지중냉각이나 양액냉각과 같은 근권부 냉각은 뿌리의 활력 증진, 양수분 흡수력의 향상, 작물체온의 강하 및 고온스트레스의 감소 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있으며, 또한 온실 전체를 냉방하는것 보다 경제적이다. 따라서 본 연구에서는 지중냉각시스템을 경제적인 고온극복 방법중의 하나로 생각하고, 기술을 체계화하기 위한 시도로 지중냉각시스템의 열전달 특성을 분석하여 냉각부하를 산정하기 위한 실험을 수행하였다. 지중열류 측정자료로부터 힘수비에 따른 토양의 열전도율을 분석하였으며, 함수비 19~36%의 범위에서 열전도율은 0.83~0.96W.m-.℃-로 직선적인 증가를 보였다. 일사량, 지표온도 및 기온의 관측치로부터 일사량에 따른 지표온도 상승을 회귀분석한 결과 거의 직선적인 관계를 보였으며, 지표온도는 실내 수평면 일사량 300~800W.m-2 범위에서 작물이 없는 경우 3.5~7.0℃,작물이 지표면을 거의 덮고 있는 경우 1.0~2.5℃ 정도 기온보다 상승하는 것으로 나타났다. 실험자료를 이용하여 온실의 설계기온과 냉각설정 지온, 일사량 및 토양의 함수비에 따른 지중냉각시스템의 냉각부하를 구하였다. 실내일사량 300~600W.m-2 , 토양함수비 20~40%의 범위에서 기온과 지온의 차이를 10℃로 유지하기 위해서는 46~59W.m-2 의 냉각열량이 필요한 것으로 나타났다. 보다 정확한 설계자료의 구축을 위해서는 다양한 조건별 실험을 추가로 수행해야 할 것으로 생각된다.

Root zone cooling, such as soil or nutrient solution cooling, is less expensive than air cooling in the whole greenhouse and is effective in promoting root activity, improving water absorption rate, decreasing plant temperature, and reducing high temperature stress. The heat transfer of a soil cooling system in a plastic greenhouse was analyzed to estimate cooling loads. The thermal conductivity of soil, calculated by measured heat fluxes in the soil, showed the positive correlation with the soil water content. It ranged from 0.83 to 0.96 W.m[-10] .℃[-10] at 19 to 36％ of soil water contents. As the indoor solar radiation increased, the temperature difference between soil surface and indoor air linearly increased. At 300 to 800 W.m-2 of indoor solar radiations, the soil surface temperature rose from 3.5 to 7.0℃ in bare ground and 1.0 to 2.5℃ under the canopy. Cooling loads in the root zone soil were estimated with solar radiation, soil water content, and temperature difference between air and soil. At 300 to 600 W.m-2 of indoor solar radiations and 20 to 40％ of soil water contents,46 to 59 W.m-2 of soil cooling loads are required to maintain the temperature difference of 10℃ between indoor air and root zone soil.

• 남상운