축소 유로내의 두 평행 유동에 대한 해석

권진경(Jinjyung Kwon),김태욱(Taewook Kim),김진현(Jinhyun Kim),김재열(Jaeyeol Kim) 한국추진공학회 2006 한국추진공학회지 Vol.10 No.4

파프리카 재배 벤로형 유리온실에서 난방에너지 절감 패키지 기술 적용효과

권진경(Jin Kyung Kwon),전종길(Jong Gil Jeon),김승희(Seung Hee Kim),김형권(Hyung Gweon Kim) (사)한국생물환경조절학회 2016 생물환경조절학회지 Vol.25 No.4

본 연구에서는 유리온실 경영비 절감을 위한 고효율 난방기술을 개발하기 위하여 지하수열원 히트펌프, 알루미늄 다겹보온커튼, 근권부 국소난방장치를 조합한 난방패키지 모델을 구성하고 파프리카 재배 벤로형 유리온실에 적용 시험을 수행하였다. 적용효과 분석을 위하여 관행 경유온수보일러와 일반 보온커튼을 설치한 대조구 온실과 비교시험을 통해 온실환경, 난방비용, 작물생육 등을 검토하였다. 알루미늄 다겹보온커튼과 일반 부직포 보온커튼을 설치한 온실에 대한 무가온 조건에서의 야간온도 비교시험에서 알루미늄 다겹보온커튼 설치 온실의 온도가 일반 부직포 보온커튼 설치 온실에 비해 평균 2.2℃ 더 높게 유지됨을 확인하였다. 또한 근권부 국소난방장치를 설치한 온실에서 미설치 온실에 비해 야간난방 중의 베드내부 근권온도가 4.7℃ 더 높게 유지됨을 확인하였다. 난방패키지를 구성하는 지하수열원 히트펌프의 난방성능을 분석한 결과 지하수를 직접 열원으로 이용하는 시스템 특성상 난방성능계수는 평균 3.7로 비교적 높게 나타났다. 난방패키지를 적용한 처리구 온실과 관행 난방의 대조구 온실에 대하여 연료소비량을 계측한 결과 10a(1,000㎡)당 대조구 온실은 경유 14,071L, 전력 364㎾h를 소비하였고, 처리구는 전력 35,082㎾h를 소비하여 난방비용 기준으로 대조구 온실의 비용 절감율은 87%로 나타났다. 처리구 및 대조구 온실의 작물생육을 비교한 결과 초장과 엽록소 함량에서 차이가 발생하였으나 두 온실의 난방온도가 거의 동일하므로 전체적인 생육은 큰 차이가 없는 것으로 분석되었다. 원예시설의 난방에너지 절감효과를 극대화하기 위해서는 본 연구의 난방패키지를 구성하는 개별 기술뿐 아니라 이미 개발된 고효율 공조기 이용기술, 보온성 향상기술, 온도관리 기술 등을 지역, 시설, 작목, 작형 등에 최적화하여 조합할 수 있는 추가적 패키지 모델의 개발 연구가 필요한 것으로 판단되었다. Glasshouse heating package technologies to improve energy usage efficiency in winter were developed. Heating package was composed of the ground water source heat pump with heating capacity of 105㎾, the aluminum multi-layer thermal curtain with six layers of different materials and the root zone local heater with XL pipes of φ 20㎜. Venlo type glasshouse(461㎡) with the heating package was compared with the same type and area control glasshouse with the light oil boiler, the usual non-woven fabric thermal curtain with respect to the glasshouse inside temperature, relative humidity, crop growth, and heating energy consumption. The results of test in paprika cultivation glasshouses showed that the air temperature inside glasshouse with aluminum multi-layer thermal curtain was maintained 2.2℃ higher than that of control glasshouse in un-heating night time and the temperature in bed with root zone local heating was 4.7℃ higher than that in bed without local heating. Average heating coefficient of performance(COP) of the ground water source heat pump used in paprika cultivation was 3.7 and the glasshouse inside temperature was maintained at 21℃ of heating set up temperature. The heating energy consumptions per 10a were measured at 14,071L of light oil and 364㎾h of electric power for the control glasshouse and 35,082㎾h for the glasshouse applied heating package. As results, the heating cost of the glasshouse applied heating package was 87 percent lower than that of control glasshouse. The growths of paprika in glasshouses of control and applied heating package did not show any significant difference.

온실 기간난방 부하 예측 프로그램 개발

권진경 ( J. K. Kwon ),문종필 ( J. P. Moon ),윤남규 ( N. G. Yun ),이수장 ( S. J. Lee ),설상훈 ( S. H. Seol ),김경자 ( K. J. Kim ),홍승철 ( S. C. Hong ) 한국농업기계학회 2011 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.16 No.2

제초제 2,4-D 분해관련 유전자의 식물체 도입 및 발현분석

권진경(Jin Kyung Kwon),유재웅(Jae Woong Yu),조화진(Hwa Jin Cho),김병동(Byung-Dong Kim) 한국원예학회 1996 한국원예학회 학술발표요지 Vol.14 No.2

전기발열체 난방기 및 유류온풍 난방기의 단동온실 난방 특성 비교

권진경(Jin Kyung Kwon),김승희(Seung Hee Kim),신영안(Young An Shin),이재한(Jae Han Lee),박경섭(Kyeong Sub Park),강연구(Youn Koo Kang) (사)한국생물환경조절학회 2017 생물환경조절학회지 Vol.26 No.4

본 연구에서는 서로 다른 열전달 특성을 가진 탄소섬유 전기발열체와 경유온풍난방기가 온실 내부의 온습도, 에너지소비, 작물생육 등에 미치는 영향을 분석하기 위해 오이 재배 단동온실에 대한 난방 비교시험을 수행하였다. 전기발열체 온실에서 난방용량이 온실 환경과 난방기 운전에 미치는 영향을 분석하기 위해 온실에 6, 9, 16kW의 전력을 각각 공급한 결과 전기발열체 ON-OFF 주기는 각각 9, 11, 15회로 비례하여 증가하였으며 온실내부 평균온도는 각각 15.2, 15.3, 15.6℃, 평균상대습도는 84, 81, 76%로 나타나 난방 용량이 클수록 온실내부 온도는 높고, 상대습도는 낮게 나타났다. 또한 6, 9kW가동 시 하부온도가 상부보다 0.1℃ 높았으며 16kW 가동 시는 상부 평균온도가 하부보다 0.2℃ 높았다. 전기발열체와 경유온풍난방기의 비교 시험에서는 난방 시 온실상부와 하부의 온도차가 전기발열체 온실이 0.1~0.2℃로 경유온풍난방기 온실의 0.5~0.6℃보다 작았으며, 온실 상류와 하류의 온도차는 전기발열체 온실이 0~0.1℃로 경유온풍난방기 온실의 1.3~1.4℃보다 작아 정밀한 온도관리가 가능하였다. 난방기간 동안 사용한 에너지사용량은 경유온풍난방기 온실이 경유 867L를, 전기발열체 온실이 전력량 8,959kWh를 사용하였으며, 난방비용은 각각 607천원과 403천원이 소요되어 전기발열체 온실에서 약34%의 비용절감 효과가 있었다. 전기발열체 온실의 경우 상대적으로 군락 상하부의 환경관리가 균일하여 초장을 비롯한 전반적 생육상황이 경유온풍난방기 온실보다 좋았으나 통계적으로 유의한 차이는 없었으며, 수확량 역시 전기발열체 온실의 작물군락 하부 온도가 경유온풍 난방기 온실보다 1.3℃ 더 높게 관리되어 4.3% 증수효과가 있었으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 원예시설의 최적 난방 관리를 위해서는 각 난방기의 열전달 특성에 기초하여 난방기 용량, 배치, 열분배 방법에 대한 설계가 요구되며, 전열선 형태의 난방기 역시 작물형상 및 재배방법을 고려하여 전열선의 개수, 위치, 방열온도 등에 대한 설계가 필요한 것으로 판단되었다. The comparative experiments were conducted for single span greenhouses where cucumbers were cultivated to analyze the effect of heating between a carbon fiber electric heating element heater and an oil hot air heater in terms of the inside climate, energy consumption and plant growth. In order to analyze the effect of heating capacity, 6, 9, and 16 kW of electric powers were supplied to the electric heating element for same setting temperature of 15?. As a result, as the heating capacity increased, the number of ON-OFF cycles of the electric heating element and the temperature inside the greenhouse increased proportionally. In the comparison of two heaters, it was shown that the temperature and relative humidity distributions of the electric heating element installed greenhouse was much uniform than those of the oil hot air heater installed greenhouse. The heating energy consumptions during the heating period of 79 days were 867L for the oil hot air heater and 8,959 kWh for the electric heating element heater, and the heating costs were 607 and 403 thousand won respectively. In the electric heating element installed greenhouse, the cucumber growth was slightly better and the yield was 4.3% higher than those of the oil hot air heater installed greenhouse, but there were no statically significant difference in the cucumber growth and yield between greenhouses.

원예시설 열손실 진단 시스템 개발

권진경 ( J. K. Kwon ),문종필 ( J. P. Moon ),이성현 ( S. H. Lee ),성제훈 ( J. H. Seong ),이수장 ( S. J. Lee ),최병민 ( B. M. Choi ),김경자 ( K. J. Kim ) 한국농업기계학회 2012 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.17 No.1

고온기 환기 향상을 위한 온실 측고 결정

권진경 ( Jin Kyung Kwon ),최덕규 ( Duck Kyu Choi ),박민정 ( Min Jung Park ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2

이상기후로 인한 폭염 및 여름일수 증가로 시설원예 작물에서 다양한 고온장해가 발생하고 있어 시설의 주년 생산성과 작기연장에 장해요인이 되고 있다. 온실의 냉방은 하절기 과도한 냉방부하로 인해 히트펌프, 칠러 등의 적극적 냉방은 제한적이며 환기, 차광, 기화식 냉방 등의 소극적 냉방이 주로 활용되고 있다. 환기는 자연환기와 강제환기로 분류되며 자연환기는 가장 경제적으로 환경조절이 가능한 공조방법으로 외기풍속에 따라 중력환기와 풍력환기로 대별된다. 일반적으로 온실높이(천창높이)가 증가할수록 굴뚝효과에 의한 중력환기의 증가와 대기경계층 상층기류 유입으로 인한 풍력환기의 증가가 기대된다. 한편 온실은 동고가 증가할수록 설계풍속 및 설하중에 대응하기 위해 구조재의 보강이 요구되며 이는 설치비의 증가로 이어지므로 환기향상을 기대하여 온실 높이를 확대하는 것은 한계가 있다. 본 연구에서는 환기효율과 온실 설치비를 모두 고려하여 하절기 운용을 위한 연동온실의 적정 측고를 선정하고자 하였다. 환기분석은 CFD를 이용하여 온실 측고별 자연환기 해석을 수행하였으며 구조해석은 기본도면을 이용하여 자재, 안전율, 기초를 반영, 하중조합에 따른 해석을 수행하여 온실 측고별로 구조안전성을 충족하는 구조재중량을 산정하였다. 대상온실은 연속형 천장을 가지는 19-연동-3이며 측고 5~8m에 대해 CFD 해석 및 구조해석을 수행하여 환기효율 증가율 및 구조재중량 증가율을 분석하여 측고를 선정하였다. 온실 측고별로 외풍속 0.5m/s, 1.5m/s, 3.0m/s에 대한 자연환기 CFD 해석 결과 저풍속 및 고풍속 영역에서 측고 7, 8m에서 상대적으로 온실 온도저감효과가 큰 것으로 나타났다. 전주지역 설계기준(30m/s, 26cm)으로 2가지 기둥간격 및 6가지 하중조합에 대한 구조해석을 수행한 결과 구조안전성을 만족한 온실 측고별 구조재중량 증가율은 측고 7m에서 가장 유리한 것으로 나타났다.

제초제 2,4-D 분해관련 유전자의 식물체 도입

권진경(J. K. Kwon),유재웅(J. W. Yu),조화진(H. J. Cho),가종억(J. O. Ka),김병동(B. D. Kim) 한국원예학회 1996 한국원예학회 학술발표요지 Vol.14 No.1

열회수환기 및 순환팬의 무가온 감귤온실 환경개선 효과

권진경 ( Jin Kyung Kwon ),강석원 ( Suk Won Kang ),백이 ( Yee Paek ),문종필 ( Jong Pil Moon ),장재경 ( Jae Kyung Jang ),오성식 ( Sung Sik Oh ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1

가온재배 감귤은 2,000년대 후반의 고유가와 출하경쟁에 따른 품질하락을 경험하면서 무가온 시설이 3,200ha까지 확대되었으나 최근의 이상기후 빈발로 개화기 및 착과기의 냉해, 습해와 하절기의 고온장해에 노출되어 있다. 본 연구에서는 서귀포시 소재의 만감류 농가 2개소의 무가온 감귤온실을 대상으로 난방기 부착형 열회수형 환기장치와 풍향가변형 순환팬을 적용하여 동/하절기의 무가온 감귤온실의 적용성을 분석하였다. 열회수형 환기장치와 순환팬을 모두 설치한 농가의 경우 동절기 평균온도는 열회수형 환기 온실이 상부 9.5°C, 하부 9.2°C로 순환팬 온실의 8.2°C, 8.8°C보다 높았으며 평균상대습도는 78.4%, 79.4%로 순환팬 온실의 82.1%, 78.9%보다 낮아 열회수형 환기장치의 적용성이 높았다. 주간온도는 열회수형 환기 온실>유동팬 온실>외기온, 야간은 외기온>열회수형 환기>유동팬의 순서로 나타났으며 열수형 환기장치의 경우 온실기온이 1°C에 접근했을 때 난방기가 수차례 가동되어 기온역전현상에도 불구하고 1°C 이상을 유지하였으나 순환팬 온실은 상부가 -1°C까지 냉각되었다. 풍향가변형 순환팬을 설치한 농가에서 하절기 환경을 분석한 결과 유목영역은 상방운전이, 성목영역은 하방운전이 유효한 것으로 분석되었다. 동절기에는물 군락 평균온도가 대조영역 9.9°C, 순환팬 성목영역 8.9°C, 순환팬 유목영역 7.7°C로 나타났으며 평균상대습도는 대조 83.6%, 성목 84.1%, 유목 88%로 나타나 야간의 순환팬 가동에 의한 열손실을 확인하였다.

수경재배 양액 냉각 시스템 성능 평가

권진경 ( Jin Kyung Kwon ),이시영 ( Si Yeong Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.1

하절기 고온환경은 시설원예 작물에 다양한 생리장해를 유발하며, 최근 기후변화로 인한 여름일수 증가, 혹서의 빈발로 냉방관련 기술 수요가 급증하고 있다. 엽채류는 대부분 호냉성 작물로 생육적온이 15∼20℃이며 30℃ 이상에서는 발아와 잎의 분화가 정지되고 무기양분 흡수가 저하되어 여름작형이 어려우며 계절적 가격변동이 매우 크다. 따라서 고온기 엽채류 수경재배에 적합한 양액 냉각기술을 개발하여 시설 주년활용도를 높이고 안정생산을 위한 기반기술을 확보할 필요가 있다. 본 연구에서는 양액을 회수하는 양액탱크, 냉각된 양액을 저장하는 버퍼탱크, 양액탱크와 퍼버탱크로부터 양액을 혼합하여 냉각기로 공급하는 삼방밸브, 삼방밸브의 출구의 온도센서, 혼합된 양액을 냉각하여 버퍼탱크로 공급하는 냉각기, 펌프 등으로 구성된 고효율 양액냉각 시스템을 개발하여 성능평가를 수행하였다. 시험온실(1ha)의 양액냉각 부하에 대응하기 위해 관행 냉각방식의 약 50% 냉방용량인 140kW의 공기 대 물 형식 냉각기와 250톤의 양액탱크에 대응한 15ton 버퍼탱크, 순환펌프(600W·287LPM·2대)를 적용하였다. 버퍼탱크 설정온도를 기준으로 삼방밸브 출구온도에 따라 버퍼탱크 개도율을 10∼50%, 양액탱크쪽 개도율을 90∼50% 조절하도록 삼방밸브의 개도율을 비례제어 하였다. 양액냉각성능은 외기온 35℃, 온실기온 42℃ 조건에서 버퍼탱크 양액온도 18∼20℃, 재배베드 양액온도는 20∼25℃를 안정적으로 유지하였으며 상온양액공급 대비 14℃ 낮은 온도를 유지하였다. 1차 재배시험(7월 20일 정식, 8월 17일 수확, 라리크 상추)에서 양액냉각구가 대조구 대비 초장, 엽장, 엽폭, 근장, 근주, 근장, 생체중이 각각 19, 22, 30, 121, 28, 121, 157% 높게 나타나 안정적 뿌리생장점 세포분열과 생육개선 효과를 확인하였다. 2차 재배시험(8월 20일 정식, 9월 14일 수확, 로메인상추)에서 양액냉각구는 대조구 대비 초장, 근장, 근주, 엽수, 엽면적, 생체중, 건체중, 광합성 속도, 근활력이 각각 3, 123, 12, 21, 12, 21, 7, 22, 71% 높게 나타났으며, 엽장, 엽폭은 각각 2, 6% 작게 나타났으나 극고온기 대비 효과는 상대적으로 낮게 나타났다. 3차 재배시험(9월 21일 정식, 10월 14일 수확, 버터헤드 상추)에서 초장 8%, 근주 14%, 광합성속도 29%, 근활력 38%가 통계적으로 유의한 생육개선 효과로 나타났으나, 엽장 4%, 엽폭 0%, 근장 10%, 엽수 2%, 엽면적 2%, 생체중 7%로 통계적으로 유의한 범위가 아니었다. 이는 기온 하강으로 대조구 대비 양액냉각의 효과가 감소하며, 특히 재배 후반기에 대조구 온실의 기온과 양액 온도가 10℃ 이하로 충분히 감소한 영향으로 판단되었다.