(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物を栽培するための栽培空間内の空気に対して空調を行う栽培空間空調システムであって、
空気を取り込んで、取り込んだ空気に対して冷房処理を行って、前記栽培空間に供給する空調装置と、
前記空調装置に前記栽培空間内の空気を供給するための循環用空気供給手段と、
前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するための外気用空気供給手段と、
前記栽培空間内の空気の温度を検出する栽培空間内温度センサと、
前記栽培空間内温度センサが検知した温度が所定の目標温度よりも高い場合に、前記冷房処理を行うよう前記空調装置を制御し、前記栽培空間内温度センサが検知した温度が前記目標温度より高温の所定の限界温度よりも高い場合に、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するよう前記外気用空気供給手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする栽培空間空調システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記栽培空間内温度センサが検知した温度が前記限界温度よりも高い場合に、前記空調装置に前記栽培空間内の空気を供給しないよう前記循環用空気供給手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の栽培空間空調システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記栽培空間内温度センサが検知した温度が前記限界温度よりも低い場合に、前記空調装置に前記栽培空間内の空気を供給するよう前記循環用空気供給手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の栽培空間空調システム。
【請求項４】
前記栽培空間外の空気の温度を検出する外気温度センサをさらに備え、
前記制御手段は、前記栽培空間内温度センサが検知した温度が前記限界温度よりも高く、かつ前記外気温度センサが検知した温度が、前記栽培空間内温度センサが検知した温度よりも低い場合に、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するよう前記外気用空気供給手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の栽培空間空調システム。
【請求項５】
前記栽培空間内の空気を前記栽培空間外に排気する排気手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するよう前記外気用空気供給手段を制御する際に、前記栽培空間内の空気を前記栽培空間外に排気するよう排気手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の栽培空間空調システム。
【請求項６】
植物を栽培するための栽培空間内の空気に対して空調を行う栽培空間空調システムであって、
空気を取り込んで、取り込んだ空気に対して除湿処理を行って、前記栽培空間に供給する空調装置と、
前記空調装置に前記栽培空間内の空気を供給するための循環用空気供給手段と、
前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するための外気用空気供給手段と、
前記栽培空間内の空気の湿度を検出する栽培空間内湿度センサと、
前記栽培空間内湿度センサが検知した湿度が所定の目標湿度よりも高い場合に、前記除湿処理を行うよう前記空調装置を制御し、前記栽培空間内湿度センサが検知した湿度が前記目標湿度より高湿の所定の限界湿度よりも高い場合に、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するよう前記外気用空気供給手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする栽培空間空調システム。
【請求項７】
前記制御手段は、前記栽培空間内湿度センサが検知した湿度が前記限界湿度よりも高い場合に、前記空調装置に前記栽培空間内の空気を供給しないよう前記循環用空気供給手段を制御することを特徴とする請求項６に記載の栽培空間空調システム。
【請求項８】
前記制御手段は、前記栽培空間内湿度センサが検知した湿度が前記限界湿度よりも低い場合に、前記空調装置に前記栽培空間内の空気を供給するよう前記循環用空気供給手段を制御することを特徴とする請求項６に記載の栽培空間空調システム。
【請求項９】
前記栽培空間外の空気の湿度を検出する外気湿度センサをさらに備え、
前記制御手段は、前記栽培空間内湿度センサが検知した湿度が前記限界湿度よりも高く、かつ前記外気湿度センサが検知した湿度が、前記栽培空間内湿度センサが検知した湿度よりも低い場合に、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するよう前記外気用空気供給手段を制御することを特徴とする請求項６に記載の栽培空間空調システム。
【請求項１０】
前記栽培空間内の空気を前記栽培空間外に排気する排気手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するよう前記外気用空気供給手段を制御する際に、前記栽培空間内の空気を前記栽培空間外に排気するよう排気手段を制御することを特徴とする請求項６に記載の栽培空間空調システム。
【請求項１１】
植物を栽培するための栽培空間内の空気に対して空調を行う栽培空間空調方法であって、
前記栽培空間内の気温が所定の限界温度よりも高い場合に、前記栽培空間外の空気を取り込んで、冷房処理を行って前記栽培空間に供給し、
前記栽培空間内の気温が所定の限界温度よりも低く、かつ所定の目標温度より高い場合に、前記栽培空間内の空気を取り込んで、冷房処理を行って前記栽培空間に供給する
ことを特徴とする栽培空間空調方法。
【請求項１２】
植物を栽培するための栽培空間内の空気に対して空調を行う栽培空間空調方法であって、
前記栽培空間内の湿度が所定の限界湿度よりも高い場合に、前記栽培空間外の空気を取り込んで、除湿処理を行って前記栽培空間に供給し、
前記栽培空間内の湿度が所定の限界湿度よりも低く、かつ所定の目標湿度より高い場合に、前記栽培空間内の空気を取り込んで、除湿処理を行って前記栽培空間に供給する
ことを特徴とする栽培空間空調方法。
【請求項１３】
植物を栽培するための栽培空間内の空気に対して空調を行う栽培空間空調システムの制御方法であって、
前記栽培空間空調システムは、
空気を取り込んで、取り込んだ空気に対して冷房処理を行って、前記栽培空間に供給する空調装置と、
前記空調装置に前記栽培空間内の空気を供給するための循環用空気供給手段と、
前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するための外気用空気供給手段と、
前記栽培空間内の空気の温度を検出する栽培空間内温度センサと、
を備え、
前記制御方法は、前記栽培空間内温度センサが検知した温度が所定の目標温度よりも高い場合に、前記冷房処理を行うよう前記空調装置を制御し、前記栽培空間内温度センサが検知した温度が前記目標温度より高温の所定の限界温度よりも高い場合に、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するよう前記外気用空気供給手段を制御することを特徴とする栽培空間空調システムの制御方法。
【請求項１４】
植物を栽培するための栽培空間内の空気に対して空調を行う栽培空間空調システムの制御方法であって、
前記栽培空間空調システムは、
空気を取り込んで、取り込んだ空気に対して除湿処理を行って、前記栽培空間に供給する空調装置と、
前記空調装置に前記栽培空間内の空気を供給するための循環用空気供給手段と、
前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するための外気用空気供給手段と、
前記栽培空間内の空気の湿度を検出する栽培空間内湿度センサと、
を備え、
前記制御方法は、前記栽培空間内湿度センサが検知した湿度が所定の目標湿度よりも高い場合に、前記除湿処理を行うよう前記空調装置を制御し、前記栽培空間内湿度センサが検知した湿度が前記目標湿度より高湿の所定の限界湿度よりも高い場合に、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するよう前記外気用空気供給手段を制御することを特徴とする栽培空間空調システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、栽培空間内の空気に対して冷却や除湿の処理を行う栽培空間空調システム及びその制御方法、並びに栽培空間空調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、栽培ハウスに空調装置を設置して、必要に応じて栽培空間の空気を冷却したり、除湿したりしている。この空調装置は、栽培空間内の空気を取り込み、この空気に対して冷却や除湿の処理を行い、栽培空間に戻している（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３０８８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特に夏季には、外気の温度が上昇すると栽培ハウス内の空気の温度も上昇する。また、栽培ハウスは日光を透過させるので、日射による透過熱によっても栽培ハウス内の空気の温度が上昇する。さらに、栽培している植物の呼吸によって、植物から水分が蒸散する。このため、特に気温が高く日差しが強い状況では、栽培ハウス内が過度に高温多湿の状態になることがある。
【０００５】
このような状況で、空調装置が栽培ハウス内の高温多湿の空気を取り込んで、この空気に対して冷却や除湿の処理を行っても、栽培ハウス内の空気を所望の温度や湿度に調整することは困難である。甚だしい場合には、空調装置による空気の冷却や除湿の効果が、上記のような要因による栽培ハウス内の空気の温度や湿度の上昇に追いつかず、栽培ハウス内の空気が上記のような要因によって高温多湿化していくことを防ぐとことができない（単にその速度を遅くすることしかできない）ことにもなる。
【０００６】
この場合に、空調装置を大型のものにする、又は複数の空調装置を用いるという方法により上記の問題を解決することも考えられる。しかしながら、このような方法は、エネルギー消費を増加させるとともに、栽培ハウス内のより多くの空間を空調装置が占めることで植物の栽培スペースや作業員の作業スペースが減ってしまうという問題がある。なお、同様の問題は、栽培ハウスに限らず、栽培空間を形成して栽培空間内で植物を栽培するすべての栽培施設（例えば廃工場を再利用してできた栽培施設）に同様に存在する。
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、空調装置のエネルギー消費や占有スペースを増加させることなく、過度に高温になった栽培空間内の空気の温度を低下させ、過度に高湿になった栽培空間内の空気の湿度を下げることができる栽培空間空調システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の栽培空間空調システムは、植物を栽培するための栽培空間内の空気に対して空調を行う栽培空間空調システムであって、空気を取り込んで、取り込んだ空気に対して冷房処理を行って、前記栽培空間に供給する空調装置と、前記空調装置に前記栽培空間内の空気を供給するための循環用空気供給手段と、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するための外気用空気供給手段と、前記栽培空間内の空気の温度を検出する栽培空間内温度センサと、前記栽培空間内温度センサが検知した温度が所定の目標温度よりも高い場合に、前記冷房処理を行うよう前記空調装置を制御し、前記栽培空間内温度センサが検知した温度が前記目標温度より高温の所定の限界温度よりも高い場合に、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するよう前記外気用空気供給手段を制御する制御手段とを備えた構成を有する。
【０００９】
この構成により、栽培空間内の気温が限界温度よりも高い場合に、外気用空気供給手段によって外気が空調装置に供給され、空調装置は外気を取り込んでそれを冷却して栽培空間に供給する外気冷房を行うことができる。これにより、空調装置のエネルギー消費や占有スペースを増加させることなく、過度に高温になった栽培空間内の空気の温度を低下させることができる。
【００１０】
また、上記の栽培空間空調システムにおいて、前記制御手段は、前記栽培空間内温度センサが検知した温度が前記限界温度よりも高い場合に、前記空調装置に前記栽培空間内の空気を供給しないよう前記循環用空気供給手段を制御する。
【００１１】
この構成により、外気のみを用いて空調を行うことができ、空調装置で消費するエネルギーをより節減できる。
【００１２】
また、上記の栽培空間空調システムにおいて、前記制御手段は、前記栽培空間内温度センサが検知した温度が前記限界温度よりも低い場合に、前記空調装置に前記栽培空間内の空気を供給するよう前記循環用空気供給手段を制御する。
【００１３】
この構成により、栽培空間内の気温が限界温度よりも低い場合に、循環用空気供給手段によって栽培空間内の空気が空調装置に供給され、空調装置は栽培空間内の空気を取り込んでそれを冷却して栽培空間に供給する循環冷房を行うことができる。
【００１４】
また、上記の栽培空間空調システムは、前記栽培空間外の空気の温度を検出する外気温度センサをさらに備え、前記制御手段は、前記栽培空間内温度センサが検知した温度が前記限界温度よりも高く、かつ前記外気温度センサが検知した温度が、前記栽培空間内温度センサが検知した温度よりも低い場合に、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するよう前記外気用空気供給手段を制御する。
【００１５】
この構成により、外気の温度が栽培空間内の空気の温度よりも高い場合に外気冷房を行うことによる消費エネルギーの増大を回避できる。
【００１６】
また、上記の栽培空間空調システムは、前記栽培空間内の空気を前記栽培空間外に排気する排気手段をさらに備え、前記制御手段は、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するよう前記外気用空気供給手段を制御する際に、前記栽培空間内の空気を前記栽培空間外に排気するよう排気手段を制御する。
【００１７】
この構成により、外気を冷却した上で栽培空間内に取り込むとともに、栽培空間内の高温の空気を排気することで、空調装置で消費するエネルギーをより節減できる。
【００１８】
本発明の他の態様の栽培空間空調システムは、植物を栽培するための栽培空間内の空気に対して空調を行う栽培空間空調システムであって、空気を取り込んで、取り込んだ空気に対して除湿処理を行って、前記栽培空間に供給する空調装置と、前記空調装置に前記栽培空間内の空気を供給するための循環用空気供給手段と、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するための外気用空気供給手段と、前記栽培空間内の空気の湿度を検出する栽培空間内湿度センサと、前記栽培空間内湿度センサが検知した湿度が所定の目標湿度よりも高い場合に、前記除湿処理を行うよう前記空調装置を制御し、前記栽培空間内湿度センサが検知した湿度が前記目標湿度より高湿の所定の限界湿度よりも高い場合に、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するよう前記外気用空気供給手段を制御する制御手段とを備えた構成を有する。
【００１９】
この構成により、栽培空間内の湿度が限界湿度よりも高い場合に、外気用空気供給手段によって外気が空調装置に供給され、空調装置は外気を取り込んでそれを除湿して栽培空間に供給する外気除湿を行うことができる。これにより、空調装置のエネルギー消費や占有スペースを増加させることなく、過度に高湿になった栽培空間内の空気の湿度を低下させることができる。
【００２０】
また、上記の栽培空間空調システムにおいて、前記制御手段は、前記栽培空間内湿度センサが検知した湿度が前記限界湿度よりも高い場合に、前記空調装置に前記栽培空間内の空気を供給しないよう前記循環用空気供給手段を制御する。
【００２１】
この構成により、外気のみを用いて空調を行うことができ、空調装置で消費するエネルギーをより節減できる。
【００２２】
また、上記の栽培空間空調システムにおいて、前記制御手段は、前記栽培空間内湿度センサが検知した湿度が前記限界湿度よりも低い場合に、前記空調装置に前記栽培空間内の空気を供給するよう前記循環用空気供給手段を制御する。
【００２３】
この構成により、栽培空間内の湿度が限界湿度よりも低い場合に、循環用空気供給手段によって栽培空間内の空気が空調装置に供給され、空調装置は栽培空間内の空気を取り込んでそれを除湿して栽培空間に供給する循環除湿を行うことができる。
【００２４】
また、上記の栽培空間空調システムは、前記栽培空間外の空気の湿度を検出する外気湿度センサをさらに備え、前記制御手段は、前記栽培空間内湿度センサが検知した湿度が前記限界湿度よりも高く、かつ前記外気湿度センサが検知した湿度が、前記栽培空間内湿度センサが検知した湿度よりも低い場合に、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するよう前記外気用空気供給手段を制御する。
【００２５】
この構成により、外気の湿度が栽培空間内の空気の湿度よりも高い場合に外気除湿を行うことによる消費エネルギーの増大を回避できる。
【００２６】
また、上記の栽培空間空調システムは、前記栽培空間内の空気を前記栽培空間外に排気する排気手段をさらに備え、前記制御手段は、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するよう前記外気用空気供給手段を制御する際に、前記栽培空間内の空気を前記栽培空間外に排気するよう排気手段を制御する。
【００２７】
この構成により、外気を除湿した上で栽培空間内に取り込むとともに、栽培空間内の高湿の空気を排気することで、空調装置で消費するエネルギーをより節減できる。
【００２８】
また、本発明の他の態様は、植物を栽培するための栽培空間内の空気に対して空調を行う栽培空間空調方法であって、前記栽培空間内の気温が所定の限界温度よりも高い場合に、前記栽培空間外の空気を取り込んで、冷房処理を行って前記栽培空間に供給し、前記栽培空間内の気温が所定の限界温度よりも低く、かつ所定の目標温度より高い場合に、前記栽培空間内の空気を取り込んで、冷房処理を行って前記栽培空間に供給する。
【００２９】
この構成により、栽培空間内の気温が限界温度よりも高い場合に、外気を冷却して栽培空間に供給する外気冷房を行うことができる。よって、この方法によっても、空調装置のエネルギー消費や占有スペースを増加させることなく、過度に高温になった栽培空間内の空気の温度を低下させることができる。
【００３０】
また、本発明の他の態様は、植物を栽培するための栽培空間内の空気に対して空調を行う栽培空間空調方法であって、前記栽培空間内の湿度が所定の限界湿度よりも高い場合に、前記栽培空間外の空気を取り込んで、除湿処理を行って前記栽培空間に供給し、前記栽培空間内の湿度が所定の限界湿度よりも低く、かつ所定の目標湿度より高い場合に、前記栽培空間内の空気を取り込んで、除湿処理を行って前記栽培空間に供給する。
【００３１】
この構成により、栽培空間内の湿度が限界湿度よりも高い場合に、外気を除湿して栽培空間に供給する外気除湿を行うことができる。よって、この方法によっても、空調装置のエネルギー消費や占有スペースを増加させることなく、過度に高湿になった栽培空間内の空気の湿度を低下させることができる。
【００３２】
また、本発明の他の態様は、植物を栽培するための栽培空間内の空気に対して空調を行う栽培空間空調システムの制御方法であって、前記栽培空間空調システムは、空気を取り込んで、取り込んだ空気に対して冷房処理を行って、前記栽培空間に供給する空調装置と、前記空調装置に前記栽培空間内の空気を供給するための循環用空気供給手段と、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するための外気用空気供給手段と、前記栽培空間内の空気の温度を検出する栽培空間内温度センサとを備え、前記制御方法は、前記栽培空間内温度センサが検知した温度が所定の目標温度よりも高い場合に、前記冷房処理を行うよう前記空調装置を制御し、前記栽培空間内温度センサが検知した温度が前記目標温度より高温の所定の限界温度よりも高い場合に、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するよう前記外気用空気供給手段を制御する。
【００３３】
この構成により、栽培空間内の気温が限界温度よりも高い場合に、外気用空気供給手段によって外気が空調装置に供給され、空調装置は外気を取り込んでそれを冷却して栽培空間に供給する外気冷房を行うことができる。よって、この方法によっても、空調装置のエネルギー消費や占有スペースを増加させることなく、過度に高温になった栽培空間内の空気の温度を低下させることができる。
【００３４】
また、本発明の他の態様は、植物を栽培するための栽培空間内の空気に対して空調を行う栽培空間空調システムの制御方法であって、前記栽培空間空調システムは、空気を取り込んで、取り込んだ空気に対して除湿処理を行って、前記栽培空間に供給する空調装置と、前記空調装置に前記栽培空間内の空気を供給するための循環用空気供給手段と、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するための外気用空気供給手段と、前記栽培空間内の空気の湿度を検出する栽培空間内湿度センサとを備え、前記制御方法は、前記栽培空間内湿度センサが検知した湿度が所定の目標湿度よりも高い場合に、前記除湿処理を行うよう前記空調装置を制御し、前記栽培空間内湿度センサが検知した湿度が前記目標湿度より高湿の所定の限界湿度よりも高い場合に、前記空調装置に前記栽培空間外の空気を供給するよう前記外気用空気供給手段を制御する。
【００３５】
この構成により、栽培空間内の湿度が限界湿度よりも高い場合に、外気用空気供給手段によって外気が空調装置に供給され、空調装置は外気を取り込んでそれを除湿して栽培空間に供給する外気除湿を行うことができる。よって、この方法によっても、空調装置のエネルギー消費や占有スペースを増加させることなく、過度に高湿になった栽培空間内の空気の湿度を低下させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、空調装置のエネルギー消費や占有スペースを増加させることなく、過度に高温になった栽培空間内の空気の温度を低下させ、過度に高湿になった栽培空間内の空気の湿度を下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態の栽培空間空調システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態の栽培空間空調システムについて図面を参照しながら説明する。図１は、第１の実施の形態の栽培空間空調システム１００の構成を示す図である。栽培空間空調システム１００は、例えば、栽培ハウスＨに適用される。
【００３９】
栽培ハウスＨは栽培空間を形成しており、この栽培空間内で植物Ｐが栽培される。植物Ｐには、図示しない施肥溶液槽から液肥が供給される。栽培ハウスＨは、骨組みに透明板を組み込んで構成される。
【００４０】
栽培ハウスＨは、天井部分に天窓２１を有しており、天窓２１の下には防虫ネット２２が設けられている。天窓２１を開くことで、栽培空間が防虫ネット２２を介して外気に開放される。本実施の形態では、天窓２１を開くことで、栽培空間内の空気が栽培ハウスＨ外に放出される。天窓２１を閉じ、その他の換気扇等がある場合はそれらをすべて閉じると、栽培空間は実質的に密閉空間となる。天窓２１は、後述する天窓開閉機構１４によって開閉される。
【００４１】
栽培空間空調システム１００は、ファンコイルユニット１０、チャンバ１１、循環用風量調整ダンパ１２、外気用風量調整ダンパ１３、天窓開閉機構１４、栽培空間内温度センサ１５、栽培空間内湿度センサ１６、栽培空間外温度センサ１７、栽培空間外湿度センサ１８、及び制御装置１９を備えている。制御装置１９は、栽培空間内温度センサ１５、栽培空間内湿度センサ１６、栽培空間外温度センサ１７、及び栽培空間外湿度センサ１８の検出値に基づいて、ファンコイルユニット１０、循環用風量調整ダンパ１２、外気用風量調整ダンパ１３、及び天窓開閉機構１４を制御する。
【００４２】
ファンコイルユニット１０は、筐体１０１、熱交換コイル１０２、及びファン１０３を備えている。筐体１０１内は冷房処理空間となっている。筐体１０１には空気取り込み口１０４が形成されている。冷房処理空間は、空気取り込み口１０３を介してチャンバ１１につながっている。ファン１０３が冷房処理空間内の空気を強制的に栽培処理空間に排気することで、冷房処理空間が負圧となり、チャンバ１１内の空気が空気取り込み口１０３から冷房処理空間に取り込まれる。
【００４３】
熱交換コイル１０２は、冷媒管３１，３２によって空冷チラー３３に接続されている。冷媒管３１にはポンプ３４が設けられ、冷媒管３２にはポンプ３５が設けられる。ファンコイルユニット１０で冷房処理を行う場合は、空冷チラー３３によって冷却された冷媒が、ポンプ３５の作用によって、冷媒管３２を通って熱交換コイル１０２に供給される。空気を冷却することで温度が上がった冷媒は、ポンプ３４の作用によって、熱交換コイル１０２から冷媒管３１を通って空冷チラー３３に戻されて再び冷却される。ファンコイルユニット１０、冷媒管３１，３２、空冷チラー３３、及びポンプ３４，３５によって空調装置１が構成される。空調装置１は、空気を取り込んで、取り込んだ空気に対して冷房処理及び／又は除湿処理を行って、栽培空間に供給する。
【００４４】
チャンバ１１は、循環用ダクト１１ａによって栽培空間とつながっている。外気用ダクト１１ｂには、外気用風量調整ダンパ１３が設けられている。循環用風量調整ダンパ１２は、栽培空間から循環用ダクト１１ａを通じてチャンバ１１に取り込まれる空気の量を調整する。チャンバ１１は、外気用ダクト１１ｂによって外気とつながっている。循環用ダクト１１ａには、循環用風量調整ダンパ１２が設けられている。外気用風量調整ダンパ１３は、外気用ダクト１１ｂを通じてチャンバ１１に取り込まれる外気の量を調整する。チャンバ１１の循環用ダクト１１ａ及び循環用風量調整ダンパ１２によって、栽培空間内の空気を供給するための循環用空気供給手段が構成され、チャンバ１１の外気用ダクト１１ｂ及び外気用風量調整ダンパ１２によって、前記栽培空間外の空気を供給するための外気用空気供給手段が構成される。
【００４５】
制御装置１９には、栽培空間内温度センサ１５、栽培空間内湿度センサ１６、栽培空間外温度センサ１７、及び栽培空間外湿度センサ１８がそれぞれ接続されている。栽培空間内温度センサ１５、栽培空間内湿度センサ１６、栽培空間外温度センサ１７、及び栽培空間外湿度センサ１８の検出値は制御装置１９に入力される。
【００４６】
制御装置１９は、空調装置１に接続されている。制御装置１９から空調装置１に制御信号を送ることで、ファンコイルユニット１０、ポンプ３４、３５及び空冷チラー３３の動作が制御される。また、制御装置１９は、循環用風量調整ダンパ１２、外気用風量調整ダンパ１３、及び天窓開閉機構１４にも接続されており、それらに制御信号を送ることでそれらの動作を制御する。
【００４７】
制御装置１９は、栽培空間内温度センサ１５から入力される温度値及び栽培空間内湿度センサ１６から入力される湿度値に基づいて、空調装置１を制御する。制御装置１９には、時期及び時間ごとに目標とする温度範囲及び湿度範囲が記憶されている。目標温度範囲及び目標湿度範囲は、例えば、７月の午前８時〜９時について、２０〜２５℃、４０〜７０％といった具合に設定されている。
【００４８】
制御装置１９は、栽培空間内温度センサ１５から入力される温度値や培空間内湿度センサ１６から入力される湿度値が、目標温度範囲及び目標湿度範囲を超えると、空調装置１を駆動して、栽培空間の温度や湿度が目標とする範囲内となるように、冷房や除湿を行う。
【００４９】
制御装置１９は、空調装置１を駆動するよう制御する際には、同時に環用風量調整ダンパ１２、外気用風量調整ダンパ１３、及び天窓開閉機構１４も制御する。制御装置１９には、目標温度範囲及び目標湿度範囲のほかに、目標温度範囲の上限よりも高い温度及び湿度が限界温度及び限界湿度として記憶されている。限界温度及び限界湿度は、例えば、上記の７月の午前８時〜９時について、２０〜２５℃、４０〜７０％という目標温度範囲及び目標湿度範囲に対して、限界温度３０℃、限界湿度９０％といった具合に設定されている。
【００５０】
制御装置１９は、空調装置１を駆動する際に、栽培空間の温度が限界温度を超えており、又は湿度が限界湿度を超えている場合は、外気空調を行い、栽培空間の温度が限界温度を超えておらず、かつ湿度が限界湿度を超えていない場合は、循環空調を行う。但し、栽培空間の温度が限界温度を超えているが、外気温度センサ１７によって検出された外気の温度が栽培空間の温度を上回っている場合には、外気空調ではなく循環空調を行う。また、栽培空間の湿度が限界湿度を超えているが外気湿度センサ１８によって検出された外気の湿度が栽培空間の湿度を上回っている場合にも、外気空調ではなく循環空調を行う。
【００５１】
外気空調とは、外気を取り込んで冷却や除湿の処理を行い、空調対象空間である栽培空間に排出する空調方法であり、循環空調とは、空調対象空間である栽培空間内の空気を取り込んで冷却や除湿の処理を行い、栽培空間に返す空調方法である。
【００５２】
外気空調の場合は、制御装置１９は、外気用風量調整ダンパ１３を開けて、循環用風量調整ダンパ１２を閉める。この状態でファンコイルユニット１０のファン１０３が駆動することで、ファンコイルユニット１０内の処理空間及びチャンバ１１が負圧になり、外気が外気用ダクト１１ｂ、チャンバ１１を経て、ファンコイルユニット１０内の処理空間に取り込まれて、熱交換コイル１０２で冷却、除湿されてから、ファン１０３によって栽培空間に放出される。このように外気空調を行うことで、栽培空間が正圧となるので、外気空調を行う際には、制御装置１９は、天窓開閉機構１４を制御して、天窓２１を開ける。
【００５３】
一方、循環空調の場合は、制御装置１９は、循環用風量調整ダンパ１２を開けて、外気調整ダンパ１３を閉める。この状態でファンコイルユニット１０のファン１０３が駆動することで、ファンコイルユニット１０内の処理空間及びチャンバ１１が負圧になり、栽培空間の空気が、循環用ダクト１１ａ、チャンバ１１を経て、ファンコイルユニット１０内の処理空間に取り込まれて、熱交換コイル１０２で冷却、除湿されてから、ファン１０３によって栽培空間に放出される。このような循環空調では、栽培空間の気圧は変化しないので、循環空調を行う際には、制御装置１９は、天窓開閉機構１４を制御して、天窓２１を閉じる。
【００５４】
制御装置１９は、外気空調を行っている間にも、栽培空間内温度センサ１５から入力される温度値及び外気温度センサ１７から入力される温度値を受けて、それらの温度値に基づいて、栽培空間の気温が外気の温度よりも低くなったときに、外気空調から循環空調に切り替える。また、制御装置１９は、外気空調を行っている間に、栽培空間内温度センサ１５から入力される温度値に基づいて、栽培空間の気温が限界温度よりも低くなったら、外気空調から循環空調に切り替える。
【００５５】
同様に、制御装置１９は、外気空調を行っている間にも、栽培空間内湿度センサ１６から入力される湿度値及び外気湿度センサ１８から入力される湿度値を受けて、それらの湿度値に基づいて、栽培空間の湿度が外気の湿度よりも低くなったときに、外気空調から循環空調に切り替える。また、制御装置１９は、外気空調を行っている間に、栽培空間内湿度センサ１６から入力される湿度値に基づいて、栽培空間の湿度が限界湿度よりも低くなったら、外気空調から循環空調に切り替える。
【００５６】
本実施の形態の栽培空間空調システム１００によれば、制御装置１９が、栽培空間内温度センサ１５が検知した温度が目標温度よりも高い場合に、冷房処理を行うよう空調装置１を制御し、栽培空間内温度センサ１５が検知した温度が目標温度より高温の限界温度よりも高い場合に、空調装置１に栽培空間外の空気を供給するよう外気用風量調整ダンパ１３を制御するので、栽培空間内の気温が限界温度よりも高い場合に、外気用風量調整ダンパ１３によって外気が空調装置１に供給され、空調装置１は外気を取り込んでそれを冷却して栽培空間に供給する外気冷房を行うことができる。
【００５７】
また、本実施の形態の栽培空間空調システム１００によれば、制御装置１９が、栽培空間内湿度センサ１６が検知した湿度が目標湿度よりも高い場合に、除湿処理を行うよう空調装置１を制御し、栽培空間内湿度センサ１６が検知した湿度が目標湿度より高湿の限界湿度よりも高い場合に、空調装置１に栽培空間外の空気を供給するよう外気用風量調整ダンパ１３を制御するので、栽培空間内の空気の湿度が限界湿度よりも高い場合に、外気用風量調整ダンパ１３によって外気が空調装置１に供給され、空調装置１は外気を取り込んでそれを除湿して栽培空間に供給する外気除湿を行うことができる。
【００５８】
なお、上記の実施の形態では、制御装置１９は、限界温度及び限界空調を記憶して、栽培空間の温度が限界温度を超えており、かつ、外気の温度が栽培空間の温度より低い場合に、外気空調を行い、また、栽培空間の湿度が限界湿度を超えており、かつ、外気の湿度が栽培空間の湿度より低い場合に、外気空調を行ったが、制御装置１９による制御方法はこれに限られない。制御装置１９は、限界温度及び限界湿度を設定せず、温度が目標温度範囲を超え、又は湿度が目標湿度範囲を超えて、冷房や除湿が必要となった場合に、外気の温度と栽培空間の気温とを比較して、外気の温度のほうが低い場合に外気空調を行ってもよい。
【００５９】
また、外気の温度や湿度にかかわらず、栽培空間内の温度や湿度が所定の限界温度及び限界空調に達したときに外気空調を行うようにしてもよい。例えば、限界温度を４０度と設定する場合には、通常は外気が４０度以上になることは稀であるので、外気の方が温度が低いとみなして外気空調を行うという制御を行うことができる。
【００６０】
また、上記の実施の形態では、制御装置１９は、外気空調を行っている間に、栽培空間の気温が限界温度より低くなった場合、及び栽培空間の気温が外気の温度より低くなった場合に、外気空調から循環空調に切り替えたが、制御装置１９による制御方法は、これに限られない。例えば、制御装置１９は、栽培空間の気温が限界温度より低くなった場合にのみ、外気空調から循環空調に切り替えてもよいし、栽培空間の気温が外気の温度より低くなった場合にのみ、外気空調から循環空調に切り替えてもよい。
【００６１】
湿度についても同様に、上記の実施の形態では、制御装置１９は、外気空調を行っている間に、栽培空間の湿度が限界湿度より低くなった場合、及び栽培空間の湿度が外気の湿度より低くなった場合に、外気空調から循環空調に切り替えたが、制御装置１９による制御方法は、これに限られない。例えば、制御装置１９は、栽培空間の湿度が限界湿度より低くなった場合にのみ、外気空調から循環空調に切り替えてもよいし、栽培空間の湿度が外気の湿度より低くなった場合にのみ、外気空調から循環空調に切り替えてもよい。
【００６２】
また、上記の実施の形態では、制御装置１９は、外気空調を行う場合には循環用風量調整ダンパ１２を閉めて外気用風量調整ダンパ１３のみを開け、循環空調を行い場合には外気用風量調整ダンパ１３を閉めて循環用風量調整ダンパ１２のみを開けるよう制御したが、制御装置１９による制御方法は、これに限られない。例えば、外気空調を行う場合にも、外気用風量調整ダンパ１３を開けるとともに、循環用風量調整ダンパ１２も開けるようにしてもよい。また、循環空調を行う場合にも、循環用風量調整ダンパ１２を開けるとともに、外気用風量調整ダンパ１３も開けるようにしてもよい。さらに、これらの場合に、栽培空間内温度センサ１５、栽培内湿度センサ１６、外気温度センサ１７、外気湿度センサ１８の検出値に基づいて、循環用風量調整ダンパ１２及び外気用風量調整ダンパ１３の風量を連続的又は離散的に制御してもよい。
【００６３】
また、上記の実施の形態では、調湿装置１が空気の冷却及び除湿を行う機能を有していたが、いずれか一方のみの機能を有していてもよい。また、冷房及び除湿の機能のほかに、暖房及び加湿の機能を有していてもよい。
【００６４】
また、上記の実施の形態では、栽培空間空調システム１００が栽培ハウスＨに適用される例を説明したが、本発明の栽培空間空調システムは栽培ハウスに限らず、植物を栽培する栽培空間を形成する他の施設にも応用できる。特に、昨今は工場として使用されていた建物を栽培用の施設として再利用することもあるが、本発明はこのような施設にも適用可能である。
【００６５】
さらに、上記の実施の形態では、天窓開閉機構１４によって、天窓２１を開閉したが、本発明の排気手段はこれに限られない。例えば、制御装置１９に制御される開閉機構によって開閉される、壁に設けた窓であってもよく、制御装置１９によって制御される換気扇であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、空調装置のエネルギー消費や占有スペースを増加させることなく、過度に高温になった栽培空間内の空気の温度を低下させ、過度に高湿になった栽培空間内の空気の湿度を下げることができるという効果を有し、栽培空間内の空気に対して冷却や除湿の処理を行う栽培空間空調システム及びその制御方法、並びに栽培空間空調方法等として有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１  空調装置
１００  栽培空間空調システム
１０  ファンコイルユニット
１１  チャンバ
１２  循環用風量調整ダンパ
１３  外気用風量調整ダンパ
１４  天窓開閉機構
１５  栽培空間内温度センサ
１６  栽培空間内湿度センサ
１７  栽培空間外温度センサ
１８  栽培空間外湿度センサ
１９  制御装置
２１  天窓
２２  防虫ネット
１０１  筐体
１０２  熱交換コイル
１０３  ファン
１０４  空気取り込み口
３１  冷媒管
３２  冷媒管
３３  空冷チラー
３４  ポンプ
３５  ポンプ
【図１】
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