세계적으로 에너지와 식량은 모든 나라의 가장 중요한 이슈이다. 인구 증가와 지구 온난화에 따른 에너지와 식량난은 더욱 심각해질 것으로 전망되고 있다. 특히 지구 온난화에 따른 기후 변화로 식량 공급문제는 더욱 심각해지고 있으며 농촌인구 감소 및 고령화등 많은 문제에 직면하고 있다. 이를 극복하기 위해서 농업은 점점 더 시설화되어 가고 있으며 한정된 공간을 최대한 활용하기 위한 수직농업이라는 새로운 농업이 대안으로 떠 오르고 있다. 수직농장은 농경지 감소 및 농업인구 감소, 이상기후로 인한 환경오염, 고령사회의 문제점등을 해결하고 줄일 수 있는 농업이다. ICT 기술을 농업에 적용하므로써 첨단 농업기술의 활용을 통해 각종 문제점들을 제어하고 방지할 수 있다. 그러나 수직농장을 구현하기 위해서는 초기 투자비가 많의 들며 작물을 생산하는데 있어 에너지 사용량이 많아 수직농장의 수익성을 저하시키는 요인이 되고 있다. 이러한 문제를 해결하기위한 방법 중 운영비 절감이 하나의 해결방안이 될 수 있을 것이다. 그러나 에너지 절감을 위한 효율적 방법을 수직농장 보다 환경제어에 더 어려운 시설원예에서 더 다양한 방법이 시도되고 있었다.
본 연구에서는 에너지 사용량을 줄일 수 있는 효율적인 수직농장을 설계 및 구축하고 투자대비 에너지절감에 가장 효율적인 방식인 열회수 환기장치를 사용하여 외부로 배출되어 손실되는 에너지 사용량을 줄이고자 한다. 밀폐형 수직농장에서 환기 시에 사용되는 일반적 환기팬과 열회수 환기장치의 에너지 효율성을 분석하는 연구이다. 일반 환기 팬과 열회수 환기장치를 사용했을 때 두 제품군의 반복된 환기 시 일정 온도 유지에 필요한 냉난방기기의 전력소비량과 온도 변화를 관찰하였다. 또한 제품 설치에 따른 비용과 소모된 전력량을 계산하여 설치비용대비 에너지 절감에 따른 경제성을 분석하였다. 열회수 환기장치를 사용했을 때 일반 환기 팬 설치 대비 38% 이상의 전력 소모를 줄였고 경제성에서는 일반적으로 사용되는 환기장치를 사용했을 때 투자비회수기간이 4개월로 매우 짧은 경제적 효율성을 보였다.
이는 저렴한 설치 비용으로 즉시 수직농장에 적용될 수 있고 수직농장을 운영하는데 있어 보다 효율적이고 경제적인 운영비 절감의 가장 좋은 방법이 될 것이다.