施設園芸ハウス用温風暖房システム
【課題】温湿度や炭酸ガス濃度を調節可能な施設園芸ハウス用温風暖房システムを提供することを目的とする。
【解決手段】施設園芸ハウス用温風暖房システム１は、温風暖房機３ａ〜３ｃと、温風暖房機３ａ〜３ｃに接続されるとともに側面部に多数の穴１３を有し、ダクトジョイント１２ａ，１２ｂで接続された複数のパイプから構成されるビニルダクト４と、循環扇５ａ，５ｂと、配線１１ａ〜１１ｃを介して接続された温風暖房機３ａ〜３ｃを制御するコントローラ９と、操作盤１０と、温度センサ６ａ〜６ｄ、湿度センサ７及び炭酸ガス濃度検出器８とを備え、コントローラ９は、温度センサ６ａが検出した気温が第１の設定値以下の時、温風暖房機３ａ〜３ｃに運転開始の指令信号を発し、気温が第１の設定値以上の時、この指令信号を温風暖房機３ａ，３ｃのみに発し、遅延時間経過後、気温が第２の設定値に到達しない時には温風暖房機３ｂにもこの指令信号を発する。
【解決手段】施設園芸ハウス用温風暖房システム１は、温風暖房機３ａ〜３ｃと、温風暖房機３ａ〜３ｃに接続されるとともに側面部に多数の穴１３を有し、ダクトジョイント１２ａ，１２ｂで接続された複数のパイプから構成されるビニルダクト４と、循環扇５ａ，５ｂと、配線１１ａ〜１１ｃを介して接続された温風暖房機３ａ〜３ｃを制御するコントローラ９と、操作盤１０と、温度センサ６ａ〜６ｄ、湿度センサ７及び炭酸ガス濃度検出器８とを備え、コントローラ９は、温度センサ６ａが検出した気温が第１の設定値以下の時、温風暖房機３ａ〜３ｃに運転開始の指令信号を発し、気温が第１の設定値以上の時、この指令信号を温風暖房機３ａ，３ｃのみに発し、遅延時間経過後、気温が第２の設定値に到達しない時には温風暖房機３ｂにもこの指令信号を発する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作物を栽培する施設園芸ハウス内の環境を調節する暖房システムに係り、特に、温湿度及び炭酸ガス濃度を調節可能な施設園芸ハウス用温風暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
施設園芸ハウス（以下、ハウスという。）を利用して作物を栽培する場合、作物の生育に適するように温湿度、空気循環、炭酸ガス濃度などを常に最適に保つ必要がある。そのため、近年では、上記ハウス内環境の調整は自動化されつつある。例えば、地窓天窓の自動開閉や暖房機、換気扇、送風機、炭酸ガス発生装置の自動運転などによって温湿度の調整やハウス内の空気循環及び炭酸ガスの供給が行われている。通常、これらの自動設備は所定の時刻になると運転を開始し、あるいは停止するように設定されている。しかしながら、ハウスの形態は、作物の種類、地域、季節、施設規模によって様々であり、同一作物であっても生育時期によって環境条件が異なるため、一度設定した運転条件を変更し直す必要があった。また、実際のハウス内環境に即した柔軟な運転ができないという課題があった。
【０００３】
このような課題に対処するため、いくつかの発明や考案が開示されている。例えば特許文献１には、「ハウス用暖房機の制御装置」という名称で、センサが故障した場合でもハウス内の暖房運転を安全に制御することができるハウス用暖房機の制御装置に関する発明が開示されている。
【０００４】
以下、図１０を参照しながら、特許文献１に開示された発明について説明する。図１０は従来技術に係るハウス用暖房機の制御装置の概略構成を表したシステム・ブロック図である。
図１０に示すように、従来技術に係る「ハウス用暖房機の制御装置」は、複数の温度センサ１０１ａ、１０１ｂと、送風機１０２と、バーナー１０３と、制御装置１０４とからなり、制御装置１０４は温度センサ１０１ａ等の信号に基づいて、送風機１０２及びバーナー１０３を制御している。制御装置１０４は、温度センサ１０１ａ等に接続された入力回路１０６と、装置全体の運転状態を統括するコントロール回路１０７と、入力回路１０６からの信号に応じて送風機１０２及びバーナー１０３の運転を調節する温調回路１０８と、ハウス内の暖房運転の開始時間と目標温度をそれぞれ設定入力する時間設定回路１０９及び温度設定回路１１０と、温度センサ１０１ａ等のいずれか一方にトラブルが発生した場合に正常な温度センサからの信号を基準値とするために温度センサからの検出信号を読み込む補正回路１１１と、予め設定したタイミングでクロックパルスを出力するタイマー回路１１２及びこれらの回路からの情報に基づき、送風機１０２及びバーナー１０３に駆動信号を出力する電子制御回路１０５とから構成されている。なお、制御装置１０４は、ＣＰＵ１０５ａと、ＲＯＭ１０５ｂと、ＲＡＭ１０５ｃと、Ｉ／Ｏポート１０５ｄと、これらを接続するバスライン１０５ｅとを備えた周知のマイクロコンピュータである。
このような構造においては、複数の温度センサのいずれか一つにトラブルが発生しても他のセンサがバックアップとして機能するので、送風機１０２及びバーナー１０３が運転を停止したり、暴走運転を起こすことがない。また、全ての温度センサが機能しなくなった場合には、タイマー回路１１２に予め設定されている信号に応じて送風機１０２及びバーナー１０３の運転を続行することができるので、ハウス内の暖房運転の停止や暴走によって、作物が大打撃を受けることがない。
【０００５】
また、特許文献２には「高温型熱風加温機を用いる施設園芸用温室の暖房方法と装置」という名称で、中規模（面積が１，０００ｍ２）以上の温室を温水暖房設備を用いずに小型の加温機を少数用いて暖房する方法とその装置に関する発明が開示されている。
特許文献２に開示された「高温型熱風加温機を用いる施設園芸用温室の暖房方法と装置」は、高温型熱風加温機に連結した小口径の熱風ダクトを圃場内に延在させ、その端末部を温風吹出し口が形成された温風吹出しユニットに連結させるとともにこの温風吹出し口の近傍に送風機を配置したことを特徴とするものである。
このような構造の暖房装置においては、熱風ダクトを介して高温型熱風加温機から温風吹出しユニットに送り込まれた熱風を温風吹出しユニット内に別途吸い込まれた温室内空気と混合し、温風として温風吹出し口から温室内四方へ吹出すことができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−５６７２３号公報
【特許文献２】特開２００２−３０５９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の従来技術である特許文献１に開示された発明は、温度センサのトラブルによる装置の暴走運転を防止することができるものの、作物の種類、地域、季節、施設規模に応じた環境条件を実現する多様な温度パターンを設定することができないという課題があった。
【０００８】
また、特許文献２に開示された発明においては、ハウス内の湿度及び炭酸ガス濃度については調整・管理を行うことができないという課題があった。
【０００９】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、温湿度や炭酸ガス濃度を調節可能な施設園芸ハウス用温風暖房システム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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明である施設園芸ハウス用温風暖房システムは、作物を栽培する施設園芸ハウス内の環境を調節する暖房システムにおいて、所望の装置に対して指令信号を発してその動作を制御する制御手段と、指令信号に従って動作する少なくとも１機ずつ備えられる先発型と後発型の温風暖房機と、これらの温風暖房機に接続されてハウス内の所望の箇所に温風を送出する温風ダクトと、ハウス内の気温を検出する温度検出手段とを備え、温風暖房機は温風を温風ダクトへ送り込むための送風機と、熱交換器内における燃料の燃焼に伴う発熱により温風を発生させる温風発生手段とを有し、制御手段は、温度検出手段によって検出される気温が予め定められた第１の設定値以下の場合には、先発型の温風暖房機と後発型の温風暖房機に対して温風発生手段と送風機の運転を開始させるために同時に指令信号を発し、温度が第１の設定値より高い場合には運転開始のための指令信号を先発型の温風暖房機のみに発し、その後気温が、予め定められた遅延時間経過後、予め定められた第２の設定値に到達しない場合には後発型の温風暖房機にも運転開始のための指令信号を発することを特徴とするものである。
上記構成の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、ハウス内の気温の検出結果に基づいて環境条件の調整及び管理を行うため、制御誤差が小さく抑えられるという作用を有する。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、ハウス内の環境を調節する暖房システムにおいて、所望の装置に対して指令信号を発してその動作を制御する制御手段と、指令信号に従って動作するひとつ或いは複数の温風暖房機と、この温風暖房機に接続されてハウス内の所望の箇所に温風を送出する温風ダクトと、ハウス内の気温を検出する温度検出手段と、ハウス内の炭酸ガス濃度を検出する炭酸ガス濃度検出手段とを備え、温風暖房機は温風を温風ダクトへ送り込むための送風機と、熱交換器内における燃料の燃焼に伴う発熱により温風を発生させる温風発生手段とを有し、熱交換器はその出口に切換機構を備え、燃焼後の排気ガスの排出先をハウス内あるいはハウス外へ切り替え可能であり、制御手段は気温が予め入力された設定値に達すると温風発生手段及び送風機の運転を開始若しくは停止させるための指令信号を発するとともに、炭酸ガス濃度が予め入力された設定値に達すると切換機構を作動させて排気ガスの排出先を切り替えることを特徴とするものである。
上記構成の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、温風暖房機によってハウス内の炭酸ガス濃度が調整されるという作用を有する。
【００１２】
請求項３記載の発明は、ハウス内の環境を調節する暖房システムにおいて、所望の装置に対して指令信号を発してその動作を制御する制御手段と、指令信号に従って動作するひとつ或いは複数の温風暖房機と、この温風暖房機に接続されてハウス内の所望の箇所に温風を送出する温風ダクトと、ハウス内の気温を検出する温度検出手段と、ハウス内の空気の循環及び排出を行う送風手段とを備え、温風暖房機は温風を温風ダクトへ送り込むための送風機と、熱交換器内における燃料の燃焼に伴う発熱により温風を発生させる温風発生手段とを有し、制御手段は気温が予め入力された設定値に達すると温風発生手段及び送風機の運転を開始若しくは停止させるための指令信号を発するとともに、送風手段の運転開始信号を受信すると温風暖房機に対して送風機のみを運転させるための指令信号を発し、送風手段の運転停止信号を受信すると送風機の運転を停止させるための指令信号を発することを特徴とするものである。
上記構成の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、送風手段を作動させる際には温風暖房機の送風機のみを連動運転させるため、外部へ暖気が無駄に排出されず、ハウス内の空気が効率よく循環されるという作用を有する。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいて、ハウス内の湿度を検出する湿度検出手段を備え、送風手段は制御手段の指令信号に従ってハウス内の空気の循環及び排出を行い、制御手段は湿度が予め入力された上限値以上の場合には温風暖房機に対して送風機のみを運転させるための指令信号を発するとともに送風手段に対して運転を開始させるための指令信号を発し、湿度が予め入力された上限値を下回ると温風暖房機に対して送風機の運転を停止させるための指令信号を発するとともに送風手段に対して運転を停止させるための指令信号を発することを特徴とするものである。
上記構成の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、請求項３に記載の発明と同様の作用を有する。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のハウス内の環境を調節する暖房システムにおいて、所望の装置に対して指令信号を発してその動作を制御する制御手段と、指令信号に従って動作するひとつ或いは複数の温風暖房機と、この温風暖房機に接続されてハウス内の所望の箇所に温風を送出する温風ダクトと、ハウス内の気温を検出する温度検出手段とを備え、温風暖房機は温風を温風ダクトへ送り込むための送風機と、熱交換器内における燃料の燃焼に伴う発熱により温風を発生させる温風発生手段とを有し、制御手段は指令信号を発する時刻を予め複数設定することが可能であり、この設定した時刻毎に温風発生手段及び送風機の運転を開始若しくは停止させるための指令信号を発するとともに、予め設定された時刻になる前に気温が予め入力された設定値に達すると温風発生手段及び送風機の運転を停止させるための指令信号を発することを特徴とするものである。
上記構成の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載された発明の作用に加えて、複数の温風暖房機が時間差をおいて運転を開始するという作用を有する。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいて、制御手段は、設定値を予め入力された設定時刻毎に設定可能であり、設定時刻毎に設定値を変更可能であることを特徴とするものである。
上記構成の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された発明の作用に加えて、複数の運転開始時刻と運転終了時刻を設定し、目標温度に対する許容範囲の上限値及び下限値を各運転開始時刻に対応するように複数設定した場合には、時間の経過とともにハウス内の気温が段階的に変化するという作用を有する。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明の請求項１に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、ハウス内の環境条件を効率よく制御できるため、消費エネルギーを節約することが可能であり、作物に無用なストレスを与えないようにすることができる。
【００１７】
本発明の請求項２に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、温風暖房機と別個に炭酸ガス発生装置を用意する必要がなく、設備投資の無駄を省くことができる。
【００１８】
本発明の請求項３に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、温風暖房機の送風機を利用するため、別個に送風設備を用意する必要がない。従って、設備投資の無駄を省くことが可能である。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、請求項３に記載された発明の効果に加えて、送風手段と温風暖房機の送風機が同時に一つの制御手段の指令に従って連動運転するため、効率の良い制御を行うことができる。
【００２０】
本発明の請求項５に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載された発明の効果に加えて、複数の温風暖房機の運転開始のタイミングをずらすことにより、エネルギーの無用な消費を抑えることができる。
【００２１】
本発明の請求項６に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された発明の効果に加えて、作物の種類、地域、季節、施設規模に応じた環境条件を実現する多様な温度パターンを設定することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の最良の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例について説明する。なお、以下の実施例では、限界高温値及び限界低温値をそれぞれ上下のしきい値とする温度範囲を設定し、ハウス内の気温がこの温度範囲内から外れて作物の生育が阻害されることがないように、温風暖房機の動作を制御している。
【実施例１】
【００２３】
実施例１について図１乃至図５を用いて説明する（特に請求項６に対応）。図１は本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの平面図である。
図１に示すように、施設園芸ハウス用温風暖房システム１は、作物を栽培するハウス２内の環境を調節するものであって、温風を発生させる温風暖房機３ａ〜３ｃと、これらの温風暖房機に接続されたビニルダクト４と、ハウス２内の空気を強制的に循環させる循環扇５ａ，５ｂと、温湿度及び炭酸ガス濃度をそれぞれ検出する温度センサ６ａ〜６ｄ、湿度センサ７及び炭酸ガス濃度検出器８と、温風暖房機３ａ〜３ｃに対して指令信号を送って各々の運転状態を制御するコントローラ９と、コントローラ９に配線接続（図示せず）されたハウス２電気設備用の操作盤１０とを備え、温風暖房機３ａ〜３ｃとコントローラ９は配線１１ａ〜１１ｃによってそれぞれ電気的に接続されている。また、循環扇５ａ，５ｂは図示しない配線によって電気的に接続された操作盤１０によって運転状態を制御されており、運転を開始した場合には運転信号を操作盤１０に送信する。そして、操作盤１０はこの運転信号をさらにコントローラ９に送信する。
【００２４】
ビニルダクト４は、ダクトジョイント１２ａ，１２ｂを介して互いに接続されるとともに、側面部に穴１３が等間隔に設けられた複数のビニルパイプから構成され、その一部は温風暖房機３ａ〜３ｃの吐出口（図示せず）にダクトバンド（図示せず）を用いて固定接続されている。従って、温風暖房機３ａ〜３ｃで発生した温風はビニルダクト４の穴１３からハウス２内に均一に送出される。
【００２５】
温度センサ６ａ〜６ｄは、コントローラ９、温風暖房機３ａ〜３ｃにそれぞれ配線接続されており、温度センサ６ａ〜６ｃは温風暖房機３ａ〜３ｃからそれぞれ２０ｍ程度離して設置され、温度センサ６ｄはコントローラ９から４０ｍ程度離して設置されている。また、湿度センサ７及び炭酸ガス濃度検出器８は、コントローラ９にそれぞれ配線接続されている。なお、本実施例では、コントローラ９をハウス２の骨組み（図示せず）に係止した状態で設置するが、予め園地に埋め込まれた専用のサポート部材に設置しても良い。
【００２６】
次に、温風暖房機について図２乃至図４を用いて説明する。一般に、温風暖房機には間接温風仕様型（以下、間熱型温風暖房機という。）と直接温風仕様型（以下、直火型温風暖房機という。）の２つの形態がある。図２は間熱型温風暖房機の斜視図である。
図２に示すように、間熱型温風暖房機１４は、バーナー１５を用いて熱交換器（図示せず）内において燃料（灯油、重油又はガス）を燃焼させ、燃焼ガスを排気煙突１６から排出するとともに、吸入網１７を通して吸い込んだ空気を熱交換器での熱交換により暖め、内蔵する送風機（図示せず）を用いて温風として吐出口１８から送出する構造となっている。なお、間熱型温風暖房機１４の正面上部には操作盤１９が配置されており、図１で説明したコントローラ９による集中制御を受けるか否かの切換を行うことができる。
このような構造の間熱型温風暖房機１４を図１に示したハウス２に設置した場合、上記の燃焼ガスは排気煙突１６を経由してハウス２外に排出されるため、ハウス２の空気成分を変化させずに気温のみを上昇させることができる。なお、このとき、ハウス２内の相対湿度は下降することになる。
【００２７】
図３は直火型温風暖房機の斜視図である。なお、図２に示したものと同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図３に示すように、直火型温風暖房機２０は、略直角に折れ曲がった直火煙突２１を備え、直火煙突２１の吸入網１７に面した側には排気ガスを排出する開口部（図示せず）が設けられている。
このような構造の直火型温風暖房機２０においては、バーナー１５を用いた熱交換器（図示せず）内での燃料の燃焼により発生した排気ガスは直火煙突２１を経由して吸入網１７から再び装置内に吸い込まれ、熱交換器における熱交換により暖められた空気と混合されて、送風機（図示せず）によって吐出口１８からともに送出されるという作用を有する。このように、燃焼によって発生したすべての熱を暖房に利用することができるので、効率的である。さらに、排気ガスには炭酸ガスが含まれているので、気温だけでなく、炭酸ガス濃度も上昇させることができる。ただし、排気ガス中に生成物として硫黄化合物が含まれないようにするために、燃料は灯油あるいはＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas：石油液化ガス）とする。
【００２８】
図４は直間切換型温風暖房機をハウス内に設置した状態を示す正面図である。なお、図２及び図３に示したものと同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図４に示すように、直間切換型温風暖房機２２は、図２で説明した間熱型温風暖房機１４において、直火煙突２１と、矢印で示す方向に回動自在に軸支された切換ダンパ２３とを備え、切換ダンパ２３は熱交換器（図示せず）内での燃料の燃焼により発生した排気ガスの排出先を排気煙突１６から直火煙突２１へ、あるいはその逆に切換える構造となっている。
このような構造の直間切換型温風暖房機２２においては、切換ダンパ２３を用いて排気ガスの排出先を切り換えることにより、間熱型温風暖房機１４又は直火型温風暖房機２０としてそれぞれ使用することができる。
【００２９】
次に、本実施例の施設園芸ハウス用温風暖房システムの動作について説明する。図５は本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例１の動作手順を示すフローチャートである。なお、図１乃至図４で説明した構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例では、温風暖房機３ａ，３ｂは間熱型温風暖房機１４であり、温風暖房機３ｃは直間切換型温風暖房機２２である。また、循環扇５ａ，５ｂは操作盤１０の指令に従い、湿度センサ７によって検出された相対湿度が予め設定された上限値以上になると運転を開始し、この上限値を下回ると運転を停止する。さらに、直間切換型温風暖房機２２は手動によって切換ダンパ２３を作動させ、炭酸ガス濃度検出器８によって検出された炭酸ガス濃度が予め設定された下限値以下になると間熱型から直火型に切換え、上限値以上になると直火型から間熱型に切換えるものとする。
また、本実施例では、気温の微少な変動を許容して効率の良い制御を行うために、目標温度に対して許容範囲を設定している。以下の説明で使用する上限値及び下限値はこの許容範囲の上下のしきい値をそれぞれ表すものである。
【００３０】
まず、ステップＳ１０でコントローラ９が作動し、温風暖房機３ａ〜３ｃに対して制御を開始する。ステップＳ２０で予め設定された運転開始時刻になっていないとステップＳ２０の前に戻る。これは、運転開始時刻になるまで温風暖房機３ａ〜３ｃが待機状態にあることを意味している。そして、運転開始時刻になるとコントローラ９はステップＳ３０に進む。ここで、ステップＳ２０とステップＳ３０の間に示したＡは実施例３乃至実施例５で後述するサブルーチンを表している。
ステップＳ３０において、温度センサ６ｄによって検出されたハウス２内の気温が予め設定された下限値以下の場合にはステップＳ４０に進み、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中でないときはステップＳ５０に進んで温風暖房機３ａ〜３ｃを作動させ、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中のときはステップＳ５０を迂回してステップＳ６０に進む。一方、ステップＳ３０で上記気温が下限値より高い場合にはステップＳ４０及びステップＳ５０を迂回してステップＳ６０に進む。
次に、ステップＳ６０で上記気温が予め設定された上限値以上の場合にはステップＳ７０に進み、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中のときはステップＳ８０に進んで温風暖房機３ａ〜３ｃの運転を停止させ、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中でないときはステップＳ８０を迂回してステップＳ９０に進む。一方、ステップＳ６０で上記気温が上限値より低い場合にはステップＳ７０及びステップＳ８０を迂回してステップＳ９０に進む。
ステップＳ９０で運転終了時刻になっていない場合にはステップＳ３０の前に戻り、運転終了時刻になった場合にはステップＳ１００に進み、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中のときはステップＳ１１０に進んで温風暖房機３ａ〜３ｃの運転を停止させた後、ステップＳ１２０に進む。一方、ステップＳ１００において、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中でないときはステップＳ１１０を迂回してステップＳ１２０に進み、コントローラ９は制御を終了する。
【００３１】
以上説明したように、本実施例の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、センサによるハウス内の温湿度及び炭酸ガス濃度の検出結果に基づいて環境条件の調整及び管理を行うため、エネルギーを節約することができるとともに、環境条件の制御誤差を小さく抑えることができる。従って、作物に無用なストレスを与えることがない。
【００３２】
なお、本発明の施設園芸ハウス用温風暖房システムの動作手順は本実施例に示したものに限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、ステップＳ１２０でコントローラ９による制御を終了させずに、ステップＳ２０の前に戻るようにしてもよい。そして、複数の運転開始時刻と運転終了時刻を設定し、目標温度に対する許容範囲の上限値及び下限値を各運転開始時刻に対応するように複数設定することによれば、時間の経過とともにハウス２内の気温を段階的に変化させることができる。この場合、作物の種類、地域、季節、施設規模に応じた環境条件を満足する多様な温度パターンを実現することが可能である。
【実施例２】
【００３３】
実施例２について図６を用いて説明する（特に、請求項１及び請求項５に対応）。図６は本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例２の動作手順を示すフローチャートである。本実施例は実施例１の場合と構成要素が同じであり、温風暖房機の動作のみが異なるため、図１乃至図４で説明した構成要素と同じものについては同一の符号を付し、図５で説明した動作手順と同一のものについては同一のステップ番号を付して、それぞれその説明を省略する。特に、図６においてステップＳ３０以前及びステップＳ６０以後のステップは図５と同一のため、図示及び説明を省略する。
また、上限値及び下限値の定義については実施例１と同様である。そして、本実施例で使用する第２の設定値は下限値以下の温度を表し、第１の設定値は第２の設定値よりも低い温度を表している。
さらに、本実施例では、温風暖房機３ａ，３ｂは間熱型温風暖房機１４であり、温風暖房機３ｃは直間切換型温風暖房機２２である。そして、温風暖房機３ａ，３ｃは先発型、温風暖房機３ｂは後発型に設定されている。また、循環扇５ａ，５ｂ及び直間切換型温風暖房機２２の切換ダンパ２３の動作は実施例１と同様である。
【００３４】
ステップＳ３１において、温度センサ６ｄによって検出されたハウス２内の気温が第１の設定値以下の場合にはステップＳ４０に進む。そして、ステップＳ４０で温風暖房機が運転中でない場合はステップＳ５０に進んで、温風暖房機を作動させて、ステップＳ６０に進む。これに対し、ステップＳ４０で温風暖房機が運転中の場合にはステップＳ５０を迂回してステップＳ６０に進む。これはハウス２内の気温が第１の設定値以下の場合には、すべての温風暖房機３ａ〜３ｃを作動させることを意味している。
一方、ステップＳ３１で上記気温が第１の設定値より高い場合は、ステップＳ３２に進み、温風暖房機が先発型の場合にはステップＳ４０に進む。これは、ハウス２内の気温が第１の設定値より高い場合には、先発型の温風暖房機３ａ，３ｃのみを先行して作動させることを意味している。
次に、ステップＳ３２で温風暖房機が先発型でない場合にはステップＳ３３に進み、遅延時間を経過した場合にはステップＳ３４に進み、遅延時間を経過していない場合にはステップＳ３３の前に戻る。そして、ステップＳ３４でハウス２内の気温が第２の設定値より高い場合にはステップＳ６０に進み、第２の設定値以下の場合にはステップＳ４０に進み、温風暖房機が運転中でないときはステップＳ５０に進んで、温風暖房機を作動させて、ステップＳ６０に進む。また、温風暖房機が運転中の場合にはステップＳ５０を迂回してステップＳ６０に進む。これは、遅延時間経過後にハウス２内の気温が第２の設定値を超えていない場合には、すでに運転中の温風暖房機３ａ，３ｃに加えて、後発型の温風暖房機３ｂを作動させることを意味している。
【００３５】
なお、本発明の施設園芸ハウス用温風暖房システムの動作手順は本実施例に示したものに限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、ステップＳ３０で使用する下限値を第２の設定値と同じ値としても良い。この場合、コントローラ９の制御を本実施例の場合よりも簡単なものとすることができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施例の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、温風暖房機を先発型と後発型に分けるとともに後発型に遅延時間を設定し、遅延時間を経過する前にハウス内の気温が所望の値に達した場合には、後発型の温風暖房機を作動させない構成となっているため、エネルギーの無用な消費を抑えることができる。
【実施例３】
【００３７】
実施例３について図７を用いて説明する（特に、請求項２に対応）。図７は本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例３の動作手順を示すフローチャートである。本実施例は実施例１の場合と構成要素が同じであり、温風暖房機の動作のみが異なるため、図１乃至図４で説明した構成要素と同じものについては同一の符号を付して、その説明を省略する。なお、本実施例は図５中にサブルーチンＡとして示した部分に係るものであり、ステップＳ２０以前及びステップＳ３０以後のステップは図５と同一のため、図示及び説明を省略する。
本実施例では、温風暖房機３ａ〜３ｃの種類と循環扇５ａ，５ｂの動作は実施例１と同様である。ただし、温風暖房機３ｃの直間切換型温風暖房機２２は切換ダンパ２３の動作をコントローラ９によって制御されており、運転開始時は直火型となっている。
【００３８】
ステップＳ２１において、炭酸ガス濃度検出器８により検出された炭酸ガス濃度が予め設定された下限値以下の場合にはステップＳ２２に進み、温風暖房機３ｃが間熱型でない場合はステップＳ２４に進み、間熱型である場合はステップＳ２３に進んで、コントローラ９は切換ダンパ２３を作動させて直間切換型温風暖房機２２である温風暖房機３ｃを間熱型から直火型に切換えた後、ステップＳ２４に進む。これに対し、ステップＳ２１で上記炭酸ガス濃度が下限値より高い場合にはステップＳ２２及びステップＳ２３を迂回してステップＳ２４に進む。
次に、ステップＳ２４で上記炭酸ガス濃度が予め設定された上限値以上の場合にはステップＳ２５に進み、温風暖房機が直火型でない場合はステップＳ３０に進み、直火型である場合はステップＳ２６に進んで、コントローラ９は切換ダンパ２３を作動させて直間切換型温風暖房機２２である温風暖房機３ｃを直火型から間熱型に切換えた後、ステップＳ３０に進む。これに対し、ステップＳ２４で上記炭酸ガス濃度が上限値より低い場合にはステップＳ２５及びステップＳ２６を迂回してステップＳ３０に進む。
【００３９】
以上説明したように、本実施例の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、必要に応じて直間切換型温風暖房機を間熱型と直火型にそれぞれ切換えて使用するため、別個に炭酸ガス発生装置を用意する必要がなく、設備投資の無駄を省くことができる。
【実施例４】
【００４０】
実施例４について図８を用いて説明する（特に、請求項３に対応）。図８は本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例４の動作手順を示すフローチャートである。本実施例は実施例１の場合と構成要素が同じであり、温風暖房機の動作のみが異なるため、図１乃至図４で説明した構成要素と同じものについては同一の符号を付して、その説明を省略する。なお、本実施例は図５中にサブルーチンＡとして示した部分に係るものであり、ステップＳ２０以前及びステップＳ３０以後のステップは図５と同一のため、図示及び説明を省略する。
本実施例では、温風暖房機３ａ〜３ｃの種類と循環扇５ａ，５ｂ及び直間切換型温風暖房機２２の切換ダンパ２３の動作は実施例１と同様である。
【００４１】
ステップＳ２１において、コントローラ９が操作盤１０から循環扇５ａ，５ｂの運転開始信号を受信するとステップＳ２２に進み、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中でない場合はステップＳ２５で温風暖房機３ａ〜３ｃの送風機のみを作動させてステップＳ２６に進み、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中の場合はステップＳ２３に進む。ステップＳ２３で、温風暖房機３ａ〜３ｃのバーナー１５及び送風機が運転中である場合はステップＳ２４でコントローラ９はバーナー１５を停止して送風機のみの運転に切換えて、ステップＳ２６に進み、温風暖房機３ａ〜３ｃの送風機のみが運転中である場合はステップＳ２４を迂回してステップＳ２６に進む。これに対し、ステップＳ２１でコントローラ９が上記運転開始信号を受信しない場合にはステップＳ２２乃至ステップＳ２８を迂回してステップＳ３０に進む。
ステップＳ２６でコントローラ９が操作盤１０から循環扇５ａ，５ｂの運転停止信号を受信するとステップＳ２８に進む。これに対し、コントローラ９が上記運転停止信号を受信しない場合にはステップＳ２７に進み、温度センサ６ｄによって検出されたハウス２内の気温が予め設定された下限値より高いとステップＳ２６に戻り、上記気温がこの下限値以下の場合はステップＳ２８に進む。そして、ステップＳ２８でコントローラ９は送風機の運転を停止してステップＳ３０に進む。これは、ハウス２内の相対湿度の調整が完了していない場合であっても、気温が下限値以下になると循環扇５ａ，５ｂと連動運転状態にある温風暖房機３ａ〜３ｃの送風機を停止して気温の調整を優先させることを意味している。
【００４２】
以上説明したように、本実施例の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、循環扇と温風暖房機の送風機を連動運転させるため、ハウス内の空気循環を効率よく行うことができる。そして、別個の送風設備を用意する必要がないため、設備投資の無駄を省くことが可能である。
【実施例５】
【００４３】
実施例５について図９を用いて説明する（特に、請求項４に対応）。図９は本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例５の動作手順を示すフローチャートである。本実施例は実施例１の場合と構成要素が同じであり、温風暖房機の動作のみが異なるため、図１乃至図４で説明した構成要素と同じものについては同一の符号を付して、その説明を省略する。なお、本実施例は図５中にサブルーチンＡとして示した部分に係るものであり、ステップＳ２０以前及びステップＳ３０以後のステップは図５と同一のため、図示及び説明を省略する。
本実施例では、温風暖房機３ａ〜３ｃの種類と直間切換型温風暖房機２２の切換ダンパ２３の動作は実施例１と同様である。また、循環扇５ａ，５ｂの動作は実施例１とは異なり、操作盤１０ではなくコントローラ９によって制御されている。
【００４４】
ステップＳ２１で湿度センサ７により検出された相対湿度が予め設定された上限値以上の場合にはステップＳ２２に進み、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中でない場合はステップＳ２５で温風暖房機３ａ〜３ｃの送風機のみを作動させるとともに循環扇５ａ，５ｂを運転させてステップＳ２６に進み、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中の場合はステップＳ２３に進む。ステップＳ２３で、温風暖房機３ａ〜３ｃのバーナー１５及び送風機が運転中である場合はステップＳ２４でコントローラ９はバーナー１５を停止して送風機のみの運転に切換えるとともに循環扇５ａ，５ｂを運転させて、ステップＳ２６に進み、温風暖房機３ａ〜３ｃの送風機のみが運転中である場合はステップＳ２４を迂回してステップＳ２６に進む。これに対し、ステップＳ２１で上記相対湿度が上限値より低い場合にはステップＳ２７に進み、送風機及び循環扇５ａ，５ｂが運転中の場合はステップＳ２８に進んでコントローラ９は送風機及び循環扇５ａ，５ｂの運転を停止し、送風機及び循環扇５ａ，５ｂが運転中でない場合はステップＳ２８を迂回してステップＳ３０に進む。
ステップＳ２６において、温度センサ６ｄによって検出されたハウス２内の気温が予め設定された下限値より高いとステップＳ２１に戻り、上記気温がこの下限値以下の場合はステップＳ２８に進む。そして、ステップＳ２８でコントローラ９は送風機及び循環扇５ａ，５ｂの運転を停止してステップＳ３０に進む。これは、ハウス２内の相対湿度の調整が完了していない場合であっても、気温が下限値以下になると温風暖房機３ａ〜３ｃの送風機及び循環扇５ａ，５ｂの運転を停止して、気温の調整を優先させることを意味している。
【００４５】
以上説明したように、本実施例の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、実施例４の場合と同様の効果を有するとともに、循環扇と温風暖房機の送風機を同時に一台のコントローラの指令によって連動運転させるため、両者を効率よく制御することができる。
【００４６】
なお、本発明の施設園芸ハウス用温風暖房システムは本実施例に示したものに限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、温風暖房機の台数は３台に限らず、ハウスの規模に応じて増減させて良い。このとき、複数台の温風暖房機の少なくとも１台を直間切換型温風暖房機とすることが望ましいが、直間切換型温風暖房機の代わりに直火型温風暖房機を使用しても良い。さらに、ハウス内の気温を検出する際に、コントローラに接続された温度センサを使用する代わりに各温風暖房機に接続された温度センサを使用することができる。加えて、温湿度及び炭酸ガス濃度が予め設定された上限値又は下限値に達した場合に、音や光などで警報を発するようにしても良い。例えば、操作盤上のランプを点灯させて警報として表示させることができる。
また、実施例１の変形例の場合と同様に、複数の運転開始時刻と運転終了時刻を設定し、炭酸ガス濃度の上限値及び下限値あるいは相対湿度の上限値を各運転開始時刻に対応するように複数設定することとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上説明したように、本発明の請求項１乃至請求項６に記載された発明は、規模の大小によらず、作物を栽培するすべての施設園芸ハウスに対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの平面図である。
【図２】間熱型温風暖房機の斜視図である。
【図３】直火型温風暖房機の斜視図である。
【図４】直間切換型温風暖房機をハウス内に設置した状態を示す正面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例１の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例２の動作手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例３の動作手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例４の動作手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例５の動作手順を示すフローチャートである。
【図１０】従来技術に係るハウス用暖房機の制御装置の概略構成を表したシステム・ブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…施設園芸ハウス用温風暖房システム ２…ハウス ３ａ〜３ｃ…温風暖房機 ４…ビニルダクト ５ａ，５ｂ…循環扇 ６ａ〜６ｄ…温度センサ ７…湿度センサ ８…炭酸ガス濃度検出器 ９…コントローラ １０…操作盤 １１ａ〜１１ｃ…配線 １２ａ，１２ｂ…ダクトジョイント １３…穴 １４…間熱型温風暖房機 １５…バーナー １６…排気煙突 １７…吸入網 １８…吐出口 １９…操作盤 ２０…直火型温風暖房機 ２１…直火煙突 ２２…直間切換型温風暖房機 ２３…切換ダンパ １０１ａ，１０１ｂ…温度センサ １０２…送風機（又はポンプ） １０３…バーナー（又はボイラ） １０４…制御装置 １０５…電子制御回路 １０５ａ…ＣＰＵ １０５ｂ…ＲＯＭ １０５ｃ…ＲＡＭ １０５ｄ…Ｉ／Ｏポート １０５ｅ…バスライン １０６…入力回路 １０７…コントロール回路 １０８…温調回路 １０９…時間設定回路 １１０…温度設定回路 １１１…補正回路 １１２…タイマー回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作物を栽培する施設園芸ハウス内の環境を調節する暖房システムに係り、特に、温湿度及び炭酸ガス濃度を調節可能な施設園芸ハウス用温風暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
施設園芸ハウス（以下、ハウスという。）を利用して作物を栽培する場合、作物の生育に適するように温湿度、空気循環、炭酸ガス濃度などを常に最適に保つ必要がある。そのため、近年では、上記ハウス内環境の調整は自動化されつつある。例えば、地窓天窓の自動開閉や暖房機、換気扇、送風機、炭酸ガス発生装置の自動運転などによって温湿度の調整やハウス内の空気循環及び炭酸ガスの供給が行われている。通常、これらの自動設備は所定の時刻になると運転を開始し、あるいは停止するように設定されている。しかしながら、ハウスの形態は、作物の種類、地域、季節、施設規模によって様々であり、同一作物であっても生育時期によって環境条件が異なるため、一度設定した運転条件を変更し直す必要があった。また、実際のハウス内環境に即した柔軟な運転ができないという課題があった。
【０００３】
このような課題に対処するため、いくつかの発明や考案が開示されている。例えば特許文献１には、「ハウス用暖房機の制御装置」という名称で、センサが故障した場合でもハウス内の暖房運転を安全に制御することができるハウス用暖房機の制御装置に関する発明が開示されている。
【０００４】
以下、図１０を参照しながら、特許文献１に開示された発明について説明する。図１０は従来技術に係るハウス用暖房機の制御装置の概略構成を表したシステム・ブロック図である。
図１０に示すように、従来技術に係る「ハウス用暖房機の制御装置」は、複数の温度センサ１０１ａ、１０１ｂと、送風機１０２と、バーナー１０３と、制御装置１０４とからなり、制御装置１０４は温度センサ１０１ａ等の信号に基づいて、送風機１０２及びバーナー１０３を制御している。制御装置１０４は、温度センサ１０１ａ等に接続された入力回路１０６と、装置全体の運転状態を統括するコントロール回路１０７と、入力回路１０６からの信号に応じて送風機１０２及びバーナー１０３の運転を調節する温調回路１０８と、ハウス内の暖房運転の開始時間と目標温度をそれぞれ設定入力する時間設定回路１０９及び温度設定回路１１０と、温度センサ１０１ａ等のいずれか一方にトラブルが発生した場合に正常な温度センサからの信号を基準値とするために温度センサからの検出信号を読み込む補正回路１１１と、予め設定したタイミングでクロックパルスを出力するタイマー回路１１２及びこれらの回路からの情報に基づき、送風機１０２及びバーナー１０３に駆動信号を出力する電子制御回路１０５とから構成されている。なお、制御装置１０４は、ＣＰＵ１０５ａと、ＲＯＭ１０５ｂと、ＲＡＭ１０５ｃと、Ｉ／Ｏポート１０５ｄと、これらを接続するバスライン１０５ｅとを備えた周知のマイクロコンピュータである。
このような構造においては、複数の温度センサのいずれか一つにトラブルが発生しても他のセンサがバックアップとして機能するので、送風機１０２及びバーナー１０３が運転を停止したり、暴走運転を起こすことがない。また、全ての温度センサが機能しなくなった場合には、タイマー回路１１２に予め設定されている信号に応じて送風機１０２及びバーナー１０３の運転を続行することができるので、ハウス内の暖房運転の停止や暴走によって、作物が大打撃を受けることがない。
【０００５】
また、特許文献２には「高温型熱風加温機を用いる施設園芸用温室の暖房方法と装置」という名称で、中規模（面積が１，０００ｍ２）以上の温室を温水暖房設備を用いずに小型の加温機を少数用いて暖房する方法とその装置に関する発明が開示されている。
特許文献２に開示された「高温型熱風加温機を用いる施設園芸用温室の暖房方法と装置」は、高温型熱風加温機に連結した小口径の熱風ダクトを圃場内に延在させ、その端末部を温風吹出し口が形成された温風吹出しユニットに連結させるとともにこの温風吹出し口の近傍に送風機を配置したことを特徴とするものである。
このような構造の暖房装置においては、熱風ダクトを介して高温型熱風加温機から温風吹出しユニットに送り込まれた熱風を温風吹出しユニット内に別途吸い込まれた温室内空気と混合し、温風として温風吹出し口から温室内四方へ吹出すことができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−５６７２３号公報
【特許文献２】特開２００２−３０５９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の従来技術である特許文献１に開示された発明は、温度センサのトラブルによる装置の暴走運転を防止することができるものの、作物の種類、地域、季節、施設規模に応じた環境条件を実現する多様な温度パターンを設定することができないという課題があった。
【０００８】
また、特許文献２に開示された発明においては、ハウス内の湿度及び炭酸ガス濃度については調整・管理を行うことができないという課題があった。
【０００９】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、温湿度や炭酸ガス濃度を調節可能な施設園芸ハウス用温風暖房システム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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明である施設園芸ハウス用温風暖房システムは、作物を栽培する施設園芸ハウス内の環境を調節する暖房システムにおいて、所望の装置に対して指令信号を発してその動作を制御する制御手段と、指令信号に従って動作する少なくとも１機ずつ備えられる先発型と後発型の温風暖房機と、これらの温風暖房機に接続されてハウス内の所望の箇所に温風を送出する温風ダクトと、ハウス内の気温を検出する温度検出手段とを備え、温風暖房機は温風を温風ダクトへ送り込むための送風機と、熱交換器内における燃料の燃焼に伴う発熱により温風を発生させる温風発生手段とを有し、制御手段は、温度検出手段によって検出される気温が予め定められた第１の設定値以下の場合には、先発型の温風暖房機と後発型の温風暖房機に対して温風発生手段と送風機の運転を開始させるために同時に指令信号を発し、温度が第１の設定値より高い場合には運転開始のための指令信号を先発型の温風暖房機のみに発し、その後気温が、予め定められた遅延時間経過後、予め定められた第２の設定値に到達しない場合には後発型の温風暖房機にも運転開始のための指令信号を発することを特徴とするものである。
上記構成の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、ハウス内の気温の検出結果に基づいて環境条件の調整及び管理を行うため、制御誤差が小さく抑えられるという作用を有する。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、ハウス内の環境を調節する暖房システムにおいて、所望の装置に対して指令信号を発してその動作を制御する制御手段と、指令信号に従って動作するひとつ或いは複数の温風暖房機と、この温風暖房機に接続されてハウス内の所望の箇所に温風を送出する温風ダクトと、ハウス内の気温を検出する温度検出手段と、ハウス内の炭酸ガス濃度を検出する炭酸ガス濃度検出手段とを備え、温風暖房機は温風を温風ダクトへ送り込むための送風機と、熱交換器内における燃料の燃焼に伴う発熱により温風を発生させる温風発生手段とを有し、熱交換器はその出口に切換機構を備え、燃焼後の排気ガスの排出先をハウス内あるいはハウス外へ切り替え可能であり、制御手段は気温が予め入力された設定値に達すると温風発生手段及び送風機の運転を開始若しくは停止させるための指令信号を発するとともに、炭酸ガス濃度が予め入力された設定値に達すると切換機構を作動させて排気ガスの排出先を切り替えることを特徴とするものである。
上記構成の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、温風暖房機によってハウス内の炭酸ガス濃度が調整されるという作用を有する。
【００１２】
請求項３記載の発明は、ハウス内の環境を調節する暖房システムにおいて、所望の装置に対して指令信号を発してその動作を制御する制御手段と、指令信号に従って動作するひとつ或いは複数の温風暖房機と、この温風暖房機に接続されてハウス内の所望の箇所に温風を送出する温風ダクトと、ハウス内の気温を検出する温度検出手段と、ハウス内の空気の循環及び排出を行う送風手段とを備え、温風暖房機は温風を温風ダクトへ送り込むための送風機と、熱交換器内における燃料の燃焼に伴う発熱により温風を発生させる温風発生手段とを有し、制御手段は気温が予め入力された設定値に達すると温風発生手段及び送風機の運転を開始若しくは停止させるための指令信号を発するとともに、送風手段の運転開始信号を受信すると温風暖房機に対して送風機のみを運転させるための指令信号を発し、送風手段の運転停止信号を受信すると送風機の運転を停止させるための指令信号を発することを特徴とするものである。
上記構成の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、送風手段を作動させる際には温風暖房機の送風機のみを連動運転させるため、外部へ暖気が無駄に排出されず、ハウス内の空気が効率よく循環されるという作用を有する。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいて、ハウス内の湿度を検出する湿度検出手段を備え、送風手段は制御手段の指令信号に従ってハウス内の空気の循環及び排出を行い、制御手段は湿度が予め入力された上限値以上の場合には温風暖房機に対して送風機のみを運転させるための指令信号を発するとともに送風手段に対して運転を開始させるための指令信号を発し、湿度が予め入力された上限値を下回ると温風暖房機に対して送風機の運転を停止させるための指令信号を発するとともに送風手段に対して運転を停止させるための指令信号を発することを特徴とするものである。
上記構成の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、請求項３に記載の発明と同様の作用を有する。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のハウス内の環境を調節する暖房システムにおいて、所望の装置に対して指令信号を発してその動作を制御する制御手段と、指令信号に従って動作するひとつ或いは複数の温風暖房機と、この温風暖房機に接続されてハウス内の所望の箇所に温風を送出する温風ダクトと、ハウス内の気温を検出する温度検出手段とを備え、温風暖房機は温風を温風ダクトへ送り込むための送風機と、熱交換器内における燃料の燃焼に伴う発熱により温風を発生させる温風発生手段とを有し、制御手段は指令信号を発する時刻を予め複数設定することが可能であり、この設定した時刻毎に温風発生手段及び送風機の運転を開始若しくは停止させるための指令信号を発するとともに、予め設定された時刻になる前に気温が予め入力された設定値に達すると温風発生手段及び送風機の運転を停止させるための指令信号を発することを特徴とするものである。
上記構成の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載された発明の作用に加えて、複数の温風暖房機が時間差をおいて運転を開始するという作用を有する。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいて、制御手段は、設定値を予め入力された設定時刻毎に設定可能であり、設定時刻毎に設定値を変更可能であることを特徴とするものである。
上記構成の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された発明の作用に加えて、複数の運転開始時刻と運転終了時刻を設定し、目標温度に対する許容範囲の上限値及び下限値を各運転開始時刻に対応するように複数設定した場合には、時間の経過とともにハウス内の気温が段階的に変化するという作用を有する。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明の請求項１に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、ハウス内の環境条件を効率よく制御できるため、消費エネルギーを節約することが可能であり、作物に無用なストレスを与えないようにすることができる。
【００１７】
本発明の請求項２に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、温風暖房機と別個に炭酸ガス発生装置を用意する必要がなく、設備投資の無駄を省くことができる。
【００１８】
本発明の請求項３に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、温風暖房機の送風機を利用するため、別個に送風設備を用意する必要がない。従って、設備投資の無駄を省くことが可能である。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、請求項３に記載された発明の効果に加えて、送風手段と温風暖房機の送風機が同時に一つの制御手段の指令に従って連動運転するため、効率の良い制御を行うことができる。
【００２０】
本発明の請求項５に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載された発明の効果に加えて、複数の温風暖房機の運転開始のタイミングをずらすことにより、エネルギーの無用な消費を抑えることができる。
【００２１】
本発明の請求項６に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された発明の効果に加えて、作物の種類、地域、季節、施設規模に応じた環境条件を実現する多様な温度パターンを設定することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の最良の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例について説明する。なお、以下の実施例では、限界高温値及び限界低温値をそれぞれ上下のしきい値とする温度範囲を設定し、ハウス内の気温がこの温度範囲内から外れて作物の生育が阻害されることがないように、温風暖房機の動作を制御している。
【実施例１】
【００２３】
実施例１について図１乃至図５を用いて説明する（特に請求項６に対応）。図１は本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの平面図である。
図１に示すように、施設園芸ハウス用温風暖房システム１は、作物を栽培するハウス２内の環境を調節するものであって、温風を発生させる温風暖房機３ａ〜３ｃと、これらの温風暖房機に接続されたビニルダクト４と、ハウス２内の空気を強制的に循環させる循環扇５ａ，５ｂと、温湿度及び炭酸ガス濃度をそれぞれ検出する温度センサ６ａ〜６ｄ、湿度センサ７及び炭酸ガス濃度検出器８と、温風暖房機３ａ〜３ｃに対して指令信号を送って各々の運転状態を制御するコントローラ９と、コントローラ９に配線接続（図示せず）されたハウス２電気設備用の操作盤１０とを備え、温風暖房機３ａ〜３ｃとコントローラ９は配線１１ａ〜１１ｃによってそれぞれ電気的に接続されている。また、循環扇５ａ，５ｂは図示しない配線によって電気的に接続された操作盤１０によって運転状態を制御されており、運転を開始した場合には運転信号を操作盤１０に送信する。そして、操作盤１０はこの運転信号をさらにコントローラ９に送信する。
【００２４】
ビニルダクト４は、ダクトジョイント１２ａ，１２ｂを介して互いに接続されるとともに、側面部に穴１３が等間隔に設けられた複数のビニルパイプから構成され、その一部は温風暖房機３ａ〜３ｃの吐出口（図示せず）にダクトバンド（図示せず）を用いて固定接続されている。従って、温風暖房機３ａ〜３ｃで発生した温風はビニルダクト４の穴１３からハウス２内に均一に送出される。
【００２５】
温度センサ６ａ〜６ｄは、コントローラ９、温風暖房機３ａ〜３ｃにそれぞれ配線接続されており、温度センサ６ａ〜６ｃは温風暖房機３ａ〜３ｃからそれぞれ２０ｍ程度離して設置され、温度センサ６ｄはコントローラ９から４０ｍ程度離して設置されている。また、湿度センサ７及び炭酸ガス濃度検出器８は、コントローラ９にそれぞれ配線接続されている。なお、本実施例では、コントローラ９をハウス２の骨組み（図示せず）に係止した状態で設置するが、予め園地に埋め込まれた専用のサポート部材に設置しても良い。
【００２６】
次に、温風暖房機について図２乃至図４を用いて説明する。一般に、温風暖房機には間接温風仕様型（以下、間熱型温風暖房機という。）と直接温風仕様型（以下、直火型温風暖房機という。）の２つの形態がある。図２は間熱型温風暖房機の斜視図である。
図２に示すように、間熱型温風暖房機１４は、バーナー１５を用いて熱交換器（図示せず）内において燃料（灯油、重油又はガス）を燃焼させ、燃焼ガスを排気煙突１６から排出するとともに、吸入網１７を通して吸い込んだ空気を熱交換器での熱交換により暖め、内蔵する送風機（図示せず）を用いて温風として吐出口１８から送出する構造となっている。なお、間熱型温風暖房機１４の正面上部には操作盤１９が配置されており、図１で説明したコントローラ９による集中制御を受けるか否かの切換を行うことができる。
このような構造の間熱型温風暖房機１４を図１に示したハウス２に設置した場合、上記の燃焼ガスは排気煙突１６を経由してハウス２外に排出されるため、ハウス２の空気成分を変化させずに気温のみを上昇させることができる。なお、このとき、ハウス２内の相対湿度は下降することになる。
【００２７】
図３は直火型温風暖房機の斜視図である。なお、図２に示したものと同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図３に示すように、直火型温風暖房機２０は、略直角に折れ曲がった直火煙突２１を備え、直火煙突２１の吸入網１７に面した側には排気ガスを排出する開口部（図示せず）が設けられている。
このような構造の直火型温風暖房機２０においては、バーナー１５を用いた熱交換器（図示せず）内での燃料の燃焼により発生した排気ガスは直火煙突２１を経由して吸入網１７から再び装置内に吸い込まれ、熱交換器における熱交換により暖められた空気と混合されて、送風機（図示せず）によって吐出口１８からともに送出されるという作用を有する。このように、燃焼によって発生したすべての熱を暖房に利用することができるので、効率的である。さらに、排気ガスには炭酸ガスが含まれているので、気温だけでなく、炭酸ガス濃度も上昇させることができる。ただし、排気ガス中に生成物として硫黄化合物が含まれないようにするために、燃料は灯油あるいはＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas：石油液化ガス）とする。
【００２８】
図４は直間切換型温風暖房機をハウス内に設置した状態を示す正面図である。なお、図２及び図３に示したものと同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図４に示すように、直間切換型温風暖房機２２は、図２で説明した間熱型温風暖房機１４において、直火煙突２１と、矢印で示す方向に回動自在に軸支された切換ダンパ２３とを備え、切換ダンパ２３は熱交換器（図示せず）内での燃料の燃焼により発生した排気ガスの排出先を排気煙突１６から直火煙突２１へ、あるいはその逆に切換える構造となっている。
このような構造の直間切換型温風暖房機２２においては、切換ダンパ２３を用いて排気ガスの排出先を切り換えることにより、間熱型温風暖房機１４又は直火型温風暖房機２０としてそれぞれ使用することができる。
【００２９】
次に、本実施例の施設園芸ハウス用温風暖房システムの動作について説明する。図５は本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例１の動作手順を示すフローチャートである。なお、図１乃至図４で説明した構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例では、温風暖房機３ａ，３ｂは間熱型温風暖房機１４であり、温風暖房機３ｃは直間切換型温風暖房機２２である。また、循環扇５ａ，５ｂは操作盤１０の指令に従い、湿度センサ７によって検出された相対湿度が予め設定された上限値以上になると運転を開始し、この上限値を下回ると運転を停止する。さらに、直間切換型温風暖房機２２は手動によって切換ダンパ２３を作動させ、炭酸ガス濃度検出器８によって検出された炭酸ガス濃度が予め設定された下限値以下になると間熱型から直火型に切換え、上限値以上になると直火型から間熱型に切換えるものとする。
また、本実施例では、気温の微少な変動を許容して効率の良い制御を行うために、目標温度に対して許容範囲を設定している。以下の説明で使用する上限値及び下限値はこの許容範囲の上下のしきい値をそれぞれ表すものである。
【００３０】
まず、ステップＳ１０でコントローラ９が作動し、温風暖房機３ａ〜３ｃに対して制御を開始する。ステップＳ２０で予め設定された運転開始時刻になっていないとステップＳ２０の前に戻る。これは、運転開始時刻になるまで温風暖房機３ａ〜３ｃが待機状態にあることを意味している。そして、運転開始時刻になるとコントローラ９はステップＳ３０に進む。ここで、ステップＳ２０とステップＳ３０の間に示したＡは実施例３乃至実施例５で後述するサブルーチンを表している。
ステップＳ３０において、温度センサ６ｄによって検出されたハウス２内の気温が予め設定された下限値以下の場合にはステップＳ４０に進み、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中でないときはステップＳ５０に進んで温風暖房機３ａ〜３ｃを作動させ、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中のときはステップＳ５０を迂回してステップＳ６０に進む。一方、ステップＳ３０で上記気温が下限値より高い場合にはステップＳ４０及びステップＳ５０を迂回してステップＳ６０に進む。
次に、ステップＳ６０で上記気温が予め設定された上限値以上の場合にはステップＳ７０に進み、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中のときはステップＳ８０に進んで温風暖房機３ａ〜３ｃの運転を停止させ、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中でないときはステップＳ８０を迂回してステップＳ９０に進む。一方、ステップＳ６０で上記気温が上限値より低い場合にはステップＳ７０及びステップＳ８０を迂回してステップＳ９０に進む。
ステップＳ９０で運転終了時刻になっていない場合にはステップＳ３０の前に戻り、運転終了時刻になった場合にはステップＳ１００に進み、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中のときはステップＳ１１０に進んで温風暖房機３ａ〜３ｃの運転を停止させた後、ステップＳ１２０に進む。一方、ステップＳ１００において、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中でないときはステップＳ１１０を迂回してステップＳ１２０に進み、コントローラ９は制御を終了する。
【００３１】
以上説明したように、本実施例の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、センサによるハウス内の温湿度及び炭酸ガス濃度の検出結果に基づいて環境条件の調整及び管理を行うため、エネルギーを節約することができるとともに、環境条件の制御誤差を小さく抑えることができる。従って、作物に無用なストレスを与えることがない。
【００３２】
なお、本発明の施設園芸ハウス用温風暖房システムの動作手順は本実施例に示したものに限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、ステップＳ１２０でコントローラ９による制御を終了させずに、ステップＳ２０の前に戻るようにしてもよい。そして、複数の運転開始時刻と運転終了時刻を設定し、目標温度に対する許容範囲の上限値及び下限値を各運転開始時刻に対応するように複数設定することによれば、時間の経過とともにハウス２内の気温を段階的に変化させることができる。この場合、作物の種類、地域、季節、施設規模に応じた環境条件を満足する多様な温度パターンを実現することが可能である。
【実施例２】
【００３３】
実施例２について図６を用いて説明する（特に、請求項１及び請求項５に対応）。図６は本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例２の動作手順を示すフローチャートである。本実施例は実施例１の場合と構成要素が同じであり、温風暖房機の動作のみが異なるため、図１乃至図４で説明した構成要素と同じものについては同一の符号を付し、図５で説明した動作手順と同一のものについては同一のステップ番号を付して、それぞれその説明を省略する。特に、図６においてステップＳ３０以前及びステップＳ６０以後のステップは図５と同一のため、図示及び説明を省略する。
また、上限値及び下限値の定義については実施例１と同様である。そして、本実施例で使用する第２の設定値は下限値以下の温度を表し、第１の設定値は第２の設定値よりも低い温度を表している。
さらに、本実施例では、温風暖房機３ａ，３ｂは間熱型温風暖房機１４であり、温風暖房機３ｃは直間切換型温風暖房機２２である。そして、温風暖房機３ａ，３ｃは先発型、温風暖房機３ｂは後発型に設定されている。また、循環扇５ａ，５ｂ及び直間切換型温風暖房機２２の切換ダンパ２３の動作は実施例１と同様である。
【００３４】
ステップＳ３１において、温度センサ６ｄによって検出されたハウス２内の気温が第１の設定値以下の場合にはステップＳ４０に進む。そして、ステップＳ４０で温風暖房機が運転中でない場合はステップＳ５０に進んで、温風暖房機を作動させて、ステップＳ６０に進む。これに対し、ステップＳ４０で温風暖房機が運転中の場合にはステップＳ５０を迂回してステップＳ６０に進む。これはハウス２内の気温が第１の設定値以下の場合には、すべての温風暖房機３ａ〜３ｃを作動させることを意味している。
一方、ステップＳ３１で上記気温が第１の設定値より高い場合は、ステップＳ３２に進み、温風暖房機が先発型の場合にはステップＳ４０に進む。これは、ハウス２内の気温が第１の設定値より高い場合には、先発型の温風暖房機３ａ，３ｃのみを先行して作動させることを意味している。
次に、ステップＳ３２で温風暖房機が先発型でない場合にはステップＳ３３に進み、遅延時間を経過した場合にはステップＳ３４に進み、遅延時間を経過していない場合にはステップＳ３３の前に戻る。そして、ステップＳ３４でハウス２内の気温が第２の設定値より高い場合にはステップＳ６０に進み、第２の設定値以下の場合にはステップＳ４０に進み、温風暖房機が運転中でないときはステップＳ５０に進んで、温風暖房機を作動させて、ステップＳ６０に進む。また、温風暖房機が運転中の場合にはステップＳ５０を迂回してステップＳ６０に進む。これは、遅延時間経過後にハウス２内の気温が第２の設定値を超えていない場合には、すでに運転中の温風暖房機３ａ，３ｃに加えて、後発型の温風暖房機３ｂを作動させることを意味している。
【００３５】
なお、本発明の施設園芸ハウス用温風暖房システムの動作手順は本実施例に示したものに限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、ステップＳ３０で使用する下限値を第２の設定値と同じ値としても良い。この場合、コントローラ９の制御を本実施例の場合よりも簡単なものとすることができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施例の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、温風暖房機を先発型と後発型に分けるとともに後発型に遅延時間を設定し、遅延時間を経過する前にハウス内の気温が所望の値に達した場合には、後発型の温風暖房機を作動させない構成となっているため、エネルギーの無用な消費を抑えることができる。
【実施例３】
【００３７】
実施例３について図７を用いて説明する（特に、請求項２に対応）。図７は本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例３の動作手順を示すフローチャートである。本実施例は実施例１の場合と構成要素が同じであり、温風暖房機の動作のみが異なるため、図１乃至図４で説明した構成要素と同じものについては同一の符号を付して、その説明を省略する。なお、本実施例は図５中にサブルーチンＡとして示した部分に係るものであり、ステップＳ２０以前及びステップＳ３０以後のステップは図５と同一のため、図示及び説明を省略する。
本実施例では、温風暖房機３ａ〜３ｃの種類と循環扇５ａ，５ｂの動作は実施例１と同様である。ただし、温風暖房機３ｃの直間切換型温風暖房機２２は切換ダンパ２３の動作をコントローラ９によって制御されており、運転開始時は直火型となっている。
【００３８】
ステップＳ２１において、炭酸ガス濃度検出器８により検出された炭酸ガス濃度が予め設定された下限値以下の場合にはステップＳ２２に進み、温風暖房機３ｃが間熱型でない場合はステップＳ２４に進み、間熱型である場合はステップＳ２３に進んで、コントローラ９は切換ダンパ２３を作動させて直間切換型温風暖房機２２である温風暖房機３ｃを間熱型から直火型に切換えた後、ステップＳ２４に進む。これに対し、ステップＳ２１で上記炭酸ガス濃度が下限値より高い場合にはステップＳ２２及びステップＳ２３を迂回してステップＳ２４に進む。
次に、ステップＳ２４で上記炭酸ガス濃度が予め設定された上限値以上の場合にはステップＳ２５に進み、温風暖房機が直火型でない場合はステップＳ３０に進み、直火型である場合はステップＳ２６に進んで、コントローラ９は切換ダンパ２３を作動させて直間切換型温風暖房機２２である温風暖房機３ｃを直火型から間熱型に切換えた後、ステップＳ３０に進む。これに対し、ステップＳ２４で上記炭酸ガス濃度が上限値より低い場合にはステップＳ２５及びステップＳ２６を迂回してステップＳ３０に進む。
【００３９】
以上説明したように、本実施例の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、必要に応じて直間切換型温風暖房機を間熱型と直火型にそれぞれ切換えて使用するため、別個に炭酸ガス発生装置を用意する必要がなく、設備投資の無駄を省くことができる。
【実施例４】
【００４０】
実施例４について図８を用いて説明する（特に、請求項３に対応）。図８は本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例４の動作手順を示すフローチャートである。本実施例は実施例１の場合と構成要素が同じであり、温風暖房機の動作のみが異なるため、図１乃至図４で説明した構成要素と同じものについては同一の符号を付して、その説明を省略する。なお、本実施例は図５中にサブルーチンＡとして示した部分に係るものであり、ステップＳ２０以前及びステップＳ３０以後のステップは図５と同一のため、図示及び説明を省略する。
本実施例では、温風暖房機３ａ〜３ｃの種類と循環扇５ａ，５ｂ及び直間切換型温風暖房機２２の切換ダンパ２３の動作は実施例１と同様である。
【００４１】
ステップＳ２１において、コントローラ９が操作盤１０から循環扇５ａ，５ｂの運転開始信号を受信するとステップＳ２２に進み、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中でない場合はステップＳ２５で温風暖房機３ａ〜３ｃの送風機のみを作動させてステップＳ２６に進み、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中の場合はステップＳ２３に進む。ステップＳ２３で、温風暖房機３ａ〜３ｃのバーナー１５及び送風機が運転中である場合はステップＳ２４でコントローラ９はバーナー１５を停止して送風機のみの運転に切換えて、ステップＳ２６に進み、温風暖房機３ａ〜３ｃの送風機のみが運転中である場合はステップＳ２４を迂回してステップＳ２６に進む。これに対し、ステップＳ２１でコントローラ９が上記運転開始信号を受信しない場合にはステップＳ２２乃至ステップＳ２８を迂回してステップＳ３０に進む。
ステップＳ２６でコントローラ９が操作盤１０から循環扇５ａ，５ｂの運転停止信号を受信するとステップＳ２８に進む。これに対し、コントローラ９が上記運転停止信号を受信しない場合にはステップＳ２７に進み、温度センサ６ｄによって検出されたハウス２内の気温が予め設定された下限値より高いとステップＳ２６に戻り、上記気温がこの下限値以下の場合はステップＳ２８に進む。そして、ステップＳ２８でコントローラ９は送風機の運転を停止してステップＳ３０に進む。これは、ハウス２内の相対湿度の調整が完了していない場合であっても、気温が下限値以下になると循環扇５ａ，５ｂと連動運転状態にある温風暖房機３ａ〜３ｃの送風機を停止して気温の調整を優先させることを意味している。
【００４２】
以上説明したように、本実施例の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、循環扇と温風暖房機の送風機を連動運転させるため、ハウス内の空気循環を効率よく行うことができる。そして、別個の送風設備を用意する必要がないため、設備投資の無駄を省くことが可能である。
【実施例５】
【００４３】
実施例５について図９を用いて説明する（特に、請求項４に対応）。図９は本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例５の動作手順を示すフローチャートである。本実施例は実施例１の場合と構成要素が同じであり、温風暖房機の動作のみが異なるため、図１乃至図４で説明した構成要素と同じものについては同一の符号を付して、その説明を省略する。なお、本実施例は図５中にサブルーチンＡとして示した部分に係るものであり、ステップＳ２０以前及びステップＳ３０以後のステップは図５と同一のため、図示及び説明を省略する。
本実施例では、温風暖房機３ａ〜３ｃの種類と直間切換型温風暖房機２２の切換ダンパ２３の動作は実施例１と同様である。また、循環扇５ａ，５ｂの動作は実施例１とは異なり、操作盤１０ではなくコントローラ９によって制御されている。
【００４４】
ステップＳ２１で湿度センサ７により検出された相対湿度が予め設定された上限値以上の場合にはステップＳ２２に進み、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中でない場合はステップＳ２５で温風暖房機３ａ〜３ｃの送風機のみを作動させるとともに循環扇５ａ，５ｂを運転させてステップＳ２６に進み、温風暖房機３ａ〜３ｃが運転中の場合はステップＳ２３に進む。ステップＳ２３で、温風暖房機３ａ〜３ｃのバーナー１５及び送風機が運転中である場合はステップＳ２４でコントローラ９はバーナー１５を停止して送風機のみの運転に切換えるとともに循環扇５ａ，５ｂを運転させて、ステップＳ２６に進み、温風暖房機３ａ〜３ｃの送風機のみが運転中である場合はステップＳ２４を迂回してステップＳ２６に進む。これに対し、ステップＳ２１で上記相対湿度が上限値より低い場合にはステップＳ２７に進み、送風機及び循環扇５ａ，５ｂが運転中の場合はステップＳ２８に進んでコントローラ９は送風機及び循環扇５ａ，５ｂの運転を停止し、送風機及び循環扇５ａ，５ｂが運転中でない場合はステップＳ２８を迂回してステップＳ３０に進む。
ステップＳ２６において、温度センサ６ｄによって検出されたハウス２内の気温が予め設定された下限値より高いとステップＳ２１に戻り、上記気温がこの下限値以下の場合はステップＳ２８に進む。そして、ステップＳ２８でコントローラ９は送風機及び循環扇５ａ，５ｂの運転を停止してステップＳ３０に進む。これは、ハウス２内の相対湿度の調整が完了していない場合であっても、気温が下限値以下になると温風暖房機３ａ〜３ｃの送風機及び循環扇５ａ，５ｂの運転を停止して、気温の調整を優先させることを意味している。
【００４５】
以上説明したように、本実施例の施設園芸ハウス用温風暖房システムにおいては、実施例４の場合と同様の効果を有するとともに、循環扇と温風暖房機の送風機を同時に一台のコントローラの指令によって連動運転させるため、両者を効率よく制御することができる。
【００４６】
なお、本発明の施設園芸ハウス用温風暖房システムは本実施例に示したものに限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、温風暖房機の台数は３台に限らず、ハウスの規模に応じて増減させて良い。このとき、複数台の温風暖房機の少なくとも１台を直間切換型温風暖房機とすることが望ましいが、直間切換型温風暖房機の代わりに直火型温風暖房機を使用しても良い。さらに、ハウス内の気温を検出する際に、コントローラに接続された温度センサを使用する代わりに各温風暖房機に接続された温度センサを使用することができる。加えて、温湿度及び炭酸ガス濃度が予め設定された上限値又は下限値に達した場合に、音や光などで警報を発するようにしても良い。例えば、操作盤上のランプを点灯させて警報として表示させることができる。
また、実施例１の変形例の場合と同様に、複数の運転開始時刻と運転終了時刻を設定し、炭酸ガス濃度の上限値及び下限値あるいは相対湿度の上限値を各運転開始時刻に対応するように複数設定することとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上説明したように、本発明の請求項１乃至請求項６に記載された発明は、規模の大小によらず、作物を栽培するすべての施設園芸ハウスに対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの平面図である。
【図２】間熱型温風暖房機の斜視図である。
【図３】直火型温風暖房機の斜視図である。
【図４】直間切換型温風暖房機をハウス内に設置した状態を示す正面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例１の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例２の動作手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例３の動作手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例４の動作手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態に係る施設園芸ハウス用温風暖房システムの実施例５の動作手順を示すフローチャートである。
【図１０】従来技術に係るハウス用暖房機の制御装置の概略構成を表したシステム・ブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…施設園芸ハウス用温風暖房システム ２…ハウス ３ａ〜３ｃ…温風暖房機 ４…ビニルダクト ５ａ，５ｂ…循環扇 ６ａ〜６ｄ…温度センサ ７…湿度センサ ８…炭酸ガス濃度検出器 ９…コントローラ １０…操作盤 １１ａ〜１１ｃ…配線 １２ａ，１２ｂ…ダクトジョイント １３…穴 １４…間熱型温風暖房機 １５…バーナー １６…排気煙突 １７…吸入網 １８…吐出口 １９…操作盤 ２０…直火型温風暖房機 ２１…直火煙突 ２２…直間切換型温風暖房機 ２３…切換ダンパ １０１ａ，１０１ｂ…温度センサ １０２…送風機（又はポンプ） １０３…バーナー（又はボイラ） １０４…制御装置 １０５…電子制御回路 １０５ａ…ＣＰＵ １０５ｂ…ＲＯＭ １０５ｃ…ＲＡＭ １０５ｄ…Ｉ／Ｏポート １０５ｅ…バスライン １０６…入力回路 １０７…コントロール回路 １０８…温調回路 １０９…時間設定回路 １１０…温度設定回路 １１１…補正回路 １１２…タイマー回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作物を栽培する施設園芸ハウス（以下、ハウスという。）内の環境を調節する暖房システムにおいて、所望の装置に対して指令信号を発してその動作を制御する制御手段と、前記指令信号に従って動作する少なくとも１機ずつ備えられる先発型と後発型の温風暖房機と、これらの温風暖房機に接続されて前記ハウス内の所望の箇所に温風を送出する温風ダクトと、前記ハウス内の気温を検出する温度検出手段とを備え、前記温風暖房機は前記温風を前記温風ダクトへ送り込むための送風機と、熱交換器内における燃料の燃焼に伴う発熱により前記温風を発生させる温風発生手段とを有し、前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出される気温が予め定められた第１の設定値以下の場合には、前記先発型の温風暖房機と後発型の温風暖房機に対して前記温風発生手段と前記送風機の運転を開始させるために同時に指令信号を発し、前記温度が前記第１の設定値より高い場合には前記運転開始のための指令信号を先発型の温風暖房機のみに発し、その後前記気温が、予め定められた遅延時間経過後、予め定められた第２の設定値に到達しない場合には後発型の温風暖房機にも前記運転開始のための前記指令信号を発することを特徴とする施設園芸ハウス用温風暖房システム。
【請求項２】
ハウス内の環境を調節する暖房システムにおいて、所望の装置に対して指令信号を発してその動作を制御する制御手段と、前記指令信号に従って動作するひとつ或いは複数の温風暖房機と、この温風暖房機に接続されて前記ハウス内の所望の箇所に温風を送出する温風ダクトと、前記ハウス内の気温を検出する温度検出手段と、前記ハウス内の炭酸ガス濃度を検出する炭酸ガス濃度検出手段とを備え、前記温風暖房機は前記温風を前記温風ダクトへ送り込むための送風機と、熱交換器内における燃料の燃焼に伴う発熱により前記温風を発生させる温風発生手段とを有し、前記熱交換器はその出口に切換機構を備え、燃焼後の排気ガスの排出先をハウス内あるいはハウス外へ切り替え可能であり、前記制御手段は前記気温が予め入力された設定値に達すると前記温風発生手段及び前記送風機の運転を開始若しくは停止させるための前記指令信号を発するとともに、前記炭酸ガス濃度が予め入力された設定値に達すると前記切換機構を作動させて前記排気ガスの前記排出先を切り替えることを特徴とする施設園芸ハウス用温風暖房システム。
【請求項３】
ハウス内の環境を調節する暖房システムにおいて、所望の装置に対して指令信号を発してその動作を制御する制御手段と、前記指令信号に従って動作するひとつ或いは複数の温風暖房機と、この温風暖房機に接続されて前記ハウス内の所望の箇所に温風を送出する温風ダクトと、前記ハウス内の気温を検出する温度検出手段と、前記ハウス内の空気の循環及び排出を行う送風手段とを備え、前記温風暖房機は前記温風を前記温風ダクトへ送り込むための送風機と、熱交換器内における燃料の燃焼に伴う発熱により前記温風を発生させる温風発生手段とを有し、前記制御手段は前記気温が予め入力された設定値に達すると前記温風発生手段及び前記送風機の運転を開始若しくは停止させるための指令信号を発するとともに、前記送風手段の運転開始信号を受信すると前記温風暖房機に対して前記送風機のみを運転させるための前記指令信号を発し、前記送風手段の運転停止信号を受信すると前記送風機の運転を停止させるための前記指令信号を発することを特徴とする施設園芸ハウス用温風暖房システム。
【請求項４】
前記ハウス内の湿度を検出する湿度検出手段を備え、前記送風手段は前記制御手段の前記指令信号に従って前記ハウス内の空気の循環及び排出を行い、前記制御手段は前記湿度が予め入力された上限値以上の場合には前記温風暖房機に対して前記送風機のみを運転させるための前記指令信号を発するとともに前記送風手段に対して運転を開始させるための前記指令信号を発し、前記湿度が予め入力された上限値を下回ると前記温風暖房機に対して前記送風機の運転を停止させるための前記指令信号を発するとともに前記送風手段に対して運転を停止させるための前記指令信号を発することを特徴とする請求項３に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システム。
【請求項５】
前記ハウス内の環境を調節する暖房システムにおいて、所望の装置に対して指令信号を発してその動作を制御する制御手段と、前記指令信号に従って動作するひとつ或いは複数の温風暖房機と、この温風暖房機に接続されて前記ハウス内の所望の箇所に温風を送出する温風ダクトと、前記ハウス内の気温を検出する温度検出手段とを備え、前記温風暖房機は前記温風を前記温風ダクトへ送り込むための送風機と、熱交換器内における燃料の燃焼に伴う発熱により前記温風を発生させる温風発生手段とを有し、前記制御手段は前記指令信号を発する時刻を予め複数設定することが可能であり、この設定した時刻毎に前記温風発生手段及び前記送風機の運転を開始若しくは停止させるための前記指令信号を発するとともに、予め設定された前記時刻になる前に前記気温が予め入力された設定値に達すると前記温風発生手段及び前記送風機の運転を停止させるための前記指令信号を発することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システム。
【請求項６】
前記制御手段は、前記設定値を予め入力された設定時刻毎に設定可能であり、前記設定時刻毎に前記設定値を変更可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システム。
【請求項１】
作物を栽培する施設園芸ハウス（以下、ハウスという。）内の環境を調節する暖房システムにおいて、所望の装置に対して指令信号を発してその動作を制御する制御手段と、前記指令信号に従って動作する少なくとも１機ずつ備えられる先発型と後発型の温風暖房機と、これらの温風暖房機に接続されて前記ハウス内の所望の箇所に温風を送出する温風ダクトと、前記ハウス内の気温を検出する温度検出手段とを備え、前記温風暖房機は前記温風を前記温風ダクトへ送り込むための送風機と、熱交換器内における燃料の燃焼に伴う発熱により前記温風を発生させる温風発生手段とを有し、前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出される気温が予め定められた第１の設定値以下の場合には、前記先発型の温風暖房機と後発型の温風暖房機に対して前記温風発生手段と前記送風機の運転を開始させるために同時に指令信号を発し、前記温度が前記第１の設定値より高い場合には前記運転開始のための指令信号を先発型の温風暖房機のみに発し、その後前記気温が、予め定められた遅延時間経過後、予め定められた第２の設定値に到達しない場合には後発型の温風暖房機にも前記運転開始のための前記指令信号を発することを特徴とする施設園芸ハウス用温風暖房システム。
【請求項２】
ハウス内の環境を調節する暖房システムにおいて、所望の装置に対して指令信号を発してその動作を制御する制御手段と、前記指令信号に従って動作するひとつ或いは複数の温風暖房機と、この温風暖房機に接続されて前記ハウス内の所望の箇所に温風を送出する温風ダクトと、前記ハウス内の気温を検出する温度検出手段と、前記ハウス内の炭酸ガス濃度を検出する炭酸ガス濃度検出手段とを備え、前記温風暖房機は前記温風を前記温風ダクトへ送り込むための送風機と、熱交換器内における燃料の燃焼に伴う発熱により前記温風を発生させる温風発生手段とを有し、前記熱交換器はその出口に切換機構を備え、燃焼後の排気ガスの排出先をハウス内あるいはハウス外へ切り替え可能であり、前記制御手段は前記気温が予め入力された設定値に達すると前記温風発生手段及び前記送風機の運転を開始若しくは停止させるための前記指令信号を発するとともに、前記炭酸ガス濃度が予め入力された設定値に達すると前記切換機構を作動させて前記排気ガスの前記排出先を切り替えることを特徴とする施設園芸ハウス用温風暖房システム。
【請求項３】
ハウス内の環境を調節する暖房システムにおいて、所望の装置に対して指令信号を発してその動作を制御する制御手段と、前記指令信号に従って動作するひとつ或いは複数の温風暖房機と、この温風暖房機に接続されて前記ハウス内の所望の箇所に温風を送出する温風ダクトと、前記ハウス内の気温を検出する温度検出手段と、前記ハウス内の空気の循環及び排出を行う送風手段とを備え、前記温風暖房機は前記温風を前記温風ダクトへ送り込むための送風機と、熱交換器内における燃料の燃焼に伴う発熱により前記温風を発生させる温風発生手段とを有し、前記制御手段は前記気温が予め入力された設定値に達すると前記温風発生手段及び前記送風機の運転を開始若しくは停止させるための指令信号を発するとともに、前記送風手段の運転開始信号を受信すると前記温風暖房機に対して前記送風機のみを運転させるための前記指令信号を発し、前記送風手段の運転停止信号を受信すると前記送風機の運転を停止させるための前記指令信号を発することを特徴とする施設園芸ハウス用温風暖房システム。
【請求項４】
前記ハウス内の湿度を検出する湿度検出手段を備え、前記送風手段は前記制御手段の前記指令信号に従って前記ハウス内の空気の循環及び排出を行い、前記制御手段は前記湿度が予め入力された上限値以上の場合には前記温風暖房機に対して前記送風機のみを運転させるための前記指令信号を発するとともに前記送風手段に対して運転を開始させるための前記指令信号を発し、前記湿度が予め入力された上限値を下回ると前記温風暖房機に対して前記送風機の運転を停止させるための前記指令信号を発するとともに前記送風手段に対して運転を停止させるための前記指令信号を発することを特徴とする請求項３に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システム。
【請求項５】
前記ハウス内の環境を調節する暖房システムにおいて、所望の装置に対して指令信号を発してその動作を制御する制御手段と、前記指令信号に従って動作するひとつ或いは複数の温風暖房機と、この温風暖房機に接続されて前記ハウス内の所望の箇所に温風を送出する温風ダクトと、前記ハウス内の気温を検出する温度検出手段とを備え、前記温風暖房機は前記温風を前記温風ダクトへ送り込むための送風機と、熱交換器内における燃料の燃焼に伴う発熱により前記温風を発生させる温風発生手段とを有し、前記制御手段は前記指令信号を発する時刻を予め複数設定することが可能であり、この設定した時刻毎に前記温風発生手段及び前記送風機の運転を開始若しくは停止させるための前記指令信号を発するとともに、予め設定された前記時刻になる前に前記気温が予め入力された設定値に達すると前記温風発生手段及び前記送風機の運転を停止させるための前記指令信号を発することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システム。
【請求項６】
前記制御手段は、前記設定値を予め入力された設定時刻毎に設定可能であり、前記設定時刻毎に前記設定値を変更可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の施設園芸ハウス用温風暖房システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２９６２９８（Ｐ２００６−２９６２９８Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２３０２１（Ｐ２００５−１２３０２１）
【出願日】平成１７年４月２０日（２００５．４．２０）
【出願人】（５９４１８９２７９）株式会社木原製作所 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２０日（２００５．４．２０）
【出願人】（５９４１８９２７９）株式会社木原製作所 (6)
【Ｆターム（参考）】
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