(57)【要約】【課題】温室内の温度調整の省エネルギー化を図ることができる温室用温度調整システムを提供する。【解決手段】温室２の内側に、シート部材１０を設けて空気層１１を区画し、空気層１１内に熱交換用媒体を流通する第１の発熱配管部４１Ｂを配置して、堆肥用廃棄物３１の発酵熱により加熱された熱交換用媒体により空気層１１内の空気を加熱する。比較的に容積の小さい空気層１１の加熱により、空気層１１の熱が外部に漏れて栽培空間１２の温度より空気層１１の温度が低くなるまで、栽培空間１２の熱が空気層１１を介して外部に漏れ出ることを防止できる。第２の発酵熱受容部４２Ａで加熱された熱交換用媒体をファンコンベクタ４２Ｂに供給して栽培空間１２内を暖気する。化石燃料や電力による暖房機器の利用時の消費エネルギーを大きく低減できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温室内の温度を調整する温室用温度調整システムであって、
前記温室の内面との間に空気層を区画して張設される透光性を有するシート部材と、
堆肥用廃棄物が堆積される堆肥用領域内に熱交換用媒体を流通可能に設けられ、前記堆肥用廃棄物の発酵熱により前記流通される熱交換用媒体を加熱する発酵熱受容部と、
前記熱交換用媒体を流通可能に前記空気層内に配置され、前記流通される熱交換用媒体により前記空気層内の空気を加熱する発熱配管部と、
前記発酵熱受容部および前記発熱配管部間で前記熱交換用媒体を循環させる循環ポンプを有した循環流路と、
を具備したことを特徴とした温室用温度調整システム。
【請求項２】
請求項１に記載の温室用温度調整システムであって、
前記シート部材は、前記温室の底部から頂部にしたがって前記空気層の幅寸法が広くなる状態で、かつ前記温室の底部の位置における前記空気層の幅寸法が１０ｃｍ以上３０ｃｍ以下、および前記温室の頂部の位置における前記空気層の幅寸法が２０ｃｍ以上４０ｃｍ以下となる条件で設けられる
ことを特徴とする温室用温度調整システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の温室用温度調整システムであって、
前記シート部材は、シート状の気泡緩衝材である
ことを特徴とする温室用温度調整システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の温室用温度調整システムであって、
前記堆肥用領域内に前記熱交換用媒体を流通可能に設けられ、前記堆肥用廃棄物の発酵熱により前記流通される熱交換用媒体を加熱する第２の発酵熱受容部と、
前記発酵熱により加熱された熱交換用媒体により前記温室内に張設されたシート部材の内側に区画される栽培空間内の空気を加熱して送風する送風機を備えた熱風配管部と、
前記第２の発酵熱受容部および前記熱風配管部間で前記熱交換用媒体を循環させる第２の循環ポンプを有した第２の循環流路と、をさらに備えた
ことを特徴とした温室用温度調整システム。
【請求項５】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の温室用温度調整システムであって、
前記循環流路に設けられ、前記発酵熱により加熱された熱交換用媒体により前記温室内に張設されたシート部材の内側に区画される栽培空間内の空気を加熱して送風する送風機を備えた熱風配管部を備えている
ことを特徴とする温室用温度調整システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の温室用温度調整システムであって、
前記堆肥用領域内に位置して下端が地中に埋設された杭を備え、
前記循環流路は、前記杭内に二重管構造に設けられ、前記熱交換用媒体を貯液可能な貯液部と、この貯液部内に配設され前記貯液される熱交換用媒体を加熱するヒーターとを備え、
前記発酵熱受容部は、前記杭の前記堆肥用廃棄物に覆われる外周面に螺旋状に配管された受熱螺旋管を備えている
ことを特徴とする温室用温度調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビニールハウスなどの温室内の温度を調整する温室用温度調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気やガス、灯油などを利用する加熱装置で加熱された温水や空気により、室内などの温度を調節する構成が知られている。しかしながら、このような構成では、電気やガス、灯油などの使用量が増大して、低コスト化を図りにくいという問題点がある。
そこで、一年を通してほぼ一定の温度である地中熱を利用した空調システム（例えば、特許文献１）や、堆肥などの発酵熱源の熱を利用して、温水や空気などを加熱する検討がなされている（例えば、特許文献２〜５参照）。
【０００３】
特許文献１では、地中に埋設した地中配管と地上の熱交換器との管に液体を循環させ、熱交換器から得られる熱により建物内の空間を冷暖房する技術が記載されている。
特許文献２では、発酵堆肥化貯蔵所内で発酵させた有機性廃棄物の発酵熱により、熱源部の熱交換器内の伝熱用媒体物（水など）の温度を上昇させる。そして、この温度が上昇した伝熱用媒体物を放熱部の熱交換器に流入させることで、暖房を行っている。
特許文献３では、発酵槽での発酵燃料の発酵により発生するメタンガスを加熱室に入れて、この加熱室内の加熱触媒に熱を発生させる。そして、この熱で加熱された温水を循環させることにより、暖房を行っている。
特許文献４では、ループ状に配設された水循環用パイプを有する熱捕集用パネルを堆肥中に埋設して、堆肥の発酵熱で加熱された温水で暖房を行っている。
特許文献５では、発酵室に収容する発酵熱源を液体螺旋加熱部により外側から加熱するとともに、地中に埋設した杭により地熱を利用して発酵熱源を内側加熱し、発酵熱源で加熱された温水を室内の温度調整に利用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−６４５４９号公報
【特許文献２】登録実用新案第３１５２４８０号公報
【特許文献３】特開平９−２８９８３６号公報
【特許文献４】実開平５−９０２６６号公報
【特許文献５】特開２０１１−１６３５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、地中熱を利用する場合では、地中熱で温められた液体が室内まで運ばれてくる間に冷やされ、室内を十分に加温できない。特にビニールハウスなどの温室の場合には、採光などの観点で十分な断熱構造が採れないため、温室外へ逃げていく熱量も多く、温室内を加温するための別の空調設備が必要となることから、さらなる温室の空調コストの低減が望まれている。
また、発酵熱を利用する場合も同様に、発酵熱源の位置から室内までに運ばれる間に冷やされて室内を十分に加熱できない。さらに、発酵熱源と熱交換する液体との温度差が大きくなると、発酵が十分に進行しなくなり、発酵熱を利用できなくなる不都合も挙げられる。
【０００６】
本発明の目的は、温室内の温度調整の省エネルギー化を図ることができる温室用温度調整システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に記載の温室用温度調整システムは、温室内の温度を調整する温室用温度調整システムであって、前記温室の内面との間に空気層を区画して張設される透光性を有するシート部材と、堆肥用廃棄物が堆積される堆肥用領域内に熱交換用媒体を流通可能に設けられ、前記堆肥用廃棄物の発酵熱により前記流通される熱交換用媒体を加熱する発酵熱受容部と、前記熱交換用媒体を流通可能に前記空気層内に配置され、前記流通される熱交換用媒体により前記空気層内の空気を加熱する発熱配管部と、前記発酵熱受容部および前記発熱配管部間で前記熱交換用媒体を循環させる循環ポンプを有した循環流路と、を具備したことを特徴する。
この発明では、温室の内側にシート部材を設けて空気層を区画し、空気層内に熱交換用媒体を流通する発熱配管部を配置して、堆肥用廃棄物の発酵熱により加熱された熱交換用媒体により空気層内の空気を加熱する。
このため、空気層の熱が外部に漏れてシート部材の内側である栽培空間の温度より空気層の温度が低くなるまで、栽培空間の熱が空気層を介して温室の外部に漏れ出ることを防止でき、温室内の加温の省エネルギー化が図れる。さらに、温室内の加熱のための熱源として、堆肥用廃棄物の発酵熱を利用するので、温室で栽培した農作物の廃棄物を有効利用でき、廃棄物の発生を防止できるとともに、発酵熱の有効利用によりシート部材の内側を所定温度以上に維持する為の消費エネルギーを大きく低減でき、温室内の加温の省エネルギー化が図れる。
【０００８】
そして、本発明では、前記シート部材は、前記温室の底部から頂部にしたがって前記空気層の幅寸法が広くなる状態で、かつ前記温室の底部の位置における前記空気層の幅寸法が１０ｃｍ以上３０ｃｍ以下、および前記温室の頂部の位置における前記空気層の幅寸法が２０ｃｍ以上４０ｃｍ以下となる条件で設けられることが好ましい。
この構成とすることで、温室内の栽培空間が空気層により狭くなることを最小限に抑えつつ、シート部材より内側の栽培空間から温室外へ漏れ出る熱量を少なくできる。
ここで、温室の頂部にしたがって空気層の幅寸法を広くすることで、栽培空間の頂部に溜まりやすい温度が高い空気の熱が温室外に漏れ出ることを抑制できる。そして、温室の頂部の位置における空気層の幅寸法が２０ｃｍより狭くなると栽培空間から熱が漏れ出やすくなり、４０ｃｍより広くなると栽培空間が狭くなるとともに、熱が漏れ出やすい空気層を加熱するための熱量が多く必要となり、省エネルギー効果が十分に得られなくなるおそれがある。また、温室の底部の位置における空気層の幅寸法が１０ｃｍより狭くなると栽培空間から熱が漏れ出やすくなり、３０ｃｍより広くなると、栽培空間を所定の温度以上に維持しておくのに必要な熱量に大差はなくなる半面、栽培空間が狭くなる不都合が生じるおそれがある。これらのことから、空気層の幅寸法を上記所定の範囲に設定することが好ましい。
【０００９】
さらに、本発明では、前記シート部材は、シート状の気泡緩衝材であることが好ましい。
この発明では、シート部材としてシート状の気泡緩衝材を用いることで、栽培空間内の熱が空気層を介して外部へ漏れ出ることをより抑制でき、温室内の温度調整のより省エネルギー化が図れる。
【００１０】
そして、本発明では、前記堆肥用領域内に前記熱交換用媒体を流通可能に設けられ、前記堆肥用廃棄物の発酵熱により前記流通される熱交換用媒体を加熱する第２の発酵熱受容部と、
前記発酵熱により加熱された熱交換用媒体により前記温室内に張設されたシート部材の内側に区画される栽培空間内の空気を加熱して送風する送風機を備えた熱風配管部と、前記第２の発酵熱受容部および前記熱風配管部間で前記熱交換用媒体を循環させる第２の循環ポンプを有した第２の循環流路と、をさらに備えたことが好ましい。
この発明では、発酵熱により加熱された熱交換用媒体により栽培空間内の空気を加熱して送風する送風機を備えた熱風配管部と第２の発酵熱受容部とで熱交換用媒体を循環させる第２の循環流路を別途設けることにより、例えば化石燃料や電力による加熱装置を用いることなく、栽培空間内を直接加熱できる。
【００１１】
また、本発明では、前記循環流路に設けられ、前記発酵熱により加熱された熱交換用媒体により前記温室内に張設されたシート部材の内側に区画される栽培空間内の空気を加熱して送風する送風機を備えた熱風配管部を備えていることが好ましい。
この発明では、発酵熱により加熱された熱交換用媒体により栽培空間内の空気を加熱して送風する送風機を備えた熱風配管部を循環流路に設けることで、例えば化石燃料や電力による加熱装置を用いることなく、栽培空間内を直接加熱できる。
【００１２】
そして、本発明では、前記堆肥用領域内に位置して下端が地中に埋設された杭を備え、前記循環流路は、前記杭内に二重管構造に設けられ、前記熱交換用媒体を貯液可能な貯液部と、この貯液部内に配設され前記貯液される熱交換用媒体を加熱するヒーターとを備え、前記発酵熱受容部は、前記杭の前記堆肥用廃棄物に覆われる外周面に螺旋状に配管された受熱螺旋管を備えていることが好ましい。
この発明では、堆肥用領域内に設けた杭の堆肥用廃棄物で覆われる外周面に、螺旋状に配管した受熱螺旋管で発酵熱により熱交換用媒体を加熱し、杭内の二重管構造の貯液部に貯液可能に循環させ、発酵熱の不足分を必要に応じて貯液部内のヒーターにて熱交換用媒体を加熱することで、ヒーターによる必要最小限の加熱のみで温室内を発酵熱により良好に加熱できる。貯液部は、二重管構造により杭内で断熱された状態で、貯液される熱交換用媒体が冷却しにくく発酵熱の熱エネルギーを効率よく温室内の加熱に利用でき、温室内の加熱のためのエネルギーの消費量を低減できる。さらに、発酵熱により熱交換用媒体を加熱する発酵熱受容部として、杭の外周面に螺旋状の受熱螺旋管を設けた構成とすることで、例えば堆肥用廃棄物の発酵が終了して新たな堆肥用廃棄物と交換する際、発酵熱受容部が邪魔とならずに作業できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の温室用温度調整システムを示す概略斜視図。
【図２】前記温室用温度調整システムが設けられた温室を示す概略正面断面図。
【図３】前記温室用温度調整システムの杭を示す一部を切り欠いた側面図。
【図４】本発明の他の実施形態の温室用温度調整システムを示す概略斜視図。
【図５】図４の温室用温度調整システムにおける空気層の位置Ａの温度を示すグラフ。
【図６】図４の温室用温度調整システムにおける空気層の底部Ｂの温度を示すグラフ。
【図７】図４の温室用温度調整システムにおける栽培空間の中央Ｃの温度を示すグラフ。
【図８】図４の温室用温度調整システムにおける温室外部Ｄの温度を示すグラフ。
【図９】図４の温室用温度調整システムにおける栽培空間の頂部近傍Ｅの温度を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［温室用温度調整システムの構成］
以下、本発明の温室用温度調整システムに係る一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１，２において、温室用温度調整システム１は、ビニールハウスなどの温室２内の温度を調整するシステムである。
ここで、温室２は、図示しないパイプなどの複数の骨組み部材により骨格形成され、これらの骨組み部材にビニールシートなどの透光性部材が張設されて構築されている。温室２内には、その内部の地表面に土壌を蓄え、農作物２Ａの栽培が行われる畑部２Ｂが設けられている。
【００１５】
温室用温度調整システム１は、温室２内に配設されたシート部材１０と、杭２０と、堆肥用領域３Ａを内部に区画する発酵部３０と、水などの液体である熱交換用媒体４（図３参照）を循環させる液体循環装置４０と、を備えている。
シート部材１０は、例えば温室２に用いられるビニールシートや、シート状の気泡緩衝材などの透光性のビニールシートが用いられる。特に、断熱性の点で、気泡緩衝材が好ましい。このシート部材１０は、例えばビニールハウスに一般的に利用される骨組み部材や鋼管などにて温室２の内側に張設され、温室２の内面との間に空気層１１を区画し、内側に畑部２Ｂが望む栽培空間１２を区間形成する。
栽培空間１２内には、栽培空間１２内の温度を測定する図示しない温度センサが適宜配設されている。
なお、シート部材１０は、透光性を有していれば、白色などに着色されたものや、半透明やツヤ消し状のものなどを用いてもよい。
【００１６】
そして、シート部材１０は、温室２の底部から頂部にしたがって空気層１１の幅寸法が広くなる状態で、かつ温室２の底部の位置における空気層１１の幅寸法Ｍが１０ｃｍ以上３０ｃｍ以下、温室２の頂部の位置における空気層１１の幅寸法Ｎが２０ｃｍ以上４０ｃｍ以下となる条件で設けられている。
ここで、温室２の頂部にしたがって空気層１１の幅寸法を広くすることで、栽培空間１２の頂部に溜まりやすい比較的に高い温度の空気の熱が温室２外に漏れ出ることを抑制できる。
そして、温室２の頂部の位置における空気層１１の幅寸法が２０ｃｍより狭くなると栽培空間１２から熱が漏れ出やすくなり、４０ｃｍより広くなると栽培空間１２が狭くなるとともに、熱が漏れ出やすい空気層１１を加熱するための空気量が多くなって熱量が多く必要となり、省エネルギー効果が十分に得られなくなるおそれがある。また、温室２の底部の位置における空気層１１の幅寸法が１０ｃｍより狭くなると栽培空間１２から熱が漏れ出やすくなり、３０ｃｍより広くなると栽培空間１２を所定の温度以上に維持するために必要な熱量に大差はなくなる半面、栽培空間１２が狭くなる不都合が生じるおそれがある。これらのことから、空気層１１の幅寸法を上記所定の条件に設定することが好ましい。
【００１７】
杭２０は、図１，３に示すように、地中に埋設され略円筒状に形成された鋼管製の杭本体部２１と、杭本体部２１の軸方向の一端となる鉛直方向における上端部に打設形成されたコンクリート管２２とを備えている。
杭本体部２１は、例えば円筒状の鋼管であり、発酵部３０の堆肥用領域３Ａ内に位置して、軸方向が略鉛直方向に沿う状態に下端が地中に埋設されている。この杭本体部２１は、軸方向の一端側となる上端側に設けられた略円盤状の上端閉塞部２１１と、軸方向の他端側となる下端側に溶接などにより設けられた図示しない略円盤状の下端閉塞部と、を備え、土砂が内部に流通できない状態に閉塞されている。
コンクリート管２２は、例えば高さ５０ｃｍ、径５０ｃｍの円筒状に形成され、杭本体部２１の上端閉塞部２１１が内側に露出し、かつ上端が地面から１５ｃｍ程度突出した状態で埋設されている。
なお、杭２０は、堆肥用領域３Ａ内に複数設けてもよい。
【００１８】
発酵部３０は、図１に示すように、地表面上に立設された側壁３Ｂに囲まれた堆肥用領域３Ａや地表面を掘削した堆肥用領域である窪みなど、上面を開放した四角凹状に形成され、周囲から雨水が浸入せず、内部に農作物２Ａのくずや籾殻、落ち葉などの堆肥用廃棄物３１を収容可能に形成されている。
ここで、堆肥用廃棄物３１は、発酵時に引火点の低いメタンガスの発生が少ない植物性のものが好適である。
なお、発酵部３０は、作業者、および堆肥用廃棄物３１の搬入や堆肥の搬出をする搬送道具や搬送車両が出入り可能に形成されている。
【００１９】
液体循環装置４０は、温室２の空気層１１を加熱する第１の循環路４１と、温室２の栽培空間１２を加熱する第２の循環路４２とを備えている。
第１の循環路４１は、堆肥用領域３Ａ内に設けられ堆肥用廃棄物３１の発酵熱により流通する熱交換用媒体４を加熱させる第１の発酵熱受容部４１Ａと、温室２の空気層１１に配設され熱交換用媒体４の熱により空気層１１内の空気を加熱させる発熱配管部４１Ｂと、ポンプ室４１Ｃ内に配設され熱交換用媒体４を貯液可能な図示しない貯液部としての第１の貯液タンクと、ポンプ室４１Ｃ内に配設された図示しない第１の循環ポンプと、第１の循環ポンプの駆動により熱交換用媒体４を第１の発酵熱受容部４１Ａと発熱配管部４１Ｂとの間で循環させる第１の循環流路４１Ｄとを備えている。
【００２０】
第１の発酵熱受容部４１Ａは、例えば塩ビ管や、柔軟性の水道ホース、金属製の水道管などの管部材が、発酵部３０の底部に熱交換用媒体４を流通可能に蛇行形状に敷設されて構成されている。なお、堆肥や堆肥用廃棄物３１と接触しても腐食せず、発酵熱により変形しない耐蝕性、耐薬品性、耐熱性の材料や表面処理された材料であれば、各種材料が利用できる。そして、第１の発酵熱受容部４１Ａは、温室２内の容積により管部材の敷設する長さ寸法が調整され、例えば長さ５０ｍ、巾４ｍの半円柱状のビニールハウスでは、内径１３ｍｍ、長さ寸法１００ｍの水道管を用いるとよい。
【００２１】
発熱配管部４１Ｂは、例えば柔軟性の水道ホースなどが用いられ、シート部材１０を張設する骨組み部材に沿って取り付けられるとともに、各骨組み部材に亘って蛇行状に図示しない取付部材により取り付けられて構成されている。蛇行状の配管は、例えば４５ｃｍ間隔で実施される。
なお、水道ホースは、温室２の骨組み部材に取り付けてもよいが、熱伝達により外部に熱が漏れ出ることを考慮すると、シート部材１０を張設する骨組み部材に取り付けることが好ましい。また、発熱配管部４１Ｂの配管作業は、シート部材１０を張設する前に骨組み部材に取り付けておけばよい。
【００２２】
第１の貯液タンクは、例えば断熱構造の容器で、下端側に熱交換用媒体４を流出可能に第１の循環流路４１Ｄの一端が接続され、上端側に熱交換用媒体４が流入可能に第１の循環流路４１Ｄの他端が接続されている。
第１の貯液タンク内には、熱交換用媒体４の温度を測定する図示しない温度センサと、熱交換用媒体４を加熱するヒーターとが配設され、熱交換用媒体４を所定の温度に保温可能となっている。
【００２３】
第１の循環流路４１Ｄは、例えば塩ビ管や、柔軟性の水道ホース、金属製の水道管などの管部材が用いられ、第１の発酵熱受容部４１Ａと第１の貯液タンクとの間、第１の貯液タンクと第１の循環ポンプとの間、第１の循環ポンプと発熱配管部４１Ｂとの間、発熱配管部４１Ｂと第１の発酵熱受容部４１Ａとの間を連結して構成されている。そして、第１の循環流路４１Ｄは、第１の循環ポンプの駆動により、第１の貯液タンク内の熱交換用媒体４を、発熱配管部４１Ｂへ流通させて放熱後、第１の発酵熱受容部４１Ａへ流通させて発酵熱により加熱させて第１の貯液タンクに循環可能となっている。
そして、第１の循環流路４１Ｄは、管部材の外周に図示しない発泡樹脂やグラスウールなどの断熱部材が設けられ、適宜地中に埋設されて配管されている。
【００２４】
第２の循環路４２は、図１，３に示すように、杭本体部２１の外周面に設けられ堆肥用廃棄物３１の発酵熱により流通する熱交換用媒体４を加熱させる第２の発酵熱受容部４２Ａと、温室２のシート部材１０より内側に設置された送風機としての複数のファンコンベクタ４２Ｂと、杭本体部２１内に配設され熱交換用媒体４を貯液可能な貯液部としての第２の貯液タンク４２Ｃと、コンクリート管２２内に配設された第２の循環ポンプ４２Ｄと、第２の循環ポンプ４２Ｄの駆動により熱交換用媒体４を第２の発酵熱受容部４２Ａとファンコンベクタ４２Ｂとの間で循環させる第２の循環流路４２Ｅとを備えている。
【００２５】
第２の発酵熱受容部４２Ａは、例えば金属製の水道管などの管部材が用いられ、杭本体部２１の外周面に堆肥用廃棄物３１にて覆われる位置に螺旋状に一体的に設けられている。第２の発酵熱受容部４２Ａは、温室２内の容積により寸法が調整され、例えば長さ５０ｍ、巾４ｍの半円柱状のビニールハウスでは、内径１３ｍｍ、長さ寸法１００ｍの水道管を用いるとよい。第２の発酵熱受容部４２Ａの必要な長さが得られるように、複数の杭本体部２１を設けてもよい。
【００２６】
ファンコンベクタ４２Ｂは、例えばブロワやファンなどの図示しない送風機を有している。
ファンコンベクタ４２Ｂは、第２の循環流路４２Ｅから供給される熱交換用媒体４の熱により、シート部材１０の内側の栽培空間１２内の空気を加熱して送風可能に構成されている。
【００２７】
第２の貯液タンク４２Ｃは、例えば断熱構造の容器で、下端側に熱交換用媒体４を流出可能に第２の循環流路４２Ｅの一端が接続される流出口４２Ｃ１が開口され、上端側に熱交換用媒体４が流入可能に第２の循環流路４２Ｅの他端が接続される流入口４２Ｃ２が開口形成されている。
第２の貯液タンク４２Ｃ内には、熱交換用媒体４の温度を測定する図示しない温度センサと、熱交換用媒体４を加熱するヒーター４２Ｆとが配設され、熱交換用媒体４を所定の温度に保温可能となっている。
第２の貯液タンク４２Ｃは、図示しない支持部材にて杭本体部２１内に支持されている。
【００２８】
第２の循環流路４２Ｅは、例えば塩ビ管や、柔軟性の水道ホース、金属製の水道管などの管部材が用いられ、第２の貯液タンク４２Ｃとファンコンベクタ４２Ｂとの間、ファンコンベクタ４２Ｂと第２の発酵熱受容部４２Ａとの間、第２の発酵熱受容部４２Ａと第２の循環ポンプ４２Ｄとの間、第２の循環ポンプ４２Ｄと第２の貯液タンク４２Ｃとの間を連結して構成されている。そして、第２の循環流路４２Ｅは、第２の循環ポンプ４２Ｄの駆動により、第２の貯液タンク４２Ｃ内の熱交換用媒体４を、ファンコンベクタ４２Ｂへ流通させて放熱後、第２の発酵熱受容部４２Ａへ流通させて発酵熱により加熱させて第２の貯液タンク４２Ｃに循環可能となっている。
そして、第２の循環流路４２Ｅは、管部材の外周に図示しない発泡樹脂やグラスウールなどの断熱部材が設けられ、適宜地中に埋設されて配管されている。
【００２９】
［温室用温度調整システムの動作］
次に、上記温室用温度調整システム１の動作を説明する。
温室２内の温度調整、すなわち暖気に際しては、まず空気層１１内の温度を図示しない温度センサにて検出する。そして、空気層１１内が所定の温度以下に低下したことを検出すると、第１の循環路４１の第１の循環ポンプを駆動させ、第１の貯液タンク内の熱交換用媒体４を発熱配管部４１Ｂへ流通させ、空気層１１内を加熱する。空気層１１内の空気を加熱した熱交換用媒体４は、第１の発酵熱受容部４１Ａへ流通され、発酵熱により加熱されて第１の貯液タンクに返送されて循環される。
そして、空気層１１内が所定温度以上に加熱されたことを温度センサが検出すると、第１の循環ポンプの駆動を停止させる。
【００３０】
合わせて、温室２の栽培空間１２内の温度を図示しない温度センサにて検出する。そして、栽培空間１２内が所定の温度以下に低下したことを検出すると、第２の循環路４２の第２の循環ポンプ４２Ｄを駆動させ、第２の貯液タンク４２Ｃ内の熱交換用媒体４をファンコンベクタ４２Ｂへ流通させ、栽培空間１２内を加熱する。栽培空間１２内の空気を加熱した熱交換用媒体４は、第２の発酵熱受容部４２Ａへ流通され、発酵熱により加熱されて第２の貯液タンク４２Ｃに返送されて循環される。
そして、栽培空間１２内が所定温度以上に加熱されたことを温度センサが検出すると、第２の循環ポンプ４２Ｄの駆動を停止させる。
【００３１】
このようにして暖められた温室２では、例えば夜間など、外気温が低下すると、空気層１１内の温度は、温室２を介して外部に漏れ出て、次第に空気層１１内の温度は低下し始める。
なお、空気層１１との温度差により栽培空間１２内の熱が空気層１１へ漏れ出る状態となるので、栽培空間１２内の温度は、空気層１１の温度低下より緩やかに下がっていく状態となる。そして、所定温度以下に温度が低下すると、再び第１の循環ポンプや第２の循環ポンプ４２Ｄが駆動して熱交換用媒体４を循環させる。
【００３２】
以上のように、上記実施形態では、空気層１１の熱が外部に漏れて栽培空間１２の温度より空気層１１の温度が低くなるまで、栽培空間１２の熱が空気層１１を介して外部に漏れ出ることを防止できる。このため、比較的に容積の小さい空気層１１を設け、この空気層１１を加熱する上記実施形態の構成とすることにより、栽培空間１２内を暖気するために、化石燃料や電力による暖房機器などの利用を大きく低減できる。
【００３３】
そして、シート部材１０としてシート状の気泡緩衝材を用いることで、栽培空間１２内の熱が空気層１１を介して外部へ漏れ出ることをより抑制でき、温室２内を暖気するための化石燃料や電力などのエネルギーの消費量をより低減できる。
【００３４】
また、上記実施形態では、発酵熱により加熱された熱交換用媒体４により栽培空間１２内の空気を加熱して送風する送風機を有するファンコンベクタ４２Ｂを備えた第２の循環路４２を設けているので、例えば化石燃料や電力による暖房機器などの加熱装置を用いることなく、栽培空間１２内を直接加熱でき、温室２内を暖気するためのエネルギーをより低減できる。
【００３５】
そして、第１の循環路４１および第２の循環路４２に第１の貯液タンクおよび第２の貯液タンク４２Ｃをそれぞれ設け、第１，第２の発酵熱受容部４１Ａ，４２Ａで加熱した熱交換用媒体４を貯液する構成とし、第１，第２の発酵熱受容部４１Ａ，４２Ａの発酵熱による加熱で不足する分を、ヒーター４２Ｆによりそれぞれ適宜加熱する構成としている。
このため、第１の貯液タンクおよび第２の貯液タンク４２Ｃを断熱構造として発酵熱が放熱されにくくすることが容易にでき、発酵熱を温室２の加熱に有効利用でき、不足分を加熱するエネルギー分を最小限にすることができる。
特に、第２の貯液タンク４２Ｃのように杭２０の二重管構造とすることで、より断熱性を向上して発酵熱を有効利用できる。
さらに、第１の循環路４１および第２の循環路４２と別流路の構成としているので、例えば栽培対象の変更により栽培空間１２内の設定温度を変更する場合でも、栽培空間１２内の加熱のための熱交換用媒体４の循環と、空気層１１の加熱のための熱交換用媒体４の循環とを分離できるので、温室２内の温度設定が容易にできる。さらには、各循環路４１，４２の保守管理も別々に実施でき、保守管理が容易にできる。
【００３６】
また、第２の発酵熱受容部４２Ａを杭本体部２１の外周に螺旋状に設けることで、堆肥用廃棄物３１の交換などの作業の際に、第２の発酵熱受容部４２Ａの管部材が邪魔となるなどの不都合がなく、容易に作業できる。特に、第２の貯液タンク４２Ｃのための二重構造のための杭本体部２１を、第２の発酵熱受容部４２Ａの支持にも共用でき、構成を簡略化できる。
【００３７】
［変形例］
なお、本発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。
例えば、図４に示すように、第１の循環路４１のみを設ける構成としてもよい。
また、上記実施形態において、第１の発酵熱受容部４１Ａを第２の発酵熱受容部４２Ａと同様に、別途設けた杭２０に螺旋状に設けたり、その逆に第２の発酵熱受容部４２Ａを第１の発酵熱受容部４１Ａと同様に、杭２０を用いずに堆肥用領域３Ａの底部に敷設したりしてもよい。
第１の循環路４１と第２の循環路４２とを別流路としたが、第１の循環路４１に第２の循環路４２のファンコンベクタ４２Ｂを設ける構成として、発酵熱受容部や貯液タンクなどを共有化してもよい。このような構成では、構造をより簡略化できる。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。
【実施例】
【００３８】
次に、上記温室用温度調整システム１による温室２の温度調整を実施した実験について説明する。
なお、本発明は、以下の実施例および比較例により制限されるものではない。
【００３９】
図１に示す温室用温度調整システム１を、秋田県男鹿市に設置された長さ５０ｍ、巾４ｍの半円柱状のビニールハウス（温室２）に設け、第１，第２の循環ポンプ４２Ｄ（テラル株式会社製  商品名多段ポンプNX252-5.4S）により０．０９ｍ３／分で熱交換用媒体４（水道水）を循環させた。
西暦２０１１年１２月９日６時から西暦２０１２年１月１５日まで、ビニールハウス（温室２）内の各位置の温度を、３０分間隔で測定した。温度の測定位置は、図２中に「×」印で示す、空気層１１における栽培空間の頂部に対応する位置Ａ、空気層１１の底部Ｂ（地表面から１．５ｃｍ上方の位置）、栽培空間１２の中央Ｃ、温室２の外部Ｄ（温室２から１５ｍ離間し地表面から１．５ｃｍ上方の位置、栽培空間１２の頂部から１．５ｃｍ下がった位置である頂部近傍Ｅの５カ所である。また、温度測定には、株式会社ＫＮラボラトリーズ販売の商品名サーモクロン（型番DS1921G-F50）を用いた。そして、ヒーター４２Ｆには、大栄電熱工業株式会社製のフランジ型シーズヒーター３．５ｋｗ〜１８ｋｗ（商品名）を用いた。
【００４０】
そして、温度測定の期間内で、西暦２０１１年１２月１３日８時から西暦２０１２年１月１５日１０時までの期間では第１の循環路４１による空気層１１内を暖気し、西暦２０１２年１月１日８時以降では、空気層１１の暖気とともに第２の循環路４２のファンコンベクタ４２Ｂ（株式会社コロナ社製  商品名；温水ルームヒーターCRH-580CS）２台による栽培空間１２内の暖気も実施した。
なお、堆肥用廃棄物３１として籾殻を用いた。発酵温度は、４５〜６０℃であった。第１の貯液タンクおよび第２の貯液タンク４２Ｃ内に貯液する熱交換用媒体４の温度は、４５℃となるように、適宜ヒーター４２Ｆで加熱した。そして、電気使用量を集計し、経済産業省および環境省公表の二酸化炭素排出係数に基づく二酸化炭素の排出量を算出した。なお、比較として、空気層１１を設けない隣接する同型のビニールハウス内を、石油ファンヒーター（ネポン株式会社製  商品名；施設園芸用小型温風機ＫＡ−２０５）を用いて、最低気温が１２℃を下回らないように暖機した。この場合の電気使用量および灯油使用量を集計し、同様に二酸化炭素の排出量を算出した。
温度の測定結果を、空気層１１の位置Ａは図５に、空気層１１の底部Ｂは図６に、栽培空間１２の中央Ｃは図７に、温室２の外部Ｄは図８に、栽培空間１２の頂部近傍Ｅは図９に示す。
【００４１】
温室用温度調整システム１によるビニールハウスの暖気実験の結果、運転当初では、栽培空間１２内の１日の最低気温が外気温の最低気温とあまり差はなかったが、空気層１１の加熱を実施した以降は、栽培空間１２内の１日の最低気温が高くなり、外気温が氷点下となっても３℃を下回ることがなかった。また、栽培空間１２内をファンコンベクタ４２Ｂにて暖気することにより、栽培空間１２内の１日の最低気温は１２℃を下回ることがなかった。このように、発酵熱によりビニールハウス内を十分に暖気できることが認められた。
温室用温度調整システム１による電気使用量は５３２０ｋｗｈで、電気料は６５３２５円、二酸化炭素排出量は２３４６．１２ｋｇであった。一方、石油ファンヒーターを用いて暖気した比較例では、電気使用量が１３２ｋｗｈ、灯油使用量が１２２１リットル、電気料が４４１７円、灯油使用料が９２７０９円、二酸化炭素排出量が３０９６．３８ｋｇ（内、電気の二酸化炭素排出量５８．２１ｋｇ、灯油の二酸化炭素排出量３０３８．１７ｋｇ）であった。これらの結果から、温室用温度調整システム１を利用することで、二酸化炭素排出量が７５０．２６ｋｇ削減（２４．２％削減）、燃料費で３１８０１円削減（３２．７％削減）でき、ビニールハウスの暖気に必要な消費エネルギーを大きく低減できることが認められた。
したがって、野菜や果物、花木などの農作物２Ａの栽培に必要な温度に温室２内を暖気するために、化石燃料や電力による暖房機器などの利用で消費するエネルギーを大きく低減できることが認められた。
【符号の説明】
【００４２】
１……温室用温度調整システム
２……温室
３Ａ…堆肥用領域
１０……シート部材
１１……空気層
１２……栽培空間
２０……杭
３０……発酵部
３１……堆肥用廃棄物
４１Ａ…第１の発酵熱受容部
４１Ｂ…第１の発酵熱受容部
４１Ｄ…第１の循環流路
４２Ａ…第２の発酵熱受容部
４２Ｂ…熱風配管部としてのファンコンベクタ
４２Ｃ…貯液部として第２の貯液タンク
４２Ｄ…第２の循環ポンプ
４２Ｅ…第２の循環流路
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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