본 연구에서는 ‘설향’ 딸기의 관부를 부분 난방하고 양액을 온수로 공급하면서 관행 재배 방식에 비해 온실 공간 온도를 낮게 관리하는 딸기 부분 난방 시험을 수행하였다. 정식 후 11월까지는 특별한 처리가 없어 대조구, 시험구 모두 온실 내 환 경이 유사하게 관리되었으며 관부 난방 및 온수 양액을 공급 하기 시작한 12월부터는 야간의 온실 온도, 관부 온도 및 베드 온도가 차이를 보였다. 12월의 온실 야간 평균 온습도는 대조구 7.1℃, 87.2%, 시험구 5.7℃, 88.7%로 시험구의 온도가 낮았으나 관부 난방을 수행함으로써 시험구 온실의 관부 및 베드의 온도를 9.3℃, 12.7℃로 유지하였고, 대조구 온실의 관부 및 베드 온도 7.9℃, 10.8℃보다 높게 관리할 수 있었다. 시험기간 내에서 시험구 온실의 딸기 관부 및 베드 온도는 대조구에 비해 모두 약 2.0℃ 가량 높게 유지되는 것으로 나타났다. 주간에는 온수 양액을 공급함으로써 지하수를 이용했을 때보 다 평균 8.7℃ 높은 온도 양액을 공급할 수 있었고 이로 인해 베드 온도도 약 5.0℃ 가량 높게 나타났다. 시험구에서는 시험 기간 동안 온실 난방, 관부 난방 및 온수 양액 공급에 총 9,475.7×10 3 kcal의 에너지를 소비하였고 대조구에서는 온실 공간 난방에 총 16,847×10 3 kcal의 에너지를 소비하여 시험구에서 대조구 대비 약 43.8%의 에너지 절감 효과를 확인할 수 있었다. 시험구에서 딸기 관부의 온도를 높게 관리함으로써 작물의 생육을 촉진시킬 수 있었고 그로 인해 정식 후 초세가 대조구에 비해 좋지 않았던 시험구의 딸기가 25주 후에는 대조구와 생육적인 면에서 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 딸기의 수확량은 초세가 좋았던 대조구에서 1화방의 수확량이 시험구에 비해 많았으나 2화방, 3화방에서는 관부의 온도를 높게 관리한 시험구의 수확량이 더 많았다. 3월 말까지의 주당 수확량은 시험구 412.7g/plant, 대조구 393.3g/plant로 유의미한 차이는 없었으나 시험구가 대조구에 비해 4.9% 많이 나온 것으로 보아 딸기의 온도 민감부인 관부의 온도를 높게 관리하는 것이 딸기 생육과 생산성에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

The purpose of this study is to provide basic data for setting environmental design standards for domestic greenhouses. We conducted experiments on thermal environment measurement at two commercial greenhouses where hot water heating system is adopted. We analyzed heat transfer characteristics of hot water heating pipes and heat emission per unit length of heating pipes was presented. The average air temperature in two greenhouses was controlled to 16.3oC and 14.6oC during the experiment, respectively. The average water temperature in heating pipes was 52.3oC and 45.0oC, respectively. Experimental results showed that natural convection heat transfer coefficient of heating pipe surface was in the range of 5.71~7.49W/m2 oC. When the flow rate in heating pipe was 0.5m/s or more, temperature difference between hot water and pipe surface was not large. Based on this, overall heat transfer coefficient of heating pipe was derived as form of laminar natural convection heat transfer coefficient in the horizontal cylinder. By modifying the equation of overall heat transfer coefficient, a formula for calculating the heat emission per unit length of hot water heating pipe was developed, which uses pipe size and temperature difference between hot water and indoor air as input variables. The results of this study were compared with domestic and foreign data, and it was found to be closest to JGHA data. The data of NAAS, BALLS and ASHRAE were judged to be too large. Therefore, in order to set up environmental design standards for domestic greenhouses, it is necessary to fully examine those data through further experiments.

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.

온수난방시스템 온실의 디지털 온도제어 수식모형을 수립하고, 이 수식모형을 이용하여 제어시뮬레이션을 실시하여 최적의 온도제어 방법을 구명하였다. 이용된 제어기법은 종래의 온수온도 일정 공급ON-OFF 제어, 비례제어, PI 제어, PID 제어기법이었으며, 시뮬레이션을 이용해 제어기법별 제어성능을 비교 분석하였다. 대상유리온실의 실내온도( Ti )에 관한 디지털 제어수식모형은 공급온수온도( Tw )와 외기온도( To )가 관련된 Ti(textsck＋1)＝ 0.851.Ti(textsck)＋0.055.Tw(textsck)＋0.094.To (textsck)로 나타났다. 온실의 실내온도제어 시뮬레이션을 실시한 결과 종래의 온수온도 일정공급 ON-OFF 제어, P 제어, PI 제어,PID 제어의 정정시간, 오버슛트, 정상오차는 각각 무한, 3.50℃, 3.50℃ / 30분, 2.37℃, 0.51℃ / 21분, 0.00℃, 0.23℃ / 18분, 0.00℃, 0.23℃로 나타났으며, 온수난방시스템 온실의 온도제어에 가장 적합한 제어기법은 PI와 PID제어인 것으로 나타났다 또한 미분이득은 온실의 난방계에 거의 영향을 미치지 않지만 적분이득은 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 나타났다.