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권진경 ( Jin Kyung Kwon ),김형권 ( Hyung Kwoen Kim ),김성헌 ( Seong Heon Kim ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
온실 환경 불균일에 의해 발생하는 공조기 과다운전, 생육 불균일에 따른 생산성 저하, 재배관리 어려움, 과습에 의한 병해충 등의 피해를 저감하기 위해 공기 순환팬을 사용하고 있으며 대부분 수평형 순환팬을 여러대 연달아 설치하여 온실 전체 공기를 순환시키거나 일부 수직형 순환팬을 설치하고 있다. 또한 작물 군락의 풍속을 적절히 제어하여 엽면경계층을 감소시키면 이산화탄소 흡수를 증진하여 광합성 속도를 증진시킬 수 있다. 본 연구에서는 기존 수평형 순환팬의 설계배치의 어려움과 성능저하를 개선하고자 온실 상부에 설치하여 수직방향으로 순환하는 확산기류를 생성할 수 있는 확산형 수직 순환팬을 설계하고 기초성능평가를 수행하였다. 순환팬은 직하부에 음압을 형성하여 상부로 기류를 끌어올리고 경사 회전익을 통해 끌어올린 기류를 하부로 보내 순환팬 하부에 상승-하강의 순환기류를 생성하도록 하였다. 시스템의 운용모드는 난방에 의한 온도성층화를 방지하기 위해 군락내의 상부온도센서와 하부온도센서의 온도차를 제어기에서 설정하여 일정 온도차가 발생하면 순환팬을 가동하는 난방모드, 상하부 온습도 차이를 제어기에서 설정하여 일정 수준 이상에 가동하는 균일화모드, 광합성이 활발한 일출~오후 1~2시까지 작물군락의 엽면에 적정 풍속을 조성하는 생육개선모드, 고온기 순환팬을 역방향으로 회전시켜 온실 상부의 공기를 천창을 통해 배출하는 환기모드 등으로 구성하였다. 확산형 순환팬은 초기 3개 시작기에서 모터용량 부족, 날개연결부 하중, 날개각도, 사각형암 등으로 항력증가 등으로 중앙부 상승기류가 발생하지 않았으나 9엽/각도고정/원형암 시작기에서 연기발생 시험을 수행한 결과 중앙상승기류 및 역회전시 상부로의 환기기류가 발생하는 것을 확인하였다. 측고 6.3m의 벤로형 유리온실에서 5.4m 높이에 설치한 시작기 기초시험을 통해 관행 수평형 순환팬, 수직 교반기에 비해 하부 기류 유속이 증가함을 확인하였다. 실증 적용을 위한 시작기 완성도 향상을 위해 고정구의 경량화, 암고정판 개선을 진행 중이며, 진동 감소를 위한 암길이 변경, 모터의 용량(280W)을 수행중이다.
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