[논문]순환팬이 온풍난방 온실의 기상분포 균일화에 미치는 영향

[국내논문] 순환팬이 온풍난방 온실의 기상분포 균일화에 미치는 영향
The Influence of Fans on Climatic Uniformity in Greenhouses with Warm air Heating 원문보기

유인호 (원예연구소 시설원예시험장) , 조명환 (원예연구소 시설원예시험장) , 이시영 (원예연구소 시설원예시험장) , 김학주 (원예연구소 시설원예시험장) , 전희 (원예연구소 시설원예시험장) , 백이 (원예연구소 시설원예시험장) , 이인복 (서울대학교)

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상업적인 시설원예에서 사용할 수 있는 경제적이고 실용적인 시스템이 설계되려면 순환팬의 수와 위치가 온실내 환경 요인들의 균일성에 미치는 영향에 대한 정량적인 정보가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 팬의 위치, 수 및 풍량을 변화시켜 가면서 팬에 의해 만들어지는 수평적인 공기 흐름이 환경요인들(기온, 습도, CO₂농도, 풍속)의 수평 및 수직분포에 미치는 영향을 조사하였다.

기온, 상대습도는 온실내 18개 지점에서 동시에 측정하였다. 온도센서는 써미스터, 상대습도 센서는 반도체를 사용하였으며, 5분 간격으로 측정하였다. 기온은 각 측점마다 3가지 다른 높이에서 측정이 이루어졌다.
2m 높이에서만 측정이 이루어졌다. 풍속센서는 열선풍속계, CO₂농도센서는 적외선 가스분석기를 사용하였으며, 5초 간격으로 측정하였다. 수평분포를 보기 위해 측점(A～R)은 그림 1과 같이 배치하였다.
수평분포를 보기 위해 측점(A～R)은 그림 1과 같이 배치하였다. 이와 같은 방법으로 팬으로부터 각기 다른 거리에서, 식물 군락 사이의 통로, 팬 가동 유무에 따라 측정하였다.
기온, CO₂농도 및 풍속의 수직분포를 보기 위해 5번 팬으로부터 3m와 9m 떨어진 위치에서 측정하였다. 기온 및 풍속은 각 5점, CO₂농도는 각 2점씩 측정하였으며, 배치는 그림 2와 같다.
8m 높이에서 측정하였다. 기온 및 지온(써미스터), 상대습도(반도체)를 5분 간격으로 측정하였다.

실험은 시설원예시험장에 있는 아치형 2연동온실에서 이루어졌다. 온실의 길이는 42m, 폭은 14m, 측고는 2.
실험은 시설원예시험장에 있는 아치형 2연동온실에서 이루어졌다. 온실의 길이는 42m, 폭은 14m, 측고는 2.7m였다. 시험에 사용된 작물은 국화(cv.
7m였다. 시험에 사용된 작물은 국화(cv. Sinma)로 8이랑에 11×11cm 재식간격으로 재배하였다. 군락 하부의 폭은 1m였고, 토마토가 완전히 자랐을 때 군락의 높이는 1.
2m였다. 온실 물받이 사이를 가로지르는 중방 프레임에 12개의 팬을 설치하였으며, 팬 위치를 약간 비대칭으로 하였다(그림 1). 팬의 날개는 3개, 직경은 350mm, 팬 축은 수평이었다.
기온, 상대습도는 온실내 18개 지점에서 동시에 측정하였다. 온도센서는 써미스터, 상대습도 센서는 반도체를 사용하였으며, 5분 간격으로 측정하였다.
팬은 미국 농공학회 추천에 따라 실험 온실에 배치하였다. 팬은 4개의 그룹으로 나누어 가동하였다.

순환팬 가동시에는 온실 전·후면의 측점간 최대 편차가 2℃ 정도로 줄어들었다(그림 4a). 무처리시 온실 폭방향으로의 편차는 최대 0.5℃ 이내로 크지 않은 반면 순환팬 가동시에는 최대 1.3℃까지 증가하는 것으로 나타났다. 기온과 마찬가지로 상대습도 역시 순환팬 가동시 측점간 편차가 유의하게 감소하여 팬을 가동함으로써 습도분포를 매우 균일하게 할 수 있었다.
모든 가동조건에서 온실 폭방향으로의 편차가 크게 나타났기 때문에 폭방향의 편차를 줄이고 기온분포를 좀더 균일하게 할 수 있는 배치를 재탐색할 필요가 있을 것으로 판단된다. 팬 12개를 모두 가동한 조건에서 속도를 달리 하여 1.2m 높이에서의 기온분포를 살펴본 결과 팬 속도가 증가할수록 측점간 기온 편차가 줄어든 것으로 나타났다(그림 6).

모든 가동조건에서 최대 편차 2℃ 정도로 온실내 기온분포를 균일하게 할 수 있었지만 4개의 가동 그룹간 유의한 차이를 파악하기는 어려웠다. 모든 가동조건에서 온실 폭방향으로의 편차가 크게 나타났기 때문에 폭방향의 편차를 줄이고 기온분포를 좀더 균일하게 할 수 있는 배치를 재탐색할 필요가 있을 것으로 판단된다. 팬 12개를 모두 가동한 조건에서 속도를 달리 하여 1.

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