수경재배기 경우 제일 먼저 고장나는 부분이 수중펌프이고, 수중펌프가 고장나면 보통 새제품으로 교환이 필요합니다.
2년 이상이 넘어가면 준비를 해야하는 것 같네요.
그래서, 궁금했습니다. 수중펌프를 어떤걸 구입해야 하는지?
몇몇 제품을 찾아보면 L/h 단위를 사용하는데 용량이 종류가 많아서 햇가리네요.
현재 수경재배기는 max 4.5L 에, 수중펌프 용량은 130L/h 입니다.
아래 내용을 참조하면,
4.5 x 5 회 = 22.5 L/h
4.5 x 10회 = 45 L/h
TDS 1000pm 조정 계수 1.5 적용 하면
4.5 x 5 회 x 1.5 ≒ 33.75 L/h
4.5 x 10회 x 1.5 ≒ 67.5 L/h (현재 펌프는 최대 용량의 2배 정도 성능 이네요)
실제 용량은 용존산소량(Dissolved Oxygen, DO) 측정 장비가 있어야 할 것 같네요.
그리고, aliexpress.com 경우 DC24V 수중펌프 구하기가 쉽지 않네요. 적당한 모델이 하나 있는데 $6에 배송비 $3 정도 입니다.
수중재배기를 $20에 구매했는데, 거의 $9이 넘으니... 고민입니다.
아래는 ChatGpt를 활용하여 내용을 정리하였습니다.
수경재배에 필요한 수중펌프의 적정유량은?
수경재배에서 권장 유량 계산은 물의 체적과 순환 빈도에 기반합니다. 이는 시스템의 물 흐름을 최적화하고, 식물의 뿌리 주변에 충분한 산소와 영양분을 공급하기 위해 중요합니다.
권장 유량 계산 기본 원칙
유량은 다음 식을 사용해 계산합니다:
권장 유량 (L/h) = 물의 체적 (L) × 순환 빈도 (회/h)
- 물의 체적 (L):
- 시스템에서 사용하는 물의 양. 예: 5L.
- 순환 빈도 (회/h): 1시간에 물 전체가 몇 번 순환해야 하는지를 나타냄.
- 기본적으로 물 전체가 2~5회/h 순환하는 것을 권장합니다.
- 순환 빈도는 시스템 유형, 작물의 산소 요구량, 물의 크기에 따라 조정됩니다.
1. 작은 용기 (5L 이하)에서의 계산
작은 수경재배 시스템에서는 물의 체적이 작기 때문에 빠르고 균일한 순환이 필요합니다.
- 예제:
- 물의 체적: 5L
- 순환 빈도: 4회/h (작은 용기의 권장 순환 빈도)
- 권장 유량=5(L)×4(회/h)=20(L/h)
- 결과: 최소 20 L/h 이상의 펌프가 필요합니다.
2. 중간 크기 용기 (10~50L)에서의 계산
용량이 커질수록 순환 빈도를 조금 낮춰도 충분히 안정적인 환경을 유지할 수 있습니다.
- 예제:
- 물의 체적: 30L
- 순환 빈도: 2회/h (중간 크기의 권장 순환 빈도)
- 권장 유량=30(L)×2(회/h)=60(L/h)
- 결과: 최소 60 L/h 이상의 펌프가 적합합니다.
3. 큰 시스템 (100L 이상)에서의 계산
대형 수경재배 시스템에서는 물의 체적이 크기 때문에 순환 빈도를 더 낮춰도 충분한 순환이 이루어집니다.
- 예제:
- 물의 체적: 200L
- 순환 빈도: 1.5회/h
- 권장 유량=200(L)×1.5(회/h)=300(L/h)
- 결과: 최소 300 L/h의 유량을 제공하는 펌프가 필요합니다.
순환 빈도 설정 기준
작은 순환 빈도 (2회/h):
-
- 용량이 크거나 안정적인 환경에서 적합.
- 산소 및 영양소가 이미 충분히 공급되고 뿌리가 스트레스를 받지 않는 환경.
중간 순환 빈도 (3~4회/h):
-
- 일반적인 수경재배 시스템에서 적합.
- 균일한 산소 공급 및 물의 신선도를 유지.
높은 순환 빈도 (5~10회/h):
-
- 용량이 작고 산소 공급이 매우 중요한 시스템.
- NFT(영양막 기술)나 작물의 산소 요구량이 높은 경우.
추가 요소 고려
- 펌프의 실제 유량:
- 펌프는 사용 환경(헤드 높이, 배관 저항 등)에 따라 실제 유량이 낮아질 수 있습니다.
- 펌프 스펙에서 유량(Flow rate)과 헤드 높이(Head height)를 확인해 필요 유량을 초과하는 모델을 선택하세요.
- 시스템 구조:
- 복잡한 관로가 많을수록 유량이 저하될 수 있으므로 약간 더 높은 유량의 펌프를 선택하세요.
- 펌프 조절 기능:
- 유량 조절이 가능한 펌프를 사용하면 과도한 흐름을 줄이고 식물 스트레스를 방지할 수 있습니다.
요약
- 5L 물 기준: 20~40 L/h의 유량 펌프 권장.
- 계산식:
- 권장 유량=물의 체적 (L)×순환 빈도 (회/h)
- 물의 용량, 작물 요구 사항, 시스템 구조에 따라 적절히 조정하세요!
그리고, TDS 로 인해서 용존산소량(Dissolved Oxygen, DO) 수치가 영향을 받을 것 같아, 계산을 다시 요청했습니다.
상추류(Lettuce)는 수경재배에서 비교적 낮은 TDS 범위를 요구하는 작물 중 하나입니다. 이는 상추의 민감성과 성장 특성에 맞춘 양액 조성이 중요하기 때문입니다. 이를 기반으로 TDS와 수중펌프 조정 계수를 계산할 수 있습니다.
1. 상추류의 TDS 범위
상추류에 적합한 TDS 값은 다음과 같습니다:
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성장 단계
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권장 TDS 범위 (ppm)
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발아 및 초기 생장기
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400~600
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생장기
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600~800
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수확 직전 성숙기
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800~1000
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- TDS 400~1000 ppm 사이에서 상추는 건강하게 성장합니다.
- 너무 낮은 TDS: 영양소 부족.
- 너무 높은 TDS: 삼투압 스트레스로 인해 뿌리 흡수 저하.
2. TDS에 따른 수중펌프 유량 조정 계수
TDS가 높아지면 산소 용해도 감소와 DO 부족을 보완하기 위해 수중펌프의 유량을 조정해야 합니다.
조정 계수 설정
TDS 범위별로 다음과 같은 조정 계수를 적용할 수 있습니다:
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TDS 범위 (ppm)
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조정 계수
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0~500
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1.0 (기본값)
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500~800
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1.1~1.2
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800~1000
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1.2~1.3
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1000 이상
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1.3~1.5
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- 조정 계수의 원리:
- TDS가 높아지면 펌프 유량을 증가시켜 물의 순환 빈도를 늘리고 산소 교환을 활성화해야 합니다.
3. 예제: 상추 재배 시스템에서 수중펌프 유량 계산
조건:
- 물의 용량: 5L
- TDS: 800 ppm
- 기본 유량 계산식:
- 유량 (L/h)=물의 체적 (L)×순환 빈도 (회/h)=5L×4회/h=20L/h
조정 유량 계산:
- TDS 800 ppm에 대한 조정 계수: 1.2
- 조정된 유량:
- 조정 유량=20L/h×1.2=24L/h
4. 상추 재배의 권장 조치
- 수중펌프 유량 설정:
- 5L 물에서 TDS가 800 ppm일 경우 24 L/h 이상의 유량을 제공하는 펌프를 선택.
- 기포기 추가 사용:
- TDS가 800 ppm 이상인 경우, 기포기를 추가하여 DO를 보완하는 것이 좋습니다.
- DO와 TDS의 실시간 모니터링:
- DO가 5~8 mg/L 이하로 떨어지지 않도록 관리.
- TDS가 권장 범위를 벗어나지 않도록 양액 농도를 조정.
5. 요약
- 상추 재배의 TDS 범위: 400~1000 ppm.
- TDS에 따른 펌프 조정 계수: TDS 800 ppm → 조정 계수 1.2.
- 5L 물 기준: 기본 유량 20 L/h → 조정 유량 24 L/h 이상.
end.