(57)【要約】【課題】果実の結露をより確実に事前に検出することにある。【解決手段】果実結露防止用センサＳ１が、果実の結露に先立って結露可能な模擬部２と、模擬部２が結露したか否か又は結露可能状態にあるか否かの模擬部２の状況を検出可能なセンサ部（１０，３０，３２）と有し、模擬部２の熱容量が、果実の熱容量よりも大きいとともに、模擬部２の熱伝導率が、果実の熱伝導率と同等又はそれ以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
果菜類や果樹類などの果実の結露を検出可能な果実結露防止用センサにおいて、
前記果実結露防止用センサが、前記果実の結露に先立って結露可能な模擬部と、前記模擬部が結露したか否か又は結露可能状態にあるか否かの前記模擬部の状況を検出可能なセンサ部とを有し、
前記模擬部の熱容量が、前記果実の熱容量よりも大きいとともに、前記模擬部の熱伝導率が、前記果実の熱伝導率と同等又はそれ以下である果実結露防止用センサ。
【請求項２】
前記模擬部を冷却可能な冷却部を有する請求項１に記載の果実結露防止用センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、果菜類や果樹類などの果実の結露を事前に検出可能な果実結露防止用センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
果菜類や果樹類などの果実を温室栽培する際、果実表面に結露（微小な水滴）が発生することで、農産物としての品質が低下することが知られている。
例えば果実の温室栽培においては、結露による果実の裂果（果実表面に裂傷が生じること）や、結露にともなう高湿度により灰色カビ病等が発生することが懸念される。
そして果実の温度（内部温度）は、周辺温度に対して遅れて変化するため、露点温度などの温室内環境の急激な変化（換気や日の出に伴う温度変化等）によって結露が発生しやすくなる。なお露点温度とは、空気中の水分が果実表面で凝結し水滴になるときの室内温度であり、温室内環境（湿度及び温度）から算出できる。とくに夜間の温室内は、相対湿度が１００％に近いことから、結露の発生リスクが高いことが知られている。
【０００３】
そこで特許文献１では、結露センサと、温度センサと、制御装置と、暖房機を備えた結露防止システムが開示されている。
公知技術の結露センサは、樹脂とカーボンの分散体からなる。この結露センサは、カーボン粒子間の接触抵抗の変化現象（相対湿度９４％以上で抵抗値が変化する現象）を応用して果実の結露を検出できる。
公知技術では、制御装置により、結露センサにて検出した湿度が予め設定された数値範囲から外れると判定したのち、暖房機を作動させて相対湿度を下げる環境制御を行う。また同様に制御装置により、温度センサにて検出した温度が予め設定された数値範囲から外れると判定したのち、暖房機を作動させて気温を上げる環境制御を行う。
そして所定の時間帯ごとに、上述の判定を繰り返しつつ環境制御を行うことで、果実の結露時間を１２時間以内に短縮する。このように結露時間を１２時間以内に抑えることで、灰色カビ病の感染拡大を極力防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２０３７１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで公知技術では、結露センサ又は温度センサによる実測値が規定値から外れたのち（典型的に果実が結露したのち）、暖房機による相対湿度を下げる環境制御又は気温を上げる環境制御を行う。
しかし結露が生じた果実には品質低下が生じるため、果実の収穫率（果収率）の低下が避けられないものであった。特に果実の裂果は、発生機構自体が不明瞭であるため、果実の結露を防止することが唯一の対策である。
ここで温度や湿度等の結露条件は、温室内の環境や、対象とする果実の種類等により異なる。このため公知技術の結露センサ（相対湿度９４％以上で抵抗値が上昇するセンサ）では、果実の結露を事前に察知することは困難であった。
もっとも公知技術において暖房機を連続的に運転することもできるが、そうすると気温が必要以上に上昇するとともに、消費電力量が嵩むなどしてコスト的に不利となる。
本発明は上述の点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、果実の結露をより確実に事前に検出することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための手段として、第１発明の果実結露防止用センサは、果菜類や果樹類などの果実の結露を検出可能なセンサである。
本発明では、上述の果実結露防止用センサが、果実の結露に先立って結露可能な模擬部と、模擬部が結露したか否か又は結露可能状態にあるか否かの模擬部の状況を検出可能なセンサ部とを有する。そして模擬部の熱容量が、果実の熱容量よりも大きいとともに、模擬部の熱伝導率が、果実の熱伝導率と同等又はそれ以下である。
本発明では、模擬部の状況（模擬部が結露したか否か又は結露可能状態にあるか否か）を検出することで、果実の結露をより確実に事前に検出することができる。
【０００７】
第２発明の果実結露防止用センサは、第１発明の果実結露防止用センサであって、模擬部を冷却可能な冷却部を有する。
本発明では、模擬部を冷却部にて冷却することで、果実の結露をさらに確実に事前に検出することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る第１発明によれば、果実の結露をより確実に事前に検出することができる。また第２発明によれば、果実の結露を更に確実に事前に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】果実結露防止用センサの概略図である。
【図２】結露防止システムの概略図である。
【図３】変形例にかかる結露防止システムの概略図である。
【図４】実施例にかかる温室と模擬部とトマト果実の温度の経時変化を示すグラフである。
【図５】実施例にかかる模擬部とトマト果実の温度から露点温度を減じた値の経時変化を示すグラフである。
【図６】実施例にかかる模擬部とトマト果実に設置した各光電センサの出力値の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を、図１〜図６を参照して説明する。なお図２及び図３では、便宜上、果実結露防止用センサについて主要な構成のみ図示する。本実施例の果実結露防止用センサＳ１は、果菜類や果樹類を栽培する温室Ｈ内に設置される部材であって、結露防止システム（後述）の一部を構成できる（図１及び図２を参照）。
ここで温室Ｈは、典型的に植物群落（複数の果菜類や果樹類）を栽培可能な面積を有し、透明又は半透明の素材（ガラスやプラスチック等）にて構成できる。
果菜類として、トマトやナスなどのナス科類、キュウリやメロンなどのウリ科類、イチゴなどのバラ科類、オクラなどのアオイ科類、トウモロコシなどのイネ科類を例示できる。また果樹類として、リンゴなどの仁果類、オレンジやミカンなどの柑橘類、モモなどの核果類、クルミなどの殻果類、マンゴーなどの熱帯果樹類を例示できる。
【００１１】
そして果菜類や果樹類を温室栽培する際、果実に結露が発生する（品質低下が生じる）ことにより、果収率が低下することが懸念される。このため上述の結露防止システムでは、果実の状況（結露又は結露可能状態にあること）を事前に検出することにより、対象とする果実の結露を回避できることが望まれる。
そこで本実施例では、後述の果実結露防止用センサＳ１により、果実の結露をより確実に事前に検出することとした。以下、各構成について詳述する。
【００１２】
［果実結露防止用センサ］
果実結露防止用センサＳ１は、模擬部２と、光電センサ部１０と、冷却部２０と、第一センサ部３０と、第二センサ部３２と、処理回路３４と、制御部４０を有する（図１を参照）。
本実施例の果実結露防止用センサＳ１では、果実に先立って結露する模擬部２を用いることで、対象とする果実の結露を事前に検出できる。
また本発明者らは、対象とする果実内の温度が果実周辺の露点温度よりも低くなることにより、結露の発生リスクが極端に高まること（結露可能状態になること）を見出した。そこで本実施例では、第一センサ部３０と第二センサ部３２にて、模擬部２内の温度と模擬部２周辺の露点温度を検出する（後述の結露指標値を算出する）ことで、果実の結露リスクをより確実に低減することとした。
【００１３】
（模擬部）
模擬部２は、対象とする果実に先立って結露する部位であり、収容部４と、内容部６（流体又は固体）と、フィルム部８を有する。
収容部４は、内容部６を収納可能な中空の箱体（略直方体状又は球体状（グローブ状））であり、上部側の開口部４ａを蓋材４ｂにて開閉可能である。収容部４の容量は特に限定しないが、典型的に対象とする果実における生物的バラツキの最大値の体積に合わせることが望ましい。
また収容部４の材質は、熱伝導率に優れる（好ましくは熱伝導率３７０Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以上の）材質であることが好ましい。この種の材質として、銅（熱伝導率：３７２Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1）や、銀（熱伝導率：４１８Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1）等の金属を例示できる。
そして収容部４表面に、黒色に着色処理又はツヤ消し処理を施すことが望ましい。こうすることで模擬部２の表面に結露が発生しやすくなる。
【００１４】
内容部６は、流体又は固体であり、対象とする果実に応じた所定の性質（熱容量、熱伝導率、容積比熱、粘度等）を有する。
そして内容部６は、対象とする果実よりも大きな熱容量を有し、例えば対象とする果実の熱容量の２倍〜５倍の熱容量を有することが好ましい。また内容部６は、同果実と同等又はそれ以下の熱伝導率を有する。
ここで流体（液状，ゲル状，ゾル状）の種類は特に限定しないが、水、グリセリン、重水、エチレングリコール、０．４〜０．８％の寒天と水の混合物（ゲル状）及びこれらの混合物を例示できる。
また固体として、１〜１．５％の寒天と水の混合物、０．２〜０．８％のゲルライトと水の混合物及びこれらの混合物を例示できる。なお上記固体（寒天と水の混合物，ゲルライトと水の混合物）の密度と比熱は水にほぼ等しいと考えられることから、上記固体の容積比熱は水と同等とみなすことができる（ただし上記固体の熱伝導率は水よりも低い）。
【００１５】
下記の［表１］に内容部６（一例）の性質を示す。
【表１】
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【００１６】
そして内容部６の性質は、果実の物性値（熱伝導率、熱容量）を考慮して設定できる。
例えばトマトの熱容量は、質量と比熱に比例し、下記計算式（１）により算出できる。
（１）熱容量[Ｊ・Ｋ-1]＝質量[ｇ]×比熱[Ｊ・kｇ-1・Ｋ-1]×１０-3
ここでトマトの密度は１０５０kｇ・ｍ-3（誤差範囲９９７．５〜１１０２．５kｇ・ｍ-3）である。またトマトの比熱は４０００Ｊ・kｇ-1・Ｋ-1（誤差範囲３６００〜４４００Ｊ・kｇ-1・Ｋ-1）である。このため質量６０ｇのトマト（小果実）の熱容量は２４０Ｊ・Ｋ-1となり、質量１８０ｇのトマト（中果実）の熱容量は７２０Ｊ・Ｋ-1となり、質量２９０ｇのトマト（大果実）の熱容量は１１６０Ｊ・Ｋ-1となる。
またトマトの熱伝導率は０．６０Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1（誤差範囲０．５４〜０．６６Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1）である。
【００１７】
ここで下記の［表２］に、一辺６０ｍｍの立方体状の収容部４を用いた場合の模擬部２（内容部６）の特性を示す。また下記の［表３］に、直径７５ｍｍの球体状の収容部４を用いた場合の模擬部２の特性を示す。
［表２］及び［表３］を参照して、例えばトマトを対象とする場合、内容部６の熱伝導率を０．２〜０．７Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1（トマトの熱伝導率と同等又はそれ以下）に設定できる。なお内容部６の熱伝導率が、対象とする果実の熱伝導率±０．２Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以内である場合には、果実の熱伝導率と同等とみなすことができる。
また模擬部２の容積比熱（流体又は固体）を２６００〜４９００ｋＪ・ｍ-3・Ｋ-1（比熱２０００〜４３００Ｊ・kｇ-1・Ｋ-1）とするとともに、内容部６の熱容量をトマトの熱容量以上に設定でき、好ましくは２〜４倍に設定できる。
そして内容部６の粘度を１〜１５００ｍPa・ｓに設定することで、対流を極力抑えることができる。
【００１８】
【表２】
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【００１９】
【表３】
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【００２０】
なお内容部６の性質は、対象とする果実に応じて適宜変更可能である。
例えばレモンの比熱は３８５０Ｊ・kｇ-1・Ｋ-1であり、リンゴの比熱は３７３０〜４０２０Ｊ・kｇ-1・Ｋ-1であり、メロンの比熱は３９４０Ｊ・kｇ-1・Ｋ-1である（「農業機械ハンドブック  農業機械学会編」を参照）。
またレモンの熱伝導率は０．３９２Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1であり、オレンジの熱伝導率は０．４３２Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1であり、モモの熱伝導率は０．４９８Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1であり、温州ミカンの熱伝導率は０．３４２Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1である（「農業機械ハンドブック  農業機械学会編」を参照）。
【００２１】
（フィルム部）
フィルム部８は、収容部４の表面に配置可能な面状部位であり、模擬部２の結露発生を助長できる。フィルム部８は、後述の特性（ヘイズ値，可視光透過率，光沢度，表面粗さ）を備えることが好ましい。
ここでフィルム部８の材質は特に限定しないが、光電センサ部１０（後述）に対面可能なＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）層と、接着層となるシリコン層を重ねてなるフィルム部８を例示できる。なおフィルム部８の厚み寸法は特に限定しないが、典型的に０．１〜０．３ｍｍに設定できる。
そして本実施例では、模擬部２（収容部４）の壁面にフィルム部８を配置しつつ、光電センサ部１０（後述）に対面配置する。こうすることで模擬部２（フィルム部８）に生じた結露を、光電センサ部１０にてより確実に検出できる。
【００２２】
本実施例では、フィルム部８のヘイズ値を１％〜３％の範囲に設定することが望ましい。ここでヘイズ値（濁度）は、フィルム部８の内部又は表面の不明瞭なくもり様の外観の度合い濁度（曇度）を示す。
ヘイズ値は、ＪＩＳ−Ｋ−７１０５（プラスチックの光学的特性試験方法）や、ＪＩＳ−Ｋ−７１３６（プラスチック‐透明材料のヘーズの求め方、対応国際規格ＩＳＯ  １４７８２）に準拠して測定できる。
具体的にはヘイズメータ（積分球式光線透過率測定装置、日本電色工業社製、型式：ＮＤＨ２０００もしくは相当機種）で、フィルム部８の拡散透過率及び全光線透過率を測定した後、下記計算式（２）により算出できる。
（２）ヘイズ値[％]＝Ｔｄ／Ｔｔ×１００（Ｔｄ：拡散透過率、Ｔｔ：全光線透過率）
【００２３】
また本実施例では、フィルム部８の可視光透過率を９０.０％〜９９.９％の範囲に設定することが好ましい。ここで可視光透過率（透明性）は、フィルム部８の透明性（光線透過度）を示す数値である。
可視光透過率は、ＪＩＳ−Ｋ−７１０５（プラスチックの光学的特性試験方法）や、ＪＩＳ−Ｋ−７３６１（プラスチック‐透明材料の全光線透過率の試験方法‐第１部：シングルビーム法、対応国際規格ＩＳＯ  １３４６８−１）に準拠して測定できる。
具体的には可視光線と紫外線についての試験がある。ヘイズ値の小さい場合（例えば１〜３％の場合）の試験は、上述のヘイズメータを用いて、可視光線及び紫外線について入射光量Ｔ１と試験片を通った全光量Ｔ２とを測定した後、下記計算式（３）により算出できる。
（３）可視光透過率Ｔｔ[％]＝Ｔ２／Ｔ１×１００
【００２４】
また本実施例では、フィルム部８の光沢度を９０％以下に設定することが好ましい。ここで光沢度は、フィルム部８の艶消し度合いの目安となる数値であり、光沢度が低いほど、面の粗さが大きく艶消しになる。
光沢度は、ＪＩＳ−Ｚ−８７４１（鏡面光沢度‐測定方法、対応国際規格ＩＳＯ  ２８１３、ＩＳＯ  ７６６８）や、ＡＳＴＭ-Ｄ-２４５７に準拠して測定できる。
具体的には光沢度計を用い、入射角度６０°で、フィルム部８表面に光を照射したときの反射率を受光角度６０°で測定する。
【００２５】
また本実施例では、フィルム部８の表面粗さを０．０１〜０．５μｍに設定することが好ましく、０．０１〜０．３μｍに設定することがさらに好ましい。ここで表面粗さは、フィルム部８の表面の凹凸を測定し、平均の粗さを計算した値である。
表面粗さは、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１（製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）‐表面性状：輪郭曲線方式‐用語、定義及び表面性状パラメータ、国際対応規格ＩＳＯ  ４２８７）に準拠して測定できる。
具体的には表面粗さ計を用い、フィルム部８表面を直径２又は５μｍの触針でトレースして凹凸を測定する。
【００２６】
（光電センサ部）
光電センサ部１０は、模擬部２の結露の有無を検出可能な部位であり、反射型機構や、透過型（回帰反射型）機構を有する。
ここで反射型の光電センサ部１０は、可視光線や赤外線等の光を発射するとともに、検出物体にて反射する光を検出することで出力信号を発信可能である。また透過型（回帰反射型）の光電センサ部１０は、遮光される光量の変化を検出して出力信号を発信する。
本実施例の光電センサ部１０（反射型）は、検出部１２と、一対のファイバ部１４ａ，１４ｂと、アンプ部（投光素子１６、受光素子１７、処理回路１８）を有する。
そしてアンプ部内の投光素子１６から光を発しつつ、ファイバ部１４ａを介して検出部１２から、模擬部２（フィルム部８）に向けて照射する。また検出部１２に入射した光を、ファイバ部１４ｂを介してアンプ部内の受光素子１７にて受光し、アンプ部内の処理回路１８で信号を増幅する。つぎにアンプ部からの信号の変化を、ケーブルＣ１を介して制御部４０に伝達することで、模擬部２の結露状態を検出できる。
【００２７】
（冷却部）
冷却部２０は、模擬部２を冷却可能な部位であり、一対の台座部２２ａ，２２ｂ（典型的に金属製の平板部材）と、冷却機構２４と、放熱フィン２６と、冷却ファン２８を有する。
冷却機構２４の種類は限定しないが、ペルチェ素子、蒸気圧縮式冷却機構、吸収式冷却機構を例示できる。
本実施例の冷却部２０は、一対の台座部２２ａ，２２ｂと、放熱フィン２６と、冷却ファン２８をこの順で積層したのち、一対の台座部２２ａ，２２ｂの間に冷却機構２４（平板状）を介装する。つぎに台座部２２ａ，２２ｂ上に模擬部２を配置することで、冷却機構２４により冷却可能とする。そして冷却部２０にて模擬部２を冷却する（模擬部２の温度を微調整する）ことにより、模擬部２を、より確実に所望の温度帯で結露させることができる。
【００２８】
（結露指標値）
本発明者らは、対象とする果実内の温度（好ましくは中心温度）が、果実周辺の露点温度よりも低くなることにより、結露の発生リスクが極端に高まること（結露可能状態となること）を見出した。
すなわち結露指標値（結露指標値＝果実内の温度−果実周辺の露点温度）が負の値となることで、果実の結露の発生リスクが極端に高まることとなる。しかし実際の果実は寸法にバラツキがあるうえ、時間とともに生理的に変質（成熟、肥大、収縮、萎凋、老化等）するなどして長期間の連続測定には不向きである（実用的ではない）。
そこで本実施例では、第一センサ部３０により、模擬部２内の温度を検出するとともに、第二センサ部３２により、模擬部周辺の温度と湿度（露点温度）を検出することとした。そして第一センサ部３０と第二センサ部３２からの情報を処理回路３４にて解析することで、模擬部２の結露指標値を算出する。つぎに処理回路３４の信号を、ケーブルＣ２を介して制御部４０に伝達することで、後述のヒートポンプ（５０Ａ，５０Ｂ，５１）を制御することとした。
【００２９】
（第一センサ部）
第一センサ部３０は、模擬部２内の温度（好ましくは模擬部２の中心温度）を検出可能な部位である。第一センサ部３０の構成は特に限定しないが、熱電対温度計、ガラス製温度計、電気式温度計（抵抗温度計等）、金属製温度計（バイメタル温度計等）を例示できる。
本実施例では、第一センサ部３０を、開口部４ａから模擬部２内（中心）に挿入したのち、開口部４ａを蓋材４ｂで閉止する。そして第一センサ部３０により、模擬部２内容物の中心温度を測定することができる。
【００３０】
（第二センサ部）
第二センサ部３２は、模擬部２周辺の温度及び湿度を検出して、模擬部２周辺の露点温度を検出する部位である。第二センサ部３２の構成（温度検出構成）は特に限定しないが、熱電対温度計、ガラス製温度計（乾湿球温度計等）、伸縮式温湿度計、電気式温湿度計あるいは露点温度を直接測定する露点計を例示できる。また第二センサ部３２の構成（湿度検出構成）は特に限定しないが、抵抗式又は容量式の機構を例示できる。
本実施例では、第二センサ部３２を、模擬部２の周辺（例えば模擬部２の１０〜１００ｍｍ以内）に配置する。そして第二センサ部３２により模擬部２周辺の温度と湿度を測定したのち、処理回路３４にて露点温度を算出する。また本実施例では、第二センサ部３２による実測値の経時変化から、模擬部２内の温度を推算することもできる。
【００３１】
［結露防止システム］
結露防止システムは、果実結露防止用センサＳ１と、複数のヒートポンプ（第一ヒートポンプ５０Ａ，第二ヒートポンプ５０Ｂ）と、外温度センサＳ２と、外湿度センサＳ３を有する（図２を参照）。
外温度センサＳ２は、外部気温を検出して制御部４０に伝達する部材であり、外湿度センサＳ３は、外部湿度を検出して制御部４０に伝達する部材である。外温度センサＳ２と外湿度センサＳ３は、各ヒートポンプ５０Ａ，５０Ｂの運転設定条件（温度、湿度）の決定、各ヒートポンプ５０Ａ，５０Ｂのモード選択（冷房か暖房か）、各ヒートポンプ５０Ａ，５０Ｂの運転停止（窓開放による自然換気への移行）の判断等において参考とする情報を取得する役割をもつ。
そして２台のヒートポンプ５０Ａ，５０Ｂは、それぞれ暖房モードと冷房モードを有する空調装置である。本実施例の第一ヒートポンプ５０Ａと第二ヒートポンプ５０Ｂは略同一構成であり、それぞれ室外機６２と、室内機６４と、両機を連通する冷媒配管６６を有する。室外機６２と室内機６４は、ともに空気熱交換器６８と送風機６９を有する。なお送風機６９は、連続運転またはＯＮ−ＯＦＦ制御による断続運転の何れも行うことができる。
本実施例では、高温期（外気温２０℃以上）において、２台のヒートポンプ５０Ａ，５０Ｂをともに冷房モードとし、中温期（外気温１２℃以上２０℃未満）においては、２台のヒートポンプ５０Ａ，５０Ｂのいずれか一方を冷房モード、他方を暖房モードとして運転することにより、温室Ｈ内の絶対湿度を下げる（除湿する）ことができる。
【００３２】
ここで果実結露防止用センサＳ１の設置場所は特に限定しないが、結露の発生リスクが高い場所に配置することが望ましい。
本実施例では果実結露防止用センサＳ１を温室Ｈ中央に設置する。このとき果実結露防止用センサＳ１を、植物（果菜類や果樹類）群落内に設置することにより、各果実の結露状態を比較的正確に把握できる。
【００３３】
そして模擬部２を、結露発生前の温室Ｈ内の環境条件（気温、相対湿度）と露点温度の上昇割合にて、果実よりもどの程度早く結露させるかを決定する。
例えば結露が極めて発生しやすい実際の温室内の環境条件を事例（後述）として、果実の結露発生のタイミングと、模擬部の結露発生のタイミングについてシミュレーションを実施した。
【００３４】
（事例）
温室内が気温２０℃、相対湿度９５％一定（露点温度１９．２℃）で維持されている状態から、ヒートポンプが停止すると温室内気温のみが５分間に１℃の割合で上昇する熱負荷があるものとする。またヒートポンプが冷房モードとなることで直線的に温室内気温（温室内露点温度）が降下するものとする（相対湿度は９５％一定）。
【００３５】
このように温度を人為的に制御できる人工気象室において、定常状態（周辺気温と同一温度）の模擬部に対して周辺気温をある時間だけ変化させる。そして、その時間に変化した模擬部中心部の温度（模擬部温度）と周辺気温の関係式を実験的に求めることで、模擬部温度を推算する推算式を作成した。
その一例として、水入り球体容器（直径７５ｍｍの中空球形、肉厚１ｍｍ、銅製、黒色ツヤ消し塗装）を模擬部とした場合、ある時間ｔにおける模擬部温度を推算するための推算式（４）は、時間ｔにおける模擬部の周辺気温と時間ｔからΔｔ分前（１〜１０分で好ましくは１分）の模擬部温度および模擬部の周辺気温から算出することができる。
（４）Ｔm,t＝｛（Ｔa,t＋Ｔa,t-Δt）×１／２）−Ｔm,t-Δt｝×Ａ＋［Ｔa,t−｛（Ｔa,t−Ｔm,t-Δt）×Ａ＋Ｔm,t-Δt｝］×Ａ＋Ｔm,t-Δt
計算式（４）では、Ｔm,t：時間ｔにおける模擬部温度[℃]、Ｔa,t：時間tにおける擬部の周辺気温[℃]、Ｔa,t-Δt：時間ｔからΔｔ分前の模擬部の周辺気温[℃]、Ｔm,t-Δt：時間ｔからΔｔ分前の模擬部温度[℃]、Ａ：０．０１２３７９５×ｔ[-]と定義する。
そしてシミュレーションから、模擬部２の温度を、対象とする果実温度よりも例えば０．４〜０．８℃低くなるように制御する。こうすることで模擬部２を、推定で果実よりも２〜４分早く結露させることができる。このとき本実施例では、冷却部２０にて模擬部２の温度を微調整することで、模擬部２の温度をより正確に制御できる。
【００３６】
（結露防止システムの作動）
図２を参照して、果実結露防止用センサＳ１の結露を検出したのち（光電センサ部からの信号を受取ったのち）、第一ヒートポンプ５０Ａを冷房モードで作動させて温室Ｈ内の除湿等を行う。また、温室内の気温が必要以上に低下した場合は、第二ヒートポンプ５０Ｂを暖房モードで作動させて温室Ｈ内の気温を維持する。
このとき本実施例では、果実結露防止用センサＳ１にて模擬部２の結露を検出したのち、２台のヒートポンプ５０Ａ，５０Ｂの一方を冷房モード、他方を暖房モードで作動させることで、所定の気温を維持しながら果実の結露をより確実に回避できる。そして模擬部２周辺の露点温度が模擬部２の温度よりも低い値になった場合（結露指標値が正の値となった場合）に第一ヒートポンプ５０Ａの冷房運転を停止する。こうすることで果実の結露を極力阻止しつつ、第一ヒートポンプ５０Ａの運転時間を最小限に抑えることができる。
また本実施例では、第一センサ部３０と第二センサ部３２にて、模擬部２周辺の露点温度が模擬部２の温度よりも高い値になり結露指標値が負の値となったこと（結露可能状態にあること）を検出することで、第一ヒートポンプ５０Ａの冷房運転を開始することもできる。
【００３７】
（変形例）
また、上述のヒートポンプ５０Ａ，５０Ｂの代わりに除湿機能を備える除湿機能付ヒートポンプ５１を用いてもよく、その場合は必要なヒートポンプの台数は１台でよい（図３を参照）。
除湿機能付ヒートポンプ５１は、基本構成として、室外機６２と、室内機６４と、両機を連通する冷媒配管６６を有する。室外機６２と室内機６４は、ともに空気熱交換器６８と送風機６９を有する。なお送風機６９は、連続運転またはＯＮ−ＯＦＦ制御による断続運転の何れも行うことができる。
そして除湿機能付ヒートポンプ５１は、暖房モードと冷房モードを有する空調装置であり、上述の基本構成のほか、ブライン配管途中に配設されるブラインポンプ部材５１ａと、冷媒-ブライン熱交換器５１ｂと、開口度の調整が可能な遮風ダンパ５１ｃと、再熱用ブライン-空気熱交換器５１ｄを備える。そして本変形例の除湿機能付ヒートポンプ５１は、冷房モードにおいて、遮風ダンパ５１ｃを閉じてブラインポンプ部材５１ａを作動させることにより再熱が可能となり、絶対湿度を下げる（除湿する）ことができる。また、遮風ダンパ５１ｃを使用しない方法として、室外機６２の送風機６９の回転数、ブラインの循環流量を調整することによって、同様の効果を得ることができる。
【００３８】
以上説明したとおり本実施例では、果実結露防止用センサＳ１により、模擬部２の状況（模擬部２が結露したか否か又は結露可能状態にあるか否か）を検出することで、果実の結露をより確実に事前に検出することができる。このため果実の結露発生を極力阻止する（品質低下を阻止する）ことにより、果収率の低下を防止又は低減することができる。
また本実施例の結露防止システムでは、結露指標値を基準として各ヒートポンプ（５０Ａ，５０Ｂ，５１）を制御することで、連続運転時と比較して、各ヒートポンプの消費電力量を極力抑えることができる。
【００３９】
［試験例］
以下、本実施例を試験例に基づいて説明するが、本発明は試験例に限定されない。
本試験では、実施例の温室（対照区）と、比較例の温室（ＥＨＰ区）を、静岡県農林技術研究所（静岡県磐田市）に設置した。そして高湿条件となる秋季の各温室内環境に対するヒートポンプの適用例を示すこととした。
各温室は、プラスチック温室（南北棟、約１００ｍ２）とし、各温室では、植物群として複数のトマト（中果実および小果実）を栽培した。また任意のトマトの内部温度を温度センサにて測定した（図４を参照）。また外気温を野外に設置した温度センサにて測定した。
【００４０】
（実施例）
実施例の温室に、２台のヒートポンプＡ，Ｂ（同一構成）と、２種類の果実結露防止用センサ（果実結露防止用センサＡ，果実結露防止用センサＢ）を設置し、夜間においても温室の天窓と側窓を開放したままとし、内張カーテンも展張しない状態とした（図２を参照）。
ここで果実結露防止用センサＡは、模擬部と、冷却部と、複数の検出部（光電センサ部、第一センサ部、第二センサ部）と、処理回路と、制御部を有する（図１を参照）。模擬部として、直径７５ｍｍのグローブ状の収容部（銅製、肉厚１ｍｍ、黒色塗装、艶消し処理）と、内容部（水）を使用した。収容部には、ＰＥＴ層とシリコン層を重ねてなるフィルム部（ヘイズ値：３％，可視光透過率：９０％，光沢度：７０％，表面粗さ：約０．３μｍ）を取付けた。そして冷却部にて、模擬部の温度を周辺気温よりも０．７℃低く維持した。
また果実結露防止用センサＢとして、冷却部を省略した構成を採用し、その他の構成は果実結露防止用センサＡと同一とした。
そして本試験では、各果実結露防止用センサを、温室中央に並列配置しつつ、植物（トマト）群落内に設置した。
【００４１】
下記［表４］に、ヒートポンプの定格能力の測定方法を示す。また下記［表５］に、ヒートポンプの仕様を示す。そして下記［表６］に、各ヒートポンプの運転条件を示す。
【表４】
2014083014.tif 000006
【００４２】
【表５】
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【００４３】
【表６】
2014083014.tif 000008
【００４４】
（比較例）
比較例の温室（ＥＨＰ区）では、２台のヒートポンプＡ，Ｂを設置し、夜間において温室の天窓、側窓を閉鎖し、内張カーテンを展張して、一方のヒートポンプを冷房運転、他方のヒートポンプを暖房運転し、気温が１５℃になるように夜間の温室内環境を制御した。
【００４５】
（結露の発生状況）
試験結果から、比較例（ＥＨＰ区）の温室では、一晩を通じて冷房運転のヒートポンプを連続稼働したため、果実の結露の発生は全く認められなかった。また比較例のヒートポンプは、一晩（１７時３０分〜８時３０分）連続運転したことから、消費電力量が約５０．１ｋＷｈ（冷房（連続除湿）：２３．５ｋＷｈ，暖房：２６．６ｋＷｈ）となった。
【００４６】
これとは異なり実施例（対照区）の温室では、朝方７時頃に果実（トマト）の結露が発生した（図４〜図６を参照）。
そして本実施例では、果実結露防止用センサＡにおいて、光電センサ部が模擬部の結露を、果実の結露よりも約１９分早く検出した（図６を参照）。また果実結露防止用センサＢにおいて、光電センサ部が模擬部の結露を、果実の結露よりも約１５分早く検出した。
このため本実施例によれば、各果実結露防止用センサにて模擬部の結露を検出したのち、各ヒートポンプを作動させることで、果実の結露をより確実に回避できることがわかった。
【００４７】
また果実結露防止用センサＡと、果実結露防止用センサＢと、果実において、時間毎の結露指標値を検出した（図５を参照）。この結果、果実結露防止用センサＡと果実結露防止用センサＢにて検出した結露指標値が、果実に先立って負の値を示した。
詳しくは果実結露防止用センサＡが、１９時２９分〜１９時５３分と２０時３６分〜８時１４分の間で結露指標値が負の値を示した。また果実結露防止用センサＢが、４時４６分〜６時６分と６時３４分〜８時１７分の間で結露指標値が負の値を示した。
このため各果実結露防止用センサにおいて結露指標値が負の値を示した時間帯（結露可能状態にある時間帯）のみヒートポンプを作動させることで、果実の結露をより確実に回避できることがわかった。
【００４８】
（消費電力量の推定）
模擬部の推算式を用いて、実施例と比較例のヒートポンプの実測結果から、果実の結露防止システムを用いた場合の消費電力量の削減効果を推定した。
ここで本試験では、温室内の（模擬部周辺の）露点温度が模擬部の温度を上回った時間帯に限って結露の発生リスクがあるとみなし、本システムを用いるとこの時間帯のみヒートポンプが稼働すると考えた（図５を参照）。
その結果として、果実結露防止用センサＡにおいて露点温度が模擬部の温度を上回った時間帯のみの消費電力量は４１．５ｋＷｈ（冷房：１８．４ｋＷｈ，暖房：２３．１ｋＷｈ）となった。このため果実結露防止用センサＡの結露指標値を利用することで、ヒートポンプの消費電力量は、比較例（ＥＨＰ区）と比べて一晩で約２割削減すると推算された。
また果実結露防止用センサＢにおいて露点温度が模擬部の温度を上回った時間帯のみの消費電力量は１０．４ｋＷｈとなった。
そして果実結露防止用センサＡにて（光電センサ部が反応する場合のみ）ヒートポンプを稼働させると３．１ｋＷｈまで消費電力量を削減できると推算された。
このため本実施例によれば、模擬部と結露指標値にてヒートポンプを制御することにより、ヒートポンプの消費電力量を好適に抑えられることがわかった。
【００４９】
本実施形態の果実結露防止用センサは、上述した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の実施形態を取り得る。
（１）本実施形態では、光電センサ部１０と第一センサ部３０と第二センサ部３２を備える果実結露防止用センサを例示した。これとは異なり光電センサ部のみを備えた（第一センサ部と第二センサ部を省略した）果実結露防止用センサとすることができ、また第一センサ部と第二センサ部のみを備えた（光電センサ部を省略した）果実結露防止用センサとすることもできる。
（２）また本実施形態では、冷却部を備える果実結露防止用センサを例示したが、冷却部を省略することもできる。
（３）また本実施携帯では、結露防止システムの構成を例示したが、同システムの構成を限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００５０】
Ｓ１   果実結露防止用センサ
２     模擬部
４     収容部
６     内容部
８     フィルム部
１０   光電センサ部
１２   検出部
１４ａ，１４ｂ  ファイバ部
１６   投光素子
１７   受光素子
１８   処理回路
２０   冷却部
２２ａ，２２ｂ  台座部
２４   冷却機構
２６   放熱フィン
２８   冷却ファン
３０   第一センサ部
３２   第二センサ部
３４   処理回路
４０   制御部
５０Ａ 第一ヒートポンプ
５０Ｂ 第二ヒートポンプ
５１   除湿機能付ヒートポンプ
５１ａ ブラインポンプ部材
５１ｂ 冷媒-ブライン熱交換器
５１ｃ 遮風ダンパ
５１ｄ 再熱用ブライン-空気熱交換器
６２   室外機
６４   室内機
６６   冷媒配管
６８   空気熱交換器
６９   送風機
Ｓ２   外温度センサ
Ｓ３   外湿度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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