• 제목/요약/키워드: 냉방 기간 에너지 효율

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Flow Control of a Centralized Cooling Plant for Energy Saving (중앙식 냉방 플랜트의 유량제어를 통한 에너지 절감에 관한 연구)

  • Lee, Jeong Nam;Kim, Young Il;Chung, Kwang Seop
    • Journal of Energy Engineering
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    • 제24권3호
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    • pp.48-54
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    • 2015
  • In a centralized cooling plant, precise mechanical design and control strategy are required for peak and partial cooling load management. Otherwise, it will lead to low efficiency of cooling system and energy loss due to low partial load efficiency. The purpose of this paper is to enhance energy performance of the centralized cooling plant by controlling flow system in an industrial building using measured data and energy performance simulation program. The simulation results show that the proposed flow control can cut down annual electric power consumption by about 17% compared with the conventional cooling system.

Experimental Study on the Cooling seasonal Performance Factor of Room Air-conditioner (에어컨의 냉방기간 에너지 효율 산출을 위한 실험적 연구)

  • Lee, H.W.;Moon, J.H.;Bae, Y.D.;Park, J.C.
    • Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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    • 제4권3호
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    • pp.204-216
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    • 1992
  • In most cases, EER(Energy Efficiency Ratio) is available to present energy efficiency of air-conditioners. But, EER is not adapt to measure energy efficiency at actual life environment because it is based on fixed temperature and humidity contditions. To overcome this disadvantage, there is need to introduce SEER(Seasonal Energy Efficiency Ratio) established at time varient temperature and humidity conditions. In this paper, SEER measurement method and conditions based on actual life environment of the country is introduced, and discussed SEER value about two air-conditioner type, that is, non inverter air-conditioner and inverter air-conditioner. As a result of, inverter air-conditioner was superior to non inverter air-conditioner at cooling seasonal energy efficiency.

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산업용 축냉시스템의 전력부하평준화 효과분석 기술

  • 양승권
    • JOURNAL OF ELECTRICAL WORLD
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    • 통권315호
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    • pp.44-47
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    • 2003
  • 축열시스템(Thermal Storage System)이란 열에너지의 공급과 수요 사이에 있을 수 있는 시간적. 공간적 그리고 양적. 질적 부하 격차를 해소함으로써 에너지 이용효율을 향상시키는 시스템이다. 특히 축냉시스템은 심야전력을 이용해서 생산된 냉열을 저장하였다가 주간의 건물 냉방부하에 이용하는 시스템으로 계절간, 일간 전력부하 격차를 해소하는 중요한 매개체로 활용된다. 하지만 국내 축냉식 심야전력기기는 건물 냉방용으로만 적용대상이 한정되어 있어 보급에 한계가 있으며, 활용기간도 짧아 국가적으로도 자원 낭비적인 요소가 있다. 따라서 하절기 주간 전력부하의 평준화 효과를 확대하기 위해서는 활용기간이 길며, 적용범위가 광범위한 산업(상업 또 농수축산업 포함)용 냉장$\cdot$냉동 시스템에 축냉시스템 적용을 확대할 필요가 제기되고 있다. 이에 국내 산업용 축냉시스템 적용의 타당성 및 전력부하 평준화효과 분석기술 개발현황 및 방향을 소개하고자 한다.

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Capacity Modulation of a Ground Source Multi-Heat Pump in the Part Load Condtions (축열형 지열원 냉난방 시스템의 단기 성능 특성 연구)

  • Kim, Namtae;Cho, Chanyong;Choi, Jong Min
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.119-119
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    • 2010
  • 무한 지속 가능한 지열 에너지를 활용한 공조시스템인 지열원 냉난방 시스템은 기존의 공조 시스템보다 열원이 안정적이기 때문에 높은 효율과 우수한 성능을 가지므로, 기후변화협약 대응의 주요수단으로서 기술개발과 보급이 증대되고 있다. 본 연구에서는 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템에 대한 실증 연구를 통하여 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 하절기 냉방 성능을 분석하였다. 대수층 축열 냉난방 시스템은 주입정과 양수정의 2개의 우물공이 설치되어 있으며, 겨울 난방 운전 중에 한 개의 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입한 후 낮은 온도의 지하수를 타 우물공에 축열하고, 하절기에 겨울에 저온으로 축열된 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입하여 온도가 증가된 지하수를 타 우물공에 주입한다. 즉, 계절별로 열펌프에서 생성된 냉수와 온수의 대수층 축열을 위하여 계절별로 주입정과 양수정이 바뀌게 된다. 본 연구의 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 2009년 8월의 주요일자별 시스템 운전 중의 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 각각 4.7과 3.4이상의 우수한 성능을 나타냈다. 또한, 모든 일자에 대하여 외기온도가 $31.6^{\circ}C$$22^{\circ}C$까지 변화가 크게 나타났지만 열펌프 유닛 COP와 시스템 COP의 변화는 미소하였다. 이는 양수정으로부터의 지중 순환수가 운전기간 중에 $17.5^{\circ}C$로 일정하게 유지되었기 때문이다. 양수정과 주입정 사이에 5개의 관측공을 설치하였으며, 양수정 측에 인접한 관측공의 온도는 거의 변화가 없었으며, 단기간이지만 널리 사용되고 있는 수직밀폐형 시스템과 달리 지속적인 냉방운전 중의 양수 온도의 증가는 발생하지 않아 안정적인 성능을 나타냈다. 주입정에 인접한 모니터링 홀의 온도는 심도가 깊은 곳의 온도가 낮은 곳보다 높게 나타났다. 이는 냉방 운전 시 열펌프 유닛의 실외열교환기에서 지중 순환수가 냉매로부터 열을 취득하여 온도가 상승하면서 주입정측에 온열이 축열이 진행되었기 때문으로 분석되며, 하절기의 냉방 운전 시간이 증가할 경우 축열 효과는 더욱 증가할 것으로 예상된다. 양수정과 주입정 중간의 모니터링 홀의 온도는 2009년 8월 가동 중에 온도변화는 없었는데, 이는 양수정과 주입정 사이의 열간섭이 발생하지 않았기 때문으로 분석된다. 일자별로 운전 중의 열펌프 유닛 COP는 차이가 없었지만, 운전 및 정지 시간을 모두 포함한 시스템 소비전력과 냉방용량을 모두 합산하여 산정한 일일 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 일자별로 다소 차이가 발생하였는데, 이는 각 일자별로 열펌프 유닛 가동율의 차이로 인하여 열펌프 유닛 가동 전에 먼저 작동되는 지중순환펌프의 운전 소비전력의 차이와 열펌프의 단속운전 시의 열손실과 추거 소비전력의 차이 때문이다.

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Experimental Study on Performance Comparison of Air-Conditioner with PF Heat Exchanger (PF 열교환기를 적용한 공조기의 성능 비교 실험연구)

  • Kwon, Young-Chul;Park, Yoon-Chang
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • 제10권3호
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    • pp.470-475
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    • 2009
  • In the present study, the heat transfer characteristics of the fin-tube and PF heat exchangers and the performances of the air-conditioner are experimentally investigated. Also, Cooling Seasonal Performance Factor(CSPF) of the air-conditioner is evaluated. For the heat exchanger experiment, the heat transfer and pressure drop are obtained. For the air-conditioner experiment, the cooling capacity, input power and COP are obtained. The air-enthalpy calorimeter and the constant temperature water bath are used. As the inlet air velocity increases, the heat transfer rate and pressure drop of the heat exchanger increased. PF heat exchanger has smaller refrigerant weight and larger capacity and COP than the fin-tube heat exchanger. The performance of PF-2 heat exchanger with the squarer fin is more excellent than that of PF-1 heat exchanger with the triangler fin. Also, CSPF of the fm -tube and PF heat exchanger is evaluated.

The Effect of Construction Methods on Geothermal Exchange Rates of Cast-in-place Energy Piles (현장타설말뚝형 에너지 파일의 시공형태별 지중 열교환량에 관한 연구)

  • Park, Yong-Boo;Nam, Yu-Jin;Sim, Young-Jong;Sohn, Jeong-Rak
    • Land and Housing Review
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    • 제3권2호
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    • pp.169-175
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    • 2012
  • In recent, there are many studies associated with energy piles to save initial construction cost for ground source heat pump system. In this study, to evaluate geothermal exchange rates two types (a connection type and a slinky type) of cast-in-place energy piles (PRD, 4.5m in depth, 1,200 mm in diameter) were constructed for the tests and their efficiencies were compared with numerical analysis results. As a result, starting with operation, geothermal exchange rate gradually decreases due to exchange of lower ground temperature. In the case of connection type, temperature difference is $0.37^{\circ}C$ in heating mode and $0.34^{\circ}C$, in cooling mode, respectively. In addition, in case of a connection type, geothermal exchange rate in heating mode is 2,314W/m and in cooling mode, 252.2W/m whose value is 9% higher than in heating mode. In the case of slinky type, the average geothermal exchange rate in heating mode is 168.0W/m, which is about 27% lower than that of connection type.

The Energy Performance & Economy Efficiency Evaluation of Microturbine Installed in Hospital buildings (대형병원에서 마이크로터빈 이용한 열병합시스템 에너지성능 및 경제성 분석)

  • Kim, Byung-Soo;Gil, Young-Wok;Hong, Won-Pyo
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • 제23권12호
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    • pp.176-183
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    • 2009
  • Distributed generation(DG) of combined cooling, heat, and power(CCHP)has been gaining momentum in recent year as efficient, secure alternative for meeting increasing energy demands. This paper presents the energy performance of microturbine CCHP system equipped with an absorption chiller by modelling it in hospital building. The orders of study were as following. 1)The list and schedule of energy consumption equipment in hospital were examined such as heating and cooling machine, light etc. 2) Annual report of energy usage and monitoring data were examined as heating, cooling, DHW, lighting, etc. 3) The weather data in 2007 was used for simulation and was arranged by meteorological office data in Daejeon. 4) Reference simulation model was built by comparison of real energy consumption and simulation result by TRNSYS and ESP-r. The energy consumption pattern of building were analyzed by simulation model and energy reduction rate were calculated over the cogeneration. As a result of this study, power generation efficiency of turbine was about 30[%] after installing micro gas turbine and lighting energy as well as total electricity consumption can be reduced by 40[%]. If electricity energy and waste heat in turbine are used, 56[%] of heating energy and 67[%] of cooling energy can be reduced respectively, and total system efficiency can be increased up to 70[%].

Economic Evaluation of ATES Heat Pump System (ATES 열펌프 시스템의 경제성 평가)

  • Kim, Namtae;Choi, Jong Min
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.199-199
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    • 2011
  • ATES(Aquifer Thermal Energy Storage) 열펌프 시스템은 기존의 다양한 열원 적용 시스템 대비 효율이 우수한 것으로 알려져 유럽과 미국에서 건물 냉난방 시스템으로 적용되고 있다. 특히, ATES 시스템은 기존의 냉난방 시스템 대비 경제성이 우수한 것으로 알려져 있으나 국내에서는 이에 대한 연구 결과는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 ATES 열펌프 시스템의 실증 성능 결과를 분석하였으며, LNG 보일러와 에어컨을 사용하는 기존의 냉난방 시스템을 비교시스템으로 ATES 열펌프 시스템의 경제성 평가를 수행하였다. ATES 시스템의 연간 실증 성능 실험결과 ATES 시스템은 외기온도와 무관하게 연중 안정적인 성능을 나타내었다. 경제성 평가시에 생애주기법(Life Cycle Cost)을 적용하여 ATES 열펌프 시스템의 설치 및 운전에 필요한 총 소요비용을 산정하고, 이 결과를 바탕으로 투자회수기간법을 통해 ATES 시스템의 투자회수 기간을 산정하였다. 생애주기법 적용 시에 현재가치법을 사용하였으며, 현재가치법은 수명주기에 발생하는 모든 투자비용과 절감액을 일정한 시점을 기준으로 등가환산하는 방법을 의미한다. 현재가치법에 사용되는 현재가치는 초기비용과 현재가치계수의 곱으로 나타나는데, 여기에서 현재가치계수는 임의의 이자율로 일정기간 동안 정기적인 할부금액이 적립될 때의 현재금액을 구하기 위해 사용하는 계수를 의미한다. 전기와 LNG는 각각 2009년 7월의 (주)한국전력공사와 (주)한국가스공사의 고시요금을 적용하였다. 본 시스템은 실증 설비용량인 20RT를 대상 건물로 가정하였고, 초기투자비는 크게 공사비와 냉난방 설비 구입비로 구성되어 있으며, 기본적인 물가지표는 (사)한국물가정보(KPI)의 고시 데이터를 참조하였다. 각 시스템의 초기투자비는 ATES 시스템이 비교대상 기존 냉난방 시스템 대비 5.7배 높게 나타났다. 일일 8시간 사용기준으로 계절별 전력요금을 고려한 연간운전 비용은 ATES 시스템이 기존 시스템 대비 냉난방 시에 각각 77%와 16%를 나타내어 운전비용이 연간 절감되었고, 난방 운전 시 절감 비율이 냉방시보다 크게 나타났다. 두 시스템에 대한 생애주기비용을 산정하기 위하여 에어컨과 보일러의 기존시스템과 ATES 시스템의 가용연수를 모두 20년으로 설정하였고, 유지보수 비용은 초기투자비용의 2%로 설정하고, 할인율은 은행 예금이자를 기준으로 5%로 설정하였다. 전기와 LNG의 요금 상승률은 (사)한국물가정보를 바탕으로 각각 2%와 8%로 가정하였다. 이러한 조건에서 생애주기법을 이용한 경제성평가는 ATES 시스템의 경우 생애운전비용이 초기투자비용보다 작게 나타났으며, 기존 냉난방 시스템은 생애운전비용이 초기투자비용에 비하여 높게 나타났다. 본 연구 대상 ATES 열펌프 시스템의 실증 성능 데이터와 기존 문헌으로부터 얻은 냉난방 시스템의 성능 결과를 이용하여 생애주기 비용을 적용한 결과 ATES 시스템의 기존 시스템 대비 투자회수 기간은 6.62년으로 나타났다. 특히, 본 연구에서는 ATES 시스템이 국내 최초로 적용됨에 따라 스크린 등의 부품을 다소 고가의 제품으로 시스템에 적용하였으므로 ATES 시스템의 신뢰성과 안정성이 확보되면 초기 투자비 감소가 가능할 것으로 예상되며, 기존 시스템 대비 투자회수 기간은 더욱 감소될 수 있을 것으로 예상된다.

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Analysis of Greenhouse Thermal Environment by Model Simulation (시뮬레이션 모형에 의한 온실의 열환경 분석)

  • 서원명;윤용철
    • Journal of Bio-Environment Control
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    • 제5권2호
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    • pp.215-235
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    • 1996
  • The thermal analysis by mathematical model simulation makes it possible to reasonably predict heating and/or cooling requirements of certain greenhouses located under various geographical and climatic environment. It is another advantages of model simulation technique to be able to make it possible to select appropriate heating system, to set up energy utilization strategy, to schedule seasonal crop pattern, as well as to determine new greenhouse ranges. In this study, the control pattern for greenhouse microclimate is categorized as cooling and heating. Dynamic model was adopted to simulate heating requirements and/or energy conservation effectiveness such as energy saving by night-time thermal curtain, estimation of Heating Degree-Hours(HDH), long time prediction of greenhouse thermal behavior, etc. On the other hand, the cooling effects of ventilation, shading, and pad ||||&|||| fan system were partly analyzed by static model. By the experimental work with small size model greenhouse of 1.2m$\times$2.4m, it was found that cooling the greenhouse by spraying cold water directly on greenhouse cover surface or by recirculating cold water through heat exchangers would be effective in greenhouse summer cooling. The mathematical model developed for greenhouse model simulation is highly applicable because it can reflects various climatic factors like temperature, humidity, beam and diffuse solar radiation, wind velocity, etc. This model was closely verified by various weather data obtained through long period greenhouse experiment. Most of the materials relating with greenhouse heating or cooling components were obtained from model greenhouse simulated mathematically by using typical year(1987) data of Jinju Gyeongnam. But some of the materials relating with greenhouse cooling was obtained by performing model experiments which include analyzing cooling effect of water sprayed directly on greenhouse roof surface. The results are summarized as follows : 1. The heating requirements of model greenhouse were highly related with the minimum temperature set for given greenhouse. The setting temperature at night-time is much more influential on heating energy requirement than that at day-time. Therefore It is highly recommended that night- time setting temperature should be carefully determined and controlled. 2. The HDH data obtained by conventional method were estimated on the basis of considerably long term average weather temperature together with the standard base temperature(usually 18.3$^{\circ}C$). This kind of data can merely be used as a relative comparison criteria about heating load, but is not applicable in the calculation of greenhouse heating requirements because of the limited consideration of climatic factors and inappropriate base temperature. By comparing the HDM data with the results of simulation, it is found that the heating system design by HDH data will probably overshoot the actual heating requirement. 3. The energy saving effect of night-time thermal curtain as well as estimated heating requirement is found to be sensitively related with weather condition: Thermal curtain adopted for simulation showed high effectiveness in energy saving which amounts to more than 50% of annual heating requirement. 4. The ventilation performances doting warm seasons are mainly influenced by air exchange rate even though there are some variations depending on greenhouse structural difference, weather and cropping conditions. For air exchanges above 1 volume per minute, the reduction rate of temperature rise on both types of considered greenhouse becomes modest with the additional increase of ventilation capacity. Therefore the desirable ventilation capacity is assumed to be 1 air change per minute, which is the recommended ventilation rate in common greenhouse. 5. In glass covered greenhouse with full production, under clear weather of 50% RH, and continuous 1 air change per minute, the temperature drop in 50% shaded greenhouse and pad & fan systemed greenhouse is 2.6$^{\circ}C$ and.6.1$^{\circ}C$ respectively. The temperature in control greenhouse under continuous air change at this time was 36.6$^{\circ}C$ which was 5.3$^{\circ}C$ above ambient temperature. As a result the greenhouse temperature can be maintained 3$^{\circ}C$ below ambient temperature. But when RH is 80%, it was impossible to drop greenhouse temperature below ambient temperature because possible temperature reduction by pad ||||&|||| fan system at this time is not more than 2.4$^{\circ}C$. 6. During 3 months of hot summer season if the greenhouse is assumed to be cooled only when greenhouse temperature rise above 27$^{\circ}C$, the relationship between RH of ambient air and greenhouse temperature drop($\Delta$T) was formulated as follows : $\Delta$T= -0.077RH+7.7 7. Time dependent cooling effects performed by operation of each or combination of ventilation, 50% shading, pad & fan of 80% efficiency, were continuously predicted for one typical summer day long. When the greenhouse was cooled only by 1 air change per minute, greenhouse air temperature was 5$^{\circ}C$ above outdoor temperature. Either method alone can not drop greenhouse air temperature below outdoor temperature even under the fully cropped situations. But when both systems were operated together, greenhouse air temperature can be controlled to about 2.0-2.3$^{\circ}C$ below ambient temperature. 8. When the cool water of 6.5-8.5$^{\circ}C$ was sprayed on greenhouse roof surface with the water flow rate of 1.3 liter/min per unit greenhouse floor area, greenhouse air temperature could be dropped down to 16.5-18.$0^{\circ}C$, whlch is about 1$0^{\circ}C$ below the ambient temperature of 26.5-28.$0^{\circ}C$ at that time. The most important thing in cooling greenhouse air effectively with water spray may be obtaining plenty of cool water source like ground water itself or cold water produced by heat-pump. Future work is focused on not only analyzing the feasibility of heat pump operation but also finding the relationships between greenhouse air temperature(T$_{g}$ ), spraying water temperature(T$_{w}$ ), water flow rate(Q), and ambient temperature(T$_{o}$).

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Characteristics of Temperature, Humidity and PPF Distribution by Covering Method and Environmental Control in Double Covering Greenhouse (이중피복 온실의 피복방법과 환경조절에 따른 온습도 및 광합성유효광량자속 분포 특성)

  • Lee, Hyun-Woo;Sim, Sang-Youn;Kim, Young-Shik
    • Journal of Bio-Environment Control
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    • 제21권1호
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    • pp.1-11
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    • 2012
  • The objective of the present study is to provide data needed to find double covering method to be able to improve environment of temperature, humidity and PPF in tomato greenhouse. The distribution charts of temperature, humidity and PPF which were measured in environment control conditions such as thermal insulation, air heating, roof ventilation and air fog cooling in conventional and air inflated double layers greenhouses were drawn and analysed. The thermal insulation effect of the air inflated greenhouse was the same as that of conventional greenhouse because the temperature between insulation curtain and roof covering material was equal in heating season. The ventilation effect of the air inflated greenhouse was superior to the conventional greenhouse. The temperature distribution in the fog cooled greenhouse was uniform and the cooling effect was about $3.5^{\circ}C$. The condensation on the roof covering surface could be controlled by removing the moisture between insulation curtain and roof covering by using humidifier. The PPF of conventional greenhouse was more decreased than the air inflated greenhouse as time went by because the transmittance of conventional greenhouse declined by dust collected on the inside plastic film owing to rolling up and down operation for ventilation.