Evaluation on Heating Effects of Geothermal Heat Pump System in Farrowing House

지열 난방시스템을 이용한 분만돈사의 난방효과 분석

  • Received : 2010.11.01
  • Accepted : 2010.11.27
  • Published : 2010.12.30

Abstract

Geothermal heat pump system (GHPS) is an energy-efficient technology that use the relatively constant and renewable energy stored in the earth to provide heating and cooling. With the aim of using GHPS as a heating source, it's possibilities of application in farrowing house were examined by measuring environmental assessment and sow's performance. A total of 96 sows were assigned to 2 pig housings (GHPS and conventional housing) with 48 for four weeks in winter season. During the experimental period, indoor maximum temperature in GHPS-housing was measured up to $26.7^{\circ}C$, average temperature could maintain $21.2^{\circ}C$. The mean value of dust levels and $CO_2$, $NH_3$ and $H_2S$ gas emissions were decreased in GHPS-housing compare with those of conventional housing. Litter size, birth weight, parity and weaning weight did not differ between housings. However, feed intake of sow in GHPS-housing was lower than that of conventional housing. In energy consumption for heating, electric power consumption increased in GHPS-housing than the conventional housing, a 2,250 kwh increase, whereas there is no fuel usage for heater in GHPS-housing. Amount of ground water circulated for heating in cold weather for earth heat exchanger was 8.4-12.9 ton per day. In conclusion, GHPS may have environmental benefits and effectiveness of heating in farrowing housing and affect the performance in sows.

지열히트펌프를 이용한 축사용 냉난방시스템을 개발하고 농장 적용성을 검토하기 위하여 330 $m^2$ 규모의 농장에 개발 시스템을 설치하여 돈사에서의 난방 이용효과를 분석하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 지열 난방시 부하량은 24,104 kcal이었으며 농장시험 지열이용 냉난방시스템의 제원은 히트펌프 용량은 10 USRT 였으며, 상부 덕트형 30,000 kcal 홴코일유니트를 사용하였으며 FCU의 풍량은 90 $m^3$/분 이었다. 2. 지열 난방 1주령시 외부 최고기온 $14.2^{\circ}C$, 최저 영하 $9.3^{\circ}C$일때 시험구는 평균 $21.5^{\circ}C$로서 대조구 $19.8^{\circ}C$에 비하여 높았다. 3. 지열 난방 시험돈사의 먼지 농도는 PM10 185.3, PM2.5 40, PM1.0 $23.4{\mu}g/m^3$으로 대조구 PM10 481.4, PM2.5 47, PM1.0 $28.2{\mu}g/m^3$에 비하여 낮았다.4. 지열 난방 시험돈사의 유해가스농도는 $CO_2$ 1,470, $NH_3$ 10.6, $H_2S$ 0.05 ppm으로서 대조구 $CO_2$ 2,025, $NH_3$ 23.3, $H_2S$ 0.69 ppm에 비하여 유의적으로 (p<0.05) 낮았다. 5. 지열난방시 복당 이유두수는 10.5두로 대조구 10.4두에 비하여 높았으며 이유시체 중도 6.93 kg으로 대조구 6.86 kg에 비하여 컸으며 특히 온도가 낮은 대조구에서 모돈사료 섭취량이 99.6 kg으로 시험구 88.2 kg 보다 유의적으로 (p<0.05) 많았다. 6. 지열 난방시 외부기온과 지하수 순환량에 있어서 외부기온이 낮을 경우 1일간 8.4-12.9톤으로 지하수 순환량이 많았다.

Keywords

References

  1. Commission Internationale de Genie Rural. 1984. Report on Working Group on Climatization of Animal Houses, Craibstone, Aberdeen, Scottish Farm Building Investig- ation Unit, 1984.
  2. Salvador, P., Artinano, B., Alonso, D. G., Querol, X. and Alstuey, A. 2004. Identification and characterization of sources of PM10 in Madrid(Spain) by stastical methods. Atmos. Environ. 38:435-447. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2003.09.070
  3. SAS Institute. 1996. SAS/STAT Guide Version 6.12. SAS, Institute Inc. Cary NC.
  4. Urbain, B., Gustin, P., Prouvost, J. F. and Ansay, M. 1994. Quantitative assessment of aerial ammonia toxicity to the nasal mucosa by use of the nasal lavage method in pigs, Am. J. Vet. Res. 55:1335-1340.
  5. 김병수. 2009. 그린홈에 적용된 지열원 히트펌프 시스템의 에너지 성능분석. 대한건축학회 논문집-계획계, 25:339-346.
  6. 송윤호, 안은영. 2005. 세계 지열에너지 현황과 전망. 한국지열에너지학회, 1:39-45.
  7. 이의준. 2006. 지열원 열펌프 시스템 기술 연구 현황 및 현안. 대한설비공학회 2006 4개지회 학술발표대회 논문집. pp 45-50.