본 연구에서는 장미 재배온실을 대상으로 온실 내부의 태양잉여열과 외부의 공기열을 선택적 열원으로 이용하여 온실난방용 온수를 생산할 수 있는 공기 대물 히트 펌프의 설계와 성능시험을 수행하였다. 태양잉여열 이용 축열운전과 외기열 이용 축열운전은 작물의 생육적온을 고려한 온실내부의 설정온도에 따라 자동전환 되도록 설계하였다. 제어반에 12개의 기준온도를 설정함으로써 축열운전 전환, 난방, 환기를 자동제어하며, 태양잉여열-외 기열 선택적 축열운전에서 축열조의 온도는 축열능력과 난방부하에 대응하여 35~52oC로 3단계 변온제어 하였다. 태양잉여열-외기열 선택적 축열에서 태양잉여열 이용 축 열은 전체 시간의 23.1%, 외기열 이용 축열은 30.7%, 히트펌프 휴지시간은 46.2%를 차지하였으며, 난방성능계수는 태양잉여열 이용 축열 시 3.83, 외기열 이용 축열 시 2.77, 전체 3.24로 평가되었다. 비교시험을 위해 축열 조 온도를 50~52oC로 항온제어 하는 조건에서 외기열 단독 이용 축열 시험을 수행하였으며 이때의 난방성능계 수는 2.33으로 분석되었다. 결과적으로 공기 대물 히트 펌프의 열원으로 온실내부 태양잉여열과 외부 공기열을 병용하고, 축열조 온도를 변온제어한 결과 일반적인 외기열 이용 축열운전과 축열조 항온제어에 비해 난방성능 계수가 39% 향상됨을 확인하였다.

본 연구에서는 유리온실 경영비 절감을 위한 고효율 난방기술을 개발하기 위하여 지하수열원 히트펌프, 알루미늄 다겹보온커튼, 근권부 국소난방장치를 조합한 난방 패키지 모델을 구성하고 파프리카 재배 벤로형 유리온실에 적용 시험을 수행하였다. 적용효과 분석을 위하여 관행 경유온수보일러와 일반 보온커튼을 설치한 대조구 온실과 비교시험을 통해 온실환경, 난방비용, 작물생육 등을 검토하였다. 알루미늄 다겹보온커튼과 일반 부직포 보온커튼을 설치한 온실에 대한 무가온 조건에서의 야간 온도 비교시험에서 알루미늄 다겹보온커튼 설치 온실의 온도가 일반 부직포 보온커튼 설치 온실에 비해 평균 2.2oC 더 높게 유지됨을 확인하였다. 또한 근권부 국소 난방장치를 설치한 온실에서 미설치 온실에 비해 야간 난방 중의 베드내부 근권온도가 4.7oC 더 높게 유지됨을 확인하였다. 난방패키지를 구성하는 지하수열원 히트펌프의 난방성능을 분석한 결과 지하수를 직접 열원으로 이용하는 시스템 특성상 난방성능계수는 평균 3.7로 비 교적 높게 나타났다. 난방패키지를 적용한 처리구 온실과 관행 난방의 대조구 온실에 대하여 연료소비량을 계 측한 결과 10a(1,000m2)당 대조구 온실은 경유 14,071L, 전력 364kWh를 소비하였고, 처리구는 전력 35,082kWh 를 소비하여 난방비용 기준으로 대조구 온실의 비용 절감율은 87%로 나타났다. 처리구 및 대조구 온실의 작물 생육을 비교한 결과 초장과 엽록소 함량에서 차이가 발생하였으나 두 온실의 난방온도가 거의 동일하므로 전체적인 생육은 큰 차이가 없는 것으로 분석되었다. 원예시설의 난방에너지 절감효과를 극대화하기 위해서는 본 연구의 난방패키지를 구성하는 개별 기술뿐 아니라 이미 개발된 고효율 공조기 이용기술, 보온성 향상기술, 온도 관리 기술 등을 지역, 시설, 작목, 작형 등에 최적화하여 조합할 수 있는 추가적 패키지 모델의 개발 연구가 필요한 것으로 판단되었다.

순환식 수막시스템의 적정 수온을 결정하는데 필요한 기초자료를 제공하기 위하여 딸기를 토경재배하고 있는 실험온실에서 외부온도, 수막용수의 수온 및 야간시간대에 따른 처리방식별 온실 내부 환경변화를 비교 분석하였다. 대조구는 무수막 온실이고, 처리구는 수온이 10oC, 15oC로 각각 설정된 순환식 수막온실로서 모두 무가온 및 추가적인 보온자재의 투입이 없는 상태를 말한다. 수막이 직접 살수되는 2중 비닐하우스는 폭 5.5m, 길이 55m이고, 분당 살수되는 평균 수막유량은 38.5~44.5L로 나타났다. 3가지 처리조건 모두에서 외부온도와 내부온도는 양의 선형관련성이 매우 높게 나타났으며 처리구 (10, 15oC)의 외부온도에 대한 상관성은 유사한 수준으로 분석되었다. 보온효과는 수온 15oC 처리구가 수온 10oC 처리구보다 1.3oC 정도 우수한 것으로 나타났다. 외부온도가 약 -8.1~8.6oC 범위에서 변화할 때, 처리조건 별 최저온도는 무처리구, 수온 10oC 처리구, 수온 15oC 처리구가 외부에 비해 각각 6.4, 11.0, 12.3oC 정도 높게 유지되는 것으로 나타났다. 평균 온도는 무처리구, 수온 10oC 처리구, 수온 15oC 처리구의 순으로 높아지고 온도변화폭은 오히려 작아지는 경향을 보였다. 외부 최저 온도가 -1.3oC, 평균온도가 1.5oC인 날은 수막시스템의 수온을 10oC로, 외부 최저온도가 -4.7oC, 평균온도가 -0.2oC 인 날은 수온을 15oC로 설정해도 온실의 목표온도(5oC) 유지가 가능한 것으로 나타났다. 처리조건별 야간시간대( 일몰 후, 자정, 일출 전, 일출 후)에 따른 온실 내부와 외부의 온도는 전반적으로 일몰직후가 가장 높고, 이후 서서히 감소하여 일출직전이 가장 낮아지는 경향을 보였다. 따라서 온실의 목표온도 유지를 위해서는 일출직전 시간대에 특히 집중적인 관리가 필요하며, 순환식 수막 시스템의 수온을 획일적으로 15oC 이상으로 결정하기 보다는 외부온도 변화, 야간시간대, 재배작물에 따라 다르게 결정하는 것이 타당한 것으로 판단된다.

The area of greenhouse heating is 21,202 ha which becomes 42% among the total greenhouse area. As heating fuel, diesel or oil is usually used by 60%, and the heating cost takes 30 to 40% percentage at the greenhouse running. In this study, the pellet fuel heater was developed to replace oil for reducing the burden of greenhouse heating cost. The pellet fuel heater was composed of a conveying grate stoker, which could control temperature precisely like the diesel heater. Diesel and pellet were used for the greenhouse heating, whose calorific values are 9,200 and 3,898 kcal/kg, respectively. As the heating cost due to the saving effect of pellet fuel heater compared with diesel, greenhouse heating cost was reduced by 44% with pellet

Importance of alternative energy has been increasing due to environmental issues and lack of fossil fuels. In addition, heating cost that occupies from 30 to 40 % of the total production cost in Korean protected cultivation needs to be reduced for profitability and global competition. Therefore, this study was conducted to develop energy model and regional resource for recycling of resource in greenhouse. Based on the results of the theoretical and statistical investigations, energy model of regional resource was developed. This results was shown with a new standard 2,000 heads of pigs. Livestock manure was originated 8.6 kg/day/one head, and the average biogas yield was 1.23 Nm3/day occurred. The biogas reactor and engine showed that scale of 300 m3 was 25kW respectively. Agricultural and Forest Residual-products Biomass quantity in heating road of 200,000kcal/h were 1,224 kg, 912 kg respectively.

본 연구는 온실의 관류전열량을 분석하고 예측하는데 필요한 기초자료 제공을 위하여, 공기막 이중 PO필름의 열저항식을 모델링하였고, 전도, 복사, 대류에 의한 열저항 특성을 규명하였다. 또한 열저항식의 타당성 검증을 위해 열저항식에 의한 관류전열량의 계산값과 실험값을 비교·분석하였다. 공기막 이중 PO필름의 열저항식은 PO필름, 공기막, PO필름의 직렬 열저항식으로 구성되며, 공기막은 복사와 대류에 의한 병렬 열저항식으로 구성된다. 고온부 T1의 평균온도는 276.1K, 저온부 T2의 평균온도는 266.8K로 나타났으며, 다른 조건들이 동일할 경우 챔버 내부온도가 높을수록 T1과 T2의 평균온도와 온도차가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 전도열저항은 0.00091K ·W−1로 전체 열저항의 1% 미만으로 매우 미미한 수준이고, 공기막의 열저항이 0.18K ·W−1로 전체 열저항의 99% 이상을 차지하는 것으로 나타났다. 공기막의 경우 대류열 저항이 복사열저항에 비해 1.33~2.08배 정도 크게 나타났으며, 복사열저항은 평균온도의 3제곱에 반비례하고 대류열저항은 온도차가 4.7, 5.3, 5.5, 5.7, 12.3, 13.2, 13.3, 13.5, 13.8 및 14.0K로 증가할 때 각각 0.78, 0.75, 0.74, 0.73, 0.57, 0.56, 0.56, 0.56, 0.55 및 0.55K ·W−1 로 감소하였다. 관류전열량의 계산값과 실험값의 차이는 실험조건별로 0.6~17.2W의 범위로 평균 6.9W였으며, 실험값은 계산값의 79.8~97.7% 범위로 평균 87.3% 수준으로 나타났다. 전체적인 계산값과 실험값의 관류전열량 경향성은 잘 일치하고 있으며, 공기막 이중필름의 열 저항은 공기막 두께 및 주입공기의 종류와는 직접적인 상관관계를 보이지 않았다.

Experimental hot-water heating system was consisted of power supply equipment, a hot water storage tank, circulating pump, fan coil unit and a plastic flexible hose. This heating system was manufactured by an electric heater of a power capacity 6kw/h and light-oil hot air heater in control the heating capacity was 5,000kcal/h. As the result, temperature difference due to hot-water heating system and hot air heater in greenhouse showed that air temperature at experimental greenhouse, and comparison greenhouse were 14.8℃, 13.4℃ respectively. It was found that root-zone temperature of experimental plot and control were 22℃, 15℃. Root-zone temperature in the experimental plot was 7℃ higher than that in control. The inlet-outlet water temperature difference of 2℃ and 3℃ corresponded to the difference of the heat exchange of about 3,132kcal/h, 4,916kcal/h, the heat exchange effciency ranged from 54~88% generally. Under the experimental condition, equation heat change(Y) and correlation could be represented as follows : Y = -282.92ｘ2 + 2963.9ｘ -1688.6, R2 = 0.9081. it is suggested to applicate energy of root-zone warming system where energy from the groundwater is extracted and transferred to the water

본 연구는 길이 15 m, 폭 5.6 m, 동고 2.9 m인 단동 비닐 온실 2동을 대상으로 실험구와 대조구로 나누어 실시하였다. 시스템은 전기히터를 이용한 온수가온기로서 온수저장조와 순환펌프, 팬코일유닛으로 구성하였다. 폐회로시스템의 온수배관을 통하여 온수가 순환되도록 하였으며 팬코일유닛을 통해 온실내부를 난방 하도록 하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 실험기간 동안 순환유량은 26L/min 정도의 범위에 있었고, 평균유속은 2.0m/s 정도였다. 유출입수의 평균 온도차는 60±2℃ 이었다. 근권부 온도를 측정한 결과 처리구에는 22℃, 대조구에서는 15℃로 나타나 처리구 근권부 온도가 약 7℃ 높게 유지되었다. 입출구 온도차에 따른 열교환량은 온도차가 2℃일 경우 시간당 열교환량은 3,132kcal이고, 3.4℃일 경우 4,916kcal로서 열교환방정식은 y=-282.92X2+2963.9X-1688.6, R2=0.9081로 상관관계가 매우 높은 것으로 나타났으며 열교환효율은 54~88%로 온도차가 클수록 열교환효율은 높게 나타났다.

Fluid frictional hot-water system consisted of power supply equipment, a motor, fluid heater, fluid tank, circulating pump, fan, flow meter and a heat exchanger. The system had a motor of power capacity 15.2kw/h, light-oil hot air heater in control plot had the heating capacity 20,000kcal/h, by the performance test result, it could supply heat from 24.6 to 28.1 kw depending on the motor, respectively. Thermal efficiency of fluid frictional heater were 88.1% to 91.0% in the same conditions. As the result, a deviation of indoor air temperature between the treatment plot and the control plot was about 2℃. It was heating cost of the each system heater and light-oil hot air heater heating cost were 742,200won, 2,266,000won. therefore heating cost saving was 67%. Yield of tomato cultured in greenhouse with fluid frictional hot-water system was high as 4%. As a result, the fluid frictional hot-water system was 48% higher in economics than the hot air heater.

Earth to air heat exchangers made by iron, aluminium, copper and poly-ethylene pipe for single greenhouse heating were experimented and blowers. Earth to air heat exchanger was installed by pipelines in earth tube at 70cm depths and air blower was the heating capacity 3kW/h, As the result, Temperature difference due to temperature history of the inlet and outlet air on the various type in earth tube in greenhouse showed that air temperature at the various type in earth tube, comparison tube were make no difference respectively. Under the experimental condition, heat fluxes and heating load were showed 6,800Kcal/h, 19,699kcal/h generally yield of Lactuca Sativa cultured during days of sowing 90day in greenhouse using copper pipe was 170% incleased.

This carbon nano heating system was consisted of power supply equipment, a carbon fiber and a stainless flexible hose. carbon nano heating system was manufactured by carbon fiber of a power capacity 30kw/h and light-oil hot air heater in control plot was the heating capacity 30,000kcal/h, As the result, Temperature difference due to carbon nano heating system and hot air heater in greenhouse showed that air temperature at experimental greenhouse, comparison greenhouse were 14.8℃, 13.4℃ respectively. It was found that carbon nano heating system and light-oil hot air heater heating cost were 1,095,740won, 2,683,628won. therefore as heating cost saving 60%. Yield of tomatoes cultured in greenhouse using carbon nano heating pipe was 4% inclease. Economic analysis comparison between the carbon nano heating pipe and the hot air heater in greenhouse were 41% respectively.

This is fundamental study to apply the waste edible-oil utilization technology using cooking oil. Especially, this study was carried out to apply a hot air heater using the waste edible-oil. This waste edible-oil hot air heater was a fuel supply equipment, a combustion and a indirect heat exchanger. waste edible-oil hot air heater was remodeled and manufactured by modification of a heavy oil hot air heater of a heating capacity 40,000kcal/h, changing fuel supplying system fitted with the waste edible-oil. An experimental apparatus supplies waste edible-oil, which is heated with intake oil, into an intake fuel injection nozzle of the combustion equipment. As the result, heavy oil, light oil and waste edible-oil Caloric value were 10,000kcal/kg, 10,890 kcal/kg and 9,370 kcal/kg. The waste edible-oil hot air heater performance showed that air temperature at inlet , outlet and exhaust gas were 23℃, 59∼63℃, 280℃ respectively. heat rating and thermal efficiency showed that in hot air heater was 683,333kJ/h, 78% respectively. It was found that CO, CO2 were 13ppm, 13.1%. waste edible-oil consumption rate was 22.1ℓ/h.

This study is nutrient heating effect to apply the surplus heat recovery in greenhouse using fan coil unit. Especially, this study was carried out to utilize a surplus heat in greenhouse. This fan coil unit system was composed of a water tank, a fan coil unit, a circulating pump and a water-water heat exchanger. As the result, Temperature difference duing to fan coil unit in greenhouse showed that air temperature at experimental greenhouse on fan , comparison greenhouse were 28.3℃, 33.9℃, respectively. heat ratio showed that exchanged energy quantity in fan coil unit was 19,900∼28,880kcal/h, respectively. It was found that difference of nutrient temperature due to surplus heat recovery, water tank temperature were 19.2∼21.5℃ and 16.2∼18.3℃, The temperature variation of nutrient temperature was about 3℃ and higher . Economic analysis of fan coil unit system was increased gross income cost by 804,787 won.

본 시험은 천안시 성환읍에 위치한 배수가 불량한 논에서 사료작물재배를 위해 암거배수 간격을 3 m, 5 m 그리고 7 m로 처리하고 여름 사료작물로는 옥수수와 수수수수 교잡종, 겨울 사료작물로는 청보리를 조합하여 옥수수와 청보리 조합, 수수수수 교잡종과 청보리 조합 등 2개의 작부체계에 대한 재배효과를 비교하기 위해 2006년 3월부터 2007년 5월까지 수행되었다. 배수간격별 출현율과 출수 시는 차이가 없었다. 출현율은 옥수수가 90%, 수수수수 교잡

방풍팬스의 설치에 의한 저층건물 주변의 풍압특성을 분석하기 위하여 풍압실험을 실시하였다. 방풍팬스의 다공율은 0%와 20%을 중심으로 하였다. 방풍팬스와 저층건물의 거리는 1H-9H까지 범위안에서 측정을 하였다. 사용된 풍속은 6m/s로 일정하게 하였다. 저층건물의 측압공 위치는 정면과 측면 후면을 중심으로 총 54개를 측정하였다. 분석결과 다공률 20%일때는 측정거리 1H-3H일 때 다공률 40%일 때는 측정거리 4H-6H일 때 가장 효과적이었다.

시설하우스에 이용되고 있는 보온커튼의 기초자료를 얻고, 시공기준을 설정하기 위하여 종류별, 두께별로 물리적, 광학적 특성을 시험 분석하였다. 시설하우스용 보온재는 광투과성, 차광성 및 인장응력을 비교시험 하였으며, 시험결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 보온 커튼재의 인장응력 시험결과를 보면 인장하중은 3.4-13.4kg 범위이고 인장응력은 0.32-l.82kg/mm2 범위에서 커튼이 두꺼워짐에 따라 인장하중은 증가하나 인장응력은 큰 차이가 나타나지 않았으며 폴리프로필렌계가 신장율이 크고, 폴리에스터계는 인장 하중과 응력이 큰 경향을 보였다. 2) 광투과성은 390-1100nm 파장대 범위에서 평균 50.3-81.7% 범위로 보온커튼재가 두꺼울수록 광투과율이 낮고 상대적으로 차광율이 높아지며, 비슷한 두께에서 폴리프로필렌계가 폴리에스터계보다 광투과율이 20-30% 더 높은 것으로 나타났다. 3) 보온율은 18.2-41.1% 범위에서 보온재가 두꺼워질수록 증가하였으며, 폴리프로필렌계가 폴리에스터보다 보온율이 다소 높은 경향을 보였다. 4) 보온 커튼재는 폴리프로필렌계가 신장율, 보온성, 광투성 측면에서 우수하고 폴리에스테계가 인장응력이나 차광성 측면에서 우수하기 때문에 농가가 시설하우스 형태나 재배하는 작물의 특성에 따라 신중히 선택하여야 할 것으로 판단된다.