JP6385636B2 - 植物栽培施設における細霧冷房方法及び細霧冷房システム - Google Patents
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Description
特許文献1においては、植物工場やビニールハウス等の冷房として、水をポンプによって細霧ノズルに送って細霧ノズルから室内に噴霧することにより、潜熱による冷却効果を利用して室内の温度を下げるということが開示されている。
図1に示すように、植物工場やビニールハウス等の植物栽培施設1において、同施設1の室内の下部には水耕栽培等の植物栽培棚2が設けられている。前記室内または室外には炭酸ガスを貯蔵した炭酸ガスボンベ3が設置されている。室内の上部には噴霧装置4が植物栽培棚2に面して配設され、その植物栽培棚2と噴霧装置4との間には、室内気温を検出するための温度センサ6(温度検出手段)が設けられている。噴霧装置4の下側には複数のノズル7が植物栽培棚2に沿って並設されている。
夏期の高温時のように、施設1の室内の気温が高くなった場合(例えば、摂氏30度以上)には、温度センサ6がそれを検出し、スイッチ61を介して開閉弁10,12の開閉ソレノイドを動作させて、開閉弁10,12を開放させる。このため、開閉弁10,12及びレギュレータ11,13を介して所定圧力の水W及び圧縮炭酸ガスがノズル7に供給されて、同ノズル7内において合流される。従って、ノズル7から炭酸ガス流に乗って二流体細霧Mが室内に噴出される。そして、その二流体細霧Mが気化されて、室内が冷却される。この二流体細霧Mは、その粒径が10μm以下であるため、細霧全体の水量はごくわずかであって、水滴化したり、室内湿度が高騰したりすることは抑制される。
なお、日照時間が長い夏期や、高気温地域においては、噴霧時間が長くなって、室内の炭酸ガス濃度が必要以上に高くなることも考えられる。このような場合は、炭酸ガスボンベ3に炭酸ガスとともに、空気を貯留して、つまり炭酸ガスボンベ3に炭酸ガスと空気との混合ガスを貯留して、その混合ガスに乗せて細霧Mを噴出させればよい。従って、噴出される炭酸ガスが希薄化されて、室内の炭酸ガス濃度が過剰になることを防止できる。従って、日照時間等の条件に応じて混合ガス中の炭酸ガス濃度を調整すれば、室内の炭酸ガス濃度を適切に維持できるとともに、炭酸ガスの浪費を防止できる。
(1) 植物栽培施設1の室内の気温が高いときには、炭酸ガスの圧力を利用してその炭酸ガス流に乗せて二流体細霧Mをノズル7から噴出できる。従って、施設1の室内を冷却できるとともに、植物に対して炭酸ガス施用を行なうことができる。このため、施設1の室内温度を植物生育に適する温度に維持できるとともに、炭酸ガスにより、植物の光合成による生育を助長でき、効率的な植物栽培が可能になる。
この第2実施形態においては、図3(a)に示すように、ガス経路8の前記第1実施形態の開閉弁10に代えて三方弁17(開閉手段、切替手段)が接続されている。そして、三方弁17の一方の一次側に炭酸ガスボンベ3が、他方の一次側に圧縮機16が接続され、三方弁17の二次側にレギュレータ11を介してノズル7が接続されている。
植物栽培施設1の室内の温度が所定値を越えるとともに、室内の炭酸ガス濃度が所定値(例えば、1000ppm)以下の場合には、温度センサ6の検出に基づいてスイッチ61を介して開閉弁12が開放されるとともに、三方弁17が第1開放位置に切り替えられる。このため、炭酸ガスボンベ3から圧縮炭酸ガスが三方弁17とレギュレータ11とを経て各ノズル7に供給されるとともに、水Wが開閉弁12とレギュレータ13とを経て各ノズル7に供給される。従って、炭酸ガスと水とがノズル7内で合流されて、平均粒径10μmの二流体細霧Mが炭酸ガス流とともに各ノズル7から植物栽培施設1の室内に噴出される。このため、その細霧Mにより、気化熱による冷却効果を利用して室内の温度を下げることができるとともに、室内の炭酸ガスが増えて植物の光合成による生育を助長することができる。
(4) 圧縮炭酸ガスをノズル7に供給するガス経路8以外に、圧縮機16により圧縮空気Eをノズル7に供給する空気経路15を設け、このガス経路8と空気経路15とのうち何れか一方をノズル7に接続して圧縮炭酸ガスまたは圧縮空気Eをノズル7に供給し得るように切り替え得る三方弁17を設けている。そして、室内の炭酸ガス濃度に応じて三方弁17を切り替えることにより、圧縮炭酸ガス流に乗せた二流体細霧Mの外に、圧縮空気流に乗せた二流体細霧Mも噴出し得る。従って、植物栽培施設1における炭酸ガス濃度を適切に調節することができる。
前記第1,第2実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 前記第1,第2実施形態の炭酸ガスボンベ3に代えて、圧縮機により圧縮された炭酸ガスをノズル7に供給するようにしてもよい。
・ 第1,第2実施形態において、室内の湿度が高くなった場合に、施設1の内気を外気と入れ換える構成を採用してもよい。
Claims (3)
- 細霧を噴出するノズルと、炭酸ガスボンベから炭酸ガスを前記ノズルに供給するガス経路と、圧縮空気をノズルに供給する空気経路と、前記ガス経路と前記空気経路のうち何れか一方を前記ノズルに接続して前記炭酸ガスまたは前記圧縮空気を前記ノズルに供給し得るように切り替え得る切替手段と、水を前記ノズルに供給する水経路と、前記水経路を開閉する開閉手段とを有した噴霧装置と、植物栽培施設の室内における炭酸ガスの濃度を検出する濃度検出手段と、前記室内の温度を検出する温度検出手段とを備えた細霧冷房システムを用いる細霧冷房方法であって、
前記温度検出手段により前記室内の温度が温度所定値を越えたことを検出した場合、前記開閉手段が開放され、前記濃度検出手段により検出された炭酸ガス濃度に応じて、前記切替手段により、供給する流体を切り替えて、炭酸ガス流または空気流に乗せて二流体細霧を前記ノズルから前記室内に噴出し、
前記温度検出手段により検出した前記室内の温度が温度所定値よりも低く、かつ前記炭酸ガスの濃度が濃度設定値より低い場合には、前記開閉手段が閉じられることにより、前記水経路からの水供給を停止させ、前記切替手段により、前記ノズルから炭酸ガスのみを供給することを特徴とする植物栽培施設における細霧冷房方法。 - 細霧を噴出するノズルと、炭酸ガスボンベから炭酸ガスを前記ノズルに供給するガス経路と、圧縮空気をノズルに供給する空気経路と、前記ガス経路と前記空気経路のうち何れか一方を前記ノズルに接続して前記炭酸ガスまたは前記圧縮空気を前記ノズルに供給し得るように切り替え得る切替手段と、水を前記ノズルに供給する水経路と、前記水経路を開閉する開閉手段とを有した噴霧装置と、植物栽培施設の室内における炭酸ガスの濃度を検出する濃度検出手段と、前記室内の温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記温度検出手段により前記室内の温度が温度所定値を越えたことを検出した場合、前記開閉手段が開放され、前記切替手段は、前記濃度検出手段により検出された炭酸ガス濃度に応じて、供給する流体を切り替えて、炭酸ガス流または空気流に乗せて二流体細霧を前記ノズルから前記室内に噴出し、
前記温度検出手段により検出した前記室内の温度が温度所定値よりも低く、かつ前記炭酸ガスの濃度が濃度設定値より低い場合には、前記開閉手段が閉じられることにより、前
記水経路からの水供給を停止させ、前記切替手段により、前記ノズルから炭酸ガスのみを供給することを特徴とする植物栽培施設における細霧冷房システム。 - 前記圧縮空気は圧縮機から供給されるものであることを特徴とする請求項2に記載の植物栽培施設における細霧冷房システム。
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