경북 성주지역은 전국적으로 유명한 참외의 주산지이다. 시설참외 재배 단지 중 성주지역이 차지하는 면적이 약 47%('89)를 차지하고 있으며, 현재 군내 참외 재배 면적은 고소득 작목으로 날로 증가하고 있으며, 인근 선산, 김천, 구미지역에까지 확대되고 있는 실정이다. 사용하고 있는 온실은 단동비닐 온실이 85%, 연동비닐 온실은 15%로 거의 대부분이 단동 비닐 온실이다. (중략)
1997년말 현재 우리나라의 시설재배면적은 47,264㏊이며 이 중 85%인 40,000㏊ 정도가 무가온 단동비닐온실이다. 이런 단동온실은 난방을 하지 않고 그림 1과 같이 보온덮개를 사용하는 무가온 재배를 하고 있으며, 온실내에 보온덮개를 덮기 위한 터널을 설치하고 있는데 이 터널의 설치에 사용되는 골조는 강선 또는 FRP재로 길이는 1.8-2.4m이고, 터널폭은 0.9-l.2m 정도로 하고 있다. (중략)
1998년말 현재 우리나라의 시설원예 면적은 48,612ha이고 전체의 90.2%인 43,852ha가 단동비닐온실을 비롯한 관행온실이고, 9.8%인 4,760ha만이 자동화 온실이다. 관행의 단동비닐온실은 태양광에 의존하여 무가온으로 재배하고 있으며, 대부분 2중 하우스로 하거나 내부에 터널을 설치하여 보온덮개를 개폐하는 방식의 보온을 위주로 하여 온실의 온도를 관리한다. (중략)
우리나라 원예시설은 환경이 열악한 비닐하우스에서 정부의 원예시설에 대한 지원사업으로 자동화 비닐하우스가 설계되면서 농촌의 풍경을 바꾸어 놓게 되었다. '91년 이후 정부의 지원사업에 힘입어 '96년에 유리온실 면적이 250㏊, 자동화비닐하우스가 3,515㏊로 비약적인 발전을 이루었으나 경질판온실은 60㏊로 유리온실이나 자동화 비닐하우스에 비해 상대적으로 보급면적이 떨어지고 있는 실정이다. (중략)
Most Plastic Green Houses in Korea are made according the European weather condition, which lead to have very low solar energy efficiency. Moreover, the function of green houses, as well as the structure of them, has not changed for Korean weather condition. Therefore, the structure and function of them should adopt the regional weather condition in order to improve the energy efficiency. This paper investigates the current plastic green housesin Korea, and presents an alternative for improving the energy efficiency. The elements of green houses were investigated. When using a partial opaque insulation with a thermal storage body, the difference of indoor air temperature became 20C during daytime, and 5C during night, which will save massive fossil fuels.
최근 국내에서도 시설원예가 급격하게 보급되고 있는 실정이다. 하지만, 시설원예가 에너지 소비형의 농경방식이라 지적되고 있는바 에너지절약형 온실의 개발이 필요할 것으로 판단되어, 본 실험실에서는 본 연구와 관련하여 비닐하우스의 벽체를 이중으로 하여 이중벽사이에 단열입자를 송풍기의 케이싱내로 직접 통하게하는 직송방식으로 충전ㆍ회수하는 실험을 실시한 바가 있으며, 그 결과 외기온의 평균이 -4.9$^{\circ}C$인 겨울철 야간에 입자를 충전한 이중비닐 하우스의 내부온도는 평균 9.8$^{\circ}C$로 단열성이 우수함을 알 수 있었다.(중략)
우리 나라의 온실 설치 면적은 1999년말 현재 51,200ha에 이르고 있으며 그 중 유리온실이 363ha로 0.7%, 철골 경질판 온실이 125ha로 0.2%이고, 아연도강관을 사용한 비닐하우스가 50,712ha로 99.1%를 차지하고 있다. 파이프 골조의 비닐하우스는 대부분 아치형의 지붕 모양을 하고 있으며, 바람에는 비교적 강하나 적설에 약한 구조이다. 전국적으로 가장 널리 분포하고 있는 직경 25.4mm, 두께 1.5mm의 파이프를 사용한 폭 6m의 단동 온실의 경우 서까래 간격 60~80cm일 때 안전 적설심은 10~14cm 정도에 불과하다(남 등, 2000). (중략)
본 연구는 일정한 풍환경하에 온실 피복재 관류전열손실을 분석하기 위하여 온실 열손실 분석용 소형 풍동을 제작하고 성능을 분석하였으며 모형온실을 적용하였을 때의 관류전열손실을 분석하였다. 소형 풍동은 시험부 측 공기흐름이 정상상태를 유지하고 편차를 최소화하기 위하여 풍동의 각 요소를 반영하여 구성하였으며 송풍부, 확산부, 정류부, 축소부, 시험부로 구성하였다. 소형 풍동의 형태는 개방형, 토출식으로 결정하였고, 시험부 규격은 제작하고자 하는 모형온실의 규격과 상사비율, 시험부의 단면 폐쇄율을 감안하여 결정하였다. 상사비율을 풍동실험에 적용할 모형은 농업시설 중 가장 큰 비중을 차지하고 있는 단동 비닐온실을 대상으로 하였다. 소형풍동 내 풍속을 조절함에 따라 나타나는 모형온실 피복재의 관류전열계수는 피복재 면을 크게 지붕면과 측벽면, 앞뒷면으로 나누고 각 면별 계측 데이터를 평균 내어 산출하였다. 지붕면은 풍속이 증가함에 따라 전열계수도 증가하나 증가폭이 감소하는 구간은 배치각도에 따라 1-2ms-1과 2-3ms-1으로 구분되어지는 것으로 판단되었다. 측벽면의 전열계수가 증가하는 폭이 큰 구간은 0-1ms-1 구간인 것으로 판단된다.
현대화 온실이 농가에 보급 된지 5년째를 맞고 있지만 환경조절을 위한 자동화 설비의 이용현황은 외국으로부터 수입된 일부 유리온실을 제외하고는 당초 목적한 성능과 기술에 이르지 못하고 있어 그 이용율이 아주 저조하다. 이것은 농민의 자동화 장치 이용기술 부족 때문이기도 하지만 자동화 장치의 하드웨어 및 소프트웨어가 농민에 의한 수동스위치 조작보다 제어 성능이 따르지 못한 것이 주된 이유라고 생각된다. 이에 본 연구는 지금까지 외국기술에 의존하거나 이용율이 낮은 원예시설의 환경조절자동제어 시스템을 국내 기술에 의해 생산 보급할 수 있도록 성능이 우수하고 적응성이 높은 시스템 개발을 위하여 수행한 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 온실의 고온관리를 위한 온실내외의 온도차를 함수로하여 창개례순서, 1회 개폐폭, 제어주기 둥을 결정하는 알고리즘을 개발하여, 제어프로그램을 작성하였으며 시스템을 운전하여 본 결과 제어성능이 우수하였다. 2. 파이프비닐온실에는 시스템의 설치 및 A/S의 편리성 등을 감안하여 각 환경요인별로 개별제어 할 수 있도록 시스템화하는 것이 바람직하다고 판단되었다. 3. 시스템의 실용화를 위하여 제어항목 중 관수, 탄산가스 농도, 커덴개폐는 타이머를 이용한 시퀀스제어로 하였다. 4. DSP칩을 이용하여 고온제어를 위한 창개폐제어 시스템을 실용화할 수 있도록 개발하였다. 5. 온실의 자동제어시스템과 연결되어 있는 전화를 통하여 관리자가 부재 중 온실의 과고온, 정전, 고장 둥 비상발생시 관리자에게 무선호출을 할 수 있는 경보시스템을 개발하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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