Korea's facility horticultural heating costs account for a high proportion. Therefore, it is the most important factor to consider in greenhouse construction. It is important to assess the heating load of greenhouses. But there is not much data from the weather station. This study determined the heating load for each segmented area using the spatial correction method. The heating degeneration calculated from standard weather data (AHDH and BHDH) and total weather data (CHDH and DHDH) is consistent. However, there was a big difference between AHDH and DHDH. Therefore, the updated heating load data for each region is needed. Each of the four types of set temperatures (8℃, 12℃, 16℃, 20℃) was provided, and the heating temperature setpoint (℃) for each region of 168 cities and counties was presented. As a result of the analysis, the reliability of about 99% was confirmed in most of the regions suggested in this study. By using the calculated heating load for each region, it is possible to predict and utilize energy consumption and management costs.

This study was conducted to identify the optimal root zone temperature for paprika cultivation, with an aim to increase the heating and cooling energy efficiency and prepare for extreme weather conditions. The greenhouse air temperature was maintained at 20oC and 25oC during the daytime (12 hours) and at 18oC during the nighttime (12 hours). The plant height did not show any significant differences between the treatment with air temperature and root zone temperature. The root length was highest under an air temperature of 25oC with root zone temperatures of 25oC and 30oC, and it was the lowest at 15oC. The leaf number was the highest when the root zone temperature was adjusted to 25oC and 30oC across all air temperatures. The leaf area increased with higher root zone temperatures, but considering the compactness of the seedlings, a root zone temperature of 25oC was found to be the most effective. The fresh and dry weight of the shoot increased with higher root zone temperatures at an air temperature of 25oC, while the fresh and dry weight of the roots tended to be higher when the root zone temperature was adjusted to 25oC and 30oC across all air temperatures. The compactness was most effective when the root zone temperature was adjusted to 20oC and 25oCC across all air temperatures. Based on the above results, adjusting the root zone temperature to 25oC at an air temperature of 25oC was found to be effective for the early growth of Paprika. The results of this study suggest that not only can growth be promoted through the regulation of root zone temperature, but it also contribute to the establishment of root zone temperature control technology, which can prevent an excessive drop and rise in the root zone temperature.

This study was aimed to determine the changes in CO2 concentration according to the temperatures of daytime and nighttime in the CO2 supplemental greenhouse, and to compare calculated supplementary CO2 concentration during winter and spring cultivation seasons. CO2 concentrations in experimental greenhouses were analyzed by selecting representative days with different average temperatures due to differences in integrated solar radiation at the growth stage of leaf area index (LAI) 2.0 during the winter season of 2022 and 2023 years. The CO2 concentration was 459, 299, 275, and 239 μmol·mol-1, respectively at 1, 2, 3, and 4 p.m. after the CO2 supplementary time (10:00-13:00) under the higher temperature (HT, > 18°C daytime temp. avg. 31.7, 26.8, 23.8, and 22.4°C, respectively), while it was 500, 368, 366, 364 μmol·mol-1, respectively under the lower temperature (LT, < 18°C daytime temp. avg. 22.0, 18.9, 15.0, and 13.7°C, respectively), indicating the CO2 reduction was significantly higher in the HT than that of LT. During the nighttime, the concentration of CO2 gradually increased from 6 p.m. (346 μmol·mol-1) to 3 a.m. (454 μmol·mol-1) in the HT with a rate of 11 μmol·mol-1 per hour (240 tomatoes, leaf area 330m2), while the increase was very lesser under the LT. During the spring season, the CO2 concentration measured just before the start of CO2 fertilization (7:30 a.m.) in the CO2 enrichment greenhouse was 3-4 times higher in the HT (>15°C nighttime temperature avg.) than that of LT (< 15°C nighttime temperature avg.), and the calculated amount of CO2 fertilization on the day was also lower in HT. All the integrated results indicate that CO2 concentrations during the nighttime varies depending on the temperature, and the increased CO2 is a major source of CO2 for photosynthesis after sunrise, and it is necessary to develop a model formula for CO2 supplement considering the nighttime CO2 concentration.

본 연구는 난방 개시 온도와 CO2 시비의 효율을 알아보기 위해 수행되었다. 난방 개시 온도 실험은 9℃, 12℃, 15℃로 구분하여 목표 온도보다 낮아지면 전기 온열기구가 작동하게 하였다. CO2 시비 농도 실험은 액화탄산가스를 이용하여 무 처리, 500μmol·mol-1, 800μmol·mol-1으로 7시부터 12시까 지 처리하였다. 생육 특성으로 초장, 경경, 엽수, 엽면적, 생체 중, 건물중을 조사하였고, 200g 넘는 과실만을 대상으로 수량 을 조사하여 경제성 분석을 하였다. 상위엽에 대한 광합성 측 정을 하여 처리에 따른 포화점을 산출하였다. 애호박의 광포화 점은 587μmol·m-2·s-1이였고 CO2 포화점은 702μmol·mol-1 이 였다. CO2에 의한 Amax값은 9℃, 12℃, 15℃, 500μmol·mol-1, 800μmol·mol-1 순으로 13.4, 17.8, 17.2, 19.6, 17.5μmol CO2·m-2·s-1이었다. 온도 실험에서 9℃는 생육과 착과가 정상 적으로 이루어지지 않았다. 12℃와 15℃는 9℃보다 높았지 만 생육과 생산에서 유의미한 차이를 보이지 않았다. CO₂ 농 도 실험은 생육에서 처리구간 유의한 차이를 보이지 않았지만 800μmol·mol-1의 생산성이 가장 좋았다. 이상의 결과를 종합 적으로 보면 난방 개시 온도는 15℃인 것은 작물 생육과 생산 에는 좋았지만 12℃와 유의적인 차이가 없어 경제적 측면에 서 난방 개시 온도를 12℃로 설정하는 것이 좋은 것으로 보이 며, CO2 시비 농도 800μmol·mol-1를 유지하는 것이 생산량 증가에 효과적이었다.

본 연구는 데이터를 기반으로 한 인공지능 기계학습 기법을 활용하여 온실 내부온도 예측 시뮬레이션 모델을 개발을 수행 하였다. 온실 시스템의 내부온도 예측을 위해서 다양한 방법 이 연구됐지만, 가외 변인으로 인하여 기존 시뮬레이션 분석 방법은 낮은 정밀도의 문제점을 지니고 있다. 이러한 한계점 을 극복하기 위하여 최근 개발되고 있는 데이터 기반의 기계 학습을 활용하여 온실 내부온도 예측 모델 개발을 수행하였 다. 기계학습모델은 데이터 수집, 특성 분석, 학습을 통하여 개 발되며 매개변수와 학습방법에 따라 모델의 정확도가 크게 변 화된다. 따라서 데이터 특성에 따른 최적의 모델 도출방법이 필요하다. 모델 개발 결과 숨은층 증가에 따라 모델 정확도가 상승하였으며 최종적으로 GRU 알고리즘과 숨은층 6에서 r2 0.9848과 RMSE 0.5857℃로 최적 모델이 도출되었다. 본 연 구를 통하여 온실 외부 데이터를 활용하여 온실 내부온도 예 측 모델 개발이 가능함을 검증하였으며, 추후 다양한 온실데이 터에 적용 및 비교분석이 수행되어야 한다. 이후 한 단계 더 나아 가 기계학습모델 예측(predicted) 결과를 예보(forecasting)단 계로 개선하기 위해서 데이터 시간 길이(sequence length)에 따른 특성 분석 및 계절별 기후변화와 작물에 따른 사례별로 개발 모델을 관리하는 등의 다양한 추가 연구가 수행되어야 한다.

본 연구는 난방온실의 온도분포 균일화를 위한 기초자료 제공을 목적으로 온수난방 방식의 토마토 재배 온실 에서 난방실험을 통하여 난방배관의 표면온도와 실내기온 사이의 상관관계를 분석하고, 난방배관의 열전달특성 분석과 난방배관 배치의 개선을 통하여 난방배관 표면온도의 편차를 줄이고 균일도를 향상시키기 위한 방안을 도출하였다. 서로 다른 두 온실의 온도분포를 분석하여 최대편차와 균일도를 검토한 결과, 온수의 유량이 많고 난방배관의 길이가 짧게 배치된 온실의 온도편차가 작고, 균일도는 높은 것으로 나타났다. 또한 순환팬을 가동한 경우에 온도편차는 작아지고 균일도가 개선되는 것을 확 인할 수 있었다. 난방배관의 표면온도와 실내기온 사이의 상관관계를 분석한 결과, 두 온실 모두에서 유의적인 (p<0.01) 정적 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 온수난방 온실에서 실내기온의 분포는 난방배관 표면온도의 분포에 영향을 받는다는 것을 확인할 수 있었고, 온도편차 가 최소화 되도록 난방배관을 배치함으로써 실내기온 분포의 균일도를 개선할 수 있는 것으로 판단되었다. 난방 배관의 열전달 특성을 분석한 결과 배관의 길이가 길어 지면 온도편차는 커지고, 관내의 유속이 빨라지면 온도 편차는 작아지는 것으로 나타났다. 따라서 지선배관의 길이가 짧아지도록 난방배관을 배치하고, 관내의 유속을 제어함으로써 온실의 온도분포와 환경의 균일성을 개선 할 수 있을 것으로 판단되었다. 국내 온실에서 가장 많 이 사용하고 있는 튜브레일(40A) 방식의 온수난방시스 템에서 하나의 지선배관에서의 온도편차를 3oC 이내로 조절하기 위해서는 관내의 유속이 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0m·s-1일 때 난방배관의 길이는 각각 40, 80, 120, 160, 200m 이내로 제한해야 하는 것으로 분석되었다.

본 연구에서는 저온기에 참외재배 단동 플라스틱 온실에서 지붕 환기팬을 이용하여 환기할 때 작물에 스트레스를 적게 주면서 바깥 공기를 하우스 내부로 균일하게 유입할 수 있는 방법으로 하우스 전체길이에 대해 측창 안쪽부분에 비닐을 부착하는 방법을 개발하였다. 지면으로부터 측창이 최대한 열렸을 때 높이의 10cm 아래까지 비닐을 설치하였다. 측창 개선에 의한 온실 환경 개선 및 참외 수량증대 효과를 검증하기 위하여 개선 측창형 태와 관행의 측창형태를 비교하였다. 2017년 2월 25일 까지는 두 시험구 모두 환기를 하지 않았는데, 2월 중순 하우스 내 기온이 40oC를 넘어섰다. 따라서 2월 중순부터는 하우스 환기를 시작해야 할 것으로 판단된다. 대조 구에서의 기온이 4월 하순부터 30oC를 넘어섰다. 그러므로 측창 안쪽에 부착한 비닐을 4월 하순, 늦어도 5월 상순에는 제거해야 할 것으로 판단된다. 4월 중순에 처리구에서의 지온은 생육 적온 범위인 20oC를 넘어선데 비해 대조구에서는 여전히 20oC보다 낮게 나타났다. 4월 하순이 되어서야 대조구의 지온도 20oC를 넘어서는 것으로 나타났다. 전기사용량은 처리구 47.2kWh, 대조구 48.3kWh로 처리 간에 큰 차이를 보이지 않았다. 처리구에서의 참외 상품수량은 5,094kg으로 대조구 4,113kg에 비해 23.9% 많았다. 상품과율은 처리구 73.5%, 대조구 73.9%로 차이가 없었다.

The survival rate and number of parasitized host of Encarsia formosa Gahan and Eretmocerus eremicus Rose were observed at low temperature conditions (6, 8, 10 and 12 ± 1oC, RH 70 ± 10%, in dark condition. Mummy of Encarsia formosa was stored at 12oC, for 70% of the mummies survived for 10 days. After 6-days storage at 12oC, number of parasitized host of the parasitoids was decreased to 35.9 (67.6%, compared to control). Mummy of Eretmocerus eremicus was stored at 12oC, and 70% of the mummies survived for 14 days. After 6-days storage at 12oC, number of parasitized host was decreased to 31.6 (83.6%, compared to control). Our results suggest that 12oC was most suitable temperature for storage of Encarsia formosa and Eretmocerus eremicus.

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.

본 연구는 냉각코일과 리튬브로마이드 수용액을 활용 하여 유리 chamber 내 냉각 및 제습 실험을 수행하였다. 냉각수 온도별 냉각 효과와 리튬브로마이드 수용액의 제습량을 확인하였으며, 이를 동시에 적용하여 실험을 수행하였다. 냉각수 온도별 냉각 실험은 279K, 286K, 293K에서 각각 19K, 13K, 10K 가량 감소되는 경향을 보였다. 냉각수 온도가 낮을수록 높은 냉각 성능을 보였으며, 여름철 상하수도 온도인 293K의 물로도 충분히 작물이 생육하기 좋은 온실 내부온도를 유지할 수 있다고 판단되었다. 또한 리튬브로마이드 수용액을 활용한 제습 실험에서는 약 80%의 외부 습도가 리튬브로마이드 수용액과 결합하여 약 50%로 감소되어 약 30%의 제습량을 보였으며, 이는 시설 내 제습 시스템의 적용에 적합한 물질로 판단된다. 냉각코일과 리튬브로마이드 수용액을 동시에 적용한 실험에서 약 9K의 온도 강하, 15%의 제습량을 나타냈으며, 리튬브로마이드 수용액이 수증기를 흡수하는 과정에서 반응열이 발생하는 것을 확인하였다. 또한, 시뮬레이션을 통해 냉각 실험 결과와 대비 비교 한 결과 약 299.7K의 내부 온도를 보여 일치하는 것을 확인하였다. 수분의 제습과정을 거치면서 농도가 낮아진 리튬브로 마이드 수용액(희용액)은 수집탱크로 모아 재생부로 이송되어 가열, 수분을 증발시켜 농용액으로 전환된 후 열 교환을 거쳐 냉각되어 다시 제습시스템으로 공급되는 시스템을 적용하면 일정량의 리튬브로마이드 수용액만으로 온실 제습을 할 수 있을 것으로 판단된다. 본 실험을 통해 냉각 및 제습이 동시에 가능하다는 것을 확인하였으며, 리튬브로마이드 수용액을 활용하여 실제 온실에 적용된다면 기존 온실에서 사용하고 있는 냉방 및 제습 방법에 비해 에너지 절감을 통한 경제적 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 향후, 제습 부분은 시뮬레이션을 통한 분석 및 실험결과와 대비 검증이 요구되고, Lab scale의 제습 시스템에 서 Farm scale의 온실 규모로 확장하여, 추가 변수에 대한 제습 및 냉각 연구가 수행되어야 할 것이다.

우리나라 각 지역별 온실의 기간난방부하 산정용 난방 적산온도 자료를 구축하기 위해서는 표준기상데이터가 필요하다. 그러나 국내에는 서울과 6대 광역시 등 7개 지역만 표준기상데이터가 제공되고 있어서 이를 대체할 수 있는 방법을 찾아야 한다. 전국적으로 이용이 가능한 기상자료는 기상청의 일별 평년값 자료 및 30년 (1981~2010)간 매 시각 전체 기상자료이므로 이를 이용하여 난방디그리아워와 난방디그리데이를 구하였다. 표준기상데이터가 있는 7개 지역을 대상으로 평년값 자료 및 전체 기상자료를 사용하여 구한 난방디그리데이와 난방디그리아워를 표준기상데이터를 사용하여 구한 결과와 비교하였다. 전체 기상자료를 이용하여 기본식으로 구한 난방디그리아워의 평균값이 표준기상데이터로 구한 것과 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또한 평년값을 이용하여 수정 Mihara식으로 구한 난방디그리아워도 표준기상데이터로 구한 것과 거의 비슷한 경향을 보였다. 이에 비하여 평년값을 이용하여 Mihara식으로 구한 난방디그리 아워는 표준기상데이터로 구한 것 보다 훨씬 작았고 전체 기상자료의 최소값에 가까운 것으로 나타났다. 난방 디그리아워와 동일한 단위로 환산했을 때, 난방 설정온도가 높을 경우에는 난방디그리데이와 난방디그리아워의 차이가 별로 없었으나, 설정온도가 낮을 경우에는 난방디그리데이 방식이 난방디그리아워 방식보다 지역에 따라 3~26%나 작게 나타나는 것으로 분석되었다. 난방디그리데 이는 평년값을 이용하여 기본식으로 구할 수 있기 때문에 간편한 방법이지만 설정온도가 낮을 경우 오차가 크게 발생되므로 난방디그리아워 방식이 더 합리적인 방법으로 판단된다. 결론적으로 온실의 환경설계용 기상자료 구축에 서 난방적산온도는 평년값과 동일한 30년간의 시간별 기상자료를 이용하여 매년 난방디그리아워를 구하고 전체 자료기간의 평균값을 설계 자료로 활용할 것을 제안한다. 또한 최대 및 최소 난방디그리아워 자료를 제공함으로써 기상상황에 따른 에너지 소비량 예측 및 경제성 평가에 활용할 수 있도록 할 필요가 있을 것으로 판단된다.

목화진딧물 (Aphis gossypii)의 온도에 따른 발육시험을 실내 15, 18, 21, 24, 27, 30℃의 6개 항온, 광주기 14L:10D, 상대습도 50∼60% 조건과 오이 비닐하우스에서 3월 23일부터 8월 20일까지 6회 접종하여 수행하였다. 실내사망률은 저온에서는 2~3령충의 사망률이 높았고 온도가 증가할수록 3~4령충의 사망률이 높았으며 고온에서 전체 사망률이 높았다. 전체 약충의 발육기간은 실내에서 15℃에서 12.2일로 가장 짧았으며 변온의 28.5℃에서 4.09일로 가장 짧았다. 온도와 발육율과의 관계를 보기위해 선형 및 3개의 비선형 모형(Briere 1, Lactin 2, Logan 6)을 이용하여 분석한 결과, 선형모형을 이용하여 전체약충의 발육영점온도는 6.8℃였으며 발육유효적산온도는 각각 111.1DD였다. 3가지 비선형 모형중 Logan-6 모형이 전약충, 후약충 전체약충 단계에서 AIC와 BIC 값이 가장 적어 온도와 발육율과의 관계를 잘 설명하였으며, 발육단계별 발육완료분포는 3-parameter Weibull 함수를 사용하였으며 전약충, 후약충, 전체약충에서 r2 값이 0.88~0.91로 높은 값을 보여 양호한 모형 적합성을 보였으며 정식시기별 성충 발생 예측치와 포장 조사치가 일치하여 방제적기 추정에 유용하게 사용할 수 있을 것이다.

본 연구는 유가상승에 따른 온실의 경영비 절감과 적설지역의 적설재해를 경감시키기 위하여 온수배관을 이용한 난방효과 및 온실곡부의 온도 상승효과를 구명하고자 수행되었다. 전체적으로 실험구의 온도가 대비구 보다 약 2.0~6.0℃정도 높게 나타났다. 천창부직포를 개방한 경우, 최저온도가 약 3.0~12.0℃범위로 나타나 적극적인 난방을 하게 되면 적설피해도 어느 정도 예방할 수 있을 것으로 판단되었다. 온실 내부의 높이별 온도 차이는 미미한 것으로 나타났다. 재배작물에 따른 온실의 최대난방부하는 각각 약 37,000 kcal·h-1 및 41,700 kcal·h-1정도이었다. 실험기간동안 최저 외기온 -11.9~4.0℃ 범위에서 설정온도별 발열량은 95,000~322,000 kcal 정도로서 시간당 6,050~20,900 kcal·h-1정도의 범위에 있었고, 최대난방부하와 비교하면 약 15~56%정도의 난방에너지를 공급할 수 있을 것으로 나타났다. 그리고 실험기간동안 전체 발열량과 소비전력량은 각각 2,629,025 kcal 및 677.3 kWh이었다. 화석연료인 경유로 난방 할 경우, 실험기간동안 소요되는 소비량은 291L 정도이었고, 비용은 331,700 won인 것으로 나타났다. 전력사용에 대한 총비용은 24,400 won정도로서 경유 소비 비용의 7.5%정도로 나타났다. 또한 전체 소비전력량을 에너지로 환산하면 약 582,200 kcal이고, 이 에너지는 전체 발열량의 약 22%에 불과하였다.

전남 나주시 배시험장에서 채집한 깍지벌레류에서 채집한 깍지벌레류에서 기 생벌류에 기생된 비율을 조사한 결과, 전체 조사한 깍지벌레류에 대한 기생률은 25.8%였다. 1월의 기생율이 높은 것은 이전에 기생당한 깍지벌레가 발견된 원인 으로 생각된다. 한편, 배나무에서 채집한 온실가루깍지벌레(Planococcus kraunhiae) 를 잠두(Vicia faba L.) 유묘에서 사육하면서 15, 20, 25, 30℃에서 각태별 발육기 간을 조사하였다. 15℃에 알기간은 약 20.9일이었고 25, 30℃에서 7.1, 7.5일이었 다. 알에서 성충까지 전체 기간은 15℃에서 약 117.7일이었고, 20, 25, 30℃에서 각각 54.9, 32.4, 30.3일이 소요되었다. 산란전 기간은 각각 31.6, 17.2, 13.1, 16.8 일이 소요되었다.

팬 앤 패드 시스템은 국내외적으로 온실냉방에서 많이 이용되고 있으며, 그 효율도 매우 높지만 온실 내부의 온도분포가 불균일하고 설치비와 유지비가 많이드는 단점이 있다. 본 연구에서는 팬 앤 패드 시스템의 설계를 위한 자료를 제공할 목적으로 팬 앤 패드시스템 설치온실의 온도분포를 예측하기 위한 CFD 모델을 개발하였다. 개발된 모델은 실험 데이터를 이용하여 검증한 결과 실험치와 예측치가 잘 일치하여 모델의 응용이 가능할 것으로 판단되었다. 개발된 모델을 이용하여 온실 외부의 풍속과 풍향, 팬과 패드의 높이, 환기율에 따른 실내유속, 차광율 및 온실의 길이가 팬 앤 패드 냉방온실의 실내 온도경사에 미치는 영향을 검토하였다. 실내 온도경사를 감소시키기 위하여는 온실 설치 지역의 주풍향을 고려하고 팬과 패드의 높이가 적절해야 할 것으로 판단되었다. 시뮬레이션 결과 높은 환기율과 차광율은 팬 앤 패드 냉방 온실의 온도경사를 감소시키는데 기여할 수 있는 것으로 나타났다. 팬 앤 패드 냉방 온실의 온도를 적정 수준으로 유지시키기 위해서는 외부기상조건, 차광 및 환기율에 따라 온실의 길이를 제한해야 할 것으로 판단되었다. 개발된 CFD모델은 다양한 조건에서 팬 앤 패드 냉방온실의 설계와 평가에 유용한 도구가 될 수 있을 것으로 판단된다.

온실의 차광설계에 필요한 기초자료를 제시하기 위하여 온실모형과 실험온실을 이용하여 외부차광재의 적정 설치간격 분석, 차광재별 광투과율 분석, 차광율에 따른 온실내부온도의 변화 분석, 차광의 온실내부의 지온변화에 미치는 영향 분석 및 외부차광과 내부차광의 차광효과 비교를 실시하였다. 외부경사차광시 온실 지붕과 차광재의 설치간격은 10~30 cm에서 차광효율이 가장 좋은 것으로 나타났으나 환기창의 개폐를 위한 공간이 필요하지 않는 온실에서는 10cm 정도이면 충분한 간격이 될 것으로 판단된다. 경사차광의 온도차가 수평차광보다 높게 나타나 무환기 상태에서는 경사차광의 차광성능이 수평차광보다 더우수함을 알 수 있었다. 차광재 제작사에서 제시한 투과율과 실제 온실에서 계측한 투과율이 상당한 차이가 있으므로 차광재를 온실의 온도환경제어 목적으로 이용하고자 할 경우에는 차광재의 투과율을 미리 측정하여 검증할 필요가 있었다. 자연환기와 무환기 조건 모두에서 85% 차광온실이 55%차광온실 보다 최대 약 4℃, 평균 약 2℃ 정도의 승온억제효과가 더 있었다. 차광온실 내무의 지온변화는 차광율과 차광방법에 따른 차이는 매우 작았으나 무차광온실과는 큰 차이가 있었기 때문에 온실내부의 지온변화는 차광율과 차광방법 보다는 차광의 유무에 큰 영향을 받는다는 사실을 알 수 있었다. 50%인 차광재가 55% 차고아재보다 광투과율이 높음에도 불구하고 차광율 50%인 외부차광온실이 차광율 55%인 내부차광온실보다 승온억제효과가 더 우수한 것으로 분석되었다. 이러한 결과는 외부차광시 차광재가 흡수한 열이 온실내부로 전달되지 않을 뿐만 아니라 천장을 통한 환기효율이 내부차광보다 양호하기 때문인 것으로 판단되었다.

온실의 환기제어시 외기의 온도와 풍속변화에 보다 유연하게 대처하면서 온도제어성능을 향상시키기 위하여 퍼지제어 알고리즘을 수립하고 제어실험을 실시하였다. 환기창을 열어 환기 시 온실의 실내온도 변화는 실내외온도차 및 외기 풍속의 세기와 방향에 영향을 받으므로 실내온도 기울기를 퍼지변수의 하나로 취급하여 퍼지변수의 수를 줄였다. 설정온도가 일정할 때 제어오차의 증분은 실내온도 증분과 같으므로, 전건부 퍼지변수는 제어오차(실내온도-설정온도)와 그 증분으로 결정하고, 후건부 퍼지변수는 환기창열음량 증분으로 결정하여 실내온도 하나만의 계측으로 제어출력이 가능한 퍼지제어 알고리즘을 구성하였다. 퍼지변수의 범위는 기초환기실험을 통하여 결정한 후 제어주기 3분을 갖는 실제실험 시 최적 값으로 보정하였다. 전건부 퍼지변수인 제어오차와 제어오차 증분의 최적범위는 각각 목표 제어오차의 3배와 1.5배, 후건부 퍼지변수인 환기창열음량 증분의 최적범위는 최대 열림량의 30%로 나타났다. 최적화한 19개의 퍼지규칙을 적용한 퍼지제어 알고리즘을 개발하고 상대적 성능평가를 위하여 최적 게인을 부여한 PID제어와 비교하였다. 퍼지제어와 PID제어의 실내온도 제어오차는 각각 1.3℃, 2.2℃ 미만으로 나타났다. 퍼지제어와 비교하였다. 퍼지제어와 PID제어의 실내온도 제어오차는 각각 1.3℃, 2.2℃ 미만으로 나타났다. 퍼지제어는 PID제어에 비해 환기창 적산열음량, 조작회수 및 반전조작회수가 0.4배, 05배 및 0.3배로 적게 나타나 외기풍속과 실내외온도차의 변동에 유연하게 대처하며 환기창의 점진적 여닫음 조작이 가능하고, 조작에너지도 1/2로 줄일 수 있는 것으로 나타났다.

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.

현재 경북지방의 수박 및 참외재배에 가장 많이 이용되고 있는 대형터널 하우스의 온도 변화를 분석한 결과, 터널하우스 내 기온은 일몰과 함께 강하하여 외기온과 비슷한 온도를 유지하는 시간은 일몰 후 약 2시간 30분 전후로 나타났으며, 자연환기장치인 환기공 및 수동식 측창이 설치되어 재배기간중 하우스내 최고기온은 40℃ 이상 유지되지는 않았다. 하우스야간온도는 높이별 위치에 관계없이 거의 같은 온도로 유지되었으며, 재배기간중 야간온도는 외기온보다 2~3℃정도 높게 유지할 수 있었지만, 외기온이 적온 이하일 때는 보온의 필요성이 있었다. 또 재배기간중 20cm 깊이의 지온은 20℃ 이상을 유지할 수 있어서 적정지온 확보에는 문제가 없었으며, 일변동폭은 3~5℃ 정도이고 관수로 인한 지온저하는 5~6℃ 정도였다