KR20130023251A - Greenhouse cultivation system - Google Patents

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KR20130023251A
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greenhouse
heat exchanger
heat storage
accumulator
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KR1020127030857A
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아키라 사이토
타카노부 아리타
타카토 나고야
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가부시키가이샤 세이와
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Abstract

저(低)비용으로 에너지 절약과 고수량(高收量)을 달성할 수 있는 온실용 재배 시스템을 제공한다. 온실(10) 내에, 온실 내 공기와 내부에 충전된 축열체와의 사이에서 열교환을 촉진시키는 전열판(32)이 측면에 설치되어 있는 열교환·축열기(30)를 배치함과 함께, 히트 펌프(50)를 배치한 구성이다. 열교환·축열기(30)의 전열판(32)을 통하여, 낮 동안의 온실 내의 잉여열을, 당해 열교환·축열기(30) 내에 충전된 축열체와 온실 내 공기와의 온도차로 효율 좋게 열교환할 수 있다. 이에 따라, 히트 펌프(50)의 가동률을 줄여, 낮 동안의 냉방에 기여할 수 있고, 환기 시간의 단축화에 공헌할 수 있음과 함께, 야간은 축열된 열을 난방에 제공할 수 있어, 냉난방 비용을 크게 삭감할 수 있다. To provide a greenhouse cultivation system that can achieve energy saving and high yield at low cost. In the greenhouse 10, a heat pump / heat accumulator 30 having a heat transfer plate 32 for promoting heat exchange between the air in the greenhouse and a heat accumulator filled therein is provided on the side, and a heat pump ( 50) is arranged. Through the heat exchanger plate 32 of the heat exchanger / heat accumulator 30, the excess heat in the greenhouse during the day can be efficiently exchanged with the temperature difference between the heat accumulator and the air in the greenhouse filled in the heat exchanger / heat accumulator 30. have. As a result, the operation rate of the heat pump 50 can be reduced, thereby contributing to the cooling during the day, and contributing to the shortening of the ventilation time, and at the same time, it is possible to provide the regenerated heat to the heating, thereby reducing the cost of heating and cooling. We can cut greatly.

Description

온실용 재배 시스템{GREENHOUSE CULTIVATION SYSTEM}Greenhouse cultivation system {GREENHOUSE CULTIVATION SYSTEM}

본 발명은, 온실용 재배 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a greenhouse cultivation system.

온실은, 본래적으로 저온기(低溫期)에 있어서의 식물의 생육 촉진을 목적으로 하여 설치되는 것으로, 태양 에너지를 열로 바꾸는 기능이 매우 높다. 이 때문에, 동계(冬季)라도, 일사(日射)가 강해지는 낮 동안은 난방의 필요는 없으며, 오히려, 천창(天窓)을 개방해 배기하여 환기에 의해 온실 내 온도를 낮추는 것이 행해지고 있다. 그리고, 기온이 저하되는 야간은 난방 설비를 가동해 온실 내를 난방하여, 온도 조절한다. 그러나, 이러한 난방 제어에 관해서는, 경비 절감이나 환경 보전의 요청으로부터, 연료비나 전기세를 저감하는 것이 요구되고 있다. 한편, 작물의 재배에 있어서, 단위 면적당의 작물의 수량(收量) 증가, 수익 개선을 도모하는 것이 항상 요구되고 있다.The greenhouse is originally installed for the purpose of promoting the growth of plants in a low temperature phase, and has a very high function of converting solar energy into heat. For this reason, even during the winter season, heating is not necessary during the day when the solar radiation becomes stronger, but rather, the skylight is opened and exhausted to lower the temperature in the greenhouse by ventilation. At night, when the temperature decreases, the heating equipment is operated to heat the greenhouse to regulate the temperature. However, with regard to such heating control, it is required to reduce fuel costs and electricity bills from requests for cost reduction or environmental conservation. On the other hand, in the cultivation of crops, it is always required to increase the yield of crops per unit area and to improve the profits.

이러한 점을 감안하여, 예를 들면, 비특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 네덜란드에서는, 지하 약 100m 전후에 존재하는 거의 움직이지 않는 수역인 대수층(aquifer)을 냉수와 온수의 축열 덩어리로서 이용하는 것이 행해지고 있다. 하계(夏季)의 태양 에너지로 따뜻해진 온실 내의 열을 히트 펌프로 대수층에 축열하여 온실 내를 냉방하고, 동계에는 이 대수층의 열을 사용하여 히트 펌프로 온실 내를 난방한다. 이러한 구성으로 함으로써, 연간을 통하여 생각한 경우에, 난방 설비의 운전 시간의 단축화가 도모되어, 난방 비용을 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 히트 펌프에 의해 대수층의 열을 이용함으로써 저비용으로 온도 제어할 수 있기 때문에, 연간을 통하여 환기를 행하는 시간도 짧게 끝나며, 천창이나 측창 등의 환기 설비에 의한 환기를 일절 행하지 않는 폐쇄형, 혹은, 환기 설비에 의한 환기를 필요 최소한으로 억제한 반폐쇄형의 온실로 할 수 있다. 폐쇄형이나 반폐쇄형의 온실로 하여, 이산화탄소를 적극적으로 시용(施用;application)함으로써, 온실 내의 이산화탄소 농도를 대기 중 농도의 2배～4배로 유지할 수 있어, 작물의 광합성 속도가 증가하여, 품질, 수량의 향상을 도모할 수 있다. 이산화탄소 농도를 대기 중 농도보다 높임으로써 광합성 속도가 증가하는 것은, 예를 들면, 비특허문헌 2에도 기재되어 있다. In view of this point, for example, as described in Non-Patent Document 1, in the Netherlands, an aquifer, which is a nearly immovable water body existing around 100 m underground, is used as a heat storage mass of cold water and hot water. Is done. Heat in the greenhouse warmed by summer solar energy is stored in the aquifer with a heat pump to cool the inside of the aquifer, and during the winter season, the greenhouse is heated with a heat pump using the heat of the aquifer. By setting it as such a structure, when thinking through the year, the operation time of a heating installation can be shortened and heating cost can be reduced. In addition, since the heat pump can control the temperature at low cost by using the heat of the aquifer, the ventilation time is shortened throughout the year, and the closed type that does not perform any ventilation by ventilation equipment such as a skylight or a side window, or Therefore, it can be a semi-closed greenhouse that minimizes the need for ventilation by ventilation equipment. By actively applying carbon dioxide as a closed or semi-closed greenhouse, the concentration of carbon dioxide in the greenhouse can be maintained at two to four times the concentration in the atmosphere, increasing the rate of photosynthesis of crops The quantity of water can be improved. The increase in photosynthesis rate by increasing the carbon dioxide concentration above the atmospheric concentration is also described in Non-Patent Document 2, for example.

「환경 보전과 고수량(高收量)을 목표로 하는 네덜란드의 반폐쇄형 하우스」(사이토 아키라), 시설과 원예 144호, p25～31, 2009년 1월 30일 발행 `` The Dutch semi-closed house aimed at environmental conservation and high yield '' (Akira Saito), Facility and Gardening No. 144, p25-31, issued January 30, 2009 「딸기에 대한 CO2 시용의 이론」(오다 야사부로), 1997년도 딸기 세미나 기요(紀要)와 그 외, p6～10 "Theory of CO2 Trials on Strawberries" (Yasaburo Oda), 1997 Strawberry Seminar Kiyo and others, p6-10

그러나, 비특허문헌 1의 기술은, 상기와 같은 대수층이 가까이에 존재하는 장소에서밖에 실시할 수 없고, 그러한 대수층이 거의 없는 일본에 있어서는 실용적이지 않다. 또한, 비특허문헌 2에서는, 이산화탄소를 시용하여 이산화탄소 농도를 올려, 일출부터 방열 환기 개시까지의 시간대에 있어서의 광합성을 촉진시킬 수 있지만, 환기 개시 후의 낮 동안에 있어서 이산화탄소 농도를 높게 유지하는 것에 대해서는 언급되어 있지 않다. However, the technique of Non-Patent Literature 1 can be performed only at a place where the above aquifer layer exists nearby, and it is not practical in Japan where there is little such aquifer layer. In addition, although non-patent document 2 raises a carbon dioxide concentration by using carbon dioxide, it can promote photosynthesis in the time period from sunrise to a heat radiation ventilation start, but mentions maintaining carbon dioxide concentration high during the day after ventilation start. It is not.

본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 대수층을 이용하는 일 없이, 냉난방 비용의 저감, 에너지 절약 효과의 향상을 도모할 수 있는 온실용 재배 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다. 그리고, 이러한 에너지 절약 효과의 향상에 더하여, 낮 동안에 있어서도 이산화탄소 농도 및 습도를 적절히 유지함으로써 작물의 품질 향상, 수량 향상을 도모할 수 있는 온실용 재배 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다. This invention is made | formed in view of the above, and makes it a subject to provide the greenhouse cultivation system which can aim at the reduction of an air conditioning cost, and the improvement of an energy saving effect, without using an aquifer. In addition to improving such an energy saving effect, it is a problem to provide a greenhouse cultivation system capable of improving the quality and yield of crops by appropriately maintaining carbon dioxide concentration and humidity even during the day.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 온실용 재배 시스템은, 온실 내에 배치되어, 온실 내 공기와 내부에 충전된 축열체와의 사이에서 열교환을 촉진시키는 전열부가 측면에 설치되어 있는 열교환·축열기와, 상기 열교환·축열기 내의 축열체에 열을 수수(授受)하는 히트 펌프를 구비하는 것을 특징으로 한다. In order to solve the said subject, the greenhouse cultivation system of this invention is arrange | positioned in the greenhouse, and the heat exchanger and accumulator in which the heat-transfer part which promotes heat exchange between the inside of the greenhouse and the heat accumulator filled inside is provided in the side surface. And a heat pump for passing heat to the heat accumulator in the heat exchanger and heat accumulator.

상기 히트 펌프가 온실 내에 설치되는 것인 것이 바람직하다. 상기 전열부는, 단면(斷面)이 파상(波狀)의 판 형상 부재로 이루어지고, 각 산곡부(山谷部)가 바닥면과 대략 수평이 되는 방향으로 배치되어 있는 것이 바람직하며, 게다가, 상기 전열부는, 열전도율 50W/(mk)～300W/(mk)의 범위의 소재로 형성되어 있는 것이 바람직하다. It is preferable that the heat pump is installed in a greenhouse. It is preferable that the said heat-transfer part consists of a wave-shaped plate-shaped member of a cross-section, and each valley part is arrange | positioned in the direction which becomes substantially horizontal with a floor surface. It is preferable that the heat-transfer part is formed with the raw material of the range of thermal conductivity 50W / (mk)-300W / (mk).

상기 열교환·축열기는, 단면폭에 대한 높이의 비가 1보다 큰 것이 바람직하다. 상기 열교환·축열기가, 상기 온실 내에, 지표(地表)로부터 소정의 높이에 위치하는 재배 베드(growing bed)의 하방에 설치된 것인 것이 바람직하다. 상기 열교환·축열기는, 단면 폭방향으로 소정 간격을 두고 배치된 한 쌍의 다리 부재 사이의 내측에 배치되어 있음과 함께, 상기 한 쌍의 다리 부재 사이로서, 상기 열교환·축열기의 상방에 빔 부재가 수평으로 걸쳐지고, 이 수평으로 걸쳐진 빔 부재 상에 재배 베드가 지지되는 구조인 것이 바람직하다. It is preferable that the ratio of height with respect to sectional width is larger than 1 in the said heat exchanger and heat storage device. It is preferable that the said heat exchange / heat storage device is provided below the growing bed located in the greenhouse at a predetermined height from the surface. The heat exchanger and the heat accumulator are disposed inside the pair of leg members arranged at predetermined intervals in the cross-sectional width direction, and are beamed above the heat exchanger and the heat accumulator as the pair of leg members. It is preferable that the member is horizontally hung and the cultivation bed is supported on the horizontally hung beam member.

상기 열교환·축열기의 측면에 위치하는 전열부를 피복 가능한 반사 시트가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 상기 반사 시트는, 상기 전열부로부터 소정 간격 이간(separation)된 위치에 있어서, 상기 전열부를 덮은 상태와 덮지 않은 상태가 되도록 개폐 가능하게 설치되어 있는 것이 바람직하다. 상기 열교환·축열기와 반사 시트의 사이에, 이산화탄소를 공급 가능한 송풍 도관이 설치되어 있는 것이 바람직하다. It is preferable that the reflecting sheet which can coat | cover the heat transfer part located in the side surface of the said heat exchanger and heat storage is provided. It is preferable that the said reflective sheet is provided so that opening and closing is possible so that it may be in the state which covered the said heat exchanger part, and the state which is not covered in the position separated from the said heat exchanger by predetermined space | interval. It is preferable that the blowing conduit which can supply carbon dioxide is provided between the said heat exchange and a heat accumulator, and a reflecting sheet.

상기 온실 내의 지중에, 지중 축열부가 설치되어 있는 것이 바람직하고, 상기 열교환·축열기는 저면이 지면에 접하여 설치되고, 이 저면이 상기 지중 축열부와의 사이에서 열교환 가능한 전열부를 구성하고 있는 것이 바람직하다. It is preferable that the underground heat storage part is provided in the underground inside of the greenhouse, and it is preferable that the bottom heat exchanger and the heat storage device have a bottom face in contact with the ground, and the bottom face constitute a heat transfer part capable of heat exchange with the underground heat storage part. Do.

본 발명은, 온실 내에, 온실 내 공기와 내부에 충전된 축열체와의 사이에서 열교환을 촉진시키는 전열부가 측면에 설치되어 있는 열교환·축열기를 배치한 구성이다. 열교환·축열기의 측면에 전열부가 설치되어 있기 때문에, 예를 들면 재배 베드가 배치되는 상면에 전열부를 설치하는 경우와 비교하여, 온실 내 공기와의 접촉 면적을 넓게 확보할 수 있어, 낮 동안의 온실 내의 잉여열을, 이 전열부를 통하여, 당해 열교환·축열기 내에 충전된 축열체와 온실 내 공기와의 온도차로 효율 좋게 열교환할 수 있다. 이에 따라, 히트 펌프의 가동률을 줄여, 낮 동안의 냉방에 기여할 수 있고, 환기 시간의 단축화에 공헌할 수 있음과 함께, 야간은 축열된 열을 난방에 제공할 수 있어, 냉난방 비용을 크게 삭감할 수 있다. This invention is the structure which arrange | positioned the heat exchanger and accumulator which a heat-transfer part which promotes heat exchange in the greenhouse is provided in the greenhouse between the inside of a greenhouse, and the heat accumulator filled inside. Since the heat transfer part is provided on the side surface of the heat exchanger and the heat accumulator, it is possible to secure a wider contact area with the air in the greenhouse compared to the case where the heat transfer part is provided on the upper surface where the cultivation bed is disposed, for example. The excess heat in the greenhouse can be efficiently exchanged through the heat transfer part due to the temperature difference between the heat accumulator filled in the heat exchanger and the heat accumulator and the air in the greenhouse. Accordingly, it is possible to reduce the operation rate of the heat pump, to contribute to cooling during the day, to contribute to shortening of the ventilation time, and to provide heat stored in the night at night, thereby greatly reducing the cost of heating and cooling. Can be.

또한, 본 발명은, 상기 열교환·축열기 내의 축열체에 열을 수수하는 히트 펌프도 갖고 있다. 따라서, 낮 동안의 실온에 따라서, 히트 펌프를 가동시킴으로써, 태양열을 집열하여 축열체에 보존유지(保持)해 둘 수 있고, 축열체에 축열한 열을 야간의 난방에 제공하는 것이 가능해진다. 본 발명은, 히트 펌프뿐만 아니라, 상기한 열교환·축열기를 갖고 있기 때문에, 축열체의 온도가 실온보다 낮은 경우는 자연스럽게 집열한다. 자연 집열만으로는 소정의 실온을 보존유지할 수 없는 경우에만 히트 펌프를 가동시키면 좋고, 또한 난방에 의해 축열체가 저온이 된 경우라도, 전열부의 온도와 주변 공기의 온도와의 열 낙차(落差)에 의해 익일의 자연 집열 효율이 높아지기 때문에, 히트 펌프에 의한 집열(냉방) 시간을 짧게 할 수 있어, 대폭으로 냉난방 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 열교환·축열기 및 히트 펌프와의 조합에 의해, 냉방 비용을 억제하면서, 낮 동안의 실온을 소정 온도로 유지할 수 있기 때문에, 냉각을 위한 환기를 불필요로 할 수 있다. 그 결과, 아침뿐만 아니라, 낮 동안에 있어서도, 실내의 이산화탄소 농도, 습도를 적절히 유지하는 것을 가능하게 하여 광합성 속도를 높일 수 있다. 또한, 환기가 불필요해짐으로써 병해충의 진입 방지 효과가 높아져, 농약의 사용량, 살포 시간을 줄일 수 있다. Moreover, this invention also has the heat pump which receives a heat | fever to the heat storage body in the said heat exchange and heat storage. Therefore, by operating the heat pump in accordance with the room temperature during the day, the solar heat can be collected and stored in the heat storage body, and the heat stored in the heat storage body can be provided for heating at night. In addition to the heat pump, the present invention includes the heat exchanger and the heat storage device described above, and therefore, when the temperature of the heat storage body is lower than room temperature, the heat is collected naturally. The heat pump may be operated only when natural heat collection alone is not able to maintain a predetermined room temperature, and even when the heat accumulator becomes low due to heating, the next day due to a heat drop between the temperature of the heat transfer unit and the temperature of the surrounding air. Since the natural heat collecting efficiency of the gas is increased, the heat collecting (cooling) time by the heat pump can be shortened, and the heating and cooling cost can be significantly reduced. In addition, by combining with a heat exchanger and a heat storage device and a heat pump, it is possible to keep the room temperature during the day at a predetermined temperature while suppressing the cooling cost, so that ventilation for cooling can be unnecessary. As a result, not only in the morning but also during the daytime, it is possible to appropriately maintain the indoor carbon dioxide concentration and humidity, thereby increasing the photosynthetic rate. In addition, since the ventilation is unnecessary, the effect of preventing entry of pests is increased, and the amount of pesticide used and the time for spreading can be reduced.

또한, 열교환·축열기를 재배 베드의 하방에 설치한 구성으로 함으로써, 열교환·축열기를 배치하기 위한 특별한 스페이스를 필요로 하지 않아, 온실 내의 유효 재배 면적을 감소시키는 일이 없다. 또한, 야간에 실온이 축열 온도보다도 저하되면 열교환·축열기의 측면에 위치하는 전열부로부터의 대류와 방사에 의해, 식물을 따뜻하게 한다. 재배 베드의 하방에 배치됨으로써, 열교환·축열기의 축열체의 위치가, 작물의 작부(作付) 위치와 평면적으로 중첩되게 되기 때문에, 실온의 급격한 변화에 의한 작물로의 영향을 완화할 수 있다. Moreover, by setting it as the structure which installed the heat exchanger and heat storage under the cultivation bed, the special space for arrange | positioning a heat exchanger and heat storage is not necessary, and it does not reduce the effective cultivation area in a greenhouse. If the room temperature is lower than the heat storage temperature at night, the plant is warmed by convection and radiation from the heat transfer unit located on the side surface of the heat exchanger and heat storage unit. Since the position of the heat storage body of the heat exchanger and the heat accumulator overlaps planarly with the cropping position of a crop by arrange | positioning under a cultivation bed, the influence to a crop by the rapid change of room temperature can be alleviated.

또한, 열교환·축열기가 재배 베드의 하방에 있기 때문에, 열교환·축열기의 중량을 직접 지면에 전달하는 것이 가능해져, 특별한 지지 구조물을 필요로 하지 않는다. 지면 상에 직접 설치되기 때문에, 열교환·축열기의 저부를 통하여 지중과 열교환이 행해진다. 이에 따라, 지중의 온도는 안정되기 때문에, 지중 축열부를 설치한 경우에, 당해 지중 축열부를 피복하는 단열 구조를 설치하지 않아도 되어, 시공 비용의 저감에 이바지한다. In addition, since the heat exchanger and the heat accumulator are under the cultivation bed, it becomes possible to transfer the weight of the heat exchanger and the heat accumulator directly to the ground, and no special supporting structure is required. Since it is directly installed on the ground, the ground and the heat exchange are performed through the bottom of the heat exchanger and the heat storage. As a result, since the underground temperature is stabilized, when the underground heat storage unit is provided, it is not necessary to provide a heat insulation structure covering the underground heat storage unit, thereby contributing to the reduction in construction cost.

도 1은 본 발명의 온실용 재배 시스템의 일 실시 형태를 나타내는 개념도이다.
도 2는 열교환·축열기의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3(a)는 재배 베드하의 열교환·축열기의 구조의 일 예를 나타내는 단면도이고, 도 3(b)는 결로 물홈통 부근의 구조를 나타낸 확대도이다.
도 4는 재배 베드하에 설치한 열교환·축열기에 더하여, 지중 축열부를 설치한 실시 형태의 일부를 나타낸 도면이다.
도 5는 재배 베드하의 열교환·축열기의 구조의 일 예와 지중 축열부를 나타내는 단면도이다.
도 6은 상기 실시 형태의 온실용 재배 시스템의 1일에 있어서의 재배 환경의 제어 과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 상기 실시 형태의 온실용 재배 시스템의 연간을 통한 재배 환경 제어 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8(a), (b)는 히트 펌프를 온실 외에 설치한 실시 형태를 나타낸 도면이다. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of a greenhouse cultivation system of the present invention.
2 is a perspective view showing the configuration of a heat exchanger and a heat storage device.
Fig. 3 (a) is a sectional view showing an example of the structure of the heat exchanger and the heat storage under the cultivation bed, and Fig. 3 (b) is an enlarged view showing the structure near the condensation trough.
It is a figure which shows a part of embodiment which provided the underground heat storage part in addition to the heat exchanger and heat storage device installed under the cultivation bed.
5 is a cross-sectional view showing an example of a structure of a heat exchanger and a heat storage unit under a cultivation bed and an underground heat storage unit.
FIG. 6 is a view showing a control procedure of a cultivation environment in one day of the greenhouse cultivation system of the embodiment.
7 is a view for explaining an example of a cultivation environment control method through the year of the greenhouse cultivation system of the embodiment.
8 (a) and 8 (b) show an embodiment in which the heat pump is installed outside the greenhouse.

(발명을 실시하기 위한 형태) (Mode for carrying out the invention)

이하, 본 발명의 온실용 재배 시스템의 실시 형태에 대해서 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, although embodiment of the greenhouse cultivation system of this invention is described, this invention is not limited to the following embodiment.

도 1의 실시 형태에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 온실용 재배 시스템(1)은, 온실(10)의 내부에 설치된다. 온실(10)은, 예를 들면, 강재를 구체(軀體)로 하여, 합성 수지의 필름 또는 유리로 외벽을 피복하여 이루어지고, 천창이나 측창 등이 설치되어, 천창 등을 개폐함으로써 환기할 수 있게 되어 있다. As shown in embodiment of FIG. 1, the greenhouse cultivation system 1 of this embodiment is installed in the greenhouse 10. As shown in FIG. The greenhouse 10 is formed by, for example, using steel as a sphere and covering the outer wall with a film or glass made of synthetic resin, and having a skylight and side windows, and opening and closing the skylight to open and close the skylight. It is.

온실(10) 내에는, 재배 베드(20)가 설치된다. 본 실시 형태에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 지면으로부터 1～1.5m 정도의 높이로 설치한 가대(架臺;21) 상에 재배 베드(20)를 지지시키고 있다. 가대(21)는, 후술의 열교환·축열기(30)를 사이에 끼우도록, 즉, 열교환·축열기(30)의 폭방향으로 소정 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 다리 부재(21a, 21b)와, 이 다리 부재(21a, 21b) 사이에 걸쳐지는 빔 부재(21c)를 갖고, 이들이, 열교환·축열기(30)의 길이 방향으로 소정 간격마다 설치된다. 빔 부재(21c)는, 단면 대략 コ자 형상으로 형성되고, 그 중의 상하에 마주보는 각 판부에 있어서의 각 단부 부근에 상하 방향으로 관통하는 구멍부가 설치되어 있고, 이 구멍부에 다리 부재(21a, 21b)가 삽입 통과된다. 가대(21)가 이러한 구성이기 때문에, 시공시에는, 빔 부재(21c)를 정규로 하여 지면 상에 위치시켜 두고, 그의 구멍부에 다리 부재(21a, 21b)를 삽입 통과시켜 집어넣고, 그 후, 빔 부재(21c)를 상방으로 비켜 놓아, 수준기(도시하지 않음)를 이용하여 빔 부재(21c)를 수평으로 세트한다. 이에 따라, 다리 부재(21a, 21b)를 수직으로 세워 설치할 수 있기 때문에, 용이하게 시공할 수 있음과 함께, 빔 부재(21c)가 단면 대략 コ자 형상이기 때문에, 외력에 대한 저항력이 강하여, 가대(21) 전체가 변형되기 어렵다. 재배 베드(20)는, 이와 같이 하여 배치된 가대(21)의 빔 부재(21c) 상에, 길이 방향을 따라 올려 놓여진다. 이러한 소위 높게 설치된 베드는, 작업자의 자세가 편해지는 등의 메리트가 있음과 함께, 본 실시 형태의 가대(21)는 상기와 같은 간단한 구성이면서, 재배 베드(20)의 중량에 의한 왜곡이나 휨 등의 변형이 발생하기 어렵다. In the greenhouse 10, a cultivation bed 20 is provided. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the cultivation bed 20 is supported on the mount 21 provided in the height of about 1-1.5 m from the ground surface. The mount 21 is a pair of leg members 21a and 21b which are arranged at intervals of a predetermined interval in the width direction of the heat exchanger / heat accumulator 30 so as to sandwich the heat exchanger / heat accumulator 30 described later. And the beam member 21c spanned between the leg members 21a and 21b, and these are provided at predetermined intervals in the longitudinal direction of the heat exchanger and heat storage device 30. The beam member 21c is formed in a substantially U-shaped cross section, and a hole portion penetrating in the vertical direction is provided near each end portion of each plate portion facing up and down therein, and the leg member 21a is provided in the hole portion. 21b) is inserted through. Since the mount 21 is such a structure, at the time of construction, the beam member 21c is normally positioned on the ground, the leg members 21a and 21b are inserted through the hole, and then inserted therein. The beam member 21c is moved upward, and the beam member 21c is set horizontally using a level (not shown). As a result, since the leg members 21a and 21b can be installed vertically, the construction can be easily performed, and since the beam member 21c has a substantially U-shaped cross section, the resistance to external force is strong, (21) The whole is difficult to deform. The cultivation bed 20 is placed on the beam member 21c of the mount 21 arranged in this way along the longitudinal direction. While such a so-called high bed has advantages such as ease of posture of the worker, the mount 21 of the present embodiment has a simple configuration as described above, and the distortion and warpage due to the weight of the cultivation bed 20 are such. The deformation of is hard to occur.

재배 베드(20)는, 지면으로부터 소정의 높이가 되도록, 온실(10) 내에 매달아 지지해도 좋다. 또한, 본 출원인이 일본공개특허공보 2004-254688호 등에 있어서 제안하고 있는 바와 같이, 작업성, 일조 등을 고려하여 재배 베드(20)를 상하이동 가능하게 매달아 지지한 것이라도 좋다. The cultivation bed 20 may be suspended in the greenhouse 10 so as to have a predetermined height from the ground. In addition, as the present applicant proposes in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-254688 or the like, the cultivation bed 20 may be suspended and supported in consideration of workability, sunlight, and the like.

본 실시 형태의 온실용 재배 시스템(1)은, 이러한 재배 베드(20)를 갖는 온실(10) 중에 설치되고, 열교환·축열기(30)와 히트 펌프(50)를 구비하여 이루어진다. 열교환·축열기(30)는 온실(10)의 어느 장소에 설치해도 좋지만, 본 실시 형태와 같이, 소정 높이에 설치한 재배 베드(20)의 하방에 설치하는 것이 바람직하다. 즉, 상기한 가대(21)를 구성하는 한 쌍의 다리 부재(21a, 21b)의 내측으로서, 빔 부재(21c)의 하방에 배치하는 것이 바람직하다. 열교환·축열기(30)를 재배 베드(20)의 하방에 배치함으로써, 열교환·축열기(30)를 설치해도, 온실(20) 내에 있어서의 유효 재배 면적을 감소시키는 일이 없어, 공간의 유효 이용을 도모할 수 있다. The greenhouse cultivation system 1 of this embodiment is installed in the greenhouse 10 which has such a cultivation bed 20, and is equipped with the heat exchange and the heat storage device 30, and the heat pump 50. As shown in FIG. Although the heat exchange and heat storage device 30 may be provided in any place of the greenhouse 10, it is preferable to install the heat exchanger and the heat storage device 30 below the cultivation bed 20 provided at a predetermined height. That is, it is preferable to arrange | position below the beam member 21c as inside of the pair of leg members 21a and 21b which comprise the said mount 21. As shown in FIG. By arranging the heat exchanger and regenerator 30 below the cultivation bed 20, even if the heat exchanger and regenerator 30 is provided, the effective cultivation area in the greenhouse 20 is not reduced, and the space is effective. We can plan use.

열교환·축열기(30)는, 도 3및 도 4에 나타낸 바와 같이, 가대(21)의 하방 공간에 설치되고, 축열체가 충전된 단면 대략 사각형 형상으로 형성되어 있다. 본 실시 형태의 열교환·축열기(30)는, 축열체(열매체)로서 물을 이용하고 있다. 열교환·축열기(30)의 측면에는, 방사열을 산란하기 쉽도록 전열부가 설치되어 있다. 전열부는, 열교환·축열기(30)를 구성하는 틀체 그 자체라도 좋고, 열교환·축열기(30)를 구성하는 틀체와는 별도로, 당해 틀체의 외면을 둘러싸도록 설치한 것이라도 좋다. 본 실시 형태에서는, 열교환·축열기(30)의 측면을 형성하는 부재 자체를 단면 파상의 전열판(heat transfer plate;32)으로 구성하여, 측면 전체를 전열부로서 구성하고 있다. As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the heat exchange and heat storage device 30 is provided in a space below the mount 21 and is formed in a substantially rectangular cross section in which the heat storage body is filled. The heat exchange and heat accumulator 30 of this embodiment uses water as a heat storage body (heat medium). The heat transfer part is provided on the side surface of the heat exchanger / heat storage device 30 so as to easily scatter radiant heat. The heat transfer part may be the frame itself that constitutes the heat exchanger / heat accumulator 30, or may be provided so as to surround the outer surface of the frame body separately from the frame that constitutes the heat exchanger / heat accumulator 30. In this embodiment, the member itself which forms the side surface of the heat exchanger / heat storage device 30 is comprised by the heat transfer plate 32 of a cross-sectional wave shape, and the whole side surface is comprised as a heat-transfer part.

열교환·축열기(30)는, 폭 0.3～1m, 길이 30～50m, 높이 1～1.5m의 범위로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 온실 면적 1000㎡당에 대해서 10세트 정도를, 예를 들면 병렬로 배치하면, 전체로 100t 이상의 물을 보존유지할 수 있어, 약간의 수온 상승으로도 큰 열에너지를 확보할 수 있다. 이러한 형상이기 때문에, 대향하는 2개의 측면을 전열부로 함으로써, 온실 내 공기와의 열교환에 필요로 하는 접촉 면적을 크게 확보할 수 있다.It is preferable that the heat exchange and heat storage device 30 is formed in the range of 0.3-1 m in width, 30-50 m in length, and 1-1.5 m in height. Accordingly, when about 10 sets are arranged in parallel, for example, per 1000 m 2 of greenhouse area, water of 100t or more in total can be stored and large thermal energy can be secured even with a slight increase in water temperature. Since it is such a shape, by making two opposing side surfaces into a heat transfer part, the contact area required for heat exchange with the air in a greenhouse can be ensured large.

단, 열교환·축열기(30)는, 폭에 대한 높이의 비가 1보다 큰 관계, 즉, 높이보다도 폭이 좁은 치수로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 폭 쪽이 좁음으로써, 축열체인 물의 자연 대류가 발생하기 쉬워지고, 수온이 편차 없이 균등화되어, 열교환 효율도 높아진다.However, it is preferable that the heat exchange / heat storage device 30 is formed in a relationship in which the ratio of the height to the width is larger than 1, that is, the width is narrower than the height. When the width is narrow, natural convection of water as the heat storage body is likely to occur, the water temperature is equalized without variation, and the heat exchange efficiency is also increased.

전열판(32)은, 단면이 파형 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 그에 따라, 온실 내 공기와의 열교환에 필요로 하는 접촉 면적을 더욱 크게 확보할 수 있다. 이 경우, 전열판(32)은, 각 산곡부가 바닥면(지면)에 대략 수평이 되는 방향으로 배치된다. 상기와 같이 내부에는 다량의 물이 보존유지되지만, 이러한 방향으로 배치함으로써 수압에 의한 전열판의 변형을 억제하고 있다.As for the heat exchanger plate 32, it is preferable that the cross section is formed in the wave shape, and accordingly, the contact area required for heat exchange with the air in a greenhouse can be ensured more largely. In this case, the heat transfer plates 32 are arranged in a direction in which each valley is substantially horizontal to the bottom surface (ground surface). As mentioned above, although a large amount of water is preserve | saved inside, it arrange | positions in this direction, and the deformation | transformation of the heat exchanger plate by hydraulic pressure is suppressed.

전열판(32)으로서는, 열전도율 50W/(mk)～300W/(mk)의 범위인 것이 바람직하다. 열교환·축열기(30)는, 온실 내 공기와 축열체와의 열교환을 촉진시킬 수 있음과 함께, 야간의 난방에 제공하기 위한 축열성과의 밸런스를 도모할 필요가 있으며, 이 범위를 하회하면, 온실 내 공기와의 열교환이 행해지기 어려워지고, 이 범위를 상회하면, 보온 효율이 저하된다. 열교환 효율과 보온 효율과의 밸런스를 고려하면, 상기 열전도율은, 60W/(mk)～100W/(mk)의 범위가 보다 바람직하고, 70W/(mk)～90W/(mk)의 범위가 더욱 바람직하다. 상기 범위의 열전도율의 전열판(32)으로서는, 예를 들면, 철판이나 알루미늄판으로 이루어지는 두께 0.25～1.5㎜의 판 형상 부재 등을 들 수 있다. 단, 수압에 의한 변형 방지에 더하여, 비용을 고려하면, 두께 0.25～0.8㎜의 철판이 바람직하다. As the heat exchanger plate 32, it is preferable that it is the range of thermal conductivity 50W / (mk)-300W / (mk). The heat exchanger and the heat storage device 30 can promote heat exchange between the air in the greenhouse and the heat storage body, and it is necessary to balance the heat storage performance to be provided for heating at night. Heat exchange with the air in a greenhouse becomes difficult to perform, and when it exceeds this range, heat insulation efficiency will fall. In consideration of the balance between heat exchange efficiency and heat insulation efficiency, the heat conductivity is more preferably in the range of 60 W / (mk) to 100 W / (mk), more preferably in the range of 70 W / (mk) to 90 W / (mk). Do. As the heat transfer plate 32 of the thermal conductivity of the said range, the plate-shaped member of 0.25-1.5 mm in thickness which consists of an iron plate and an aluminum plate, etc. are mentioned, for example. However, in addition to the prevention of deformation due to water pressure, in view of cost, an iron sheet having a thickness of 0.25 to 0.8 mm is preferable.

전열판(32)은 또한, 두께 0.25～0.8㎜의 철판으로 구성한 경우, 소망하는 내(耐)수압성을 갖게 하기 위해, 산곡부에 있어서의 인접하는 산부의 정점 간의 간격이 30～80㎜, 산부의 정점과 곡부의 정점(곡저(谷底))과의 거리가 7～20㎜의 범위로 형성된 것이 바람직하다. In the case where the heat transfer plate 32 is formed of an iron plate having a thickness of 0.25 to 0.8 mm, the interval between the peaks of adjacent peaks in the valleys is 30 to 80 mm and the peaks in order to give the desired hydraulic resistance. It is preferable that the distance between the apex and the apex (curve) of the bend formed in the range of 7-20 mm.

열교환·축열기(30)는, 전열판(32)으로 구성되는 측면과, 길이 방향의 양단부에 설치되는 단벽 부재(35)에 의해 둘러싸여 형성되고, 전열판(32)의 내면, 단 벽 부재(35)의 내면 및, 전열판(32) 간에 위치하는 지면은 플라스틱 시트에 의해 피복되어, 그 플라스틱 시트의 내측에, 축열체로서의 물이 충전된다. 따라서, 열교환·축열기(30)의 저면(36)은, 지면 상에 위치하는 플라스틱 시트에 의해 형성되게 된다. 저면(36)이 플라스틱 시트이기 때문에, 열전도율이 높아, 후술하는 지중 축열부(60)와의 사이에서의 열교환이 촉진된다. 즉, 본 실시 형태에서는 저면(36)도 전열부를 구성하고 있다. The heat exchanger and the heat storage device 30 are formed by being surrounded by side surfaces formed of the heat transfer plates 32 and end wall members 35 provided at both ends in the longitudinal direction, and the inner surface of the heat transfer plates 32 and the end wall members 35. The inner surface of the and the ground located between the heat transfer plates 32 are covered with a plastic sheet, and water as a heat storage body is filled inside the plastic sheet. Therefore, the bottom face 36 of the heat exchange and heat storage device 30 is formed by the plastic sheet located on the ground. Since the bottom face 36 is a plastic sheet, heat conductivity is high and heat exchange with the underground heat storage part 60 mentioned later is promoted. That is, in this embodiment, the bottom face 36 also comprises the heat-transfer part.

또한, 열교환·축열기(30)의 측면을 형성하는 전열판(32)의 하부에는, 당해 열교환·축열기(30)의 측면을 따라 결로 물홈통(40)이 배치되어 있다(도 3(b) 참조). 전열판(32)의 표면 온도가 공기의 이슬점 온도 이하가 되면 수증기가 결로되기 때문에, 전열판(32)을 설치함으로써 제습 작용을 담당하게 할 수 있음과 함께, 결로 물홈통(40)에 의해 결로수를 회수함으로써 재증발을 막아, 결로수의 재이용을 도모할 수 있다. In addition, a condensation trough 40 is disposed in the lower portion of the heat transfer plate 32 that forms the side surface of the heat exchanger / heat storage device 30 along the side surface of the heat exchanger / heat storage device 30 (FIG. 3B). Reference). Since the water vapor condenses when the surface temperature of the heat transfer plate 32 becomes below the dew point temperature of the air, the heat transfer plate 32 can provide a dehumidifying action, and condensation water can be stored by the condensation trough 40. By recovering, re-evaporation can be prevented and reuse of condensation water can be attained.

전열부는, 열교환·축열기(30)의 적어도 측면(전열판(32))에 설치하는 것이 바람직하지만, 이것에 한정되지 않고 상기한 바와 같이 저면(36)을 전열부로서 구성할 수도 있고, 또한, 열교환·축열기(30)의 상면도 전열부로서 구성할 수도 있다. 측면이나 상면을 전열부로 한 경우에는, 그 상부의 재배 베드(20)의 작물에 방사열을 작용시키기 쉬워진다. The heat transfer portion is preferably provided on at least the side surface (heat transfer plate 32) of the heat exchanger / heat storage device 30. However, the heat transfer portion is not limited thereto, and as described above, the bottom face 36 may be configured as a heat transfer portion. The upper surface of the heat exchange and heat storage device 30 can also be configured as a heat transfer unit. When the side surface or the upper surface is used as the heat transfer part, it becomes easy to apply radiant heat to the crop of the cultivation bed 20 thereon.

전열판(32)의 외측에는, 당해 전열판(32)을 덮는 반사 시트(33)가 설치되어 있다. 예를 들면, 가대(21)를 구성하는 빔 부재(21c)의 측방에, 열교환·축열기(30)에 대략 평행하게 배치한 권취축(33a)을 설치하고, 이 권취축(33a)에 반사 시트(33)의 상연(上緣)을 감아, 당해 권취축(33a)을 회전시켜 감아 올리거나 되감거나 함으로써, 상하 방향으로 개폐 가능하게 설치되어 있다. 반사 시트(33)에 의해 열교환·축열기(30)의 측면을 덮은 상태로 하면, 열교환·축열기(30)의 물이 태양광에 의해 급격하게 온도 상승하거나, 열교환·축열기(30)로부터의 여분의 방사가 이루어지거나 하는 것을 억제할 수 있다. The outer side of the heat exchanger plate 32 is provided with the reflection sheet 33 which covers the heat transfer plate 32. For example, the winding shaft 33a arrange | positioned substantially parallel to the heat exchange and heat storage device 30 is provided in the side of the beam member 21c which comprises the mount 21, and is reflected on this winding shaft 33a. The upper edge of the sheet 33 is wound, and the winding shaft 33a is rotated and rolled up or rewinded to be opened and closed in the vertical direction. When the side surface of the heat exchanger / heat accumulator 30 is covered with the reflective sheet 33, the water of the heat exchanger / heat accumulator 30 rapidly rises in temperature by sunlight, or from the heat exchange / heat accumulator 30 It is possible to suppress the excessive radiation of.

전열판(32)과 반사 시트(33)와의 사이에는, 송풍 도관(70)이 설치되어 있다. 이 송풍 도관(70)은, 바람직하게는, 이산화탄소 발생기(도시하지 않음)에 연결됨과 함께, 송풍 팬(도시하지 않음)의 구동에 의해 이산화탄소를 공급한다. 반사 시트(33)를 폐쇄 상태(열교환·축열기(30)의 측면을 덮은 상태)로 해 둠으로써, 이산화탄소는, 전열판(32)과 당해 반사 시트(33)와의 극간(gap)을 통하여, 재배 베드(20)측으로 유도되기 쉬워지기 때문에, 작물 근방에 있어서의 이산화탄소 농도를 대기 중 농도보다도 높은 농도로 유지하는 것이 가능하다. 또한, 이산화탄소 농도는, 대기 중 농도의 2배～4배의 농도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 송풍 팬을 설치함으로써, 전열판(32)의 방열 촉진, 고온 고습도의 상태에서의 전열판(32)으로의 결로 발생을 촉진하여, 작물의 최적 환경 만들기에 공헌한다. A blowing conduit 70 is provided between the heat transfer plate 32 and the reflective sheet 33. The blowing conduit 70 is preferably connected to a carbon dioxide generator (not shown) and supplies carbon dioxide by driving a blowing fan (not shown). The carbon dioxide is cultivated through the gap between the heat transfer plate 32 and the reflective sheet 33 by leaving the reflective sheet 33 in a closed state (a state covering the side surface of the heat exchange and heat storage device 30). Since it is easy to guide to the bed 20 side, it is possible to maintain the carbon dioxide concentration in the vicinity of a crop to a density | concentration higher than the concentration in air | atmosphere. Moreover, it is preferable to make carbon dioxide concentration into 2 times-4 times the density | concentration in air | atmosphere. In addition, by providing a blower fan, heat dissipation of the heat transfer plate 32 is promoted, and condensation generation to the heat transfer plate 32 in a state of high temperature and high humidity is promoted, contributing to the creation of an optimum environment for crops.

온실 내의 다른 하나의 집열 장치로서 본 실시 형태의 온실용 재배 시스템(1)에 조립된 히트 펌프(50)는 실내 공기를 저온 열원으로 하고, 열교환·축열기(30)의 축열체(열매체)인 물을 고온측 열원으로 하는 것에 특징이 있다. 열교환·축열기(30)와 히트 펌프(50)의 열교환기(53)는 배관(51)으로 연결되고, 낮 동안의 히트 펌프 집열 작동시는 온실 내를 냉각하여, 제거된 열은 열교환·축열기(30)에 저류된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 배관(51) 내를 열교환·축열기(30)의 축열체인 물이 유통되도록 하고 있지만, 배관(51)을, 열교환·축열기(30) 내를 통과하는 루프 형상 브라인 파이프(brine pipe)로서 구성하고, 당해 브라인 파이프 내의 열매체(물)를 열교환기(53)에 있어서 가열하여, 그 열이 열교환·축열기(30) 내의 축열체(물)에 전달되는 구성으로 하는 것도 가능하다. The heat pump 50 assembled to the greenhouse cultivation system 1 of this embodiment as another heat collection apparatus in a greenhouse makes room air a low temperature heat source, and is a heat storage body (heat medium) of the heat exchange / heat storage device 30. It is characterized by using water as the high-temperature side heat source. The heat exchanger 30 and the heat exchanger 53 of the heat pump 50 are connected by a pipe 51, and the heat is cooled in the greenhouse during the heat pump collection operation during the day, and the removed heat is It is stored in the heat 30. In addition, in this embodiment, although the water which is the heat storage body of the heat exchange / heat storage device 30 flows through the inside of the piping 51, the loop-shaped brine which passes the pipe 51 through the heat exchange heat storage device 30 inside. A heat pipe (water) in the brine pipe is heated in the heat exchanger (53), and the heat is transferred to the heat storage body (water) in the heat exchanger / heat storage device (30). It is also possible.

온실(10)은, 본래적으로 태양 에너지를 열로 변환하는 높은 기능을 구비하고 있으며, 낮 동안에는 설정 온도를 초과한 잉여열이 발생하고, 통상은 환기창으로부터 그 잉여열을 배출함으로써 온실(10) 내의 공기를 환기하여 과도한 온도 상승을 억제하고 있다. 이에 대하여, 본 실시 형태에서는, 설정 온도에 도달할 때까지는 열교환·축열기(30)가 자연 집열하고, 설정 온도를 초과한 잉여열은 히트 펌프(50)를 작동시켜 냉방함으로써, 환기로 배출해야 할 잉여열을 히트 펌프(50)로 집열하고, 또한, 이 열을, 히트 펌프(50)를 통하여 열교환·축열기(30)의 축열체(물)에 축열하고 있다. 난방이 필요한 야간에는, 열교환·축열기(30)로부터의 자연 방열에 의해 난방되고, 또한, 필요한 경우에는, 히트 펌프(50)를 작동시켜, 열교환·축열기(30)로부터 열을 퍼내어, 히트 펌프(50)로부터 따뜻한 공기를 온실(10) 내로 도입하여 난방한다. 특히 야간 난방에서는, 열교환·축열기(30) 내의 축열체(물)가 히트 펌프(50)의 열원인 점에서, 온실 외의 공기를 열원으로 하는 히트 펌프와 같은 증발기의 결상(結霜)에 의한 가온 성능 저하도 없으며, 히트 펌프의 비효율인 제상(除霜) 운전의 필요도 없다. 야간의 난방 부하의 증대는 필연적으로 축열체(물)의 온도 저하가 된다. 이 온도 저하분은 익일의 맑은 날인 경우의 열교환·축열기(30)의 전열판(32)의 전열면 온도와 주변 공기 온도의 열낙차의 증대가 되어, 집열량이 증대하고, 히트 펌프의 부담을 줄이는 연동 효과가 된다. 또한, 본 발명자의 실험에 의하면, 열교환·축열기(30)와 히트 펌프(50)의 축열체(물)를 공용하여 연동시키고 있기 때문에, 시스템에 투입한 에너지와, 시스템에 의해 획득한 에너지의 비(比)로부터, 성적 계수는 개개의 요소를 단독으로 운전한 경우에 비교하여 현저하게 향상되었다. 실시 운전 성적 계수 데이터는 히트 펌프만의 운전의 5에 대하여, 약 11이 되었다. The greenhouse 10 has a high function of converting solar energy into heat inherently, and generates excess heat in excess of the set temperature during the day, and usually discharges the excess heat from the ventilation window in the greenhouse 10. Ventilation of air prevents excessive temperature rise. In contrast, in the present embodiment, the heat exchange / generator 30 naturally collects until the set temperature is reached, and the excess heat exceeding the set temperature must be discharged by ventilation by operating the heat pump 50 to cool it. The excess heat is collected by the heat pump 50, and the heat is accumulated in the heat storage body (water) of the heat exchange / heat storage device 30 via the heat pump 50. At night when heating is required, it is heated by natural heat dissipation from the heat exchanger / heat accumulator 30, and when necessary, the heat pump 50 is operated to extract heat from the heat exchanger / heat accumulator 30, Warm air is introduced from the heat pump 50 into the greenhouse 10 and heated. In particular, at night heating, since the heat storage body (water) in the heat exchanger / heat storage device (30) is a heat source of the heat pump (50), it is formed by an image of an evaporator such as a heat pump using air outside the greenhouse as a heat source. There is no deterioration in heating performance, and there is no need for defrosting operation, which is an inefficiency of the heat pump. Increasing the heating load at night inevitably results in a decrease in the temperature of the heat storage body (water). This temperature drop increases the heat drop between the heat transfer surface temperature of the heat transfer plate 32 of the heat exchanger and heat accumulator 30 and the ambient air temperature in the case of a clear day of the next day, and the heat collection amount increases, thereby reducing the burden on the heat pump. Reducing the linkage effect. In addition, according to the experiments of the present inventors, since the heat storage body (water) of the heat exchange and heat storage device (30) and the heat pump (50) are interlocked and interlocked, the energy input into the system and the energy obtained by the system are From the ratio, the grade factor improved markedly compared with the case where the individual elements were operated alone. The implementation operation result coefficient data became about 11 with respect to 5 of the operation | movement of a heat pump only.

본 실시 형태의 온실용 재배 시스템(1)은, 열교환·축열기(30)와 히트 펌프(50)를 이용하고 있기 때문에, 온실(10)의 냉방 및 난방에 필요한 전기 에너지를 매우 적게 할 수 있어, 에너지 절약이 된다. 또한, 환기창 등을 개방하여 환기에 의해 온실(10) 내의 온도를 낮추는 경우라도, 환기창 등을 개방하는 타이밍을 늦추거나, 토탈 개방 시간을 짧게 하거나, 또한, 계절(동계)에 따라서는, 1일중, 완전히 폐쇄하거나 할 수도 있다. 이 결과, 종래와 비교하여, 광합성에 필요한 온실 내 이산화탄소 농도 및 습도를 대기 중 농도보다도 높게 유지할 수 있어, 환기창 등으로부터의 병해충의 침입도 적어져, 작물의 품질, 수량의 향상을 도모할 수 있다.Since the greenhouse cultivation system 1 of the present embodiment uses the heat exchanger and the heat storage device 30 and the heat pump 50, the electric energy required for cooling and heating the greenhouse 10 can be very small. , Energy saving. In addition, even when opening the ventilation window and the like to lower the temperature in the greenhouse 10 by ventilation, the timing of opening the ventilation window or the like is delayed, the total opening time is shortened, or depending on the season (winter), It may be completely closed. As a result, compared with the conventional method, the concentration of carbon dioxide and humidity in the greenhouse required for photosynthesis can be maintained higher than the concentration in the atmosphere, and the invasion of pests from ventilation windows and the like is also reduced, and the crop quality and yield can be improved. .

또한, 본 실시 형태에서는, 열교환·축열기(30)가, 상기한 바와 같이, 재배 베드(20)의 하방에 배치되어 있다. 이 때문에, 전열판(32)의 방사 및 대류열이 작물에 작용하기 쉽다. 특히, 반사 시트(33)를 폐쇄 상태로 해 두면, 전열판(32)의 방사 및 대류열을 열교환·축열기(30)의 상방에 위치하는 재배 베드(20)에서 생육하는 작물에 의해 작용시키기 쉽다. 이 결과, 예를 들면, 동계 야간에 있어서, 온실(10) 내 전체가 소정의 온도에 이르고 있지 않아도, 작물 및 그 주변을 직접 온도 제어할 수 있기 때문에, 본 실시 형태의 전열판(32)을 구비한 열교환·축열기(30)를 이용하면, 에너지 절약화의 점에서 바람직함과 함께, 작물의 고품질화, 고수량화의 달성에 더욱 기여한다. In addition, in this embodiment, the heat exchange and heat accumulator 30 is arrange | positioned below the cultivation bed 20 as mentioned above. For this reason, radiation and convective heat of the heat transfer plate 32 tend to act on the crop. In particular, when the reflective sheet 33 is kept in a closed state, the radiation and convective heat of the heat transfer plate 32 are likely to act by the crops grown on the cultivation bed 20 located above the heat exchanger / heat storage device 30. . As a result, for example, in winter night, even if the whole inside of the greenhouse 10 does not reach predetermined temperature, since the temperature of crops and its surroundings can be controlled directly, the heat-transfer plate 32 of this embodiment is provided. The use of a heat exchanger / heat storage device (30) is preferred in terms of energy saving, and further contributes to achieving high quality and high yield of crops.

본 실시 형태의 온실용 재배 시스템(1)은, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 열교환·축열기(30)에 더하여 지중 축열부(60)를 설치한 구성으로 하는 것이 바람직하다. 열교환·축열기(30)를 배치하는 재배 베드(20)의 하방 공간의 설치 스페이스에는 한도가 있기 때문에, 열교환·축열기(30)의 축열량만으로는 용량적으로 불충분한 경우, 본 실시 형태와 같이 지중 축열부(60)를 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 하계에 있어서 냉방에 의해 모은 열을 축열할 때에는 그 열이 작물에 작용하지 않도록 지중 축열부(60)에 축열하는 것이 적합하다. As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the greenhouse cultivation system 1 of the present embodiment is preferably configured to provide an underground heat storage unit 60 in addition to the heat exchange / heat storage device 30. Since there is a limit in the installation space of the space below the cultivation bed 20 in which the heat exchanger and heat accumulator 30 is arranged, when only the heat storage amount of the heat exchanger and accumulator 30 is insufficient in capacity, as in the present embodiment, It is preferable to provide the underground heat storage part 60. Moreover, when accumulating the heat | fever collected by cooling in summer, it is suitable to thermally accumulate to the underground heat storage part 60 so that the heat may not act on a crop.

지중 축열부(60)는, 온실(10)의 바닥면(온실(10)의 설치 면적의 범위) 외에 설치하는 것도 가능하지만, 히트 펌프(50)를 온실(10) 내에 설치하고 있고, 배관(51)의 설치 위치 등을 고려하면 온실(10)의 바닥면 내에 설치하는 것이 바람직하며, 도 4 및 도 5에 나타낸 실시 형태에서는, 열교환·축열기(30)의 바로 아래에 설치하고 있다. 온실(10)의 바닥면 내에 설치한 경우, 지중 축열부(60)로부터 온실(10) 내로의 방열도 자연스럽게 작용시킬 수 있다는 이점도 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 열교환·축열기(30)의 저면(36)은, 열전도율이 높은 플라스틱 시트에 의해 형성되어, 저면(36)도 전열부를 구성하고 있다. 따라서, 지중 축열부(60)를 열교환·축열기(30)의 바로 아래에 설치하면, 양자 간에서의 열교환을 촉진할 수 있다. 이 때문에, 지중 축열부(60)에 축열된 열을 열교환·축열기(30)의 축열체가 집열하여 야간 난방 등에 이용할 수 있다. Although the underground heat storage part 60 can be provided other than the bottom surface (range of the installation area of the greenhouse 10) of the greenhouse 10, the heat pump 50 is installed in the greenhouse 10, and the piping ( Considering the installation position of 51, etc., it is preferable to install in the bottom surface of the greenhouse 10, and in embodiment shown in FIG. 4 and FIG. 5, it installs just under the heat exchange and the heat storage 30. When installed in the bottom surface of the greenhouse 10, there is also an advantage that the heat radiation from the underground heat storage unit 60 into the greenhouse 10 can also naturally act. In addition, in this embodiment, the bottom face 36 of the heat exchange and heat storage device 30 is formed of the plastic sheet with high thermal conductivity, and the bottom face 36 also comprises a heat-transfer part. Therefore, when the underground heat storage part 60 is provided just under the heat exchange and heat storage device 30, heat exchange between them can be promoted. For this reason, the heat accumulating in the underground heat storage part 60 collects heat storage and the heat storage body of the heat accumulator 30, and can use it for night heating.

또한, 열교환·축열기(30)는, 상기와 같이 낮 동안과 야간이라는 일(日) 단위에서의 축열에 이용하고 있지만, 지중 축열부(60)는 그것보다도 긴 사이클(예를 들면, 주(週) 단위)에서의 축열도 가능하다. 지중 축열부(60)로서, 본 실시 형태에서는 토양 축열 방식을 채용하고 있다. 토양 축열은, 토양(지반)을 축열체로 하는 고체 현열(顯熱) 축열이다. 지반은 반무한(semi-infinite) 연속 고체로서, 그대로의 형태로 이용하는 경우도 있고, 단열 덮개를 설치하여 축열 범위를 한정하는 방법을 채용할 수도 있다. 본 실시 형태에서는, 히트 펌프(50)에 브라인 파이프(52)를 접속하여, 이 브라인 파이프(52)를 열교환·축열기(30)의 바로 아래의 지하에 배치하고, 브라인 파이프(52) 내의 열매체(물)와 그 주위의 토양과의 사이에서 열교환할 수 있게 되어 있다. 물론, 축열 방식은 한정되는 것은 아니며, 지하에 수조를 설치하여 물에 축열하도록 해도 좋다. 단, 비용의 점에서는, 토양 축열 방식이 적합하다. 또한, 지중 축열부(60)용의 브라인 파이프(52)는, 열교환·축열기(30)용의 배관(51)과 전환 밸브(55)를 통하여 접속되어 있다. In addition, although the heat exchange / heat storage device 30 is used for heat storage in the day unit of daytime and nighttime as mentioned above, the underground heat storage part 60 has a cycle longer than that (for example, Iv) heat storage in units) is also possible. As the underground heat storage unit 60, the soil heat storage method is adopted in the present embodiment. Soil heat storage is solid sensible heat storage which uses soil (ground) as a heat storage body. The ground is a semi-infinite continuous solid, which may be used as it is, or a method of limiting the heat storage range by providing an insulating cover. In the present embodiment, the brine pipe 52 is connected to the heat pump 50, and the brine pipe 52 is disposed in the basement just below the heat exchange and heat storage device 30, and the heat medium in the brine pipe 52 is provided. Heat exchange is possible between (water) and the soil around it. Of course, the heat storage method is not limited, and a water tank may be provided underground to heat storage in water. However, in terms of cost, the soil heat storage method is suitable. In addition, the brine pipe 52 for the underground heat storage unit 60 is connected via a pipe 51 for the heat exchange and heat storage device 30 and the switching valve 55.

히트 펌프(50)에 의해 모은 열을 열교환·축열기(30)와 지중 축열부(60)의 어느 것에 축열하는지는, 상기한 전환 밸브(55)에 의해 행한다. 예를 들면, 히트 펌프(50)에 의해 모은 열을, 소정의 온도에 이를때 까지는 열교환·축열기(30)에 축열하고, 소정 온도를 초과한 경우에는, 지중 축열부(60)에 축열하도록 전환한다. 히트 펌프(50)에 의해 온실(10) 내를 난방하는 경우, 열교환·축열기(30)의 수온이 소정의 온도에 이를때 까지는 당해 열교환·축열기(30)의 열을 방출하고, 소정 온도 이하가 되었다면, 지중 축열부(60)의 열을 방출하도록 전환한다. 또한, 전환 밸브(55)의 조작은, 수작업에 의해 행하는 것도 가능하지만, 온실(10) 내의 온도, 열교환·축열기(30)의 축열체(물)의 온도, 지중 축열부(60)의 축열체의 온도를 측정하여, 그들 온도에 기초하여 자동 전환하는 컴퓨터 관리를 행하는 것도 가능하다. Whether the heat collected by the heat pump 50 is stored in the heat exchange / heat storage device 30 and the underground heat storage unit 60 is performed by the above-described switching valve 55. For example, the heat collected by the heat pump 50 is stored in the heat exchanger / heat accumulator 30 until it reaches a predetermined temperature, and when it exceeds the predetermined temperature, the heat accumulator 60 accumulates in the underground heat storage unit 60. Switch. In the case of heating the inside of the greenhouse 10 by the heat pump 50, the heat of the heat exchanger / heat storage device 30 is released until the water temperature of the heat exchanger / heat storage device 30 reaches a predetermined temperature. If it is below, it switches to discharging the heat of the underground heat storage part 60. In addition, although the operation of the switching valve 55 can also be performed by manual labor, the temperature in the greenhouse 10, the temperature of the heat storage body (water) of the heat exchanger / heat storage device 30, and the heat storage of the underground heat storage unit 60 are stored. It is also possible to perform computer management which measures the temperature of a sieve and automatically switches based on those temperatures.

본 실시 형태의 온실용 재배 시스템(1)에 의한 재배 환경 제어 방법의 일 예에 대해서 도 6에 기초하여 설명한다. 우선, 전제로서, 히트 펌프(50)에 의한 냉방 운전 개시 온도를 예를 들면 실온 25℃로 설정해 두는 것으로 한다. 이 상태에서, 낮 동안에 있어서는, 실온 25℃에 이를때 까지는, 열교환·축열기(30)의 전열판(32)을 통하여 온실 내 공기와의 열교환(패시브 집열(passive heat collection))이 행해져, 축열체에 집열된다. 축열체는 서서히 수온이 상승하지만, 이 패시브 집열에 의해, 실온의 상승 속도는, 열교환·축열기(30)를 설치하고 있지 않은 경우보다도 느려진다. 실온이 25℃를 초과했다면, 히트 펌프(50)가 냉방 운전을 개시하여, 집열(액티브 집열(active heat collection))하고, 실온을 가능한 한 25℃로 유지하도록 제어한다. 히트 펌프(50)에 의한 모아진 열은, 열교환·축열기(30)의 축열체에 축열되어, 축열체의 수온이 더욱 상승한다. An example of the cultivation environment control method by the greenhouse cultivation system 1 of this embodiment is demonstrated based on FIG. First, as a premise, the cooling operation start temperature by the heat pump 50 shall be set to room temperature 25 degreeC, for example. In this state, during the day, heat exchange with the air in the greenhouse (passive heat collection) is performed through the heat transfer plate 32 of the heat exchanger / heat accumulator 30 until the room temperature reaches 25 ° C. Are collected on. The temperature of the heat storage body gradually rises, but the passive heat collection speeds up the room temperature rising rate slower than when the heat exchange / heat storage device 30 is not provided. If the room temperature exceeds 25 ° C, the heat pump 50 starts the cooling operation, collects (active heat collection), and controls to keep the room temperature at 25 ° C as much as possible. The heat collected by the heat pump 50 is accumulated in the heat accumulator of the heat exchange / heat accumulator 30, and the water temperature of the heat accumulator further rises.

실온이 25℃를 하회하면 히트 펌프(50)의 냉방 운전이 정지된다. 야간이 되어, 실온이 열교환·축열기(30)의 축열체의 수온을 하회하면, 축열체에 축열되어 있는 열이 전열판(32)을 통하여 방열된다(패시브 방열). 그에 따라, 실온의 저하 속도가, 열교환·축열기(30)를 설치하고 있지 않은 경우보다도 느려진다. 실온이 미리 설정한 히트 펌프(50)에 의한 난방 운전 개시 온도(예를 들면 15℃)를 하회하면 히트 펌프(50)에 의한 난방 운전이 개시되고, 열교환·축열기(30)로부터 열을 퍼내어, 히트 펌프(50)로부터 따뜻한 공기를 온실(10) 내로 방출하여 난방한다(액티브 방열). 이에 따라, 실온이 소정의 온도로 유지된다. 액티브 방열에 의해, 축열체의 수온은 더욱 저하된다(도 6의 Δt가 액티브 방열에 의해 저하된 수온). 이 온도 저하 Δt가 발생함으로써, 상기와 같이, 열교환·축열기(30)의 전열판(32)의 전열면 온도와 주변 공기 온도의 열낙차에 의한 집열량의 증대를 가져와, 히트 펌프(50)의 부담을 줄인다. When room temperature is less than 25 degreeC, the cooling operation of the heat pump 50 is stopped. At night, when the room temperature is lower than the water temperature of the heat storage body of the heat exchanger / heat storage device 30, heat stored in the heat storage body is radiated through the heat transfer plate 32 (passive heat radiation). As a result, the rate of decrease of the room temperature is slower than in the case where the heat exchanger / heat accumulator 30 is not provided. When room temperature falls below the heating operation start temperature (for example, 15 degreeC) by the heat pump 50 preset, the heating operation by the heat pump 50 will start and heat will be spread from the heat exchange and the heat storage 30. The air is discharged from the heat pump 50 into the greenhouse 10 to be heated (active heat radiation). As a result, room temperature is maintained at a predetermined temperature. By active heat dissipation, the water temperature of the heat storage body is further lowered (water temperature at which Δt in FIG. 6 is lowered by active heat dissipation). As the temperature drop Δt occurs, as described above, the heat collection amount of the heat transfer surface temperature of the heat transfer plate 32 of the heat exchanger / heat accumulator 30 and the ambient air temperature is increased, and the heat pump 50 is increased. Reduce the burden

상기한 바와 같이, 낮 동안의 히트 펌프(50)에 의한 냉방 운전에 의해 실온이 소정 온도의 범위로 제어되는 경우에는, 낮 동안의 환기가 불필요해진다. 이에 따라, 폐쇄형 재배를 실행할 수 있기 때문에, 이산화탄소를 공급함으로써, 온실(10) 내의 이산화탄소 농도를 대기 중의 이산화탄소 농도보다도 높게 유지할 수 있고, 천창 등으로부터의 병해충의 침입도 적어져, 작물의 품질 및 수량의 증가를 도모할 수 있다. As mentioned above, when room temperature is controlled to the predetermined temperature range by the cooling operation by the heat pump 50 during the daytime, the daytime ventilation becomes unnecessary. As a result, since closed cultivation can be carried out, by supplying carbon dioxide, the concentration of carbon dioxide in the greenhouse 10 can be maintained higher than the concentration of carbon dioxide in the atmosphere, and the invasion of pests from the skylight and the like is also reduced, and the quality of crops and The quantity can be increased.

한편, 히트 펌프(50)를 가동시켜도 실온을 소정 온도(예를 들면, 30℃)로 제어할 수 없는 경우에는, 이 소정 온도를 초과했다면 천창 등을 개방 동작시켜 환기를 행하도록 설정한다. 본 실시 형태에 의하면, 이러한 환기를 행하는 경우라도, 상기한 바와 같이, 열교환·축열기(30)에 의한 열교환에 의해 실온 제어를 행하고, 다음으로, 히트 펌프(50)를 가동시키고, 그런데도 실온을 소정 온도 이하로 제어할 수 없는 경우에 한하여 환기를 행하는 구성으로, 종래와 비교하여 환기 시간이 적은 소위 반폐쇄형의 재배 환경을 달성할 수 있다. On the other hand, even when the heat pump 50 is operated, when room temperature cannot be controlled at a predetermined temperature (for example, 30 ° C), if the predetermined temperature is exceeded, a skylight or the like is opened to operate to set ventilation. According to the present embodiment, even when such ventilation is performed, as described above, room temperature control is performed by heat exchange by the heat exchanger / heat accumulator 30, and then the heat pump 50 is operated, and still the room temperature is maintained. The ventilation is performed only when it is not possible to control the temperature below a predetermined temperature, so that the so-called semi-closed cultivation environment with less ventilation time can be achieved in comparison with the prior art.

도 7은, 본 실시 형태의 온실용 재배 시스템(1)을 이용하여 온실의 실내 환경을 제어할 때의 연간을 통한 제어의 구체예를 나타낸 도면이다. 예를 들면, 6월 상순 내지 7월 상순～9월 하순 내지 10월 중순의 더운 계절은, 낮 동안, 냉방만으로는 온도 조절을 완전히 할 수 없기 때문에, 통상의 재배 방법과 동일하게, 천창의 개방 등에 의한 환기를 병용한다. 우선, 열교환·축열기(30)에 의한 열교환에 의해 실내 온도를 낮추어, 소정 온도 이상이 되었다면, 히트 펌프(50)의 냉매를 열교환기(53)를 통하여 브라인 파이프(52)측의 물과 열교환을 하도록 전환 제어한다. 이에 따라, 히트 펌프(50)를 가동시켜 냉방하면, 냉방에 의해 모아지는 열은, 지중 축열부(60)에 축열된다. 딸기 등의 작물의 경우에는, 이 계절에 있어서 야냉(夜冷)을 행한다. 그 때문에, 야간도 냉방을 동작시킨다. 또한, 야냉을 효율적으로 행하기 위해서는, 열교환·축열기(30)의 축열체의 온도는 낮 동안 높게 하지 않는 편이 바람직하다. 그 때문에, 낮 동안의 히트 펌프(50)의 냉방에 수반하여 모아진 열은 지중 축열부(60)에 우선하여 축열시킨다. 야간 냉방을 동작시키면, 열교환·축열기(30) 자체도 식혀지기 때문에, 수온이 내려가 전열판(32)의 표면 온도도 저하된다. 전열판(32)의 표면 온도가 저하되면, 열교환·축열기(30)의 바로 위에 배치된 재배 베드(20)의 작물이 방사 및 대류열에 의해서도 냉각된다. 따라서, 야냉 효과를 높일 수 있다. 또한, 전열판(32)의 방사에 의해 직접 작물을 식힐 수 있기 때문에, 온실(10) 내 전체를 식히기 위한 히트 펌프(50)의 가동 시간을 짧게 하거나, 제어 온도를 종래 행해지고 있는 야냉 제어 온도보다도 높게 설정하거나 할 수 있어, 에너지 절약화에 기여한다. 또한, 열교환·축열기(30)에 충전하고 있는 물을 저수온의 지하수 등과 교체함으로써도 상기와 같은 효과를 얻을 수 있다. 게다가, 열교환·축열기(30)의 전열판(32)의 표면 온도가 이슬점 온도를 하회하는 경우에는, 수증기가 전열판(32) 표면에 응축되고, 물이 결로 물홈통(40)으로 흘러 내려, 물을 회수하여 재이용할 수 있다. 또한, 지중 축열부(60)에 축열된 열은, 이 계절이라도, 이상(異常)한 저온 상태가 된 경우 등, 필요에 따라서 난방의 열원으로서 이용할 수 있다. FIG. 7: is a figure which shows the specific example of control through the year when controlling the indoor environment of a greenhouse using the greenhouse cultivation system 1 of this embodiment. For example, in the hot season from early June to early July to late September to mid-October, temperature control cannot be achieved by cooling only during the daytime, so the skylights can be opened in the same way as the normal cultivation method. Use ventilation together. First, if the room temperature is lowered by the heat exchange by the heat exchanger and the heat storage device 30 to reach a predetermined temperature or more, the refrigerant of the heat pump 50 is exchanged with water on the brine pipe 52 side through the heat exchanger 53. Control the conversion. Accordingly, when the heat pump 50 is operated and cooled, the heat collected by the cooling is accumulated in the underground heat storage unit 60. In the case of crops, such as a strawberry, cold cooling is performed in this season. Therefore, cooling is operated even at night. In addition, in order to perform night cooling efficiently, it is preferable not to make high the temperature of the heat storage body of the heat exchange and heat storage device 30 during a day. Therefore, the heat collected with cooling of the heat pump 50 during the day accumulates preferentially to the underground heat storage part 60. When night cooling is operated, since the heat exchange and the heat accumulator 30 itself cool, the water temperature falls and the surface temperature of the heat transfer plate 32 also decreases. When the surface temperature of the heat exchanger plate 32 falls, the crop of the cultivation bed 20 arrange | positioned immediately above the heat exchange and heat accumulator 30 is cooled also by radiation and convective heat. Therefore, the cold effect can be improved. In addition, since the crop can be directly cooled by the radiation of the heat transfer plate 32, the operating time of the heat pump 50 for cooling the whole inside of the greenhouse 10 is shortened, or the control temperature is higher than the conventional cold-cooled control temperature. We can set and contribute to energy saving. In addition, the same effects as described above can be obtained by replacing the water charged in the heat exchanger and the heat storage device 30 with the ground water having a low water temperature. In addition, when the surface temperature of the heat exchanger plate 32 of the heat exchanger / heat accumulator 30 is lower than the dew point temperature, water vapor is condensed on the heat transfer plate 32 surface, and water flows down into the condensation trough 40 to provide water. Can be recovered and reused. The heat accumulated in the underground heat storage unit 60 can be used as a heat source for heating as necessary, for example, when it is in an abnormal low temperature state even in this season.

한편, 10월 중순～6월 하순의 추운 계절에서는 다음과 같이 제어한다. 우선, 낮 동안은, 온실(10)이 태양 에너지를 열로 바꾸는 높은 기능을 구비하고, 이 계절이라도 실온이 꽤 높아지기 때문에, 특히, 10월 중순～11월 하순 및, 3월 상순～6월 하순에서는, 천창 등을 환기하지 않을 수 없는 시간대가 발생한다. On the other hand, in the cold season of mid-October to late June, the control is as follows. First of all, during the day, the greenhouse 10 has a high function of converting solar energy into heat, and the room temperature becomes quite high even in this season. In particular, in mid-October to late-November and from early-March to late-June , Time zones inevitably ventilate.

그러나, 오전 중, 우선은 열교환·축열기(30)에 의한 열교환에 의해 축열체에 온실(10) 내의 열이 집열되고, 그리고 소정 온도를 초과하면, 히트 펌프(50)를 가동시켜 온실(10)의 잉여열을 집열하여 냉방하고, 열교환·축열기(30)에 그 열을 축열시킨다. 열교환·축열기(30)의 열용량만으로는 부족한 경우에는, 구체적으로는, 열교환·축열기(30)의 온도가 일정 온도를 초과한 경우(예를 들면 25℃)에, 배관(51)으로부터 브라인 파이프(52)에 열매체의 유로를 전환하여 지중 축열부(60)로 축열시킨다. 이와 같이 하여, 온실(10) 내를 냉방하고, 열교환·축열기(30) 및 지중 축열부(60)에 축열해 감으로써, 천창 등을 개방하여 환기를 시작하는 시간을 늦춘다. 이에 따라, 이산화탄소를 적극적으로 공급하여, 온실(10) 내의 이산화탄소 농도가 대기 중의 이산화탄소 농도보다도 높게(바람직하게는, 대기 중의 2배～4배) 유지되는 시간, 또한 소정의 습도를 유지하는 시간이 종래보다도 길게 할 수 있다. However, in the morning, first, heat in the greenhouse 10 is collected in the heat accumulator by heat exchange by the heat exchanger and the heat accumulator 30, and when the predetermined temperature is exceeded, the heat pump 50 is operated to operate the greenhouse 10. The excess heat of) is collected and cooled, and the heat is accumulated in the heat exchange / heat storage device 30. When only the heat capacity of the heat exchanger / heat storage device 30 is insufficient, specifically, when the temperature of the heat exchanger / heat storage device 30 exceeds a predetermined temperature (for example, 25 ° C.), the brine pipe is removed from the pipe 51. The flow path of the heat medium is switched to the heat storage unit 60 at 52. In this way, the inside of the greenhouse 10 is cooled, and heat is accumulated in the heat exchange and heat storage unit 30 and the underground heat storage unit 60, thereby delaying the time for opening the skylight and starting ventilation. Thereby, the time for actively supplying carbon dioxide to maintain the carbon dioxide concentration in the greenhouse 10 higher than the carbon dioxide concentration in the atmosphere (preferably 2 to 4 times in the atmosphere), and the time for maintaining the predetermined humidity It can be made longer than before.

한편, 야간은, 열교환·축열기(30)의 전열판(32)로부터의 자연 방열로 온실(10) 내를 난방한다. 실온이 설정 온도 이하가 되면, 히트 펌프(50)를 가동한다. 히트 펌프(50)의 열원은 열교환·축열기(30) 또는 지중 축열부(60)에 축열한 열을 이용하고, 이 열을 온실(10) 내로 방출하여 온실(10) 내를 난방한다. 열교환·축열기(30) 또는 지중 축열부(60)에 축열한 열을 이용하기 때문에, 히트 펌프(50)의 전기 에너지의 소비량은 매우 낮게 할 수 있다. 또한, 열교환·축열기(30)의 전열판(32)의 방사열에 의해, 작물이 직접 따뜻해진다. 따라서, 온실(10) 내 전체를 난방할 때의 온도를 종래보다도 낮게 해도, 작물에 있어서 충분한 온도 환경으로 할 수 있어, 이 점에서도, 히트 펌프(50)의 전기 에너지 소비량은 더욱 낮게 할 수 있다. On the other hand, the night heats the inside of the greenhouse 10 by natural heat dissipation from the heat exchanger plate 32 of the heat exchanger / heat storage device 30. When room temperature becomes below set temperature, the heat pump 50 is operated. The heat source of the heat pump 50 uses heat accumulated in the heat exchanger / heat storage device 30 or the underground heat storage unit 60, and releases this heat into the greenhouse 10 to heat the inside of the greenhouse 10. Since heat stored in the heat exchange / heat storage device 30 or the underground heat storage unit 60 is used, the consumption amount of electrical energy of the heat pump 50 can be made very low. In addition, the crops are directly warmed by the radiant heat of the heat transfer plates 32 of the heat exchange and heat storage device 30. Therefore, even if the temperature at the time of heating the whole inside of the greenhouse 10 is lower than before, it can be made into a sufficient temperature environment for a crop, and also the electrical energy consumption of the heat pump 50 can be made even lower at this point. .

또한, 12월 상순～2월 하순의 가장 추운 계절에 있어서는, 열교환·축열기(30)에 의한 열교환에 의한 집열과 히트 펌프(50)에 의한 냉방을 행함으로써, 낮 동안이라도 전혀 환기를 행하지 않게 할 수 있다. 이에 따라, 12월 상순～2월 하순의 가장 추운 계절에 있어서는, 이산화탄소를 적극적으로 공급함으로써, 온실(10) 내의 이산화탄소 농도는, 작물의 광합성이 활발한 일조가 있는 시간대에 있어서도, 대기 중 농도보다도 높은 농도로 유지되게 된다. In the coldest season from early December to late February, the heat is collected by the heat exchanger / heat accumulator 30 and the air is cooled by the heat pump 50 so that no ventilation is performed even during the day. can do. Accordingly, in the coldest season of early December to late February, by actively supplying carbon dioxide, the carbon dioxide concentration in the greenhouse 10 is higher than the concentration in the atmosphere even in a time zone where photosynthesis of the crop is active. It will remain at concentration.

즉, 본 실시 형태에 의하면, 12월 상순～2월 하순의 가장 추운 시기는 야간뿐만 아니라 낮 동안도 환기를 전혀 행하지 않는 폐쇄형 환경에서 재배할 수 있고, 그 전후의 시기인 10월 중순～11월 하순 및 3월 상순～6월 하순에서는, 환기 시간을 종래보다도 단축화한 반폐쇄형 환경에서 재배할 수 있으며, 그에 따라, 광합성에 필요한 이산화탄소 농도를 대기 중 농도보다도 고농도로 유지하고, 천창으로부터의 병해충의 침입도 적어져, 작물의 품질 및 수량의 증가를 도모할 수 있다. That is, according to this embodiment, the coldest period of the beginning of December to the end of February can be cultivated in a closed environment that does not provide ventilation at all, not only at night, but also during the day. In late March and early March to late June, the ventilation time can be cultivated in a semi-closed environment with a shorter time than before. Thus, carbon dioxide concentration required for photosynthesis is maintained at a higher concentration than atmospheric concentration, Invasion of pests is small, and the quality and yield of crops can be increased.

또한, 상기 실시 형태에서는, 열교환·축열기(30)뿐만 아니라, 히트 펌프(50)도 온실(10) 내에 설치하고 있다. 이에 따라, 온실(10) 내의 열을 퍼올려 열교환할 수 있기 때문에 열교환 효율의 점에서 우수하다. 그러나, 열교환 효율의 점에서는 떨어지지만, 예를 들면, 도 8(a)에 나타낸 바와 같이, 히트 펌프(50)를 온실(10)의 외부에 설치하고, 송풍부(50a)를 온실(10)에 접속하여 냉방하는 구성으로 할 수도 있다. 또한, 열교환·축열기(30)와 히트 펌프(50)의 열교환부와의 사이는, 상기 실시 형태와 동일하게 배관(51)을 설치하고, 그의 내부를 축열체(물)가 통과할 수 있게 한다. 이 경우, 히트 펌프(50)는, 외기를 집열하여 배관(51) 내의 물에 열을 부여하고, 송풍부(50a)로부터 온실(10) 내에 냉기를 공급한다. In addition, in the said embodiment, not only the heat exchange and the heat accumulator 30 but the heat pump 50 is installed in the greenhouse 10, too. Thereby, since heat in the greenhouse 10 can be pumped up and heat-exchanged, it is excellent in terms of heat exchange efficiency. However, although it is inferior in terms of heat exchange efficiency, for example, as shown in Fig. 8A, the heat pump 50 is provided outside the greenhouse 10, and the blower 50a is installed in the greenhouse 10. It can also be set as the structure connected to and cooled. In addition, between the heat exchanger and the heat accumulator 30 and the heat exchange part of the heat pump 50, the piping 51 is provided similarly to the said embodiment, and the heat accumulator (water) can pass through the inside. do. In this case, the heat pump 50 collects outside air, supplies heat to the water in the pipe 51, and supplies cold air into the greenhouse 10 from the air blower 50a.

또한, 도 8(b)에 나타낸 바와 같이, 히트 펌프(50)를 온실(10)의 외부에 설치함과 함께, 송풍부(50a)뿐만 아니라 집열부(50b)도 온실(10)에 접속할 수도 있다. 이 경우에는, 집열부(50b)를 통하여 온실(10) 내의 열을 퍼올리는 구성이기 때문에, 열교환 효율의 점에서는, 상기 실시 형태와 동등하지만, 송풍부(50a) 및 집열부(50b)와 온실(10)과의 접속에 수반되는 설비 비용 등이 상기 실시 형태보다도 증가한다. In addition, as shown in FIG. 8B, the heat pump 50 is provided outside the greenhouse 10, and not only the blower 50a but also the heat collector 50b may be connected to the greenhouse 10. have. In this case, since it is the structure which spreads the heat in the greenhouse 10 via the heat collecting part 50b, although it is the same as the said embodiment from the point of heat exchange efficiency, it is the blower part 50a and the heat collecting part 50b, and a greenhouse. The cost of equipment and the like associated with the connection with (10) is increased from the above embodiment.

본 발명의 온실용 재배 시스템은, 온실을 에너지 절약으로 냉난방할 수 있기 때문에, 작물을 수익성 좋게 생산하는 시설 원예 분야에서 이용 가능하다. The greenhouse cultivation system of the present invention can be used in the field of horticulture for producing crops profitably because the greenhouse can be heated and cooled by energy saving.

1 : 온실용 재배 시스템
10 : 온실
20 : 재배 베드
30 : 열교환·축열기
32 : 전열판
33 : 반사 시트
50 : 히트 펌프
51 : 배관
52 : 브라인 파이프
60 : 지중 축열부
70 : 송풍 도관1: Greenhouse Cultivation System
10: greenhouse
20: cultivated bed
30: heat exchanger and heat storage
32: electric heating plate
33: reflective sheet
50: heat pump
51: plumbing
52: brine pipe
60: underground heat storage unit
70: blowing conduit

Claims (12)

온실 내에 배치되어, 온실 내 공기와 내부에 충전된 축열체와의 사이에서 열교환을 촉진시키는 전열부가 측면에 설치되어 있는 열교환·축열기와,
상기 열교환·축열기 내의 축열체에 열을 수수(授受)하는 히트 펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 온실용 재배 시스템.A heat exchanger and a heat accumulator disposed in a greenhouse and provided with a heat transfer part on a side thereof for promoting heat exchange between the air in the greenhouse and the heat accumulator filled therein;
The heat-cultivation system for greenhouses characterized by including the heat pump which transfers heat to the heat accumulator in the said heat exchange and heat accumulator. 제1항에 있어서,
상기 히트 펌프가 온실 내에 설치되는 것인 온실용 재배 시스템.The method of claim 1,
And the heat pump is installed in the greenhouse. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전열부는, 단면(斷面) 파상(波狀)의 판 형상 부재로 이루어지고, 각 산곡부가 바닥면과 대략 수평이 되는 방향으로 배치되어 있는 온실용 재배 시스템.The method according to claim 1 or 2,
The said heat transfer part is a cultivation system for greenhouses which consists of a cross-sectional wave-shaped plate-shaped member, and arrange | positions in each direction where the valley part becomes substantially horizontal with the bottom surface. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전열부는, 열전도율 50W/(mk)～300W/(mk)의 범위의 소재로 형성되어 있는 온실용 재배 시스템.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The said heat transfer part is a greenhouse cultivation system formed from the material of the heat conductivity of 50 W / (mk)-300 W / (mk). 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열교환·축열기는, 단면폭에 대한 높이의 비가 1보다 큰 온실용 재배 시스템.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The heat exchanger and the heat storage device is a greenhouse cultivation system, the ratio of the height to the cross section width is greater than one. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열교환·축열기가, 상기 온실 내에, 지표(地表)로부터 소정의 높이에 위치하는 재배 베드의 하방에 설치된 것인 온실용 재배 시스템.The method according to any one of claims 1 to 5,
The said heat exchange / heat storage device is a greenhouse cultivation system provided in the said greenhouse below the cultivation bed located in a predetermined height from the surface. 제6항에 있어서,
상기 열교환·축열기는, 단면 폭방향으로 소정 간격을 두고 배치된 한 쌍의 다리 부재 사이의 내측에 배치되어 있음과 함께, 상기 한 쌍의 다리 부재 사이로서, 상기 열교환·축열기의 상방에 빔 부재가 수평으로 걸쳐지고, 이 수평으로 걸쳐진 빔 부재 상에 재배 베드가 지지되는 구조인 온실용 재배 시스템.The method according to claim 6,
The heat exchanger and the heat accumulator are disposed inside the pair of leg members arranged at predetermined intervals in the cross-sectional width direction, and are beamed above the heat exchanger and the heat accumulator as the pair of leg members. A cultivation system for a greenhouse, wherein the member is horizontally hung and the cultivation bed is supported on the horizontally hung beam member. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열교환·축열기의 측면에 위치하는 전열부를 피복 가능한 반사 시트가 설치되어 있는 온실용 재배 시스템.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
A cultivation system for greenhouses, wherein a reflective sheet capable of covering the heat transfer unit located on the side of the heat exchanger and heat storage device is provided. 제8항에 있어서,
상기 반사 시트는, 상기 전열부로부터 소정 간격 이간된 위치에 있어서, 상기 전열부를 덮은 상태와 덮지 않은 상태가 되도록 개폐 가능하게 설치되어 있는 온실용 재배 시스템.9. The method of claim 8,
The said reflective sheet is a greenhouse cultivation system provided so that opening and closing is possible so that it may be in the state which covered the said heat exchanger part, and is not covered in the position spaced apart from the said heat exchanger at predetermined intervals. 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 열교환·축열기와 반사 시트의 사이에, 이산화탄소를 공급 가능한 송풍 도관이 설치되어 있는 온실용 재배 시스템.10. The method according to claim 8 or 9,
A cultivation system for greenhouses, wherein a blowing conduit capable of supplying carbon dioxide is provided between the heat exchanger and the heat accumulator and the reflective sheet. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온실 내의 지중에, 지중 축열부가 설치되어 있는 온실용 재배 시스템.11. The method according to any one of claims 1 to 10,
A greenhouse cultivation system in which the underground heat storage unit is installed in the underground in the greenhouse. 제11항에 있어서,
상기 열교환·축열기는, 저면이 지면에 접하여 설치되고, 이 저면이 상기 지중 축열부와의 사이에서 열교환 가능한 전열부를 구성하고 있는 온실용 재배 시스템.The method of claim 11,
The said heat exchange and heat storage device is a greenhouse cultivation system in which the bottom face is provided in contact with the ground, and this bottom face comprises the heat exchange part which can heat-exchange with the said underground heat storage part.
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