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공기주입 이중피복 플라스틱온실의 공기주입장치 설계를 위한 기초실험
이현우,남효석,심상연,남상운,김영식,Lee, H.W.,Nam, H.S.,Sim, S.Y.,Nam, S.W.,Kim, Y.S. 한국농공학회 2009 한국농공학회논문집 Vol.51 No.5
This study was conducted to provide fundamental data for design of air inflating apparatus of air-inflated double-layer plastic greenhouse. The variation of static pressure in air tube for different fans and filters, filtering performance for various kinds of filters and destruction phase of experimental greenhouse collapsed by excessive static pressure in air space were analyzed. The general type of forward centrifugal fan was recommended for inflating air space in air-inflated double-layer plastic greenhouse. The experimental greenhouse was collapsed down by excessive static pressure just like fallen by heavy snow load acting on it. The static pressure in air tube without filter decreased linearly as the number of outlet openings increased. But the pressure in air tube with filter declined quadratically, the decremental ratio diminished by the increase of outlet openings. The higher filtering efficiency and the greater decrements of static pressure in air tube, the larger capacity fan was required for maintaining proper static pressure in air space. Because the porosities of filter were blocked by dust as time goes by, the static pressure in air tube with filter decreased. The higher filtering efficiency, the less decremental ratio of static pressure in air tube as time passes by. Considering the filtering efficiency, decrement of static pressure and thickness of filter, the 5mm thickness filter of 75% efficiency was recommended for air inflating filter of air-inflated double-layer plastic greenhouse.
플라스틱온실의 피복방식에 따른 보온성능 및 광환경 평가
이현우 ( H. W. Lee ),김영식 ( Y. S. Kim ),심상연 ( S. Y. Sim ),이종원 ( J. W. Lee ),소레이멘디옵 ( S. Diop ) 한국농공학회 2013 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2013 No.-
본 연구는 우리나라 상업용 온실의 보온성능 및 광투과 성능을 개선할 수 있는 피복방식을 결정하는데 필요한 자료를 제공하기 위하여 토마토 재배용 실험온실의 세 가지 피복방식에 대한 보온효과 및 광투과 특성을 평가하였으며 결과를 요약하면 다음과 같다. 공기주입 이중피복온실과 관행 이중피복온실의 관류열손실량이 거의 비슷한 것으로 나타났으나 외부기온이 비슷할 때 피복재와 보온커튼 사이의 온도가 공기주입 이중피복온실이 더 낮게 나타난 것은 공기주입 이중피복온실의 경우 나비식 천창의 틈새로 인한 환기전열손실이 크기 때문인 것으로 판단된다. 따라서 공기주입 이중피복온실에서 나비식 천창을 사용할 경우 틈새 환기전열손실을 줄일 수 있는 대책이 수립되어야 할 것으로 판단된다. 일중피복온실과 관행이중피복온실의 관류열전달계수에 대한 온실실험결과와 모형실험결과를 비교한 결과 모두 비슷한 값을 나타내었다. 이러한 결과는 측정된 관류열전달계수가 타당성 있는 값임을 보여주는 것이며 향후 온실의 난방설계시 직접 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 공기주입 이중피복온실이 비록 일중피복온실보다는 광투과율이 낮으나 동일한 이중피복온실인 관행이중피복온실보다 광투과율이 높기 때문에 보온을 위해서 이중피복을 설치할 경우에 광투과율을 확보하기 위해서는 공기주입 이중피복방식을 채택하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 공기주입 이중피복온실에 비해 일중피복온실의 피복재 내부표면에서 발생하는 결로량이 큰 이유는 일중피복온실의 피복재 내부표면온도가 훨씬 낮기 때문에 피복재에서의 포화습도가 작아져 내부공기의 절대습도와의 차이가 증가하기 때문인 것으로 판단된다.
플라스틱 온실의 포차변화 및 피복재 표면의 결로발생 분석
이현우 ( H. W. Lee ),김영식 ( Y. S. Kim ),소레이멘디옵 ( S. Diop ),심상연 ( S. Y. Sim ) 한국농공학회 2012 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2012 No.-
본 연구는 이중피복 온실에 대하여 겨울철 난방기간 중 온실내부의 온습도 환경을 분석하여 피복재 및 엽면의 결로발생을 억제할 수 있는 방안을 구명하기 위하여 수행되었다. 실험온실의 크기는 폭 23.0 m, 측고 3.0 m, 동고 4.9 m, 길이 24 m이다. 3연동의 토마토 재배온실에 대하여 겨울철 난방기간 중 온실 내외부의 온습도 및 피복재 표면온도를 측정하였다. 온실 내외부의 온습도 변화에 따른 피복재의 표면온도 변화를 분석하였고, 야간에 피복재와 보온재 사이의 온습도 변화 및 피복재 결로발생 현상을 분석하였다. 또한 온실내부의 포차변화를 분석하였다. 온실내부의 상대습도의 변화는 오후에 온도가 낮아짐에 따라 증가하기 시작하여 19시경에 약 100%에 도달한 후 일정한 값을 유지하다가 오전에 일출과 함께 온도가 증가함에 따라 감소하였다. 거의 커튼을 닫는 시점에서 피복재의 온도가 노점온도 이하로 낮아지기 시작하기 때문에 커튼을 닫음과 동시에 제습기를 사용하여 지붕과 커튼 사이 공간의 공기에 함유되어 있는 수증기를 제거한다면 지붕의 내부피복재의 안쪽에서 발생하는 결로를 억제할 수 있을 것으로 판단된다. 본 실험온실에서 온실길이를 50m로 가정하였을 때 커튼과 지붕사이의 공간체적은 약 1,330m3이 된다. 커튼을 닫은 시점인 17시 경에 커튼과 지붕피복재 사이의 내부온도가 25℃이고 상대습도가 52%이므로 노점온도가 14.5℃가 되어 피복재온도와 거의 같아지게 되어 결로가 시작되는 것으로 나타났으며, 이때 커튼과 지붕피복재 사이의 절대습도는 약 0.010283kg·kg-1이며 총 수증기량은 약 16L로 계산되었다. 내부온도가 3℃로 최저가 되는 5시경에 피복재온도인 -0.5℃보다 노점온도를 낮게 유지하여 결로가 발생하지 않도록 하기 위해서는 절대습도가 0.003621kg·kg-1보다 낮게 유지 되어야 하며 이때 총수증기량은 약 6L로 계산되었다. 따라서 이 경우에 결로를 방지하기 위해 제거해야 할 수증기의 량은 총 10L인 것으로 나타났다. 환경조건에 따라 결로 방지를 위해 제거해야할 수증기량은 다소 차이는 있겠지만 계산결과 온실규모에 비해 제거해야할 총 수증기량이 많지는 않기 때문에 저온에서 습기를 제거할 수 있는 경제적인 제습기술이 개발된다면 결로문제는 해결이 가능할 것으로 판단된다. 야간의 포차는 2년 모두 0.2 kPa 보다는 크나 0.43 kPa 보다는 작게 나타났다. 실험온실의 경우 포차가 병 발생을 유발하기 쉬운 한계포차인 0.2 kPa 보다 더 크게 유지되어 온습도환경이 양호한 것으로 판단되었다. 주간의 포차는 2012년의 경우 1.7 kPa 이하로 낮게 유지되어 2011년에 비해 온습도 관리가 잘된 것으로 분석되었다.