栽培施設の暖房装置

【課題】作物の冬期温室栽培では、ボイラー等による加熱暖房専用暖房装置の他で利用されている施設の排熱湯を利用して効率的に暖房制御し、ランニングコストの低減をしようとするものである。
【解決手段】当該栽培施設（１）暖房専用の専用暖房装置（２）と、他の施設に利用の排熱を利用して暖房する排熱暖房装置（３）とを備えた栽培施設において、この排熱暖房装置（３）を専用暖房装置（２）に優先して作動させることを特徴とする栽培施設の暖房装置の構成とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、育苗や作物等の栽培施設を暖房する暖房装置に関し、排熱を利用して無駄の少い効率的な暖房を行わせるものである。
【背景技術】
【０００２】
冬間等の必要時に温室にボイラーからの温水を供給して暖房する暖房装置を設ける栽培施設は周知である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４ー５７１５０号公報（第５頁、図１３）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
作物の冬期温室栽培では、ボイラー等による加熱暖房形態が一般的であるが、常時専用のボイラー等による暖房装置を駆動することはランニングコスト高となり易い。そこで、この発明は、この温室暖房のための専用暖房装置の他で利用されている施設の排熱湯を利用して効率的に暖房制御しようとするものである。排熱湯としては、ごみ処理施設から発生する排熱湯や、温泉排熱湯、発電所、その他暖房設置による排熱湯等が挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の発明は、当該栽培施設（１）暖房専用の専用暖房装置（２）と、他の施設に利用の排熱を利用して暖房する排熱暖房装置（３）とを備えた栽培施設において、この排熱暖房装置（３）を専用暖房装置（２）に優先して作動させることを特徴とする栽培施設の暖房装置の構成とする。栽培施設（１）内を暖房するときは、施設（１）内の目標を所定の低温域に維持されるときは、排熱暖房装置（３）によって優先的に暖房を行わせる。この施設（１）内の目標温度を高温域に維持するときは、この排熱暖房装置（３）による暖房作用を加えて専用暖房装置（２）による暖房作用を追加させて行わせる。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、栽培施設（１）内の暖房制御において、目標温度が低域であるときは排熱暖房装置（３）による暖房を優先して行わせ、目標温度が高域であるときは、これに専用暖房装置（２）を追加駆動することによって、高経費を要する専用暖房装置（２）の使用を少くして、暖房経費を低減することができる。又、この専用暖房装置（２）の入り切りによって制御できるために、制御が簡単、容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図面に基づいて、野菜を温室栽培するためのガラス張り等のハウス６を設け、このハウス６内に養液栽培形態の栽培床７を吊下床形態にして配置する。これら各栽培床７は短冊状の条列形態に形成されて多数平行状に配置され、ハウス６の床面８上方に作業性容易な適宜高さ位置に設置される。各栽培床７はベルト９によってハウス６の天井部の吊下竿１０に吊下げられる。この床面８には、各栽培床７に沿うように温水を通す配管ライン１１が敷設される。この配管ライン１１は、各栽培床７に沿う往復暖房ライン１２と、ハウス６の外壁部に沿う供給ライン１３と、戻りライン１４等を形成し、この供給ライン１３と戻りライン１４は、ボイラー１５に連結される。そして、このボイラー１５で所定温度に加温された温水が供給ライン１３から各分岐の往復暖房ライン１２に分配されて、この暖房ライン１２からの放熱によって、ハウス６内、特に各栽培床７部の配置される部分を暖房すると共に、これによって冷えた低温水を戻りライン１４を介してボイラー１５へ戻して循環させることができる専用暖房装置２を構成する。
【０００７】
前記栽培床７は、栽培トレイ１８内に設けられて、トマト等の野菜Ａを植栽することができる。このトレイ１８は、前記ベルト９によって吊下げられたトレイ受１９によって支持される。このトレイ受１９の底部には、栽培床７から流下される排液を受けて一端側へ戻す排液樋２０を形成し、この下側に沿っては該栽培床７に溶液を供給する給液パイプ２１設ける。この給液パイプ２１から給液ホース２２、ノズル２３を分岐させて、栽培床７の各野菜Ａの根元部に供給する構成としている。
【０００８】
又、前記ハウス６の床面８上、乃至床下には、図２のように往復ライン１２に沿って温風ダクト２６を敷設して、このダクト２６には適宜間隔に噴風穴２７を形成して、温風を上方の栽培トレイ１８へ送風することができる。外壁沿いにはボイラー１５等を有するボイラ室２８部等から排熱湯を循環させる排熱湯管からなる供給ライン２９と戻りライン３０とが敷設される。この排熱湯管の各温風ダクト２６端部には温風送風形態の温風機３１を設けて、供給ライン２９を供給される温湯の熱を熱風に変えて各温風ダクト２６へ送風案内させることができ、この温風機３１で冷却された低温の温水は戻りライン３０を経てボイラ室２８側へ戻される。このような供給ライン２９は、ボイラ室２８内において他の施設の排熱湯を導入して通すように連結している。この排熱湯の排熱を利用してハウス６内を排熱暖房する排熱暖房装置３を構成する。
【０００９】
ハウス６内の暖房目標設定温度を低温域（例えば２０度）と高温域（２５度）とに設定して、暖房制御が行われる（図６）。低温域暖房の操作では、排熱暖房装置３のみによる暖房が行われる。供給ライン２９からハウス６内へ送込まれた排熱温水は、各温風暖房機３１のラジエータ３２部を流れる間に温風機３１がモータ３４によって回転され、この回転による送風力によって温風として温風ダクト２６に案内されて、噴風穴２７から栽培トレイ１８部へ向けて送られて暖房する。ハウス６内がこの低温域（２０度）になると温風機３１が自動停止される。又、高温域暖戻の操作では、排熱暖房装置３による暖房と共に、専用暖房装置２による暖房が行われる。即ち、ボイラ室２８内のボイラー１５によって加熱された温水が供給ライン１３から往復暖房ライン１２へ供給されて、この暖房ライン１２の温湯の放熱によってハウス６内が高温域に暖房される。このように排熱暖房装置３と専用暖房装置２の両方によって迅速なハウス６暖房を行うことができる。このハウス６が高温域目標温度に達すると、ボイラー１５が自動停止されてこの専用暖房装置２の暖房が停止される。又、排熱暖房機３１による暖房をも自動停止するように構成することができる。
【００１０】
前記排熱暖房装置３においては、各温風ダクト２６の端部に設ける温風機３１を、各機毎、乃至複数基毎に運転制御可能に構成することにより、ハウス６内の温度、乃至温席分布等に応じて、運転温風機３１を増、減制御して、目標室温に暖房するように構成することも可能である。又、ボイラー１５を複数基設けて、温風機３１や温風ダクト２６の使用基数に対応させるように構成することもできる。
【００１１】
前記養栽培施設の暖房制御において、戻りライン３０に排温水を使用する熱交換ユニット３７と、熱交換後の水温を確認する水温センサ３８、３９を設け、各条件により熱交換ユニット３７利用を制限することできるように構成する。熱交換ユニット３７は、発電所や温泉等からポンプ４０により排熱湯回路４１を送られる排熱温水を利用して、戻りライン３０から戻される低温水を加温する。熱交換ユニット３７の能力よりも戻りライン３０の水温が低いときは、この熱交換ユニット３７によって加温する。この利用温水量は三方向弁からなる熱交換用混合弁４０で制御する。又、必要水温が熱交換ユニット３７の水温より低いときは、通常の通りボイラー１５からの熱源をも利用して加温する。４３はボイラ用三方向弁である。
【００１２】
次に、主として図８に基づいて、前記養液栽培施設において、養液を送る給液ポンプ５０の近く、及び未端における供給回路５１の液圧力を感知して、水量が過少であることを警報するものである。養液供給回路５１は給液ポンプ５０の駆動で原水タンク５２内の原水を各栽培床７の給液パイプ２１へ送りながら、途中で肥料タンク５３から肥料を供給混入させて、電磁弁５４の開きによって給液させることができる。給液圧力を検出する圧力センサ５５、５６を供給回路５１の給液ポンプ５０に近い位置と、未端の給液パイプ２１部とに設けることによって、給液が不足、又は多過ぎるときは警報器５７で警報させる。給液ポンプ５０が作動後、一定時間より検出開始し、ポンプ５０停止により検出を停止するように制御する。
【００１３】
次に、主として図９、図１０に基づいて、ハウス６の内と外に、日射量を計測する日射計６０、６１を配置する。又、ハウス６内の天井には、遮光率、保温率共に同じカーテン６２、６３を二重形態に設ける。室外日射計６１の日射量が一定の場合は、一方のカーテン６２が閉じ、室内日射計６０の日射量が一定値を越えると他方のカーテン６３を閉じる。又、カーテン６３は、カーテン６２の閉鎖リミット値まで下らないと開かないようにする。ハウス６温室内の日射量を一定に保ことにより、作物の成育環境を良くすることができる。６４はカーテンを開閉するコントローラである。
【００１４】
又、図１０のようにカーテン６２と６３は互いに反対側から移動して開閉する形態とすると共に、両カーテン６２と６３との間には適宜高さの通気間隔部６５を形成しておく。このとき、両カーテン６２、６３共に遮光率１００％の状態に作動した形態においても、カーテンは完全閉鎖の状態とはならない（例えば、閉鎖端部には略２０％程度の開きを生ずる。）ため、この閉鎖端部の開度によってカーテン６２、６３の下部の温室部が、天上部と連通されているため、密閉による作物の生理障害を少くすることができる。
【００１５】
次に、主として図１１に基づいて、日射量に応じてハウスの保温カーテンの開閉度を変更制御する。日の出時刻から一定時間にわたって日射量の計測を行うことによって、この日射量が多いときは早く保温カーテンを開き始め、少いときは遅く開き始めるように制御する。日射量の多、少によって保温カーテンの開き始める時刻を早、遅に変えるものである。雨天時は日射量が殆んどないため、暖房を優先させることができる。
【００１６】
又、保温カーテンは、図１２のように外気温と温室内目標温度との差に応じて、開度の速度を変えるように制御することもできる。この開速度は、日の出後の外気温度と目標温度との差が、例えば５度以内の時は高速度Ｈで開き、１５度以上の時は低速度Ｌで開かれる。又、これら途中から高変速Ｍに変速されることもできる。又、遮光カーテンを設ける形態では、日射量により開閉されるが、温室内の温度が高いときは、噴霧ノズル等による細霧冷房を併用することがある。このときは、日射量不足となり易いため、日射量が多い時の、細霧冷房を行うときは、遮光カーテンを開くように制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】栽培施設一部の暖房配管ライン敷設平面図と、その一部の正面図。
【図２】温風ダクト敷設の平面図。
【図３】ハウスの側面図。
【図４】ハウスの正面図。
【図５】養液栽培床部の拡大側断面図。
【図６】栽培施設の排熱暖房制御のフローチャート。
【図７】一部別実施例を示す熱交換ユニット部の回路図。
【図８】一部別実施例を示す養液供給回路図。
【図９】別例を示すハウスの正面図と、カーテンの開閉制御ブロック図。
【図１０】別例を示すカーテンの開閉状態を示す正面図。
【図１１】保温カーテンの開制御のフローチャートと、その開度を示すグラフ。
【図１２】保温カーテンの開速度制御のフローチャートと、その開速度グラフ。
【符号の説明】
【００１８】
１栽培施設
２専用暖房装置
３排熱暖房装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】
当該栽培施設（１）暖房専用の専用暖房装置（２）と、他の施設に利用の排熱を利用して暖房する排熱暖房装置（３）とを備えた栽培施設において、この排熱暖房装置（３）を専用暖房装置（２）に優先して作動させることを特徴とする栽培施設の暖房装置。

【図１】