방통대 공무원 시험용 시설원예학 핵심 요점 요약 노트 10. 병충해와

제10장 복합환경조절

 

*주요용어 ·습공기선도 : 공기의 성질을 도표로 나타낸 것으로, 온도와 상대습도의 환경요인을 이용하여 모든 공기의 성질을 알 수 있도록 만든 도표. ·노점온도 : 온실 내부에 결로가 발생할 시점의 온도이며 이슬점온도라고도 한다. ·상대습도 : 포화수증기압에 대한 실제의 수증기압의 비이며, 온도가 상승하면 상대습도는 하강한다. ·비체적 : 공기의 체적을 건조공기 중량으로 나눈 값이며, 단위는 m³/kg으로 나타낸다. ·비엔탈피 : 공기의 총 열량을 건조공기 중량으로 나눈 값이며, 단위는 kcal/kg으로 나타낸다.

1.환경조절의 개요
·복합환경조절
-지상부 및 지하부 환경을 종합적으로 조절, 최소비용으로 최대의 생산성 원칙에 충실.
·생육에 미치는 환경요인
-작물의 최대생산성을 위한 환경조절의 과정.
-지상부 환경 : 기온, 습도, 광도, 이산화탄소, 풍속.
-지하부 환경 : 지온(수온), EC, pH, 용존산소, 염류농도, 토양수분.
·작물의 최대생산성을 위한 환경조절의 과정
①내부환경과 작물 생육의 관계 정량화
②정량화된 관계를 이용한 환경조절방법 개발
③환경조절방법을 이용한 환경조절시스템 구성
④환경조절시스템에 의한 작물의 최적환경 조절
·환경조절의 원칙
-최적화의 원리로 목표치의 극대화 가능요인 선발.
-최소비용의 원리로 저비용 환경요인 우선적 활용.
-컴퓨터를 이용한 복합환경조절 개념 도입.
·환경요인과의 정량적 관계식과 체계적 환경조절
-광합성 속도에 관련된 환경요인과의 정량적 관계식을 작성하여 체계적인 환경조절을 실시할 수 있다.
-광합석 속도=f(광강도, 이산화탄소 농도, 온도, 양액 EC 등)
-주어진 조건하에서 효율성에 근거하여 적정 환경요인과 환경조절방법을 선택함으로써 투입에너지에 대한 수량, 품질, 생
산성 등 극대화 할 수 있다.
2.복합환경조절시스템
·복합환경조절시스템 도입
-정보화기술의 발전, 유무선 인터넷 도입.
-원격 실시간 영상자료 모니터링 실시.
-방대한 환경 및 생육 데이터베이스 구축→고도의 지능적 환경조절, 복합조절.
·복합환경조절시스템의 구성 개념

-하드웨어 : 계측용 센서, 인터페이스, 제어용 컴퓨터, 각종 환경조절장치 등으로 구성되어 있다.

-소프트웨어 : 환경제어를 위한 적정 작물의 생육환경정보 및 생체정보 등을 설정하는 부분과 환경제어기를 효율적으로
동작시키기 위한 알고리즘 부분으로 구성되어 있다.
·복합환경조절시스템의 구성-환경측정도구
-작물 생육에 영향을 주는 환경요인 : 온도, 습도, 광, 이산화탄소.
-통상적인 환경측정방법에서는 실질적으로 작물의 상태를 정확히 파악하는 것이 불가능하다.
·복합환경조절시스템의 구성-환경측정장치 설치
·복합환경조절시스템의 구성-환경조절 소프트웨어
-제어파트, 시설재배 모니터링파트, 외부 기상환경 모니터링파트, 온실 각 구역별 모니터링파트 등으로 구성.
·환경 및 생체정보 시스템
-작물 생체정보 측정을 통하여 작물 생육상태 진단 후 신속한 환경조절을 가능하게 함.
ex) 증산류 측정→증산량 추정→관수시간 결정, 줄기나 과실의 지름 측정→생육과 수분상태 진단.

·생체정보와 환경정보 측정시스템의 예

·지상부 환경조절
-온도제어를 위한 보온, 난방, 냉방, 환기 및 차광.
-습도제어를 위한 가습, 제습, 환기.
-이산화탄소농도 제어를 위한 이산화탄소 발생.
-공기유동을 위한 환기 및 공기교반.
-광강도 제어를 위한 차광 및 보광.
·지하부 환경조절
-pH 제어를 위한 산, 알칼리액 첨가.
-EC 및 이온 제어를 위한 비료염 첨가.
-용조산소 제어를 위한 공기 혼입, 교반, 양액공급시간 조절.
-양액온도 제어를 위한 양액 가온 및 냉각.
-양액소독을 위한 다양한 살균.
3.복합환경조절의 대상
·복합환경조절기술의 적용대상
-조직배양상, 생장상, 육묘공장, 식물공장, 밀폐생태계.
·조직배양 환경제어 시스템의 예

 

4.습공기선도 이용
·습공기선도(psychrometric chart)
-해수면상의 표준대기압(1기압) 상태에서 습공기의 상태(성질)을 나타낸 도표로 두 개의 환경요인, 즉 온도와 상대습도
로 습구온도, 노점온도, 절대습도 등 환경조절에 필요한 공기상태(시설 내 공기의 성질)를 알 수 있음.
-그래프의 x축 온도, y축 수증기압(또는 절대습도), 내부곡선 상대습도, 상대습도 100%선 왼쪽 대각선은 비엔탈피를 나
타낸다.
·공기상태를 나타내는 특성치

-건구온도(dry-bulb temperature) : 건조온도계나 건조한 온도측정 센서로 측정된 온도.
-습구온도(wet-bulb temperature) : 3m/s 이상의 속도로 공기를 물에 담겨진 심지로 보내면 심지로부터 증발이 일
어나고 그 때 측정된 물의 온도.
-절대습도(Absolute humidity) : 공기 중의 실제 수증기량(g/kg).
-상대습도(Relative humidity) : 공기 중 포화수증기량(SMC : 최대 수증기량(g/kg)) 대비 현재 공기가 함유한 수증기
량(AH) 비율. RH=AH/SMC×100%
-노점온도(=이슬점온도, dew point) : 응결이 일어나는 온도.
-수증기압(vapor pressure) : 공기 중에 포함된 수증기에 의해서 조성된 압력, 단위는 Pa(=N/m²).
-비체적(specific volume) : 공기의 체적을 건조공기 중량으로 나눈 값, 단위는 m³/kg으로 나타냄.
-비엔탈피(specific enthalpy) : 공기의 총 열량을 건조공기 중량으로 나눈 값, 단위는 kcal/kg으로 나타냄.
·습공기선도를 이용한 공기상태의 특성치 값을 구하는 방법

-최초의 공기상태가 A인 경우 : 상대습도 60%, 건구온도 25℃.
-건구온도 : A점에서 수직으로 x축과 만나는 B점.
-절대습도(또는 수증기압) : 수평으로 y축과 만나는 C점(또는 D).
-비체적 : A점에서 대각선 값 v.
-노점온도 : 수평방향으로 상대습도 100%선과 만나는 점 G에서 수직방향
으로 x축과 만나는 점 H.
-습구온도 : A점에서 등엔탈피선과 상대습도 100%선이 만나는 점 E에서
수직방향으로 x축과 만나는 점 F.
-비엔탈피 : 등엔탈피선과 비엔탈피선이 만나는 점 I.