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무창기공형 집열기 내 잉여 에너지의 축열을 통한 축사 난방 효율 평가
문병은 ( Byeong Eun Moon ),쿠마르바삭자얀타 ( Jayanta Kumar Basak ),아룰모지엘란제챤 ( Elanchezhian Arulmozhi ),이준현 ( Jun Hyeon Lee ),이덕현 ( Deog Hyun Lee ),시할라스타비사크 ( Thavisack Sihalath ),김현태 ( Hyeon Tae Kim ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.1
축사 내 무창기공형 집열기의 적용은 겨울철 환기 및 구조적 에너지 손실을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 실내 공기 질 또한 개선할 수 있는 좋은 해결책이다. 그러나 특정기간 내 발생하는 열에너지는 오히려 축사내부를 과열시키는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 축사 내 무창기공형 집열기의 적용 시 발생하는 초과 열에너지의 저장 및 활용을 위해 잠열축열재를 적용하여 축사 내부온도 변화 및 축열 시스템의 열 성능을 각각 분석하였다. 실험은 경상대학교 내 실험돈사에서 수행되었으며, 무창기공형 집열기는 실험돈사 남쪽 벽면 내 10 m2의 넓이로 설치하였다. 축열 시스템은 돈사 내 집열기가 설치된 남쪽 벽면에4.08 m2의 넓이로 설치하였으며, 실험에 사용된 잠열축열재는 Na2SO4ㆍ10H2O로 총 91.98 kg을 설치하였다. 실험기간 동안 집열기 내부온도는 일 중 외기온 대비 약 35℃ 높은 최고 65℃까지 상승하였으며, 일사량과 집열기의 효율은 비선형 상관관계를 확인하였다(R2 = 0.58). 집열기 내부에서 발생하는 초과 에너지의 축열 및 방열을 통해 실험기간 동안 평균 축열 시간은 약 5시간 50분, 평균 방열시간은 약 2시간 33분으로 측정되었다. 또한, 축열 시스템 내 축열에 따른 공급 공기의 최고 온도는 최고 약 30℃ 감소한 것으로 측정되었으며, 방열 직후 공급 공기의 온도는 약 10℃ 상승하였다. 일사량과 UTC 내 에너지 발생량(R2 = 0.96) 및 일사량과 축열 에너지(R2 = 0.87)의 비선형적 관계를 각각 검증하였다. 실험기간 동안 집열기 내 평균 에너지 발생량은 약 13,548.21 kcal/day, 평균 축열 및 방열 에너지는 약 7,739.78 kcal/day, 1,793.47 kcal/day로 각각 측정되었다.
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문병은 ( Byeong Eun Moon ),이덕현 ( Deog Hyun Lee ),최경문 ( Gyeong Mun Choi ),쿠마르바삭자얀타 ( Jayanta Kumar Basak ),부젤아닐 ( Anil Bhujel ),칸파와드 ( Fawad Khan ),아룰모지엘란체쟌 ( Elanchezhian Arulmozhi ),자이후니무스타파 ( Mustafa J 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2
작물을 생산, 가공 후 발생하는 폐기물의 불법적인 소각 및 방치, 투기는 토양 및 대기 오염의 한 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 농업 폐기물을 처리하고 재사용하여 자원 및 원료로 사용하는 옥수수대 폐기물 수거용 원형 베일러가 개발되었다. 옥수수대의 자원화 및 원료화 효율을 높이기 위해 작물을 최대한 많이 절삭, 수거하는 것이 중요하며, 이를 위해서는 옥수수대 절삭 높이 및 절삭 날, 속도가 많은 영향을 끼친다. 따라서 본 연구에서는 절삭 날인 쵸퍼의 각도와 회전 속도, 그리고 주행속도를 이용하여 옥수수대 조건별 작물 절삭 성능을 평가, 분석하였다. 실험장치는 제어 및 전원부, 차폐/가드부, 전동모터, 절삭부(로터 및 쵸퍼), 작물 이동용 베드로 구성하였다. 작물은 베드를 통해 이동하며 절삭부의 절삭 날에 의해 절삭된다. 제어부에서 베드의 이동속도와 절삭 날의 회전 속도의 설정이 가능하다. 지면의 흙이나 다른 불순물들이 같이 베일링될 경우, 자원화 및 원료화의 효율성이 낮아지기 때문에 쵸퍼의 절삭 성능 분석을 위해 쵸퍼의 측정 높이는 지면으로부터 약 3 cm 이상, 5 cm에 가장 가까운 값을 가졌을 때 최상의 절삭 환경이라 판단하였다. 실험은 쵸퍼의 각도(30°, 45°, 60°) 및 회전속도(1,100, 1,750, 2,250 rpm), 이송대의 이동속도(2.5, 5.0, 7.5 km/h)의 변수로 실험을 실시하였다. 쵸퍼의 각도가 45˚, 회전속도는 2,250 rpm, 이송대의 이동속도는 7.5 km/h일 때 평균적으로 절삭 길이가 짧았다. 따라서 쵸퍼의 각도는 45˚, 쵸퍼의 회전속도는 2,250 rpm, 이송대의 이동속도는 7.5 km/h일 때 최상의 절삭 환경이라 판단된다.
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