(57)【要約】  植物体を育成する空間の加熱または冷却を局所的に行うことを可能にする。農業用空調システムは、ダクト（４０）と給熱装置（５０）とを備える。ダクト（４０）は、温度が調節された空気が導入される。給熱装置（５０）は、ダクト（４０）に導入する空気の熱量を調節する。ダクト（４０）は、植物体（１０）を育成する空間に輻射熱を供給する放熱部（４２）と、放熱部（４２）ではない保温部（４３）とを有している。放熱部（４２）は管壁が金属で形成され、保温部（４３）の管壁は放熱部（４２）より低い熱伝導性を有している。
2017043043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度が調節された空気が導入されるダクトと、
前記ダクトに導入する空気の熱量を調節する給熱装置とを備え、
前記ダクトは、植物体を育成する空間に輻射熱を供給する放熱部と、前記放熱部ではない保温部とを有し、前記放熱部は管壁が金属で形成され、前記保温部の管壁は前記放熱部より低い熱伝導性を有している
ことを特徴とする農業用空調システム。
【請求項２】
前記給熱装置は、
温度が調節された空気を前記ダクトに供給する空調装置と、
前記空調装置が前記ダクトに供給する空気の温度を指示する制御装置とを備える
請求項１に記載の農業用空調システム。
【請求項３】
前記制御装置は、夏季と冬季とを判別し、夏季には前記空間より低温の空気を前記ダクトに導入し、冬季には前記空間より高温の空気を前記ダクトに導入するように前記空調装置に指示する
請求項２に記載の農業用空調システム。
【請求項４】
前記給熱装置は、
前記空間の温度を計測する温度計測部をさらに備え、
前記制御装置は、前記温度計測部が計測した温度に基づいて前記空調装置が前記ダクトに供給する空気の温度を決める
請求項２又は３に記載の農業用空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物体を育成する空間の温度を調節する農業用空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、植物体を育成する空間の温度を調節する技術として、ダクトを用いて農業用ハウスに温風または冷風を送る構成が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された構成は、送風装置の吹出口に接続されたダクトを通して農業用ハウス内に温風または冷風を供給している。【０００３】
一方、温風あるいは冷風を農業用ハウスに送るのではなく、暖気あるいは冷気をダクトに供給し、ダクトの周面などから熱を放射する構成も知られている（たとえば、特許文献２参照）。特許文献２には、カーテンフィルムと送気ダクトとスカート部とを備えるダクトが記載されている。そして、特許文献２には、送気ダクトに暖気あるいは冷気を供給することによって、送気ダクトの周面だけではなく、カーテンフィルムとスカート部からも熱が放射されることが記載されている。【０００４】
特許文献１に記載された構成は、農業用ハウス内の全体に温風または冷風をいきわたらせるために、ダクトに多数の分岐点が必要であるという問題を有している。【０００５】
一方、特許文献２に記載された構成は、ダクトが農業用ハウスのカーテンに兼用されている構成であって、ダクトがポリ塩化ビニル、ポリオレフィン系樹脂、フッ素系樹脂などの合成樹脂で形成されている。そのため、ダクトに暖気あるいは冷気を供給しても、ダクトから植物体への熱放射が始まるまでに時間遅れが生じる可能性があり、暖気あるいは冷気に無駄が生じる。【０００６】
また、特許文献１、特許文献２に記載された技術は、いずれも農業用ハウス内の空間全体の暖房あるいは冷房を行う構成であるから、比較的大きいエネルギーを消費する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平５−２６５７号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１５１９５６号公報
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、植物体を育成する空間の加熱または冷却を局所的に行うことを可能にした農業用空調システムを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の一態様に係る農業用空調システムは、温度が調節された空気が導入されるダクトと、前記ダクトに導入する空気の熱量を調節する給熱装置とを備える。前記ダクトは、植物体を育成する空間に輻射熱を供給する放熱部と、前記放熱部ではない保温部とを有し、前記放熱部は管壁が金属で形成され、前記保温部の管壁は前記放熱部より低い熱伝導性を有している。
【００１０】
本発明の構成によれば、植物体を育成する空間の加熱または冷却を局所的に行うことが可能になるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の冬季における使用例を示す側面図である。
【図２】実施形態の冬季における使用例を示す正面図である。
【図３】実施形態の夏季における使用例を示す側面図である。
【図４】実施形態の夏季における使用例を示す正面図である。
【図５】実施形態に用いるダクトの構成例を示す斜視図である。
【図６】実施形態において空調装置とダクトとの接続例を示す平面図である。
【図７】実施形態において給熱装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】実施形態の空調システムを用いる農業用ハウスの例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に説明する本実施形態の技術は、植物体を栽培する農業用ハウスで採用することを想定しているが、露地で植物体を栽培する場合でも採用できる場合がある。植物体の種類にとくに制限はなく、果菜類、豆類、果物、花卉、葉菜類などから選択可能である。
【００１３】
以下に説明する実施形態では、植物体がトマトであって、農業用ハウスの中に設けた圃場においてトマトを栽培する場合を例として説明する。ただし、トマトは一例であって、本実施形態の技術は、種々の植物体に適用することが可能である。また、本実施形態では土耕栽培を例として説明するが、防根透水シートを用いた水耕栽培であっても本実施形態の技術は適用可能である。
【００１４】
図１、図２に示すように、植物体１０は、圃場３０に植えられる。圃場３０には他の部位よりも盛り上がった複数の畝３１が形成されている。隣り合う畝３１の間には通路３２が形成されている。図２には畝３１の長手方向に沿って植物体１０を一列に並べた１条植えの例を示しているが、植物体１０は２条植えでもよい。また、図１、図２では植物体１０が一本仕立てである例を示しているが、植物体１０は二本仕立て、放任仕立てなどであってもよい。
【００１５】
本実施形態では、農業用ハウス２０（図２参照）で育成する植物体１０の温度を調節するために、農業用空調システムを設けている。つまり、圃場３０は、農業用ハウス２０の中に設けられる。農業用空調システムは、畝３１に配置したダクト４０と、ダクト４０に空気を導入する給熱装置５０とを備える。図１、図２では、ダクト４０が畝３１の上に載っており、畝３１の長手方向に沿うようにダクト４０が配置されている。また、１つの畝３１に２本のダクト４０が配置されており、２本のダクト４０は、植物体１０を挟んで配置されている。すなわち、植物体１０の地上部１１における基部が、１つの畝３１に載っている２本のダクト４０の間に配置されている。なお、図１、図２に示す例は、冬季のように植物体１０を加熱する（暖める）場合を想定しており、ダクト４０には植物体１０の周囲より高温の空気が導入される。
【００１６】
ダクト４０は、育成する植物体１０に輻射熱を供給できる位置であれば配置にとくに制限はない。たとえば、ダクト４０の一部が畝３１に埋まっていてもよく、ダクト４０は植物体１０の片側にのみ配置されていてもよい。ダクト４０の一部が畝３１に埋まっていれば、植物体１０に輻射熱を供給するだけではなく、畝３１の地温を調節することも可能になる。
【００１７】
また、夏季のように植物体１０を冷却する場合には、図３、図４のように、ダクト４０を植物体１０の上方に配置することが望ましい。この場合、ダクト４０は、農業用ハウス２０の屋根からワイヤなどによって吊り下げられる。また、ダクト４０には植物体１０の周囲より低温の空気が導入される。植物体１０を冷却する際にダクト４０が植物体１０の上方に配置されると、冷熱が植物体１０に供給されるだけではなく、ダクト４０の周囲の冷気が下降して植物体１０を冷却し、ダクト４０の周囲の冷熱により植物体１０への日射の影響を抑制する効果が期待できる。
【００１８】
本実施形態においてダクト４０から供給する熱は、温熱だけではなく冷熱であってもよい。すなわち、ダクト４０から温熱を供給することは、植物体１０を育成する空間より高温の空気をダクト４０に導入すること意味し、ダクト４０から冷熱を供給することは、植物体１０を育成する空間より低温の空気をダクト４０に導入することを意味する。温熱を供給すれば、植物体１０の温度が上昇し、冷熱を供給すれば、植物体１０の温度が低下する。
【００１９】
冬季と夏季とのいずれにおいても、ダクト４０は、植物体１０に近づけて配置することが可能であって、農業用ハウス２０の全体の暖房あるいは冷房を行う必要がない。つまり、農業用ハウス２０の中で、植物体１０を育成する空間の加熱または冷却を植物体１０の近傍で局所的に行うことが可能になる。言い換えると、農業用ハウス２０の内部全体の暖房あるいは冷房を行う場合に比べると、暖房あるいは冷房に要するエネルギーを低減することが可能である。
【００２０】
図１および図３に示すように、農業用ハウス２０には、植物体１０を育成する空間の温度を計測する温度計測部５３が配置される。温度計測部５３は、農業用ハウス２０の内部の特定箇所の温度を計測するように配置される。温度計測部５３は、農業用ハウス２０に囲まれた圃場３０の中央付近の１箇所で、地面から離れた気温を計測するように配置される。温度計測部５３は、圃場３０の複数箇所にそれぞれ配置されていてもよい。
【００２１】
ダクト４０は、収納時および運搬時には体積が小さく、使用時には植物体１０を育成する空間に展開できるように形成されていることが望ましく、かつ容易に取り扱うことができるように軽量であることが望ましい。このようなダクト４０としては、たとえば、ダクト４０の延長方向に直交する断面が円形状に形成された管壁４１を有し、管壁４１の外側面と内側面との少なくとも一方に、直径が相対的に大きい部位と小さい部位とをダクト４０の長手方向において交互に有する構造がある。この種のダクト４０として、たとえば図５のように、一部が蛇腹状（ベローズ状）に形成された構造がある。この構造のダクト４０は、任意の向きに曲げることが可能であって、しかも延長方向において伸張または収縮させて長さを変えることが可能である。
【００２２】
また、ダクト４０は、柔軟性を有する材料で形成されたチューブであって、収納時および運搬時には扁平状（リボン状、平紐状）であり、ダクト４０の中に空気を導入することによって断面が円形状または楕円形状に膨らむ構造であってもよい。あるいは、ダクト４０は、帯板をスパイラル状に巻いたスパイラルダクトであってもよい。
【００２３】
ダクト４０は、植物体１０を育成する空間に輻射熱を供給する放熱部４２と、空気を放熱部４２に輸送する保温部４３とを備えている。放熱部４２と保温部４３とは同じ材料で形成することが可能であるが、放熱部４２と保温部４３とは別材料で形成することが望ましい。ダクト４０の直径は、５ｃｍ以上３０ｃｍ以下であることが望ましい。また、ダクト４０の管壁４１の厚み寸法は、１０μｍ以上５ｍｍ以下であることが望ましい。ダクト４０のサイズは、ダクト４０の構造および材料に応じて選択される。ダクト４０のうち使用時にダクト４０の大部分を占める放熱部４２が変形可能であればよく、ダクト４０のうち保温部４３は変形不能であってもよい。
【００２４】
放熱部４２と保温部４３とが連結される部位では、直径が等しい管を接続するか、あるいは一方が他方に嵌まり込む関係の管を接続する。また、放熱部４２と保温部４３とが連結される部位は、空気が漏れないように接合される。たとえば、放熱部４２と保温部４３との接合部位に、粘着テープが巻き付けられるか接着剤が塗布される。
【００２５】
上述したように、ダクト４０は、収納時および運搬時には体積が小さく、使用時には展開可能であるという条件を満足することが望ましいから、このような条件を満足するように、ダクト４０の構造および材料に応じたサイズが選択される。たとえば、ダクト４０が蛇腹状であれば、管壁４１に厚み寸法の上限付近の厚肉部分と厚み寸法の下限付近の薄肉部分とを設けることが可能である。この例において、ダクト４０の直径は、ダクト４０と植物体１０との距離が大きいほど大きく、植物体１０の地上部１１の背丈が大きいほど大きくすればよい。
【００２６】
本実施形態のダクト４０は、放熱部４２の管壁４１が金属で形成されていることが望ましい。言い換えると、放熱部４２は金属製ダクトで形成されることが望ましい。放熱部４２に用いる金属は、熱伝導率が比較的大きい金属であり、たとえばアルミニウム、銅などから選択される。放熱部４２が熱伝導率の大きい金属で形成されていると、ダクト４０の内部の熱エネルギーが植物体１０を育成する空間に放出されやすく、かつダクト４０の長手方向における温度分布が抑制される。
【００２７】
一方、保温部４３は、ダクト４０に導入された空気の熱エネルギーの放出を抑制する材料で形成されていることが望ましい。たとえば、保温部４３は、放熱部４２を形成する材料より低い熱伝導性を有した（低熱伝導率である）合成樹脂あるいは防水処理が施された紙などで形成される。つまり、保温部４３は、合成樹脂製ダクトあるいは紙管で形成されることが望ましい。保温部４３は、ダクト４０に空気が導入される部位から放熱部４２までの間であり、ダクト４０において放熱部４２以外が保温部４３になる。なお、保温部４３は、ダクト４０の外周に放熱部４２より低熱伝導率であるスリーブを設けた二重管、ダクト４０の外周に断熱材を巻き付けた構造などであってもよい。
【００２８】
ダクト４０の一端は給熱装置５０に接続され、温度が調節された空気が給熱装置５０からダクト４０に導入される。ダクト４０の他端は開放されており、給熱装置５０からダクト４０の一端に導入された空気は、ダクト４０の他端から放出される。したがって、給熱装置５０で温度が調節された空気は、ダクト４０の一端からダクト４０に導入され、植物体１０を育成する空間に放熱部４２から熱を放出した後、ダクト４０の他端から放出される。
【００２９】
給熱装置５０は、ダクト４０に導入する空気の温度を調節するように構成されている。空気の温度は、ヒートポンプ、吸収式冷凍機、ボイラ、地中熱ヒートポンプなどから選択される装置を用いて空気の温度を調節する。冬季には、空気の温度を植物体１０を育成する空間より高温になるように調節し、夏季には、空気の温度を植物体１０を育成する空間よりも低温になるように調節する。
【００３０】
以下では、給熱装置５０がヒートポンプを用いた空調装置５１を備え、空調装置５１により空気の温度を調節する例について説明する。この構成では、１種類の空調装置５１により、空気の温度を、夏季に適した温度と、冬季に適した温度とに調節することが可能である。また、空調装置５１は、空気の温度を調節するだけではなく、ダクト４０に導入する空気の流速を調節可能であることが望ましい。
【００３１】
１つの畝３１には植物体１０を挟んで２本のダクト４０が配置され、農業用ハウス２０には畝３１の数に応じた本数のダクト４０が配置される。農業用ハウス２０には、複数本のダクト４０が共用する１台の空調装置５１が配置される。つまり、１台の空調装置５１が複数本のダクト４０に対して温度が調節された空気を導入する。そのため、図６に示すように、空調装置５１とダクト４０との間に分岐ヘッダ４４が設けられる。分岐ヘッダ４４は、保温部４３と同じ材料で形成される。また、空調装置５１と分岐ヘッダ４４とは、保温部４３と放熱部４２との接合部と同様の構成で、空気が漏れないように接合される。
【００３２】
図６に示す分岐ヘッダ４４は、１系統を２系統に分岐する構成であって、２本のダクト４０を空調装置５１に接続している。図６に示す構成では、空調装置５１が２系統の出力を備えており、系統ごとに分岐ヘッダ４４が接続されている。図６に示す構成では、３つ以上の畝３１が設けられている場合には、分岐ヘッダ４４の分岐数を増やせばよい。また、空調装置５１が１系統の出力のみを備えている場合、必要数の分岐を行う分岐ヘッダ４４を用いればよい。
【００３３】
給熱装置５０は、図７のように、空調装置５１に加えて制御装置５２を備え、制御装置５２が夏季と冬季との季節を判断し、季節に応じて空調装置５１を制御する。制御装置５２は、日時を計時する時計部５２１を備え、夏季と冬季とを簡易に判断する場合は、時計部５２１が計時する日時による季節の区分が可能である。ただし、本実施形態では、空調システムを制御するために季節を判断することが目的であるから、季節を外気温により判断することが望ましい。
【００３４】
たとえば、制御装置５２は、外気温センサが計測した農業用ハウス２０の外部の気温を取得し、日の出前の外気温の最低温度を用いて季節を判断する。たとえば、日の出前の外気温の最低温度が１８℃以上であれば夏季と判断し、日の出前の最低温度が１０℃以下になると冬季と判断する。制御装置５２は、日の出までの外気温の最低温度が１０℃を超え１８℃未満である場合には、夏季でも冬季でもないと判断する。なお、日の出時刻は、農業用ハウス２０が設置されている場所の緯度および経度に応じて天文学的に定まる。日毎の外気温の最低温度は、時計部５２１が計時する日時を用いて０時以降で日の出時刻までの期間に計測した最低気温を用いる。ここに示した数値は一例であって、数値は農業用ハウス２０の規模、給熱装置５０の性能、植物体１０の種類などの種々の条件に応じて調節することが望ましい。
【００３５】
制御装置５２は、プログラムを実行するプロセッサを備えたコンピュータを主なハードウェア要素として備える。プロセッサは、メモリを一体に備えるマイコン（Microcontroller）、メモリを別に備えるＣＰＵ（Central Processing Unit）などから選択される。制御装置５２は、汎用のコンピュータではなく専用装置であってもよい。また、プログラムは、コンピュータが備えるＲＯＭ（Read Only Memory）にあらかじめ書き込まれているか、光ディスクあるいは外部メモリなどの記録媒体で提供され、書換可能な不揮発性メモリに書き込まれる。あるいはまた、記録媒体ではなく、インターネット回線のような電気通信回線を通してプログラムが提供されてもよい。
【００３６】
以下に、農業用ハウス２０の構成例を簡単に説明する。以下に説明する農業用ハウス２０は一例であり、本実施形態の空調システムの適用範囲を制限する趣旨ではない。本実施形態の空調システムを適用する農業用ハウス２０は、図８に示すように、構造材としての金属製パイプを組み合わせて構成されたフレーム２１と、フレーム２１により支持された被覆材２２とを備える。被覆材２２は、ガラスでもよいが、本実施形態では、透光性を有する（望ましくは透明である）合成樹脂フィルムを用いている。
【００３７】
農業用ハウス２０は、断面半円状の屋根部２００と、屋根部２００を支持し互いに対向する一対の側壁部２０１と、側壁部２０１に直交し互いに対向する一対の妻壁部２０３とを一体に備える。したがって、農業用ハウス２０は、妻壁部２０３を結ぶ方向に直交する断面において逆Ｕ字状に形成されている。一対の妻壁部２０３を結ぶ方向の寸法は、一対の側壁部２０１を結ぶ方向に比べて十分に大きい寸法に設計されている。以下では、一対の妻壁部２０３を結ぶ方向を長手方向といい、一対の側壁部２０１を結ぶ方向を短手方向という。畝３１の長手方向は農業用ハウス２０の長手方向に沿っており、農業用ハウス２０の短手方向において、複数本の畝３１が形成される。
【００３８】
農業用ハウス２０は、複数のカーテン２３および窓２４を備える。カーテン２３の各々は、内部に入射する外光を減光させる第１位置と、内部に入射する外光を減光させない第２位置との間で移動可能である。また、窓２４は、内部と外部との間で通気させる開位置と、内部と外部との間で通気させない閉位置との間で移動可能である。
【００３９】
さらに、農業用ハウス２０は、複数のカーテン２３として、屋根部２００に沿って配置された屋根カーテン２３０と、２つの側壁部２０１それぞれに沿って配置された２つの側カーテン２３１とを備える。屋根カーテン２３０は、第１位置と第２位置との間で移動することにより、屋根部２００からの外光の入射量を調節する。側カーテン２３１は、第１位置と第２位置との間で移動することにより、２つの側壁部２０１それぞれからの外光の入射量を調節する。屋根カーテン２３０と側カーテン２３１とは駆動装置により独立して駆動される。駆動装置は、モータのような動力源を備え、屋根カーテン２３０と側カーテン２３１とにそれぞれ対応した駆動機構を備えている。
【００４０】
窓２４は、側壁部２０１それぞれに設けられている。窓２４は、開度が調節されることにより、農業用ハウス２０の内部と外部との間で通気する際の空気の通気抵抗を調節する。農業用ハウス２０は、側壁部２０１のほかに、妻壁部２０３にも窓を備えていることが望ましい。２つの側壁部２０１それぞれの窓２４は、駆動装置により独立して駆動される。駆動装置は、モータのような動力源を備え、窓２４にそれぞれ対応した駆動機構を備えている。
【００４１】
カーテン２３の位置と窓２４の開度とを適宜に調節することによって、農業用ハウス２０の内部温度と内部湿度とを変化させることが可能である。たとえば、夏季で晴天の日中であれば、屋根カーテン２３０および側カーテン２３１を閉じ、かつ窓２４の開度を大きくすれば、農業用ハウス２０の内部温度の上昇が抑制される。
【００４２】
農業用ハウス２０の妻壁部２０３には、上部にファン２５が配置され、下部に出入口が設けられる。ファン２５は、機械換気によって農業用ハウス２０の換気を行い、農業用ハウス２０の内部温度および内部湿度の調節に寄与する。また、ファン２５は運転時に農業用ハウス２０に気流を形成する。上述のように、カーテン２３、窓２４、ファン２５などの設備の動作を制御することにより、農業用ハウス２０の内部環境が制御され、植物体１０を育成する環境を整えることが可能になる。
【００４３】
冬季のようにダクト４０を畝３１に載せている状態では（図１、図２参照）、植物体１０の周囲の空間より高温の空気がダクト４０に導入される。このとき、ダクト４０に導入された空気と放熱部４２との間で熱交換が生じて、放熱部４２の温度が上昇し、放熱部４２からの温熱の輻射により植物体１０が暖められる。また、放熱部４２の周囲で生成された暖気は上昇し、植物体１０の全体が暖められる。
【００４４】
一方、夏季のようにダクト４０を畝３１の上方に配置している状態では（図３、図４参照）、植物体１０の周囲の空間より低温の空気がダクト４０に導入される。このときダクト４０に導入された空気と放熱部４２との間で熱交換が生じて、放熱部４２の温度が低下し、放熱部４２からの冷熱の輻射により植物体１０が冷却される。放熱部４２の周囲で生成された冷気は下降し、植物体１０の全体が冷却される。
【００４５】
ダクト４０から温熱を輻射する際にダクト４０を畝３１に載せ、ダクト４０から冷熱を輻射する際にダクト４０を畝３１の上方に配置することは、植物体１０に輻射熱を効率よく供給する点で望ましい。ただし、ダクト４０を他の位置に配置することも可能である。たとえば、植物体１０に温熱を供給するか冷熱を供給するかにかかわらず、ダクト４０を植物体１０の側方の定位置に配置してもよい。
【００４６】
本実施形態では、放熱部４２が金属で形成されているから、放熱部４２の熱伝導率は比較的高い。そのため、放熱部４２ではダクト４０に導入された空気との熱交換の効率が高く、空気の熱エネルギーに応答して放熱部４２の温度が変化する。しかも、放熱部４２の中で熱エネルギーが容易に拡散するから、放熱部４２における温度分布の発生が抑制される。したがって、ダクト４０の延長方向における両端間の温度差は小さくなるから、ダクト４０の延長方向における温度勾配の発生も抑制される。制御装置５２は、空調装置５１からダクト４０に導入した空気の熱エネルギーの大部分が放熱部４２から放出されるように、空調装置５１からダクト４０に導入する空気の流量を調節する。
【００４７】
なお、ダクト４０の延長方向において放熱部４２に所定温度（たとえば、２〜５℃）以上の温度差が生じる場合は、放熱部４２からの放熱量を調節することが望ましい。ダクト４０が蛇腹状である場合、放熱部４２からの放熱量は直径が大きい部位の間隔によって調節可能である。あるいは、放熱部４２の一部に、放熱部４２より低熱伝導率である部材を取り付けてもよい。つまり、放熱部４２の放熱面積を場所に応じて調節してもよい。
【００４８】
保温部４３の熱伝導率は、放熱部４２より低いから、ダクト４０に導入された空気との熱交換の効率が放熱部４２よりも小さく、保温部４３を通過する空気の温度の変化は少ない。すなわち、空調装置５１からダクト４０に導入された空気の熱エネルギーは、保温部４３では、大きく損失することなく放熱部４２に輸送される。空調装置５１と保温部４３との間に設けられた分岐ヘッダ４４は、保温部４３と同様に放熱部４２よりも熱伝導率が低いから、分岐ヘッダ４４においても熱エネルギーの損失は抑制されている。
【００４９】
圃場３０に配置された温度計測部５３が計測した温度の値は、制御装置５２に与えられる。制御装置５２は、温度計測部５３が計測した温度に基づいて空調装置５１がダクト４０に供給する空気の温度を決める。制御装置５２は、植物体１０の種類、植物体１０の成長段階などに応じて目標とする温度範囲を記憶しており、温度計測部５３が計測した温度が記憶している温度範囲を維持するように、空調装置５１からダクト４０に導入する空気の温度を決める。なお、空調装置５１からダクト４０に供給する空気の流量が調節可能である場合には、制御装置５２は空気の温度だけではなく流量も調節する。また、ダクト４０に供給する空気の温度および流量は、利用者が制御装置５２に指示することが可能である。
【００５０】
農業用ハウス２０では、植物体１０を育成する環境を制御するために、空調装置５１の動作を制御するだけではなく、たとえば、カーテン２３、窓２４、ファン２５などの設備の動作を制御する。制御装置５２は、これらの設備の動作も制御する。ただし、これらの設備の制御は、要旨ではないから説明を省略する。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態の農業用空調システムは、ダクト４０と給熱装置５０とを備える。ダクト４０は、温度が調節された空気が導入される。給熱装置５０は、ダクト４０に導入する空気の熱量を調節する。ダクト４０は、植物体１０を育成する空間に輻射熱を供給する放熱部４２と、放熱部４２ではない保温部４３とを有している。放熱部４２は管壁４１が金属で形成され、保温部４３の管壁４１は放熱部４２より低い熱伝導性を有している。
【００５２】
この構成によれば、ダクト４０が放熱部４２と保温部４３とを備えるから、放熱部４２を植物体１０に近づけて配置することにより、植物体１０を育成する空間の加熱または冷却を局所的に行うことが可能になる。その結果、農業用ハウス２０においては、農業用ハウス２０の空間全体の暖房あるいは冷房を行う場合に比較すると、暖房あるいは冷房に用いるエネルギーの消費量を低減することが可能になる。
【００５３】
また、放熱部４２が金属であってダクト４０に導入された空気との熱交換の効率が高いから、放熱部４２からの輻射が大きく、植物体１０に効率よく熱エネルギーを受け渡すことができる。一方、保温部４３は、放熱部４２より低い熱伝導性を有しているから、保温部４３ではダクト４０に導入された空気との熱交換の効率が放熱部４２よりも小さく、保温部４３を通過する空気の温度の変化は少ない。したがって、給熱装置５０と放熱部４２との間に保温部４３が設けられている場合、放熱部４２まで輸送する熱エネルギーの損失が抑制される。加えて、ダクト４０が放熱部４２と保温部４３とを備えるから、加熱または冷却が必要である箇所にだけ放熱部４２を設けることにより、エネルギーの消費が一層抑制される。
【００５４】
給熱装置５０は、空調装置５１と制御装置５２とを備えることが望ましい。空調装置５１は、温度が調節された空気をダクト４０に供給する。制御装置５２は、空調装置５１がダクト４０に供給する空気の温度を指示する。
【００５５】
この構成によれば、制御装置５２が空調装置５１に空気の温度を指示するから、制御装置５２を通してダクト４０に導入される空気の温度を調節することができる。すなわち、ダクト４０に導入する空気の温度を、植物体１０の育成に適した温度に調節することが容易である。しかも、ダクト４０の放熱部４２が金属で形成されているから、ダクト４０が合成樹脂で形成されている場合と比較すると、空調装置５１からダクト４０への空気の導入を開始してから熱放射が開始されるまでの立ち上がり時間が短くなる。つまり、ダクト４０から熱放射が開始されるまでに供給されるエネルギーの無駄が少ない。
【００５６】
さらに、制御装置５２は、夏季と冬季とを判別し、夏季には植物体１０を育成する空間より低温の空気をダクト４０に導入し、冬季には植物体１０を育成する空間より高温の空気をダクト４０に導入するように空調装置５１に指示することが望ましい。
【００５７】
この構成では、夏季には植物体１０を冷却し、冬季には植物体１０を暖めるように、ダクト４０に導入する空気の温度を、制御装置５２が季節に応じて自動的に調節することが可能になる。
【００５８】
給熱装置５０は、植物体１０を育成する空間の温度を計測する温度計測部５３を備えることが望ましい。この場合、制御装置５２は、温度計測部５３が計測した温度に基づいて空調装置５１がダクト４０に供給する空気の温度を決める。
【００５９】
この構成によれば、温度計測部５３が計測する温度に対する目標の温度範囲を、植物体１０の種類、植物体１０の成長段階などに合わせて制御装置５２に定めておけば、ダクト４０に導入する空気の温度を植物体１０の育成に適した温度に調節することができる。
【００６０】
なお、上述した実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんのことである。
【符号の説明】
【００６１】
１０  植物体
４０  ダクト
４１  管壁
４２  放熱部
４３  保温部
５０  給熱装置
５１  空調装置
５２  制御装置
５３  温度計測部
【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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【国際調査報告】
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