[기고] 이정석 박사's ICT 온실③- 습공기선도 이해

시설원예 ICT라고 하면 ICT(정보통신기술)를 온실·축사 등에 접목하여 스마트폰, PC를 통해 원격?자동으로 작물과 가축의 생육환경을 관리하는 농장을 말한다. 작물 생육과 환경 데이터를 기반으로 최적 생육환경 조성, 품질과 생산성 제고함으로써 경쟁력과 소득 향상에 기여하는 4차 산업혁명 시대에 기반을 둔 미래농업 기술이다. 한국 시설원예분야 전문가인 이정필 박사의 ICT 온실 설치법과 이해를 총 5회에 걸쳐 싣는다. <편집자 주>


온실에서 피복의 주된 목적은 주간에 온실 내부로 입사하는 태양복사에 의한 내부 공기의 온도 상승에 있다. 이러한 목적을 위해 사용되는 피복재가 구비해야 할 가장 기본적인 성질은 투광성과 보온성이다. 그러나 이 두 가지 조건은 서로 상반되는 물리적인 성질이기 때문에 동시에 만족시키는 것은 상당히 어렵다. 따라서 가능한 한 투광성이 양호한 동시에 보온효과가 우수한 피복재와 피복 방법의 개발이 지속적으로 요구되고 있는 실정이다.

ICT를 이용해 온실하우스 설치시 습공기선도를 활용해 결로점을 파악하고 습도 변화를 파악할 수 있어야 한다. 또 습도의 종류를 알고 있는 것이 중요하다.

습공기선도란 온도-RH- 수분함량 간의 상호 관계를 말한다. 수증기량의 차이로 작물이나 피복재에 결로가 생기는 것인데, 온도 차이에 의해 영향받는 결과를 예측할 수 있다. 또 환기, 증발산에 의해 영향을 받기도 한다. 온실 공기의 열량과 시간당 온도 증가 역시 습공기 선도에 영향을 준다. 때문에 습공기 선도를 이용해 온실 내 일어나는 현상을 예측할 수 있다.

온실 내 습도가 낮으면 작물들은 크기가 작아지고 진한 엽색을 띠며 엽소현상 및 위조현상이 일어난다. 이외에 높은 건물 함량, 좋은 맛과 품질, 균류에 대한 저항성(잿빛 곰팡이), 착과 감소 등 현상을 감지할 수 있다.

또 습공기선도를 활용해 최적의 작물 체온을 측정, 공기 온도보다 높다면 작물 높은 HD와 VPD, 낮은 RH를 공기 온도보다 낮다면 작물은 낮은 HD와 VPD, 높은 RH 기록하게 된다.

결로가 발생했다면 환기 온도를 -0.5도로 조절하고 환기창 열림 면적을 적게 한 뒤 열림 시간을 빠르게 올린다. 또 조조 난방온도를 +0.5도, 조조 난방시간을 더 빠르게 조절하면 된다.

습도의 변화를 살펴보면 피복재의 온도가 노점 온도보다 낮아지기 시작하면서 피복재에 발생되는 결로로 인하여 절대습도가 낮아지기 시작하여 일정한 값을 유지하다가 일출과 함께 증가하기 시작하게 된다.

오전 지붕에 맺힌 결로가 바닥으로 떨어지기 시작하는데 이러한 결로들은 저녁에 피복재의 온도가 노점 온도보다 낮아지기 시작하면서 맺히기 시작하여 밤 동안 생긴 결로 방울이다.

피복재의 온도가 노점온도 이하로 낮아지기 시작하기 때문에 제습기를 사용하여 지붕과 커튼 사이 공간의 공기에 함유되어 있는 수증기를 제거한다면 지붕의 내부 피복재의 안쪽에서 발생하는 결로를 억제할 수 있게 된다.

환경조건에 따라 결로 방지를 위해 제거해야 할 수 증기량은 다소 차이는 있겠지만 온실 규모에 비해 제거해야 할 총 수증기량이 많지는 않기 때문에 저온에서 습기를 제거할 수 있는 경제적인 제습 기술이 개발된다면 결로 문제는 해결이 가능하다.



김철호 기자 fire@thekpm.com