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- 저자 : Geumchoon Kang(강금춘) (검색결과 11 건)
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강금춘 ( Geumchoon Kang ),진병옥 ( Byungok Jin ),김형권 ( Hyunggweon Kim ),문종필 ( Jongpil Moon ),이태석 ( Taeseok Lee ),오성식 ( Sungsik Oh ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-
우리나라 전체의 시설원예 면적은 2015년 현재 55,015 ha로서 이중 비닐하우스가 54,404 ha로 전체의 98.9%, 유리온실이 403 ha로 0.7%를 차지하고 있다. 겨울철 원예시설에서 작물을 재배하기 위한 가장 우선적이며 적극적으로 고려해야할 분야가 내부의 온도를 효율적으로 보존할 수 있게 해주는 보온성 향상기술이다. 연동형 온실에서 사용하고 있는 보온재로는 다겹보온재가 38.8%, 부직포가 37.7%, 알루미늄 스크린 6.6%를 차지하고 있으며, 단동형 온실에서도 다겹보온재를 전체의 14.0%에서 사용하고 있다. 최근 시설원예에서 보온용 커튼으로 사용이 증가하고 있는 다겹 보온재는 부직포, 화학솜 등을 여러 겹으로 조합하여 제작하는데 부피와 중량이 커서 취급이 불편하고 개폐를 위한 동력이 많이 소비되는 등 단점을 지니고 있다. 또한 시설내부에 커튼 형태로 설치된 보온재는 상하부 온도차에 의한 결로 발생 및 물방울 낙하로 작물에 피해를 야기할 뿐만 아니라 보온재 내부로의 수분 유입으로 단열성능 저하가 우려되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 원예시설에서 점차 사용이 증가하고 있는 다겹보온재의 단점을 보완하고 보온효율을 향상 시키고자 고효율 단열소재인 Aerogel을 첨가하여 제작된 Meltblown 소재의 단열재와 중공사 부직포의 조합방법에 따른 열관류 특성을 비교 분석하였다. 열관류 특성 분석을 위한 시험용 챔버는 1,000㎜×1,000㎜×900㎜(W×D×H) 크기의 정육면체 형태로 측면 및 바닥면을 각각 열전도율이 0.028W/mK인 50㎜ 두께의 압축발포폴리스티렌을 사용하였고 윗면에는 시험재료를 설치, 고정할 수 있도록 제작하였다. 챔버 내부의 열량 공급은 600W 용량의 전기히터를 이용하였으며, 바닥 하단 중앙부에 설치하고 내부의 공기온도 분포를 균일하도록 하기 위하여 상, 하 방향으로 5V 용량의 소형 송풍팬을 각각 1대씩의 설치하였다. 본 시험에 사용된 보온재는 sample 1(Aerogel meltblown(80 g/㎡)+중공사 부직포(80 g/㎡)), sample 2(중공사 부직포(80 g/㎡)+Aerogel meltblown(80 g/㎡)+중공사 부직포(80 g/㎡)), sample 3(Aerogel meltblown(80 g/㎡)+Aerogel meltblown(80 g/㎡)+중공사 부직포(80 g/㎡))인 조합형 보온자재를 선택하였다. 실험실 내부온도 23.5±0.3℃, 상대습도 70.7±1.6% 조건에서 챔버 내부의 온도가 60.3℃ 일 때 보온재의 표면온도는 sample 1 39.3℃, sample 2 42.3℃, sample 3 36.6℃로 각각 나타나 sample 3가 타 sample 대비 2.7~5.7℃가 낮은 것으로 나타났다. 또한 챔버 내부와 실험실 내부온도차가 10~36℃ 일 때 평균 열관류계수는 sample 1 158.2 W/㎡K, sample 2 162.2 W/㎡K, sample 3 149.8 W/㎡K로 sample 3가 단열성이 가장 우수한 것으로 나타났다.
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강동현 ( Donghyeon Kang ),최덕규 ( Duckkyu Choi ),강금춘 ( Geumchoon Kang ),박민정 ( Minjung Park ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.1
채소묘에 대한 육묘와 재배의 분리는 1990년대 중반 육묘장이 만들어지며 시작되었고, 최근에는 대부분의 농가에서 모종을 구매하는 방식으로 전환되었다. 이러한 육묘과정에서 결정되는 묘소질은 정식 이후 작물 생육, 수확량 등에서 큰 차이를 보이는 원인이 될 수 있다. 생육관리 중 작물의 뿌리 활착 및 묘소질 향상을 위한 수분 관리가 불량할 경우 모종에 스트레스를 주게 되어 작물의 초장이 이상적으로 길어지거나 작물의 생육 정지, 정식 후 뿌리 활착 및 착과 불량 등을 초래할 수 있다. 또한 육묘장내에서는 다양한 품종, 생육기간 및 트레이를 사용하고 있어 모종 마다의 적당한 수분관리가 곤란하다. 이렇게 다양한 상황을 해결하기 위해서는 재배상 단위의 모종에 대한 수분스트레스를 측정하고, 스트레스에 맞는 관수 수행을 통해 가능할 것으로 판단되다. 이에 본 연구에서는 초분광 영상을 이용하여 모종의 수분스트레스를 3단계로 결정하는 시스템을 탑재한 스마트 관수 장치를 개발하고 그 성능을 분석하였다. 재배상에서 재배되는 토마토와 오이 모종에 대한 초장을 분석한 결과 중심부의 모종이 가장자리의 모종보다 약 최대 3배까지 차이가 발생하는 것으로 조사되었다. 이러한 이유는 육묘장 내 복도에서 발생되는 공기의 흐름으로 인해 발생하는 가장자리부분의 모종 뿌리부분의 건조가 빨리 진행되기 때문인 것으로 판단된다. 따라서 개발된 관수장치는 노즐적정 설계를 통해 가장자리부의 관수량이 중앙부 대비 150%이상 관수될 수 있도록 개발하였다. 또한 재배베드의 가장자리 중심으로 분석된 양단의 육묘 모종 수분스트레스 인식시스템 신호 의거하여 일측 3단계씩 총 6단의 변량관수가 가능하도록 개발하였다. 제어는 재배상 위를 전진하면서 초분광 카메라가 정확한 위치에서 촬영할 수 있도록, 정확한 위치에서 정지하고, 촬영 후 다시 이동할 수 있도록 하였고, 전체 촬영 후 영상처리장치에서 보내준 신호에 의거하여 후진하면서 관수하도록 프로그램하였다. 스마트 관수장치를 이용하여 모종 재배시험을 실시한 결과 기존 중앙부와 가장자리부의 초장의 차는 최대 0.8배 차 발생으로 큰 차이가 발생하지 않는 것으로 조사되었다.
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진병옥 ( Byungok Jin ),강금춘 ( Geumchoon Kang ),김형권 ( Hyunggweon Kim ),문종필 ( Jongpil Moon ),이태석 ( Taeseok Lee ),오성식 ( Sungsik Oh ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-
우리나라 전체 시설원예 면적은 2015년 기준으로 55,015ha이며, 그중 가온면적은 17,838ha로 전체의 약 32.4%가 가온재배를 하고 있는 실정이다(농림축산식품부. 2015). 가온방법으로는 등유 등 유류를 이용한 난방이 약 83%로 유류 의존도가 매우 높은 실정이며, 시설재배 농가에서는 유가변동에 민감할 수밖에 없다. 이러한 상황에서 앞으로 고유가상황이 계속될 것으로 전망되며, 농가에 경제적 부담을 줄일 수 있는 난방에너지 절감대책이 시급한 실정이다(이시영 외5인 2003). 난방에너지를 절감하기 위해서는 다양한 방법이 있지만, 그중 대표적으로 사용되는 방법이 보온커튼을 사용하여 온실내부에서 외부로 손실되는 열을 차단하는 것이다. 보온커튼은 많은 농가에서 사용하고 있지만, 다양한 제조사들과 단열재간의 조합에 따른 다양한 종류가 있어 농가에 필요한 최적의 보온커튼을 결정하는데 어려움이 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 시중에 판매되고 있는 대표적인 보온커튼의 열관류 특성을 알아보기 위하여 Hot box를 제작하여 실험을 실시하였다. 실험은 실내온도 22.5±0.5℃, 상대 습도 75±5% 조건에서 실시하였으며, Hot box는 1,000mm×1,000mm×900mm(W×D×H)로 제작하고 외부로 빠져나가는 열을 최소화하기 위하여 측면과 바닥면을 두께 50mm의 압축발포폴리스티렌을 사용하여 보완하였다. 내부에는 전열히터(600w)와 대류팬을 설치한 뒤 보온커튼을 통해 빠져나가는 열관류계수를 측정하여 열관류 특성을 비교 분석 하였다. 실험재료는 시중에 시판되고 있는 5개 제조사(P사, N사, U사, S사, T사)의 보온커튼을 사용하였으며, 실험에 사용된 센서는 독일 AHLBORN사의 온습도 및 열관류 센서를 사용하였다. 실험 결과 Hot box 내부온도가 최고 온도 60℃ 일 때 각 보온커튼의 열관류 계수는 T사(73.1 W/㎡K) > S사(119.5 W/㎡K) > U사(155 W/㎡K) > N사(163.1 W/㎡K) > P사(177.7 W/㎡K) 순으로 나타났다. 또한 Hot box 내부와 실험실 내부온도차가 10~37℃ 일 때 평균 열관류 계수는 T사(28.3 W/㎡K) > S사(51 W/㎡K) > U사(64.4 W/㎡K) > N사(74.2 W/㎡K) > P사(75.8 W/㎡K)로 T사의 보온커튼이 가장 우수한 단열효과를 나타냈다. 하지만 T사의 경우 다른 보온커튼에 비해 3~4배의 두께로 취급에 어려움이 있을 것으로 판단되며, 두께 대비 가장 높은 난방효과를 나타낸 제품은 U사의 제품으로 분석되었다.
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동절기 대향류형 환기장치의 온실 내 습도 조절 효과 분석
이태석(Taeseok Lee),강금춘(Geumchoon Kang),장재경(Jaekyung Jang),백이(Yee Paek),임류갑(Ryugap Lim) (사)한국생물환경조절학회 2020 생물환경조절학회지 Vol.29 No.3
본 연구에서는 겨울철 보온으로 인해 야간 및 새벽에 상대습도가 높아지는 온실에 대향류형 환기장치를 설치하고 그 효과를 분석하였다. 대향류형 환기장치는 크기 0.96×0.65×0.82(W×D×H, m)의 케이스에 크기 0.54×0.40×0.75(W×D×H, m)의 PE소재의 열교환 소자와 급기와 배기를 위한 송풍팬(풍량 6,800m³/h, 소비전력 1.7kW) 2대가 내부에 있다. 환기장치는 총 2대를 이용하였으며 토마토의 적정 생육 환경을 고려하여 설정 습도를 80%하고 18시부터 익일 8시까지 온실 내 온도 및 습도를 측정하고 분석하였다. 관행 온실에서 야간 평균 온도 및 습도는 14.9℃, 82.8%, 시험구 온실에서 야간평균 온습도는 15.1℃, 79.9%로 측정되어 온도는 0.1℃, 습도는 약 3% 차이가 났다. 온실 평균 온도 및 습도를 월별로 비교하고 독립표본 t검정을 통해 분석해 본 결과, 유의수준 1%에서 각 월의 온도는 차이가 없는 것으로 나타났으며 습도는 차이가 있다고 판단된다. 따라서 대향류형 환기장치의 사용이 온실의 습도를 관리하고 작물 생육에 적합환 환경을 조성하여 작물 생산성 향상에 도움을 줄 수 있다고 판단된다. 이 외에도 환기장치 사용에 따른 난방비 증가와 같은 손실적 요소와 이익적 요소를 복합적으로 고려한 추가적인 연구도 필요할 것으로 사료된다. In this study, the humidity control effect of a counter-flow ventilator was analyzed in a greenhouse with high relative humidity at night in the winter season. A case of the counter-flow ventilator was 0.96 × 0.65× 0.82(W× D × H, m) and there were heat transfer element and two fans for air supply and exhaust in the counter-flow ventilator. Two counter-flow ventilators were used in this study and the setting humidity of the ventilators was 80%. The temperature and relative humidity at night(18:00-8:00) in the greenhouse were measured. In a greenhouse without a counter-flow ventilator, the average temperature and humidity was 14.9°C, 82.8%, respectively. When the counter-flow ventilator was operated, the corresponding averages were 15.1°C, 79.9%. The independent sample t test of monthly temperature and relative humidity showed no difference in temperature, and a significant difference in relative humidity with 1% of the significance level. Therefore, using the counter-flow ventilator helps to control relative humidity in greenhouse and increase yield.. And further research considering the pros and cons of using the counter-flow ventilator is needed.
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지하수층 계절간 축열 및 히트펌프를 이용한 온실냉방효과
문종필 ( Jongpil Moon ),강금춘 ( Geumchoon Kang ),김형권 ( Hyungkweon Kim ),이태석 ( Taeseok Lee ),오성식 ( Sungsik Oh ),김승희 ( Seounghee Kim ),강연구 ( Younkoo Kang ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-
본 연구는 충적대수층 지반에 위치한 충청남도 부여 방울토마토 재배 농가를 대상으로 수행하였다. 시험구로서 단동온실 3동(2,100㎡), 대조구로서 단동 온실 3동(2,100㎡)을 이용하여 온실 냉방 및 지하수층 축냉시험을 실시하였다. 대조구에는 측창 개방에 의한 자연환기 및 팬코일유닛(FCU)의 방열팬 가동에 의해 냉방을 실시하였으며 시험구에는 충적대수층 계간축열 온실냉난방 시스템을 설치하였다. 시스템의 구성은 지상부에 히트펌프 50RT, 축열조 40㎥, 원격 제어 및 모니터링 시스템으로 구성하였고 지하부에는 충적대수층 축냉 및 축열 시험을 위하여 냉수정(관경 200mm) 및 온수정(관경 200mm)을 설치하였다. 지하수층 축냉시험은 동절기의 온실난방시험과 동시에 이루어졌으며 히트펌프의 난방열원으로 사용된 온수정의 지하수가 냉수정으로 주입되도록 하였다. 또한 하절기에는 충적대수층에 저장된 냉수를 히트펌프의 냉방 열원으로 사용하여 온실냉방을 실시하였다. 지하수층으로의 축열 및 축냉량을 증대시키기 위해 주관정 1곳에 보조관정 6개소(관경 50mm)를 깊이 30m, 5m 간격으로 온수정 및 냉수정에 각각 설치하였다. 동절기 히트펌프 열원측 공급수량은 380㎥/day, 입출구 온도차는 8℃로 운영하였다. 2016년 11월 21일부터 2017년 4월 30일까지 지하수층 축냉시험을 실시한 결과 7,100㎥의 냉수(주입수 온도 7.2∼10.3℃)와 43Gcal의 냉열량을 충적대수층에 주입하였으며 축냉 이전의 지하수 온도(15℃)보다 낮은 온도를 냉열량으로 산정하였다. 온실냉방시험은 지하수층에 저장된 냉수를 열원으로 하는 수열원 히트펌프를 이용하여 2017년 7월 12일부터 8월 31일까지 측창을 밀폐하고 야간냉방을 실시하였다. 시험 결과 시험구 온실의 내부 온도가 대조구 온실보다 평균적으로 6℃가 하강되어 유지되었으며 지하수층에 저장된 10℃의 냉수를 이용한 히트펌프의 냉방 성능계수(COPc)는 4.8로서 축냉전의 지하수를 사용한 냉방성능계수(COPc) 4.0보다 20%가 증가되었다. 또한 시험구는 3,470kg을 수확하였고 대조구는 2,706kg을 수확하여 대조구 대비 26% 수량이 증대된 것으로 나타났다.
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