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고온 피해 예방 농업시설 냉방 기술

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고온 피해 예방 농업시설 냉방 기술

효율적인 냉방 기술 12가지, 시군농업기술센터에 소책자 배포,
기후변화, 에너지 위기 대응 스마트농업 기술 개발·보급 박차

온실 내부 온도가 급상승하면 작물은 광합성 저하, 호흡 과다, 수분 스트레스 등으로 수정이 잘되지 않거나 조기 노화하는 등 생태적 피해를 본다. 중동발 위기로 에너지 수급 불안정과 이상고온, 여름철 불볕더위로 냉방 에너지 수요가 급증할 것을 예상해 에너지 비용은 줄이면서 작물의 고온 피해를 예방할 수 있는 냉방 기술을 소개합니다.

농업시설 냉방 기술 12가지 알아보기

농업시설 냉방 기술 12가지 알아보기

기술, 개요, 효과로 상세구분

기 술 개 요 효 과
딸기 부분냉난방 작물의 온도 민감부만을 집중적으로 냉방하는 기술로 정식 초기 고온기 또는 여름딸기 재배에 적용됨
  • 7∼8월에 무처리 대비 관부 온도를 3℃를 낮춰 일평균 19∼24℃를 유지
  • 8∼9월 수량이 무처리구 대비 평균 25% 증가함
  • 히트펌프 사진히트펌프
  • 축열조 사진축열조
  • 관부 냉장배관 사진관부 냉난방 배관
  • 온도제어장치 사진온도제어장치
고효율 양액 냉각기 소형탱크를 우선 냉각해 관행보다 50% 용량의 냉각기로 더 정밀한 양액 온도조절 가능
  • 고온기 근권부 온도는 관행보다 14℃ 낮은 20∼25℃를 유지(상추)
  • 고온기 상추 뿌리 활력 70%, 뿌리 길이 120% 증가로 수확량 40% 증가
  • 고효율 양액냉각기 작동원리 그림고효율 양액냉각기 작동원리
  • 고효율 양액냉각기 설치사례 사진고효율 양액냉각기 설치사례
에너지모니터링 시스템 ‘젬스’ 온실 내 환경 설비별 에너지 소비량을 실시간으로 모니터링하고 분석해 에너지 소비 현황 정보를 제공
  • 외기온과 에너지 소비량을 감안한 냉난방 운용 의사결정 기준 제공, 냉난방비 10% 절감
  • 온실 에너지 모니터링 시스템 개념도 그림온실 에너지 모니터링 시스템 개념도
공기열 히트펌프 냉매의 증발, 응축을 이용하여 외부 공기로 열을 배출하여 냉방수 또는 냉풍을 생산
  • 유류 및 일반 전기난방기 대비 난방비용 50% 절감
  • 고온기 온실 냉방 시 수확량 20~30% 증대
  • [공기열히트펌프 냉방 적용 효과] - 딸기 국소냉방 성능 : 7.1 kW 냉방 , 온도 제어 결과 : 18~ 22℃ 유지, 현장 체감 효과 : 약 50% 비용 절감, 여름딸기 반응 : 수량 최대 30% 높음, [히트펌프 원리] 그림, 공기열히트펌프 냉방은 딸기처럼 고부가 작물의 국소정밀냉방에 강점이 있는 현실적 대안, 딸기 관부 냉방효과 : 냉수 15℃±0.5℃조건에서 18~ 22℃ 유지 여름딸기 부분냉방은 수량 최대 30% 증가 효과. 이미지공기열 히트펌프
지열 히트펌프 연중 15℃ 내외로 유지되는 지중 또는 지하수에 열을 방출하여 농업시설을 냉방하며 공기열 히트펌프보다 성능이 안정적임
  • 유류 및 일반 전기난방기 대비 난방비용 50% 이상 절감, 대형 온실 및 고온성 작물에 적합
  • [지열 히트펌프 냉방 적용효과] - 지중온도 변화 : 25.5℃ 에서 33.5℃ , 냉방효율: COP 2.7 에서 2.0, 경제성 비교 : 에너지 25.5% 감소, 투자비 부담 : 초기투자 37.4% 증가 ,[지열 히트펌프 종류] 이미지, 지열히트펌프 냉방은 에너지는 아끼지만 설치비가 큰 방식이어서 대규모 시설·장기운영형 농가에 더 적함. 파프리카 온실 냉방 효과 : 파프리카 시험에서 착과수 130% 증가. 입면적 47% 증가. 과중 46% 증가. 2023 보도자료에서는 175㎡ 딸기온실의 난방·냉방비 78% 절감 사례 제시. 이미지 지열 히트펌프 이용 효과
수직 확산형 순환팬 작물 군락에 적정한 기류를 조성하고 천창 환기 촉진으로 고온기 온실 환경관리에 활용
  • 자연환기 대비 4.5℃, 관행 수평형 순환팬 대비 2℃ 낮아짐
  • 고온기 토마토 생산량 7% 증가
  • 수직 확산형 순환팬 형태 사진수직 확산형 순환팬 형태
  • 하방 순환 기류 조성 사진하방 순환 기류 조성
풍향 가변형 공기 순환팬 운용 목적에 따라 팬의 방향을 자동으로 변경 가능한 공기순환팬
  • 고온기 순환팬(상방향)+환기팬 운용 시, 온실 내 온도 최대 6.4℃ 강하
  • 풍향가변형 공기순환팬 작동 및 운용 예 사진 - (위에서 아래로) 고온 장해 경감 모드(상방향 운전), 에너지 절감 모드(하방향 운전), 일반 운용(중방향 운전)풍향가변형 공기순환팬 작동 및 운용 예
온실 외부 차광 온실 피복재 위로 약 50~60cm 거리를 두고 차광막을 설치
  • 7, 8월 가장 뜨거운 낮(11~16시), 외부 기온 대비 최대 9.2℃ 하락 효과 *평균 3℃의 냉방효과
  • 외부 흑색 차광막 열유입 60% 그림 - 40% 방열, 60% 투과외부 흑색 차광막 열유입 60%
  • 내부 흑색 차광막 열유입 90% 그림 - 10% 방열, 40% 흡수/반사, 30% 역반사, 60% 투과내부 흑색 차광막 열유입 90%
  • 내부 은색 차광막 열유입 70%% 그림 - 30% 방열, 40% 반사, 30% 역반사, 60% 투과외내부 은색 차광막 열유입 70%
  • 차광 사례 (좌)외부 흑색 차광 (중)내부 흑색 차광 (우)은색 차광 사진차광 사례 (좌)외부 흑색 차광 (중)내부 흑색 차광 (우)은색 차광
포그 냉방 안개처럼 미세 물 입자를 분무해 입자가 증발할 때 주변 공기의 열을 흡수하여 온도를 낮추는 증발냉각 원리를 이용
  • 고온기 온실 기온 최대 6℃ 하강, 오이 수확량 2배 증가, 작기 1개월 연장 효과
  • 포그 냉방 시스템 구성도 그림포그 냉방 시스템 구성도
  • 포그 냉방 가동시 사진포그 냉방 가동시
  • 포그온실과 차광온실 기온 비교 그래프포그온실과 차광온실 기온 비교
차광 도포제 온실 외부 피복에 도포제를 뿌려 차광도막을 형성함으로써 일사량을 감소시켜 온도 상승 억제
  • 딸기 온실 적용 시 온실 내부 기온 2∼3℃, 잎 표면 온도 1.1∼1.4℃ 하강함
  • 도포제 희석 사진도포제 희석
  • 도포제 살포 사진도포제 살포
  • 온실 내 온도 변화 그래프온실 내 온도 변화
  • 온실 내 일사량 변화 그래프온실 내 일사량 변화
무창 육계사 냉난방 부하 자가 진단 기술 지역, 건물 배치 방향, 시설 규격, 단열 특성을 반영한 에너지 부하를 자가 진단할 수 있는 웹 기반 서비스
  • 에너지 효율적 이용으로 냉난방비 2% 절감 시 국내 농가 이익 6.4억, 5% 절감 시 16.0억 효과
  • 축사 에너지 부하 자가진단 서비스 사진축사 에너지 부하 자가진단 서비스
  • 에너지 부하 출력 화면 사진에너지 부하 출력 화면
계사 음용수 냉각 시스템 저온의 음용수를 공급해 더위 스트레스를 경감시키는 효율적 사양관리 방법
  • 고온기 육계사 적용 시 관행 대비 폐사율 84% 감소, 4주간 체중 359g/수 증대
  • 계사 냉온음용수 급수 시스템 사진계사 냉온음용수 급수 시스템
  • 산란계사 급수 설비 사진산란계사 급수 설비
농촌진흥청은 기술을 소개하는 소책자를 제작해 전국 시군농업기술센터에 배포했다.
소책자는 농촌진흥청 농사로(nongsaro.go.kr), 농업과학도서관(lib.rda.go.kr)에서도 확인할 수 있다.
아울러 고온기 온실, 축사 온도 관리와 관련한 현장 맞춤형 냉방 에너지 기술 지원을 지속할 방침이다.

⇒ 농가에서는 현장 여건에 맞는 최적의 냉방 기술을 선택해 기후변화에 대응하여 고온 피해를 예방하고, 앞으로도 에너지 위기에 대응하는 스마트농업 기술 개발 보급에 최선을 다해야 하겠다.

농업시설 냉방 기술 소책자

  • 기후변화 대응 농업시설 효율적 냉방기술 [로고]농촌진흥청 국립농업과학원
농촌진흥청 국립농업과학원 스마트팜개발과 (063-238-4074, 4084)





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