돈사의 환기시스템에 대하여 국내 양돈농가들은 과거 60년부터 80년대 후반까지는 돈사시설에 대한 관심들이 없었다. 단지 어떻게 하면 돈사내 보온을 잘해 줄 것인지에 대한 생각이 주로 이루어왔다. 그 러나 돈사의 환기에 대하여 관심을 가지게 된 것은 국내에서도 돼지 사육규모가 점차 증대 전 기업화되면서 돈사의 내부 온도를 인위적 으로 조절하기 위하여 자연환기에서 점차적으로 기계적 환기 방식을 선호하면서 돈사를 무창돈사 또는 밀폐돈사로 호칭하면서 신축하 기에 이루어졌고, 그동안 양돈농가들과 축사시설 업계에서 선진국의 여러 무창돈사 시설을 보고와 설치운용 하였고 일부는 외국의 양돈시설 을 그대로 국내에 설치 사용하였다. 그러나, 자연환기에서 기계 환기방식으로 전환되면서 어려가지 환기에 대한 문제점이 많이 도출되어 왔다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 여러가지 방식들이 국내에 접목되어 왔으나 현재 몇 가지 방식들이 국내에 현재 이용되고 있 으며 또한 새로은 방식들이 시도되고 있다.
Ⅰ. 환기의 필요성 환기란 돈사내 오염된 공기를 신선한 공기로 대체하는 것으로 효율이 높 은 환기 시스템은 돈사내로 유입되는 공기가 돈방내에 골고루 분산되는 것이다. 그리고 돈사내 악취 등 오염된 공기를 신속하게 배출하 고 돈사내부의 온도가 돼지에게 적온이 유지되도록 하는 것이다. 즉 ① 돈사내에 신선한 공기를 계속 적정하게 공급하고 ② 고온시에는 과 도한 열에너지를 돈사 밖으로 배출하고 ③ 과도한 습기와 해로운 냄새나는 성분과 먼지를 돈사내에서 제거하기 위한 것으로 적정 한 환기는 가축이나 사용하는 시설에 유익하게 작용하여 궁극적으로는 돼지와 작업자에게 쾌적한 환경을 제공 생산성을 향상시키기 위한 것이 다. 위와 같은 1차적인 필요 외에도 일정 면적당 사육밀도를 높여 건물의 이용효율과 노동생산성도 향상시키는 것이다.
1. 환기효과에 미치는 요인 과거 개방식 돈사에서는 문제가 크지 않았으나 돈사내 사육밀도가 높고 년중 돼지의 생활 적온을 유지하기 위하여 돈사를 무창으로 신축 사육하고 있어 돈사내 환경관리를 잘 하기 위하여 높은 수준의 기술 을 요구하게 된다. 따라서, 돈사환기의 효과에 있어서 돈사의 구조, 단열 두께, 외기온도, 습도, 환기팬의 위치, 환기방법, 사육밀도 등 여러 가지 요인이 복합적으로 작용하고 있다. 그중 환기는 돈사구조에 의하여 절대적으로 영향을 받는다. 아무리 좋은 환경 조절장치를 돈사에 설치하고 있다 하더라도 돈사구조가 환경조절이 용이하게 설계 시공되어 있지 않는 경우 무용지물이 된다. 또한 무창돈사 와 같이 환경을 인위적으로 제어하기 위하여 돈사의 환기구조의 최적 설계여부 검토는 농가수준에서 결정하기 어려운 기술이다. 그러나 우리나라에서는 일부 양돈농가들의 결정에 의해 설계 시공되고 있는 것도 문제점으로 남고 있다.
Ⅱ. 환기방식 이에 따라 환기방식의 효과는 돈사의 위치, 방향, 배치 축사내부 구조, 단열정도, 냉난방 정도, 사육밀도 등에 따라 다르게 나타난다. 따라서 어떤 환기 방식이 모든 돈사, 지역에 적용할 수 있다는 것은 불가 능하다. 그러므로 어느 한 방법이 다른 방법보다 우수한 환기방식이라고 단정하기는 곤란하다. 또한 농장의 여러 조건이 상이함 과 유해공기 발생원의 분포 그리고 돈사 내부의 공간적인 특성에 의해 돈사와 환기설계 사이의 최적의 절충점이 필요하다. 일반적으로 환 기방식의 선택은 돼지의 성장단계별 임신사, 분만사, 자돈사, 육성비육사, 뿐만 아니라 설치되어 있는 돈사의 자연환경, 주변의 사회 적 환경, 투자능력 등을 종합적으로 검토하고 난 후 선택하여야 한다. 환기방식에는 크게 자연환기와 기계를 이용한 강제환기를 구별할 수 있다. 현재 국내 돈사에서 주로 분만사, 자돈사 등 무창돈사의 신축은 주로 기계력을 이용한 강제환기방식을 채택하고 있다. 일부농가들 은 모돈사 육성비육사 등도 무창돈사를 신축하여 강제환기방식을 채택 설치 활용 하고 있다. 그리고, 무창돈사라 하면 창이 없는 돈사라 고 단순이 연상하게 되나, 창문이 없다는 개념보다는 밀폐가 가능하며 기온차이가 적고 단열이 잘되며 공기의 흐름을 인위적으로 조절 할 수 있는 환경조절형 돈사라는 점을 생각하면 될 것이다. 이장에서는, 강제환기 방식에 대하여 설명하고자 한다.
1. 환기방식의 분류 돈사에서 선택할 수 있는 환기방식에는 공기흐름의 자연적인 현상을 이용 하는 자연환기 응용방식(Natural Ventilation System)과 기계력을 이용하는 강제환기방식(Mechanical Ventilation System) 및 앞의 두가지 방식을 상호 보완적으로 이용하는 절충식의 세 가지가 있다.
2. 기계적 강제환기의 주요방식 기계적 강제환기방법은 크게 4가지로 나눌 수 있다. 첫째, 돈사 내 공기 를 강제로 돈사 밖으로 배출하는 음압방식, 돈사 내로 공기를 강제로 유입시켜 돈사내 공기압을 양압으로 만들어 배출하는 양압 방식, 양압과 음압방식을 절충한 절충방식, 유입된 공기를 피트(pit)내를 거쳐 배출되는 피트배기 방식 등이 있다.
○ 음압방식 우리나라 대부분 무창돈사에서 활용되고 있으며, 그림 1에서 보는 것처 럼 돈사내 공기압을 음압으로 만들어 외부의 공기가 유입되고 배기휀을 이용하여 배출하는 방식이다. 이 방식에서는 공기의 유입구와 유입된 공기를 배출시키는 배기휀의 위치가 따라 환기효과의 차이가 나타난다. 따라서, 겨울철에는 최소환기량에 따라 유입구의 풍속 이 낮아지며, 여름철에는 이와 반대로 입기구의 풍속이 빨라져 많은 량의 공기가 유입된다. 한쪽측면은 입기구, 반대측면이 배기구인 경 우 돈사의 폭은 12m 이내로 하는 것이 좋다. 돈사의 폭이 16m 이상 최대 24m 인 경우 중앙부 복도 상단에(천장) 입기구를 설 치 양쪽 벽에 배기구를 설치한다. 옆 돈사에서 배출되는 공기가 돈사로 유입되지 않도록 하기 위해 돈사와 돈사의 간격이 10m 정 도 떨어지는 것이 좋다.
이 방식의 장점으로 는 공기배분을 위한 덕트 등을 저비용으로 설치할 수 있으며 공간을 절약하고 상대적으로 압 력 손실이 적고, 배기휀 근처에 샛바람의 위험이 거의 없다. 밀폐가 잘 안된 벽면이라도 응결수의 위험이 적다. 공기유입량 조절을 위 한 입기구 단면의 변형이 용이하다. 단점으로는 틈이 많은 돈사는 공기의 흐름을 제어하기가 용이하지 않으며, 틈새 등으로 인하여 공기의 유속을 조절하기가 어렵다.
○ 양압 방식 이 방식은 그림 2에서 보는 것처럼 돈사내로 공기를 강제로 유입시켜 돈 사내에 있는 공기를 배출시키는 방식으로 주로 지붕밑으로 공기를 불어넣어 천장에 균일하게 설치된 배출구를 통하여 돈사내로 유입 되도록 하는 것으로 돈사 측벽하단에 배기구를 설치 해주어야 한다. 그리고, 돈사내부의 공기압에 따라 배출구의 배플장치의 개폐가 자 동으로 작동 되어야한다. 이 방식은 음압식보다 돈사의 밀폐가 잘되어야한다. 최근에는 이 방식을 개선한 것으로 덕트를 통한 입기를 실 시하여 공기흐름을 확실하게 하여 균일하게 공기를 혼합할 수 있으며 돈사내 오염된 공기체류 장소를 대폭 감소할 수 있다는 점 등 도 있고, 양압식 환기방식의 장점은 휀의 수가 음압방식 보다 적어도 되고 14m 이상인 돈사의 지붕밑 따뜻한 공기를 이용할 수 있 다. 단점으로는 혹서기에 자돈 및 비육돈 등의 사육 밀도가 높은 공간에서는 온도의 조절이 용이하지 않다는 점이 있다. 입기 관의 설치비용이 추가되며 높은 풍압이 요구되고 운영비가 많이 필요하다. 배기구와 밀폐되지 않는 돈사에서는 응결수가 발생할 수 있으며 환기흐름을 주지 못해 환기효율이 낮다. 휀이 계속 작동되어야 하므로, 휀이 부하를 받을 뿐만 아니라 고가의 휀이 필요하 다.
○ 절충형 방식(등압방식) 이 방식은 그림 3에서 보는 것처럼 음압방식과 양압방식에 비닐덕트와 전 동셔트 등을 사용하여 외부공기를 유입시켜 돈사내를 양압으로 만들고 동시에 휀을 사용하여 강제 배기 시키는 절충형 환기 방식이다 이 방식은 돈사내 공기흐름을 강력하게 할 수 있고 강제배기를 하기 때문에 환기 효율이 대단히 좋은 방법이다. 특히 자돈사나 육성비육 돈사와 같이 사육밀도가 높은 돈사를 밀폐형으로 관리할 경우에 효과가 더욱 뛰어난 환기 방식이다. 이 방식의 장점은 돈사의 폭이나, 길이에 관계없이 덕트를 늘이면 환기 가 가능하므로 폭이 넓은 돈사나 한 동에 돼지를 수용하는 집약형 돈사의 환기에 적합하다. ○ 돈사내 틈이 좀 있더라도 공기의 분 산에는 별로 영향을 끼치지 않는다. ○ 돈사내의 압력상태를 임의로 조성할 수 있고, ○ 송풍기 전후의 정압차가 거의 없으므로 정압 에 의한 송풍량 손실이 적고 요구되는 압 력도 낮다. ○ 환기와 난방의 결합이 용이하다. 최근에는 계절에 따라 양압방식 혹은 음 압방식으로 관리하고 데워진 공기가 유입되도록 시설하는 경우를 볼 수 있다 이 방식에서는 입기구와 배기구의 온도차를 어떻게 잘 조절하 느냐 하는 것으로 현재는 입기량 배기량을 조절할 수 있는 고도의 기술이 필요하며 이에 대한 콘트롤의 개발 연구가 진행중이다.
○ 피트배기 방식 이 방식은 그림 4에서 보는 것처럼 돈방바닥 아래 피트 부위로 배기를 실 시 분뇨에서 발생되는 가스, 냄새를 줄이고, 바닥면의 보온과 건조에도 기여한다. 분뇨처리 방식에 관계없이 환기에 크게 기여 하여 특히 겨울철의 실내 공기 흐름이 적을 때 바람직한 돈사내 공기흐름을 유지해준다. 이 방식은 피트에 일정한 간격으로 작은 구멍을 뚫어 환기 덕트로 연결되도록 하여 피트에 일정한 공기흐름이 되도록 하는 방법과, 다른 하나는 피트의 외부에 굴뚝형태를 만들어 직 접 휀을 사용하여 배기 시키는 방식이다. 덕트형 피트배기는 설치비용이 많은 편이나 굴뚝형에 비해 환기효율이 뛰어나다. 특히 전체 바닥면에서 슬랏면의 비중이 높은 경우보다 효과적이다. 굴뚝형 배기는 보통 전면 슬랏 바닥의 경우에 채택되고 덕트형에 비해 비용은 저 렴하나 일정한 공기흐름 면에서 부족하다. 그러나 굴뚝형 배기는 슬랏면적이 15-20%인 콘크리트 슬랏 바닥의 경우에 한하여 슬랏 자체가 덕트 역할을 하기 때문에 높은 효율을 나타낸다.
3. 환기와 온도유지를 위한 주요구성 기계적 환기를 위한 주요구성은 입기휀, 배기휀, 콘트롤러, 공기유입구, 공기배출구, 비닐덕트 등이며, 혹서기 냉방을 위해서는 쿨링패드, 냉방기 등이 주로 이용되며, 혹한기 난방을 위해서는 바닥난방 장치(보일러), 열풍기 가스버너, 석유난방기, 전열기 등이 주로 이용된다.
4. 기계적 환기의 주의사항 기계적인 환기방식이 가장 완벽한 환기방식으로 생각할 수 있으나 기계적 으로 제어할 수 있는 능력의 범위 밖에서 일이 종종 발생할 수 있으므로 항상 정전, 콘트롤러의 고장 환기휀의 문제 등 만약의 사태 에 대비한 환기방법도 대비해야 된다. 특히 우리나라처럼 여름철 고온 다습에 의한 피해는 주로 무창돈사에서 예기치 못하게 발생 하는 사례가 있다.
5. 작업자의 의식구조 작업자의 의식구조도 중요하다고 본다. 돈사에서 사용되는 여러가지 사양 기구들이 많이 있다, 그중 돈사환경에 관련된 것들은 입기구, 입기휀, 덕트, 역풍방지기, 배기휀, 배기구, 콘트롤러, 감지센서, 난방장 치, 냉방장치 등이 있다. 이 시설과 장비의 관리가 소홀하면 돈사내 환경에 많은 영향을 미친다. 따라서 주기적으로 입기 구, 배기구의 배플장치의 작동여부, 비닐덕트의 파손유무, 배기휀의 날개나 안전망에 먼지 제거여부, 신규직원에 대한 콘트롤러의 조작방법 의 숙련, 그리고 감지센서의 위치와 거리 등을 점검 항목으로 정리 정비 점검을 해야된다. 종종 보는 경우이지만 돈사의 현장에 가보 면 콘트롤러와 온도를 감지하는 센서가 부정확 위치에 부착되어 있거나, 입기구 배기구의 배플장치가 고장이 나 있는 상태를 종종 볼 수 있다.
Ⅲ. 무창 분만돈사의 환기현장 우리나라에서 가장 조절하기 어려운 계절이 여름철 혹서기와 겨울철로 혹 한기 때문에 돈사내 환경을 자동 조절하여 돼지를 사육하려는 곳이 많으나, 시설 및 장비에 대한 장단점 분석이 되지 않아 시행착오가 많아 우리나라에 많이 설치된 3종류의 무창돈사에서 환경 및 환기상태, 돈사 시설, 장비 설치 활용상태를 비교 분석 여름철과 겨울 철 무창돈사내 적정환경 유지를 위한 관리방법, 특히 겨울철 최소환기를 위한 입기구 개방 및 여름철 모돈 체감온도 저하 대책을 강구 하기 위해 조사하였다.
1. 분만돈사 및 자돈사의 시설 및 설비 사용 실태 분만돈사 및 자돈사의 시설 및 설비 사용 실태를 조사한 결과 표 1에서 보는 것처럼 쿨링패드로 입기하는 돈사내 온도와 습도를 조절하는 농장의 분만돈 및 자돈 사육면적이 가장 좁은 것으로 나타났으 며 돈사 단열수준(R. 값)은 천공천장입기, 지하피트배기 농장의 경우 벽체 단열 수준이 기준치 보다 약간 낮았다.
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첫댓글 벽담님! 안녕하세요? 자료올려주셔서 고맙습니다....
유용한 자료 감사합니다!