[논문]수막시스템에 의한 온실의 냉방 효과

윤남규; 김학주; 이시영; 염성현; 이혜은; 남윤일

[국내논문] 수막시스템에 의한 온실의 냉방 효과
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윤남규 (농촌진흥청 원예연구소 시설재배과) , 김학주 (농촌진흥청 원예연구소 시설재배과) , 이시영 (농촌진흥청 원예연구소 시설재배과) , 염성현 (농촌진흥청 원예연구소 시설재배과) , 이혜은 (농촌진흥청 원예연구소 시설재배과) , 남윤일 (농촌진흥청 원예연구소 시설재배과)

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문제 정의

증발냉각법이라고 할 수 있다. 수막시스템 또한 물을 사용하므로 자연환기 상태에서 수막의 증발냉각원리를 병행하는 것에 착안하여 본 연구를 수행하게 되었다. 본래 수막 시스템은 폐쇄된 상태의 이중피복온실에서 겨올철 야간의 복사열이 유출되는 것을 억제하기 위해 사용되는 것이므로 여롬철의 환기에 대한 고려가 결여되어 있는 것이 일반적이다.
따.라서 본 연구는 지금까지 온실에서 겨올철 보온 및 난방만을 목적으로 사용되었던 수막 시스템의 고온기 냉방 효과를 구명하고자 수행되었다.

제안 방법

실험은 총 3 회에 걸쳐 실시하였는데, 작물은 재배가 종료되어 없는 상태였다. 1차 및 2차 실험은 수막 온실의 외부CL중) 측창만을 연 상태에서 수막을 30분 동안 가동하고, 내부(2중) 측창을 열어 자연환기 상태로 30분 동안 유지하는 것을 반복하며 내부 온도, 습도를 측정하였고, 3차 실험은 외부와 내부 측창이 모두 열린 상태에서 수막을 30분 간격으로 ON/OFF 하며 내부 온도와 습도를 측정하였다. 3차 실험시에는 내부(2중) 피복재를 위로 걷어 지붕에서 흘러내린 수막이 바닥의 수막 물받이로 자유낙하하는 동안 공기와 접촉하여 증발할 수 있도록 하였다.
실험온실과 동일한 크기의 온실을 대조구로 선택하여 측창을 개방한 상태로 자연 환기를 실시하여 실험온실과 내부 온도, 습도를 비교하였다. 측창은 모두 1m 높이로 균일하게 설정하였다.
1에 나타내었다. 1차 실험은 30분을 주기로 수막가동과 자연환기를 반복하며 실내의 온습도 변화를 측정하였다. 이 때 수막유량은 22Z/min였다.
3차 실험(2003. 9. 1 12:00〜 16:00)은 1, 2차 실험과 달리 수막시스템이 가동되는 동안에도 자연환기가 병행될 수 있도록 시스템을 변형하여 실험이 수행되었다. 따.

성능/효과

Fig. 1(a)에서 볼 수 있는 바와 같이 수막과 자연환기를 반복한 처리구의 온도가 자연환기만을 수행한 대조 구보다 다소 낮았으나 그 차이가 미약하고, 이는 반드시 수막에 의한 효과로 볼 수 없는 것으로 판단되었다. 이 실험에서는 수막이 가동되는 동안에는 측창이 닫힌 상태였으므로 Fig.
2 와 같다. 2차 실험에서도 1차 실험과 유사한 결과가 도줄되었으며, 수막과 자연 환기를 병행한 처리구의 온도가 자연환기만을 수행한 대조구에 비해 ir 정도 낮은 것으로 나타났다.
그 후 30분동안은 자연환기만을 수행하였다. 그 결과 3차 실험시의 온실 내 온도는 처리구가 자연환기 대조구 보다 2〜3°C 더 낮게 나타나 수막 시스템으로 인한 냉방효과가 가장 크게 나타났다(Fig. 3(a)).
2. 수막시스템의 물받이 부분을 수정하여 수막이 가동되는 동안에도 증발에 의한 냉방이 이루어지도록 처리한 온실의 내부기온은 자연환기만을 연속 수행한 온실의 경우보다 2〜3°C 더 낮은 결과를 보여 주었다.
3. 수막시스템에 의한 증발냉각과 자연환기가 병행하여 수행되는 동안 온실 내부의 상대습도는 35〜45% 수준으로 추가 증발냉각의 여지가 많이 남아 있었으므로 연속하여 수막을 가동하고 증발냉각이 온실 전체 환기창에 걸쳐 보다 균등하게 이루어 질 수 있다면 더 높은 온실 냉방효과를 기대할 수 있을 것으로 판단되었다.
1. 수막시스템을 자연환기와 일정한 주기로 반복하여 가동한 온실의 내부 기온이 자연 환기만을 연속 수행한 온실의 경우보다 rc 정도 낮았다.

후속연구

본래 수막 시스템은 폐쇄된 상태의 이중피복온실에서 겨올철 야간의 복사열이 유출되는 것을 억제하기 위해 사용되는 것이므로 여롬철의 환기에 대한 고려가 결여되어 있는 것이 일반적이다. 그러나, 기존 수막시스템을 최소한으로 수정하여 자연환기와 수막을 동시에 사용할 수 있다면 수막시스템의 활용도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 온실의 환경 또한 보다 호적한 조건으로 관리할 수 있을 것으로 판단된다.

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