현재는 실내에서 수경재배기 2대로 채소를 키우고 있지만,
좀 따뜻해지면 베란다에서 식물을 키우고 싶어서 수경재배기를 만들려고 자료를 모으고 있습니다.
DIY로 "담액 순환식 수경(DFT: deep flow technique)" 재배기를 제작한다면,
1) 리빙박스 위에 포터 구멍을 뚫고,
2) 리빙박스를 아래에는 원터치피팅으로 호스를 연결해서 수위를 점검하고,
3) 다단으로 리빙박스로 구성하면, 아래위 박스를 연결해 줍니다.
4) 마지막으로 맨아래 양액저장통에서 워터펌프로 맨 위 리빙박스로 양액을 올려 줍니다.
예전에 사용하던 6mm 호스가 있어서 재활용하려는데, 6mm 호스와 워터펌프 용량의 용량이 적정한지 궁금해서 ChatGPT에 질문을 했습니다.
워터펌프를 aliexpress.com에서 보통 240L/h 제품을 많이 판매해서, 해당 제품으로 질문을 했습니다.
결론 요약.
1. 240L/h 펌프에 6mm 호스는 가정용 수경에 적합하다.
- 단, 호스가 길어지면, 압력이 약해지므로 8mm 이상이 적합하다.
2. 100L/h 펌프의 경우, 6mm 호스로 2m 높이로 물을 이동시키는 것이 가능하지만,
펌프의 수두(헤더)(최대 높이 지원)가 2.5 m 이상인지 확인이 필요하다.
- 소형 수경재배 펌프의 수도는 보통 1.5m ~ 3m 사이인데, 수두 높이 확인은 필요함. 소형제품에는 정보가 없네요.
- 만약 펌프의 최대 수도가 낮다면, 가능한 방법.
1) 호스 직경을 8mm로 늘리면 마찰 손실이 감소하여 더 효율적으로 물을 이동시킬 수 있다.
2) 더 강력한 펌프로 교체한다.
3. 호스 크기와 유량 참고 표
아래 표는 호스 내경에 따른 대략적인 유량과 적정 유속을 나타냅니다.
| 호스 내경 (mm) | 유량 (L/min) | 유량(L/h) | 적정 유속 (m/s) | 압력 손실 증가율 |
| 4mm | 1 ~ 3 | 60 ~ 180 | 0.5~1.0 | 높음 |
| 6mm | 4 ~ 8 | 240 ~ 480 | 0.5~1.5 | 중간 |
| 8mm | 8 ~ 16 | 480 ~ 960 | 0.5~2.0 | 낮음 |
| 10mm | 16 ~ 30 | 960 ~ 1800 | 0.5~2.5 | 매우 낮음 |
4. 가능하면, 6mm 보다는 8mm 이상 호스를 추천.
현재 10mm 호스로 작업하고 있는데, 호스가 굵으면 전반적인 원가가 올라갑니다. (2024-12-27 업데이트)
호스도, 원터치피팅도 모두 가격도 올라갑니다. 참조하세요.
DIY를 몇 번 해서 8mm와 10mm를 비교해봐야 겠네요.
end.
ps. 너무 상세히 나오니까, 머리가 아파옵니다. 제품을 구매 후 후기를 작성해야겠습니다. ^^;;;
아래는 ChatGPT로 정리하였습니다.
펌프 용량이 240L/h인 경우 적당한 호스 외경은 펌프가 효율적으로 작동할 수 있도록 유량과 압력을 고려하여 결정해야 합니다. 다음을 참고하세요:
1. 펌프 용량과 유량 계산
- 240L/h는 약 4L/min입니다.
- 이 정도의 유량은 소형 및 중소형 수경재배 시스템에 적합하며, 일반적인 소형 호스로도 충분히 처리 가능합니다.
2. 적합한 호스 직경 선택
권장 호스 외경
- 6mm 외경 (내경 약 4mm):
- 4L/min의 유량을 안정적으로 처리할 수 있습니다.
- 저압 시스템(1~2 bar)에서 적합하며, 대부분의 가정용 수경재배 시스템에서 사용됩니다.
- 8mm 외경 (내경 약 6mm):
- 더 많은 유량을 필요로 하거나, 호스 길이가 길어 압력 손실이 우려되는 경우 적합합니다.
- 펌프와 연결되는 메인 라인으로 적합하며, 분배 라인으로는 6mm를 사용할 수 있습니다.
3. 유량에 따른 압력 손실 고려
호스 직경이 너무 작으면 압력 손실이 발생하여 유량이 감소할 수 있습니다.
- 호스 길이가 짧거나 시스템이 간단한 경우: 6mm 외경 사용 가능.
- 호스 길이가 길거나 높은 위치로 영양액을 이동시킬 경우: 8mm 외경 이상 권장.
4. 필터와 연결 부품 고려
- 펌프 앞에 필터를 설치하여 이물질로 인한 막힘을 방지하세요.
- 사용하려는 피팅과 호스 외경이 호환되는지 확인하세요.
결론
- 펌프 용량이 240L/h인 경우, 호스 외경 6mm가 적합합니다.
- 그러나 호스 길이가 길거나 시스템 확장이 예상된다면, 메인 라인에 8mm 외경을 사용하는 것을 추천합니다.
이 방식은 효율적인 유량 유지와 압력 손실 방지에 도움을 줍니다. 😊
추가로, 왜 이런 결론이 내렸는지도 궁금해서 질문을 했습니다.
호스와 펌프 용량을 계산하는 공식이 이나, 표가 있으면 알려주세요.
아래는 ChatGPT로 정리하였습니다.
호스와 펌프 용량을 계산할 때 사용되는 공식과 기준은 유체 역학의 기본 원리를 바탕으로 합니다. 아래는 계산 공식, 참고 표, 그리고 적용 방법을 정리한 내용입니다.
1. 주요 공식
a. 유량(Q)
유량은 펌프가 시간당 전달하는 유체의 양입니다.
Q=A⋅v
- Q: 유량 (m ³ /s 또는 L/s)
- A: 호스 단면적 (m²) = πr ² , r은 호스의 내경 반지름
- v: 유속 (m/s)
b. 압력 손실 (Darcy-Weisbach 방정식)
호스 길이에 따라 압력 손실을 계산합니다.
ΔP=f⋅DL⋅2ρv2
- ΔP: 압력 손실 (Pa)
- f: Darcy 마찰 계수 (호스 재질과 유체 흐름 상태에 따라 결정)
- L: 호스 길이 (mm)
- D: 호스 내경 (mm)
- ρ: 유체 밀도 (kg/m³) (물은 약 1000kg/m ³)
- v: 유속 (m/s)
c. 펌프 요구 압력 계산
- Ppump: 펌프가 극복해야 하는 전체 압력 (Pa)
- ΔP: 호스 길이에 따른 압력 손실 (Pa)
- h: 수두 높이 (mm)
- g: 중력 가속도 (9.81m/s²)
2. 호스 크기와 유량 참고 표
아래 표는 호스 내경에 따른 대략적인 유량과 적정 유속을 나타냅니다.
| 호스 내경 (mm) | 유량 (L/min) | 적정 유속 (m/s) | 압력 손실 증가율 |
| 4mm | 1~3 | 0.5~1.0 | 높음 |
| 6mm | 4~8 | 0.5~1.5 | 중간 |
| 8mm | 8~16 | 0.5~2.0 | 낮음 |
| 10mm | 16~30 | 0.5~2.5 | 매우 낮음 |
3. 적용 방법
- **펌프 용량(Q)**를 확인합니다 (예: 240L/h = 4L/min).
- 호스 내경을 선택합니다.
- Q=A⋅v 에서 v를 0.5 1.5m/s로 설정하고 적합한 내경을 찾습니다.
- **압력 손실 (ΔP)**를 계산하여 펌프가 이를 극복할 수 있는지 확인합니다.
- 필요하면 유량/압력 요구사항에 따라 호스를 업그레이드합니다.
예시 계산
- 펌프: 240L/h = 4L/min = 0.0000667m ³ /s
- 호스 내경: 6mm (r=0.003m)
v = Q / A = 0.0000667 / 0.00002827 ≈ 2.36m/s
- 이 경우, 유속이 높으므로 8mm 내경으로 변경하면 유속이 줄어 압력 손실이 감소합니다.
결론
펌프 용량과 호스 크기를 계산하는 공식과 표를 활용하면 효율적인 시스템 설계가 가능합니다.
위 공식과 표를 참고하여 적합한 호스 내경을 선택하세요. 😊
그리고, 마지막 질문.
수경펌프가 100L/h 이면, 6mm 호스로 2m 높이로 물을 이동시킬 수 있나요?
아래는 ChatGPT로 정리하였습니다.
펌프 용량이 100L/h이고, 6mm 호스를 사용하여 2m 높이로 물을 이동시키려면, 펌프의 **압력 헤드(수두)**와 호스 내에서의 압력 손실을 고려해야 합니다. 이를 계산해 보겠습니다.
1. 펌프의 기본 수두 계산
- 펌프가 물을 2m 높이로 이동시키려면 최소한의 수두가 필요합니다.
- 수두(압력 헤드, hh)에 따른 압력 요구:
Prequired=ρ⋅g⋅h
- ρ=1000 kg/m ³ (물의 밀도)
- g=9.81 m/s² (중력 가속도)
- h=2 m
Prequired = 1000 x 9.81 x 2 = 19620 Pa (≈0.2 bar)
따라서 펌프가 최소 0.2 bar의 압력을 제공해야 2m 높이로 물을 올릴 수 있습니다.
2. 호스 내 압력 손실 계산
압력 손실은 호스 길이와 직경, 유속에 따라 결정됩니다. Darcy-Weisbach 방정식을 간략화하여 계산합니다:
ΔP=f x L/D x ρv ² /2
입력값:
- L=2 m (호스 길이)
- D=6 mm = 0.006 m (호스 내경)
- ρ=1000 kg/m³ (물의 밀도)
- Q=100 L/h = 0.0000278 m ³ /s
- 단면적 A = π⋅r2 = 3.14 ⋅ (0.003) ² = 0.00002827 m ²
- 유속 v = Q/A = 0.0000278 / 0.00002827 ≈ 0.98 m/s
마찰 계수 (ff):
- 소형 호스의 경우 f≈0.03 로 가정.
압력 손실 계산:
ΔP = 0.03 ⋅ 2/0.006 ⋅ 1000⋅(0.98)² / 2
ΔP = 0.03 ⋅ 333.33 ⋅ 480.1 ≈ 4800 Pa (≈0.048 bar)
3. 총 압력 요구량
총 압력 요구량은 호스의 압력 손실과 높이에 따른 수두를 합한 값입니다:
Ptotal = Prequired + ΔP = 0.2 bar + 0.048 bar = 0.248 bar
4. 펌프의 성능 확인
펌프가 100L/h의 유량을 유지하려면, 펌프의 최대 수두(헤드)가 2.5m 이상이어야 합니다. 일반적으로 소형 수경재배 펌프의 수두는 1.5m~3m 사이에 있으므로, 다음을 확인해야 합니다:
- 펌프 사양에 수두가 2.5m 이상으로 명시되어 있다면 가능합니다.
- 수두가 2.5m 미만이면 유량이 감소하거나 물이 2m 높이에 도달하지 못할 수 있습니다.
결론
- 6mm 호스와 펌프로 2m 높이로 물을 이동시키는 것은 가능하지만, 펌프의 수두(최대 높이 지원)가 2.5m 이상인지 확인이 필요합니다.
- 펌프의 수두가 부족하다면, 8mm 호스로 업그레이드하거나 펌프를 교체하는 것을 고려하세요.
- 펌프 성능이나 유량이 궁금하다면 사양을 확인 후 추가로 문의 주세요! 😊
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