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제안 방법
- 2m 높이에 9점을 설치하여 다점 데이터 로WSOLAC-V NP092) 로 각 지점의 온도를 측정하였다. 그리고 와이드스판형 보다 자연환기 성능이 좋은 벤로형 온실(폭 12.6 m, 길이 20 m)과 천창 환기효과를 비교실험 하였다.
- 6 m 지점에 온도센서(Thermocouple T-type)를 각각 1점씩 설치하고 외부에 1점을 설치흐}여 외부온도에 대한 온실내 온 도변화를 측정하였다. 또한 온실내 온도의 수직분포 및 수평분포를 측정하기 위해 온도센서를 수직단면에 대해 9점 설치하고 수평단면에 대해서는 1.2m 높이에 9점을 설치하여 다점 데이터 로WSOLAC-V NP092) 로 각 지점의 온도를 측정하였다. 그리고 와이드스판형 보다 자연환기 성능이 좋은 벤로형 온실(폭 12.
- 또한 데이터 기록용 온 . 습도계 (HOBO H08, Onset computer corp.)로 건구온도와 상대습도를 측정하여 프로그래밍 언어인 Fortran으로 작성한 습공기선도(Psychromatric Chart) 프로그램 PSYCH를 이용하여 온실 내 . 외부의 엔탈피를 계산하여 이용하였다.
- 창틀의 하부를 힌지로 고정하고 개폐 모터의 회전운동을 랙앤피니언(rack & pinion)의 직선 운동으로 변환함으로써 환기창이 굴절 방식으로 개폐 되도록하였다. 시험온실의 측창 굴절각은 0-29°, 천 창은 0~23°의 굴절각으로 작동하도록 설치하였으며, 환기창의 개폐거리는 각도에 따라 달라 측창이 0-420 mm, 천창이 0~266 nun가 되도록 하였다. 그리고 Fig.
- 온실내부로 유입되는 에너지는 데이터 로거(Data logger LI-1000, Licor)를 이용하여 알베도메타(Albedo- meter, EKO-MR-22)와 순방사계 (Net Pyrradiometer, EK0-MF11)로 시간당 누적값을 측정하였으며, 지중으 로 전달되는 에너지를 측정하기 위해 지중전열계 (Heat Flow Sensor, EKO-MR22)를 사용하였다. 또한 데이터 기록용 온 .
- )로 건구온도와 상대습도를 측정하여 프로그래밍 언어인 Fortran으로 작성한 습공기선도(Psychromatric Chart) 프로그램 PSYCH를 이용하여 온실 내 . 외부의 엔탈피를 계산하여 이용하였다.
- 곡부를 힌지로 하고 용마루 부위를 개방하여 지붕면 전체를 양쪽으로 들어올려 개방하는 Retrac table Roof 형태의 Futura 온실과 용마루 부위를 힌지로 하고 벽을 따라 안쪽으로 이동시켜 지붕면을 완전 개방하는 Cabriolet 온실 등 환기면적을 극대화시킨 형태의 온실이 개발되었다. 일반적으로 환기창 면적률은 유리온실이 19~25%, 벤로온실이 24~28% 정도이 나 본 연구에서는 환기창 면적률이 50% 정도인 패널 굴절방식의 환기창 온실을 설치하고 환기효과를 조사 하였다.
- 3 m, 길이 21 m의 단동형 실험용 온실을 동서동으로 설치하여 측면에 2, 400x1, 485 mm, 지붕에 3, 350x1, 485 mm 크기의 고정패널과 굴절패널 을 교대로 조립하여 측창과 천창을 설치하였으며 , 온실 벽면과 지붕면의 중앙지점을 절점으로 하여 패널이 굴절되도록 하였다. 창틀의 하부를 힌지로 고정하고 개폐 모터의 회전운동을 랙앤피니언(rack & pinion)의 직선 운동으로 변환함으로써 환기창이 굴절 방식으로 개폐 되도록하였다. 시험온실의 측창 굴절각은 0-29°, 천 창은 0~23°의 굴절각으로 작동하도록 설치하였으며, 환기창의 개폐거리는 각도에 따라 달라 측창이 0-420 mm, 천창이 0~266 nun가 되도록 하였다.
- 실험온실의 환기효과를 조사하기 위하여 환기창을 완전 밀폐하여 온실내 온도를 40℃ 이상 상승시킨 후 측창 개방, 천창 개방후 측창 개방, 천 . 측창 동시개방, 천창 개방 작동에 의한 온실내 온도 하강을 조사하였다. 환기창 개방 시작 후부터 10분간의 온도 변화를 측정하였으며, 실험온실 가운데 부분에 작물 군락의 하부 지점인 0.
- 봄부터 가을까지 일사량이 많은 날에 차광 및 환기를 하지 않는다면 온실내 기온은 40~50℃ 정도로 올라가 정상적인 작물재배가 곤란하기 때문에 측창 및 천창을 통한 자연환기효과를 최대한 높여 온실내 기온을 외부와 비슷하게 유지할 수 있도록 하여야 한다. 측창과 천창을 이용한 환기효과는 특히 온실의 연동수에 따라서 크게 달라지게 되므로 이러한 상황을 고려하여 각각의 효과를 측정하였다.
- 측창의 환기효과를 조사하기 위해 실험 온실을 완전 히 밀폐하여 온실내 온도를 40℃ 이상 상승시킨 후, 측창을 개방해 온실내 온도의 하강속도를 조사하였다. Fig.
- 패널굴절방식 측창은 지면에 가까운 쪽의 패널 하부에 절점을 두고 패널 상부가 측고 부위로부터 가이드 레일을 따라 하향하도록 구성하여 창이 개방되게 하였고, 천창은 측고 부위에 절점을 두고 용마루 쪽의 패널 상부가 가이드 레일을 따라 경사진 지붕면을 따라 하향 하도록 구성하여 고온 공기층이 정체되어 있는 온실상 부인 측고 부위와 용마루 부위가 개방되도록 하였다. 환기창 개방에 따른 외부 공기 유입은 Fig.
- 1에서 보는 바와 같이 상부 패널의 가이드 레일부가 X 방향으로 X=L(l-cosθ)만큼 개방되면서 개방형태의 환기가 이루어짐과 동시에 굴절패널의 절점이 Y 방향으로 Y=L/ 2X sinθ만큼 개방되면서 측면을 통한 환기가 이루어지도록 하였다. 환기면적률은 고정패널과 굴절패널이 교대로 설치되므로 50%를 확보할 수 있었고, 환기창의 개폐는 모터로 회전축의 곡선운동을 랙과 피니언을 이용 하여 직선운동으로 변환해 작동할 수 있도록 하였다.
- 측창 동시개방, 천창 개방 작동에 의한 온실내 온도 하강을 조사하였다. 환기창 개방 시작 후부터 10분간의 온도 변화를 측정하였으며, 실험온실 가운데 부분에 작물 군락의 하부 지점인 0.8 m, 작물 생육에 가장 중요한 영향을 미치는 생장점 위치인 L2m, 작물 재배 유효공간의 상부인 2.4 m, 고온의 상부 공기층인 3.6 m 지점에 온도센서(Thermocouple T-type)를 각각 1점씩 설치하고 외부에 1점을 설치흐}여 외부온도에 대한 온실내 온 도변화를 측정하였다. 또한 온실내 온도의 수직분포 및 수평분포를 측정하기 위해 온도센서를 수직단면에 대해 9점 설치하고 수평단면에 대해서는 1.
- 패널굴절방식 측창은 지면에 가까운 쪽의 패널 하부에 절점을 두고 패널 상부가 측고 부위로부터 가이드 레일을 따라 하향하도록 구성하여 창이 개방되게 하였고, 천창은 측고 부위에 절점을 두고 용마루 쪽의 패널 상부가 가이드 레일을 따라 경사진 지붕면을 따라 하향 하도록 구성하여 고온 공기층이 정체되어 있는 온실상 부인 측고 부위와 용마루 부위가 개방되도록 하였다. 환기창 개방에 따른 외부 공기 유입은 Fig. 1에서 보는 바와 같이 상부 패널의 가이드 레일부가 X 방향으로 X=L(l-cosθ)만큼 개방되면서 개방형태의 환기가 이루어짐과 동시에 굴절패널의 절점이 Y 방향으로 Y=L/ 2X sinθ만큼 개방되면서 측면을 통한 환기가 이루어지도록 하였다. 환기면적률은 고정패널과 굴절패널이 교대로 설치되므로 50%를 확보할 수 있었고, 환기창의 개폐는 모터로 회전축의 곡선운동을 랙과 피니언을 이용 하여 직선운동으로 변환해 작동할 수 있도록 하였다.
대상 데이터
- 실험온실은 Table 1에서 보는 바와 같이 폭 6 m,측고 2.7 m, 동고 4.3 m, 길이 21 m의 단동형 실험용 온실을 동서동으로 설치하여 측면에 2, 400x1, 485 mm, 지붕에 3, 350x1, 485 mm 크기의 고정패널과 굴절패널 을 교대로 조립하여 측창과 천창을 설치하였으며 , 온실 벽면과 지붕면의 중앙지점을 절점으로 하여 패널이 굴절되도록 하였다. 창틀의 하부를 힌지로 고정하고 개폐 모터의 회전운동을 랙앤피니언(rack & pinion)의 직선 운동으로 변환함으로써 환기창이 굴절 방식으로 개폐 되도록하였다.
이론/모형
- 굴절패널방식 환기창의 환기횟수를 계산하기 위해 온실내부 상면으로 흡수되는 일사량은 공기흐름에 의한 환기전열량, 벽면을 통해 유출되는 벽면관류열량, 지표면으로 흡수되는 지중전열량의 합과 같다는 열수 지법에 의해 환기횟수를 산출하였다.
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