CN115334874B - 温度控制方法、温度控制装置、温度控制程序以及温度控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供温度控制方法、温度控制装置、温度控制程序以及温度控制***。温度控制装置(1)中的温度控制方法获取栽培设施(100)的内部温度以及内部湿度,通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制栽培设施(100)的内部温度,第1运行模式在关闭将栽培设施(100)的内部与外部隔开的可开闭的侧窗(121)以及天窗(171)的状态下,以使内部温度达到规定的目标温度的方式让空调设备(14)工作,第2运行模式基于内部温度以及内部湿度计算栽培设施(100)的内部露点温度,在关闭侧窗(121)以及天窗(171)的状态下,以使果实的表面温度高于内部露点温度的方式让空调设备(14)工作,第3运行模式在打开侧窗(121)以及天窗(171)的状态下,让空调设备(14)停止。
Description
技术领域
本发明涉及控制果实的栽培设施的内部温度的技术。
背景技术
在农业领域,近年来,采用钢架温室或管道温室等(以下简称为“温室”)的设施栽培广泛普及。
设施栽培通过将种植蔬菜的温室内部与外界隔离,能够在温室内实现与外界不同的环境条件。据此,将气候或气象条件的影响抑制到较小,可以长期或全年种植蔬菜,能够实现稳定的蔬菜供应。而且,即使是以往难以种植蔬菜的地区也能够种植以及生产蔬菜,实现本地生产本地消费以及减少食物里程,因此,从SDGs(可持续发展目标)的角度上也受到关注。
一般来说,已知昼夜的寒暖之差越大,果实就越美味。
但是,例如在亚热带地区,几乎没有昼夜的寒暖之差。因此,可以考虑夜间用冷却装置冷却温室内,使其发生昼夜的寒暖之差。
在此,由于夜间用冷却装置冷却温室内,因此需要关闭设置在温室的可打开的窗户。但是,如果白天关闭温室的窗户,则温室内的温度就会变得过高,所以白天需要打开窗户。
如果夜间关上窗户用冷却装置冷却温室内后第二天早上打开窗户,则成为果实的表面温度与温室内的温度之差较大的状态。并且,当变凉的果实接触到来自外部的高温且高湿空气时,果实的表面可能会发生结露。已知果实表面的结露是果实开裂的原因之一,也是传染丝状菌(霉菌等)的原因。
例如,在专利文献1中公开了一种果实开裂防止装置,其通过调节樱桃用加温设施内的温度,将白天的樱桃用加温设施内的温度以及湿度调节到能够从包含樱桃果实的树体蒸发水分的范围内以及不会让樱桃果实发生结露的值以下。
但是,在所述以往的技术中,虽然通过基于设施内的湿度调节设施内的温度,将白天的设施内的温度以及湿度调节到不会让樱桃果实发生结露的值以下,但是没有考虑果实的表面温度。因此,在所述以往的技术中,难以可靠地防止果实的表面发生结露,需要进一步改善。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开公报特开2002-153147号
发明内容
本发明是为了解决上述问题而做出的发明,其目的在于提供能够可靠地防止果实的表面发生结露的技术。
本发明一个方面涉及的温度控制方法是控制果实的栽培设施的内部温度的温度控制装置的温度控制方法,其包括以下步骤:获取所述栽培设施的内部温度以及内部湿度;以及,通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制所述栽培设施的所述内部温度,其中,所述第1运行模式,在关闭可将所述栽培设施的内部与外部隔开的可开闭的窗户的状态下,以使所述内部温度达到规定的目标温度的方式让空调设备工作,所述第2运行模式,基于所述内部温度以及所述内部湿度计算所述栽培设施的内部露点温度,在关闭所述窗户的状态下,以使所述果实的表面温度高于所述内部露点温度的方式让所述空调设备工作,所述第3运行模式,在打开所述窗户的状态下,让所述空调设备停止。
根据本发明,能够可靠地防止果实的表面发生结露。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的栽培***的结构的整体图。
图2是表示本发明的实施方式1的温度控制装置的结构的框图。
图3是用于说明本发明的实施方式1的温度控制装置1的温度控制处理的流程图。
图4是用于说明图3的步骤S11的结露防止处理的流程图。
图5是用于说明图3的步骤S12的开窗处理的流程图。
图6是用于说明本发明的实施方式1的第1变形例的开窗处理的流程图。
图7是用于说明本发明的实施方式1的第2变形例的结露防止处理的流程图。
图8是表示本发明的实施方式2的栽培***的结构的整体图。
图9是表示本发明的实施方式2的温度控制装置的结构的框图。
图10是用于说明本发明的实施方式2的结露防止处理的流程图。
图11是表示本发明的实施方式3的栽培***的结构的整体图。
图12是表示本发明的实施方式8的温度控制装置的结构的框图。
图13是表示本发明的实施方式3中存储到存储器的表面温度推测表的一个例子的图。
图14是用于说明本发明的实施方式3的结露防止处理的流程图。
具体实施方式
(本发明的基础知识)
在设施栽培中,在30℃以上的高温下,坐果、膨大、着色会不良。此外,在35℃以上的情况下,花粉受精率降低,发生落果。此外,在夜间的温度高的情况下,因呼吸引起的消耗增加,果实膨大恶化。另一方面,在白天的温度在20℃以下,夜间的温度为4℃~8℃的情况下,花的各器官的分化以及发育得到促进,子房室(ovary cell)数增加,产生畸形果实的情况变多。
此外,相对湿度也有合适的范围,例如,如果相对湿度超过90%,就容易发生叶霉病等病害。此外,在相对湿度极高的环境下,果实表面可能会发生结露。据说果实表面的结露会导致果实开裂。裂开的果实的商品价值降低,无法出售的情况较多。而且,果实表面的结露还成为叶霉病等病害传染的原因。
另一方面,当相对湿度极低时,植物会关闭气孔以抑制过度蒸腾,从而抑制光合作用。
温室内的温度以及湿度的控制有时由蔬菜生产者手动实施,但近年来,根据温室内外的温度、湿度以及光量等测量数据,利用综合环境控制装置自动实施的情况也逐渐变多。此外,热泵空调以及燃烧式加温机等空调设备的运转成本高。因此,在很多情况下,在一定程度上抑制空调设备的使用,结合换气以及遮光等进行控制。
此外,在设施栽培中,通过控制侧窗、天窗、换气扇、窗帘、空调设备(热泵空调以及燃烧式加温机等)以及薄雾等环境控制设备,对温室内环境进行控制,以使温室内的环境适合于作为栽培对象的植物(蔬菜)的生长,即适合于作为栽培对象的蔬菜的生长。
例如,在栽培西红柿的情况下,适合生长温度为5~40℃,更优选为10~35℃的范围,白天的最适温度为25~30℃,夜间的最适温度为10~15℃,以使温室内温度收敛在上述的范围内的方式进行环境控制。
此外,适宜的温室内环境在进行光合作用的白天和仅进行呼吸的夜间是不同的。在西红柿的情况下,白天的温度以25~30℃作为目标值,夜间的温度以10~15℃作为目标值,控制温室内温度。
因此,在一天内,从夜间的温度控制切换到白天的温度控制时,会出现温室内的温度较大地变化的状况。此时,根据温室内的温度以及湿度的状况,果实的表面温度与温室内的温度之差会变大,其结果,有时在果实表面发生结露。
具体示例如下所示。
作为栽培地区,将以亚热带地区为代表的湿热气候地区作为前提。湿热气候地区不管白天夜间气温高且湿度也高。此外,在该地区,夜间在关闭温室的状态下使用热泵空调等进行冷却。另一方面,日出后,随着日照温室内的温度上升,利用热泵空调无法充分冷却。因此,白天将热泵空调停止,通过换气积极地导入外部空气。据此,抑制极度的温度上升。
在此,考虑栽培西红柿的情况。夜间通过热泵空调对温室内进行冷却的温度控制在日出前后切换为导入外部空气的温度控制,但是在该切换时有时在西红柿果实发生结露。
这是因以下的理由所致。
(1)在夜间冷却期间,温室内的温度低于外部空气的温度,西红柿果实的温度也同样变低。
(2)在切换到导入外部空气的温度控制时,流入与温室内相比高温且高湿的空气。
(3)西红柿果实的热容量大。因此,即使周围气温突然上升,西红柿果实的温度也会缓慢上升。
(4)其结果,在刚切换到导入外部空气的温度控制后,流入温室内的高温且高湿的空气被西红柿果实冷却。因西红柿果实周围的空气低于露点温度,西红柿果实表面发生结露。
为了解决以上的问题,本发明一个方面涉及的温度控制方法是控制果实的栽培设施的内部温度的温度控制装置的温度控制方法,其包括以下步骤:获取所述栽培设施的内部温度以及内部湿度;以及,通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制所述栽培设施的所述内部温度,其中,所述第1运行模式,在关闭可将所述栽培设施的内部与外部隔开的可开闭的窗户的状态下,以使所述内部温度达到规定的目标温度的方式让空调设备工作,所述第2运行模式,基于所述内部温度以及所述内部湿度计算所述栽培设施的内部露点温度,在关闭所述窗户的状态下,以使所述果实的表面温度高于所述内部露点温度的方式让所述空调设备工作,所述第3运行模式,在打开所述窗户的状态下,让所述空调设备停止。
根据该构成,夜间在窗户被关闭的状态下,空调设备以使栽培设施的内部温度达到规定的目标温度的方式工作。从日出前到日出后,在窗户被关闭的状态下,空调设备以使果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度的方式工作。然后,如果栽培设施的内部温度接近栽培设施的外部温度,则在窗户被打开的状态下,空调设备停止。因此,在日出后窗户被打开之时,栽培设施的内部温度接近栽培设施的外部温度,且果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度,因此,能够可靠地防止在果实的表面发生结露。
此外,在所述的温度控制方法中,也可以从日出时刻起经过规定时间后,从所述第2运行模式转移到所述第3运行模式。
根据该构成,从日出时刻起经过规定时间为止,在窗户被关闭的状态下,空调设备以使果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度的方式工作,从日出时刻起经过规定时间后,在窗户被打开的状态下,空调设备停止。因此,通过规定时间被设定为使栽培设施的内部温度接近栽培设施的外部温度的时间,从而能够可靠地防止在果实的表面发生结露。
此外,在所述的温度控制方法中,也可以在所述内部温度达到所述果实的生长的极限的温度的情况下,从所述第2运行模式转移到所述第3运行模式。
根据该构成,直到内部温度达到果实生长的极限的温度为止,在窗户被关闭的状态下,空调设备以使果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度的方式工作,在内部温度达到了果实生长的极限的温度的情况下,在窗户被打开的状态下,空调设备停止。因此,在栽培设施的内部温度达到了果实生长的极限的温度的情况下,栽培设施的内部温度接近栽培设施的外部温度或者超过外部温度,即使窗户被打开,也能够防止在果实的表面发生结露。
此外,在所述的温度控制方法中,也可以还获取所述栽培设施的外部温度以及外部湿度;基于所述外部温度以及所述外部湿度计算所述栽培设施的外部露点温度,在所述果实的表面温度高于所述外部露点温度的情况下,从所述第2运行模式转移到所述第3运行模式。
根据该构成,在果实的表面温度在栽培设施的外部露点温度以下的情况下,在窗户被关闭的状态下,空调设备以使果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度的方式工作,在果实的表面温度高于栽培设施的外部露点温度的情况下,在窗户被打开的状态下,空调设备停止。因此,在窗户被打开之时,果实的表面温度高于栽培设施的外部露点温度,因此,能够防止在果实的表面发生结露。
此外,在所述的温度控制方法中,也可以在所述第2运行模式,还从测量所述果实的表面温度的传感器获取所述果实的表面温度。
根据该构成,由于从测量果实的表面温度的传感器获取准确的果实的表面温度,因此,能够更可靠地防止果实的表面发生结露。
此外,在所述的温度控制方法中,也可以在所述第2运行模式,还推测所述果实的表面温度。
根据该构成,由于推测果实的表面温度,因此,不需要测量果实的表面温度的传感器,能够简化结构。
此外,在所述的温度控制方法中,也可以从将转移到所述第2运行模式的时刻的所述栽培设施的内部温度和从转移到所述第2运行模式的时刻起的经过时间与所述果实的表面温度的推测值相互对应的表中提取,与转移到所述第2运行模式的时刻的所述内部温度和从转移到所述第2运行模式的时刻起的经过时间相互对应的所述推测值。
根据该构成,基于转移到第2运行模式时的内部温度和从转移到第2运行模式起的经过时间,能够容易地推测果实的表面温度。
此外,在所述的温度控制方法中,也可以在所述第3运行模式,以规定时间间隔逐步地打开所述窗户。
根据该构成,窗户以规定时间间隔逐步地被打开,因此,能够使栽培设施的内部温度逐渐接近栽培设施的外部温度。
本发明一个方面涉及的温度控制装置是用于控制果实的栽培设施的内部温度的温度控制装置,其包括:获取部,获取所述栽培设施的内部温度以及内部湿度;以及,控制部,通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制所述栽培设施的所述内部温度,其中,所述第1运行模式,在关闭可将所述栽培设施的内部与外部隔开的可开闭的窗户的状态下,以使所述内部温度达到规定的目标温度的方式让空调设备工作,所述第2运行模式,基于所述内部温度以及所述内部湿度计算所述栽培设施的内部露点温度,在关闭所述窗户的状态下,以使所述果实的表面温度高于所述内部露点温度的方式让所述空调设备工作,所述第3运行模式,在打开所述窗户的状态下,让所述空调设备停止。
根据该构成,夜间在窗户被关闭的状态下,空调设备以使栽培设施的内部温度达到规定的目标温度的方式工作。从日出前到日出后,在窗户被关闭的状态下,空调设备以使果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度的方式工作。然后,如果栽培设施的内部温度接近栽培设施的外部温度,则在窗户被打开的状态下,空调设备停止。因此,在日出后窗户被打开之时,栽培设施的内部温度接近栽培设施的外部温度,且果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度,因此,能够可靠地防止在果实的表面发生结露。
本发明一个方面涉及的温度控制程序是用于控制果实的栽培设施的内部温度的温度控制程序,其让计算机发挥以下功能:获取所述栽培设施的内部温度以及内部湿度;以及,通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制所述栽培设施的所述内部温度,其中,所述第1运行模式,在关闭可将所述栽培设施的内部与外部隔开的可开闭的窗户的状态下,以使所述内部温度达到规定的目标温度的方式让空调设备工作,所述第2运行模式,基于所述内部温度以及所述内部湿度计算所述栽培设施的内部露点温度,在关闭所述窗户的状态下,以使所述果实的表面温度高于所述内部露点温度的方式让所述空调设备工作,所述第3运行模式,在打开所述窗户的状态下,让所述空调设备停止。
根据该构成,夜间在窗户被关闭的状态下,空调设备以使栽培设施的内部温度达到规定的目标温度的方式工作。从日出前到日出后,在窗户被关闭的状态下,空调设备以使果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度的方式工作。然后,如果栽培设施的内部温度接近栽培设施的外部温度,则在窗户被打开的状态下,空调设备停止。因此,在日出后窗户被打开之时,栽培设施的内部温度接近栽培设施的外部温度,且果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度,因此,能够可靠地防止在果实的表面发生结露。
本发明一个方面涉及的温度控制***包括:温度控制装置,用于控制果实的栽培设施的内部温度;空调设备;以及,可开闭的窗户,可将所述栽培设施的内部与外部隔开,其中,所述温度控制装置包括:获取部,获取所述栽培设施的内部温度以及内部湿度;以及,控制部,通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制所述栽培设施的所述内部温度,其中,所述第1运行模式,在关闭所述窗户的状态下,以使所述内部温度达到规定的目标温度的方式让所述空调设备工作,所述第2运行模式,基于所述内部温度以及所述内部湿度计算所述栽培设施的内部露点温度,在关闭所述窗户的状态下,以使所述果实的表面温度高于所述内部露点温度的方式让所述空调设备工作,所述第3运行模式,在打开所述窗户的状态下,让所述空调设备停止。
根据该构成,夜间在窗户被关闭的状态下,空调设备以使栽培设施的内部温度达到规定的目标温度的方式工作。从日出前到日出后,在窗户被关闭的状态下,空调设备以使果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度的方式工作。然后,如果栽培设施的内部温度接近栽培设施的外部温度,则在窗户被打开的状态下,空调设备停止。因此,在日出后窗户被打开之时,栽培设施的内部温度接近栽培设施的外部温度,且果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度,因此,能够可靠地防止在果实的表面发生结露。
本发明另一个方面涉及的温度控制方法是用于控制果实的栽培设施的内部温度的温度控制装置的温度控制方法,其包括以下步骤:从测量所述果实的表面温度的传感器获取所述果实的表面温度;以及,通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制所述栽培设施的所述内部温度,其中,所述第1运行模式,在关闭可将所述栽培设施的内部与外部隔开的可开闭的窗户的状态下,以使所述内部温度达到规定的目标温度的方式让空调设备工作,所述第2运行模式,基于所述内部温度以及所述内部湿度计算所述栽培设施的内部露点温度,在关闭所述窗户的状态下,以使所述果实的表面温度高于所述内部露点温度的方式让所述空调设备工作,所述第3运行模式,在打开所述窗户的状态下,让所述空调设备停止。
根据该构成,夜间在窗户被关闭的状态下,空调设备以使栽培设施的内部温度达到规定的目标温度的方式工作。从日出前到日出后,在窗户被关闭的状态下,空调设备以使果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度的方式工作。然后,如果栽培设施的内部温度接近栽培设施的外部温度,则在窗户被打开的状态下,空调设备停止。因此,在日出后窗户被打开之时,栽培设施的内部温度接近栽培设施的外部温度,且果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度,因此,能够可靠地防止在果实的表面发生结露。
本发明另一个方面涉及的温度控制装置是用于控制果实的栽培设施的内部温度的温度控制装置,其包括:获取部,从测量所述果实的表面温度的传感器获取所述果实的表面温度;以及,控制部,通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制所述栽培设施的所述内部温度,其中,所述第1运行模式,在关闭可将所述栽培设施的内部与外部隔开的可开闭的窗户的状态下,以使所述内部温度达到规定的目标温度的方式让空调设备工作,所述第2运行模式,基于所述内部温度以及所述内部湿度计算所述栽培设施的内部露点温度,在关闭所述窗户的状态下,以使所述果实的表面温度高于所述内部露点温度的方式让所述空调设备工作,所述第3运行模式,在打开所述窗户的状态下,让所述空调设备停止。
根据该构成,夜间在窗户被关闭的状态下,空调设备以使栽培设施的内部温度达到规定的目标温度的方式工作。从日出前到日出后,在窗户被关闭的状态下,空调设备以使果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度的方式工作。然后,如果栽培设施的内部温度接近栽培设施的外部温度,则在窗户被打开的状态下,空调设备停止。因此,在日出后窗户被打开之时,栽培设施的内部温度接近栽培设施的外部温度,且果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度,因此,能够可靠地防止在果实的表面发生结露。
本发明另一个方面涉及的温度控制程序是用于控制果实的栽培设施的内部温度的温度控制程序,其让计算机发挥以下功能:从测量所述果实的表面温度的传感器获取所述果实的表面温度;以及,通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制所述栽培设施的所述内部温度,其中,所述第1运行模式,在关闭可将所述栽培设施的内部与外部隔开的可开闭的窗户的状态下,以使所述内部温度达到规定的目标温度的方式让空调设备工作,所述第2运行模式,基于所述内部温度以及所述内部湿度计算所述栽培设施的内部露点温度,在关闭所述窗户的状态下,以使所述果实的表面温度高于所述内部露点温度的方式让所述空调设备工作,所述第3运行模式,在打开所述窗户的状态下,让所述空调设备停止。
根据该构成,夜间在窗户被关闭的状态下,空调设备以使栽培设施的内部温度达到规定的目标温度的方式工作。从日出前到日出后,在窗户被关闭的状态下,空调设备以使果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度的方式工作。然后,如果栽培设施的内部温度接近栽培设施的外部温度,则在窗户被打开的状态下,空调设备停止。因此,在日出后窗户被打开之时,栽培设施的内部温度接近栽培设施的外部温度,且果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度,因此,能够可靠地防止在果实的表面发生结露。
本发明另一个方面涉及的温度控制***包括:温度控制装置,用于控制果实的栽培设施的内部温度;空调设备;可开闭的窗户,可将所述栽培设施的内部与外部隔开;以及,传感器,测量所述果实的表面温度,其中,所述温度控制装置包括:获取部,从所述传感器获取所述果实的表面温度;以及,控制部,通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制所述栽培设施的所述内部温度,其中,所述第1运行模式,在关闭所述窗户的状态下,以使所述内部温度达到规定的目标温度的方式让所述空调设备工作,所述第2运行模式,基于所述内部温度以及所述内部湿度计算所述栽培设施的内部露点温度,在关闭所述窗户的状态下,以使所述果实的表面温度高于所述内部露点温度的方式让所述空调设备工作,所述第3运行模式,在打开所述窗户的状态下,让所述空调设备停止。
根据该构成,夜间在窗户被关闭的状态下,空调设备以使栽培设施的内部温度达到规定的目标温度的方式工作。从日出前到日出后,在窗户被关闭的状态下,空调设备以使果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度的方式工作。然后,如果栽培设施的内部温度接近栽培设施的外部温度,则在窗户被打开的状态下,空调设备停止。因此,在日出后窗户被打开之时,栽培设施的内部温度接近栽培设施的外部温度,且果实的表面温度高于栽培设施的内部露点温度,因此,能够可靠地防止在果实的表面发生结露。
以下,参照附图说明本发明的实施方式。另外,以下的实施方式是将本发明具体化的一例,并不限定本发明的技术范围。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1的栽培***的结构的整体图。
栽培设施100是用于与外界分离来栽培果实10的设备。具体而言,栽培设施100是由聚烯烃、聚氯乙烯或氟系膜等包围的钢架温室或管道温室。果实10例如是西红柿的果实。
图1所示的栽培***包括温度控制装置1、内部温湿度测量装置11、侧窗驱动装置12、换气扇13、空调设备14、表面温度测量装置15、天窗驱动装置17、侧窗121以及天窗171。
内部温湿度测量装置11测量栽培设施100的内部温度以及内部湿度。内部温湿度测量装置11包含温度传感器141以及湿度传感器142。温度传感器141测量栽培设施100的内部温度。湿度传感器142测量栽培设施100的内部湿度。内部湿度是栽培设施100内的相对湿度。温度传感器141以及湿度传感器142被设置在栽培设施100内的任意的地方。
温度控制装置1控制果实10的栽培设施100的内部温度。温度控制装置1基于从内部温湿度测量装置11输入的数据,决定栽培设施100的内侧与外侧的分离程度以及栽培设施100内的温度以及湿度的变更程度。
空调设备14例如利用热泵变更栽培设施100内的温度以及湿度。空调设备14利用冷却功能冷却栽培设施100内部,利用供暖功能对栽培设施100内部供暖。空调设备14工作时,换气扇13停止且侧窗121以及天窗171关闭,这样能够高效率地对栽培设施100内进行冷却或供暖。特别是,在夜间,温度控制装置1在使换气扇13停止并关闭侧窗121以及天窗171的状态下,使空调设备14工作。
另外,空调设备14也可以包括多个空调构成设备。例如,空调设备14也可以包含多个热泵。多个热泵中,一部分热泵可以进行冷却运转,而其他热泵进行供暖运转。据此,能够精确地控制栽培设施100内的温度以及湿度。此外,空调设备14也可以包括热泵和燃烧式供暖机。空调设备14的供暖功能也可以通过使燃烧式供暖机工作来实现。另外,空调设备14也可以包括除湿器来作为空调构成设备。
换气扇13被设置在栽培设施100的侧面(一般在宽度方向的面)的上部,将栽培设施100内的空气强制性地排出到外部。
栽培设施100内部的温度因太阳光的射入而上升并高于栽培设施100的外部气温。特别是,存在高温的空气停留在栽培设施100的上部的倾向,通过换气扇13将该高温的空气排出到外部,能够抑制栽培设施100内的温度上升。另外,栽培***也可以不具备换气扇13。
侧窗121可开闭,将栽培设施100的内部与外部隔开。侧窗121采用覆盖栽培设施100的侧面(长度方向的面)的覆盖膜。在覆盖膜的下部设置有用于卷取覆盖膜的直管,通过直管旋转,栽培设施100的侧面的侧窗121开闭。
天窗171可开闭,将栽培设施100的内部与外部隔开。天窗171设置在栽培设施100的上部。
侧窗121以及天窗171被封闭时,栽培设施100内部的温度因太阳光的射入而上升,并高于栽培设施100的外部气温。然后,在侧窗121以及天窗171被开放的情况下,外部的空气被导入栽培设施100内,因此,能够抑制栽培设施100内的温度上升。
侧窗驱动装置12按照来自温度控制装置1的控制信号开闭侧窗121。侧窗驱动装置12通过使设置在侧窗121的下部的直管旋转,自动地开闭侧窗121。另外,侧窗121也可以手动开闭。在侧窗121手动开闭的情况下,不需要侧窗驱动装置12。
天窗驱动装置17按照来自温度控制装置1的控制信号自动地开闭天窗171。另外,天窗171也可以手动开闭。在天窗171手动开闭的情况下,不需要天窗驱动装置17。
温度传感器141以及湿度传感器142将各自测量到的数据发送到温度控制装置1。温度传感器141以及湿度传感器142也可以例如通过电缆传送与温度以及湿度的值相对应的电压输出。此外,温度传感器141以及湿度传感器142也可以例如通过LAN(局域网)等网络,将温度以及湿度以数字信号的方式传送。
表面温度测量装置15例如是辐射温度计,测量果实的表面温度。表面温度测量装置15测量栽培设施100内的多个果实中的至少1个的果实的表面温度。表面温度测量装置15将测量到的果实的表面温度发送到温度控制装置1。
以下,以果实栽培为前提,说明夜间冷却栽培设施100内部,日出以后将外部空气导入栽培设施100内的温度控制方法。
此外,栽培地区以温热地区为前提。在该情况下,夜间的外部空气温度例如为26℃,夜间的外部空气湿度例如为90%,白天的外部空气温度例如为32℃,白天的外部空气湿度例如为60%。
在夜间,换气扇13停止,侧窗121以及天窗171被关闭,空调设备14进行冷却运转。在此,在本实施例中,考虑栽培设施100的内部温度设定为比外部空气温度低5℃左右的情况。此时,栽培设施100的内部温度例如为21℃。
在该状况下,随着日出,空调设备14停止,换气扇13工作,侧窗121以及天窗171全开,温度为26℃以及湿度为90%的外部空气被导入栽培设施100内的情况下,由于果实的温度为21℃,所以果实周围的空气被冷却至21℃。由于温度为26℃以及湿度为90%的外部空气的露点温度约为24.2℃,因此果实周围的空气温度成为露点温度以下,在果实上发生结露。
因此,为了防止果实发生结露,在导入外部空气时,果实的温度需要高于外部空气的露点温度。
图2是表示本发明的实施方式1的湿度控制装置的构成的框图。
图2所示的温度控制装置1包括处理器101以及存储器102。
存储器102是能够存储各种信息的存储装置,例如RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)、SSD(Solid State Drive,固态硬盘)或闪存等。
处理器101例如是CPU(中央运算处理装置),包括内部温湿度获取部111、果实表面温度获取部112以及温度控制部113。
内部温湿度获取部111获取内部温湿度测量装置11测量到的栽培设施100的内部温度以及内部湿度。内部温湿度获取部111从内部温湿度测量装置11以规定的时间间隔定期地获取内部温度以及内部湿度。
果实表面温度获取部112获取表面温度测量装置15测量到的果实表面温度。果实表面温度获取部112从表面温度测量装置15以规定的时间间隔定期地获取果实表面温度。
温度控制部113通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制栽培设施100的内部温度。在此,第1运行模式在关闭将栽培设施100的内部与外部隔开的可开闭的侧窗121以及天窗171的状态下,以使内部温度达到规定的目标温度的方式让空调设备14工作。第2运行模式基于内部温度以及内部湿度计算栽培设施100的内部露点温度,在关闭侧窗121以及天窗171的状态下,以使果实10的表面温度高于内部露点温度的方式让空调设备14工作。第3运行模式在打开侧窗121以及天窗171的状态下,让空调设备14停止。
温度控制部113包括第1运行模式控制部131、第2运行模式控制部132以及第3运行模式控制部133。
第1运行模式控制部131判断当前时刻是否为夜间冷却开始时刻。夜间冷却开始时刻例如是日落时刻。此外,第1运行模式控制部131判断当前时刻是否为结露防止处理开始时刻。结露防止处理开始时刻是日出时刻的例如3小时前的时刻。如果日出时刻为早上6点,则结露防止处理开始时刻是凌晨3点。第1运行模式控制部131在判断为当前时刻是夜间冷却开始时刻并目.判断为当前时刻不是结露防止处理开始时刻的情况下,在关闭侧窗121以及天窗171的状态下,以使内部温度达到规定的目标温度的方式让空调设备14工作。
第1运行模式控制部131向侧窗驱动装置12输出用于关闭侧窗121的控制信号,并且向天窗驱动装置17输出用于关闭天窗171的控制信号。此外,第1运行模式控制部131在关闭侧窗121以及天窗171的状态下,以使内部温度达到规定的目标温度的方式让空调设备14工作。规定的目标温度例如为21℃。第1运行模式控制部131以使内部温湿度获取部111获取到的内部温度达到规定的目标温度的方式向空调设备14输出控制信号。
例如,第1运行模式控制部131在内部温度高于规定的目标温度且空调设备14处于停止状态的情况下,向空调设备14输出用于将空调设备14变更为工作状态的控制信号。此外,第1运行模式控制部131在内部温度高于规定的目标温度且空调设备14处于工作状态的情况下,不向空调设备14输出控制信号。此外,第1运行模式控制部131在内部温度在规定的目标温度以下且空调设备14处于停止状态的情况下,不向空调设备14输出控制信号。此外,第1运行模式控制部131在内部温度在规定的目标温度以下且空调设备14处于工作状态的情况下,向空调设备14输出用于将空调设备14变更为停止状态的控制信号。
第2运行模式控制部132在第1运行模式控制部131判断为当前时刻是结露防止处理开始时刻的情况下,基于内部温度以及内部湿度计算栽培设施100的内部露点温度,在关闭侧窗121以及天窗171的状态下,以使果实10的表面温度高于内部露点温度的方式让空调设备14工作。
第2运行模式控制部132判断当前时刻是否为结露防止处理结束时刻。结露防止处理结束时刻是从日出时刻起经过了充分的时间的时刻,例如是早上8点。另外,存储器102也可以存储预先决定的结露防止处理结束时刻。
此外,结露防止处理结束时刻也可以是从日出时刻起经过了规定时间的时刻。第2运行模式控制部132也可以从日出时刻起经过规定时间后,从第2运行模式转移到第3运行模式。规定时间例如是2小时。此外,结露防止处理结束时刻也可以根据季节而变更。此外,结露防止处理结束时刻也可以根据栽培的果实的种类或大小而决定。栽培设施100的内部温度因日出后的日照而上升并且果实表面温度高于内部露点温度的时刻被设定为结露防止处理结束时刻。果实的温度追随栽培设施100的内部温度而上升。因此,规定时间可以通过推测或实验而求出。
第2运行模式控制部132在判断为当前时刻不是结露防止处理结束时刻的情况下,基于内部温度以及内部湿度计算栽培设施100的内部露点温度,在关闭侧窗121以及天窗171的状态下,以使果实10的表面温度高于内部露点温度的方式让空调设备14工作。
第2运行模式控制部132基于内部温湿度获取部111获取到的内部温度以及内部湿度计算栽培设施100的内部露点温度。第2运行模式控制部132基于下述的式(1)计算内部露点温度。
内部露点温度=237.3*log(内部水蒸气压力/6.11)/(7.5*log(10)+log(6.11/内部水蒸气压力)) (1)
另外,内部水蒸气压力基于下述的式(2)计算。
内部水蒸气压力=6.11*10^(7.5*内部温度/(273.3+内部温度))*内部湿度/100(2)
第2运行模式控制部132在关闭侧窗121以及天窗171的情况下,以使果实10的表面温度高于内部露点温度的方式让空调设备14工作。即,第2运行模式控制部132在果实表面温度高于内部露点温度且空调设备14处于工作状态的情况下,向空调设备14输出用于将空调设备14变更为停止状态的控制信号。此外,第2运行模式控制部132在果实表面温度高于内部露点温度且空调设备14处于停止状态的情况下,不向空调设备14输出控制信号。此外,第2运行模式控制部132B在果实表面温度在内部露点温度以下且空调设备14处于停止状态的情况下,向空调设备14输出用于将空调设备14变更为工作状态的控制信号。此外,第2运行模式控制部132在果实表面温度在内部露点温度以下且空调设备14处于工作状态的情况下,不向空调设备14输出控制信号。
如上所述,第2运行模式控制部132在从结露防止处理开始时刻起至结露防止处理结束时刻的期间,在关闭侧窗121以及天窗171的状态下,以使果实10的表面温度高于内部露点温度的方式让空调设备14工作。
第3运行模式控制部133在打开侧窗121以及天窗171的状态下,让空调设备14停止。第3运行模式控制部133在第2运行模式控制部132判断为当前时刻是结露防止处理结束时刻的情况下,向侧窗驱动装置12输出用于打开侧窗121的控制信号,并且向天窗驱动装置17输出用于打开天窗171的控制信号。此外,第3运行模式控制部133在空调设备14处于工作状态的情况下,向空调设备14输出用于将空调设备14变更为工作状态(应为停止状态)的控制信号。此外,第3运行模式控制部133在空调设备14处于停止状态的情况下,不向空调设备14输出控制信号。
第3运行模式控制部133以规定时间间隔逐步地打开侧窗121以及天窗171。首先,第3运行模式控制部133将侧窗121以及天窗171例如打开30%。然后,第3运行模式控制部133可以在从打开侧窗121以及天窗171的时刻起经过规定时间后,将侧窗121以及天窗171打开100%。
接着,说明本发明的实施方式1的温度控制装置1的温度控制处理。
图3是用于说明本发明的实施方式1的温度控制装置1的温度控制处理的流程图。
首先,在步骤S1,第1运行模式控制部131判断当前时刻是否为夜间冷却开始时刻。在此,如果判断为当前时刻不是夜间冷却开始时刻的情况下(在步骤S1为否),反复进行步骤S1的判断处理,直到当前时刻达到夜间冷却开始时刻为止。
另一方面,在判断为当前时刻是夜间冷却开始时刻的情况下(在步骤S1为是),第1运行模式控制部131判断侧窗121以及天窗171是否处于关闭状态。另外,第1运行模式控制部131也可以从侧窗驱动装置12以及天窗驱动装置17获取侧窗121以及天窗171是处于打开状态以及关闭状态的哪一个状态。此外,第1运行模式控制部131也可以基于设置在侧窗121以及天窗171的传感器的检测结果,判断侧窗121以及天窗171是否处于关闭状态。
在此,在判断为侧窗121以及天窗171是关闭状态的情况下(在步骤S2为是),处理转移到步骤S4。
另一方面,在判断为侧窗121以及天窗171不处于关闭状态的情况下(在步骤S2为否),在步骤S3,第1运行模式控制部131向侧窗驱动装置12输出用于关闭侧窗121的控制信号,并且向天窗驱动装置17输出用于关闭天窗171的控制信号。侧窗驱动装置12如果从第1运行模式控制部131获取到控制信号,则关闭侧窗121。此外,天窗驱动装置17如果从第1运行模式控制部131获取到控制信号,则关闭天窗171。
接着,在步骤S4,第1运行模式控制部131判断当前时刻是否为结露防止处理开始时刻。在此,在判断为当前时刻不是结露防止处理开始时刻的情况下(在步骤S4为否),在步骤S5,内部温湿度获取部111从内部温湿度测量装置11获取内部温度。
接着,在步骤S6,第1运行模式控制部131判断内部温度是否高于规定的目标温度。
在此,在判断为内部温度高于规定的目标温度的情况下(在步骤S6为是),在步骤S7,第1运行模式控制部131判断空调设备14是否处于停止状态。在此,在判断为空调设备14不处于停止状态的情况下,即判断为空调设备14处于工作状态的情况下(在步骤S7为否),处理转移到步骤S4。
另一方面,在判断为空调设备14处于停止状态的情况下(在步骤S7为是),在步骤S8,第1运行模式控制部131向空调设备14输出用于将空调设备14变更为工作状态的控制信号。空调设备14如果获取到控制信号,则变更为工作状态。然后,空调设备14以使内部温度达到规定的目标温度以下的方式进行冷却运转。
此外,在步骤S6判断为内部温度在规定的目标温度以下的情况下(在步骤S6为否),在步骤S9,第1运行模式控制部131判断空调设备14是否处于工作状态。在此,在判断为空调设备14不是工作状态的情况下,即判断为空调设备14是停止状态的情况下(在步骤S9为否),处理转移到步骤S4。
另一方面,在判断为空调设备14处于工作状态的情况下(在步骤S9为是),在步骤S10,第1运行模式控制部131向空调设备14输出用于将空调设备14变更为停止状态的控制信号。空调设备14如果从第1运行模式控制部131获取到控制信号,则变更为停止状态。然后,空调设备14停止冷却运转。
另外,在步骤S5~步骤S10,在关闭侧窗121以及天窗171的状态下,以使内部温度达到规定的目标温度的方式让空调设备14工作的目标温度控制处理对应于第1运行模式的处理。
此外,在步骤S4判断为当前时刻是结露防止处理开始时刻的情况下(在步骤S4为是),在步骤S11,第2运行模式控制部132进行用于防止果实发生结露的结露防止处理。另外,结露防止处理对应于第2运行模式的处理。
在此,说明步骤S11的结露防止处理。
图4是用于说明图3的步骤S11的结露防止处理的流程图。
首先,在步骤S21,第2运行模式控制部132判断当前时刻是否为结露防止处理结束时刻。在此,在判断为当前时刻是结露防止处理结束时刻的情况下(在步骤S21为是),处理转移到图3的步骤S12。
另一方面,在判断为当前时刻不是结露防止处理结束时刻的情况下(在步骤S21为否),在步骤S22,果实表面温度获取部112从表面温度测量装置15获取果实表面温度。
接着,在步骤S23,内部温湿度获取部111从内部温湿度测量装置11获取内部温度以及内部湿度。
接着,在步骤S24,第2运行模式控制部132基于内部温湿度获取部111获取到的内部温度以及内部湿度计算栽培设施100的内部露点温度。
接着,在步骤S25,第2运行模式控制部132判断果实表面温度是否高于内部露点温度+α。α是用于不让发生结露的温度余裕,例如为0.5℃。在此,在判断为果实表面温度高于内部露点温度+α的情况下(在步骤S25为是),在步骤S26,第2运行模式控制部132判断空调设备14是否处于工作状态。
在此,在判断为空调设备14不处于工作状态的情况下,即判断为空调设备14处于停止状态的情况下(在步骤S26为否),处理转移到步骤S21。
另一方面,在判断为空调设备14处于工作状态的情况下(在步骤S26为是),在步骤S27,第2运行模式控制部132向空调设备14输出用于将空调设备14变更为停止状态的控制信号。空调设备14如果获取到控制信号,则变更为停止状态。然后,空调设备14停止冷却运转。
此外,在步骤S25判断为果实表面温度在内部露点温度+α以下的情况下(在步骤S25为否),在步骤S28,第2运行模式控制部132判断空调设备14是否处于停止状态。在此,在判断为空调设备14不处于停止状态的情况下,即判断为空调设备14处于工作状态的情况下(在步骤S28为否),处理转移到步骤S21。
另外,在步骤S28判断为空调设备14不处于停止状态的情况下,第2运行模式控制部132也可以进行错误处理。在错误处理中,第2运行模式控制部132可以通知用户尽管空调设备14处于工作状态并正在进行冷却运转,但果实表面温度也不会高于内部露点温度。
另一方面,在判断为空调设备14处于停止状态的情况下(在步骤S28为是),在步骤S29,第2运行模式控制部132向空调设备14输出用于将空调设备14变更为工作状态的控制信号。空调设备14如果获取到控制信号,则变更为工作状态。然后,空调设备14进行冷却运转。如果空调设备14成为工作状态,进行冷却运转,则栽培设施100的内部湿度降低。其结果,果实表面温度高于内部露点温度。
另外,在步骤S25,第2运行模式控制部132判断果实表面温度是否高于内部露点温度+α,但本发明并不特别限定于此,第2运行模式控制部132也可以比较果实表面温度和将误差温度以及温度余裕α与内部露点温度相加而得到的值。误差温度例如为2℃。
返回图3,接着,在步骤S12,第3运行模式控制部133进行用于打开侧窗121以及天窗171的开窗处理。另外,开窗处理对应于第3运行模式的处理。
在此,说明步骤S12的开窗处理。
图5是用于说明图3的步骤S12的开窗处理的流程图。
首先,在步骤S41,第3运行模式控制部133判断空调设备14是否处于工作状态。在此,在判断为空调设备14不处于工作状态的情况下,即判断为空调设备14处于停止状态的情况下(在步骤S41为否),处理转移到步骤S43。
另一方面,在判断为空调设备14处于工作状态的情况下(在步骤S41为是),在步骤S42,第3运行模式控制部133向空调设备14输出用于将空调设备14变更为停止状态的控制信号。空调设备14如果从第3运行模式控制部133获取到控制信号,则变更为停止状态。然后,空调设备14停止冷却运转。
接着,在步骤S43,第3运行模式控制部133向侧窗驱动装置12以及天窗驱动装置17输出用于将侧窗121以及天窗171打开30%的控制信号。侧窗驱动装置12按照来自第3运行模式控制部133的控制信号,将侧窗121打开30%。此外,天窗驱动装置17按照来自第3运行模式控制部133的控制信号,将天窗171打开30%。另外,第3运行模式控制部133将打开侧窗121以及天窗171的时刻存储到存储器102。
接着,在步骤S44,第3运行模式控制部133判断从打开侧窗121以及天窗171的时刻起是否经过了规定时间。规定时间例如是30分钟。在此,在判断为从打开侧窗121以及天窗171的时刻起没有经过规定时间的情况下(在步骤S44为否),进行步骤S44的判断处理,直到从打开侧窗121以及天窗171的时刻起经过规定时间为止。
另一方面,在判断为从打开侧窗121以及天窗171的时刻起经过了规定时间的情况下(在步骤S44为是),在步骤S45,第3运行模式控制部133向侧窗驱动装置12以及天窗驱动装置17输出用于将侧窗121以及天窗171打开100%的控制信号。侧窗驱动装置12按照来自第3运行模式控制部133的控制信号,将侧窗121打开100%。此外,天窗驱动装置17按照来自第3运行模式控制部133的控制信号,将天窗171打开100%。
然后,在进行图3的步骤S12的开窗处理后,温度控制处理结束。
日出后,阳光进入栽培设施100内,栽培设施100的内部温度上升。果实的温度追随栽培设施100的内部温度而上升。然后,从日出时刻起经过规定时间后,空调设备14停止,并且换气扇13工作,侧窗121以及天窗171被打开。此时,日出以后空调设备14也运转,因此,内部湿度抑制得较低,内部露点温度也变低。
如上所述,在夜间,在侧窗121以及天窗171被关闭的状态下,空调设备14以使栽培设施100的内部温度达到规定的目标温度的方式工作。从日出前到日出后,在侧窗121以及天窗171被关闭的状态下,空调设备14以使果实10的表面温度高于栽培设施100的内部露点温度的方式工作。然后,如果栽培设施100的内部温度接近栽培设施100的外部温度,则在侧窗121以及天窗171被打开的状态下,空调设备14停止。因此,在日出后侧窗121以及天窗171被打开之时,栽培设施100的内部温度接近栽培设施100的外部温度,且果实10的表面温度高于栽培设施100的内部露点温度,因此,能够可靠地防止在果实10的表面发生结露。
另外,在本实施方式1中,起初侧窗121以及天窗171被打开30%,但本发明并不特别限定于此。也可以起初侧窗121以及天窗171被打开50%,起初侧窗121以及天窗171被打开的比率没有特别限定。
此外,在本实施方式1中,第3运行模式控制部133分2个阶段打开侧窗121以及天窗171,但本发明并不特别限定于此,也可以分3个阶段以上打开侧窗121以及天窗171。
此外,在栽培***不具备侧窗驱动装置12而用户手动打开侧窗121的情况下,第3运行模式控制部133也可以在与温度控制装置1连接的显示装置或用户所拥有的终端装置上显示指示将侧窗121打开30%的画面。然后,从打开侧窗121的时刻起经过规定时间后,第3运行模式控制部133也可以在显示装置或终端装置显示指示将侧窗121打开100%的画面。
同样,在栽培***不具备天窗驱动装置17而用户手动打开天窗171的情况下,第3运行模式控制部133也可以在与温度控制装置1连接的显示装置或用户所拥有的终端装置上显示指示将天窗171打开30%的画面。然后,从打开天窗171的时刻起经过规定时间后,第3运行模式控制部133也可以在显示装置或终端装置显示指示将天窗171打开100%的画面。
接着,说明本实施方式1的第1变形例。在所述的本实施方式1,在开窗处理中,第3运行模式控制部133逐步地打开侧窗121以及天窗171,而在本实施方式1的第1变形例,在开窗处理中,第3运行模式控制部133不是逐步地打开侧窗121以及天窗171,而是将侧窗121以及天窗171一次性打开100%。
图6是用于说明本发明的实施方式1的第1变形例的开窗处理的流程图。
另外,步骤S51以及步骤S52的处理与图5所示的步骤S41以及步骤S42的处理相同,因此省略说明。
接着,在步骤S53,第3运行模式控制部133向侧窗驱动装置12(应为侧窗驱动装置12以及天窗驱动装置17)输出用于将侧窗121以及天窗171全开的控制信号。侧窗驱动装置12按照来自第3运行模式控制部133的控制信号,将侧窗121全开。此外,天窗驱动装置17按照来自第3运行模式控制部133的控制信号,将天窗171全开。
另外,在栽培***不具备侧窗驱动装置12而用户手动打开侧窗121的情况下,第3运行模式控制部133也可以在与温度控制装置1连接的显示装置或用户所拥有的终端装置上显示指示将侧窗121全开的画面。
同样,在栽培***不具备天窗驱动装置17而用户手动打开天窗171的情况下,第3运行模式控制部133也可以在与温度控制装置1连接的显示装置或用户所拥有的终端装置上显示指示将天窗171全开的画面。
接着,说明本实施方式1的第2变形例。在所述的本实施方式1中,在结露防止处理的步骤S21,第2运行模式控制部132判断当前时刻是否为结露防止处理结束时刻,但在本实施方式1的第2变形例中,在结露防止处理,第2运行模式控制部132判断内部温度是否达到了成为果实的生长极限的生长极限温度。
即,在所述的实施方式1中,日出时刻以后也进行利用空调设备14的温度控制。然而,在日出时刻以后,因太阳光的照射,即使进行利用空调设备14d的温度控制,栽培设施100的内部温度也会上升。对此,第2运行模式控制部132也可以在内部温度达到果实生长的极限的生长极限温度的情况下,从第2运行模式转移到第3运行模式。生长极限温度是作为栽培对象的果实的生长极限的温度,例如为30℃。
图7是用于说明本发明的实施方式1的第2变形例的结露防止处理的流程图。
首先,在步骤S71,内部温湿度获取部111从内部温湿度测量装置11获取内部温度。
接着,在步骤S72,第2运行模式控制部132判断内部温度是否达到了成为果实的生长极限的生长极限温度。在此,在判断为内部温度达到了生长极限温度的情况下(在步骤S72为是),处理转移到图3的步骤S12。
另一方面,在判断为内部温度没有达到生长极限温度的情况下(在步骤S72为否),在步骤S73,果实表面温度获取部112从表面温度测量装置15获取果实表面温度。
另外,步骤S73~步骤S80的处理与图4所示的步骤S22~步骤S29的处理相同,因此省略说明。
(实施方式2)
在所述的实施方式1中,第2运行模式控制部132在当前时刻是结露防止处理结束时刻的情况下,从第2运行模式转移到第3运行模式,但在本实施方式2中,第2运行模式控制部基于栽培设施100的外部温度以及外部湿度计算栽培设施100的外部露点温度,在果实的表面温度高于外部露点温度的情况下,从第2运行模式转移到第3运行模式。
图8是表示本发明的实施方式2的栽培***的结构的整体图。
图8所示的栽培***包括温度控制装置1A、内部温湿度测量装置11、侧窗驱动装置12、换气扇13、空调设备14、表面温度测量装置15、天窗驱动装置17、侧窗121、天窗171以及外部温湿度测量装置16。另外,在本实施方式2中,对与实施方式1相同的结构附上相同的符号并省略说明。
外部温湿度测量装置16测量栽培设施100的外部温度以及外部湿度。外部温湿度测量装置16包含温度传感器161以及湿度传感器162。温度传感器161测量栽培设施100的外部温度。湿度传感器162测量栽培设施100的外部湿度。外部湿度是栽培设施100外的相对湿度。温度传感器161以及湿度传感器162被设置在栽培设施100外的任意的地方。
图9是表示本发明的实施方式2的温度控制装置的构成的框图。
图9所示的温度控制装置1A包括处理器101A以及存储器102。
处理器101A例如是CPU,包括内部温湿度获取部111、果实表面温度获取部112、温度控制部113A以及外部温湿度获取部114。
外部温湿度获取部114获取外部温湿度测量装置16测量到的栽培设施100的外部温度以及外部湿度。外部温湿度获取部114从外部温湿度测量装置16以规定的时间间隔定期地获取外部温度以及外部湿度。
温度控制部113A包括第1运行模式控制部131、第2运行模式控制部132A以及第3运行模式控制部133。
第2运行模式控制部132A基于外部温度以及外部湿度计算栽培设施100的外部露点温度。第2运行模式控制部132A在果实的表面温度高于外部露点温度的情况下,从第2运行模式转移到第3运行模式。
第2运行模式控制部132A基于下述的式(3)计算外部露点温度。
外部露点温度=237.3*log(外部水蒸气压力/6.11)/(7.5*log(10)+log(6.11/外部水蒸气压力)) (3)
另外,外部水蒸气压力基于下述的式(4)计算。
外部水蒸气压力=6.11*10^(7.5*外部温度/(273.3+外部温度))*外部湿度/100(4)
第2运行模式控制部132A在果实表面温度在外部露点温度以下的情况下,在关闭侧窗121以及天窗171的状态下,以使果实10的表面温度高于内部露点温度的方式让空调设备14工作。此外,第2运行模式控制部132A在果实表面温度高于外部露点温度的情况下,从第2运行模式控制部132A的结露防止处理转移到第3运行模式控制部133的开窗处理。
第2运行模式控制部132A的其他功能与实施方式1的第2运行模式控制部132的功能相同。
接着,说明本发明的实施方式2的温度控制装置1A的温度控制处理。另外,实施方式2的温度控制装置1A的温度控制处理与实施方式1的温度控制装置1的温度控制处理仅在结露防止处理上不同。因此,在以下的说明中,只说明实施方式2的结露防止处理。
图10是用于说明本发明的实施方式2的结露防止处理的流程图。
首先,在步骤S91,果实表面温度获取部112从表面温度测量装置15获取果实表面温度。
接着,在步骤S92,外部温湿度获取部114从外部温湿度测量装置16获取外部温度以及外部湿度。
接着,在步骤S93,第2运行模式控制部132A基于外部温湿度获取部114获取到的外部温度以及外部湿度计算栽培设施100的外部露点温度。
接着,在步骤S94,第2运行模式控制部132A判断果实表面温度是否高于外部露点温度。在此,在判断为果实表面温度高于外部露点温度的情况下(在步骤S94为是),处理转移到图3的步骤S12。
另一方面,在判断为果实表面温度在外部露点温度以下的情况下(在步骤S94为否),在步骤S95,果实表面温度获取部112从表面温度测量装置15获取果实表面温度。
另外,步骤S95~步骤S102的处理与图4所示的步骤S22~步骤S29的处理相同,因此省略说明。
接着,在步骤S98,第2运行模式控制部132A也可以判断在步骤S91获取到的果实表面温度是否高于内部露点温度+α。此时,在步骤S95,果实表面温度获取部112也可以不从表面温度测量装置15获取果实表面温度。
此外,在步骤S94,第2运行模式控制部132A判断果实表面温度是否高于外部露点温度,但本发明并不特别限定于此,第2运行模式控制部132A也可以比较果实表面温度和将误差温度与外部露点温度相加而得到的值。误差温度例如为2℃。
此外,本实施方式2的温度控制装置1A也可以适用所述的实施方式1的第1变形例以及第2变形例。
(实施方式3)
在所述的实施方式1中,栽培***包括表面温度测量装置15,果实表面温度获取部112获取表面温度测量装置15测量到的果实表面温度,但在本实施方式3中,栽培***不具备表面温度测量装置15,温度控制装置1B推测果实表面温度。
图11是表示本发明的实施方式3的栽培***的结构的整体图,图12是表示本发明的实施方式3的温度控制装置的结构的框图。
图11所示的栽培***包括温度控制装置1B、内部温湿度测量装置11、侧窗驱动装置12、换气扇13、空调设备14、天窗驱动装置17、侧窗121以及天窗171。另外,在本实施方式3中,对与实施方式1相同的构成附上相同的符号并省略说明。
本实施方式3的栽培***与实施方式1的栽培***的不同之处在于不具备表面温度测量装置15。
图12所示的温度控制装置1B包括处理器101B以及存储器102B。
处理器101B例如是CPU,包括内部温湿度获取部111、温度控制部113B以及果实表面温度推测部115。
存储器102B存储将果实的表面温度的推测值与转移到结露防止处理(第2运行模式)的时刻的栽培设施100的内部温度和从转移到结露防止处理(第2运行模式)的时刻起的经过时间相互对应的表面温度推测表。
图13是表示本发明的实施方式3中存储在存储器的表面温度推测表的一个例子的图。
表面温度推测表将果实表面温度的推测值与结露防止处理转移时刻的栽培设施100的内部温度和从结露防止处理转移时刻起的经过时间相互对应。
在图13中,上端的行表示结露防止处理转移时刻的栽培设施100的内部温度,左端的列表示从结露防止处理转移时刻起的经过时间。例如,在结露防止处理转移时刻的栽培设施100的内部温度为18℃,从结露防止处理转移时刻起的经过时间为1个小时的情况下,果实表面温度的推测值为20℃。
此外,存储器102B存储转移到结露防止处理(第2运行模式)的时刻的栽培设施100的内部温度。
果实表面温度推测部115推测果实的表面温度。果实表面温度推测部115从存储在存储器102B的表面温度推测表提取与转移到结露防止处理(第2运行模式)的时刻的内部温度和从转移到结露防止处理(第2运行模式)的时刻起的经过时间相互对应的推测值。
温度控制部113B包括第1运行模式控制部131、第2运行模式控制部132B以及第3运行模式控制部133。
第2运行模式控制部132B在关闭侧窗121以及天窗171的情况下,以使果实10的表面温度的推测值高于内部露点温度的方式让空调设备14工作。即,第2运行模式控制部132B在果实表面温度推测部115推测的果实表面温度的推测值高于内部露点温度且空调设备14处于工作状态的情况下,向空调设备14输出用于将空调设备14变更为停止状态的控制信号。此外,第2运行模式控制部132B在果实表面温度的推测值高于内部露点温度且空调设备14处于停止状态的情况下,不向空调设备14输出控制信号。此外,第2运行模式控制部132B在果实表面温度的推测值在内部露点温度以下且空调设备14处于停止状态的情况下,向空调设备14输出用于将空调设备14变更为工作状态的控制信号。此外,第2运行模式控制部132B在果实表面温度的推测值在内部露点温度以下且空调设备14处于工作状态的情况下,不向空调设备14输出控制信号。
第2运行模式控制部132B的其他功能与实施方式1的第2运行模式控制部132的功能相同。
接着,说明本发明的实施方式3的温度控制装置1B的温度控制处理。另外,实施方式3的温度控制装置1B的温度控制处理与实施方式1的温度控制装置1的温度控制处理仅在结露防止处理上不同。因此,在以下的说明中,只说明实施方式3的结露防止处理。
图14是用于说明本发明的实施方式3的结露防止处理的流程图。
首先,在步骤S111,内部温湿度获取部111从内部温湿度测量装置11获取内部温度。
接着,在步骤S112,内部温湿度获取部111将获取到的内部温度作为结露防止处理转移时刻的内部温度而存储到存储器102B。
接着,在步骤S113,第2运行模式控制部132B判断当前时刻是否为结露防止处理结束时刻。在此,在判断为当前时刻是结露防止处理结束时刻的情况下(在步骤S113为是),处理转移到图3的步骤S12。
另一方面,在判断为当前时刻不是结露防止处理结束时刻的情况下(在步骤S113为否),在步骤S114,果实表面温度推测部115推测果实表面温度。果实表面温度推测部115从存储在存储器102B的表面温度推测表提取与结露防止处理转移时刻的内部温度和从结露防止处理转移时刻起的经过时间相互对应的果实表面温度的推测值。
另外,步骤S115以及步骤S116的处理与图4所示的步骤S23以及步骤S24的处理相同,因此省略说明。
接着,在步骤S117,第2运行模式控制部132B判断果实表面温度的推测值是否高于内部露点温度+α。α是用于不让发生结露的温度余裕,例如为0.5℃。在此,在判断为果实表面温度的推测值高于内部露点温度+α的情况下(在步骤S117为是),在步骤S118,第2运行模式控制部132B判断空调设备14是否处于工作状态。
另外,步骤S118以及步骤S119的处理与图4所示的步骤S26以及步骤S27的处理相同,因此省略说明。
此外,在步骤S117判断为果实表面温度的推测值在内部露点温度+α以下的情况下(在步骤S117为否),在步骤S120,第2运行模式控制部132B判断空调设备14是否处于停止状态。
另外,步骤S120以及步骤S121的处理与图4所示的步骤S28以及步骤S29的处理相同,因此省略说明。
此外,在步骤S120判断为空调设备14不处于停止状态的情况下,第2运行模式控制部132B也可以进行错误处理。在错误处理中,第2运行模式控制部132B可以通知用户尽管空调设备14处于工作状态并正在进行冷却运转,但果实表面温度也不会高于内部露点温度。
此外,在步骤S117,第2运行模式控制部132B判断果实表面温度的推测值是否高于内部露点温度+α,但本发明并不特别限定于此,第2运行模式控制部132B也可以比较果实表面温度的推测值和将误差温度以及温度余裕α与内部露点温度相加而得到的值。误差温度例如为2℃。
此外,本实施方式3的温度控制装置1B也可以适用所述的实施方式1的第1变形例以及第2变形例。另外,本实施方式3的栽培***也可以适用所述的实施方式2。
在所述的实施方式1~3中,说明了用于防止果实表面发生结露的温度控制方法,该方法关注在湿热地区从夜间的冷却切换到白天的导入外部空气之时。
但是,即使在湿热地区以外的地区,在栽培中果实附近的温度以及湿度发生变化的情况下,本实施方式1~3的温度控制装置通过以使果实的表面温度高于栽培设施100的内部露点温度的方式进行温度控制,也能够防止果实表面发生结露。
此外,在本实施方式1~3中,栽培***包括侧窗121以及天窗171,但本发明并不特别限定于此,也可以只具备侧窗121以及天窗171的任意其中之一。
另外,在所述各实施方式中,各构成要素可由专用的硬件构成,或者通过执行适于各构成要素的软件程序而实现。各构成要素可以通过由CPU或处理器等的程序执行部读取存储在硬盘或半导体存储器等记录介质的软件程序并执行而实现。
本发明的实施方式所涉及的装置的功能的一部分或全部典型地作为集成电路即LSI(Large Scale Integration)而实现。这些功能可以单独地集成到1个芯片中,也可以以包含一部分或全部功能的方式集成到1个芯片中。此外,集成电路化并不限定于LSI,也可以通过专用电路或通用处理器实现。也可以利用制造LSI后可编程的FPGA(FieldProgrammable Gate Array,现场可编程门阵列)或可重新构筑LSI内部的电路元件的连接或设定的可重构处理器。
此外,可将本发明的实施方式所涉及的装置的功能的一部分或全部通过由CPU等处理器执行程序而实现。
此外,上文中使用的数字全部是为了具体说明本发明而例示的数字,本发明并不限定于例示的数字。
此外,所述流程图所示的各步骤被执行的顺序是为了具体说明本发明而例示的顺序,可在获得同样的效果的范围采用所述以外的顺序。此外,所述步骤的一部分也可以与其他步骤同时(并列)执行。
产业上的可利用性
本发明所涉及的技术能够可靠地防止果实的表面发生结露,因此作为控制果实的栽培设施的内部温度的技术而具有使用价值。
Claims (13)
1.一种温度控制方法,是控制果实的栽培设施的内部温度的温度控制装置的温度控制方法,其特征在于包括以下步骤:
获取所述栽培设施的内部温度以及内部湿度;以及,
通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制所述栽培设施的所述内部温度,其中,
所述第1运行模式,在关闭可将所述栽培设施的内部与外部隔开的可开闭的窗户的状态下,以使所述内部温度达到规定的目标温度的方式让空调设备工作,
所述第2运行模式,基于所述内部温度以及所述内部湿度计算所述栽培设施的内部露点温度,在关闭所述窗户的状态下,以使所述果实的表面温度高于所述内部露点温度的方式让所述空调设备工作,
所述第3运行模式,在打开所述窗户的状态下,让所述空调设备停止,
在所述第2运行模式,还从测量所述果实的表面温度的传感器获取所述果实的表面温度,或者推测所述果实的表面温度。
2.根据权利要求1所述的温度控制方法,其特征在于,
从日出时刻起经过规定时间后,从所述第2运行模式转移到所述第3运行模式。
3.根据权利要求1所述的温度控制方法,其特征在于,
在所述内部温度达到所述果实的生长的极限的温度的情况下,从所述第2运行模式转移到所述第3运行模式。
4.根据权利要求1所述的温度控制方法,其特征在于,
还获取所述栽培设施的外部温度以及外部湿度;
基于所述外部温度以及所述外部湿度计算所述栽培设施的外部露点温度,在所述果实的表面温度高于所述外部露点温度的情况下,从所述第2运行模式转移到所述第3运行模式。
5.根据权利要求1所述的温度控制方法,其特征在于,
从将转移到所述第2运行模式的时刻的所述栽培设施的内部温度和从转移到所述第2运行模式的时刻起的经过时间与所述果实的表面温度的推测值相互对应的表中提取,与转移到所述第2运行模式的时刻的所述内部温度和从转移到所述第2运行模式的时刻起的经过时间相互对应的所述推测值。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的温度控制方法,其特征在于,
在所述第3运行模式,以规定时间间隔逐步地打开所述窗户。
7.一种温度控制装置,是用于控制果实的栽培设施的内部温度的温度控制装置,其特征在于包括:
获取部,获取所述栽培设施的内部温度以及内部湿度;以及,
控制部,通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制所述栽培设施的所述内部温度,其中,
所述第1运行模式,在关闭可将所述栽培设施的内部与外部隔开的可开闭的窗户的状态下,以使所述内部温度达到规定的目标温度的方式让空调设备工作,
所述第2运行模式,基于所述内部温度以及所述内部湿度计算所述栽培设施的内部露点温度,在关闭所述窗户的状态下,以使所述果实的表面温度高于所述内部露点温度的方式让所述空调设备工作,
所述第3运行模式,在打开所述窗户的状态下,让所述空调设备停止,
在所述第2运行模式,还从测量所述果实的表面温度的传感器获取所述果实的表面温度,或者推测所述果实的表面温度。
8.一种温度控制程序,是用于控制果实的栽培设施的内部温度的温度控制程序,其特征在于,让计算机发挥以下功能:
获取所述栽培设施的内部温度以及内部湿度;以及,
通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制所述栽培设施的所述内部温度,其中,
所述第1运行模式,在关闭可将所述栽培设施的内部与外部隔开的可开闭的窗户的状态下,以使所述内部温度达到规定的目标温度的方式让空调设备工作,
所述第2运行模式,基于所述内部温度以及所述内部湿度计算所述栽培设施的内部露点温度,在关闭所述窗户的状态下,以使所述果实的表面温度高于所述内部露点温度的方式让所述空调设备工作,
所述第3运行模式,在打开所述窗户的状态下,让所述空调设备停止,
在所述第2运行模式,还从测量所述果实的表面温度的传感器获取所述果实的表面温度,或者推测所述果实的表面温度。
9.一种温度控制***,其特征在于包括:
温度控制装置,用于控制果实的栽培设施的内部温度;
空调设备;以及,
可开闭的窗户,可将所述栽培设施的内部与外部隔开,其中,
所述温度控制装置包括:
获取部,获取所述栽培设施的内部温度以及内部湿度;以及,
控制部,通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制所述栽培设施的所述内部温度,其中,
所述第1运行模式,在关闭所述窗户的状态下,以使所述内部温度达到规定的目标温度的方式让所述空调设备工作,
所述第2运行模式,基于所述内部温度以及所述内部湿度计算所述栽培设施的内部露点温度,在关闭所述窗户的状态下,以使所述果实的表面温度高于所述内部露点温度的方式让所述空调设备工作,
所述第3运行模式,在打开所述窗户的状态下,让所述空调设备停止,
在所述第2运行模式,还从测量所述果实的表面温度的传感器获取所述果实的表面温度,或者推测所述果实的表面温度。
10.一种温度控制方法,是用于控制果实的栽培设施的内部温度的温度控制装置的温度控制方法,其特征在于包括以下步骤:
从测量所述果实的表面温度的传感器获取所述果实的表面温度;以及,
通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制所述栽培设施的所述内部温度,其中,
所述第1运行模式,在关闭可将所述栽培设施的内部与外部隔开的可开闭的窗户的状态下,以使所述内部温度达到规定的目标温度的方式让空调设备工作,
所述第2运行模式,基于所述内部温度以及内部湿度计算所述栽培设施的内部露点温度,在关闭所述窗户的状态下,以使所述果实的表面温度高于所述内部露点温度的方式让所述空调设备工作,
所述第3运行模式,在打开所述窗户的状态下,让所述空调设备停止。
11.一种温度控制装置,是用于控制果实的栽培设施的内部温度的温度控制装置,其特征在于包括:
获取部,从测量所述果实的表面温度的传感器获取所述果实的表面温度;以及,
控制部,通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制所述栽培设施的所述内部温度,其中,
所述第1运行模式,在关闭可将所述栽培设施的内部与外部隔开的可开闭的窗户的状态下,以使所述内部温度达到规定的目标温度的方式让空调设备工作,
所述第2运行模式,基于所述内部温度以及内部湿度计算所述栽培设施的内部露点温度,在关闭所述窗户的状态下,以使所述果实的表面温度高于所述内部露点温度的方式让所述空调设备工作,
所述第3运行模式,在打开所述窗户的状态下,让所述空调设备停止。
12.一种温度控制程序,是用于控制果实的栽培设施的内部温度的温度控制程序,其特征在于,让计算机发挥以下功能:
从测量所述果实的表面温度的传感器获取所述果实的表面温度;以及,
通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制所述栽培设施的所述内部温度,其中,
所述第1运行模式,在关闭可将所述栽培设施的内部与外部隔开的可开闭的窗户的状态下,以使所述内部温度达到规定的目标温度的方式让空调设备工作,
所述第2运行模式,基于所述内部温度以及内部湿度计算所述栽培设施的内部露点温度,在关闭所述窗户的状态下,以使所述果实的表面温度高于所述内部露点温度的方式让所述空调设备工作,
所述第3运行模式,在打开所述窗户的状态下,让所述空调设备停止。
13.一种温度控制***,其特征在于包括:
温度控制装置,用于控制果实的栽培设施的内部温度;
空调设备;
可开闭的窗户,可将所述栽培设施的内部与外部隔开;以及,
传感器,测量所述果实的表面温度,其中,
所述温度控制装置包括:
获取部,从所述传感器获取所述果实的表面温度;以及,
控制部,通过依次切换第1运行模式、第2运行模式以及第3运行模式,控制所述栽培设施的所述内部温度,其中,
所述第1运行模式,在关闭所述窗户的状态下,以使所述内部温度达到规定的目标温度的方式让所述空调设备工作,
所述第2运行模式,基于所述内部温度以及内部湿度计算所述栽培设施的内部露点温度,在关闭所述窗户的状态下,以使所述果实的表面温度高于所述内部露点温度的方式让所述空调设备工作,
所述第3运行模式,在打开所述窗户的状态下,让所述空调设备停止。
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