This study was carried out to investigate the proper wattage and installation distance for the efficient use of nano-carbon fiber infrared heating lamp (NCFIHL), a heating device advantageous for heating energy saving, when the production of watermelon plug seedlings in the plug seedling nursery in winter season. Six small beds were divided into plastic film, and 700 W and 900 W nano-carbon fiber infrared heating lamps were installed at 100 cm above the bed. 1 lamp at central (control), 60 cm interval (2 lamps), and 40 cm interval (3 lamps) heating lamps were installed in each bed inside the greenhouse. All treatments, except the control, were set to keep the night air temperature at 20℃ after lighting the NCFIHL. The leaf temperature showed a tendency to increase fast as the install distance was narrow. The leaf length and leaf width tended to increase as the installation distance of the 700 W heating lamp was narrow. The compactness was high in 700 W heating lamp with 40 cm of installation distance. Therefore, in consideration of maintaining the set temperature at night, installing 700 W electric lamps at 40 cm was an efficient power and installation distance for watermelon grafted seedlings considering economic feasibility.

Infrared(IR) heating has many advantages, such as energy efficiency, reduced heating time, cleanliness, equipment compactness, high drying rate and easy automation. These features of IR heating provide widely industrial applications, such as surface heat treatment in semiconductor fabrication, thermoforming of polymers, drying and disinfection of food products, heating to metal forging, and drying of wet materials. In this study, the characteristics of a protected gold mirror were examined by spectrophotometer and the lifetime of the coating layers were evaluated by a cross-cutting method and salt spray test. The effects of manufacturing conditions on the protected gold mirror were seen and remedies for these effects were noted in order to improve the properties of the protected gold mirror in the drying process. The reflectance and lifetime of the protected gold mirror was influenced by manufacturing conditions, such as surface roughness and forming conditions of the anti-oxide layer, the adhesion layer, the reflecting layer and the protection layer. The results of this study showed that the protected gold mirror manufactured using a buffing method for pre-treatment resulted in the most effective reflectance. In addition, Al2O3 coating on an Al substrate as an anti-oxide layer was more effective than the anodizing process in the test of reflectance. Furthermore, the protected gold mirror manufactured by layers forming of various materials resulted in the most effective reflectance and lifetime when coated with Al2O3 as the anti-oxide layer, coated Cr as the adhesion layer, and coated MgF2 as the protection layer.

동절기에 공정육묘장에서 난방 에너지 절감과 우량묘 생산을 위해 나노탄소섬유적외선 난방등(NCFIHL, nanocarbon fiber infrared heating lamp)의 적정 전력과 설치 높이를 구명하는 것이 본 연구의 목적이다. 벤로형 유리 온실 내부에 수박 접목묘를 재배하기 위해 700과 900W NCFIHL을 육묘 베드(1.2 × 2.4m)에서 0.7, 1.0, 및 1.3m 높이로 각각 설치하였다. 수박(Citrullus lanatus (Thunb.) Manst.) ‘지존꿀’과 박(Lagenaria leucantha Rusby.) ‘선봉장’은 각각 접수와 대목으로 사용되었다. 접수와 대목은 편엽합접 방식으로 접목되었다. NCFIHL의 광도는 모든 처리에서 1μmol·m-2·s-1 이하였다. NCFIHL의 광분포는 대부분 적외선 영역에서 나타났다. 외기온도가 10oC 이하일 때 700과 900W NCFIHL을 0.7m 높이로 설치한 처리구와 900W NCFIHL을 1.0m 높이로 설치한 처리에서 야간 설정온도(20oC)를 유지하였다. 열화상 촬영에서는 900W NCFIHL을 0.7m 높이로 설치한 처리에서 가장 빨리 식물체의 온도가 올라갔다. Compactness는 700W NCFIHL을 1.3m 높이로 설치한 처리에서 우수하였다. 결과적으로 700W NCFIHL을 1.0m 이상으로 설치하는 것이 바람직하다고 판단된다.

본 연구에서는 보리의 취반 적성과 관능성 개선을 위하여 수침처리 및 적외선 가열조건의 영향을 검토하였다. 보리의 수분흡수도는 적외선가열 단독처리 또는 수침과 적외선가열의 병행처리 모두에서 크게 증가하였으며, 취반 후보리의 연화도 또한 증가하였다. 또한 이들 시료를 백미와 혼합하여 취반 후 관능성을 평가한 결과, 식감의 개선에의한 보리의 전체 기호도가 대조구 보다 크게 개선되는 것을 확인하였다. 또한 수침과 적외선가열을 병행 처리하였을 때 적외선가열 단독처리보다 우수한 관능특성을 갖는것으로 조사되어, 보리의 취반성과 관능성 개선을 위한 최적조건은 15분간 상온수침 후 120oC에서 초기 수분함량까지 가열로 설정하였다.

2개의 단동 수막 비닐하우스에 보조난방으로 경유 온풍기와 적외선 난방등을 설치하고 야간최저온도를 6oC로 설정하여 ‘설향’ 딸기를 재배하였다. 하우스 내부의 평균 야간온도는 적외선난방이 6.6oC로 온풍난방의 7.1oC 와 비슷하였지만 외기의 최저온도가 −10oC 이하로 내려갈 경우 온풍난방은 내부온도의 변화가 적은 반면 적외선난방은 설정한 온도 이하로 내려가는 경우도 있었다. 상대습도는 보조난방 종류와 관계없이 수막시스템의 영향으로 98% 이상으로 높았다. 엽온의 변화를 열화상 카메라로 촬영했을 때 적외선 난방등이 켜졌을 때와 꺼졌을 때 사이에 5oC 정도의 차이를 보였으며 적외선 복사선이 식물체에 직접적으로 미치는 범위는 제한적이었다. 딸기의 화경장과 초장은 적외선등 난방을 한 하우스가 온풍난방을 한 하우스보다 증가하는 경향을 보였고 잎의 크기, 엽수, 1화방 화수, 분지수에서는 통계적인 차이를 보이지 않았다. 수확과수와 당도, 경도, 평균과중 및 수량은 차이를 보이지 않았고 경유 온풍기는 면세유 543L를 사용하여 622,662원이 소요된 반면 적외선 난방등은 농업용(병) 5,685kW를 사용하여 235,284원이 소요되어 약 62.2%의 난방비를 절감할 수 있었다.

본 연구에서는 현미의 취반적성 및 관능성 개선을 위하여 적외선 가열처리 및 수침의 영향을 검토하였다. 현미는 적외선 가열처리 조건에 따라 부분적인 갈변화와 함께 외피 및 배유에 균열이 발생하여, 취반 후 곡립 형태가 파손되고 식미가 저하되었다. 현미의 균열 손상은 120oC 이상의 온도에서 초기수분함량이 3% 이상 감소할 때까지 가열하는 조건에서 발생하였으나, 수침과 병행하여 가열하는 경우에는 현미의 균열 및 형태 손상이 발생하지 않았다. 현미는 적외선 가열에 의해 부분 호화가 발생하며, 호화도는 수침 처리한 현미에서 더 높은 것으로 확인되었다. 현미는 적외선 가열 처리에 의해 취반 질감이 연화되었으며, 수침과 병행하는 경우 가장 높은 연화효과를 나타내었다. 취반 현미의 관능성은 적외선 가열 처리에 의해 크게 개선되었으며, 수침을 병행하였을 때 전체적인 기호도가 가장 높은 확인되었다. 상기 결과를 통하여 수침 처리하지 않은 현미의 경우 120oC에서 수분함량이 1% 감소까지, 수침시료의 경우 20분간 상온수침 후 110oC에서 수분 함량 14%까지의 가열조건을 현미의 취반성과 관능성 개선을 위한 최적조건으로 설정하였다.

경상대학교 농장 벤로형 유리온실(280m2)에 적외선등 난방 시스템을 설치하였다. 분식물 호접난, 홍콩야자나무, 무늬고무나무, 장미에 대한 적외선등 난방 시스템의 가 열효과를 알아보고자 열화상 카메라를 이용하여 온도 변화를 측정하였다. 그리고 난방의 효과를 적외선등 난방 시스템 ‘On’과 ‘Off’로 달리하여 실험을 수행하였고 적외 선등 난방 시스템의 경제성을 분석하였다. 온실 내부 설 정온도가 18oC일 때 식물체의 엽온도는 22.8~27oC, 화분 에 담겨 있는 배지의 온도는 21.3~24.3oC이었다. 관엽식 물과 같이 키가 큰 작물은 상부의 온도가 홍콩야자나무와 무늬고무나무 각각 24.0oC와 26.9oC로 가장 높았고, 아래 로 내려오면서 점점 온도가 내려가는 경향을 보였다. 열 화상 카메라를 이용한 온도 변화 관찰을 통하여 적외선등 난방 시스템을 이용한 온실내 작물의 가열 효과는 충분함 을 알 수 있었다. 장미의 경우 적외선등 난방 시스템을 이용한 난방의 경우 밤과 새벽 사이 외부 기온이 많이 떨어지는 시점에도 설정온도(18oC)에 가깝게 유지되고 있었다. 특히 ‘On’ 상태에서 근권부 평균온도는 21.8oC 이었고, 엽의 평균온도는 17.8oC이었다. ‘Off’ 상태의 경우 근권부 평균온도가 20.4oC이었고, 엽의 평균온도는 15.5oC 로 뚜렷한 차이를 보였다. 난방부하량은 약 24,850~ 35,830 kcal·h−1 정도로서 이 때 난방비를 경유로 환산 하면 약 27,000~40,000원 정도였다. 소비전력량과 전력요 금은 각각 330~560 kWh 및 8,600~14,800원 정도였다. 즉 전체적으로 단순비교해 볼 때, 적외선등 난방 시스템을 사용할 경우 경유 온수보일러에 비해 난방비용이 약 35% 정도 밖에 소요되지 않는 것을 알 수 있다. 적외선등 난방 시스템을 이용한 난방의 경우 야간 시간대에 공기온도가 설정온도 보다는 다소 낮게 유지되고 있음을 알 수 있다. 즉, 유리온실의 경우 밀폐성이 좋지 않아서 공기온도를 설정한 온도수준으로 유지되지 못하는 것으로 판단되어 향후 유리온실에서 적외선등 난방 시스템을 이용하는 경우 설치간격, 센서 부착위치 및 공기대류 등에 대한 연구가 더 필요하다고 생각된다.

장미 생산농가의 대부분은 겨울철 난방비가 생산비의 가장 큰 몫을 차지한다. 요즘과 같은 고유가 시대에 농가의 부담을 줄이기 위하여 난방비 절감율이 높은 난방시스템에 대한 연구를 수행하였다. 복사열을 이용한 적외선 등 난방의 경우 식물체와 같은 물체를 먼저 가열하여 주변의 기온이 올리는 방식으로 빠르게 온도를 높일 수 있고 경유를 이용한 난방방식에 비해 비용이 절감되는 장점이 있다. 농가에 설치된 나노탄소 섬유 적외선 등 난방시스템의 현지조사를 실시하여 난방효과 및 난방비 절감율을 분석하고, 나노탄소섬유 적외선 등 난방시스템과 전기히터 난방시스템에서 생산된 '오렌지 플레쉬' 장미의 생육과 절화수명을 조사하였다. 나노탄소섬유 적외선 등의 경우 온실 내부 공기 설정온도가 20℃인 경우 식물체 온도는 1~2℃정도 더 높게 나타났을 뿐만 아니라 베드와 근권부 온도는 17~19℃ 정도로 유지하는 등 우수한 난방의 효과를 알 수 있었고, 전기히터 난방시스템과 온수보일러 난방시스템의 추정 난방비를 비교한 결과 난방비 절감 효과가 아주 높게 나타났다. 장미의 생육을 조사한 결과 전기히터 난방시스템에서 생육한 장미와 차이가 없었으며 화색이나 염색의 발현이 더 좋았다. 절화수명에서는 나노탄소섬유 적외선 등에서 생육한 장미가 생체중과 수분 흡수량이 높아 다소 더 길어진 절화수명을 뒷받침 해 주었다.