보온단열재의 설치방법에 따른 보온성 효과 분석

국문 초록 (Abstract)

보온단열재의 열물리적 특성에 따라 보온성이 어떻게 달라지는가를 분석하여 그 개발방향과 올바른 사용방법을 알아보고자 실험장치를 제작하고 실험 분석하였다. 그 내용을 요약정리하면 다음과 같다.
실험은 실제의 사용 농업시설을 고려하여 목재로 모듈을 만들어 바깥 박스에는 비닐을 씌우고 안쪽 박스에는 보온재를 씌운 다음 모듈내부에서 가열되는 과정에서의 각 모듈의 보온성을 측정 분석하고, 보온재의 열물리적 특성을 측정하고 비교함으로서 보온재의 종류와 물리적 특성에 따른 보온효과를 분석하였다.
실험재료의 열물리적 특성은 KATRI(한국의류시험연구원)와 한국건자재시험연구원에서 측정가능한 항목 중보온과 관련되는 항목을 중심으로 하여 두께, 공기투과도, 겉보기밀도, 차광율, 자외선차단율, 반사율(380~1200㎚), 열전도율, 수분흡수율, 원적외선방사율 및 원 적외선방사에너지를 측정하였다. 모듈내의 건구온도는 전열봉을 켜기 시작한 실험초기에 외기온도에서부터 상승하기 시작하여 약 30분이 지나면서부터는 비교적 정상상태에 도달하여 유지되고 있었으며 모듈별로 다른 온도차를 유지하고 있었다. 보온재별 모듈내외의 온도차는 모듈별로 최저 8.4℃에서 최대 17.5℃까지의 온도차이를 나타내고 있었다. 가장 보온성이 좋은 모듈는 모듈 8번으로서 다른 모듈들보다 현격하게 좋은 보온성을 나타내었으며, 모듈 8번은 양쪽 표면을 미니마트로 하고 내부에 백색폴리에칠렌포옴 1㎜ 두께 세겹을 넣은 것이었다. 보온재의 표면 색깔이 앞뒤가 다를 때에는 흑색이 바깥방향을 향하도록 하고 백색이 안쪽을 향하도록 하면 그 반대의 경우보다 보온성이 상당히 커지는 것을 알 수 있었고, 양쪽면이 흑색인 경우가 양쪽면이 백색인 경우보다 더 보온성이 좋은 것으로 나타났다. 실험모듈 전체에서 흑색의 경우 백색에 비해 반사율이 훨씬 적은 값을 나타내었다. 알루미늄반 자재의 경우 반짝이는 유광면이 바깥쪽을 향하도록 설치하는 것이 보온성이 좋은 것으로 나타났다. 같은 재료라 하더라도 내부의 재료가 어느 방향을 보도록 하는가에 따라서도 보온성이 달라지는 것으로 나타났다. 바깥쪽에 부직포를 두고 안쪽에 화학솜과 얇은 흑색부직포(40g) 한겹을 넣어 만든 재료의 경우 안쪽의 얇은 부직포가 바깥쪽에 놓이도록 설치하는 것이 안쪽에 놓이도록 설치하는 것보다 보온성이 좋은 것으로 나타났다. 그리고, 양쪽에 미니마트를 두고 안쪽에 화학솜과 백색 피폰(폴리에틸렌포옴 두께 1㎜) 한겹을 넣어 만든 재료의 경우 백색 피폰이 바깥쪽에 놓이도록 설치하는 것이 그 반대의 경우보다 매우 큰 차이로 보온성이 나아지는 것을 알 수 있었다. 보온재를 구성하는 겹수의 효과를 알아보기 위한 실험에서 재료는 같은 재료를 사용하면서 안쪽에 피폰(폴리에틸렌포옴 1㎜)을 두겹 넣은 경우와 세 겹 넣은 경우에서 한겹을 더 넣은 모듈이 매우 보온성이 좋은 것을 알 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, the thermal insulation effectiveness of the greenhouse insulators by the installation methods was investigated to find the right installation way of the insulation materials. Physical properties of the insulators such as thickness, air transmissivity, apparent density, ultraviolet rays cutoff ratio, reflectance, thermal conductivity, moisture absorptivity were evaluated and the insulation ability of the insulators were measured by the module experiments. For the same insulator, the insulation ability of the case with the outward direction of the black colored face, i.e., with the inward direction of the white colored face, was better than that of vice versa. The case of the black colored both surfaces was better than the case of the white colored both surfaces. For aluminium reflection material, the case with the outward direction of the lustre face, i.e., with the inward direction of the non-lustre face, was better than that of vice versa. For the same material with the inner thin polyethylene foam (or polyester) and the chemical wool, the case with the outward direction of the inner thin polyethylene foam (or polyester), i.e., with the inward chemical wool, was better than that of vice versa. Addition of the inner thin polyethylene foam increased the insulation effect very much.

목차 (Table of Contents)

• Abstract
• 서론
• 재료 및 방법
• 결과 및 고찰
• 적요
• 사사
• 인용문헌

참고문헌 (Reference)

1 권준국, "플라스틱하우스의 보온피복 재료 및 방법이 보온력과 토마토의 생육 및 수량에 미치는 영향" 한국생물환경조절학회 13 (13): 251-257, 2004

2 김영복, "알루미늄반사재의 배치형태에 따른 보온 효과" 한국생물환경조절학회 16 (16): 284-290, 2007

3 RDA, "The principle and application of the Agricultural energy technology"

4 Lee,S.Y, "Study on the thermal insulation effectiveness and installation method depending on the thermal curtains" RDA 2003

5 Chang,Y.S., "Study on the physical properties of the greenhouse thermal curtains" 5 (5): 34-42, 1996

6 Ko,K.D, "Insulation effectiveness depending on the greenhouse insulation methods" RDA

7 Kim,Y.B, "Bio-systems simulation" Gyeongsang national University Press 2000

8 Pitam Chandra, "Analytical determination of the effect on greenhouse heating requirements of using night curtains" 23 (23): 994-1000, 1989