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스마트팜용 열·에너지 시스템 고도화

Advanced Thermal and Energy Systems for Smart Farms

연구 내용

스마트팜 환경에서 하이브리드 열원, 열회수, 열교환 기술을 통합하여 온실의 에너지 효율과 열환경 안정성을 확보하는 시스템을 개발하는 연구

스마트팜 환경의 열수지 변동을 정밀하게 제어하기 위해 Heat Pipe 기반 냉난방 기술, 태양복사 열원 회수를 포함한 Hybrid Thermal System을 활용하여 열전달 메커니즘을 분석합니다. 온실 내부를 상·중·하층 공간으로 세분화하여 성층 구조의 공기 흐름을 제어하고, 분배헤드 기반 복합 방열 기술을 적용하여 작물 생육부의 온도편차를 최소화하는 제어 전략을 도출합니다. 또한 LED 조명 모듈에서 발생하는 폐열을 냉각·회수하여 열에너지 네트워크에 재투입하는 구조를 구현합니다. 이를 통해 기존 단일 냉난방 방식 대비 에너지 손실을 줄이고, 온실 구조별 열환경 요구 조건을 충족시키는 맞춤형 열관리 기술 체계를 확보합니다.

관련 연구 성과

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연구 흐름

초기 연구는 냉난방 성능 향상을 위한 Heat Pipe 특성 규명과 저온 환경에서의 열수송 메커니즘 분석에 집중되었습니다. 이후 온실 구조에 적합한 열회수 시스템과 성층화 제어 기술을 개발하며 실증 기반의 에너지 절감 모델을 구축하였습니다. 최근에는 LED 폐열 회수, 복합 방열 네트워크, 하이브리드 열원 통합 운영 등이 결합된 고도화 기술을 실증 시스템과 연계하여 구현하는 방향으로 확장되고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

  • 온실 하이브리드 냉난방 시스템
  • 폐열 기반 열회수 네트워크
  • 성층형 공기제어 냉방 구조
  • 고효율 복합 방열배관 기술
  • Heat Pipe 기반 열수송 부품
  • LED 폐열 재활용 시스템
  • 분산형 열환경 관리 솔루션
  • 재생열 통합 제어 모듈
  • 온실 구조 맞춤형 열설계
  • 스마트팜 에너지 절감 설비

관련 논문

구분

제목

1

Operational characteristics of oscillating heat pipe at sub-zero temperature for cold energy storage

2

Operational characteristics of oscillating heat pipe charged with R-134a for heat recovery at low temperature

관련 특허

구분

제목

1

온실 태양광열 히트펌프 냉난방 시스템

2

태양 열병합발전 기능을 갖는 온실 시스템

3

온실 내 공기 성층화 냉방 제어 시스템 및 이를 이용한 냉방 제어 방법

4

온실의 열환경 제어를 위한 복합 방열 시스템

5

열흡수체를 이용한 온실의 냉난방 시스템

관련 프로젝트

구분

제목

1

나노코팅 기반 고효율 냉방 및 CO2 복합공급기술 개발 및 실증

2

농촌형 에너지 그리드 모델 개발 및 적용 평가 연구(1주관)