34. 온실 환경 개선 수직형 순환팬 활용기술 1. 오프닝 (연동화, 대형화로 인한 온실 환경 관리의 어려움) 봄, 여름, 가을, 겨울! 우리나라는 사계절이 뚜렷하지만 온실 재배 기술이 발달해 언제든 쉽게 싱싱하고 품질 좋은 채소와 과일을 구입할 수 있습니다. 온실에서 작물을 재배하면, 모든 환경을 인위적으로 조절해 최적의 조건에서 작물의 생산성을 최대한 높일 수 있다는 장점이 있는데요. 최근, 온실 규모가 대형화 되거나 온실 높이가 매우 높아지면서 온실 내부 환경의 균형이 깨져 농가에서 작물 재배에 어려움을 겪고 있습니다. 다시 말해 재배 공간이 커진 온실 내부의 온도와 습도가 균일해지지 못해 작물이 고르게 자라지 못하고 병해가 발생하면서 수확량이 떨어지고 있다는 건데요. 이런 문제점을 해결할 온실 환경 개선 수직형 순환팬 기술이 개발됐습니다. 그럼 함께 알아볼까요? 2. 온실 환경의 특징 온실에서 작물이 잘 자라려면 에너지를 공급해주는 충분한 빛과 물, 온·습도를 조절하는 냉·난방 및 환기 시설이 필요합니다. 그중 작물 생산성을 높이는데 가장 중요한 점은 온실 전체적으로 작물에 맞는 적정 온·습도를 균일하게 유지하는 것인데요. 온실 환경 특성상 따뜻한 공기는 위로 올라가고, 찬 공기는 작물이 자라고 있는 아래로 내려가기 때문에 위아래의 온도 차를 줄 일 별도의 설비가 필요합니다. 대부분의 농가에서는 천장에 공기 순환팬을 설치해 온실 내 온·습도를 균일하게 관리하고 있는데요. 하지만 수평적으로 바람이 이동하는 공기순환방식을 이용하고 있어 높이가 6m 이상으로 높은 온실에서는 효과가 떨어집니다. 그러다 보니 냉·난방기를 더 많이 작동시키는 등 균일한 온실 환경을 유지하기 위한 에너지 소비도 늘어나게 됐는데요. 대형화된 온실 환경 개선을 위해 등장한 기술이 수직형 순환팬입니다. 3. 온실 환경 개선 수직형 순환팬 수직형 순환팬은 회전 방향에 따라 두 가지 방식으로 작동되는데요. 바람의 방향을 위아래로 순환시키며 공기를 바꿔주는 순환 모드가 있고, 바람의 방향을 위로 올라가게 해 온실 내 환기를 시켜주는 환기 모드가 있습니다. 순환팬을 사용할 땐 시간을 설정하거나 적정 온·습도를 설정하여 센서에 의해 작동되는 자동운전 방식으로 이용할 수 있습니다. <인터뷰> 권진경 연구관 Q. 기존 수평형 순환팬과 다른 수직형 순환팬의 장점은? 기존의 수평형 순환팬과 달리 수직 방향으로 순환하는 바람을 만들기 때문에 온실 수직 방향의 환경불균형을 해소할 수 있으며 온실 하부까지 순환기류를 조성하여 작물 군락 내에 적정기류를 만들 수 있습니다. 미기상 기류 조성 효과 실험에서도 수직형 순환팬은 작물 군락에 기존 팬보다 2배 이상 기류유속을 만들 수 있다는 걸 확인할 수 있었습니다. 온실 상, 하부의 평균 온·습도 차이도 줄었는데요. <인터뷰> 권진경 연구관 Q. 수직형 순환팬의 작동 효과는 어땠나요? 수평형 순환팬은 상하부 차이가 온도 4.6℃, 상대습도 27%인 반면, 수직형 순환팬은 온도 0.14℃, 상대습도 5.4%로 대폭 감소했습니다. 그러다 보니 자연스럽게 난방기 운전시간이 줄어들면서 난방 에너지도 13.3% 절약돼 경제적인 효과까지 볼 수 있었습니다. 특히 여름철 고온기에 효과적입니다. 농작물은 35℃이상의 고온에 노출되면 생육이 떨어지고 고사가 발생하기 시작합니다. 여름철 온실 온도는 40℃ 이상 올라가는 날이 많아 내부를 환기하면서 온도를 낮춰야 하는데요. 세 가지 방식으로 비교 실험을 해봤습니다. 그 결과 온실 내부의 한여름 낮 평균기온이 자연환기를 했을 때 외부 기온 대비 6.9℃ 상승, 수평형 순환팬을 사용했을 땐 4.5℃ 상승, 수직형 순환팬을 사용했을 땐 2.5℃ 상승으로 나타났는데요. 수직형 순환팬 환기 운전의 온도하강 효과가 가장 뛰어났습니다. 그렇다면 작물의 수확량도 늘었을까요? <인터뷰> 권진경 연구관 Q. 확산형 순환팬이 작물의 수확량 증가에도 도움이 됐나요? 시험기간 중 토마토 수확량은 관행 온실의 경우 4.13kg/주, 확산형 순환팬 온실은 4.42kg/주로 약 7%의 생산성 향상 효과가 나타났습니다. 4. 확산형 순환팬 설치 방법&주의사항 그럼 수직형 순환팬, 어떻게 설치하면 될까요? 온실 바닥면적 144m2(약 45평)에 1대를 설치하면 됩니다. 이때 설치 높이는 바닥에서 최대 6m 내로 설치해야 하는데요. 이때 기류의 구조물과의 간섭을 피하기 위해 상부 트러스에서는 최소 0.5m, 기둥과는 최소 2m 정도는 간격을 두어야 합니다. 그리고 수직형 순환팬을 이용할 때 주의사항이 있는데요. <인터뷰> 권진경 연구관 Q. 수직형 순환팬 이용 시 주의사항을 알려주세요. 먼저 설치 효과를 높이기 위해 온실 면적에 맞는 적정 대수를 설치하여야 합니다. 또한 자동운전을 위한 센서는 작물 군락의 생장점 상부와 뿌리 부분의 적당한 높이에 설치하여야 합니다. 토마토, 파프리카를 재배하는 경우에는 유인줄이 순환팬에 말려 들어가지 않도록 잘 관리해야 합니다. 5. 핵심 정리 및 마무리 지금까지 온실 환경 개선 수직형 순환팬 활용 기술에 대해 알아봤는데요. 마지막으로 핵심을 정리해볼까요? 수직형 순환팬은 수직 방향으로 공기를 순환시켜 대형화된 온실 관리에 유용한 기술이며, 온실 내 온·습도를 균일하게 유지해 작물 수확량 증가에 도움을 줍니다. 두 가지 방식으로 작동되는데 바람의 방향을 위아래로 순환시켜 주는 순환 모드와 바람의 방향을 환기창으로 보내 환기를 시켜주는 환기 모드가 있습니다. 특히 환기모드는 여름철 고온기에 환기창을 통해 고온의 공기를 밖으로 내보내 온실 온도가 높이 오르는 걸 방지할 수 있습니다. 설치기준은 144m2(약 45평)에 으로 1대를, 바닥에서 최대 6m의 높이 이내에 설치하는 것을 권장하고 있으니 꼭 기억해주세요. 수직형 순환팬 활용 기술이 농업인들에게 도움이 되길 바라며, 안정적인 농업 생활을 언제나 응원합니다.