DOI QR코드

DOI QR Code

Investigation and Greenhouse Heat Loss based on Areas and Weather Information

온실 열손실 분석용 기상정보 및 온실방위 조사 분석

  • Kim, Young Hwa (Energy & Environmental Engineering Division, NAAS, RDA) ;
  • Kang, Sukwon (Energy & Environmental Engineering Division, NAAS, RDA) ;
  • Paek, Yee (Energy & Environmental Engineering Division, NAAS, RDA) ;
  • Jang, Jae Kyung (Energy & Environmental Engineering Division, NAAS, RDA) ;
  • Sung, Je Hoon (Energy & Environmental Engineering Division, NAAS, RDA) ;
  • Kang, Yeon Koo (Protected Horticulture Research Institute, NIHHS, RDA)
  • 김영화 (농촌진흥청 국립농업과학원 농업공학부 에너지환경공학과) ;
  • 강석원 (농촌진흥청 국립농업과학원 농업공학부 에너지환경공학과) ;
  • 백이 (농촌진흥청 국립농업과학원 농업공학부 에너지환경공학과) ;
  • 장재경 (농촌진흥청 국립농업과학원 농업공학부 에너지환경공학과) ;
  • 성제훈 (농촌진흥청 국립농업과학원 농업공학부 에너지환경공학과) ;
  • 강연구 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 시설원예시험연구소)
  • Received : 2017.11.14
  • Accepted : 2018.01.25
  • Published : 2018.01.31

Abstract

In this study, eleven major coastal areas were selected and the climate environment and the greenhouse direction were analyzed. This research investigates the greenhouse heat loss according to the wind environment at target areas. The target areas were selected based on heated greenhouse cultivation area and wind environment standard. Temperature, wind speed, and wind direction among weather data for 30 years were collected and analyzed. The data were divided into the minimum, average, and maximum temperatures and the Meteorological Agency criteria applied to the weather and wind direction criteria. Data were collected in the range of $0{\sim}180^{\circ}$ considering the symmetry of the shape of the greenhouse. In addition, the wind direction is different for each region and the applied wind direction can be different when referring to the longitudinal direction of the greenhouse and the data are collected in the range of $0{\sim}90^{\circ}$. The results of this study are expected to be used to calculate the heating load of greenhouse installed in places wind speed high.

본 연구에서는 풍환경에 따른 열손실을 분석하는데 있어 필요한 풍속 기초자료를 제공하기 위하여 주요 11개 해안지역 중 온실밀집지역을 선정하여 기상환경 및 온실방위를 조사 분석하였다. 대상지역은 난방온실 재배면적과 풍환경 기준으로 선정하였고 온실밀집지역은 $50,000m^2$ 이상인 지역을 대상으로 하였다. 11곳의 기상자료 중 기온, 풍속, 풍향을 대상으로 30년간 자료를 수집하여 분석하였고 기온은 최저, 평균, 최고 기온을 나누고 풍속 및 풍향 기준은 기상청 분석 기준을 적용하였다. 온실의 배치방향은 형태가 대칭인 점을 감안하여 $0{\sim}180^{\circ}$ 범위로 자료를 수집하였다. 또한, 각 지역마다 풍향이 있으며 온실길이방향을 기준으로 하였을 때 적용되는 풍향은 달라질 수 있으며 이를 상대풍향으로 지칭하고 중복되는 점을 고려하여 $0{\sim}90^{\circ}$ 범위로 자료를 수집하였다. 11개 지역의 기온은 중부지방에 있는 보령, 영광 지역과 남부지방에 있는 9개 지역의 기온차이가 구분되었다. 중부해안 대상지역은 1월 최저기온은 약 $3{\sim}4^{\circ}C$ 정도 온도가 높은 것을 확인할 수 있었고 평균기온은 약 $3^{\circ}C$ 정도 높았으며 월별 기온 중 최저기온을 선정할 때에 1월 기온을 고려해야 되는 것으로 판단된다. 대상지역의 주풍향에 대한 월별 차이는 크게 발생하지 않았으며 풍향 분포에 따라 지역별로 서해안측, 서해 및 남해 경계 해안측, 남해안측으로 구분되어졌다. 풍속은 영광을 제외한 10개 지역은 월간 풍속 포차이가 크게 발생하지 않는 것으로 판단된다. 대상지역의 온실의 방향은 길이방향 기준으로 분석하였으며 보령과 영광, 남해 지역은 60%이상 집중되어 있는 방향이 존재하였고 해남, 통영지역은 약 90% 집중되어있는 방향이 존재하였으며 이는 경지정리로 인하여 방향이 편향되어있는 지역이 존재하는 것으로 판단된다.

Keywords

References

  1. Choi, J.K., Y.S. Kim and D.S. Song, 2012. Effect of the building envelope on heating and cooling load in super tall building considering the meteorological changes with height. Spring Conference Papers, 32(1):337-344.
  2. Hwang, Y.Y. and J.W. Lee 2013. Calculation of the overall heat transfer coefficient of single layer covering in greenhouse. Journal of Bio-Environment Control, 22(2):108-115 (in Korean). https://doi.org/10.12791/KSBEC.2013.22.2.108
  3. Ido Seginer, Garrit van Straten, and Peter J.M.. van Beveren, 2017. Day-to-night heat storage in greenhouses: 1 Optimisation for periodic weather. BIOSYSTEM ENGINEERING 161:174-187.
  4. Japan Protected Horticulture Association. 1994. Handbook of protected horticulture association. p.170-173 (in Japanese).
  5. Jeong, W.J., D.J. Myoung and J.H. Lee, 2009. Comparison of climate conditions of sweet pepper's greenhouse between korea and netherlands. Journal of Bio-Environment Control, 18(3):244-252 (in Korean).
  6. Jeong, S.H., J.W. Lee, S.Y. Lee and H.W. Lee, 2015. Analysis of wind velocity profile for calculation of wind pressure on greenhouse, Protected Hort. Plant Fac. 24(3):135-146 (in Korean). https://doi.org/10.12791/KSBEC.2015.24.3.135
  7. Kang, D.H., S.Y. Lee, J.K. Kim, H.K. Choi, M.J. Park, J.S. Yeon and J.K. Son, 2015. The meteorological themes selection for the site selection of protected horticulture complex in saemanguem. Protected Hort. Plant Fac. 24(4):287-295 (in Koren). https://doi.org/10.12791/KSBEC.2015.24.4.287
  8. Kang, D.H., S.Y. Lee, J.K. Kim, H.K. Choi, M.J. Park, S.W. Yoon and J.K. Son, 2016. susitability site selection by meteorological factors for the protected horticulture complex in saemanguem. Protected Hort. Plant Fac. 25(1):1-8 (in Koren). https://doi.org/10.12791/KSBEC.2016.25.1.1
  9. Lee, D.S. and J.H. Jo, 2014. Analysis on regional cooling and heating energy characteristics of the building facade using the climate index. Journal of KIAEBS, 8(4):201-206.
  10. Lee, H.W., D. Souleymane and Y.S. Kim, 2011. Variation of the overall heat transfer coefficient of plastic greenhouse covering material. Journal of Bio-Environment Control, 20(2):72-77 (in Korean).
  11. Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs (MAFRA). 2005. Greenhouse status for the vegetable grown in facilities and the vegetable productions in 2005 (in Korean).
  12. Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs (MAFRA). 2015. Greenhouse status for the vegetable grown in facilities and the vegetable productions in 2015 (in Korean).
  13. Nam, S.W., H.H. Shin and D.W. Seo, 2014. Comparative analysis of weather data for heating and cooling load calculation in greenhouse environmental design. Protected Hort. Plant Fac. 23(3):174-180 (in Koren). https://doi.org/10.12791/KSBEC.2014.23.3.174
  14. Nam, S.W. and H.H. Shin, 2016. Analysis of the outdoor design conditions for greenhouse heating and cooling systems in korea. Protected Hort. Plant Fac. 25(4):308-319 (in Koren). https://doi.org/10.12791/KSBEC.2016.25.4.308
  15. Rural Development Administration (RDA). 2015. Agriculture and livestock income database for improving agricultural management in 2015 (in Korean).
  16. Yoo, H.C. and H.G. Kang, 2011. Heating and cooling load using the thermal analysis methods by the korea typical meteorological data. Journal of Achitextural Institute of Korea. 27(2):245-252.