모델 개발 : 시험용 돈사 및 에너지 모델 설계

김성헌 ( Seong-heon Kim ),이시영 ( Si-young Lee ),권진경 ( Jin-kyung Kwon ),김형권 ( Hyung-kweon Kim ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2

축산물은 인류 식생활에 있어서 양질의 단백질 공급원일 뿐만 아니라 맛과 영양학적 가치로 인해 소비량이 꾸준히 증가하고 있다. 우리나라는 지리·기후적 특성으로 인해 축산업이 발달한 유럽 및 오세아니아, 미주국가들에 비해 단위 면적당 겨울철 열환경 관리에 소비되는 에너지가 매우 높은 편이다. 국내 축산업에서의 연간 에너지 소비량은 약 48만 TOE에 달하며, 이 중 온풍기 및 보일러 등과 같은 난방설비의 비중이 약 80%로 가장 높다. 또한 냉방 시스템이 설치된 대규모 공장형 돈사의 보급이 늘어남에 따라 에너지 소비량은 더 크게 증가할 것으로 판단된다. 특히 돼지는 열환경에 민감한 가축이므로 돈사의 에너지 효율 향상을 위한 단열 및 난방 구조 개선 등에 관한 연구의 추진이 필요하다. 본 연구는 에너지 절감형 파일럿 돈사 모델을 구축하기 위한 기초연구로, 파일럿 돈사 모형과 에너지 모델을 설계하는 데에 목적을 둔다. 파일럿 돈사의 규격은 가로 3.1m, 세로 4.1m, 높이 4m이며, 사육실 바닥을 지면으로부터 0.8m를 띄우고 격자형 그레이팅을 설치하여 피트를 구성하였다. 그레이팅 상부에 돼지 개체의 발열, 하부에 열 발생 및 가스환경 조성을 위한 공간을 마련하였다. 단열재로는 지붕과 벽에 각각 두께가 150mm, 100mm인 난연 2급의 샌드위치판넬(EPS)을 사용하였다. 또한 에너지 모델을 검증하기 위해 지붕과 벽에는 열관류 센서를, 돈사 내외부에는 온습도 센서를 각각 설치하였다. 에너지 모델은 Heat Balance Method를 기반으로 작성하였고 EnergyPlus22를 이용하여 시뮬레이션하였다. 여기서 에너지 모델의 입력값은 돈사 건물(지붕, 벽, 바닥)의 열전도도, 돈사 내부(돼지, 조명, 각종 장비)에서 발생하는 열, 그리고 환기율로 구성하였다. 시험용 돈사 모형과 에너지 모델은 실증시험을 통해 성능을 평가하고 문제점을 보완하여 시나리오별 에너지 소비량을 최소화하는 적정 단열재 두께 및 최적 환기량을 산정할 예정이다.

에너지 절감형 돈사 모델 개발 : 시험용 돈사 및 에너지 모델 설계

김성헌 ( Seong-heon Kim ),이시영 ( Si-young Lee ),권진경 ( Jin-kyung Kwon ),김형권 ( Hyung-kweon Kim ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2

축산물은 인류 식생활에 있어서 양질의 단백질 공급원일 뿐만 아니라 맛과 영양학적 가치로 인해 소비량이 꾸준히 증가하고 있다. 우리나라는 지리·기후적 특성으로 인해 축산업이 발달한 유럽 및 오세아니아, 미주국가들에 비해 단위 면적당 겨울철 열환경 관리에 소비되는 에너지가 매우 높은 편이다. 국내 축산업에서의 연간 에너지 소비량은 약 48만 TOE에 달하며, 이 중 온풍기 및 보일러 등과 같은 난방설비의 비중이 약 80%로 가장 높다. 또한 냉방 시스템이 설치된 대규모 공장형 돈사의 보급이 늘어남에 따라 에너지 소비량은 더 크게 증가할 것으로 판단된다. 특히 돼지는 열환경에 민감한 가축이므로 돈사의 에너지 효율 향상을 위한 단열 및 난방 구조 개선 등에 관한 연구의 추진이 필요하다. 본 연구는 에너지 절감형 파일럿 돈사 모델을 구축하기 위한 기초연구로, 파일럿 돈사 모형과 에너지 모델을 설계하는 데에 목적을 둔다. 파일럿 돈사의 규격은 가로 3.1m, 세로 4.1m, 높이 4m이며, 사육실 바닥을 지면으로부터 0.8m를 띄우고 격자형 그레이팅을 설치하여 피트를 구성하였다. 그레이팅 상부에 돼지 개체의 발열, 하부에 열 발생 및 가스환경 조성을 위한 공간을 마련하였다. 단열재로는 지붕과 벽에 각각 두께가 150mm, 100mm인 난연 2급의 샌드위치판넬(EPS)을 사용하였다. 또한 에너지 모델을 검증하기 위해 지붕과 벽에는 열관류 센서를, 돈사 내외부에는 온습도 센서를 각각 설치하였다. 에너지 모델은 Heat Balance Method를 기반으로 작성하였고 EnergyPlus22를 이용하여 시뮬레이션하였다. 여기서 에너지 모델의 입력값은 돈사 건물(지붕, 벽, 바닥)의 열전도도, 돈사 내부(돼지, 조명, 각종 장비)에서 발생하는 열, 그리고 환기율로 구성하였다. 시험용 돈사 모형과 에너지 모델은 실증시험을 통해 성능을 평가하고 문제점을 보완하여 시나리오별 에너지 소비량을 최소화하는 적정 단열재 두께 및 최적 환기량을 산정할 예정이다.

돈사 분뇨 처리를 위한 돈사용 청소 로봇 설계 기초연구

원진호 ( Jin-ho Won ),양창주 ( Changju Yang ),최인찬 ( In-chan Choi ),김국환 ( Gookhwan Kim ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2

돈사에서 발생하는 분뇨는 암모니아, 황화수소 등과 같은 유해가스가 배출되는데, 이러한 현상은 돼지의 스트레스 및 질병 발생 등의 문제의 원인이 되고 있으며, 악취 또한 큰 문제로 대두되고 있다. 위와 같은 문제를 해결하기 위해 악취저감 연구 및 돈사 통합관리시스템과 같은 연구가 진행되고 있으나, 분뇨의 처리 방식에 대한 연구는 미진한 것으로 나타났다. 따라서 본 논문에서는 돼지의 스트레스 및 질병 발생을 막고 악취 문제 개선을 위해 돈사 분뇨처리 작업기 설계를 위한 기초자료를 제시하였다. 설계한 돈사용 청소로봇의 규격은 30두 기준 돈사 면적 내 용이한 주행을 위해 1360×600×600mm (L×W×H)로 하였으며, 돈사 내 퇴적된 분뇨의 높이를 고려하여 10.5인치의 타이어를 장착한 이동형 로봇으로 구성하였다. 로봇 이동 제어를 위해 인벤터와 DC-DC 컨벤터를 장착하였고, 충전형 배터리를 탑재하여 충전식으로 운용되는 로봇으로 제작하였다. 분뇨처리는 고압 분사 세척 방식으로 구성하였으며, 이를 위해 DC 10V/10A 규격의 워터펌프와 70L 용량의 물탱크를 탑재하였다. 스크랩퍼는 로봇이 이동하며 처리된 분뇨를 지정된 장소에 운반할 수 있도록 구성하였다. 본 연구에서 개발한 돈사용 청소로봇은 돈사 내 분뇨처리를 통해 돼지의 생산량 및 품질 저하 문제를 막고 작업기 설계 기초자료로써 활용될 수 있을 거라 판단되며, 추후 초음파센서를 통한 장애물 및 벽면 감지기능과 실시간 원격 알림기능 등 부가기능을 탑재하여 추가 연구를 진행 할 예정이다.

돈사 내부 온·습도 계측을 이용한 열부하 추정

이정규 ( Jung-kyu Lee ),오종우 ( Jong-woo Oh ),이준엽 ( Jun-yeob Lee ),이동훈 ( Donghoon Lee ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

돈사 내부의 여러 환경 요소 중 돼지의 질병 발생과 밀접한 요소 중 하나는 열환경이다. 질병 발생 억제와 아울러 적절한 에너지 투입을 위해선 열환경의 시간적· 공간적 변이를 정확하게 관찰할 필요가 있다. 본 연구에서는 IoT 기술을 적용한 온· 습도 계측 시스템을 이용하여 돈사 내부 열환경의 시간적· 공간적 변화를 관찰 한 후 대상 돈사의 열부하 분석을 위한 기초 연구를 수행하였다. 테스트 베드는 1식의 냉방기, 난방기, 환풍구와 4식의 환기창이 설치되어 있는 청주 소재 실험 돈사(822 x 444 x 305cm, 면적: 141㎡)에서 수행 하였다. 온· 습도 계측 센서(Pmod HYGRO, Digilent, USA)와 무선 통신 모듈(Zigbee, Digi, USA)을 이용하여 센서 계측 노드를 제작한 후 돈방 내부의 모서리 8지점에 설치하였다. 무선 통신 모듈 서버와 데이터 저장소 및 계측 상황을 실시간으로 파악할 수 있는 LCD를 이용하여 데이터 게이트 웨이를 제작하였다. 온·습도 센서 노드가 설치된 이외의 지점에 대한 계측을 위하여 적외선 센서(Lepton, Flir, Korea)를 이용한 2차원 열화상 계측 시스템을 설치하였다. 실험 기간은 1개월 간(2018년 7월) 1 Hz의 계측 주기로 수행되었다. 실험 기간 중 돈사 내부에는 3축의 돼지가 상주하였으며, 냉방 시스템과 환기 시스템은 관행의 수동 조절 방식으로 이루어 졌다. 센서 노드의 공간적인 분해능 한계를 극복하기 위하여 우선적으로 선형 보간법을 이용하였다. 8 지점의 계측값으로 구성된 점단위 정보를 경계조건으로 하여 6면의 환경분포를 추정하였다. 돈사 내부 공간을 의사적으로 구성한 직육면체에 대하여 각 면의 온· 습도 분포 정보를 이용하여 임의의 점, 면의 온습도를 추정하여 3차원적으로 대상 공간의 정보를 재구성하였다. 데이터 분석을 위해 MatlabTM (Mathworks, CA, USA)을 이용하였다. 돈사 내부온도는 최대 25.7°C 최소 21°C 편차 4.7°C 이었다. 외부환경 조건 중 내부로 조사된 광량의 영향이 가장 큰 것으로 판단되었다. 가상적으로 재구성된 3차원 도시 결과 분석을 통해 환풍기 주변의 온도 상승 부분, 햇빛에 의한 벽면의 온도상승 현상이 명확히 구별됨을 발견할 수 있었다. 돈사 내부습도는 최대 63.6% 최소 53.8% 편차 9.8% 이었다. 외부환경 조건으로 강우 발생 유무와 내부환경 조건으로 돼지의 분변 위치가 밀접한 관련이 있는 것으로 판단되었다. 본 실험을 통한 온도· 습도 분석과 아울러 공기 유동 고려를 통해 돈사 내부의 열부하를 정밀하게 분석할 수 있을 것이다. 추후 지속적인 실험과 공기역학적인 분석을 통해 돈사 내부의 열부하 모델링을 수행하고자 한다.

돈사 환경관리 연구를 위한 테스트베드의 환기 특성 조사

김성헌 ( Seong-heon Kim ),이시영 ( Si-young Lee ),김형권 ( Hyung-kweon Kim ),권진경 ( Jin-kyung Kwon ),문종필 ( Jong-pil Moon ),이충건 ( Chung-geon Lee ),최인찬 ( In-chan Choi ),전문석 ( Moon-seok Jeon ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2

우리나라에서 돼지는 가장 보편적인 육류로 인식되며 소비량 또한 육류 중에서 가장 높다. 돼지고기 소비량은 2000년대에 약 80만 톤에서 2020년대에 140만 톤으로 증가하였다. 우리나라에서 돼지는 일반적으로 무창돈사와 같이 밀폐된 곳에서 사육된다. 돼지는 열에 민감한 동물이기 때문에 무창돈사 내부 환경은 매우 정밀하게 관리되어야 한다. 무창돈사에서는 환기 및 냉난방장치가 24시간 작동되므로 다른 축종에 비해 더 높은 에너지를 소비한다. 과도한 에너지 소비는 농가의 생산비를 상승시킬 뿐만 아니라 온실가스 배출량을 높이는 문제를 일으킬 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 돈사에서 소비되는 에너지를 절감하고 내부 환경을 정밀하게 관리할 수 있는 기술이 개발·보급되어야 할 것이다. 그러나 농가는 방역 등의 이유로 실제 돈사를 테스트베드로 제공하는 것을 꺼린다. 따라서 본 연구는 돈사 환경관리 연구를 위한 테스트베드를 소개하고, 테스트베드의 기초적인 환기 특성을 분석하기 위해 수행되었다. 테스트베드의 크기는 가로 3.2m, 세로 4.4m, 높이 4m이며, 지붕과 측벽에 각각 150mm, 100mm 두께의 난연 2급 샌드위치 판넬을 단열재로 사용하였다. 돈사 내부는 사육실에 해당하는 공간(3×4×1.9m)과 그 아래에 격자 그레이팅으로 구분된 피트에 해당하는 공간으로 구성하였고, 피트 내부에는 실제 돈사 내부 환경을 모사하기 위한 가습기, 온열기, CO₂ 공급기 등을 설치하였다. 또한 돈사의 환기를 위해 양쪽 벽면에 배기용 환기팬 4대, 입기용 루버창 4대를 설치하였다. 환기량 조절은 배기팬의 개수와 회전속도로 조절할 수 있도록 하였다. 테스트베드의 환기 특성을 조사하기 위해 배기팬 4대의 총 환기량이 20㎥/min, 40㎥/min일 때, 배기팬 2대(상부)의 총 환기량이 20㎥/min, 40㎥/min일 때의 내부기온 변화를 2분 동안 측정하였다. 내부기온은 배기팬 4대의 총 환기량이 40㎥/min일 때 가장 빨리 하강하였고, 배기팬 2대의 총 환기량이 20㎥/min일 때 가장 느렸다. 또한 환기량이 동일할 때에는 많은 배기팬이 사용될수록 내부기온이 조금 더 빠르게 하강하는 것으로 나타났다. 추후에는 보다 구체적인 환기 조건에서 다양한 요인을 이용한 환기 특성 분석을 수행할 예정이다.

무창돈사 내 무창기공형 집열기 제어 시스템 개발을 위한 기초적 연구

문병은,김희태,김종구,유영선,김현태 경상대학교 농업생명과학연구원 2016 농업생명과학연구 Vol.50 No.2

본 연구에서는 UTC 시스템을 대표적인 농업시설인 돈사에 적용하기에 앞서, UTC 제어 시스템 및 프 로그램 개발에 따른 돈사 내 적정 사육 환경 유지 및 난방에너지 저감을 위한 기초자료로 활용하고자, 2 동의 실험돈사를 제작, UTC 제어 시스템 적용에 따른 실험돈사 내부 온도 변화 및 에너지를 비교, 분석 하였다. 제어 시스템은 T1∼T4, 총 4점의 온도를 측정 후 프로그램 내 알고리즘에 의해 O1∼O5, 총 5개 의 출력 신호를 ON/OFF 방식으로 각각 제어하도록 구성하였다. 온도 설정은 실험돈사 내부 온도 28. 0℃, UTC 내부 온도 34.0℃로 설정하였고, 측정된 온도와 비교를 통해 출력 신호를 제어하였다. 3일 간, 제어 시스템을 가동한 돈사의 경우 최고 온도는 평균 31.8℃로 측정되었다. 같은 시간, 비교돈사의 최고 온도는 평균 36.6℃로 제어 시스템을 가동한 돈사의 내부 온도가 약 4.8℃ 낮은 것으로 나타났다. 또한 제어 프로그램의 가동에 따라 UTC 플레넘 최고 온도는 평균 50.5℃까지 상승한 것으로 나타났다. In this study, manufactured experimental pig house (two pig house) and compared the changes in internal temperature and energy depending on the application of UTC control system for their utilizing of them as basic data for maintaining proper conditions for feeding environment and reducing heating energy depending on the UTC control system and program development, prior to applying the UTC system into pig house, representative agricultural facility. The control system ranges T1∼T4 which is made to control a total of five output signals O1∼O5 in the way of On/Off by using the algorithms of the program after measuring temperature scored 4 of total. Temperature setting was controlled with 28.0℃ in experimental pig house and 34.0℃ in UTC plenum, and output signal was controlled by comparing it with the measured temperature. During 3 days, the maximum temperature were measured at an average 31.8℃ when operated the control system in pig house. At the same time, the maximum temperature were measured 36.6℃ in comparison pig house, it was low temperature at 4.8℃ in experimental pig house than comparison pig house. Also, UTC plenum temperature was showed that rose at an average 50.5℃ by operation of the control program.

무창돈사 내 무창기공형 집열기 제어 시스템 개발을 위한 기초적 연구

문병은,김희태,김종구,유영선,김현태 경상대학교 농업생명과학연구원 2016 농업생명과학연구 Vol.50 No.2

In this study, manufactured experimental pig house (two pig house) and compared thechanges in internal temperature and energy depending on the application of UTC control systemfor their utilizing of them as basic data for maintaining proper conditions for feedingenvironment and reducing heating energy depending on the UTC control system and programdevelopment, prior to applying the UTC system into pig house, representative agriculturalfacility. The control system ranges T1∼T4 which is made to control a total of five outputsignals O1∼O5 in the way of On/Off by using the algorithms of the program after measuringtemperature scored 4 of total. Temperature setting was controlled with 28.0℃ in experimentalpig house and 34.0℃ in UTC plenum, and output signal was controlled by comparing it withthe measured temperature. During 3 days, the maximum temperature were measured at anaverage 31.8℃ when operated the control system in pig house. At the same time, the maximumtemperature were measured 36.6℃ in comparison pig house, it was low temperature at 4.8℃ inexperimental pig house than comparison pig house. Also, UTC plenum temperature was showedthat rose at an average 50.5℃ by operation of the control program. 본 연구에서는 UTC 시스템을 대표적인 농업시설인 돈사에 적용하기에 앞서, UTC 제어 시스템 및 프로그램 개발에 따른 돈사 내 적정 사육 환경 유지 및 난방에너지 저감을 위한 기초자료로 활용하고자, 2동의 실험돈사를 제작, UTC 제어 시스템 적용에 따른 실험돈사 내부 온도 변화 및 에너지를 비교, 분석하였다. 제어 시스템은 T1∼T4, 총 4점의 온도를 측정 후 프로그램 내 알고리즘에 의해 O1∼O5, 총 5개의 출력 신호를 ON/OFF 방식으로 각각 제어하도록 구성하였다. 온도 설정은 실험돈사 내부 온도 28. 0℃, UTC 내부 온도 34.0℃로 설정하였고, 측정된 온도와 비교를 통해 출력 신호를 제어하였다. 3일간, 제어 시스템을 가동한 돈사의 경우 최고 온도는 평균 31.8℃로 측정되었다. 같은 시간, 비교돈사의최고 온도는 평균 36.6℃로 제어 시스템을 가동한 돈사의 내부 온도가 약 4.8℃ 낮은 것으로 나타났다. 또한 제어 프로그램의 가동에 따라 UTC 플레넘 최고 온도는 평균 50.5℃까지 상승한 것으로 나타났다.