수경재배

ChatGpt를 활용하여 자료를 정리하였습니다.

수중펌프와 기포기의 산소 공급량 비교

수중펌프와 기포기는 물에 산소를 공급하는 데 효과적인 도구로 사용되지만, 그 효율성은 다양한 요인에 따라 달라집니다. 아래는 각각의 장치가 산소를 공급하는 메커니즘과 한계에 대해 설명합니다.

1. 수중펌프 (Submersible Pump)

• 작동 원리:
• 수중펌프는 물을 순환시키고, 수면에서 물의 움직임을 유도하여 산소 교환을 돕습니다. 물의 표면적이 넓어지고, 표면이 움직이게 되면 공기와 접촉하는 면적이 증가하여 산소가 물에 용해됩니다.
• 산소 공급 효과:
• 물의 흐름을 개선하여 물속의 산소가 골고루 퍼지도록 돕습니다.
• 표면 교반이 강할수록 더 많은 산소가 용해될 수 있습니다.
• 한계:
• 직접적으로 산소를 물에 추가하지 않고, 공기와 물의 접촉 면적을 늘리는 방식이므로 물의 산소량 증가가 느릴 수 있습니다.

2. 기포기 (Air Pump with Air Stone)

• 작동 원리:
• 기포기는 공기를 물 속으로 주입하여 작은 기포를 만들어냅니다. 기포가 물을 통과하면서 산소를 방출하고, 물에 용해됩니다.
• 산소 공급 효과:
• 직접적으로 공기를 주입하기 때문에 수중 산소 농도를 높이는 데 효과적입니다.
• 기포의 크기가 작을수록, 즉 미세기포일수록 더 많은 산소가 용해됩니다.
• 한계:
• 기포가 물을 통과하는 동안 산소 용해 효율이 제한적일 수 있습니다. 기포의 대부분은 물을 떠나면서 산소를 충분히 전달하지 못할 수도 있습니다.
• 수질이나 기포기 성능에 따라 효율이 달라질 수 있습니다.

효율 비교 및 조합 사용

• 수중펌프는 물의 흐름을 개선하고 표면 산소 교환을 돕는 데 적합하며, 큰 수조나 연못에서 특히 유용합니다.
• 기포기는 비교적 작은 공간에서 산소 농도를 빠르게 증가시키는 데 효과적입니다.
• 조합 사용: 두 장치를 함께 사용하면 물의 흐름 개선(수중펌프)과 직접 산소 공급(기포기)의 장점을 결합하여 더 효율적인 산소 공급이 가능합니다.

산소 공급 효율을 결정하는 주요 요인

1. 수온: 수온이 높을수록 산소 용해도가 낮아지므로, 기포기와 펌프의 효과가 떨어질 수 있습니다.
2. 수질: 탁한 물은 산소 교환을 방해할 수 있습니다.
3. 기기의 성능: 펌프의 유속, 기포기의 공기 압력과 기포 크기에 따라 효율이 달라집니다.
4. 수조 크기와 모양: 수면적이 넓고 얕은 물이 산소 교환에 더 유리합니다.

따라서, 어떤 장치를 사용할지 또는 두 장치를 조합할지 결정할 때 위 요인들을 고려하는 것이 중요합니다.

작은 용기에서 비교 자료 입니다. (5L 이하)

5L 용기와 같은 작은 환경에서는 기포기가 동일 와트 기준으로 더 많은 산소를 공급할 가능성이 높습니다. 아래는 그 이유를 설명합니다.

기포기 vs. 수중펌프 (5L 기준)

1. 기포기 (Air Pump with Air Stone)

• 작동 방식: 공기를 직접 물에 주입하므로 산소 공급이 즉각적입니다. 작은 기포일수록 기포가 물에 머무르는 시간이 길고, 산소 용해 효율이 높습니다.
• 효율성: 작은 용기에서는 공기와 물의 접촉 면적이 작기 때문에 표면 산소 교환이 제한적입니다. 하지만 기포기는 공기 중의 산소를 물 속으로 강제로 주입하기 때문에, 작은 환경에서도 산소 공급 효과가 뚜렷합니다.
• 5L 환경에서의 효과:
• 기포기에서 생성되는 기포가 직접적으로 산소를 용해시키기 때문에 작은 환경에서 더 효율적으로 작동합니다.
• 특히, 와트당 산소 공급량에서 기포기가 유리합니다.

2. 수중펌프 (Submersible Pump)

• 작동 방식: 물을 순환시키고 표면을 교반하여 산소 교환을 돕습니다.
• 효율성: 작은 용기에서는 수면적이 이미 제한적이기 때문에, 물의 흐름을 만들어도 산소 교환량 증가에 한계가 있습니다.
• 5L 환경에서의 효과:
• 물의 순환으로 산소를 고르게 분배하는 데는 유리하지만, 자체적으로 산소를 공급하지 않기 때문에 산소 농도를 크게 증가시키는 데는 한계가 있습니다.
• 와트당 산소 증가량은 기포기에 비해 낮습니다.

와트당 효율 비교

1. 기포기: 동일한 와트에서는 직접 공기를 주입하는 방식이기 때문에 더 많은 산소를 물에 공급할 수 있습니다.
2. 수중펌프: 표면적이 제한된 환경(5L)에서는 펌프의 물 순환 효과가 크지 않아 산소 공급 효율이 낮습니다.

결론

• 5L와 같은 작은 용기에서는 기포기가 더 효과적입니다. 이는 기포기가 직접 공기를 주입하는 방식으로 물 속 산소 농도를 증가시키기 때문입니다.
• 수중펌프는 산소를 추가하기보다는 이미 용해된 산소를 고르게 분배하는 역할에 더 적합합니다.
• 추천: 만약 동일 와트의 장비를 선택해야 한다면, 5L 용기에서는 기포기를 사용하는 것이 산소 공급 면에서 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.

용기의 기준에 대해서

"작은 용기"의 기준은 용기의 크기와 용도에 따라 다를 수 있습니다. 일반적으로 수중펌프와 기포기의 효과를 고려할 때, 작은 용기의 기준은 다음과 같은 요소에 따라 정의됩니다.

1. 크기에 따른 기준

• 5L 이하:
• 매우 작은 용기로 간주되며, 일반적으로 소형 어항(베타 어항 등) 또는 실험 용도로 사용됩니다.
• 기포기의 직접적인 산소 공급 효과가 두드러지고, 수중펌프는 물의 순환을 만들기에 비효율적일 수 있습니다.
• 이 범위에서는 대부분 기포기가 적합합니다.
• 5~20L:
• 작은 수조로 간주됩니다. 가정용 소형 어항이나 관상용 작은 수조가 여기에 포함됩니다.
• 이 범위에서는 기포기와 수중펌프 모두 유용할 수 있으며, 선택은 용도의 차이에 따라 달라집니다.
• 수중펌프는 물의 순환과 더불어 산소 공급 보조 역할을 할 수 있습니다.
• 20L 이상:
• 중형 이상으로 간주됩니다.
• 수중펌프와 기포기 모두 효과적으로 사용할 수 있는 크기입니다.
• 용기의 표면적이 증가하면서 수중펌프의 표면 교반 효과가 점점 더 유의미해집니다.

작은 용기의 현실적인 기준

실제 환경에서는 20L 이하를 작은 용기로 간주하며, 특히 10L 이하는 산소 공급 장치의 직접적인 성능 차이가 더 두드러지는 환경으로 볼 수 있습니다.

추천

• 10L 이하: 기포기가 우선적으로 적합.
• 10~20L: 기포기와 수중펌프의 조합 사용이 유리.
• 20L 이상: 수중펌프와 기포기 모두 효과적으로 작동 가능.

작은 용기의 경우, 기포기가 산소 공급에서 더 직접적이고 빠른 효과를 제공하므로, 기기 선택 시 용기 크기와 목적을 고려해야 합니다.

수중펌프와 기포기의 용존산소 공급효과 비교 데이터 입니다.

수중펌프와 기포기의 용존산소 공급 효과를 비교한 실험 데이터는 과학 논문이나 수질 관리 연구 자료에서 확인할 수 있습니다. 아래는 관련 데이터를 찾을 수 있는 방법과 일반적인 결과를 정리한 정보입니다.

1. 실험 데이터의 주요 내용

수중펌프

• 작동 방식: 물을 순환시키고 표면 교반을 통해 공기와 물의 접촉을 늘립니다.
• 효과:
• 용존산소 농도 증가율은 기포기보다 느리지만, 물의 흐름을 균등하게 만듭니다.
• 낮은 와트에서 장시간 운전 시 효과적입니다.

기포기

• 작동 방식: 물속에 공기를 주입하여 산소를 직접적으로 공급.
• 효과:
• 용존산소 농도를 단시간에 증가시킵니다.
• 기포의 크기가 작을수록 산소 용해 효율이 높습니다.

일반적인 비교 실험 결과:

• 작은 용기(10L 이하): 기포기가 수중펌프에 비해 2배 이상의 용존산소 농도 증가 효과를 보임.
• 큰 용기(100L 이상): 기포기는 초기 용존산소 농도 증가에 효과적이지만, 수중펌프가 장기적으로 더 균일한 산소 분포를 제공.

2. 관련 실험 자료 찾는 방법

온라인 검색

• 키워드:
• "Dissolved Oxygen Experiment with Air Pump and Submersible Pump"
• "Comparison of Aeration Methods in Aquatic Systems"
• "Effectiveness of Air Stones vs Water Circulation Pumps for Oxygenation"

논문 및 연구 데이터베이스

• Google Scholar, ResearchGate, PubMed 등에서 관련 논문 검색.
• 예:
• "Aeration Techniques for Small-scale Aquaculture Systems"
• "Efficiency of Microbubble Aeration in Water Oxygenation"

3. 참고 데이터 (가상 예시)

아래는 일반적인 실험 데이터를 기반으로 한 가상의 데이터입니다:

4. 실험 설계 아이디어

자체적으로 실험을 설계할 경우:

1. 필요 장비:

• DO Meter (용존산소 측정기).
• 기포기 및 수중펌프 (동일 와트 사용).
• 다양한 크기의 물 용기(10L, 50L, 100L 등).

2. 실험 방법:

• 동일 온도의 물을 준비하고 초기 DO를 측정.
• 각 장치를 1시간 작동시킨 후 DO 변화를 기록.
• 용기 크기, 장치 유형, 작동 시간, 전력 소비량 등을 비교.

end.

ChatGPT에 물어본 발아 온도와 생육 온도입니다.

다음은 요청하신 채소들의 발아 온도와 생육 온도에 대한 정보입니다. 이 수치는 일반적인 범위로, 품종에 따라 조금씩 다를 수 있으니 참고 자료로 활용하세요.

1. 청경채 (Pak Choi)

• • 발아 온도: 1530℃ (적정: 2025℃)
  • 생육 온도: 15~25℃

2. 다채 (Chinese Kale)

• • 발아 온도: 1530℃ (적정: 2025℃)
  • 생육 온도: 15~28℃

3. 적상추 (Red Leaf Lettuce)

• • 발아 온도: 1525℃ (적정: 1822℃)
  • 생육 온도: 10~20℃ (18℃ 전후에서 가장 잘 자람)

4. 치커리 (Chicory)

• • 발아 온도: 15~25℃ (적정: 20℃)
  • 생육 온도: 10~20℃

5. 바타비아 (Batavia Lettuce)

• • 발아 온도: 1525℃ (적정: 2022℃)
  • 생육 온도: 10~25℃

6. 양상추 (Lettuce)

• • 발아 온도: 15~25℃ (적정: 20℃)
  • 생육 온도: 10~20℃

추가 정보:

• 발아 온도는 씨앗이 싹을 틔우기 적합한 온도를 의미하며, 온도 범위가 벗어나면 발아율이 저하될 수 있습니다.
• 생육 온도는 작물이 건강하게 자라는 데 적합한 온도를 의미하며, 과도한 온도 변화는 품질 저하로 이어질 수 있습니다.

end.

오늘 aliexpress.com 에서 TDS와 pH를 측정할 수 있는 기기가 왔는데,

TDS는 1280 μS (EC로 측정한 듯. ㅠㅠ;;; ppm 환산하면 819), pH 는 7.7 이 나오네요. 여기 수돗물은 7.2 정도 나왔습니다.

pH측정도 standard 측정 가루 같은 것에 교정하고(250ml 물로 섞은 후 교정단계 진행) 진행해야 해서 수치도 믿음이 안가네요.

수치가 이상해서 결국 리셋했습니다. 그래서, 구팡에서 pH 페이퍼를 구매하고, pH 조정을 위해서 ph조절제를 구매했습니다.

TDS는 저녁에 물을 일부 갈아주고, 358 ppm 으로 조정하였습니다. (아직 모종 단계전이라 적정 TDS의 대략 1/2 정도로 설정했습니다.)

pH조절제가 오면, 산도를 6 정도로 맞출 예정이예요.

헌재 재배기에 있는 건 대부분 상추류인데, 배추류인 청경채는 TDS가 조금 높네요.

모종 단계가 되면 TDS 700 ppm으로 먼저 설정하고, 더 올릴지 결정해야 겠네요.

아래는 TDS와 pH에 대해서 주요 수경 식물에 대해서 정리하였습니다.

ChatGpt를 활용하여 내용을 정리하였습니다.

아래는 잎채소와 열매채소의 적정 TDS(총용존고형물)와 pH 범위를 정리한 표입니다.

이는 수경재배 기준으로 작성된 정보입니다.

작물별 적정 TDS와 pH

설명

1. TDS:
   • TDS는 양액의 농도를 나타내며, 작물의 성장 단계별로 적절히 조절해야 합니다.
   • 초기(묘목): 낮은 TDS 필요.
   • 생장기/결실기: 높은 TDS 필요.
2. pH:
   • 수경재배에서 pH는 양분의 흡수 효율을 결정하는 중요한 요소입니다.
   • pH가 적정 범위를 벗어나면 작물이 필수 영양분을 제대로 흡수하지 못할 수 있습니다.

실전 팁

• TDS 관리:
  • 농도 조절은 TDS 미터기로 측정 후, 농도가 높으면 물을 추가하고, 낮으면 배양액을 추가해 조정합니다.
• pH 관리:
  • pH 조절제(산성 또는 알칼리성 용액)를 사용해 범위를 유지합니다.
  • pH 범위 초과 시:
    • pH가 너무 낮으면 알칼리성 물질(예: 칼륨 수산화물)을 추가. (쿠팡에 pH조절제 또는 산도조절제 검색)
    • pH가 너무 높으면 산성 물질(예: 인산)을 추가.

end.

아래 알리에서 구매한 제품에 대한 전력 사용량

1. 전력 사용량과 요금

전력 사용량 측정 환경 : 펌프 동작 중 + LED 등 단계별 측정

아래는 스마트 플러그를 사용해서 실제 측정한 전력 사용량입니다.

11월 21일 부터 타이머 16h로 적용했고 전력량은 0.411 kw 입니다.

실제 전력량으로 사용요금을 계산하면 아래와 같습니다. (2024-11.23)

2. 빛의 밝기

해당 수경재배기의 룩스를 계산하기 위해서 측정해봤습니다.

조건은 LED 봉 최대 길이에서 측정하고, 측정은 우측 가장자리 포트를 두껑을 빼고, 가운데 포트 사이에서 측정

수경재배기가 2대라서, LED를 한대만 켰을 때와 두대를 켰을 때 로 측정하였습니다.

1) 두대의 LED를 켰을 때

요즘 저렴한 암막은 안쪽에 검정코딩으로 나오네요.

밝은 천이면 광량이 더 나올 것 같은데 조금 아쉬웠습니다.

그리고, 재배기 2대 의 광량이 조금 다르긴한데, 광량 측정위치가 아래 별표 위치라서, 왼쪽 재배기 측정기가 더 잘나오는 것 같습니다.

타이머는 오전에 설정하고, 밤에 LED만 off 되었습니다. 전원은 켜져있고, 펌프만 on/off 계속되고 있습니다. (2024-11-19)

몇일 동안 터치 버튼을 눌러서, 타이머가 잘 안되는 것처럼 보인것 같네요.

아래는 EV / LUX 변환 사이트

https://www.translatorscafe.com/unit-converter/en-US/illumination/

end.