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제목 [농업기술] 겨울철 시설하우스 난방비 절감 기술
작성자 비비코 (ip:)
  • 작성일 2018-12-06 10:57:39
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  • 조회수 17
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겨울철 시설하우스 난방비 절감 기술

비닐하우스 면적 5만3천㏊ 중 약 30% 정도가 겨울철에 난방을 하면서 작물을 재배하고 있다. 날씨가 추워지면서 난방기 분진 제거 방법, 변온관리, 축열물주머니 설치, 방풍벽, 반사필름 등 영농현장에서 손쉽게 난방비를 절감할 수 있는 기술과 에너지절감 효율을 높일 수 있는 패키지 기술들을 소개한다.

  • 온풍난방기의 그을음 청소

    • 온풍난방기는 사용기간이 오래됨에 따라 온풍기 내부의 버너와 열교환기 등에 그을음이 쌓이게 되고 그을음층이 두꺼워질수록 열 이용효율은 감소한다.
    • 그을음은 소형 이동식 공기압축기(에어콤프레셔)를 이용하여 효과적으로 제거할 수 있다.
    • 그을음 청소는 온풍난방기 운전을 정지한 다음 버너와 연통을 제거한 후 버너와 노즐을 청소하고 연소실 내부, 열교환기 및 배기가스 토출구의 그을음을 제거한다.
    • 온풍난방기의 버너와 열교환기를 청소했을 경우 연소효율은 79%에서 83%로 약 4%가 상승했다.
      실제 온풍으로 이용하는 열 이용효율은 63%에서 81%로 크게 증가하여 18%의 난방비절감 효과가 있었다.

    기름값 18% 아끼는 온풍난방기 그을음 청소순서

    그을음제거 전

  • 그을음제거 전

    그을음제거 후

  • 그을음제거 후

  • 작물생리에 맞는 변온관리

    • 변온관리란 온도에 따라 작물의 생리에 적합하도록 실내온도를 아침 난방, 광합성 촉진, 양분 이동, 호흡 억제 단계로 나누어 관리하여 양분의 이동을 촉진하고 호흡량은 줄여 난방에너지를 절감시키고 작물의 생산성과 상품성을 향상할 수 있는 기술이다.
    • 작물은 해가 뜨면서 광합성을 시작하지만 이 시간 시설 내의 온도는 광합성에 충분한 온도가 되지 않는다. 그래서 해뜨기 전에 1~2시간 정도 예비가온을 하여 햇볕이 충분하면 광합성이 촉진될 수 있도록 온도를 적정수준으로 유지해준다.
    • 해가 진 후 4~6시간 정도는 동화산물의 전류를 촉진할 수 있도록 약간 높은 온도를 유지해 주면 전류가 끝난 뒤에는 작물생육에 지장이 없을 정도의 낮은 온도로 호흡에 의한 소모를 줄일 수 있다.

    변온관리 시스템 구성

  • 변온관리 시스템 구성

  • 저 비용으로 효율이 좋은 축열 물주머니 설치

    • 축열 물주머니는 낮 동안에 태양열을 물에 축열시켰다가 밤에 방열시켜 이용하는 기능을 말한다.
    • 축열 물주머니의 설치는 너비 30~45㎝, 두께 0.08~0.15㎜인 투명 폴리에틸렌(PE) 튜브를 사용하여 작물 사이에 설치한다.
    • 축열효율은 18~20%로 상당한 수준의 태양열을 집열시킬 수 있으며 일반적으로 2~3℃의 기온상승 효과가 있다.
    • 이끼가 끼어 집열효율을 떨어뜨리는 경우를 대비하여 전용 물주머니나 폴리에틸렌(PE)을 두겹으로 만들거나 동수화제 등을 넣어 주면 이끼발생을 억제할 수 있다. 축열 물주머니는 저비용으로 효율이 높아 실용화된 기술이다.

    축열 물주머니 설치 하우스

  • 축열 물주머니 설치 하우스

  • 방풍벽, 단열층 설치

    • 시설재배 기간 중 바람의 주방향은 북서 계절풍이므로 이 방향으로 방풍벽을 설치하면 방열억제 효과가 크다.
    • 단열층의 설치는 하우스 측면과 지하층의 단열로 구분되는데 지하층 단열은 경제성이 적으므로 손쉽게 할 수 있는 것이 측면단열이다. 설치방법은 스티로폼이나 짚 등을 지하 50㎝ 정도 깊이로 하우스 주변에 묻어 외부 지온을 차단한다.

    방풍벽 설치 광경

  • 방풍벽 설치 광경

  • 반사필름 설치

    • 겨울철의 햇볕은 광량이 적고, 태양이 늦게 뜨고 일찍 지기 때문에 하우스 온도를 높이기에는 일사량이 부족하며 특히 흐린 날은 턱없이 부족하다.
    • 하우스 내부에 알루미늄호일이 폴리에틸렌(PE)에 부착된 반사필름을 북쪽 벽이나 하부에 설치하면 산란되어 나가는 광을 이용할 수 있어서 필름의 반사율이 높은 면이 안에서 보이게 설치한다.
    • 반사필름 설치는 작물에 따라 방법이 다른데 토마토와 같이 줄기가 긴 경우는 바닥에 설치하고, 딸기와 같이 줄기가 짧은 경우는 벤치 아래에 설치하면 더욱 효과적이다.

    반사필름 설치 하우스

  • 반사필름 설치 하우스

  • 패키지 기술로 에너지절감 효과를 높인 현장사례

    • 시설원예 생산비 중 난방비가 가장 크기하기 때문에 난방비를 절감할 수 있는 기술, 자재, 장치 등의 개발이 다양하게 이루어지고 있다. 이들은 패키지로 하면 더욱 효과적으로 비용을 절감 할 수 있을 것이다.
    • 비닐하우스는 주로 얇고 투명한 농업용 필름을 사용하기 때문에 밤에 열 방출이 잘 되고 내구성이 떨어진다.
    • 시설농업에서 에너지절감 효과를 높이기 위해서는 광투과율이 높은 농업용 필름으로 덮고, 보온성이 우수한 보온장치를 설치하고 에너지 효율이 높은 가온장치를 설치하는 것이 바람직하다.
    • 다음은 지역이나 작물을 고려한 에너지절감 패키지 기술을 농가(영농현장)에서 실증한 결과인데 농가의 여건에 따라 선택하여 실천하면 효과적일 사례들을 소개한다.

    에너지절감 패키지기술 실증모델(농업에너지절감사업단, ‘16)

    사례 1. 토마토 유리온실 난방 에너지절감 패키지 기술

    • 실증 지역경남 함안
    • 실증 효과
      • 투입 패키지기술 : 지중저수열장치 + 다겹보온시설 + 근권난방
      • 에너지 절감 효과 : 76%(알루미늄스크린+등유난방기 대비)
      • 토마토 수량 : 동일온도 조건으로 차이 없었음

      토마토 유리온실 에너지절감 패키지(지중저수열+다겹보온+근권난방) 기술

    • 토마토 유리온실 에너지절감 패키지(지중저수열+다겹보온+근권난방) 기술

    사례 2. 국화 연동비닐하우스 에너지절감 패키지 기술

    • 실증 지역경기 파주
    • 실증 효과
      • 투입 패키지기술 : 다겹보온시설 + 지중저수열장치 + 팬코일
      • 에너지 절감 효과 : 67%(다겹보온+등유온수기 대비)
      • 국화 생육 : 초장, 경경 등 우수함

      국화 연동비닐하우스 에너지절감 패키지(지중저수열+근권난방+팬코일) 기술

    • 국화 연동비닐하우스 에너지절감 패키지(지중저수열+근권난방+팬코일) 기술

  • 에너지절감 패키지기술 실증모델(농업에너지절감사업단, ‘16)

    사례 3. 토마토 연동비닐하우스 에너지절감 패키지기술

    • 실증 지역충남 부여
    • 실증 효과
      • 투입 패키지기술 : 다겹보온시설 + 알루미늄스크린 + 축열식 난방기
      • 에너지 절감 효과 : 29%(다겹보온+등유온풍기 대비)
      • 토마토 수량 : 동일온도 조건으로 차이 없었음

      토마토 연동비닐하우스 패키지 (다겹보온 + 알루미늄스크린 + 축열난방) 기술

    • 토마토 연동비닐하우스 패키지 (다겹보온 + 알루미늄스크린 + 축열난방) 기술

    사례 4. 딸기 단동비닐하우스 에너지절감 패키지기술

    • 실증 지역전남 장성
    • 실증 효과
      • 투입 패키지기술 : 상부개방형 다겹보온시설 + 축열식 공기열히트펌프
      • 에너지 절감 효과 : 43%(다겹보온+등유온풍기 대비)
      • 딸기 수량 : 6.5% 증가(광환경 개선 및 측면 보온효과)

      딸기 단동비닐하우스 패키지(축열식 공기열히트펌프+상부개방 다겹보온) 기술

    • 딸기 단동비닐하우스 패키지(축열식 공기열히트펌프+상부개방 다겹보온) 기술


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