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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 ( Namkyu Yun ),전종길 ( Jongkil Jeon ),백이 ( Yee Paek ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-
우리나라에서 여름철 주간에 온실 내부기온은 35℃ 이상의 고온상태가 지속되는 경우가 흔하게 발생하여 작물재배에 심각한 문제가 되고 있다. 이 때 건구온도에 의존하는 상대습도는 더욱 낮아져 50% 이하가 되는 경우가 많으므로 증발냉각원리를 이용한 온실 냉방법이 실용적으로 적용 가능한 것으로 알려져 왔다. 그 중에서 포그냉방은 상대적으로 경제적이면서도 효과가 좋아서 가장 많이 검토되고 있다. 그러나 포그냉방은 연속하여 분무를 하게 되면 상대습도의 증가를 초래하여 증발냉각효과를 충분히 얻지 못하는 경우가 많다. 이는 고온기에 온실의 환기량이 적어 온실 내부의 공기가 충분히 빨리 외부 공기와 교환되지 못하기 때문으로 환기량에 의존하는 포그냉방시스템의 문제점을 보여주는 예가 된다. 따라서 본 연구에서는 포그시스템의 분무시간과 정지시간의 조절을 통하여 낮은 환기율 조건하에서도 최소한의 수량을 분무하여 온실 내부의 과습을 방지하여 포그에 의한 증발냉각효과를 향상시킬 수 있는 제어 조건을 구명하고자 하였다. 포그의 분무시간과 정지시간은 1분에서 5분까지 매 분 단위로 조합하여 총 25개의 제어조건에 대해 실험을 수행한 결과, 온실 내부의 기온은 5℃까지 포그 작동 중에 냉각되었다가 포그 분무가 정지된 직후 다시 상승하는 주기적인 반복 경향을 나타내었다. 전적으로 자연환기에 의존하면서 포그 분무에 의해 실내기온을 5℃ 냉각시키기 위해 분무된 물의 양은 0.25L· h<sup>-1</sup>· m<sup>-2</sup>이었다. 이때 포그 분무는 1분 동작 후 4분 정지를 반복하는 조건이었다. 시험 결과· 포그 분무를 멈추고 5분까지의 시간 간격을 두어도 실내기온의 상승은 1℃ 이내로 나타났는데 이는 실내에 잔류하고 있는 수증기 입자의 지속적인 증발에 의한 냉각과 환기에 의한 영향으로 판단되었다. 따라서 환기 조건 및 실외 공기의 상대습도 조건을 고려하여 포그 분무 및 작동 정지 시간을 1~5분 이내로 설정하여 최소한의 분무로 실내기온을 5℃ 정도 냉각하면 작물의 고온장애를 최소화하여 재배할 수 있을 것으로 판단된다. This study is performed to ascertain the evaporative cooling effect of fog-fan system in naturally ventilated single span greenhouse. Fog system was controlled to work by periods with twin timers. Under natural ventilation, air temperature by evaporative cooling was fallen 5℃ than before the fog system working in greenhouse by spending water about 0.25L· h<sup>-1</sup>· m<sup>-2</sup>. After fog working, indoor temperature was rised within 1℃ under 5 minute OFF. Working the fog system by periods within 5 minute is expected to avoid a plant growth difficulty by high temperature as spend water minimally.
기능성 필름의 광투과율에 따른 유리온실의 에너지절감 효과 추정
윤남규 ( Nam Kyu Yun ),김형권 ( Hyung Kweon Kim ),권진경 ( Jin Kyung Kwon ),오성식 ( Seong Sik Oh ),김영화 ( Young Hwa Kim ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2
유리온실에 부착하여 적외선 영역의 광을 선택적으로 차단함으로써 고온기 냉방부하 및 저온기 난방부하를 절감할 수 있는 기능성 필름을 선택하기 위해 70% 이상의 가시광 투과율을 가진 10종의 기능성 필름에 대한 파장대별 광투과율을 측정하였다. 실험에 사용된 10종의 기능성 필름 중 6종은 현재 시중에 판매되고 있는 제품으로 공시 광투과율이 70%로 낮으므로 제조업체와 협의하여 광투과율이 75%인 제품 1종과 80%인 제품3종을 추가로 제작하여 각각의 광투과율을 측정하였다. 또한 이들 필름을 부착한 유리온실의 냉방부하와 난방부하를 계산하고, 연간 에너지 소비량을 비교함으로써 에너지 절감 효과를 비교·분석하였다. 기능성 필름 종류별 광투과율 측정 결과, 가시광(400~700nm) 투과율은 67.2%~86.5%이고, 자외선(380~400nm) 및 근적외선(780~3,000nm) 투과율은 각각 4.7%~39.6% 및 8.3%~41.9%이었다. 동일한 실험에서 유리의 경우 영역별 광투과율은 가시광 92.1%, 자외선 86.3%, 근적외선 82.6%이었다. 이들 10종의 기능성필름을 투광성과 단열성을 기준으로 3가지 유형으로 구분하고 각각의 유형에 속한 샘플들 중 가장 우수한 특성을 가진 것을 선발하여 유형별 기능성 필름 3종을 선정하였다. 기능성 필름의 유형은 가시광 투과율이 높은 투광형(가시광 투과율 86.5%, 근적외선 차단율 72.5%), 근적외선 차단율이 높은 단열형(가시광 투과율 77.3%, 근적외선 차단율77.4%), 가시광 및 근적외선 투과율이 각각 투광형과 단열형의 중간 정도인 일반형(가시광 투과율 75.9%, 근적외선 차단율 78.0%)으로 구분하였다. 이 3가지 유형의 기능성 필름을 부착한 유리온실의 냉방부하와 난방부하를 계산하고, 필름을 부착하지 않은 일반 온실과 비교함으로써 각각의 에너지절감 효과를 추정하였다. 지역별 비교를 위해 2019년 수원, 춘천, 강릉, 대전, 전주, 광주, 대구, 부산, 제주 등 전국 9개 지역의 전천일 사량, 기온 등의 기상자료를 이용하여 측고 5m인 벤로형 유리온실 1ha의 냉방부하 및 난방부하, 연간 에너지 소비량을 계산하였다.
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.