온실의 환경 제어 기초

온실은 작물 생육에 필요한 온도와 환경을 안정적으로 관리하는것을 목적으로 한다. 

  온실의 특성상 온도 변화 여건은 내부 보다 외부 요인이 크다. 내부에서 발생하는 요인은 난방제어 그리고 스크린, 유동휀, 관수, 전조 등 한정되어 있지만. 외부의 변화 무상한 일기 변화가 온실 내부에 직접적인 영향을 주기에 오히려 외부 환경을 알지 못하면서 내부 조건만으로 제어를 하는 것은 한계가 분명히 있다. 

일출 일몰 시간과  바람의 방향. 풍속. 광량. 그리고 구름량과 온도와 습도. 강우, 기타 등등 여러 조건들의 온실내부 온도와 환경에 직접적인 영향을 준다. 

  초기 소규모온실은 대부분 수동으로 핸들을 돌리거나 노동력을 이용해 직접 환기창을 열고 닫았지만 시설면적이 증가하면서 전기를 이용해 자동개폐장치들이 개발되고. 그것을 온도계를 이용해 이용해 열림 온도와 닫힘 온도를 따로 입력 선택 할 수 있게 만들었었다. 단순히 열림 닫힘 온도를 사용하는 경우 창문의 열고 닫힘이 너무 반복적으로 일어나 구조물의 수명이 짧아지고 외부조건이 급변하는 경우 온도 변화기 심해지자. 열리는 것의 범위를 타이머를 이용해 동작 시간과 대기 시간을 입력 할 수 있는 제품이 한동안 유행했었다. 온실내 온도가 올라가기 시작해 설정 온도를 넘어설때 일정한 시간 열렸다가 다시 대기시간 만큼 온도 변화를 기다리는것. 그것을 4단 변온이니. 10단 변온이니 하는 이름을 만들어 사용했었다. 

다단 혹은 지연 타이머를 이용한 제어는 겨울철 환기률이 높지 않은 경우 효과적이었으나. 일기변화가 심한 환절기에는 환기창이 빨리 열려야 함에도 천천히 대기하면서 동작하여 사용자의 운영 능력에 따라 수동으로 사용하는 경우가 많았다. 특히 다단으로 했을 경우 기다리는 시간때문에 비가 오거나 갑자기 날씨가 변할때 대응하기 어려워 잘 사용하지 않고. 정부 보급형 온실의 규격과 사양이 비슷해지자 많은 회사에서 환기창과 내부 스크린 난방등의 제어를 결합한 제품이 나오기 시작했다.  

유리온실의경우 환경제어 시스템을 어떤것을 사용하는가에 따라 생산량과 품질 그리고 생산, 난방 비용의 격차가 나기 시작한다는 것을 느끼는 농가들이 증가 하면서 환경제어 시스템을 원하는 농가들이 증가 했고 국내에서도 여러 회사에서 환경제어 시스템을 개발 판매 하고 있다. 

누구나 자신들이 만든것이 최고라 주장하고. 그것을 목표로 하겠지만 사용자의 입장에서 적합성을 판단하기 어렵다. 한 농가가 다양한 시스템을 운영 할 기회가 없어 비교 평가 하기 어렵고 정부 지원에 의한 보급률이 높기 때문에 사용자 입장에서 선택이 쉽지 않다. 

환경제어는 온실의 가장 중요한 시설이다. 하지만 환경제어 시스템만으로 온실을 운영하고 재배와 생산을 하는것은 아니다. 적합한 시설과 그것을 운영할 수 있는 사람의 수준이 서로 맞을때 융합 효과는 높지만 어느 하나 수준 미달이라면 그 효과는 반감된다. 시설과 환경제어는 한번 설치하면 교체하기 어렵기 때문에 사용자의 능력에 따라 호불호가 갈리게 된다. 어떤이는 만족하지만 다른 사람은 만족하지 못하는 경우가 많다. 특히 비닐온실의 개폐방법이 롤업 방식이라면 자동제어 시스템을 이용해 사용하는 것은 어렵다. 비닐의 특성상 자주 욺직이면 수명이 짧아지고. 비가 오거나 강한 바람이 불때 구조적인 불안감으로 환기 개폐를 하기 어렵다. 온실 자동화의 범위는 무한대 지만 오류가 발생하면 그 손해또한 무한대로 발생한다. 

온실의 환경제어는 난방과 환기 설정을 따로 한다. 일반적으로 환기와 난방 온도는 약 2~3도 편차를 가지고 설정하며 정밀한 시스템을 가지고 있다면 1도 편차를 설정 할 수도 있다. 

환기는 바람부는쪽과 반대쪽으로 설정한다. 일반적으로 바람부는 쪽을 많이 열게되면 바람이 온실내로 유입되 온도가 급변할 수 있어 바람부는쪽을 조금 닫고 반대쪽을 많이 연다. 

 온도를 급하게 변경하면 여러가지 문제가 발생해 P-band 범위를 주게 된다. 위의 그림이 가장 초보적인 온도 설정이다. 최소 4단 변온이 가능하며 근래 발전하는 환경제어 시스템은 6단 혹은 그 이상 변화를 선택적으로 줄 수 있다. 시간 고정을 할 수도 있고 일출, 일몰 시간과 연계해 사용 할 수 있다. 

온도 설정이 끝났으면 환기창의 기계적인 특성에 따른 변화 값을 확인 해야 한다. 

단순히 온도만 맞춰 놓았다고 끝나는 것이 아니다. 각 개폐기의 특성과 지역적인 특성. 계절적인 요인에 적합한 입력을 해야 보다 정밀한 제어를 사용해 생산 효율을 높일 수 있다. 

환기창은 외부 환경변화에 적절히 대응해야 하고 내부 변화를 안정시키는 중요한 역활을 한다. 

바람부는쪽의 환기창의 최소 범위와 최대 범위를 설정해 오동작과 반복 운정을 어느정도 예방 할 수 있다. 

4구간으로 사용할때 또한 천창의 개폐률을 사전 확인해 흐린날. 맑은날. 그리고 거시기한 날의 변화에 대응 할 수 있다. 

환기창은 설치된 방향에 따라 좌측. 우측으로 나누는것이 아니라 바람 부는쪽과 반대쪽으로 구분하기에 외기에 반드시 풍향센서가 있어야 한다. 

온도만 입력하면 끝나는 아주 좋은 환경제어 시스쳄이 여러개 있지만 보다 세밀히고 안전하게 관리 하기 위해서는 외부 요인과 온도 습도 요인에 따라 복합제어를 할 수 있어야 한다. 

환경제어는 전 세계에서 통일적으로 사용할 수 있어야 한다. 그만큼 변화에 대응해야 하는 요건이 많다. 

한국 내에서도 한여름 날씨가 대관령 다르고 제주도 다르며 해남지역과 내륙지역이 다르다. 겨울 또한 각 지역별로 특성이 뚜렷하기에 한국형이라 주장하는 것은 사용하기 더 어렵다. 전세계 어디든 사용할 수 있는 범용 환경제어 시스템이 국내에서도 사용하기 편리하다. 

다만 좋은 환경제어 시스템을 위해서는 좋은 시설과 사용자의 운영 능력이 우선 필요하게 된다. 

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