물 관리 해주는 화분

[길이 있기에 간다(진천)]

물 관리 해주는 화분, 식물 관리 이보다 편할 수 없다

- 농촌진흥청, 공기 중 습기 모아 ‘물 만드는 화분’ 개발 -

□ 식물을 키우면 스트레스가 줄어 마음이 치유되는 효과가 있다. 그러나 바쁜

일상을 살며 식물 관리를 한다는 게 그리 쉬운 일은 아니다. 물조차 제때

주지 못해 시들거나 말라죽는 경우가 많으니 말이다. 이를 해결하기 위해

물을 줄 필요가 없는 화분이 개발됐다.

□ 농촌진흥청(청장 라승용)은 공기 중의 습기를 모아 자체적으로 물을

만들어 사용하는 화분을 개발했다고 밝혔다.

○ 이 화분은 기체 상태의 습기가 이슬점보다 낮은 온도의 물체를

만나면 액체 상태, 즉 물로 변하는 원리를 이용해 만들었다.

○ 내부는 냉각판과 열전소자, 냉각팬 등의 장치로 구성돼 있으며,

별도로 전기를 공급할 수 있는 아답터가 있다.

○ 열전소자를 이용해 냉각판을 이슬점보다 차갑게 만들고 냉각팬이

공기를 순환시키면 공기 중의 습기가 물이 된다. 이때 만들어진 물이

화분의 상토(흙)에 스며들어 식물에 공급되는 원리다.

○ 이 화분은 사계절 내내 사용할 수 있으나 식물에게 물이 많이 필요한

여름철에 더욱 효과가 좋다.

○ 화분 안에 넣은 12cm×12cm 크기의 냉각팬을 기준으로 여름철에는

종이컵의 2/3 정도인 70㏄의 물을 하루 동안 모을 수 있다. 봄과 여름,

겨울에는 하루 평균 40㏄ 정도 모을 수 있다.

○ 실험을 위해 국립원예특작과학원 도시농업과 연구실 안에서 이 화분에

스킨답서스를 심은 후 지난해 6월부터 물을 한 번도 주지 않았지만 1년이

지난 지금까지도 잘 자라고 있다.

□ 농촌진흥청은 개발한 기술에 대한 특허를 출원했으며, 관련 산업체 5곳에

기술을 이전했다. 산업체는 내년 상반기 출시를 목표로 제품을

준비 중이다.

□ 개발한 화분은 따로 물 관리를 할 필요가 없기 때문에 거리 화단이나

벽면, 옥상정원은 물론, 오랫동안 식물을 전시해야 하는 상황이나

거동은 불편하지만 식물을 기르고 싶은 이들을 위해 다양한 분야에서

활용 가능할 전망이다.

○ 또한, 가정용 실내 정원에도 적용하면 여름철 제습기 대용으로도

사용할 수 있다.

□ 농촌진흥청 국립원예특작과학원 원예작물부 조명래 부장은 “앞으로

물을 모으는 효율을 높이고 저장 기능을 추가하면 실내뿐만 아니라 도시

환경 개선 등 다양한 분야에 폭넓게 적용할 수 있을 것으로 기대된다.”

라고 말했다.

<참고자료>

물 만드는 화분 개발 및 성능 평가 결과

물 모으는 장치 구성

<산호수를 심은 물 만드는 화분>	<물 만드는 장치>

○ 부품별 기능

① 냉각판: 열전소자의 차가워지는 면에 부착해 냉각판의 온도가 이슬점보다 낮아지면 공기 중의 습기가 붙을 수 있는 공간을 제공 ② 열전소자: 전위차가 있는 두 금속 사이에서 전자가 움직이기 위해서는 금속의 에너지를 빼앗는데, 이 과정에서 에너지를 뺏기는 쪽은 차가워지고 얻는 쪽은 뜨거워지는 현상 발생 ③ 냉각팬: 공기의 흐름을 만들어 습기가 많은 공기를 냉각판에 공급함과 동시에 열전소자의 뜨거운 면의 온도를 낮추어주는 역할

□ 물 모으는 화분 성능

○ 냉각팬 크기와 계절, 온도·습도 조건에 따른 공기 중 습기 포집 성능

구 분	냉각팬 크기
	9×9cm	12×12cm
겨울·봄·가을	30 ㏄/일	40 ㏄/일
여름	35 ㏄/일	70 ㏄/일

* 시험 조건: 겨울철(18℃, 40%), 봄·가을(23℃, 50%), 여름(28℃, 60%)

○ 사무실 내 실내식물 적용 결과

- 2017년 6월 스킨답서스 식재, 2018년 5월 현재까지 생육 양호

* 물을 전혀 주지 않음

<물 만드는 화분>	<2017년 6월 심은 후 2018년 5월까지 잎의 자람 변화>

○ 식물별 수분 요구량 확보를 위한 수분 포집 장치의 작동 시간

식물명	일평균 (시간/일)	계절별(시간/일)
		여름	봄․가을	겨울
스킨답서스	6	5	7	7
접란	3	2	3	3
스파티필름	1	1	1	1
백량금	6	6	9	3
테이블야자	1	1	1	1
산호수	3	5	2	1

* 작동시간에 따른 예상 월평균 전기료: 1시간(약100원), 3시간(약350원), 6시간(약700원), 12시간(약1400원)

* 전기료 산출 기준: ((일평균 작동 시간*시간당 소비 전력(24w)*30일)/1000)*전기 단가(160원/1kwh)

<묻고 답하기>

Q1	물 만드는 화분은 어떤 원리인가요?

○ 통상 실내식물의 물 관리를 위해 충분한 물을 용기에 담아 화분이 있는 곳으로 이동하여 화분에 직접 물을 공급합니다. 관심을 두지 않고 식물 관리를 지나쳐 버려 식물이 말라죽는 경우가 빈번히 발생합니다.

○ 수분은 액체, 고체, 기체 3가지 형태로 존재할 수 있습니다. 기체상태의 물은 습기라고 표현하며 확산 작용에 의해 공기 중에 비교적 균일하게 분포돼 있습니다. 즉, 화분 근처의 공기 중에도 습기가 있습니다.

○ 공기 중 습기는 이슬점보다 낮은 온도의 물체를 만나면 액체 상태인 물로 변합니다. 주변에서 흔히 일어나는 현상으로, 더운 여름철에 차가운 음료를 놓아두면 금세 표면에 물이 맺히는 현상과 같습니다.

○ 이 화분을 효율적으로 사용하기 위해서는 덥고 습해 이슬점이 높으며 연중 온도와 습도 차이가 적은 지역이 유리합니다. 따라서 우리나라에서도 여름에 사용한다면 효율적일 것입니다.

Q2	열전소자는 무엇인가요?

○ 1934년 프랑스 펠티어(J.C.A Peltier)가 발견한 현상이며, 펠티어효과라 한다.

○ 열전소자는 전위차가 있는 금속 2가지를 이어 붙여서 만든 것으로 전기를 가하면 전자의 이동에 의해 에너지의 이동이 함께 발생하여 한쪽은 온도가 내려가고 반대쪽은 온도가 올라갑니다.

○ 흔히 미니제습기, 냉·온수기 등 사용되고 있습니다.

Q3	제습기 대용으로 사용할 수 있나요?

○ 물 만드는 화분과 열전소자를 이용하는 미니제습기는 온도차를 이용해 공기 중 수분을 포집하는 원리는 서로 유사합니다.

○ 일반 제습기는 여름에 수분을 최대한 포집할 수 있게 만들어졌지만, 이 화분은 사계절 내내 수분을 모을 수 있도록 만들어졌습니다.

○ 다만, 이 화분을 제습기 대용으로 사용하기 위해서는 식물이 모인 물을 소비할 때까지 잠시 물을 가둘 수 있거나 넓은 면적의 실내정원과 연계 등 화분 케이스의 디자인 변경이 필요합니다.

○ 제습기 대용으로 사용한다면 화분 안에 수분이 많아지므로 물을 좋아하는 스킨답서스 등 수경식물을 사용하는 것이 좋습니다.

Q4	산업체가 기술을 이전 받을 때 어려운 점은 없나요?

○ 제품을 생산하려면 금형 제작에 많은 비용이 들기 때문에 초기 투자 부담이 있습니다. 기술을 이전 받은 후 열전소자나 냉각팬 등은 가능한 한 상용 제품을 사용하는 것이 생산 단가를 낮추는 방법입니다.

Q5	유사한 해외 연구 사례는?

○ 해외에서는 사막 등 건조지역에서 수분을 모으기 위하여 생물모사, 나노기술 등 다양한 기술을 이용하여 연구되고 있습니다. 특히, 네팔, 인도 등 에서는 식수와 생활용수를 얻기 위하여 차광망의 비열을 이용해 습기를 모아 활용하고 있습니다.

○ 하지만 공기 중 습기 포집기술과 화분이 연계된 사례는 없습니다.

Q6	본 연구 결과를 어떻게 활용할 것이며, 앞으로 어떤 연구를 계속 할 것인가?

○ 이 기술은 별도의 물 관리가 필요 없기 때문에 거리 화단, 벽면 및 옥상정원, 장기간 식물전시 및 거동이 불편한 분들의 식물 기르기 활동 등 다양한 분야에서 활용이 가능할 것으로 기대됩니다. 또한 가정용 실내정원에 적용하면 여름철 제습기 대용으로 활용이 가능합니다.

○ 앞으로 물을 모으는 효율을 높이고 저장 기능을 추가해 실내뿐만 아니라 도시환경 개선을 위한 대형화분 또는 거리화단, 건축물과 결합한 벽면 및 옥상정원 등으로 적용을 확대해 나갈 계획입니다.

[후니네(부산)]

좋은걸 개발했네요
새로운조경문화가 생겨날듯하네요

[길이 있기에 간다(진천)]

잘만 활용된다면 텃밭농사에도 혁신을 가져올거 같습니다

[누촌애(인천,김영수)]

얼른 보급 되었으면 싶습니다.
좋은정보
고마워요

[길이 있기에 간다(진천)]

지기님이 손수 하나 만들어 보시죠

[열우물(인천)]

특허에 상품화되면 가격이 만만치
않을듯 싶기도 합니다

[길이 있기에 간다(진천)]

네 그럴거 같습니다
조금만 시간내서 강구하면 혼자서도 만들수 있을거 같습니다

[야생화(이천]

좀더 진화 되면 화분 관리뿐 아니라 옥상텃밭에도 유용할듯 싶어요.

[길이 있기에 간다(진천)]

넵 저도 그리 생각했습니다

[어울(임실)]

사막에서도 농사를 지을 수 있는 시대가 열리려나.
당장 집을 오래 비울 때도 유용하고요.