冷却装置、該冷却装置を用いた照明装置、該照明装置を用いた植物育成装置及び冷却方法
【課題】熱源を効率よく冷却するとともに、冷却した後の廃熱を有効に利用することができる冷却装置、該冷却装置を用いた照明装置、該照明装置を用いた植物育成装置及び冷却方法を提供する。
【解決手段】光源ユニット３０などの熱源を冷却する冷却ユニット５０は、入口管５１及び出口管５２を有し、入口管５１には、室外及び室内からそれぞれ空気を吸気する室外吸気口１１及び室内吸気口１２を連通してある。また、出口管５２には、室外及び室内へそれぞれ空気を排気する室外排気口２１及び室内排気口２２を連通してある。吸気切替バルブ１３は、吸気を室外吸気口１１又は室内吸気口１２のいずれかに切り替える。排気切替バルブ２３は、排気を室外排気口２１又は室内排気口２２のいずれかに切り替える。
【解決手段】光源ユニット３０などの熱源を冷却する冷却ユニット５０は、入口管５１及び出口管５２を有し、入口管５１には、室外及び室内からそれぞれ空気を吸気する室外吸気口１１及び室内吸気口１２を連通してある。また、出口管５２には、室外及び室内へそれぞれ空気を排気する室外排気口２１及び室内排気口２２を連通してある。吸気切替バルブ１３は、吸気を室外吸気口１１又は室内吸気口１２のいずれかに切り替える。排気切替バルブ２３は、排気を室外排気口２１又は室内排気口２２のいずれかに切り替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源を冷却するための冷却装置を備え、該冷却装置を用いた照明装置、該照明装置を植物を育成するために用いた植物育成装置及び冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、食料市場、特に生鮮野菜市場の規模が増加しつつある。一方で、気候変動、農業就業人口の減少や農家の高齢化、食料自給率の低下、産地偽装などが顕著になり、食の安全、安心が重大な関心事になってきている。
【０００３】
このような状況において、無農薬野菜の提供、野菜等の生産品のトレーサビリティ向上、安定的な生産と供給の実現、食料自給率の向上などを図るため、いわゆる植物工場への期待が高まりつつある。従来の植物工場では、例えば、蛍光灯や高圧ナトリウムランプの光を植物に照射して植物を育成する。
【０００４】
一方、植物に光を照射する光源装置からの発熱により栽培室の温度制御が困難になる場合もあった。そこで、例えば、内室と外室との二重構造とし、内室と外室との間に外気を導入し、内室壁を介して導入した空気と内室の空気との熱交換を行うことにより、光源装置で発生する熱の除去を空気調和機以外によっても行うことができる植物栽培室が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６４−２４９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の植物栽培室にあっては、栽培室の外から取り入れた空気を単に栽培室の外へ排出するものであるので、熱交換後の空気を利用するものではない。そこで、熱交換後の廃熱を有効に利用することが望まれていた。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、熱源を効率よく冷却するとともに、冷却した後の廃熱を有効に利用することができる冷却装置、該冷却装置を用いた照明装置、該照明装置を用いた植物育成装置及び冷却方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る冷却装置は、室内に設置した熱源を、媒体を用いて冷却する冷却部を備えた冷却装置において、前記冷却部は、少なくとも室内又は室外の温度に応じて、前記熱源を冷却した後の媒体を排出する排出部を制御してなることを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、冷却部は、少なくとも室内又は室外の温度に応じて、熱源を冷却した後の媒体を排出する排出部を制御する。すなわち、熱源を冷却した後の媒体（例えば、空気、二酸化炭素、水など）の排出を室内又は室外のいずれかに切り替えるよう制御する。これにより、例えば、室外の温度や室内の温度などの状況に応じて、熱交換後の媒体を室内又は室外に排出して室温調整のための空調ユニット（空調装置）の負荷の低減又は廃熱の有効利用などを図ることができる。
【００１０】
本発明に係る冷却装置は、前記排出部は、前記冷却した後の媒体を室内若しくは室外へ排出すべく切り替える第１の切替部を備えてなることを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、第１の切替部は、冷却した後の媒体を室内若しくは室外へ排出すべく切り替える。例えば、冷却部からの媒体の温度が室温より低い場合には、媒体を室内に循環させて、例えば、室温を下げるべく空調装置の負荷を低減することができ、あるいは液肥の温度を上げるために利用することができる。また、冷却部からの媒体の温度が室温より高い場合には、媒体を室外に排出して廃熱利用を図ることができる。
【００１２】
本発明に係る冷却装置は、室内の温度を検知する第１の温度センサと、室内の温度を設定する設定部とを備え、前記第１の切替部は、少なくとも室内の温度が設定温度よりも低いときは、前記冷却した後の媒体を室内へ排出すべく切り替えてなることを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、室内の温度を検知する第１の温度センサと、室内の温度を設定する設定部とを備える。第１の切替部は、少なくとも室内の温度が設定温度よりも低いときは、冷却した後の媒体を室内へ排出すべく切り替える。これにより、迅速に所望の切り替え状態に移行させることができる。
【００１４】
本発明に係る冷却装置は、前記冷却部は、室内及び室外の温度に応じて、前記媒体を取り入れる取入部を制御してなることを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、冷却部は、室内及び室外の温度に応じて、媒体を取り入れる取入部を制御する。これにより、例えば、室外の温度や室内の温度などの状況に応じて、低い温度の空気を冷却部に取り入れて熱源を効率よく冷却することができる。
【００１６】
本発明に係る冷却装置は、前記取入部は、室内又は室外から前記媒体を取り入れるべく切り替える第２の切替部を備えてなることを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、第２の切替部は、室内又は室外から媒体を取り入れるべく切り替える。これにより、室外の温度及び室内の温度に応じて、低い温度の空気を冷却部に取り入れて熱源を効率よく冷却することができる。
【００１８】
本発明に係る冷却装置は、室外の温度を検知する第３の温度センサを備え、前記第２の切替部は、室内の温度と室外の温度とを比較し、低い温度を示す側から前記媒体を取り入れるべく切り替えてなることを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、第２の切替部は、室内の温度と室外の温度とを比較し、低い温度を示す側から媒体を取り入れるべく切り替える。例えば、室外の温度が室内の温度より高い場合、室内から媒体（例えば、空気など）を取り入れるように切り替える。これにより、外気温よりも低い温度の室内の媒体を冷却部に取り入れて熱源を効率よく冷却することができる。
【００２０】
本発明に係る照明装置は、前述のいずれか１つの発明に係る冷却装置を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明にあっては、冷却装置を備えることにより、照明装置内の光源などの熱源を冷却することができる。
【００２２】
本発明に係る植物育成装置は、前述の発明に係る照明装置からの光を、植物に照射するように構成してなることを特徴とする。
【００２３】
本発明にあっては、照明装置からの光を、植物に照射する。これにより、例えば、室内（育成室内、栽培室内）の熱源である照明装置を効率よく冷却するとともに、熱交換後の廃熱を有効利用して植物を育成することができる。
【００２４】
本発明に係る植物育成装置は、植物育成設備を備える植物育成装置において、育成室内に設けられ、入口管及び出口管を有する冷却装置と、該冷却装置の入口管に連通してあり、育成室外及び育成室内からそれぞれ媒体を吸入する第１吸入口及び第２吸入口と、前記冷却装置の出口管に連通してあり、育成室外及び育成室内へそれぞれ媒体を排出する第１排出口及び第２排出口と、吸入を前記第１吸入口又は第２吸入口のいずれかに切り替える吸入切替部と、排出を前記第１排出口又は第２排出口のいずれかに切り替える排出切替部とを備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明にあっては、例えば、熱源を冷却する冷却装置は、入口管及び出口管を有し、入口管には、育成室外及び育成室内からそれぞれ媒体（例えば、空気、二酸化炭素、水など）を吸入する第１吸入口及び第２吸入口を連通してある。また、出口管には、育成室外及び育成室内へそれぞれ媒体を排出する第１排出口及び第２排出口を連通してある。吸入切替部は、吸入を第１吸入口又は第２吸入口のいずれかに切り替える。また、排出切替部は、排出を第１排出口又は第２排出口のいずれかに切り替える。これにより、例えば、外気温（育成室外の温度）や室温（育成室内の温度）などの状況に応じて、低い温度の媒体を冷却装置に取り入れて熱源を効率よく冷却することができる。また、状況に応じて熱交換後の媒体の排出を育成室内又は育成室外に排出して室温調整のための空調ユニット（空調装置）の負荷の低減又は廃熱の有効利用などを図ることができる。
【００２６】
本発明に係る冷却方法は、室内に設置した熱源を、媒体を用いて冷却する冷却方法において、室内及び室外の温度に応じて、前記媒体を取り入れる取入部を制御するステップと、前記媒体を介して前記熱源を冷却するステップと、室内及び室外の温度に応じて前記熱源を冷却した後の媒体を排出する排出部を制御するステップとを含むことを特徴とする。
【００２７】
本発明にあっては、室内及び室外の温度に応じて、媒体を取り入れる取入部を制御する。これにより、例えば、室外の温度や室内の温度などの状況に応じて、低い温度の媒体を冷却部に取り入れて熱源を効率よく冷却することができる。また、室外の温度や室内の温度などの状況に応じて、熱交換後の媒体を室内又は室外に排出して室温調整のための空調ユニット（空調装置）の負荷の低減又は廃熱の有効利用などを図ることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、室外の温度や室内の温度などの状況に応じて、熱交換後の媒体を室内又は室外に排出して室温調整のための空調ユニット（空調装置）の負荷の低減又は廃熱の有効利用などを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施の形態に係る植物栽培装置の構成の一例を示す模式図である。
【図２】本実施の形態の冷却ユニットの構成の一例を示す裏面図である。
【図３】冷却ユニットの構成の他の例を示す裏面図である。
【図４】冷却ユニットの構成の他の例を示す裏面図である。
【図５】外気温及び室温による吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。
【図６】排気温度を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。
【図７】第１閾値を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。
【図８】外気温の変動を考慮した吸気及び排気の切り替え制御の一例を示す説明図である。
【図９】第２閾値を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】設定温度を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】排気温度を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】排気温度を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】冷暖房時を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の冷却装置を例えば植物を育成する植物育成（栽培）装置に用いた場合について、その実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態に係る植物栽培装置の構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、本実施の形態に係る植物栽培装置は、所要の大きさの栽培室１００を備えている。なお、栽培室１００は、内部に人が入って作業できるだけの十分な大きさ、広さを有している。
【００３１】
栽培室１００には、縦、横、高さが適宜の寸法を有する栽培棚（不図示）を設けてあり、１又は複数段の載置板が水平に配され、載置板には栽培する植物を入れたトレー１を載置してある。なお、図１の例では、トレー１が１個だけ例示されているが、トレー１の数は１個に限定されるものではなく、複数設けることもできる。
【００３２】
トレー１には、培養液タンク２から往路管３を介してポンプ５で吸引された培養液が供給され、トレー１に供給された培養液は、復路管４を経由して培養液タンク２に戻されるようになっている。これにより、養液栽培を行うことができる。なお、培養液タンク２内の培養液の水質を浄化する水質浄化装置（不図示）、培養液に肥料などを供給する肥料供給装置（不図示）などを設けることもできる。
【００３３】
栽培室１００には、栽培室内（以下、「室内」という）を空調する空調ユニットとしての空調制御機７１、室内の二酸化炭素濃度を所要の値に制御して供給するための二酸化炭素供給装置７２を設けている。空調制御機７１には、栽培室内温度（以下、「室温」という）や湿度を設定するための設定部としての操作パネル６０を設けている。なお、操作パネル６０に代えてリモコンなどの遠隔操作端末を用いてもよい。なお、栽培室１００内に加湿器（不図示）などを設けることもできる。
【００３４】
操作パネル６０を操作することにより、例えば、昼間は設定温度Ｔを２５℃、湿度を６０％、作動時間を１２時間とし、夜間は設定温度Ｔを５℃、湿度を９０％、作動時間を１２時間などのように室温、湿度、時間などを設定することができる。二酸化炭素供給装置７２は、栽培室１００内部の二酸化炭素濃度を、例えば、１８００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍに設定することができる。
【００３５】
冷却ユニット５０（冷却装置）は、室内に設置した熱源からの熱を冷却する冷却部を備え、例えば、鉄などの熱伝導性がある金属製であって、長さが１２０ｃｍ、幅が６０ｃｍ、高さ（厚み）が１ｃｍの直方体状をなしている。冷却ユニット５０は、面積の広い面（長さと幅で画定される面である上面及び下面）を水平にして配置されている。長手方向の一端には入口管５１を連接してあり、他端には出口管５２を連接してある。冷却ユニット５０の内部には、ヒートパイプなどの熱交換のための部材（冷却部）が配設され、冷却ユニット５０内を流れる媒体により熱源である光源ユニット３０からの熱を奪うことで光源ユニット３０（特に後述するＬＥＤ）を冷却することができる。冷却ユニット５０を流れる媒体としては、熱源から発生する熱と熱交換可能なものであればよく、空気や二酸化炭素などの気体や、水などの液体を用いても構わない。本実施の形態では、空気を用いて説明する。
【００３６】
入口管５１には、吸入切替部（第２の切替部）としての吸気切替バルブ１３を介して、第１吸入口としての室外吸気口１１及び第２吸入口としての室内吸気口１２を連通している。室外吸気口１１、室内吸気口１２及び吸気切替バルブ１３は、冷却装置の取入部を構成する。また、入口管５１の中途には、所要の流量（例えば、１分当たり４立方メートル）で空気を流すためのファン６４を介装してある。また、入口管５１の、ファン６４と冷却ユニット５０との間には、冷却ユニット５０に霧状の液体（水分）を供給する噴霧ユニット６５を設けている。なお、ファン６４に代えてブロワでもよい。
【００３７】
噴霧ユニット６５は、例えば、４０μｍ以下の霧状の水分（ミスト）を生成することができる。噴霧ユニット６５を設けることにより、冷却ユニット５０に取り入れる空気の温度を、例えば、１０℃程度下げることができる。なお、噴霧ユニット６５を設けなくてもよい。
【００３８】
出口管５２には、排出切替部（第１の切替部）としての排気切替バルブ２３を介して、第１排出口としての室外排気口２１及び第２排出口としての室内排気口２２を連通している。室外排気口２１、室内排気口２２及び排気切替バルブ２３は、冷却装置の排出部を構成する。また、出口管５２には、冷却ユニット５０から排気された空気の排気温度Ｔ３を検出する排気温度センサとしての温度センサ６３を設けている。なお、温度センサ６３は、排気温度Ｔ３を検出することができるのであれば、出口管５２の内部に設けてもよく、あるいは出口管５２の外側に設けてもよい。
【００３９】
冷却ユニット５０の下面には、光源ユニット３０を配置している。光源ユニット３０は、冷却ユニット５０の下面の面積より小さい矩形状の基板（例えば、アルミ製、ガラスエポキシ製など）、及び基板に実装した所要の波長の光を発光するＬＥＤなどを備える。なお、光源ユニット３０は、複数枚の基板で構成されている。ＬＥＤは、例えば、波長が４３０ｎｍ、６６０ｎｍ、７００ｎｍのそれぞれ付近に発光ピークを有する。なお、ＬＥＤの発光ピークの波長は、上述の例に限定されるものではない。これにより、光源ユニット３０の発光面が、トレー１に収められた植物の方向へ向くように配置している。
【００４０】
光源ユニット３０の基板は、冷却ユニット５０の下面に密着した状態で取り付けられている。これにより、ＬＥＤから発生した熱は基板を通じて冷却ユニット５０に伝わる。冷却ユニット５０の内部を流れる空気により、光源ユニット３０で発生した熱が冷却され、熱交換されて暖められた空気が出口管５２を介して排出される。
【００４１】
例えば、光源ユニット３０のＬＥＤの消費電力を６２０Ｗ、発熱量を４５０Ｗとした場合、冷却ユニット５０の入口側から４０℃の空気を流量が１分当たり４立方メートルの割合で入れたとき、排気の温度は５℃上昇して、約３００Ｗの熱量を奪うことができる。なお、これらの数値は一例である。
【００４２】
栽培室１００の外側には栽培室外温度（以下、「外気温」という）Ｔ１を検出する温度センサ６１、栽培室１００内部の室温Ｔ２を検出する温度センサ６２を設けている。
【００４３】
制御部４０は、例えば、サーバやパーソナルコンピュータなどの情報処理装置で構成することができ、温度センサ６１〜６３で検出した室温Ｔ１、外気温Ｔ２、排気温度Ｔ３を取得する。また、制御部４０は、操作パネル６０で設定された設定温度Ｔを取得する。制御部４０は、取得した各温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔに基づいて、吸気切替バルブ１３を切り替えるとともに、排気切替バルブ２３を切り替える。なお、制御部４０は、栽培室１００の外側に設けてもよく、あるいは内部に設けてもよい。
【００４４】
これにより、例えば、外気温や室温などの状況（温度）に応じて、空気を取り入れる取入部を制御することができるため、より低い温度を示す側の空気を冷却ユニット５０に取り入れて熱源である光源ユニット３０を効率よく冷却することができる。また、状況に応じて熱交換後の排気を室内又は栽培室外（以下、「室外」という）に排気するなど、冷却ユニット５０を冷却した後の空気を排出する排出部を制御することができるため、室温調整のための空調制御機７１（空調ユニット）の負荷の低減又は廃熱の有効利用などを図ることができる。
【００４５】
図２は本実施の形態の冷却ユニット５０の構成の一例を示す裏面図である。図２に示すように、冷却ユニットの下面である底板５３に光源ユニット３０の基板のＬＥＤを実装していない面を密着させて固定してある。図２において、点線で示した部分が光源ユニット３０である。なお、基板はビス等（不図示）で底板５３に固定することができる。また、基板と底板５３との間にグリース等を注入して熱伝導性を高めることもできる。
【００４６】
なお、冷却ユニット５０の構成は、上述の例に限定されるものではなく、他の構成を用いることもできる。図３は冷却ユニット５０の構成の他の例を示す裏面図である。図２の例との違いは、底板５３に基板の寸法より若干小さい寸法の開口部５４を形成してある。図３の例では、光源ユニット３０は、６枚の基板を配置した構成となっている。開口部５４は、各基板に対応した位置に形成してある。これにより、冷却ユニット５０の内部を流れる空気が直接基板に当たるので、基板から直接熱を奪うことができ、冷却効率を向上させることができる。なお、基板の数に応じて開口部５４の大きさや数や形を変更することができる。
【００４７】
図３の例の場合、開口部５４には、冷却用の空気が外部に漏れないように弾性のあるシール部材などで密閉すればよい。また、基板の底板５３への取り付けは、図２の例と同様に、ビス等で固定すればよい。
【００４８】
図４は冷却ユニット５０の構成の他の例を示す裏面図である。図４の例は、基板と底板５３とを共用とした構成である。すなわち、冷却ユニット５０の底板５３に直接パターニングを行ってＬＥＤを実装する構成である。このような構成にすることで、冷却ユニット５０と光源ユニット３０との組み立て工程が簡略化でき、コスト低減を図ることが可能となる。
【００４９】
上述のいずれの構成においても、冷却ユニット５０の外部（外周）には、発泡ウレタン等の断熱材で覆うことが望ましい。これにより、熱交換効率を向上させることができる。
【００５０】
次に、本実施の形態の植物栽培装置の動作について説明する。図５は外気温及び室温による吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。制御部４０は、外気温Ｔ１を検出し（Ｓ１１）、栽培室内の室温Ｔ２を検出する（Ｓ１２）。
【００５１】
制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高いか否かを判定し（Ｓ１３）、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高い場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室内からの吸気及び室内への排気に切り替え（Ｓ１４）、処理を終了する。これにより、外気温よりも低い温度の室内の空気を冷却ユニット５０に取り入れて熱源を効率よく冷却することができる。
【００５２】
外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高くない場合（Ｓ１３でＮＯ）、すなわち、室温Ｔ２が外気温Ｔ１以上である場合、制御部４０は、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室外からの吸気及び室外への排気に切り替え（Ｓ１５）、処理を終了する。これにより、室温よりも低い温度の外気を冷却ユニット５０に取り入れて熱源を効率よく冷却することができる。なお、ステップＳ１４、Ｓ１５を終了した後、ステップＳ１１以降の処理を続けてもよい。
【００５３】
図６は排気温度を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。排気温度は、冷却ユニット５０から排気された空気の排気温度Ｔ３である。制御部４０は、外気温Ｔ１を検出し（Ｓ２１）、栽培室内の室温Ｔ２を検出する（Ｓ２２）。
【００５４】
制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高いか否かを判定し（Ｓ２３）、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高い場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、排気温度Ｔ３を検出し（Ｓ２４）、室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高いか否かを判定する（Ｓ２５）。
【００５５】
室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高い場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、制御部４０は、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室内からの吸気及び室内への排気に切り替え（Ｓ２６）、処理を終了する。
【００５６】
室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高くない場合（Ｓ２５でＮＯ）、制御部４０は、吸気切替バルブ１３を室内からの吸気に切り替え、排気切替バルブ２３を室外への排気に切り替え（Ｓ２７）、処理を終了する。
【００５７】
外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高くない場合（Ｓ２３でＮＯ）、制御部４０は、排気温度Ｔ３を検出し（Ｓ２８）、室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高いか否かを判定する（Ｓ２９）。
【００５８】
室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高い場合（Ｓ２９でＹＥＳ）、制御部４０は、吸気切替バルブ１３を室外からの吸気に切り替え、排気切替バルブ２３を室外への排気に切り替え（Ｓ３０）、処理を終了する。
【００５９】
室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高くない場合（Ｓ２９でＮＯ）、制御部４０は、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室外からの吸気及び室内への排気に切り替え（Ｓ３１）、処理を終了する。なお、ステップＳ２６、Ｓ２７、Ｓ３０、Ｓ３１を終了した後、ステップＳ２１以降の処理を続けてもよい。
【００６０】
これにより、外気温Ｔ１が室温Ｔ２よりも高く、冷却ユニット５０からの排気された空気の排気温度Ｔ３が室温Ｔ２より低い場合には、排気を室内に循環させて、例えば、室温を下げるべく空調制御機７１の負荷を低減することができ、あるいは液肥の温度を上げるために利用するなど冷却ユニット５０からの排気された空気の熱を有効活用することができる。また、冷却ユニット５０から排気された空気の排気温度Ｔ３が室温Ｔ２より高い場合には、排気を室外に排出して廃熱利用を図ることができる。そして、外気温Ｔ１が室温Ｔ２よりも低く、冷却ユニット５０からの排気された空気の排気温度Ｔ３が室温Ｔ２より低い場合には、排気を室外に排出して廃熱利用を図ることができる。そしてまた、冷却ユニット５０から排気された空気の排気温度Ｔ３が室温Ｔ２より高い場合には、排気を室内に循環させて空調制御機７１の負荷を低減したり、その他に廃熱を利用したりすることができる。また、同時に、室温及び外気温を検出しているため、より温度の低い空気を冷却ユニット５０に取り入れることができ、光源ユニット３０を効率よく冷却することができる。
【００６１】
上述の例では、室温Ｔ２自身を用いる構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２に所定の第１閾値αを減算して得られた温度（Ｔ２−α）より高くなった場合、室内から吸気し室内へ排気するように制御することもできる。第１閾値αは、例えば、０から２０程度の値とすることができる。光源ユニット３０からの発熱により、栽培室１００内部の温度は上昇する。このため、そのような上昇分を予め減算して吸気及び排気の切替のための温度を設定しておくことにより、最適な温度で吸気及び排気の切り替えを行うことができる。すなわち、光源ユニット３０などの発熱源による室温の温度上昇を予め補正することができる。以下、第１閾値αを用いる処理手順について説明する。
【００６２】
図７は第１閾値を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。制御部４０は、外気温Ｔ１を検出し（Ｓ４１）、栽培室内の室温Ｔ２を検出する（Ｓ４２）。
【００６３】
制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２に第１閾値αを減算して得られた温度（Ｔ２−α）より高いか否かを判定し（Ｓ４３）、外気温Ｔ１が温度（Ｔ２−α）より高い場合（Ｓ４３でＹＥＳ）、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室内からの吸気及び室内への排気に切り替え（Ｓ４４）、処理を終了する。これにより、外気温よりも低い温度の室内の空気を冷却ユニット５０に取り入れて熱源を効率よく冷却することができる。
【００６４】
外気温Ｔ１が温度（Ｔ２−α）より高くない場合（Ｓ４３でＮＯ）、制御部４０は、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室外からの吸気及び室外への排気に切り替え（Ｓ４５）、処理を終了する。これにより、光源ユニット３０などの発熱源による室温の温度上昇を予め補正して、最適な温度で吸気及び排気の切り替えを行うことができる。
【００６５】
また、天候などに応じて外気温Ｔ１は昼間だけ、あるいは夜間においても変動する場合がある。図８は外気温の変動を考慮した吸気及び排気の切り替え制御の一例を示す説明図である。図８において、横軸が室温Ｔ２であり、縦軸は外気温Ｔ１である。また、図８において、下側の斜め線は、Ｔ２−αの直線を表し、上側の斜め線は、Ｔ２−α＋β（ただし、α≧β）の直線を表す。
【００６６】
すなわち、制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２に所定の第１閾値αを減算して得られた温度（Ｔ２−α）より高い場合、室内から吸気し室内へ排気するように切り替える。また、制御部４０は、外気温Ｔ１が前記得られた温度（Ｔ２−α）に第１閾値αより小さい第２閾値βを加算して得られた温度（Ｔ２−α＋β）より低い場合、室外から吸気し室外へ排気するように切り替える。第２閾値βを第１閾値αより小さくすることで、例えば、外気の温度が少々変動（例えば、２℃〜５℃など）する場合、吸気と排気とが頻繁に切り替わることで、切り替え動作のチャタリングを防止することができ、また、バルブの不要な動作回数の増加を抑えて長寿命を図ることができる。以下、第２閾値βを用いる処理手順について説明する。
【００６７】
図９は第２閾値を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。制御部４０は、外気温Ｔ１を検出し（Ｓ５１）、栽培室内の室温Ｔ２を検出する（Ｓ５２）。
【００６８】
制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２に第１閾値αを減算して得られた温度（Ｔ２−α）より高いか否かを判定し（Ｓ５３）、外気温Ｔ１が温度（Ｔ２−α）より高い場合（Ｓ５３でＹＥＳ）、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室内からの吸気及び室内への排気に切り替え（Ｓ５４）、処理を終了する。
【００６９】
外気温Ｔ１が温度（Ｔ２−α）より高くない場合（Ｓ５３でＮＯ）、制御部４０は、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室外からの吸気及び室外への排気に切り替える（Ｓ５５）。制御部４０は、外気温Ｔ１が温度（Ｔ２−α）に第１閾値αより小さい第２閾値βを加算して得られた温度（Ｔ２−α＋β）より高いか否かを判定する（Ｓ５６）。
【００７０】
外気温Ｔ１が温度（Ｔ２−α＋β）より高い場合（Ｓ５６でＹＥＳ）、温度（Ｔ２−α）より低い外気温Ｔ１が、温度（Ｔ２−α）より高くなり、さらに温度（Ｔ２−α＋β）より高くなったとして、制御部４０は、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室内からの吸気及び室内への排気に切り替え（Ｓ５７）、処理を終了する。これにより、温度（Ｔ２−α）を境にして吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３が頻繁に切り替わることを防止することができる。
【００７１】
外気温Ｔ１が温度（Ｔ２−α＋β）より高くない場合（Ｓ５６でＮＯ）、制御部４０は、温度（Ｔ２−α）より低い外気温Ｔ１が、温度（Ｔ２−α）より高くなったものの、温度（Ｔ２−α＋β）を超えていないとして、あるいは、一旦温度（Ｔ２−α＋β）より高くなった外気温Ｔ１が、温度（Ｔ２−α＋β）より低くなったとして、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室外からの吸気及び室外への排気に切り替え（Ｓ５８）、処理を終了する。
【００７２】
上述の例では、室温Ｔ２を検出し、その結果に応じて吸気及び排気の切り替えの判定に用いる構成であるが、室温を操作パネル６０で設定した時点での室温Ｔ２が、設定温度と異なる状況がある。以下の例では、このような状況でも、効率よく吸気と排気を切り替える方法について説明する。
【００７３】
すなわち、制御部４０は、外気温Ｔ１が操作パネル６０で設定した設定温度Ｔより低い場合、室外から吸気し室外へ排気するように切り替える。例えば、室温Ｔ２が外気温Ｔ１より低い場合に、設定温度Ｔを外気温Ｔ１より高い温度に設定するときは、室温設定の当初は、室温Ｔ２が外気温Ｔ１より低いため、室内から吸気するとともに室内へ排気される事態になるため、これを避けるために外気温Ｔ１、室温Ｔ２及び設定温度Ｔを比較することにより、吸気及び排気を正しく行うことができる。
【００７４】
より具体的には、制御部４０は、外気温Ｔ１、室温Ｔ２に加えて設定温度Ｔを検出する。そして、制御部４０は、Ｔ＞Ｔ１＞Ｔ２である場合、室温Ｔ２が設定温度Ｔになるまでの間、室内から吸気し室内へ排気するように切り替える。すなわち、少なくとも室温Ｔ２が設定温度Ｔよりも低いときは、室内へ排気するように切り替えることにより、迅速に所望の切り替え状態に移行させることができる。
【００７５】
また逆に、制御部４０は、外気温Ｔ１が操作パネル６０で設定した設定温度Ｔより高い場合、室内から吸気し室内へ排気するように切り替える。例えば、室温Ｔ２が外気温Ｔ１より高い場合に、設定温度Ｔを外気温Ｔ１より低い温度に設定するときは、室温設定の当初は、室温Ｔ２が外気温Ｔ１より高いため、室外から吸気するとともに室外へ排気される事態になるため、これを避けるために外気温Ｔ１、室温Ｔ２及び設定温度Ｔを比較することにより、吸気及び排気を正しく行うことができる。
【００７６】
より具体的には、制御部４０は、外気温Ｔ１、室温Ｔ２に加えて設定温度Ｔを検出する。そして、制御部４０は、Ｔ２＞Ｔ１＞Ｔである場合、室温Ｔ２が外気温Ｔ１より低くなるまでの間、室外から吸気し室外へ排気するように切り替える。これにより、迅速に所望の切り替え状態に移行させることができる。以下、設定温度Ｔを用いる処理手順について説明する。
【００７７】
図１０は設定温度を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。制御部４０は、外気温Ｔ１を検出し（Ｓ７１）、栽培室内の室温Ｔ２を検出する（Ｓ７２）。制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高いか否かを判定し（Ｓ７３）、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高い場合（Ｓ７３でＹＥＳ）、設定温度Ｔを検出する（Ｓ７４）。
【００７８】
制御部４０は、設定温度Ｔが室温Ｔ２より高いか否かを判定し（Ｓ７５）、設定温度Ｔが室温Ｔ２より高い場合（Ｓ７５でＹＥＳ）、室内の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、設定温度Ｔと室温Ｔ２が等しくなるまで室内へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ７６）、処理を終了する。
【００７９】
設定温度Ｔが室温Ｔ２より高くない場合（Ｓ７５でＮＯ）、制御部４０は、室内の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、設定温度Ｔと室温Ｔ２が等しくなるまで室外へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ７７）、処理を終了する。
【００８０】
外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高くない場合（Ｓ７３でＮＯ）、制御部４０は、設定温度Ｔを検出する（Ｓ７８）。制御部４０は、設定温度Ｔが室温Ｔ２より高いか否かを判定し（Ｓ７９）、設定温度Ｔが室温Ｔ２より高い場合（Ｓ７９でＹＥＳ）、室外の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、設定温度Ｔと室温Ｔ２が等しくなるまで室内へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ８０）、処理を終了する。
【００８１】
設定温度Ｔが室温Ｔ２より高くない場合（Ｓ７９でＮＯ）、制御部４０は、室外の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、設定温度Ｔと室温Ｔ２が等しくなるまで室外へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ８１）、処理を終了する。
【００８２】
上述の例では、外気温Ｔ１、室温Ｔ２及び設定温度Ｔを比較することにより吸気及び排気を制御した構成であるが、冷却ユニット５０からの排気された空気の排気温度Ｔ３と室温Ｔ２とを比較することで排気をより正しく行うことができる。
【００８３】
すなわち、制御部４０は、室温Ｔ２が設定温度Ｔよりも高い場合は、排気温度Ｔ３に応じて、室内に排気するか、室外へ排気するか切り替える。例えば、室温Ｔ２が設定温度Ｔよりも高い場合は、室温Ｔ２と排気温度Ｔ３を比較し、排気温度Ｔ３が室温Ｔ２よりも低ければ室内へ排気するように切り替える。また、排気温度Ｔ３が室温Ｔ２よりも高ければ室外へ排出するように切り替える。このように制御を行うことで、室温Ｔ２を設定温度Ｔに近づくように冷却ユニット５０の廃熱を利用して室温Ｔ２の調整を行うことができ、空調制御機７１の負荷を軽減することができる。以下、排気温度Ｔ３を用いる処理手順について説明する。
【００８４】
図１１及び図１２は排気温度を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。制御部４０は、外気温Ｔ１を検出し（Ｓ９１）、栽培室内の室温Ｔ２を検出する（Ｓ９２）。制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高いか否かを判定し（Ｓ９３）、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高い場合（Ｓ９３でＹＥＳ）、設定温度Ｔを検出する（Ｓ９４）。
【００８５】
制御部４０は、設定温度Ｔが室温Ｔ２より高いか否かを判定し（Ｓ９５）、設定温度Ｔが室温Ｔ２より高い場合（Ｓ９５でＹＥＳ）、室内の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、設定温度Ｔと室温Ｔ２が等しくなるまで室内へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ９６）、処理を終了する。
【００８６】
設定温度Ｔが室温Ｔ２より高くない場合（Ｓ９５でＮＯ）、制御部４０は、排気温度Ｔ３を検出し（Ｓ９７）、室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高いか否かを判定する（Ｓ９８）。室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高い場合（Ｓ９８でＹＥＳ）、制御部４０は、室内の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、設定温度Ｔと室温Ｔ２が等しくなるまで室内へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ９９）、処理を終了する。
【００８７】
室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高くない場合（Ｓ９８でＮＯ）、制御部４０は、室内の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、室外へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ１００）、処理を終了する。
【００８８】
制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高くない場合（Ｓ９３でＮＯ）、設定温度Ｔを検出する（Ｓ１０１）。制御部４０は、設定温度Ｔが室温Ｔ２より高いか否かを判定し（Ｓ１０２）、設定温度Ｔが室温Ｔ２より高い場合（Ｓ１０２でＹＥＳ）、室外の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、設定温度Ｔと室温Ｔ２が等しくなるまで室内へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ１０３）、処理を終了する。
【００８９】
設定温度Ｔが室温Ｔ２より高くない場合（Ｓ１０２でＮＯ）、制御部４０は、排気温度Ｔ３を検出し（Ｓ１０４）、室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高いか否かを判定する（Ｓ１０５）。室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高い場合（Ｓ１０５でＹＥＳ）、制御部４０は、室外の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、設定温度Ｔと室温Ｔ２が等しくなるまで室内へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ１０６）、処理を終了する。
【００９０】
室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高くない場合（Ｓ１０５でＮＯ）、制御部４０は、室外の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、室外へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ１０７）、処理を終了する。
【００９１】
上述の例では、外気温Ｔ１、室温Ｔ２などを検出して、吸気及び排気の切り替えを行う構成であったが、これに限定されるものではなく、冷房時か暖房時かに応じて切り替えることもできる。
【００９２】
すなわち、制御部４０は、冷房時に、室外から吸気し室外へ排気するように切り替え、暖房時に、室内から吸気し室内へ排気するように切り替える。冷房時には、室外から吸気し室外へ排気することにより、光源ユニット３０などの熱源を室外に放出するとともに、冷却のための空気を外気から取り入れることにより、空調制御機７１の負荷を低減することができる。すなわち、冷房時には、冷却ユニット５０で熱交換により暖められた空気を室外へ排出できるように制御できればよい。そのため、室内の空気を取り込むようにしてもよい。また、暖房時には、室内の空気を取り込み、冷却ユニット５０で熱交換により暖められた空気を室内へ排気することで廃熱を利用して空調制御機７１の負荷を低減することができる。すなわち、暖房時には、冷却ユニット５０から排気された暖かい空気を室内へ排気できるように制御できればよい、そのため、外気を取り入れるようにしてもよい。以下、冷暖房時を考慮した処理手順について説明する。
【００９３】
図１３は冷暖房時を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。制御部４０は、外気温Ｔ１を検出し（Ｓ１１１）、栽培室内の室温Ｔ２を検出する（Ｓ１１２）。制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高いか否かを判定し（Ｓ１１３）、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高い場合（Ｓ１１３でＹＥＳ）、空調制御機７１の設定が冷房であるか否かを判定する（Ｓ１１４）。
【００９４】
空調制御機７１の設定が冷房である場合（Ｓ１１４でＹＥＳ）、制御部４０は、少なくとも排気切替バルブ２３を室外に切り替え（Ｓ１１５）、処理を終了する。空調制御機７１の設定が冷房でない場合（Ｓ１１４でＮＯ）、制御部４０は、少なくとも排気切替バルブ２３を室内に切り替え（Ｓ１１６）、処理を終了する。
【００９５】
外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高くない場合（Ｓ１１３でＮＯ）、制御部４０は、空調制御機７１の設定が冷房であるか否かを判定する（Ｓ１１７）。
【００９６】
空調制御機７１の設定が冷房である場合（Ｓ１１７でＹＥＳ）、制御部４０は、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室外に切り替え（Ｓ１１８）、処理を終了する。空調制御機７１の設定が冷房でない場合（Ｓ１１７でＮＯ）、制御部４０は、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室内に切り替え（Ｓ１１９）、処理を終了する。
【００９７】
また、上述の例の他に、少なくとも室温Ｔ２が一定の温度以上になれば、室外から吸気し、室外へ排出するように制御したり、逆に少なくとも外気温Ｔ１が一定の温度以上になれば、室内から吸気し、室内へ排出するように制御したりしてもよい。このような構成とすることで、少なくとも室内又は室外の温度を検出すれば制御を行うことができるため、より簡単な構成で廃熱の有効利用を図ることができる。
【００９８】
図１の例で示すように、噴霧ユニット６５を備える場合には、制御部４０は、外気温Ｔ１が所定の温度以上である場合、噴霧ユニット６５を作動させて、冷却ユニット５０に霧状の液体を供給する。所定の温度は、例えば、３０℃などにすることができる。夏場のように外気温Ｔ１が高い場合には、冷却ユニット５０に取り入れる空気に霧状にした水分を加えることにより、光源ユニット３０などの熱源の冷却効率を高めることができる。また、外気温Ｔ１と室温Ｔ２とがともに高温の場合でも、光源ユニット３０を効率よく冷却することができる。
【００９９】
上述の実施の形態では、培養液タンク２を栽培室１００の内部に設ける構成であったが、培養液タンク２を外部に設けることもできる。この場合、冷却ユニット５０からの排気を栽培室１００の外へ出すときに培養液タンク２の回りに排気管を巻いておき、廃熱を利用して液肥の温度を上げることができる。
【０１００】
上述の実施の形態では、冷却ユニット５０は、光源ユニット３０を冷却する構成であったが、これに限定されるものではなく、本実施の形態の冷却ユニットは他の熱源を冷却することもできる。
【０１０１】
また、植物の光合成を促進させるために用いている二酸化炭素の濃度は、常に一定の量を保つ必要がある。すなわち、外気を室内に取り混んだ場合には、室内の二酸化炭素濃度が変動するため植物の育成に影響を及ぼす。そのため、外気を室内に取り込む場合には、室内に二酸化炭素の濃度を検出する検出センサを設け、濃度の値が略一定となるように二酸化炭素供給装置７２と併せて制御を行うとよい。
【０１０２】
また、本発明の冷却装置は、熱源として光源ユニットを冷却する冷却装置として説明したが、これに限定されるものではなく、室内に設置した照明装置の電源回路を冷却するための冷却装置として用いたり、室内の空気を循環させるためのファンの電源回路を冷却するための冷却装置として用いたりしてもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１ トレー
２ 培養液タンク
１１ 室外吸気口（第１吸入口、取入部）
１２ 室内吸気口（第２吸入口、取入部）
１３ 吸気切替バルブ（吸入切替部、第２の切替部、取入部）
２１ 室外排気口（第１排出口、排出部）
２２ 室内排気口（第２排出口、排出部）
２３ 排気切替バルブ（排出切替部、第１の切替部、排出部）
３０ 光源ユニット（熱源）
４０ 制御部
５０ 冷却ユニット（冷却装置）
５１ 入口管
５２ 出口管
６０ 操作パネル（設定部）
６１、６２ 温度センサ
６３ 温度センサ（排気温度センサ）
６４ ファン
６５ 噴霧ユニット
７１ 空調制御機（空調ユニット）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源を冷却するための冷却装置を備え、該冷却装置を用いた照明装置、該照明装置を植物を育成するために用いた植物育成装置及び冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、食料市場、特に生鮮野菜市場の規模が増加しつつある。一方で、気候変動、農業就業人口の減少や農家の高齢化、食料自給率の低下、産地偽装などが顕著になり、食の安全、安心が重大な関心事になってきている。
【０００３】
このような状況において、無農薬野菜の提供、野菜等の生産品のトレーサビリティ向上、安定的な生産と供給の実現、食料自給率の向上などを図るため、いわゆる植物工場への期待が高まりつつある。従来の植物工場では、例えば、蛍光灯や高圧ナトリウムランプの光を植物に照射して植物を育成する。
【０００４】
一方、植物に光を照射する光源装置からの発熱により栽培室の温度制御が困難になる場合もあった。そこで、例えば、内室と外室との二重構造とし、内室と外室との間に外気を導入し、内室壁を介して導入した空気と内室の空気との熱交換を行うことにより、光源装置で発生する熱の除去を空気調和機以外によっても行うことができる植物栽培室が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６４−２４９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の植物栽培室にあっては、栽培室の外から取り入れた空気を単に栽培室の外へ排出するものであるので、熱交換後の空気を利用するものではない。そこで、熱交換後の廃熱を有効に利用することが望まれていた。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、熱源を効率よく冷却するとともに、冷却した後の廃熱を有効に利用することができる冷却装置、該冷却装置を用いた照明装置、該照明装置を用いた植物育成装置及び冷却方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る冷却装置は、室内に設置した熱源を、媒体を用いて冷却する冷却部を備えた冷却装置において、前記冷却部は、少なくとも室内又は室外の温度に応じて、前記熱源を冷却した後の媒体を排出する排出部を制御してなることを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、冷却部は、少なくとも室内又は室外の温度に応じて、熱源を冷却した後の媒体を排出する排出部を制御する。すなわち、熱源を冷却した後の媒体（例えば、空気、二酸化炭素、水など）の排出を室内又は室外のいずれかに切り替えるよう制御する。これにより、例えば、室外の温度や室内の温度などの状況に応じて、熱交換後の媒体を室内又は室外に排出して室温調整のための空調ユニット（空調装置）の負荷の低減又は廃熱の有効利用などを図ることができる。
【００１０】
本発明に係る冷却装置は、前記排出部は、前記冷却した後の媒体を室内若しくは室外へ排出すべく切り替える第１の切替部を備えてなることを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、第１の切替部は、冷却した後の媒体を室内若しくは室外へ排出すべく切り替える。例えば、冷却部からの媒体の温度が室温より低い場合には、媒体を室内に循環させて、例えば、室温を下げるべく空調装置の負荷を低減することができ、あるいは液肥の温度を上げるために利用することができる。また、冷却部からの媒体の温度が室温より高い場合には、媒体を室外に排出して廃熱利用を図ることができる。
【００１２】
本発明に係る冷却装置は、室内の温度を検知する第１の温度センサと、室内の温度を設定する設定部とを備え、前記第１の切替部は、少なくとも室内の温度が設定温度よりも低いときは、前記冷却した後の媒体を室内へ排出すべく切り替えてなることを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、室内の温度を検知する第１の温度センサと、室内の温度を設定する設定部とを備える。第１の切替部は、少なくとも室内の温度が設定温度よりも低いときは、冷却した後の媒体を室内へ排出すべく切り替える。これにより、迅速に所望の切り替え状態に移行させることができる。
【００１４】
本発明に係る冷却装置は、前記冷却部は、室内及び室外の温度に応じて、前記媒体を取り入れる取入部を制御してなることを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、冷却部は、室内及び室外の温度に応じて、媒体を取り入れる取入部を制御する。これにより、例えば、室外の温度や室内の温度などの状況に応じて、低い温度の空気を冷却部に取り入れて熱源を効率よく冷却することができる。
【００１６】
本発明に係る冷却装置は、前記取入部は、室内又は室外から前記媒体を取り入れるべく切り替える第２の切替部を備えてなることを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、第２の切替部は、室内又は室外から媒体を取り入れるべく切り替える。これにより、室外の温度及び室内の温度に応じて、低い温度の空気を冷却部に取り入れて熱源を効率よく冷却することができる。
【００１８】
本発明に係る冷却装置は、室外の温度を検知する第３の温度センサを備え、前記第２の切替部は、室内の温度と室外の温度とを比較し、低い温度を示す側から前記媒体を取り入れるべく切り替えてなることを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、第２の切替部は、室内の温度と室外の温度とを比較し、低い温度を示す側から媒体を取り入れるべく切り替える。例えば、室外の温度が室内の温度より高い場合、室内から媒体（例えば、空気など）を取り入れるように切り替える。これにより、外気温よりも低い温度の室内の媒体を冷却部に取り入れて熱源を効率よく冷却することができる。
【００２０】
本発明に係る照明装置は、前述のいずれか１つの発明に係る冷却装置を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明にあっては、冷却装置を備えることにより、照明装置内の光源などの熱源を冷却することができる。
【００２２】
本発明に係る植物育成装置は、前述の発明に係る照明装置からの光を、植物に照射するように構成してなることを特徴とする。
【００２３】
本発明にあっては、照明装置からの光を、植物に照射する。これにより、例えば、室内（育成室内、栽培室内）の熱源である照明装置を効率よく冷却するとともに、熱交換後の廃熱を有効利用して植物を育成することができる。
【００２４】
本発明に係る植物育成装置は、植物育成設備を備える植物育成装置において、育成室内に設けられ、入口管及び出口管を有する冷却装置と、該冷却装置の入口管に連通してあり、育成室外及び育成室内からそれぞれ媒体を吸入する第１吸入口及び第２吸入口と、前記冷却装置の出口管に連通してあり、育成室外及び育成室内へそれぞれ媒体を排出する第１排出口及び第２排出口と、吸入を前記第１吸入口又は第２吸入口のいずれかに切り替える吸入切替部と、排出を前記第１排出口又は第２排出口のいずれかに切り替える排出切替部とを備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明にあっては、例えば、熱源を冷却する冷却装置は、入口管及び出口管を有し、入口管には、育成室外及び育成室内からそれぞれ媒体（例えば、空気、二酸化炭素、水など）を吸入する第１吸入口及び第２吸入口を連通してある。また、出口管には、育成室外及び育成室内へそれぞれ媒体を排出する第１排出口及び第２排出口を連通してある。吸入切替部は、吸入を第１吸入口又は第２吸入口のいずれかに切り替える。また、排出切替部は、排出を第１排出口又は第２排出口のいずれかに切り替える。これにより、例えば、外気温（育成室外の温度）や室温（育成室内の温度）などの状況に応じて、低い温度の媒体を冷却装置に取り入れて熱源を効率よく冷却することができる。また、状況に応じて熱交換後の媒体の排出を育成室内又は育成室外に排出して室温調整のための空調ユニット（空調装置）の負荷の低減又は廃熱の有効利用などを図ることができる。
【００２６】
本発明に係る冷却方法は、室内に設置した熱源を、媒体を用いて冷却する冷却方法において、室内及び室外の温度に応じて、前記媒体を取り入れる取入部を制御するステップと、前記媒体を介して前記熱源を冷却するステップと、室内及び室外の温度に応じて前記熱源を冷却した後の媒体を排出する排出部を制御するステップとを含むことを特徴とする。
【００２７】
本発明にあっては、室内及び室外の温度に応じて、媒体を取り入れる取入部を制御する。これにより、例えば、室外の温度や室内の温度などの状況に応じて、低い温度の媒体を冷却部に取り入れて熱源を効率よく冷却することができる。また、室外の温度や室内の温度などの状況に応じて、熱交換後の媒体を室内又は室外に排出して室温調整のための空調ユニット（空調装置）の負荷の低減又は廃熱の有効利用などを図ることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、室外の温度や室内の温度などの状況に応じて、熱交換後の媒体を室内又は室外に排出して室温調整のための空調ユニット（空調装置）の負荷の低減又は廃熱の有効利用などを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施の形態に係る植物栽培装置の構成の一例を示す模式図である。
【図２】本実施の形態の冷却ユニットの構成の一例を示す裏面図である。
【図３】冷却ユニットの構成の他の例を示す裏面図である。
【図４】冷却ユニットの構成の他の例を示す裏面図である。
【図５】外気温及び室温による吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。
【図６】排気温度を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。
【図７】第１閾値を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。
【図８】外気温の変動を考慮した吸気及び排気の切り替え制御の一例を示す説明図である。
【図９】第２閾値を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】設定温度を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】排気温度を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】排気温度を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】冷暖房時を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の冷却装置を例えば植物を育成する植物育成（栽培）装置に用いた場合について、その実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態に係る植物栽培装置の構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、本実施の形態に係る植物栽培装置は、所要の大きさの栽培室１００を備えている。なお、栽培室１００は、内部に人が入って作業できるだけの十分な大きさ、広さを有している。
【００３１】
栽培室１００には、縦、横、高さが適宜の寸法を有する栽培棚（不図示）を設けてあり、１又は複数段の載置板が水平に配され、載置板には栽培する植物を入れたトレー１を載置してある。なお、図１の例では、トレー１が１個だけ例示されているが、トレー１の数は１個に限定されるものではなく、複数設けることもできる。
【００３２】
トレー１には、培養液タンク２から往路管３を介してポンプ５で吸引された培養液が供給され、トレー１に供給された培養液は、復路管４を経由して培養液タンク２に戻されるようになっている。これにより、養液栽培を行うことができる。なお、培養液タンク２内の培養液の水質を浄化する水質浄化装置（不図示）、培養液に肥料などを供給する肥料供給装置（不図示）などを設けることもできる。
【００３３】
栽培室１００には、栽培室内（以下、「室内」という）を空調する空調ユニットとしての空調制御機７１、室内の二酸化炭素濃度を所要の値に制御して供給するための二酸化炭素供給装置７２を設けている。空調制御機７１には、栽培室内温度（以下、「室温」という）や湿度を設定するための設定部としての操作パネル６０を設けている。なお、操作パネル６０に代えてリモコンなどの遠隔操作端末を用いてもよい。なお、栽培室１００内に加湿器（不図示）などを設けることもできる。
【００３４】
操作パネル６０を操作することにより、例えば、昼間は設定温度Ｔを２５℃、湿度を６０％、作動時間を１２時間とし、夜間は設定温度Ｔを５℃、湿度を９０％、作動時間を１２時間などのように室温、湿度、時間などを設定することができる。二酸化炭素供給装置７２は、栽培室１００内部の二酸化炭素濃度を、例えば、１８００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍに設定することができる。
【００３５】
冷却ユニット５０（冷却装置）は、室内に設置した熱源からの熱を冷却する冷却部を備え、例えば、鉄などの熱伝導性がある金属製であって、長さが１２０ｃｍ、幅が６０ｃｍ、高さ（厚み）が１ｃｍの直方体状をなしている。冷却ユニット５０は、面積の広い面（長さと幅で画定される面である上面及び下面）を水平にして配置されている。長手方向の一端には入口管５１を連接してあり、他端には出口管５２を連接してある。冷却ユニット５０の内部には、ヒートパイプなどの熱交換のための部材（冷却部）が配設され、冷却ユニット５０内を流れる媒体により熱源である光源ユニット３０からの熱を奪うことで光源ユニット３０（特に後述するＬＥＤ）を冷却することができる。冷却ユニット５０を流れる媒体としては、熱源から発生する熱と熱交換可能なものであればよく、空気や二酸化炭素などの気体や、水などの液体を用いても構わない。本実施の形態では、空気を用いて説明する。
【００３６】
入口管５１には、吸入切替部（第２の切替部）としての吸気切替バルブ１３を介して、第１吸入口としての室外吸気口１１及び第２吸入口としての室内吸気口１２を連通している。室外吸気口１１、室内吸気口１２及び吸気切替バルブ１３は、冷却装置の取入部を構成する。また、入口管５１の中途には、所要の流量（例えば、１分当たり４立方メートル）で空気を流すためのファン６４を介装してある。また、入口管５１の、ファン６４と冷却ユニット５０との間には、冷却ユニット５０に霧状の液体（水分）を供給する噴霧ユニット６５を設けている。なお、ファン６４に代えてブロワでもよい。
【００３７】
噴霧ユニット６５は、例えば、４０μｍ以下の霧状の水分（ミスト）を生成することができる。噴霧ユニット６５を設けることにより、冷却ユニット５０に取り入れる空気の温度を、例えば、１０℃程度下げることができる。なお、噴霧ユニット６５を設けなくてもよい。
【００３８】
出口管５２には、排出切替部（第１の切替部）としての排気切替バルブ２３を介して、第１排出口としての室外排気口２１及び第２排出口としての室内排気口２２を連通している。室外排気口２１、室内排気口２２及び排気切替バルブ２３は、冷却装置の排出部を構成する。また、出口管５２には、冷却ユニット５０から排気された空気の排気温度Ｔ３を検出する排気温度センサとしての温度センサ６３を設けている。なお、温度センサ６３は、排気温度Ｔ３を検出することができるのであれば、出口管５２の内部に設けてもよく、あるいは出口管５２の外側に設けてもよい。
【００３９】
冷却ユニット５０の下面には、光源ユニット３０を配置している。光源ユニット３０は、冷却ユニット５０の下面の面積より小さい矩形状の基板（例えば、アルミ製、ガラスエポキシ製など）、及び基板に実装した所要の波長の光を発光するＬＥＤなどを備える。なお、光源ユニット３０は、複数枚の基板で構成されている。ＬＥＤは、例えば、波長が４３０ｎｍ、６６０ｎｍ、７００ｎｍのそれぞれ付近に発光ピークを有する。なお、ＬＥＤの発光ピークの波長は、上述の例に限定されるものではない。これにより、光源ユニット３０の発光面が、トレー１に収められた植物の方向へ向くように配置している。
【００４０】
光源ユニット３０の基板は、冷却ユニット５０の下面に密着した状態で取り付けられている。これにより、ＬＥＤから発生した熱は基板を通じて冷却ユニット５０に伝わる。冷却ユニット５０の内部を流れる空気により、光源ユニット３０で発生した熱が冷却され、熱交換されて暖められた空気が出口管５２を介して排出される。
【００４１】
例えば、光源ユニット３０のＬＥＤの消費電力を６２０Ｗ、発熱量を４５０Ｗとした場合、冷却ユニット５０の入口側から４０℃の空気を流量が１分当たり４立方メートルの割合で入れたとき、排気の温度は５℃上昇して、約３００Ｗの熱量を奪うことができる。なお、これらの数値は一例である。
【００４２】
栽培室１００の外側には栽培室外温度（以下、「外気温」という）Ｔ１を検出する温度センサ６１、栽培室１００内部の室温Ｔ２を検出する温度センサ６２を設けている。
【００４３】
制御部４０は、例えば、サーバやパーソナルコンピュータなどの情報処理装置で構成することができ、温度センサ６１〜６３で検出した室温Ｔ１、外気温Ｔ２、排気温度Ｔ３を取得する。また、制御部４０は、操作パネル６０で設定された設定温度Ｔを取得する。制御部４０は、取得した各温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔに基づいて、吸気切替バルブ１３を切り替えるとともに、排気切替バルブ２３を切り替える。なお、制御部４０は、栽培室１００の外側に設けてもよく、あるいは内部に設けてもよい。
【００４４】
これにより、例えば、外気温や室温などの状況（温度）に応じて、空気を取り入れる取入部を制御することができるため、より低い温度を示す側の空気を冷却ユニット５０に取り入れて熱源である光源ユニット３０を効率よく冷却することができる。また、状況に応じて熱交換後の排気を室内又は栽培室外（以下、「室外」という）に排気するなど、冷却ユニット５０を冷却した後の空気を排出する排出部を制御することができるため、室温調整のための空調制御機７１（空調ユニット）の負荷の低減又は廃熱の有効利用などを図ることができる。
【００４５】
図２は本実施の形態の冷却ユニット５０の構成の一例を示す裏面図である。図２に示すように、冷却ユニットの下面である底板５３に光源ユニット３０の基板のＬＥＤを実装していない面を密着させて固定してある。図２において、点線で示した部分が光源ユニット３０である。なお、基板はビス等（不図示）で底板５３に固定することができる。また、基板と底板５３との間にグリース等を注入して熱伝導性を高めることもできる。
【００４６】
なお、冷却ユニット５０の構成は、上述の例に限定されるものではなく、他の構成を用いることもできる。図３は冷却ユニット５０の構成の他の例を示す裏面図である。図２の例との違いは、底板５３に基板の寸法より若干小さい寸法の開口部５４を形成してある。図３の例では、光源ユニット３０は、６枚の基板を配置した構成となっている。開口部５４は、各基板に対応した位置に形成してある。これにより、冷却ユニット５０の内部を流れる空気が直接基板に当たるので、基板から直接熱を奪うことができ、冷却効率を向上させることができる。なお、基板の数に応じて開口部５４の大きさや数や形を変更することができる。
【００４７】
図３の例の場合、開口部５４には、冷却用の空気が外部に漏れないように弾性のあるシール部材などで密閉すればよい。また、基板の底板５３への取り付けは、図２の例と同様に、ビス等で固定すればよい。
【００４８】
図４は冷却ユニット５０の構成の他の例を示す裏面図である。図４の例は、基板と底板５３とを共用とした構成である。すなわち、冷却ユニット５０の底板５３に直接パターニングを行ってＬＥＤを実装する構成である。このような構成にすることで、冷却ユニット５０と光源ユニット３０との組み立て工程が簡略化でき、コスト低減を図ることが可能となる。
【００４９】
上述のいずれの構成においても、冷却ユニット５０の外部（外周）には、発泡ウレタン等の断熱材で覆うことが望ましい。これにより、熱交換効率を向上させることができる。
【００５０】
次に、本実施の形態の植物栽培装置の動作について説明する。図５は外気温及び室温による吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。制御部４０は、外気温Ｔ１を検出し（Ｓ１１）、栽培室内の室温Ｔ２を検出する（Ｓ１２）。
【００５１】
制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高いか否かを判定し（Ｓ１３）、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高い場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室内からの吸気及び室内への排気に切り替え（Ｓ１４）、処理を終了する。これにより、外気温よりも低い温度の室内の空気を冷却ユニット５０に取り入れて熱源を効率よく冷却することができる。
【００５２】
外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高くない場合（Ｓ１３でＮＯ）、すなわち、室温Ｔ２が外気温Ｔ１以上である場合、制御部４０は、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室外からの吸気及び室外への排気に切り替え（Ｓ１５）、処理を終了する。これにより、室温よりも低い温度の外気を冷却ユニット５０に取り入れて熱源を効率よく冷却することができる。なお、ステップＳ１４、Ｓ１５を終了した後、ステップＳ１１以降の処理を続けてもよい。
【００５３】
図６は排気温度を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。排気温度は、冷却ユニット５０から排気された空気の排気温度Ｔ３である。制御部４０は、外気温Ｔ１を検出し（Ｓ２１）、栽培室内の室温Ｔ２を検出する（Ｓ２２）。
【００５４】
制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高いか否かを判定し（Ｓ２３）、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高い場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、排気温度Ｔ３を検出し（Ｓ２４）、室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高いか否かを判定する（Ｓ２５）。
【００５５】
室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高い場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、制御部４０は、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室内からの吸気及び室内への排気に切り替え（Ｓ２６）、処理を終了する。
【００５６】
室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高くない場合（Ｓ２５でＮＯ）、制御部４０は、吸気切替バルブ１３を室内からの吸気に切り替え、排気切替バルブ２３を室外への排気に切り替え（Ｓ２７）、処理を終了する。
【００５７】
外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高くない場合（Ｓ２３でＮＯ）、制御部４０は、排気温度Ｔ３を検出し（Ｓ２８）、室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高いか否かを判定する（Ｓ２９）。
【００５８】
室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高い場合（Ｓ２９でＹＥＳ）、制御部４０は、吸気切替バルブ１３を室外からの吸気に切り替え、排気切替バルブ２３を室外への排気に切り替え（Ｓ３０）、処理を終了する。
【００５９】
室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高くない場合（Ｓ２９でＮＯ）、制御部４０は、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室外からの吸気及び室内への排気に切り替え（Ｓ３１）、処理を終了する。なお、ステップＳ２６、Ｓ２７、Ｓ３０、Ｓ３１を終了した後、ステップＳ２１以降の処理を続けてもよい。
【００６０】
これにより、外気温Ｔ１が室温Ｔ２よりも高く、冷却ユニット５０からの排気された空気の排気温度Ｔ３が室温Ｔ２より低い場合には、排気を室内に循環させて、例えば、室温を下げるべく空調制御機７１の負荷を低減することができ、あるいは液肥の温度を上げるために利用するなど冷却ユニット５０からの排気された空気の熱を有効活用することができる。また、冷却ユニット５０から排気された空気の排気温度Ｔ３が室温Ｔ２より高い場合には、排気を室外に排出して廃熱利用を図ることができる。そして、外気温Ｔ１が室温Ｔ２よりも低く、冷却ユニット５０からの排気された空気の排気温度Ｔ３が室温Ｔ２より低い場合には、排気を室外に排出して廃熱利用を図ることができる。そしてまた、冷却ユニット５０から排気された空気の排気温度Ｔ３が室温Ｔ２より高い場合には、排気を室内に循環させて空調制御機７１の負荷を低減したり、その他に廃熱を利用したりすることができる。また、同時に、室温及び外気温を検出しているため、より温度の低い空気を冷却ユニット５０に取り入れることができ、光源ユニット３０を効率よく冷却することができる。
【００６１】
上述の例では、室温Ｔ２自身を用いる構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２に所定の第１閾値αを減算して得られた温度（Ｔ２−α）より高くなった場合、室内から吸気し室内へ排気するように制御することもできる。第１閾値αは、例えば、０から２０程度の値とすることができる。光源ユニット３０からの発熱により、栽培室１００内部の温度は上昇する。このため、そのような上昇分を予め減算して吸気及び排気の切替のための温度を設定しておくことにより、最適な温度で吸気及び排気の切り替えを行うことができる。すなわち、光源ユニット３０などの発熱源による室温の温度上昇を予め補正することができる。以下、第１閾値αを用いる処理手順について説明する。
【００６２】
図７は第１閾値を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。制御部４０は、外気温Ｔ１を検出し（Ｓ４１）、栽培室内の室温Ｔ２を検出する（Ｓ４２）。
【００６３】
制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２に第１閾値αを減算して得られた温度（Ｔ２−α）より高いか否かを判定し（Ｓ４３）、外気温Ｔ１が温度（Ｔ２−α）より高い場合（Ｓ４３でＹＥＳ）、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室内からの吸気及び室内への排気に切り替え（Ｓ４４）、処理を終了する。これにより、外気温よりも低い温度の室内の空気を冷却ユニット５０に取り入れて熱源を効率よく冷却することができる。
【００６４】
外気温Ｔ１が温度（Ｔ２−α）より高くない場合（Ｓ４３でＮＯ）、制御部４０は、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室外からの吸気及び室外への排気に切り替え（Ｓ４５）、処理を終了する。これにより、光源ユニット３０などの発熱源による室温の温度上昇を予め補正して、最適な温度で吸気及び排気の切り替えを行うことができる。
【００６５】
また、天候などに応じて外気温Ｔ１は昼間だけ、あるいは夜間においても変動する場合がある。図８は外気温の変動を考慮した吸気及び排気の切り替え制御の一例を示す説明図である。図８において、横軸が室温Ｔ２であり、縦軸は外気温Ｔ１である。また、図８において、下側の斜め線は、Ｔ２−αの直線を表し、上側の斜め線は、Ｔ２−α＋β（ただし、α≧β）の直線を表す。
【００６６】
すなわち、制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２に所定の第１閾値αを減算して得られた温度（Ｔ２−α）より高い場合、室内から吸気し室内へ排気するように切り替える。また、制御部４０は、外気温Ｔ１が前記得られた温度（Ｔ２−α）に第１閾値αより小さい第２閾値βを加算して得られた温度（Ｔ２−α＋β）より低い場合、室外から吸気し室外へ排気するように切り替える。第２閾値βを第１閾値αより小さくすることで、例えば、外気の温度が少々変動（例えば、２℃〜５℃など）する場合、吸気と排気とが頻繁に切り替わることで、切り替え動作のチャタリングを防止することができ、また、バルブの不要な動作回数の増加を抑えて長寿命を図ることができる。以下、第２閾値βを用いる処理手順について説明する。
【００６７】
図９は第２閾値を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。制御部４０は、外気温Ｔ１を検出し（Ｓ５１）、栽培室内の室温Ｔ２を検出する（Ｓ５２）。
【００６８】
制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２に第１閾値αを減算して得られた温度（Ｔ２−α）より高いか否かを判定し（Ｓ５３）、外気温Ｔ１が温度（Ｔ２−α）より高い場合（Ｓ５３でＹＥＳ）、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室内からの吸気及び室内への排気に切り替え（Ｓ５４）、処理を終了する。
【００６９】
外気温Ｔ１が温度（Ｔ２−α）より高くない場合（Ｓ５３でＮＯ）、制御部４０は、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室外からの吸気及び室外への排気に切り替える（Ｓ５５）。制御部４０は、外気温Ｔ１が温度（Ｔ２−α）に第１閾値αより小さい第２閾値βを加算して得られた温度（Ｔ２−α＋β）より高いか否かを判定する（Ｓ５６）。
【００７０】
外気温Ｔ１が温度（Ｔ２−α＋β）より高い場合（Ｓ５６でＹＥＳ）、温度（Ｔ２−α）より低い外気温Ｔ１が、温度（Ｔ２−α）より高くなり、さらに温度（Ｔ２−α＋β）より高くなったとして、制御部４０は、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室内からの吸気及び室内への排気に切り替え（Ｓ５７）、処理を終了する。これにより、温度（Ｔ２−α）を境にして吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３が頻繁に切り替わることを防止することができる。
【００７１】
外気温Ｔ１が温度（Ｔ２−α＋β）より高くない場合（Ｓ５６でＮＯ）、制御部４０は、温度（Ｔ２−α）より低い外気温Ｔ１が、温度（Ｔ２−α）より高くなったものの、温度（Ｔ２−α＋β）を超えていないとして、あるいは、一旦温度（Ｔ２−α＋β）より高くなった外気温Ｔ１が、温度（Ｔ２−α＋β）より低くなったとして、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室外からの吸気及び室外への排気に切り替え（Ｓ５８）、処理を終了する。
【００７２】
上述の例では、室温Ｔ２を検出し、その結果に応じて吸気及び排気の切り替えの判定に用いる構成であるが、室温を操作パネル６０で設定した時点での室温Ｔ２が、設定温度と異なる状況がある。以下の例では、このような状況でも、効率よく吸気と排気を切り替える方法について説明する。
【００７３】
すなわち、制御部４０は、外気温Ｔ１が操作パネル６０で設定した設定温度Ｔより低い場合、室外から吸気し室外へ排気するように切り替える。例えば、室温Ｔ２が外気温Ｔ１より低い場合に、設定温度Ｔを外気温Ｔ１より高い温度に設定するときは、室温設定の当初は、室温Ｔ２が外気温Ｔ１より低いため、室内から吸気するとともに室内へ排気される事態になるため、これを避けるために外気温Ｔ１、室温Ｔ２及び設定温度Ｔを比較することにより、吸気及び排気を正しく行うことができる。
【００７４】
より具体的には、制御部４０は、外気温Ｔ１、室温Ｔ２に加えて設定温度Ｔを検出する。そして、制御部４０は、Ｔ＞Ｔ１＞Ｔ２である場合、室温Ｔ２が設定温度Ｔになるまでの間、室内から吸気し室内へ排気するように切り替える。すなわち、少なくとも室温Ｔ２が設定温度Ｔよりも低いときは、室内へ排気するように切り替えることにより、迅速に所望の切り替え状態に移行させることができる。
【００７５】
また逆に、制御部４０は、外気温Ｔ１が操作パネル６０で設定した設定温度Ｔより高い場合、室内から吸気し室内へ排気するように切り替える。例えば、室温Ｔ２が外気温Ｔ１より高い場合に、設定温度Ｔを外気温Ｔ１より低い温度に設定するときは、室温設定の当初は、室温Ｔ２が外気温Ｔ１より高いため、室外から吸気するとともに室外へ排気される事態になるため、これを避けるために外気温Ｔ１、室温Ｔ２及び設定温度Ｔを比較することにより、吸気及び排気を正しく行うことができる。
【００７６】
より具体的には、制御部４０は、外気温Ｔ１、室温Ｔ２に加えて設定温度Ｔを検出する。そして、制御部４０は、Ｔ２＞Ｔ１＞Ｔである場合、室温Ｔ２が外気温Ｔ１より低くなるまでの間、室外から吸気し室外へ排気するように切り替える。これにより、迅速に所望の切り替え状態に移行させることができる。以下、設定温度Ｔを用いる処理手順について説明する。
【００７７】
図１０は設定温度を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。制御部４０は、外気温Ｔ１を検出し（Ｓ７１）、栽培室内の室温Ｔ２を検出する（Ｓ７２）。制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高いか否かを判定し（Ｓ７３）、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高い場合（Ｓ７３でＹＥＳ）、設定温度Ｔを検出する（Ｓ７４）。
【００７８】
制御部４０は、設定温度Ｔが室温Ｔ２より高いか否かを判定し（Ｓ７５）、設定温度Ｔが室温Ｔ２より高い場合（Ｓ７５でＹＥＳ）、室内の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、設定温度Ｔと室温Ｔ２が等しくなるまで室内へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ７６）、処理を終了する。
【００７９】
設定温度Ｔが室温Ｔ２より高くない場合（Ｓ７５でＮＯ）、制御部４０は、室内の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、設定温度Ｔと室温Ｔ２が等しくなるまで室外へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ７７）、処理を終了する。
【００８０】
外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高くない場合（Ｓ７３でＮＯ）、制御部４０は、設定温度Ｔを検出する（Ｓ７８）。制御部４０は、設定温度Ｔが室温Ｔ２より高いか否かを判定し（Ｓ７９）、設定温度Ｔが室温Ｔ２より高い場合（Ｓ７９でＹＥＳ）、室外の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、設定温度Ｔと室温Ｔ２が等しくなるまで室内へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ８０）、処理を終了する。
【００８１】
設定温度Ｔが室温Ｔ２より高くない場合（Ｓ７９でＮＯ）、制御部４０は、室外の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、設定温度Ｔと室温Ｔ２が等しくなるまで室外へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ８１）、処理を終了する。
【００８２】
上述の例では、外気温Ｔ１、室温Ｔ２及び設定温度Ｔを比較することにより吸気及び排気を制御した構成であるが、冷却ユニット５０からの排気された空気の排気温度Ｔ３と室温Ｔ２とを比較することで排気をより正しく行うことができる。
【００８３】
すなわち、制御部４０は、室温Ｔ２が設定温度Ｔよりも高い場合は、排気温度Ｔ３に応じて、室内に排気するか、室外へ排気するか切り替える。例えば、室温Ｔ２が設定温度Ｔよりも高い場合は、室温Ｔ２と排気温度Ｔ３を比較し、排気温度Ｔ３が室温Ｔ２よりも低ければ室内へ排気するように切り替える。また、排気温度Ｔ３が室温Ｔ２よりも高ければ室外へ排出するように切り替える。このように制御を行うことで、室温Ｔ２を設定温度Ｔに近づくように冷却ユニット５０の廃熱を利用して室温Ｔ２の調整を行うことができ、空調制御機７１の負荷を軽減することができる。以下、排気温度Ｔ３を用いる処理手順について説明する。
【００８４】
図１１及び図１２は排気温度を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。制御部４０は、外気温Ｔ１を検出し（Ｓ９１）、栽培室内の室温Ｔ２を検出する（Ｓ９２）。制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高いか否かを判定し（Ｓ９３）、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高い場合（Ｓ９３でＹＥＳ）、設定温度Ｔを検出する（Ｓ９４）。
【００８５】
制御部４０は、設定温度Ｔが室温Ｔ２より高いか否かを判定し（Ｓ９５）、設定温度Ｔが室温Ｔ２より高い場合（Ｓ９５でＹＥＳ）、室内の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、設定温度Ｔと室温Ｔ２が等しくなるまで室内へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ９６）、処理を終了する。
【００８６】
設定温度Ｔが室温Ｔ２より高くない場合（Ｓ９５でＮＯ）、制御部４０は、排気温度Ｔ３を検出し（Ｓ９７）、室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高いか否かを判定する（Ｓ９８）。室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高い場合（Ｓ９８でＹＥＳ）、制御部４０は、室内の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、設定温度Ｔと室温Ｔ２が等しくなるまで室内へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ９９）、処理を終了する。
【００８７】
室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高くない場合（Ｓ９８でＮＯ）、制御部４０は、室内の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、室外へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ１００）、処理を終了する。
【００８８】
制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高くない場合（Ｓ９３でＮＯ）、設定温度Ｔを検出する（Ｓ１０１）。制御部４０は、設定温度Ｔが室温Ｔ２より高いか否かを判定し（Ｓ１０２）、設定温度Ｔが室温Ｔ２より高い場合（Ｓ１０２でＹＥＳ）、室外の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、設定温度Ｔと室温Ｔ２が等しくなるまで室内へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ１０３）、処理を終了する。
【００８９】
設定温度Ｔが室温Ｔ２より高くない場合（Ｓ１０２でＮＯ）、制御部４０は、排気温度Ｔ３を検出し（Ｓ１０４）、室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高いか否かを判定する（Ｓ１０５）。室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高い場合（Ｓ１０５でＹＥＳ）、制御部４０は、室外の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、設定温度Ｔと室温Ｔ２が等しくなるまで室内へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ１０６）、処理を終了する。
【００９０】
室温Ｔ２が排気温度Ｔ３より高くない場合（Ｓ１０５でＮＯ）、制御部４０は、室外の空気を冷却ユニット５０に取り入れ、室外へ排出するように排気切替バルブ２３を切り替え（Ｓ１０７）、処理を終了する。
【００９１】
上述の例では、外気温Ｔ１、室温Ｔ２などを検出して、吸気及び排気の切り替えを行う構成であったが、これに限定されるものではなく、冷房時か暖房時かに応じて切り替えることもできる。
【００９２】
すなわち、制御部４０は、冷房時に、室外から吸気し室外へ排気するように切り替え、暖房時に、室内から吸気し室内へ排気するように切り替える。冷房時には、室外から吸気し室外へ排気することにより、光源ユニット３０などの熱源を室外に放出するとともに、冷却のための空気を外気から取り入れることにより、空調制御機７１の負荷を低減することができる。すなわち、冷房時には、冷却ユニット５０で熱交換により暖められた空気を室外へ排出できるように制御できればよい。そのため、室内の空気を取り込むようにしてもよい。また、暖房時には、室内の空気を取り込み、冷却ユニット５０で熱交換により暖められた空気を室内へ排気することで廃熱を利用して空調制御機７１の負荷を低減することができる。すなわち、暖房時には、冷却ユニット５０から排気された暖かい空気を室内へ排気できるように制御できればよい、そのため、外気を取り入れるようにしてもよい。以下、冷暖房時を考慮した処理手順について説明する。
【００９３】
図１３は冷暖房時を考慮した吸気及び排気の切り替え処理手順を示すフローチャートである。制御部４０は、外気温Ｔ１を検出し（Ｓ１１１）、栽培室内の室温Ｔ２を検出する（Ｓ１１２）。制御部４０は、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高いか否かを判定し（Ｓ１１３）、外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高い場合（Ｓ１１３でＹＥＳ）、空調制御機７１の設定が冷房であるか否かを判定する（Ｓ１１４）。
【００９４】
空調制御機７１の設定が冷房である場合（Ｓ１１４でＹＥＳ）、制御部４０は、少なくとも排気切替バルブ２３を室外に切り替え（Ｓ１１５）、処理を終了する。空調制御機７１の設定が冷房でない場合（Ｓ１１４でＮＯ）、制御部４０は、少なくとも排気切替バルブ２３を室内に切り替え（Ｓ１１６）、処理を終了する。
【００９５】
外気温Ｔ１が室温Ｔ２より高くない場合（Ｓ１１３でＮＯ）、制御部４０は、空調制御機７１の設定が冷房であるか否かを判定する（Ｓ１１７）。
【００９６】
空調制御機７１の設定が冷房である場合（Ｓ１１７でＹＥＳ）、制御部４０は、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室外に切り替え（Ｓ１１８）、処理を終了する。空調制御機７１の設定が冷房でない場合（Ｓ１１７でＮＯ）、制御部４０は、吸気切替バルブ１３及び排気切替バルブ２３を室内に切り替え（Ｓ１１９）、処理を終了する。
【００９７】
また、上述の例の他に、少なくとも室温Ｔ２が一定の温度以上になれば、室外から吸気し、室外へ排出するように制御したり、逆に少なくとも外気温Ｔ１が一定の温度以上になれば、室内から吸気し、室内へ排出するように制御したりしてもよい。このような構成とすることで、少なくとも室内又は室外の温度を検出すれば制御を行うことができるため、より簡単な構成で廃熱の有効利用を図ることができる。
【００９８】
図１の例で示すように、噴霧ユニット６５を備える場合には、制御部４０は、外気温Ｔ１が所定の温度以上である場合、噴霧ユニット６５を作動させて、冷却ユニット５０に霧状の液体を供給する。所定の温度は、例えば、３０℃などにすることができる。夏場のように外気温Ｔ１が高い場合には、冷却ユニット５０に取り入れる空気に霧状にした水分を加えることにより、光源ユニット３０などの熱源の冷却効率を高めることができる。また、外気温Ｔ１と室温Ｔ２とがともに高温の場合でも、光源ユニット３０を効率よく冷却することができる。
【００９９】
上述の実施の形態では、培養液タンク２を栽培室１００の内部に設ける構成であったが、培養液タンク２を外部に設けることもできる。この場合、冷却ユニット５０からの排気を栽培室１００の外へ出すときに培養液タンク２の回りに排気管を巻いておき、廃熱を利用して液肥の温度を上げることができる。
【０１００】
上述の実施の形態では、冷却ユニット５０は、光源ユニット３０を冷却する構成であったが、これに限定されるものではなく、本実施の形態の冷却ユニットは他の熱源を冷却することもできる。
【０１０１】
また、植物の光合成を促進させるために用いている二酸化炭素の濃度は、常に一定の量を保つ必要がある。すなわち、外気を室内に取り混んだ場合には、室内の二酸化炭素濃度が変動するため植物の育成に影響を及ぼす。そのため、外気を室内に取り込む場合には、室内に二酸化炭素の濃度を検出する検出センサを設け、濃度の値が略一定となるように二酸化炭素供給装置７２と併せて制御を行うとよい。
【０１０２】
また、本発明の冷却装置は、熱源として光源ユニットを冷却する冷却装置として説明したが、これに限定されるものではなく、室内に設置した照明装置の電源回路を冷却するための冷却装置として用いたり、室内の空気を循環させるためのファンの電源回路を冷却するための冷却装置として用いたりしてもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１ トレー
２ 培養液タンク
１１ 室外吸気口（第１吸入口、取入部）
１２ 室内吸気口（第２吸入口、取入部）
１３ 吸気切替バルブ（吸入切替部、第２の切替部、取入部）
２１ 室外排気口（第１排出口、排出部）
２２ 室内排気口（第２排出口、排出部）
２３ 排気切替バルブ（排出切替部、第１の切替部、排出部）
３０ 光源ユニット（熱源）
４０ 制御部
５０ 冷却ユニット（冷却装置）
５１ 入口管
５２ 出口管
６０ 操作パネル（設定部）
６１、６２ 温度センサ
６３ 温度センサ（排気温度センサ）
６４ ファン
６５ 噴霧ユニット
７１ 空調制御機（空調ユニット）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内に設置した熱源を、媒体を用いて冷却する冷却部を備えた冷却装置において、
前記冷却部は、
少なくとも室内又は室外の温度に応じて、前記熱源を冷却した後の媒体を排出する排出部を制御してなることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記排出部は、
前記冷却した後の媒体を室内若しくは室外へ排出すべく切り替える第１の切替部を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
室内の温度を検知する第１の温度センサと、
室内の温度を設定する設定部と
を備え、
前記第１の切替部は、
少なくとも室内の温度が設定温度よりも低いときは、前記冷却した後の媒体を室内へ排出すべく切り替えてなることを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記冷却部は、
室内及び室外の温度に応じて、前記媒体を取り入れる取入部を制御してなることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記取入部は、
室内又は室外から前記媒体を取り入れるべく切り替える第２の切替部を備えてなることを特徴とする請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】
室外の温度を検知する第３の温度センサを備え、
前記第２の切替部は、
室内の温度と室外の温度とを比較し、低い温度を示す側から前記媒体を取り入れるべく切り替えてなることを特徴とする請求項５に記載の冷却装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の冷却装置を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項７に記載の照明装置からの光を、植物に照射するように構成してなることを特徴とする植物育成装置。
【請求項９】
植物育成設備を備える植物育成装置において、
育成室内に設けられ、入口管及び出口管を有する冷却装置と、
該冷却装置の入口管に連通してあり、育成室外及び育成室内からそれぞれ媒体を吸入する第１吸入口及び第２吸入口と、
前記冷却装置の出口管に連通してあり、育成室外及び育成室内へそれぞれ媒体を排出する第１排出口及び第２排出口と、
吸入を前記第１吸入口又は第２吸入口のいずれかに切り替える吸入切替部と、
排出を前記第１排出口又は第２排出口のいずれかに切り替える排出切替部と
を備えることを特徴とする植物育成装置。
【請求項１０】
室内に設置した熱源を、媒体を用いて冷却する冷却方法において、
室内及び室外の温度に応じて、前記媒体を取り入れる取入部を制御するステップと、
前記媒体を介して前記熱源を冷却するステップと、
室内及び室外の温度に応じて前記熱源を冷却した後の媒体を排出する排出部を制御するステップと
を含むことを特徴とする冷却方法。
【請求項１】
室内に設置した熱源を、媒体を用いて冷却する冷却部を備えた冷却装置において、
前記冷却部は、
少なくとも室内又は室外の温度に応じて、前記熱源を冷却した後の媒体を排出する排出部を制御してなることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記排出部は、
前記冷却した後の媒体を室内若しくは室外へ排出すべく切り替える第１の切替部を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
室内の温度を検知する第１の温度センサと、
室内の温度を設定する設定部と
を備え、
前記第１の切替部は、
少なくとも室内の温度が設定温度よりも低いときは、前記冷却した後の媒体を室内へ排出すべく切り替えてなることを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記冷却部は、
室内及び室外の温度に応じて、前記媒体を取り入れる取入部を制御してなることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記取入部は、
室内又は室外から前記媒体を取り入れるべく切り替える第２の切替部を備えてなることを特徴とする請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】
室外の温度を検知する第３の温度センサを備え、
前記第２の切替部は、
室内の温度と室外の温度とを比較し、低い温度を示す側から前記媒体を取り入れるべく切り替えてなることを特徴とする請求項５に記載の冷却装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の冷却装置を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項７に記載の照明装置からの光を、植物に照射するように構成してなることを特徴とする植物育成装置。
【請求項９】
植物育成設備を備える植物育成装置において、
育成室内に設けられ、入口管及び出口管を有する冷却装置と、
該冷却装置の入口管に連通してあり、育成室外及び育成室内からそれぞれ媒体を吸入する第１吸入口及び第２吸入口と、
前記冷却装置の出口管に連通してあり、育成室外及び育成室内へそれぞれ媒体を排出する第１排出口及び第２排出口と、
吸入を前記第１吸入口又は第２吸入口のいずれかに切り替える吸入切替部と、
排出を前記第１排出口又は第２排出口のいずれかに切り替える排出切替部と
を備えることを特徴とする植物育成装置。
【請求項１０】
室内に設置した熱源を、媒体を用いて冷却する冷却方法において、
室内及び室外の温度に応じて、前記媒体を取り入れる取入部を制御するステップと、
前記媒体を介して前記熱源を冷却するステップと、
室内及び室外の温度に応じて前記熱源を冷却した後の媒体を排出する排出部を制御するステップと
を含むことを特徴とする冷却方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−９７８８１（Ｐ２０１１−９７８８１Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５５３７４（Ｐ２００９−２５５３７４）
【出願日】平成２１年１１月６日（２００９．１１．６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月６日（２００９．１１．６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]