(57)【要約】  【課題】  ハウス内の空気の環境に配慮して適切に換気を行える新しいハウス用空気調和システムを提供する。  【解決手段】  ハウス用空気調和システムは、ハウス内の空気調和を行うハウス用空気調和システムであって、外部の空気を取り込む換気装置１を有している。ハウスの外部からハウス内に空気を送り込むためのファン１７と、ハウスの外部からハウス内へ流れる空気の通路を塞ぐようにして設けられた充填材１４と、充填材１４に殺菌効果をも有する吸湿性液体Ｌを供給する吸湿性液体供給部１５と、充填材１４を通った吸湿性液体Ｌを入れる液槽１６と、充填材１４において空気と気液接触することによって濃度の変化した吸湿性液体を再生する再生機４０とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウスの外部からハウス内に空気を送り込むためのファンと、
ハウスの外部からハウス内に流れる空気の通路に設けられた充填材と、
前記充填材に殺菌効果をも有する吸湿性液体を供給する吸湿性液体供給部と、
前記充填材を通った前記吸湿性液体を入れる液槽と、
前記充填材において空気と気液接触することによって濃度の変化した吸湿性液体を再生する再生機と、
を備えるハウス用換気装置。
【請求項２】
前記吸湿性液体として塩化リチウムを用いる請求項１に記載のハウス用換気装置。
【請求項３】
前記充填材は、空気の通路を塞ぐようにして設けられている請求項１または２に記載のハウス用換気装置。
【請求項４】
前記ハウス内の二酸化炭素濃度を測定するセンサを備え、
前記二酸化炭素濃度が所定の閾値以上になるように換気を行う請求項１〜３のいずれかに記載のハウス用換気装置。
【請求項５】
ハウスの外部から前記充填材までの空気の通路上に防虫フィルタを備える請求項１〜４のいずれかに記載のハウス用換気装置。
【請求項６】
ハウスの外部から前記充填材までの空気の通路上に防塵フィルタを備える請求項１〜５のいずれかに記載のハウス用換気装置。
【請求項７】
前記再生機は、
空気を取り込む取込口と空気を排出する排気口を有する筐体と、
再生すべき吸湿性液体を供給する吸湿性液体供給部と、
前記吸湿性液体供給部から供給された吸湿性液体を空気と気液接触させるために吸湿性液体を一時的に滞留させる充填材と、
前記取込口から前記充填材までの空気の通路上と、前記充填材から前記排気口までの空気の通路上に防虫フィルタを備える請求項１〜６のいずれかに記載のハウス用換気装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のハウス用換気装置と、
前記ハウス内に設置される内気燃焼式の暖房装置と、
を備えるハウス用空気調和システム。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載のハウス用換気装置と、
前記ハウス内に設置される地下水または用水を利用した冷房装置と、
を備えるハウス用空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農作物等のハウス栽培に用いるハウス用換気装置およびハウス用空気調和システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ビニールハウスやプラスチックハウス等で野菜や果物を栽培するハウス栽培が知られていた。また、最近では、天候や気温変化の影響を受けにくい環境で植物を栽培する「植物工場」が注目を集めている。植物工場は、植物の生育に適した環境を作り出すために、室温や照度を従来のハウス栽培より厳しく管理する手法である。
【０００３】
上記のように閉鎖された空間で植物を栽培すると、植物が光合成を行うことに伴って、ハウス内の二酸化炭素濃度が低下する。従って、ハウス内に二酸化炭素を供給する必要があり、換気が行われる。
【０００４】
従来のハウスでは、例えば、特許文献１に記載するように、ハウスの一部を開放して換気することが知られている。この方法では、病気やカビの原因となる有害動植物がハウス内に入ってしまう。
【０００５】
特許文献２は、ハウス内への有害動植物の侵入を防止しつつ換気を行う換気システムを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３５０５０６号公報
【特許文献２】特開２００８−２８３９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載の換気システムでは、網目のサイズが０．１ｍｍの外気ろ過フィルタを用いているので、０．１ｍｍより大きい有害動植物の侵入を防止することができるが、数μｍ〜数十μｍの微細な菌類やウィルスの侵入を防止することはできない。
【０００８】
また、特許文献２に記載の換気システムでは、換気によってハウス内の環境が乱されることまでは防止できない。植物を生育するうえで、湿度は重要なファクターである。例えば、湿度が高くなると、灰色かび病等の原因となり、湿度が低くなるとウドンコ病等の原因となる。従って、適切な範囲の湿度を保つことは、気温を保つことと同様に重要である。しかし、特許文献２では、ハウス内の湿度には全く配慮していない。
【０００９】
なお、特許文献２では、外気温度が高い場合に、加湿によってハウス内の温度を下げることが記載されている。しかし、これはハウス内の温度に着目したものであって、湿度に配慮したものではない。日本の気候では、外気温が高くなる夏場は湿度が高くなるが、特許文献２では、気温が高い場合に湿度を上げているので、湿度がさらに高くなってしまい、上記したような灰色かび病等の問題が生じる。
【００１０】
そこで、本発明は、ハウス内の空気の環境に配慮して適切に換気を行える新しいハウス用換気装置およびハウス用空気調和システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のハウス用換気装置は、ハウスの外部からハウス内に空気を送り込むためのファンと、ハウスの外部からハウス内へ流れる空気の通路に設けられた充填材と、前記充填材に殺菌効果をも有する吸湿性液体を供給する吸湿性液体供給部と、前記充填材を通った前記吸湿性液体を入れる液槽と、前記充填材において空気と気液接触することによって濃度の変化した吸湿性液体を再生する再生機とを備える。
【００１２】
このように空気の通路に設けられた充填材において、外部から取り込んだ空気と殺菌効果を有する吸湿性液体とを気液接触させることによって、殺菌および調湿を行った空気をハウス内に供給するので、ハウス内の環境を保持しつつ換気を行うことができる。吸湿性液体としては、殺菌力の高い塩化リチウムを用いてもよい。
【００１３】
本発明のハウス用換気装置において、前記充填材は、空気の通路を塞ぐようにして設けられていてもよい。
【００１４】
この構成により、ハウス内に導入される空気は必ず充填材を通り、吸湿性液体と気液接触するので、確実に清浄化することができる。
【００１５】
本発明のハウス用換気装置は、前記ハウス内の二酸化炭素濃度を測定するセンサを備え、前記二酸化炭素濃度が所定の閾値以上になるように換気を行ってもよい。
【００１６】
この構成により、換気によりハウス内の二酸化炭素濃度を適切な値に維持し、植物の生育を促進できる。
【００１７】
本発明のハウス用換気装置は、ハウスの外部から前記充填材までの空気の通路上に防虫フィルタを備えてもよい。
【００１８】
この構成により、ハウスが設置される環境に多く存在する虫の侵入による吸湿性液体の汚染を防止し、吸湿性液体の長寿命化を図ることができる。
【００１９】
本発明のハウス用換気装置は、ハウスの外部から前記充填材までの空気の通路上に防塵フィルタを備えてもよい。
【００２０】
この構成により、ハウスが設置される環境において発生し得る砂塵による吸湿性液体の汚染を防止し、吸湿性液体の長寿命化を図ることができる。
【００２１】
本発明のハウス用換気装置において、前記再生機は、空気を取り込む取込口と空気を排出する排気口を有する筐体と、再生すべき吸湿性液体を供給する吸湿性液体供給部と、前記吸湿性液体供給部から供給された吸湿性液体を空気と気液接触させるために吸湿性液体を一時的に滞留させる充填材と、前記取込口から前記充填材までの空気の通路上と、前記充填材から前記排気口までの空気の通路上に防虫フィルタを備えてもよい。
【００２２】
このように充填材より取込口側に防虫フィルタを備えることにより、ハウスが設置される環境に多く存在する虫の侵入による吸湿性液体の汚染を防止し、吸湿性液体の長寿命化を図ることができる。また、排気口側にも防虫フィルタを設けることにより、再生機の運転が停止しているときにも虫の侵入を防止できる。
【００２３】
本発明のハウス用空気調和システムは、上記したハウス用換気装置と、前記ハウス内に設置される内気燃焼式の暖房装置を備える。
【００２４】
ハウス用換気装置によってハウス内に空気が取り込まれるので、エネルギー効率の良い内気燃焼式の暖房装置により、ハウス内の気温を上げることができる。
【００２５】
本発明のハウス用空気調和システムは、上記したハウス用換気装置と、前記ハウス内に設置される地下水または用水を利用した冷房装置を備える。
【００２６】
ハウス用換気装置によってハウス内の湿度を調整するので、高い冷房能力は必要とされず、地下水や用水を用いたコストの低い冷房を実現できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、殺菌効果を有する吸湿性液体によって、外部から取り込んだ空気を処理することにより、ハウス内の環境を保持しつつ換気を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ハウス用空気調和システムの構成を示す図である。
【図２】ハウス用換気装置の構成を示す図である。
【図３】（ａ）塩化リチウムの粉塵除去率を示す図である。（ｂ）塩化リチウムの殺菌力を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態のハウス用空気調和システム７０について、図面を参照しながら説明する。図１は、ハウス用空気調和システム７０の全体構成を示す図である。
【００３０】
ハウス用空気調和システム７０が適用されるハウスＨは、例えば、ビニールハウス、プラスチックハウスであり、植物Ｐを生育するための環境を提供している。ハウスＨ内には、栽培用の照明７１が設けられている。栽培用の照明７１には、コジェネ発電機７２によって発電された電力が供給される。なお、本明細書では、空気調和システムの設置対象を「ハウス」と称しているが、本発明のハウス用空気調和システム７０は、「植物工場」と称される施設にも適用することが可能である。
【００３１】
ハウス用空気調和システム７０は、外部の空気をハウスＨ内に取り込むためのハウス換気装置（以下、「換気装置」という）１を有している。ハウスＨ内の空気は、図示しない排気口から排出される。排気口は、換気装置１により空気の取り込みが行われるときにのみ開放され、換気装置１が作動していないときには閉じられる。排気口は比較的小さく、換気装置１による空気の供給圧力により、ハウスＨ内からハウスＨの外への空気の流れが形成される。これにより、排気口からの微細生物等の侵入を防止できる。なお、比較的大きい虫の侵入を防止するために、排気口に防虫フィルタを設けることが好ましい。
【００３２】
換気装置１は、外部から取り込んだ空気の湿度を調整するとともに清浄化して、ハウスＨ内に供給する。換気装置１には、コジェネ発電機７２にて発生した排熱が供給される。ハウス用空気調和システム７０は、コジェネ発電機７２の排熱を利用することにより、エネルギー利用効率の向上を図っている。
【００３３】
ハウス用空気調和システム７０は、ハウスＨ内に、内気燃焼温風器７３と、冷房用送風機７４とを有している。内気燃焼温風器７３は、ハウスＨ内の酸素を燃焼して温風を生成する装置である。内気燃焼温風器７３は、炭酸ガス施用器としての機能をも有している。ハウスＨ内の二酸化炭素濃度が低下した場合には、内気燃焼温風器７３によって二酸化炭素を施用できる。
【００３４】
冷房用送風機７４は、地下水または用水によって空気を水冷して冷風を生成する。本実施の形態では、換気装置１にて空気を取り込む際に、その湿度（潜熱）を調整しているので、冷房によって室温（顕熱）をそれほど低下させなくても、ハウスＨ内の熱エネルギーを低下させることができる。従って、地下水または用水を利用した緩やかな冷房によって、植物Ｐの生育に適切な環境を作り出すことができる。
【００３５】
図２は、ハウス用空気調和システム７０で用いられる換気装置１の詳細な構成を示す図である。換気装置１は、ハウスＨの外部から取り込んだ空気を処理してハウスＨ内に導入する処理機１０を有している。処理機１０は、取り込んだ空気を吸湿性液体Ｌと気液接触させることにより、湿度を調整する。本実施の形態では、吸湿性液体Ｌとして、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）を用いている。
【００３６】
図３（ａ）は塩化リチウムの粉塵除去率を示す図であり、図３（ｂ）は塩化リチウムの殺菌力を示す図である。図３（ａ）に示すように、塩化リチウムは、粒径が５μｍ以上の粉塵をほぼ１００％除去することができる。また、図３（ｂ）は、供試菌種を滅菌するために要するための時間と濃度を示す図である。例えば、大腸菌の場合、２０％以上の濃度の塩化リチウムに１０分以上さらすことで滅菌することができる。本実施の形態の換気装置は、２７〜３０％程度の濃度の塩化リチウムを用いているので、高い殺菌効果を発揮する。
【００３７】
このように、塩化リチウムは、高い粉塵除去作用、殺菌力を有するので、外部から取り込まれた空気は、塩化リチウムと気液接触することにより清浄化される。なお、吸湿性液体Ｌとしては、塩化リチウムに限らず、食塩水などの潮解性を有する塩の溶液や、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコールなどの吸湿性の高い多価アルコール、その他の吸湿性、殺菌力、粉塵除去力を有する安価な液体を用いてもよい。
【００３８】
換気装置１は、処理機１０での処理に用いた吸湿性液体Ｌの再生を行う再生機４０を有する。ここで、吸湿性液体Ｌの再生とは、調湿を行うことによって濃度の変化した吸湿性液体Ｌを調湿処理前の状態に戻すことをいう。例えば、除湿処理は、溶液濃度の高い吸湿性液体Ｌを冷却し、冷却した吸湿性液体Ｌに空気を通すことにより、吸湿性液体Ｌによって空気中の水分を吸収する。この処理によって吸湿性液体Ｌの溶液濃度は低くなるが、溶液濃度が低い吸湿性液体Ｌでは十分な除湿を行えない。溶液濃度の低くなった吸湿性液体Ｌから水分を脱離させる再生処理によって、溶液濃度の高い吸湿性液体Ｌに戻す。加湿処理の場合は、逆に、吸湿性液体Ｌの溶液濃度が高くなるので、吸湿性液体Ｌに水分を吸収させる再生処理によって溶液濃度の低い吸湿性液体Ｌに戻す。
【００３９】
図２では、一台の処理機１０に対して一台の再生機４０が接続された例を示しているが、例えば、複数のハウスＨのそれぞれに処理機１０が設けられている場合には、複数台の処理機１０に対して一台の再生機４０を接続する構成としてもよい。
【００４０】
処理機１０と再生機４０は、第１の吸湿液管路６１および第２の吸湿液管路６２によって接続されている。第１の吸湿液管路６１は、処理機１０から再生機４０へ吸湿性液体Ｌを送るための管路であり、第２の吸湿液管路６２は、再生機４０から処理機１０へ吸湿性液体Ｌを送るための管路である。第１の吸湿液管路６１、第２の吸湿液管路６２を用いて、処理機１０と再生機４０との間で吸湿性液体Ｌを循環させることにより、処理機１０にて用いた吸湿性液体Ｌを再生機４０にて再生し、処理機１０に戻す。
【００４１】
［処理機］
次に、処理機１０の構成について説明する。処理機１０は、空気と吸湿性液体Ｌとの気液接触を行うための充填材１４と、充填材１４に対して吸湿性液体Ｌを滴下する吸湿液供給部１５とを収容した筐体１１を備えている。吸湿液供給部１５から滴下された吸湿性液体Ｌは充填材１４を通ってゆっくりと流れ落ちる。従って、吸湿性液体Ｌは、充填材に一時的に滞留する。筐体１１の下部には、充填材１４を通過した吸湿性液体Ｌを溜める液槽１６を有する。
【００４２】
筐体１１には、空気を取り込むための取込口１２と空気を排出するための排気口１３とが形成されている。取込口１２には、筐体１１内への砂や埃の侵入を防止する防塵フィルタ１８と、防塵フィルタ１８を通過した虫の侵入を防止する防虫フィルタ１９が取り付けられている。排気口１３には、外部から取り込んだ空気をハウスＨに送り込むためのファン１７が設けられている。このファン１７が回転することにより、ハウスＨの外部から筐体１１内に空気が取り込まれ、図２に矢印で示す経路を通ってハウスＨ内に送り込まれる。また、排気口１３にも防虫フィルタ２０が取り付けられている。
【００４３】
図２に示すように、充填材１４は、空気が通る通路上に設けられているので、取込口１２から取り込まれた空気は充填材１４を通過する。前述したように、充填材１４には、吸湿性液体Ｌが滞留しているので、吸湿性液体Ｌと充填材１４を通過する空気との間で水分の授受が行われ、除湿または加湿が行われる。また、塩化リチウムの粉塵除去作用および殺菌作用により、充填材１４を通過する空気は清浄化される。充填材１４は、図２に示すように、空気の通路を塞ぐようにして設けられ、筐体１１の内面と充填材１４との隙間がない。従って、ハウスＨ内に導入される空気は、確実に充填材１４を通過する。
【００４４】
処理機１０は、液槽１６内の吸湿性液体Ｌを吸湿液供給部１５に供給するための管２１を有している。管２１にはポンプ２２が取り付けられており、液槽１６内の吸湿性液体Ｌを吸い上げる。
【００４５】
この管２１には、ヒートポンプ３０の第１の熱交換器３１が設けられており、第１の熱交換器３１によって吸湿性液体Ｌを加熱または冷却する。第１の熱交換器３１は、処理機１０の吸湿液供給部１５から供給される吸湿性液体Ｌの温度を制御する。吸湿性液体Ｌを加熱するか冷却するかは、処理機１０によって空気を加湿するか除湿するかによる。すなわち、処理機１０が加湿処理を行う場合には、吸湿性液体Ｌに含まれた水分を空気中に放出させるために吸湿性液体Ｌを加熱する。逆に、処理機１０が除湿処理を行う場合には、空気中の水分を吸湿性液体Ｌに吸収させやすくするために吸湿性液体Ｌを冷却する。
【００４６】
液槽１６内の吸湿性液体Ｌを再生機４０に送るための第１の吸湿液管路６１は、液槽１６から吸湿性液体Ｌを吸い上げるための管２１に三方バルブ２３を介して接続されている。三方バルブ２３は、処理機１０の吸湿液供給部１５に送る吸湿性液体Ｌの量と第１の吸湿液管路６１を通じて再生機４０に送る吸湿性液体Ｌの量を制御する。本実施の形態では、三方バルブ２３は、（吸湿液供給部１５へ送る吸湿性液体Ｌの量）：（再生機４０に送る吸湿性液体Ｌの量）が、８：２から９：１の割合になるように制御する。
【００４７】
第１の吸湿液管路６１には、第２の熱交換器３２が設けられており、再生機４０に供給される吸湿性液体Ｌを冷却または加熱する。第２の熱交換器３２は、再生機４０に供給される吸湿性液体Ｌの温度を制御する。第１の熱交換器３１と第２の熱交換器３２とはヒートポンプ３０を構成しており、第１の熱交換器３１と第２の熱交換器３２との間で熱が移動する。
【００４８】
ここでヒートポンプ３０の構成について説明する。ヒートポンプ３０は、第１の熱交換器３１と、第２の熱交換器３２と、圧縮機３３と、膨張弁３４と、これらをつなぐ冷媒管３５とを備えている。ヒートポンプ３０は、冷媒の流れを逆転させることにより、第１の熱交換器３１を蒸発器あるいは凝縮器として機能させることができる。第２の熱交換器３２は、第１の熱交換器３１とは逆の処理を行う。
【００４９】
［再生機］
次に、再生機４０について説明する。再生機４０は、処理機１０から送られてきた吸湿性液体Ｌと空気とを気液接触させて、吸湿性液体Ｌを再生する。再生機４０は、空気と吸湿性液体Ｌとの気液接触を行うための充填材４４と、充填材４４に対して吸湿性液体Ｌを滴下する吸湿液供給部４５とを収容する筐体４１を有している。また、筐体４１の下部には、充填材４４を通過した吸湿性液体Ｌを溜める液槽４６を有する。
【００５０】
吸湿液供給部４５は、第１の吸湿液管路６１を通じて送られてくる吸湿性液体Ｌを充填材４４に供給する吸湿液供給部４５ａと、液槽４６から吸い上げた吸湿性液体Ｌを充填材４４に供給する吸湿液供給部４５ｂとを有する。第１の吸湿液管路６１に設けられたヒートポンプ３０の第２の熱交換器３２が吸湿性液体Ｌを加熱または冷却するかは、再生機４０によって吸湿性液体Ｌを濃縮するか希釈するかによる。すなわち、再生機４０が吸湿性液体Ｌの濃縮を行う場合には、吸湿性液体Ｌに含まれた水分を空気中に放出させるために吸湿性液体Ｌを加熱する。逆に、再生機４０が吸湿性液体Ｌを希釈する場合には、空気中の水分を吸湿性液体Ｌに吸収させやすくするために吸湿性液体Ｌを冷却する。
【００５１】
筐体４１には、空気を取り込むための取込口４２と空気を排出するための排気口４３とが形成されている。取込口４２には、筐体４１内への砂や埃の侵入を防止する防塵フィルタ５６と、防塵フィルタ５６を通過した虫の侵入を防止する防虫フィルタ５７が取り付けられている。
【００５２】
排気口４３には、筐体４１内から空気を排出するためのファン４７が設けられている。このファン４７が回転することにより、筐体４１内の空気が外部に排出され、筐体４１内が筐体４１の外部に対して負圧となるので、取込口４２を通じて空気が筐体４１内に流れ込む。また、排気口４３にも防虫フィルタ５８が取り付けられている。これにより、ファン４７が停止している際にも、排気口４３から筐体４１内への虫の侵入を防止できる。
【００５３】
図２において、矢印は、空気の流れを示す。図２に示すように、取込口４２から取り込まれた空気は充填材４４を通過する。充填材４４には、吸湿性液体Ｌが滞留しているので、吸湿性液体Ｌと空気との間で水分の授受が行われる。これにより、吸湿性液体Ｌが再生される。
【００５４】
再生機４０は、液槽４６内の吸湿性液体Ｌを第１の吸湿液管路６１に供給する管４９を有している。液槽４６内の吸湿性液体Ｌは、ポンプ５０によって第１の吸湿液管路６１に吸い上げられる。吸湿性液体Ｌは、第２の熱交換器３２を通じて再生機４０に再び供給される。
【００５５】
再生機４０は、液槽４６の吸湿性液体Ｌを吸湿液供給部４５ｂに供給するための供給管５１を有している。供給管５１には、ポンプ５２が取り付けられており、液槽４６内の吸湿性液体Ｌを吸い上げる。また、この管５１には、加熱源５３が設けられている。この加熱源はコジェネ発電機７２の排熱を利用して、管５１を流れる吸湿性液体Ｌを加熱する。
【００５６】
加熱源５３は、第２の熱交換器３２による温度制御に加えて温度を上昇させたい場合には、液槽４６から吸い上げた吸湿性液体Ｌを加熱する。加熱された吸湿性液体Ｌは、吸湿液供給部４５ｂから充填材４４に滴下され、充填材４４において気液接触される。充填材４４を通過した吸湿性液体Ｌは、液槽４６に入る。このように吸湿性液体Ｌを循環させることにより、再生機４０は吸湿性液体Ｌの再生処理を行う。
【００５７】
再生機４０は、液槽４６に給水を行う給水管５４を有する。給水管５４上には、バルブ５５が設けられており、バルブ５５によって給水の制御を行う。
【００５８】
液槽４６の吸湿性液体Ｌは、第２の吸湿液管路６２を通じて処理機１０に戻る。再生機４０から処理機１０に戻る吸湿性液体Ｌの量は、バルブ６３によって調整される。本実施の形態では、バルブ６３は、液槽４６内の吸湿性液体Ｌの液面の高さが一定になるように、処理機１０へ戻す吸湿性液体Ｌの量を制御する。
【００５９】
換気装置１は、第１の吸湿液管路６１と第２の吸湿液管路６２との間で熱交換を行う熱交換器６４を有している。この熱交換器６４は、第１の吸湿液管路６１を流れる吸湿性液体Ｌと第２の吸湿液管路６２を流れる吸湿性液体Ｌの温度差を低減し、ヒートポンプ３０の汲み上げ温度差の低減に寄与する。以上、換気装置１の構成について詳細に説明した。
【００６０】
［ハウス用空気調和システムの動作］
次に、本実施の形態のハウス用空気調和システム７０の動作について説明する。ハウス用空気調和システム７０は、二酸化炭素濃度を測定するセンサによってハウスＨ内の二酸化炭素濃度を測定し、ハウスＨ内の二酸化炭素濃度が所定の閾値を保持するように換気を行う。例えば、二酸化炭素濃度が所定の閾値を下回った場合に換気を開始し、外部の二酸化炭素濃度と等しくなるまで換気を行う。また、（１）植物が光合成を行わない夜間、（２）多数の作業者がハウス内にいる場合、（３）内気燃焼暖房器７３を作動している場合など、ハウスＨ内の二酸化炭素濃度が大きくなる場合には、二酸化炭素濃度が所定の閾値を上回った場合に換気を開始し、外部の二酸化炭素濃度と等しくなるまで換気を行う。
【００６１】
最初に、ハウスＨ内より外気の方が、湿度が高い場合の換気動作について説明する。この場合、換気装置１は、外気をハウスＨ内の湿度と同程度まで除湿してから、ハウスＨ内に供給する。
【００６２】
換気装置１は、ヒートポンプ３０の第１の熱交換器３１を蒸発器、第２の熱交換器３２を凝縮器として機能させる。処理機１０の液槽１６には、溶液濃度の高い吸湿性液体Ｌを入れておく。
【００６３】
処理機１０は、液槽１６から溶液濃度の高い吸湿性液体Ｌを吸い上げ、蒸発器として機能する第１の熱交換器３１にて吸湿性液体Ｌを冷却した上で吸湿液供給部１５に供給する。吸湿液供給部１５は、吸湿性液体Ｌを充填材１４に滴下する。滴下された吸湿性液体Ｌは、充填材１４をゆっくりと通過して液槽１６に戻る。
【００６４】
処理機１０は、上記の動作と同時に、排気口１３に設けられたファン１７を回転させることにより、筐体１１内に空気を取り込み、充填材１４にて空気と吸湿性液体Ｌとの気液接触を行った後に、処理後の空気を、排気口１３を通じてハウスＨ内に供給する。充填材１４には溶液濃度が高くかつ低温の吸湿性液体Ｌが存在するので、空気中の水分が吸湿性液体Ｌによって吸収され、除湿された空気がハウスＨ内に供給される。なお、吸湿性液体Ｌと空気との間で熱交換も同時に行われるので、空気は冷却される。
【００６５】
処理機１０が除湿動作を継続して行うと、吸湿性液体Ｌは希釈されて、空気中の水分を吸収しにくくなり除湿効率が低下するので、吸湿性液体Ｌを再生機４０によって再生する。換気装置１は、処理機１０の液槽１６から吸い出した吸湿性液体Ｌのうちの一部を第１の吸湿液管路６１に供給し、再生機４０に送る。再生機４０に送る吸湿性液体Ｌの量は、三方バルブ２３によって調節する。
【００６６】
第１の吸湿液管路６１の途中には、凝縮器として機能する第２の熱交換器３２が配設されており、再生機４０に送られる吸湿性液体Ｌは第２の熱交換器３２によって加熱される。再生機４０は、第１の吸湿液管路６１から供給される溶液濃度の低くなった吸湿性液体Ｌの再生処理を行う。具体的には、吸湿液供給部４５ａは、第２の熱交換器３２によって加熱された吸湿性液体Ｌを充填材４４に滴下する。滴下された吸湿性液体Ｌは、充填材４４を通って液槽４６に入る。
【００６７】
再生機４０は、上記の動作と同時に、排出口４３に設けられたファン４７により、筐体４１内から空気を排出する。これにより、取込口４２を通じて筐体４１内に空気が流れ込む。流れ込んだ空気は、充填材４４にて吸湿性液体Ｌと気液接触した後、排出口４３から排出される。空気が吸湿性液体Ｌと接触することにより、高温の吸湿性液体Ｌから水分が脱離して空気中に逃げ、吸湿性液体Ｌの濃度が高くなる。充填材４４を通過した吸湿性液体Ｌは、液槽４６に入る。
【００６８】
液槽４６内の吸湿性液体Ｌの一部は、ポンプ５２によって吸い上げられ、供給管５１を通じて吸湿液供給部４５ｂに供給される。この際、加熱源５３は、吸湿性液体Ｌを加熱する。これにより、吸湿性液体Ｌの水分がいっそう放出されやすい状態となり、再生機４０は効率の良い濃縮処理を行える。
【００６９】
また、液槽４６内の吸湿性液体Ｌの一部は、第１の吸湿液管路６１に供給される。第１の吸湿液管路６１に供給された吸湿性液体Ｌは、第２の熱交換器３２によって加熱されて吸湿液供給部４５ａに再び供給される。このように充填材４４と液槽４６との間で吸湿性液体Ｌが循環することにより、徐々に吸湿性液体Ｌの濃度が高くなっていく。
【００７０】
再生処理が行われた液槽４６内の吸湿性液体Ｌは、第２の吸湿液管路６２を通って処理機１０に戻る。吸湿性液体Ｌは、処理機１０に戻る途中で、熱交換器６４によって、再生機４０に向かう吸湿性液体Ｌと熱交換が行われ、温度が低下する。以上、ハウス用空気調和システム７０の換気装置１を用いて、除湿した空気をハウスＨ内に供給する動作について説明した。
【００７１】
次に、ハウスＨ内より外気の方が、湿度が低い場合の換気動作について説明する。この場合、換気装置１は、外気をハウスＨ内の湿度と同程度まで加湿してから、ハウスＨ内に供給する。
【００７２】
換気装置１にて空気を加湿する場合には、ヒートポンプ３０は、第１の熱交換器３１を凝縮器、第２の熱交換器３２を蒸発器として機能させる。処理機１０の液槽１６には、溶液濃度の低い（水分を多く含んだ）吸湿性液体Ｌを入れておく。加湿処理の場合は、基本的には、換気装置１は、除湿処理と反対の動作を行う。
【００７３】
処理機１０は、溶液濃度の低い吸湿性液体Ｌを加熱して充填材１４に滴下する一方で、取り込んだ空気を充填材１４に通すことにより、吸湿性液体Ｌから水分を放出させて空気を加湿する。なお、吸湿性液体Ｌと空気との間で熱交換も同時に行われ、空気は加熱される。
【００７４】
処理機１０が加湿動作を継続して行うと、吸湿性液体Ｌは濃縮されて、空気中に放出される水分が少なくなるので、吸湿性液体Ｌを再生機４０によって再生する。換気装置１は、処理機１０の液槽１６から吸い出した吸湿性液体Ｌのうちの一部を第１の吸湿液管路６１に供給し、再生機４０に送る。
【００７５】
再生機４０に送られる吸湿性液体Ｌは、第１の吸湿液管路６１にある第２の熱交換器３２によって冷却される。冷却された吸湿性液体Ｌは、再生機４０の吸湿液供給部４５ａに供給される。吸湿液供給部４５ａが冷却された濃度の高い吸湿性液体Ｌを充填材４４に滴下する一方で、外部から取り込んだ空気を充填材４４に通すことにより、吸湿性液体Ｌに水分を吸収させる再生処理を行う。充填材４４を通過した吸湿性液体Ｌは液槽４６に入る。
【００７６】
液槽４６内の吸湿性液体Ｌの一部は、ポンプ５２によって吸い上げられ、供給管５１を通じて吸湿液供給部４５ｂに供給される。また、液槽４６内の吸湿性液体Ｌの一部は、第１の吸湿液管路６１に供給される。第１の吸湿液管路６１に供給された吸湿性液体Ｌは、第２の熱交換器３２によって冷却されて吸湿液供給部４５ａに再び供給される。このように、充填材４４と液槽４６との間で吸湿性液体Ｌが循環することにより、徐々に吸湿性液体Ｌの濃度が低くなっていく。
【００７７】
吸湿性液体Ｌの希釈再生を行う際には、外気から吸湿性液体Ｌへ水分を取り込むことに代えて、吸湿性液体Ｌに直接に給水することにより、吸湿性液体Ｌを希釈してもよい。再生機４０は、給水管５４のバルブ５５を開け、液槽４６に給水を行う。
【００７８】
再生処理が行われた液槽４６内の吸湿性液体Ｌは、第２の吸湿液管路６２を通って処理機１０に戻る。以上、ハウス用空気調和システム７０の換気装置１を用いて、除湿した空気をハウスＨ内に供給する動作について説明した。
【００７９】
上記したとおり、外部から取り込まれる空気は、除湿時には冷却した吸湿性液体Ｌと気液接触され、加湿時には加熱した吸湿性液体Ｌと気液接触されるので、吸湿性液体Ｌとの間で熱交換も行われる。つまり、換気装置１は、外部から取り込む空気の湿度を調整すると共に温度を調整することができる。ただし、換気装置１は、湿度をターゲットとして制御を行っているので、取り込み空気の温度がハウスＨ内の目標温度と異なる場合があり得る。このような場合には、内気燃焼温風器７３または冷房用送風機７４を用いて、ハウスＨ内の温度を目標温度に調整する。
【００８０】
なお、吸湿性液体Ｌの溶液温度と外気の温度との温度差と、取り込み空気の流量と、吸湿性液体Ｌの供給量等に基づいて、換気に伴うハウスＨ内の温度変化を予測し、顕著な温度変化が生じる前に、内気燃焼温風器７３または冷房用送風機７４を用いて温度調整を行ってもよい。以上、実施の形態のハウス用空気調和システム７０について説明した。
【００８１】
本実施の形態のハウス用空気調和システム７０は、湿度調整を行ってからハウスＨ内に空気を供給するので、ハウスＨ内の湿度を保持しつつ換気することができる。
【００８２】
ハウス用空気調和システム７０の換気装置１は、塩化リチウムとの気液接触を行っているので、外部の空気に含まれる可能性のある有害菌等を除去し、清浄化した空気をハウスＨ内に供給することができる。
【００８３】
ハウス用空気調和システム７０は、換気を行う構成を有しているので、ハウスＨ内の酸素を燃焼することが可能となり、外気燃焼式よりもエネルギー効率の良い内気燃焼温風器７３を使用できる。これにより、暖房コストを低減し、ハウスＨ栽培のランニングコストを抑制することができる。
【００８４】
ハウス用空気調和システム７０は、湿度（潜熱）の調整を行っていることから、冷房によって室温（顕熱）をそれほど低下させる必要がなく、地下水または用水を利用した冷房用送風機７４で適切な環境を作り出すことができる。これにより、冷房コストを低減し、ハウスＨ栽培のランニングコストを抑制することができる。
【００８５】
以上、本発明のハウス用空気調和システムについて、実施の形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではない。
【００８６】
上記した実施の形態では、ヒートポンプ３０を用いて、吸湿性液体Ｌの温度を制御する例について説明したが、必ずしもヒートポンプ３０を用いる必要はない。例えば、コジェネ発電機７２から十分な温度の排熱が得られる場合には、これを利用して吸湿性液体Ｌを加熱することとしてもよいし、地下水や用水を利用して吸湿性液体Ｌを冷却してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、ハウス内の環境を保持しつつ換気を行うことができるというすぐれた効果を有し、植物の生育環境を管理する植物工場等のハウスに適用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１  ハウス用換気装置
１０  処理機
１１  筐体
１２  取込口
１３  排気口
１４  充填材
１５  吸湿液供給部
１６  液槽
１７  ファン
１８  防塵フィルタ
１９  防虫フィルタ
２０  防虫フィルタ
２１  管
２２  ポンプ
２３  三方バルブ
３０  ヒートポンプ
３１  第１の熱交換器
３２  第２の熱交換器
３３  圧縮機
３４  膨張弁
４０  再生機
４１  筐体
４２  取込口
４３  排気口
４４  充填材
４５  吸湿液供給部
４６  液槽
４７  ファン
４９  管
５０  ポンプ
５１  供給管
５２  ポンプ
５３  加熱源
５４  給水管
５５  バルブ
５６  防塵フィルタ
５７  防虫フィルタ
５８  防虫フィルタ
６１  第１の吸湿液管路
６２  第２の吸湿液管路
６３  バルブ
６４  熱交換器
７０  ハウス用空気調和システム
７１  照明
７２  コジェネ発電機
７３  内気燃焼温風器
７４  冷房用送風機
【図１】
2011015655.tif 000003
【図２】
2011015655.tif 000004
【図３】
2011015655.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月16日(2010.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
再生処理が行われた液槽４６内の吸湿性液体Ｌは、第２の吸湿液管路６２を通って処理機１０に戻る。以上、ハウス用空気調和システム７０の換気装置１を用いて、加湿した空気をハウスＨ内に供給する動作について説明した。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2011015655.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月9日(2010.7.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウスの外部からハウス内に空気を送り込むためのファンと、
ハウスの外部からハウス内に流れる空気の通路の通路を塞ぐようにして設けられた充填材と、
前記充填材に殺菌効果をも有する吸湿性液体を供給する吸湿性液体供給部と、
前記充填材を通った前記吸湿性液体を入れる液槽と、
前記充填材において空気と気液接触することによって濃度の変化した吸湿性液体を再生する再生機と、
を備えるハウス用換気装置。
【請求項２】
前記吸湿性液体として塩化リチウムを用いる請求項１に記載のハウス用換気装置。
【請求項３】
前記ハウス内の二酸化炭素濃度を測定するセンサを備え、
前記二酸化炭素濃度が所定の閾値以上になるように換気を行う請求項１または２に記載のハウス用換気装置。
【請求項４】
ハウスの外部から前記充填材までの空気の通路上に防虫フィルタを備える請求項１〜３のいずれかに記載のハウス用換気装置。
【請求項５】
ハウスの外部から前記充填材までの空気の通路上に防塵フィルタを備える請求項１〜４のいずれかに記載のハウス用換気装置。
【請求項６】
前記再生機は、
空気を取り込む取込口と空気を排出する排気口を有する筐体と、
再生すべき吸湿性液体を供給する吸湿性液体供給部と、
前記吸湿性液体供給部から供給された吸湿性液体を空気と気液接触させるために吸湿性液体を一時的に滞留させる充填材と、
前記取込口から前記充填材までの空気の通路上と、前記充填材から前記排気口までの空気の通路上に防虫フィルタを備える請求項１〜５のいずれかに記載のハウス用換気装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のハウス用換気装置と、
前記ハウス内に設置される内気燃焼式の暖房装置と、
を備えるハウス用空気調和システム。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載のハウス用換気装置と、
前記ハウス内に設置される地下水または用水を利用した冷房装置と、
を備えるハウス用空気調和システム。