축열 및 난방 실험을 통한 FCU 소요대수 검토
Determining the Required Number of Fan Coil Unit by Thermal Storage and Heating Experiment in Greenhouse
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본 연구는 히트펌프와 잉여 태양에너지를 이용한 온실의 난방효과를 검토하고, 난방을 위한 FCU(FanCoil Unit)의 적정 소요대수를 검토하였다. 실험기간 동안 최저 및 평균 외기온은 각각 26.2℃, –11.5℃및 4.4℃정도이었고, 수평면 일사량은 0.75~20.54 MJ·m-2 정도의 범위에 있다. 이 기간 동안 온실로부터 회수된 총 잉여 태양에너지는 1,579,884.9kcal 정도로 나타나 이상화탄소 배출량을 약 470.3kgCO2정도 절감시킬 수 있을 것으로 나타났다. 그리고 히트펌프 작동에 의해 축열탱크에 축열된 총 열량은 26,556,903.6kcal로 이산화탄소의 발생량을 8,366.2 kgCO2정도 절감시킬 수 있는 것으로 나타났다. 히트펌프에 의해 축열된 총 열량 중에 잉여 태양에너지에서 얻은 열량의 비율은 최소 0.0%, 최대20.9%, 평균 6.1%정도로서 기상상태나 히트펌프 작동상태 등에 따라 큰 차이가 있었다. 히트펌프 시스템의 성능계수와 히트펌프의 효율은 각각 약 2.64정도 및 약 86.6%전후인 것으로 나타났다. 또한 총난방에너지는 23,554,744.7kcal으로서 실제 히트펌프에 의해 축열탱크에 축열된 량의 약 88.7%정도를이용하는 것으로 나타났다. 시간당 전체 난방에너지는 10,993.1~18,786.9kcal·h-1범위였고, 평균14,381.3kcal·h-1이로서 대부분 난방부하보다 많은 것으로 나타났다. FCU는 대당 1,597.9 kcal·h-1전후의 값이나 5.0~6.0m2당 1대 정도로 설계하면 큰 문제가 없을 것으로 추정되었다.
Abstract
This study demonstrates the heating effect of a greenhouse using a heat pump surplus solarenergy, providing the appropriate number of required FCUs(Fcu Coil Unit) based on heating. During the experiment, the minimum and average external temperatures are –11.5℃, 26.2℃ and4.4℃, respectively. The amount of horizontal solar radiation was in the range of0.75~20.54MJ·m-2. The total recovered surplus solar energy from the greenhouse was calculatedto be 1,579,884.9kcal, indicating a possible reduction in CO2 emissions of 470.3kg. Due to theheat pump operation, the total heat storage in the heat storage tank was 26,556,903.6kcal,showing a further reduction in CO2 emissions by 8,366.2kg. Weather conditions and the heatpump operation can affect the calories obtained from the surplus solar energy, as compared tothe total calories stored by the heat pump, sith a range of 0.0%~20.9% and an average of6.1%. The performance coefficient of the heat pump system and the efficiency of the heat pump were approximately 2.64% and 86.6%, respectively. Moreover, the total heating energywas 23,554,744.7kcal, confirming that 88.7% of heat energy stored in the heat storage tank wasused by the heat pump. The total heating energy with time was 10,993.1~18,786.9kcal·h-1, withan average of 14,381.3kcal·h-1, and therefore, one FCU is required for each 5.0~6.0㎡.
참고문헌 (28)
- 최만권, "와이드 스팬형 온실의 잉여 태양에너지 분석 -진주지역을 중심으로-", 농업생명과학연구, 47(4), pp.197~207 (2013), 농업생명과학연구원
- 최만권, "벤로형 온실의 잉여 태양에너지 분석", 시설원예‧식물공장, 22(2), pp.91~99 (2013), 한국생물환경조절학회
- "Jungang Cooler" (2015)[URL]
- 김하늘, "히트펌프와 잉여 태양에너지를 이용한 축열 및 온실의 난방효과", 농업생명과학연구, 48(6), pp.411~423 (2014), 농업생명과학연구원[DOI]
- 김진현, "태양열을 이용한 시설재배 지중변온가온의 토양 온도특성 연구(3) -지중변온가온의 재배실용화 실증시험 -", 바이오시스템공학, 36(3), pp.211~216 (2011), 한국농업기계학회
- 김진현, "태양열을 이용한 시설재배 지중변온가온의 토양 온도특성 연구(2) - 지중변온가온의 단위면적당 소요에너지 -", 바이오시스템공학, 35(1), pp.46~52 (2010), 한국농업기계학회
- 김진현, "태양열을 이용한 시설재배 지중변온가온의 토양 온도특성 연구(1) - 지중변온가온에 따른 깊이별 온도특성 -", 바이오시스템공학, 34(3), pp.190~196 (2009), 한국농업기계학회
- 권진경, "온실 내 잉여 태양열을 이용한 공기열원 히트펌프 성능향상", 시설원예‧식물공장, 22(4), pp.328~334 (2013), 한국생물환경조절학회
- 권순주, "태양광 발전시스템의 발전 성능 분석", 농업생명과학연구, 46(5), pp.143~152 (2012), 농업생명과학연구원
- Kwon JK, "Development of diagnostic system for heat loss of horticultural facility", Proceefing of the KSAM 2012 Winter Conference, 17, pp.346~ (2012)
- 이성현, "2 중 단동비닐하우스의 태양열 축열이용 효과", 바이오시스템공학, 36(3), pp.217~222 (2011), 한국농업기계학회
- Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs (MAFRA), "Greenhouse status for the vegetable grown in facilities and the vegetable productions in 2013", ~ (2014)
- Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs(MAFRA), "Cultivation status of floricultural crop in 2013", ~ (2014)
- "National Legal Information Center(NLI)" (2014)[URL]
- Rural Development Administration(RDA), "Technology of operating cost down for agriculture", ~ (2008)
- Rural Development Administration(RDA), "Guidebook of energy saving for overcoming high oil price in protected horticulture", ~ (2008)
- Rural Development Administration(RDA), "Saving technology of operating cost for agriculture", ~ (2008)
- 서원명, "온실내 잉여 태양에너지 산정(II)", 시설원예‧식물공장, 20(2), pp.83~92 (2011), 한국생물환경조절학회
- 서원명, "온실내 잉여 태양에너지 산정(I) -1-2W형을 중심으로-", 한국농공학회논문집, 51(5), pp.79~86 (2009), 한국농공학회
- Suh WM, "Analysis on the thermal performance of flat-plate solar collector for greenhouse heating(I)", Magazine of the KSAE, 40, pp.46~56 (1998)
- 윤용철, "설정온도별 온실내 잉여 태양에너지 분석", 농업생명과학연구, 46(1), pp.195~206 (2012), 농업생명과학연구원
- 윤용철, "온수배관을 이용한 온실의 난방성능", 시설원예‧식물공장, 21(2), pp.79~87 (2012), 한국생물환경조절학회[DOI]
- 윤용철, "온수배관에 의한 온실 내부의 온도변화", 농업생명과학연구, 46(2), pp.179~190 (2012), 농업생명과학연구원[DOI]
- 윤용철, "지역별 온실내의 잉여 태양에너지 산정", 농업생명과학연구, 45(4), pp.135~141 (2011), 농업생명과학연구원
- 윤용철, "온실설비 작동용 태양광발전시스템의 발전 성능 분석", 시설원예‧식물공장, 18(3), pp.177~184 (2009), 한국생물환경조절학회
- Yoon YC, "A study on the greenhouse heating performance of heat pump system", Magazine of the KSAE, 40, pp.94~102 (1998)
- 윤성욱, "축전지 사용 유무에 따른 태양광발전기의 성능 분석", 시설원예‧식물공장, 22(3), pp.220~227 (2013), 한국생물환경조절학회
- 윤성욱, "태양에너지 이용에 관한 실험적 검토", 농업생명과학연구, 47(2), pp.127~134 (2013), 농업생명과학연구원