시설원예 열회수형 온습도 환경제어기술 "온실 습도 제어에 탁월"
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시설원예 열회수형 온습도 환경제어기술 "온실 습도 제어에 탁월"
  • 이혁희 국장
  • 승인 2020.12.24 17:12
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농촌진흥청 국립농업과학원 농업공학부 에너지환경공학과 김형권·이태석 연구사,
민수네 토마토 농장 강윤성 대표

최근 이상기후로 갑작스러운 비나 눈이 내리고, 결로가 발생해 온실 내부 습도가 높아지면서 작물 생육저하, 곰팡이병 발생 등의 원인이 되고 있어 농민들이 온실 관리에 어려움을 겪고 있다. 이에 농촌진흥청은 겨울철 저온기 작물 재배환경을 개선하기 위해 에너지 손실은 낮추고 환기 효과는 높이는 ‘시설원예 열회수형 온습도 환경제어기술’을 개발했다. 본지가 농촌진흥청 국립농업과학원 농업공학부 에너지환경공학과 김형권, 이태석 연구사, 민수네 토마토 농장 강윤성 대표를 만나 ‘시설원예 열회수형 온습도 환경제어기술’에 대한 이야기를 들어봤다.  

 

농촌진흥청 국립농업과학원 농업공학부 에너지환경공학과 김형권·이태석 연구사, 
민수네 토마토 농장 강윤성 대표

 

에너지 손실 줄이고, 환기효과 높이고

 

‘시설원예 열회수형 온습도 환경제어기술’은 겨울철 저온기에 열 교환과 실내공기 혼합을 통해 에너지 손실을 줄이고 환기 효과를 유지하는 기술이다. 겨울철 환기 시, 온실 외부의 차가운 공기가 실내로 바로 들어오는 것을 막고, 찬 공기가 내부의 따뜻한 공기와 혼합되어 실내에 유입되도록 하는 것이 핵심이다. 


김형권 연구사는 ‘시설원예 열회수형 온습도 환경제어기술’에 적용된 특허 기술과 작동원리에 대해 설명했다. 
“‘시설원예 열회수형 온습도 환경제어기술’에 적용된 ‘열회수 환기장치’ 및 ‘열회수 환기방법’은 2014년에 특허출원, 2016년에 등록이 완료되었습니다. 열회수 환기장치의 구성요소, 온실 내부 온도, 습도에 따라 작동되는 모드의 작동원리를 주요 내용으로 하고 있습니다.” 

 

현장 적용을 통한 개선으로 기술 업그레이드

 

‘시설원예 열회수형 온습도 환경제어기술’은 2017년부터 시범 사업을 통해 전국 35개 농가에 보급했다. 2019년까지 딸기 농가를 중심으로 연구·개발했으며, 올해부터 대상 작목을 확대해 토마토, 화훼, 감귤 재배 농가에 설치 운영 중이다.

  

이태석 연구사는 현장 적용을 통한 ‘시설원예 열회수형 온습도 환경제어기술’ 개선사항에 대해 설명했다. 
“외부의 공기를 실내로 보내줄 때 덕트를 통해 온실 내부에 골고루 퍼지게 합니다. 제품 자체의 크기도 초기 모델보다 줄었으며, 작업차 등이 지나가도 무리 없도록 덕트 부분 재질을 개선했습니다. 또, 별도로 있던 공기 유입구와 환기구를 하나로 만들어줬습니다.”

 

온실 온도, 습도에 따라 실내공기 순환 모드, 열회수환기 모드, 실내공기 혼합 열회수환기 모드, 바이패스환기 모드 등 4단계 운전모드가 자동으로 조절되는 온습도 환경제어장치의 외부 모습.

 

온실 습도따라 적용되는 ‘4단계 자동 운전모드’

 

기존 시설 농가에서는 온실의 습기 제거를 위해 환기장치(자연환기, 강제환기)를 이용해 환기를 한다. 
“외부의 차가운 공기가 시설 내부로 유입되어 에너지 손실뿐만 아니라 작물 스트레스의 원인이 됩니다. 일부 농가에서는 측창 아래에 방풍막을 설치해 차가운 외부 공기가 직접 작물에 영향을 주는 것을 줄이고 있습니다.”


‘시설원예 열회수형 온습도 환경제어기술’은 기존 열회수환기장치가 자동운전 모드일 때 시간 설정에 따른 자동운전으로 지속 운전 시 온실 내부의 온도 저하를 막을 수 없다는 단점을 보완했다. 
“장치를 통해 실내로 유입되는 공기의 온도를 측정해 설정값보다 낮을 경우, 실외 공기 유입을 차단합니다. 또한, 온실 온도, 습도에 따라 실내공기 순환 모드, 열회수환기 모드, 실내공기 혼합 열회수환기 모드, 바이패스환기 모드 등 4단계 운전모드가 자동으로 변환됩니다.” 

 

상대 습도 낮추고, 잿빛곰팡이병 감소 효과

 

‘시설원예 열회수형 온습도 환경제어시스템’ 은 본체 1대당 200~400평 규모의 온실을 제어할 수 있다. 본체 1대가 소모하는 전기는 한 달 평균(확인) 1.6kw로 강제식 전기 소모보다 에너지 효율이 좋다. 설치 비용은 1대당 약 1,000만 원이다. 


연구진은 ‘시설원예 열회수형 온습도 환경제어시스템’ 적용 시 기존 온실보다 상대 습도가 12.1% 낮게 유지된다고 설명했다. 잿빛곰팡이병은 기존 온실보다 11.5% 감소하고 수확량이 28.6% 늘었다. 또한 환기 시 내부 공기가 외부로 나가는 비율이 15%에 불과했으며, 내부에 머물며 다시 활용되는 비율이 85%로 나타났다. 

 

전북 완주군에 위치한 민수네 토마토 농장에는 '시설원예 열회수형 온습도 환경제어 시스템'이 2대 설치되어 있다.
전북 완주군에 위치한 민수네 토마토 농장에는 '시설원예 열회수형 온습도 환경제어 시스템'이 2대 설치되어 있다.

 

설치 농가, 습도 제어 부분에 크게 만족

 

전북 완주군에 위치한 민수네 토마토 농장에는 ‘시설원예 열회수형 온습도 환경제어시스템’이 2대 설치되어 있다. 민수네 토마토 농장 강윤성 대표는 시스템 설치가 농장에 긍정적인 효과를 불러왔다고 말했다. 
“지난해 가을 설치해 전작기에 거의 사용하고 있습니다. 여름에 더울 때는 특히, 습도 제어 효과가 우수하고 유지비가 거의 들지 않는다는 장점이 있습니다. 수확량에도 긍정적인 영향을 미치고 있습니다.” 

 

신기술보급사업으로 보급 중

 

‘시설원예 열회수형 온습도 환경제어기술’은 현재 국립농업과학원 신기술보급사업으로 보급 중에 있다. 연구진은 지속적인 개선으로 기술의 완성도를 높이고, 향후 온실 열환경 및 작물 재배를 고려한 자연·강제환기 기술을 개선할 방침이다. ‘시설원예 열회수형 온습도 환경제어기술’ 보급을 희망하는 농가는 가까운 기술센터에 문의하면 된다. 

 

 

[농업 현장과 함께하는 월간원예]

 


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