• 생물환경조절학회지
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• 제24권3호
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• pp.147-152
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• 2015

온실의 냉방부하 산정방법 개발을 위하여 열수지 방법에 기초한 냉방부하 산정식을 구성하고, 포그냉방 온실에서 냉방부하를 실측하여 검증하였다. 포그냉방 온실의 냉각열량은 포그분사에 의한 증발수량에 물의 증발잠열을 곱하여 구할 수 있다. 여기서, 증발수량은 포그 분사량에 증발효율을 곱하면 구할 수 있으며, 즉 분무수량을 계측하고 포그시스템의 증발효율을 알면 온실의 냉방부하를 실측할 수 있다. 따라서 온실의 냉방부하 실측을 위하여 실험온실에서 포그시스템의 증발효율을 실험하고, 실험온실의 열환경 계측과 더불어 포그 분사량을 계측하여 냉방부하 산정방법을 검토하였다. 먼저 냉방부하 산정식의 환기전열량을 검토하기 위하여 냉방을 실시하지 않은 상태에서 환기량 실측 실험을 통해 비교한 결과 열수지식을 이용한 환기전열량 예측은 비교적 양호한 결과를 보이는 것으로 나타났다. 이류체 포그시스템의 증발효율은 0.3~0.94의 범위를 보였으며 평균 0.67로 나타났고, 환기율이 증가함에 따라 커지는 것으로 나타났다. 포그냉방을 실시하면서 온실의 환경을 계측하여 열수지식으로 냉방부하를 계산하고, 분무량 실측치로부터 증발 냉각열량을 구하여 비교한 결과 냉방부하 계산치와 실측치는 대체로 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 냉방부하가 낮은 경우에는 실측치에 비하여 약간 크게 예측되었고, 냉방부하가 높은 경우에는 실측치보다 작게 예측되었다. 온실의 냉방시스템 설계 시에는 최대냉방부하를 이용하여 냉방설비의 용량을 결정하게 된다. 따라서 냉방부하가 큰 쪽에서 실측치보다 작게 예측되는 부분은 검토가 필요하지만 설비용량 산정시의 안전계수를 고려하면 본 연구에서 제시한 냉방부하 산정방법은 온실의 환경설계에 적용할 수 있는 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.114-121
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• 2013

미세채널을 갖는 증발형 열교환기의 효율을 평가하기 위하여, 공기의 온도와 물의 온도와 같은 열교환기의 상태값들을 계산하기위한 관계식들이 문제를 단순화하기 위한 몇 가지 가정을 적용한 Navier-Stokes 방정식으로부터 유도되었다. 미세채널내부는 물의 상태에 따라 3가지 영역으로 나누었다. 이 연구의 결과로써, 미세유로를 갖는 증발형 열교환기의 증발시작시점과 건조완료점을 계산하는 방정식이 제시되었다. 본 연구결과는 증발효과를 이용하는 미세채널형 열교환기의 설계, 성능예측 및 시험결과 분석 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제9권1호
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• pp.1-10
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• 2000

온실의 경제적 고온극복 방안의 방향 설정을 위한 기초 자료를 얻기 위하여 비닐하우스 96농가, 유리온실 75농가를 대상으로 하절기 온실의 활용실태를 조사한 결과 유리온실 18.7%, 비닐하우스 24.0%, 전체 21.6%의 시설재배 농가가 휴경하고 있었으며, 나머지 경우도 매우 열악한 환경 하에서 재배가 이루어지고 있었고, 고온 극복을 위한 저비용 기술의 개발에 관한 요구가 매우 높았다. 냉방 및 보조냉방 처리별 온실의 열환경을 비교 측정한 결과 자연환기만으로는 74.8%, 지붕살수시 58.2%가 35$^{\circ}C$를 초과하여 작물재배가 곤란한 것으로 나타났다 환기와 차광을 병행할 경우에는 26.9%만 35$^{\circ}C$를 초과하는 것으로 나타나 약간만 개선하면 어느 정도의 고온극복은 가능할 것으로 판단되었다. 차광과 증발냉각의 일종인 에어쿨팬의 가동으로 자연환기 온실에 비하여 3.8~4.2$^{\circ}C$의 냉방효과를 보였으며, 온실내의 기온을 대부분 35$^{\circ}C$ 이내로 유지하는 것이 가능한 것으로 나타났다. 증발냉각시스템의 도입으로 고온극복이 가능하지만 확대보급을 위해서는 비용절감 및 체계화기술 개발이 과제로 남아 있다. 한편, 차광과 고효율의 환기로 어느 정도의 고온극복이 가능하므로 비교적 시설비 투자가 적은 온실에 대하여는 환기시스템 및 차광방법 개선 등의 연구를 통한 경제적인 고온극복 방안 설정이 필요할 것으로 판단되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제20권3호
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• pp.176-181
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• 2011

온실의 한쪽 벽에 패드를 설치하고 반대쪽 벽에 팬을 설치하여 가동하는 팬 앤 패드 냉방 온실의 온도 경사 문제를 극복하기 위한 목적으로 일체형 팬 앤패드 시스템과 에어 덕트를 설치한 온실의 냉방 실험을 통하여 냉방성능을 분석하였다. 일체형 팬 앤 패드 증발냉각기의 효율은 1단 가동시 75.7%, 2단 가동시 88.6%로 나타나 대체로 우수한 냉각효율을 보이는 것으로 판단된다. 온실의 냉방성능 실험 결과 무차광 조건에서 온실 냉방 시스템을 가동할 경우 대조구 온실에 비해서 $5.7\sim7.6^{\circ}C$ 정도의 냉방효과가 있으며 차광 조건에서는 $7.4\sim9.7^{\circ}C$ 정도의 냉방효과가 있는 것으로 나타났다. 본 시스템을 적용할 경우 여름철 온실의 최고기온을 $37^{\circ}C$ 정도로써 외기온 대비 $5^{\circ}C$ 이내로 유지할 수 있으며, 적절한 차광을 실시할 경우에는 $33^{\circ}C$ 정도에 $2^{\circ}C$ 이내로 유지하는 것이 가능하여 고온기 작물재배에 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 생각한다. 한편, 본 냉방 실험에서 온실의 온도 분포를 분석한 결과 18m 길이의 온실 내 최대 온도 편차는 차광시 $1.6\sim1.7^{\circ}C$, 무차광시 $2.3\sim2.7^{\circ}C$ 정도로 나타났다. Kittas 등(2003)과 Nam 등(2005)의 자료와 비교한 결과 본 연구에서 구상한 일체형 팬 앤 패드 시스템과 에어 덕트를 이용한 온실 냉방시스템은 기존의 팬 앤 패드 냉방 온실의 최대 단점인 온도 편차를 40~50% 정도 개선할 수 있는 것으로 나타났다. 본 시스템은 자연환기 상태에서 가동할 수 있으므로 단동 온실에 적용하기가 쉬우며, 일체형 증발냉각기 출구로부터 온실 내 에어 덕트 시점까지의 연결 덕트 부분을 철저하게 단열하면 냉방성능을 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 농업생명과학연구
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• 제46권3호
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• pp.119-127
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• 2012

여름철 고온기 온실 내 효율적 증발냉방을 위하여 다량 포그 분무가 가능하고 설치비용이 저렴하도록 한 터보팬 2류체 노즐로 포그 분무장치를 구성하고 소형 유리온실에 2.2 m 높이로 설치하여 냉방시험을 실시하였다. 이 장치의 분무시험 결과 평균분무입경이 $29{\mu}m$이고 1대당 포그 분무량은 $160m{\ell}/min$로 비산반경 2 m이내에서 입자들이 모두 증발하는 것으로 나타났다. 이 장치를 평면적 $228m^2$인 단동 유리온실에 2대를 설치하여 냉방실험한 결과, 외기의 온도 $30.2^{\circ}C$, 상대습도 81.2%인 때 온실 내 공기의 온도 $28.8^{\circ}C$, 상대습도 87.5%의 낮은 냉각효과를 나타내었다. 문헌 조사와 냉방실험 결과로부터 여름철 우리나라 남부지역의 외기온 $35^{\circ}C$를 기준으로 단동온실은 50% 차광에서 증발냉각에 의해 온실 내 공기온도를 외기온보다 $2{\sim}3^{\circ}C$ 낮추려면 환기회수 1회/분, 물분무량은 $10m{\ell}/min/m^2$인 것으로 추정되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제14권1호
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• pp.29-37
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• 2005

본 연구는 온실에서의 제습장치 이용에 관한 기초자료를 제공할 목적으로 지하수를 냉매로 하는 열교환기 방식의 제습장치를 제작하여 제습성능을 시험하고, 포그냉방시스템을 설치한 온실에 적용하여 제습이 증발냉각효율의 향상에 미치는 영향을 분석하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 제습기 성능실험 결과 지하수를 냉매로 이용할 경우 포그냉방시스템을 적용한 온실의 제습은 충분히 가능한 것으로 확인되었다. 냉방 온실의 기온을 $32^{\circ}C$로 설정할 때 냉매인 지하수의 온도가 $15^{\circ}C$에서 18, 21, $24^{\circ}C$로 높아지면 제습량은 각각 $17.7\%,\;35.4\%,\;52.8\%$ 감소하는 것으로 나타났다. 또한 지하수 유량을 $75\%,\;50\%$로 줄이면 제습량은 각각 $12.1\%,\; 30.5\%$ 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 지하수를 이용한 제습기의 설계에 있어서 이용 가능한 유량과 온도가 중요한 인자임을 알 수 있다. 포그냉방 온실에 제습기를 설치함으로서 뚜렷한 냉방효율 개선을 확인할 수 있었다. 환기율 0.7 회${\cdot}min^{-1}$정도의 자연환기 상태에서 포.1냉방 온실의 환기에 의한 제습율은 53.9%~74.4%였으며, 제습기를 가동할 경우 75.4~95.9까지 높아졌다. 제습기 설계유량과 $18^{\circ}C$의 지하수를 사용할 경우 0.36회 ${\cdot}min^{-1}$ 정도의 환기율에서도 포그시스템 작동으로 인하여 발생하는 분무량을 완전히 제거할 수 있는 것으로 분석되었다. 따라서 제습기를 이용하여 자연환기 온실에서의 포그 냉방 효율을 충분히 높힐 수 있을 것으로 판단되었다.

• 농업과학연구
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• 제41권3호
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• pp.251-258
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• 2014

In order to set up the basic environmental control systems which the new concept greenhouses have to equip, greenhouse characteristics, environmental management and control systems in domestic glasshouses and plastic houses were investigated and analyzed comparatively. Survey results on the width, length, eaves height, and the number of spans etc. showed that glasshouses were bigger than plastic houses significantly. New concept greenhouses claim to be plastic houses, but it will be reasonable to follow the specifications of the glasshouse. Specifications to be applied to new concept greenhouses were proposed as follows; hot water heating systems, aluminum screens as the thermal curtain, evaporative cooling systems, roof vents on the ridge, circulation fans, $CO_2$ enrichment, hydroponic systems, and automatic irrigation control systems. Environmental measurement systems for the indoor and outdoor temperature, humidity, light, wind speed and indoor $CO_2$ concentration have to be fully equipped. The automatic control system has to be as a complex environmental control system, not a single item control system. Also, for stable dissemination, domestically producing complete greenhouse control system should be made as soon as possible.

• 생물환경조절학회지
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• 제14권2호
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• pp.76-82
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• 2005

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.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권3호
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• pp.281-291
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• 1995

이 연구의 목적은 수동형 격납용기 냉각계통의 용기 바깥표면이 건조 및 습한 조건일때 격납용기 내, 외벽에서 일어나는 열전달과정에 대한 실험적 자료를 얻는데 있다. 시험모델은 AP 600구조에 근거하여 격납용기의 둘레중 60$^{\circ}$부분만을 취하였다. 시험모델의 주요치수는 원형의 값을 대략 10분의 1로 축소한 것이다. 붕괴열을 모의하기 위하여 전기적으로 가열되는 증기발생기를 시험모델내에 설치하였다. 최대열유속은 8.91 kW/$m^2$ 이었다. 두 가지 형식의 시험이 수행되었다. 하나는 수막유동없이 공기만의 자연대류에 관한 시험이고 다른 하나는 수막유동과 공기의 자연대류가 동반된 증발열전달 시험이다. 시험결과 수막유동이 없는 경우 공기만의 자연대류 열전달 능력은 약 1.48 kW/$m^2$ 열유속에서 제한되고 있음을 알게 되었다 또한 수막유동과 공기의 자연대류가 동시에 일어나는 시험에서 열제거 능력은 현저히 향상됨을 알게 되었다 이들 열전달 측정치들을 기존 관계식들과 비교하였다.

• KIEAE Journal
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• 제14권1호
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• pp.75-81
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• 2014

This study aims at investigating the benefit of actively controlling humidity to improve thermal comfort and energy efficiency in climate zones other than hot-dry. For this research purpose, three thermal control strategies, which adopted different initiative degrees in humidity control, were developed - i) temperature controls, ii) temperature and humidity controls, and iii) thermal sensation controls. Performance of the developed strategies were experimentally tested in a full scale mock up of an office environment. The study revealed that air temperature was better controlled in the occupied zone under the first two strategies than the thermal sensation based strategy. On the other hand, the thermal sensation-based strategy maintained thermal sensation levels more comfortably. In addition, energy consumption was significantly reduced when humidity was actively controlled for thermal comfort. The thermal sensation-based control strategy consumed significantly less electricity than the first two strategies. From these findings, this study indicated that adoption of an active humidity control system based on thermal sensation can provide increased thermal comfort as well as energy savings for summer seasons in climatic zones other than hot-dry.