(57)【要約】【課題】作物の表面への直接の結露を抑制しつつ、作物の育成促進のための環境を長く維持することができる、制御装置及び農業用ハウスを提供する。【解決手段】制御装置は、作物を生育するための農業用ハウスにおいてハウスの内部の室内環境を制御する。制御装置は、ハウスの内部における作物が存在する作物空間に、作物空間の外部の空気である外部空気を流入させる流入制御を実行可能である。Ｓ２１１で、制御装置は、流入制御により作物に結露が発生するかを予測する。Ｓ２１１で、制御装置は、作物空間の空気の温度が外部空気の露点温度以下であると判定し、かつ、外部空気の絶対湿度が作物空間の空気の温度の相対湿度１００％時に相当する絶対湿度以上であると判定した場合、作物に結露が発生すると予測する。結露抑制処理において制御装置は、Ｓ２１１で結露が発生すると予測された場合、処理をＳ２１２へ移行し、流入制御を禁止する。【選択図】図５
2019097439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作物（４）を生育するための農業用ハウス（１）においてハウスの内部の室内環境を制御する制御装置（２）であって、
前記ハウスの内部における前記作物が存在する作物空間に、前記作物空間の外部の空気である外部空気を流入させる流入制御を実行可能な制御部（Ｓ１２３）と、
前記流入制御により前記作物に結露が発生するかを予測する予測部（Ｓ２１１）と、
を備え、
前記予測部は、前記作物空間の空気の温度が前記外部空気の露点温度以下であると判定し、かつ、前記外部空気の絶対湿度が前記作物空間の空気の温度の相対湿度１００％時に相当する絶対湿度以上であると判定した場合、前記作物に結露が発生すると予測し、
前記制御部は、前記予測部により結露が発生すると予測された場合、前記流入制御を禁止する、制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置であって、
前記制御部は、前記ハウスの内部を前記作物空間と前記作物が存在しない非作物空間とに区画可能なカーテン（３２）、及び、前記非作物空間と前記ハウスの外部とを連通可能な窓（３０）、のうち少なくとも一方を閉状態から開状態とする制御を、前記流入制御として実行可能であり、
前記予測部は、前記非作物空間の空気又は前記ハウスの外部の空気を前記外部空気として、前記作物に結露が発生するかを予測する、制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の制御装置であって、
前記予測部は、前記制御部により前記窓の閉状態を維持しつつ前記カーテンを閉状態から開状態とする制御が前記流入制御として実行される場合、前記非作物空間の空気を前記外部空気として、前記非作物空間の空気の湿度の測定値に基づき、前記作物に結露が発生するかを予測する、制御装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の制御装置であって、
前記予測部は、前記制御部により前記窓の閉状態を維持しつつ前記カーテンを閉状態から開状態とする制御が前記流入制御として実行される場合、前記ハウスの外部の空気を前記外部空気として、前記ハウスの外部の空気の湿度の測定値に基づき、前記作物に結露が発生するかを予測する、制御装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の制御装置であって、
前記作物空間の空気の温度が所定の温度以下であるか否かを判定する温度判定部（Ｓ２２１）と、
前記予測部により前記作物に結露が発生すると予測され、かつ、前記温度判定部により前記所定の温度以下であると判定された場合、前記ハウスの内部に暖気を供給可能な暖房機の運転開始を前記制御部に要求する要求部（Ｓ１２２）と、
を更に備える、制御装置。
【請求項６】
作物（４）を生育するためにハウスの内部の室内環境を制御する農業用ハウス（１）であって、
前記ハウスの外部から入射する外光を遮光する閉状態と前記外光を遮光しないで前記作物に照射させる開状態との間で開閉可能なカーテン（３２）と、
前記ハウスの内外を行き来する通気量を制御可能な窓（３０）と、
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の制御装置（２）と、
を備える、農業用ハウス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、農業用ハウスに関する。
【背景技術】
【０００２】
作物を生育するためにハウスの内部の室内環境が制御される農業用ハウスが知られている。このような農業用ハウスでは、作物の表面に結露が付着することがあり、その結露によって作物の品質低下が起こり得る。引用文献１には、結露を抑制する必要があるか否かに応じて、ハウス内のカーテン又は窓を開閉することでハウスの内部の室内環境を制御する制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１１２９１６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、上述した制御装置では、ハウス内の結露が発生する場合と作物の結露が発生する場合とにおいて、結露を抑制する制御が行われていたため、作物の育成促進のために適した温度及び湿度などを満たすための環境制御が犠牲になっていた。つまり、作物の表面に直接結露が発生しにくい状況においても、結露を抑制する制御が行われていたため、作物の育成促進のための環境を長く維持できない場合があった。
【０００５】
本開示の一局面は、作物の表面への直接の結露を抑制しつつ、作物の育成促進のための環境を長く維持することができる、制御装置及び農業用ハウスを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様は、作物（４）を生育するための農業用ハウス（１）においてハウスの内部の室内環境を制御する制御装置（２）であって、制御部（Ｓ１２３）と、予測部（Ｓ２１１）と、を備える。制御部は、ハウスの内部における作物が存在する作物空間に、作物空間の外部の空気である外部空気を流入させる流入制御を実行可能である。予測部は、流入制御により作物に結露が発生するかを予測する。予測部は、作物空間の空気の温度が外部空気の露点温度以下であると判定し、かつ、外部空気の絶対湿度が作物空間の空気の温度の相対湿度１００％時に相当する絶対湿度以上であると判定した場合、作物に結露が発生すると予測する。制御部は、予測部により結露が発生すると予測された場合、流入制御を禁止する。
【０００７】
このような構成によれば、作物の表面に直接結露が発生すると予測される場合、流入制御が禁止される。一方で、作物の表面に直接結露が発生しにくい状況においては、流入制御が行われやすくなる。したがって、作物の表面への直接の結露を抑制しつつ、作物の育成促進のための環境を長く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】農業用ハウスとその制御構成について示した概要図である。
【図２】平面視したハウス内における温度センサ及び湿度センサの設置箇所の一例を示した概要図である。
【図３】結露抑制処理のフローチャートである。
【図４】演算処理のフローチャートである。
【図５】結露予測処理のフローチャートである。
【図６】天窓及びカーテンの状態と、開の状態に制御しようとする制御対象を示す図である。
【図７】結露防止処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
［１．構成］
図１に示す農業用ハウス１は、ハウスの内部で所定の作物４を生育させることを目的として、制御装置２によって、ハウス内の室内環境を生育に適した環境に制御する。制御される環境因子は、例えば、ハウス内における室温、湿度、二酸化炭素濃度及び日射量等である。制御装置２は、これらの環境因子を適正に制御するために、各種の温度調整機器、湿度調整機器、風量調整機器、炭酸濃度調整機器、給水調整機器及び日射量調整機器等の作動を制御することができる環境制御コントローラである。
【００１０】
農業用ハウス１は、風向き、風速、日照、降水の有無、ハウス内の温度、湿度、二酸化炭素濃度等を計測する各種センサと、ハウスの天窓又はカーテンの開閉、空調装置の制御、ミストの発生及び二酸化炭素の発生等を行う各種調整機器と、制御装置２と、を備える。制御装置２は、ハウス本体３内における室内環境に関する複数箇所の測定値から求めた制御指標に応じた制御信号を各種調整機器に出力して、ハウス内外の状況に応じて作物４の生育環境が最適となるよう自動的に制御する。複数箇所に設けられた室内環境に関する測定値は、温度センサ及び湿度センサの検出値である。したがって、温度センサ及び湿度センサは、ハウス内において互いに離れた箇所でそれぞれの測定値を検出する。
【００１１】
農業用ハウス１は、ハウス内を生育に適正な環境に制御するための一つの例として、作物４の表面に直接結露が発生しやすい条件が成立すると、ハウス内の環境を結露が発生しにくいように改善する結露抑制制御を実施する。この結露抑制制御によれば、作物４の生育に悪影響を与えうる状況を回避することができる。また、例えば作物４がトマト等である場合には、農業用ハウス１は、トマトの温室栽培において温度及び二酸化炭素濃度等を自動制御することで光合成を促進して収穫量を増加できる空調管理システムでもある。
【００１２】
ハウス本体３は、例えば、構造材としての金属製部材を組み合わせて構成されたフレームと、フレームにより支持された被覆材と、を備える。被覆材は、透光性を有する合成樹脂フィルム又はガラスが用いられる。図１に示すハウス本体３は、切妻状の屋根部と、屋根部を支持し各組互いに対向する二組の側壁部と、を一体に備えるが、この形態は一例であって、ハウス本体３の構成を限定する趣旨ではない。また、ハウス本体３に他の材料を用いることや他の形状に形成することを妨げるものではない。
【００１３】
作物４は、ハウス本体３内に設けられたベッド３８等の所定の容器内の用土において栽培されている。作物４は、給水機３７によって、水と肥料とを含んだ養液がパイプを通じて用土に供給されることにより、用土から栄養分を吸収して生育する。ベッド３８は、例えば、図２に示すように、ハウス内において所定の個数、均等の間隔をあけて列をなすように設置されている。
【００１４】
給水機３７は、制御装置２によって制御される給水ポンプである。制御装置２は、１日のうち所定の時間帯に給水機３７を運転して目標量の養液を用土に供給する。制御装置２は、日射センサ５２によって検出された日射量に応じて、目標量に対して養液の供給量を加減するように給水機３７を制御する。
【００１５】
循環扇３３は、ハウス本体３内の上部において、作物４、温度センサ５６、湿度センサ５７、二酸化炭素センサ５８及び側窓３１等よりも高い位置に設置された送風装置である。循環扇３３は、制御装置２によって制御され、ハウス本体３内の気体を循環させて全体に行き渡らせる。このように循環扇３３は、ハウス本体３内や作物４の周囲に気流を形成する気流形成装置を構成し、ハウス内における湿度、温度及び二酸化炭素濃度等の調整を促し、また、作物４の生育を促すことにも寄与する。また、循環扇３３は、ハウス内において気流を形成する場所を選択可能な形態で設置されることが好ましく、例えば、ハウス内において横又は縦に延びるレール等に固定されることによって可動式であることが好ましい。
【００１６】
制御装置２は、それぞれ複数個設けられる、温度センサ５６、湿度センサ５７及び二酸化炭素センサ５８の各測定値を用いて制御指標を求める。制御装置２は、ハウス本体３内における複数箇所の測定値から求めた制御指標に応じて循環扇３３を運転することで、ハウス内の室温を上昇又は低下させたり、二酸化炭素濃度又は湿度をハウス内において均一化させたりする制御を行う。制御装置２は、例えば、複数の測定値についての最大値、最小値、差及び平均値等を求める演算によって制御指標を決定する。
【００１７】
図２は、複数個の温度センサ５６及び湿度センサ５７による、ハウス本体３内の環境値検出箇所の一例を示している。図２に示す一例では、温度センサ５６は、平面視したハウス本体３内において、複数個のベッド３８が並ぶ配列方向とこの配列方向と直交する方向とにそれぞれ所定の間隔をあけて２個設置される室温検出手段である。図２の図示例では、２個の温度センサ５６は、ハウス内の平面視において対角線上に位置するように設置される。湿度センサ５７は、温度センサ５６と同様の箇所に設置されている。
【００１８】
複数個の温度センサ５６、複数個の湿度センサ５７は、平面視されたハウス内の四隅又は側壁近傍など、気流が形成されにくく空気の流れがよどみやすい場所と、中央などの比較的気流が形成されやすい場所と、の両方に設置される。このため、温度センサ５６及び湿度センサ５７は、ハウス内を多観点的で大局的に環境制御することに寄与する。制御装置２は、これらのセンサの各測定値を用いて、前述した演算によって制御指標を決定する。
【００１９】
ミスト発生器３４は、ハウス内の上部において、作物４、湿度センサ５７及び側窓３１よりも高い位置に設置されたミストチューブを備える。ミストチューブは、通水されるチューブの管壁に取り付けられた複数個のノズルを備え、ポンプ等によってチューブに通水される圧力を調節することによりノズルから水が噴霧されるように構成されている。したがって、ミストチューブは水を霧状に噴出させるため、霧はハウス内の上部から比較的時間をかけて落下し、ハウス内の湿度を徐々に上昇させることができる。さらにミスト発生器３４による霧の噴出とともに循環扇３３を運転することにより、ハウス内に霧を早く行き渡らせることができ、湿度の上昇を早めることもできる。
【００２０】
ミスト発生器３４は、制御装置２によって制御される。制御装置２は、例えば１日のうち所定の時間帯にミスト発生器３４を運転して目標量の霧を噴出し、ハウス内の湿度環境を目標範囲にするように制御する。制御装置２は、ハウス内の複数箇所における湿度の測定値から求めた制御指標に応じてミスト発生器３４による霧の噴出量を調整して、ハウス内の湿度環境を目標範囲に制御する。
【００２１】
また、制御装置２は、日射センサ５２によって検出された日射量に応じて、目標量に対して霧の供給量を加減するようにミスト発生器３４を制御する。また、制御装置２は、湿度センサ５７によって測定されたハウス内の相対湿度が低い場合に、ミスト発生器３４を運転してハウス内に霧を供給し、相対湿度を上昇させる制御を行う。また、ミスト発生器３４は、主に加湿を行う場合に運転されるが、ハウス内にミストを供給することにより気化熱作用を促して室温を低下させる温度低下装置として運転することもできる。
【００２２】
ハウス本体３には、屋根部から入射する外光を遮光させる閉状態と、屋根部から入射する外光を遮光しないで作物４に照射させる開状態との間で開閉可能なカーテン３２が設けられている。カーテン３２は、ハウス内に流入する日射量を調整する機能を有する遮光部材であり、冷房装置又は暖房装置と併用されて、ハウス内を保冷したり保温したりする際に、活用される。カーテン３２は、閉状態においてハウスの内部を作物４が存在する作物空間と、作物４が存在しない非作物空間と、に区画可能である。さらにハウス本体３の屋根部には、非作物空間とハウスの外部とを連通可能であって、開閉可能な天窓３０が設けられる。天窓３０の開量が調節されることにより、ハウス内に外気を取り込む際の空気の通気抵抗や通気量を調節できる。また、ハウス本体３の側壁部には、開閉可能な側窓３１が設けられ、側窓３１の開量が調節されることにより、ハウス内に外気を取り込む際の空気の通気抵抗又は通気量を調節できる。つまり、天窓３０又は側窓３１は、ハウス内外を行き来する気流を制御可能な窓である。
【００２３】
カーテン３２、天窓３０、側窓３１のそれぞれは、モータ等の動力源により駆動され、制御装置２によって制御される。カーテン３２が開閉されると、外部からハウス内に流入する日射量を調節することになり、ハウス内の室温について温度上昇の速度を調節することができる。したがって、制御装置２は、ハウス内の温度を低下させる場合には、カーテン３２を閉じる方向に駆動し、ハウス内の温度を上昇させる場合には、カーテン３２を開く方向に駆動するように制御する。ただし、暖房装置と併用する場合又は外気温度が室温よりも低い場合は、制御装置２はカーテン３２を閉じるように制御して保温を行う。天窓３０又は側窓３１は、例えば、昼間にはハウス内の室温を目標温度に近づけるように開閉され、夜間又は冬季には閉じられる。制御装置２は、ハウス本体３内の複数箇所における温度の測定値から求めた制御指標に応じて天窓３０、側窓３１、カーテン３２等の開閉量を調整して、ハウス内の温度環境を目標範囲に制御する。
【００２４】
天窓３０又は側窓３１の開量を調節することにより、ハウス本体３の中に外気を取り入れる速度を調節することができる。また、天窓３０又は側窓３１は、ハウス本体３の内部空間に外気を取り込むことにより、ハウス本体３内外の温度差を利用して温度を調節することができる。例えば、夏季又は晴天の日中には、カーテン３２を閉じ、かつ天窓３０又は側窓３１の開量を大きく制御することにより、ハウス本体３の室温の上昇を抑制することに寄与する。
【００２５】
循環扇３３と天窓３０又は側窓３１とは、農業用ハウス１における気流形成装置を構成する。また、天窓３０又は側窓３１は、循環扇３３が運転していない状態でも単独で気流形成装置を構成することもできる。つまり、循環扇３３が運転され、天窓３０又は側窓３１が開いている場合には、ハウス本体３の内部に外気を強制的に取り込むことができ、ハウス内に外気流入を含む気流を形成できる。天窓３０又は側窓３１が開いている場合には、外部の風向によってはハウス本体３の内部に一定以上の流速をもつ外気を取り込むことができ、ハウス内に外気流入を含む気流を形成できる。循環扇３３は、このように気流形成装置として使用されて、室温の調整又は湿度の調節だけでなく、ハウス内の二酸化炭素を拡散させることにも使用できる。
【００２６】
農業用ハウス１は、暖気又は冷気をハウス内に供給可能な空調装置として機能するヒートポンプ装置３５を備える。ヒートポンプ装置３５は、その本体がハウスの屋外に設置され、本体から延びるダクトを介して、作物４の周囲などの任意の所定位置に空調風を吹き出すことができる。ヒートポンプ装置３５の空調風により、作物４の周囲の温度を制御することができる。
【００２７】
ヒートポンプ装置３５は、複数個の熱交換器、圧縮機、及び減圧装置等を環状に配管で接続した回路において冷媒が循環するサイクルを構成する。ヒートポンプ装置３５は、冷媒の放熱作用により放熱用熱交換器で加熱された外気を暖気として送風する場合は、温度上昇装置として機能し、冷媒の吸熱作用により冷却用熱交換器で冷却された外気を冷気として送風する場合は、温度低下装置として機能する。ヒートポンプ装置３５は、ハウス内の空気から水分を吸収して、ハウス内を除湿する除湿装置としても機能することができる。ヒートポンプ装置３５が暖房運転を行うと、室内温度が上昇するため、ハウス内の相対湿度は低下する。したがって、ヒートポンプ装置３５は、除湿運転又は暖房運転によって、ハウス内の相対湿度を調整可能な湿度調整機器として機能する。制御装置２は、ハウス本体３内の複数箇所における測定値から求めた制御指標に応じてヒートポンプ装置３５の運転を制御して、ハウス内の温度環境又は湿度環境を目標範囲に制御する。
【００２８】
農業用ハウス１は、暖気をハウス内に供給可能な暖房機３６を備える。暖房機３６は、作物４の周囲などの所定の位置に暖気を吹き出すことができる空調装置である。暖房機３６は、暖房風により、作物４の周囲の温度を上昇させることができる温度上昇装置として機能する。暖房機３６は、例えば、電気ヒータ、温水式ヒータ又は燃焼式ヒータ等により暖めた空気をハウス内に供給する。暖房機３６が暖房運転を行うと、室内温度が上昇するため、ハウス内の相対湿度は低下する。したがって、暖房機３６は、ハウス内の相対湿度を調整可能な湿度調整機器として機能する。制御装置２は、作物４の周囲における室温を生育に適した目標温度に保つように暖房機３６を制御する。制御装置２は、ハウス本体３内の複数箇所における測定値から求めた制御指標に応じて暖房機３６等の運転を制御して、ハウス内の温度環境又は湿度環境を目標範囲に制御する。
【００２９】
農業用ハウス１は、ハウス内の空気を除湿可能な除湿機４０を備える。除湿機４０が運転するとハウス内の相対湿度は低下するので、除湿機４０はハウス内の相対湿度を調整可能な湿度調整機器として機能する。制御装置２は、ハウス本体３内の複数箇所における測定値から求めた制御指標に応じて除湿機４０の運転を制御して、ハウス内の湿度環境を目標範囲に制御する。
【００３０】
農業用ハウス１は、ハウス内に二酸化炭素を供給する炭酸ガス発生機３９を備える。制御装置２は、光合成を促進するために、ハウス内、特に作物４の周囲における炭酸ガス濃度を適切に保つように炭酸ガス発生機３９を制御する。制御装置２は、例えば、１日のうち所定の時間帯に炭酸ガス発生機３９を運転してハウス内の二酸化炭素濃度を目標値となるように調整する。したがって、炭酸ガス発生機３９は、光合成促進装置である。制御装置２は、ハウス本体３内の複数箇所における二酸化炭素濃度の測定値から求めた制御指標に応じて炭酸ガス発生機３９の運転を制御して、ハウス内の二酸化炭素濃度環境を目標範囲に制御する。
【００３１】
農業用ハウス１は、作物４の生育に関わる環境情報を測定する複数個の各種センサを備える。各種センサは、例えば、風向センサ５０、風速センサ５１、日射センサ５２、雨滴センサ５３、屋外の温度センサ５４、屋外の湿度センサ５５、室内の温度センサ５６，５９、室内の湿度センサ５７，６０及び二酸化炭素センサ５８等を含む農業用ハウス１における環境センサである。
【００３２】
風向センサ５０は、ハウス本体３の屋外における風向を検出する。風向センサ５０により検出された風向情報は、制御装置２に入力されて、天窓３０や側窓３１に対する風向としてこれらの窓の開度制御に用いられる。風速センサ５１は、ハウス本体３の屋外における風速を検出する。風速センサ５１により検出された風速情報は、制御装置２に入力されて、天窓３０又は側窓３１に対する風速としてこれらの窓の開度制御に用いられる。
【００３３】
日射センサ５２は、ハウス本体３に降り注ぐ日射量を検出する。日射センサ５２により検出された日射量情報は、制御装置２に入力されてハウス内に流入する熱量の見積もりに用いられ、カーテン３２の開閉制御、室温制御に用いられる。また、検出された日射量は、雨天又は夜間と、晴天の日中とを判断することにも用いることができる。
【００３４】
雨滴センサ５３は、ハウス本体３の屋外に設けられた降雨の有無を検出可能な雨検出用のセンサである。雨滴センサ５３は、例えば、パネル上に付着した雨を水分として検出するセンサであり、所定の電極間の電気抵抗を検出する。電気抵抗の検出値は制御装置２に入力され、制御装置２は、検出値がある抵抗値以下の場合は雨が現在降っていると判定する。また、雨滴センサ５３は、パネル上に付着した雨を水圧として検出するセンサであってもよい。この場合、雨滴センサ５３が検出する圧力は制御装置２に入力され、制御装置２は、検出値がある圧力値以上の場合は雨が現在降っていると判定する。
【００３５】
温度センサ５４は、ハウス本体３の屋外における外気の温度を検出し、制御装置２に送る。湿度センサ５５は、ハウス本体３の屋外における外気の湿度を検出し、制御装置２に送る。複数個の温度センサ５６は、ハウス本体３の室内における作物空間の空気の温度、例えば作物４の周囲の温度を検出してこの温度環境値を制御装置２に送る。複数個の湿度センサ５７は、ハウス本体３の室内における作物空間の空気の湿度、例えば作物４の周囲の湿度を検出してこの湿度環境値を制御装置２に送る。複数個の二酸化炭素センサ５８は、ハウス本体３の室内における作物空間の空気の二酸化炭素濃度、例えば作物４の周囲の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度検出手段であり、二酸化炭素環境値を制御装置２に送る。温度センサ５９は、ハウス本体３の室内における非作物空間の空気の温度を検出してこの温度環境値を制御装置２に送る。湿度センサ６０は、ハウス本体３の室内における非作物空間の空気の湿度を検出してこの湿度環境値を制御装置２に送る。
【００３６】
ハウス本体３の中で作物４が生長する環境は、各種の温度調整機器、湿度調整機器、風量調整機器、炭酸濃度調整機器、給水調整機器及び日射量調整機器等を制御することによって変化する。前述のように、温度調整機器は、ハウス内の室温を調整するように制御可能な天窓３０、側窓３１、カーテン３２、循環扇３３、ミスト発生器３４、ヒートポンプ装置３５及び暖房機３６等により構成することができる。湿度調整機器は、ハウス内の相対湿度を調整するように制御可能なミスト発生器３４、ヒートポンプ装置３５、暖房機３６及び除湿機４０等により構成することができる。風量調整機器は、ハウス内の気流を形成するように制御可能な天窓３０、側窓３１及び循環扇３３等により構成することができる。
【００３７】
また、炭酸濃度調整機器は、ハウス内の二酸化炭素濃度を調整するために制御される炭酸ガス発生機３９等により構成することができる。また、給水調整機器は、作物４への給水を調整するために制御される給水機３７等により構成することができる。また、日射量調整機器は、ハウス内に流入する日射量を調整するように制御可能なカーテン３２等により構成することができる。
【００３８】
制御装置２は、給水機３７の送水圧の調節、カーテン３２の開閉、天窓３０及び側窓３１の開量の調節、循環扇３３、ミスト発生器３４、炭酸ガス発生機３９、暖房機３６、及びヒートポンプ装置３５のそれぞれの運転及び停止などを制御する。各調整機器への通電開始及び通電停止には、各装置への給電を入切する電磁リレーが用いられる。制御装置２は、ハウス本体３内又はハウス本体３の外部に設置された筐体に収納される。
【００３９】
制御装置２は、プログラムに従って動作するマイコンのようなデバイスを主なハードウェア要素として備える。制御装置２は、前述した各調整機器と各種センサとが接続されるインターフェース部（以下、Ｉ／Ｆ部ともいう）２０と、演算処理部２１と、各種データを記憶する記憶部２２と、を備える。演算処理部２１は、Ｉ／Ｆ部２０を通して各種センサから取得した環境情報と、記憶部２２に格納した各種データと、を用いて所定のプログラムに従った予測処理又は演算処理を行う。演算処理部２１は、動作開始前及び動作終了後に待機処理のためのタイマを設定する。演算処理部２１は、制御装置２における予測部及び演算処理部である。Ｉ／Ｆ部２０は、演算処理部２１による予測結果及び演算結果に基づいて前述の各調整機器を操作する。したがって、Ｉ／Ｆ部２０は、制御装置２における入力部及び制御部である。
【００４０】
また、Ｉ／Ｆ部２０には、ユーザインターフェースとなる端末装置、例えば、パーソナルコンピュータ２３、コントロールパネル、携帯用端末機等が接続される。使用者は、制御装置２の操作盤、パーソナルコンピュータ２３の操作部、コントロールパネル、端末装置等を使用してハウス内における室温等の環境設定、時刻合わせ等を行うことができ、端末装置の表示画面を通じて現在の運転状態を確認することができる。
【００４１】
［２．処理］
制御装置２が実行する結露抑制処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。この結露抑制処理は、作物４の生育促進のために常時実施するハウス内の環境制御と同時並行に行われる。制御装置２は、作物空間の空気の温度及び湿度と、外部空気の温度及び湿度と、を常時検出し、作物４の表面への直接の結露を抑制する必要があると判定した場合には、結露発生を防ぐために、所定の機器を所定の運転状態に制御する。なお、ここでいう外部空気とは、作物空間を基準とした外部の空気、具体的には、非作物空間の空気及びハウスの外部の空気のことである。結露抑制処理は、農業用ハウス１が作物４を生育している状態であれば、常時実行される。具体的には、結露抑制処理は、所定時間間隔で繰り返し行われる。
【００４２】
Ｓ１０では、制御装置２は、起動後、保存されているデータの初期化等を行う。
Ｓ１１では、制御装置２は、各センサからの環境情報及び各種調整機器の状態を入力する。本実施形態では、制御装置２は、少なくとも環境情報として外部空気の湿度及び作物空間の空気の温度、また、各種調整機器の状態として天窓３０及びカーテン３２の状態を入力する。外部空気の湿度には、湿度センサ５５又は湿度センサ６０による検出値が用いられる。作物空間の空気の温度には、温度センサ５６による検出値が用いられる。天窓３０及びカーテン３２の状態には、全閉又は開のいずれかの情報が用いられる。
【００４３】
Ｓ１２では、制御装置２は、演算処理を実行する。
ここで、演算処理の具体的内容について、図４のフローチャートを用いて説明する。演算処理は、Ｓ１１で入力された情報に基づき、ハウス内の室内環境を制御するために各種調整機器の出力を決定する。
【００４４】
Ｓ１２０では、制御装置２は、Ｓ１１で入力された情報に基づき各種演算を行う。例えば、制御装置２は、外部空気の湿度から、外部空気の露点温度を算出する。また、制御装置２は、作物空間の空気の温度から、作物空間の空気の温度の相対湿度１００％時に相当する絶対湿度を算出する。
【００４５】
続いて、Ｓ１２１では、制御装置２は、結露予測処理を実行する。
ここで、結露予測処理の具体的内容について、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００４６】
Ｓ２１０では、制御装置２は、作物４の表面に直接結露が発生するかを予測する結露予測が必要であるか否かを判定する。具体的には、制御装置２は、天窓３０又はカーテン３２を開の状態に制御しようとしている場合には、図６に示すように、天窓３０及びカーテン３２の状態と、開の状態に制御しようとする制御対象と、に基づき、結露予測が必要であるか否かを判定する。なお、制御装置２は、天窓３０又はカーテン３２を開の状態に制御しない場合には、結露予測が必要でないと判定する。詳細は以下のとおりである。
【００４７】
次の（１）の条件を満たす場合、結露予測が必要でないと判定される。カーテン３２が全閉であるため、天窓３０が開の状態に制御されても作物空間に外部空気が流入せず、作物４の表面に直接結露が発生する懸念が低いからである。
【００４８】
（１）天窓３０及びカーテン３２の状態がいずれも全閉であり、制御対象が天窓３０である。
一方、次の（２）〜（５）のいずれかの条件を満たす場合には、結露予測が必要であると判定される。制御対象が開の状態に制御されることにより、作物空間に外部空気が流入し、作物４の表面に直接結露が発生し得るからである。このように、作物空間に外部空気を流入させる制御を、以下では「流入制御」という。
【００４９】
（２）及び（３）天窓３０及びカーテン３２の状態がいずれも全閉であり、制御対象がカーテン３２である。
（４）天窓３０の状態が開、カーテン３２の状態が全閉であり、制御対象がカーテン３２である。
【００５０】
（５）天窓３０の状態が全閉、カーテン３２の状態が開であり、制御対象が天窓３０である。
制御装置２は、Ｓ２１０で結露予測が必要でないと判定した場合は、処理をＳ２１３へ移行する。
【００５１】
一方、制御装置２は、Ｓ２１０で結露予測が必要であると判定した場合には、処理をＳ２１１へ移行する。
Ｓ２１１では、作物４の表面に直接結露が発生するか否かを予測するため、制御装置２は、作物空間の空気の温度が外部空気の露点温度以下であるか否か、具体的には「外部空気の露点温度−作物空間の空気の温度≧所定の設定値」であるか否かを判定する。また、外部空気の絶対湿度が作物空間の空気の温度の相対湿度１００％時に相当する絶対湿度以上であるか否か、具体的には「外部空気の絶対湿度−作物空間の空気の温度の相対湿度１００％時に相当する絶対湿度≧所定の設定値」であるか否かを判定する。なお、上述した２つの所定の設定値は０以上の値であり、それぞれ異なる値又は同じ値であってもよい。
【００５２】
ここで、「外部空気の露点温度−作物空間の空気の温度≧所定の設定値」であり、かつ、「外部空気の絶対湿度−作物空間の空気の温度の相対湿度１００％時に相当する絶対湿度≧所定の設定値」である場合、作物４の表面に直接結露が発生すると予測される。外部空気の温度が作物空間の空気の温度よりも暖かい状態において流入制御が実行されると、作物空間に流入した外部空気が作物４に接触して、流入制御が実行される前の作物空間の空気の温度近くまで冷やされる。これにより、流入した外部空気の温度が露点温度以下まで下がり、かつ、流入した外部空気の相対湿度が１００％まで上昇する。したがって、作物４の表面に直接結露が発生する可能性が高い。
【００５３】
一方、「外部空気の露点温度−作物空間の空気の温度≧所定の設定値」でない、又は、「外部空気の絶対湿度−作物空間の空気の温度の相対湿度１００％時に相当する絶対湿度≧所定の設定値」でない場合、作物４の表面に直接結露が発生しないと予測される。外部空気の温度が作物空間の空気の温度よりも冷たい状態において流入制御が実行されると、作物空間に流入した外部空気が作物４に接触して、流入制御が実行される前の作物空間の空気の温度近くまで暖められる。これにより、流入した外部空気の温度が露点温度以下まで下がらず、又は、流入した外部空気の相対湿度が１００％まで上昇しない。したがって、作物４の表面に直接結露が発生する可能性が低い。
【００５４】
Ｓ２１１で制御装置２が採用する作物空間の空気の温度は、複数の測定値のうち、低い方の温度となる測定値を用いる。また、Ｓ２１１で制御装置２が採用する作物空間の空気の相対湿度１００％時に相当する絶対湿度は、複数の測定値のうち、低い方の絶対湿度となる測定値を用いる。そして、Ｓ２１１で制御装置２が外部空気の露点温度及び絶対湿度として、非作物空間の空気又はハウスの外部の空気のいずれの露点温度及び絶対湿度を採用するかは、図６に示すように、天窓３０及びカーテン３２の状態と、開の状態に制御しようとする制御対象と、非作物空間の空気の温度及び湿度を測定する温度センサ５９及び湿度センサ６０の有無と、によって決定する。
【００５５】
具体的には、本実施形態の農業用ハウス１は、非作物空間の空気の露点温度及び絶対湿度を検出するための温度センサ５９及び湿度センサ６０を備えているため、天窓３０及びカーテン３２の状態がいずれも全閉であり、制御対象がカーテン３２である場合、図６に示す（２）の条件を満たす。このため、外部空気の露点温度及び絶対湿度として、非作物空間の空気の露点温度及び絶対湿度が採用される。一方、仮に農業用ハウス１が温度センサ５９及び湿度センサ６０を備えていない構成の場合には、天窓３０及びカーテン３２の状態がいずれも全閉であり、制御対象がカーテン３２である場合、図６に示す（３）の条件を満たす。このため、外部空気の露点温度及び絶対湿度として、ハウスの外部の空気の露点温度及び絶対湿度が採用される。なお、図６に示す（４）又は（５）の条件を満たす場合、外部空気の露点温度及び絶対湿度として、ハウスの外部の空気の露点温度及び絶対湿度が採用される。
【００５６】
Ｓ２１１では、制御装置２は、作物空間の空気の温度が外部空気の露点温度以下であると判定し、かつ、外部空気の絶対湿度が作物空間の空気の温度の相対湿度１００％時に相当する絶対湿度以上であると判定した場合、処理をＳ２１２へ移行する。
【００５７】
Ｓ２１２では、制御装置２は、作物４の表面に直接結露が発生する懸念が高いため、流入制御を禁止した後、図５の結露予測処理を終了する。
一方、制御装置２は、少なくとも一方が作物空間の空気の温度が外部空気の露点温度以下でない、又は、外部空気の絶対湿度が作物空間の空気の温度の相対湿度１００％時に相当する絶対湿度以上でないと判定した場合、処理をＳ２１３へ移行する。
【００５８】
Ｓ２１３では、制御装置２は、作物４の表面に直接結露が発生する懸念が低いため、流入制御を許可した後、図５の結露予測処理を終了する。
図４に戻り、Ｓ１２２で、制御装置２は、結露防止処理を実行する。
【００５９】
ここで、結露防止処理の具体的内容について、図７のフローチャートを用いて説明する。
Ｓ２２０では、制御装置２は、結露予測処理において結露が発生すると予測されたか否かを判定する。
【００６０】
制御装置２は、Ｓ２２０で結露が発生すると予測されていないと判定した場合は、Ｓ２２３へ移行する。
一方、制御装置２は、Ｓ２２０で結露が発生すると予測されたと判定した場合は、Ｓ２２１へ移行する。
【００６１】
Ｓ２２１では、制御装置２は、作物空間の空気の温度が所定の温度以下であるか否かを判定する。作物４の表面への直接の結露を抑制するためには、作物空間の空気の温度を外部空気の露点温度よりも高くする必要がある。そのため、所定の温度は、外部空気の露点温度にユーザが設定可能な値を足した温度に設定されている。なお、ユーザが設定可能な値を足すのは、露点温度の算出における誤差等を考慮しているためである。Ｓ２２１では、制御装置２は、複数の測定値のうち、低い方の温度となる作物空間の空気の温度の測定値、及び前述のＳ２１１で採用した外部空気の露点温度を用いる。
【００６２】
制御装置２は、Ｓ２２１で作物空間の空気の温度が所定の温度以下であると判定した場合は、Ｓ２２２へ移行する。
Ｓ２２２では、制御装置２は、作物４の表面への直接の結露防止を目的として暖房が必要であるため、暖房機３６の運転開始を要求した後、図７の結露防止処理を終了する。
【００６３】
一方、制御装置２は、Ｓ２２１で作物空間の空気の温度が所定の温度以下でないと判定した場合は、Ｓ２２３へ移行する。
Ｓ２２３では、制御装置２は、作物４の表面への直接の結露防止を目的として暖房が必要でないため、暖房機３６の運転停止を要求した後、図７の結露防止処理を終了する。
【００６４】
図４に戻り、Ｓ１２３では、制御装置２は、結露予測処理及び結露防止処理の結果に基づき、総合的に判定をして各種出力を決定する。例えば、制御装置２は、Ｓ２１２で流入制御が禁止された場合、天窓３０又はカーテン３２を開放しないように制御することで、作物空間の空気の絶対湿度を上げないようにする。また、制御装置２は、Ｓ２１３で流入制御が許可された場合、通常の環境制御に基づいて天窓３０又はカーテン３２を制御する。また、制御装置２は、Ｓ２２２の暖房機３６の運転開始の要求に従って、実際に暖房機３６に対して作物空間の空気の温度を上昇させる制御を行うことで、暖房機３６は、外部空気の露点温度よりも高くなるように作物空間の空気の温度を上昇させる。また、制御装置２は、Ｓ２２３の暖房機の運転停止の要求がされている場合でも、作物空間の空気の温度を上昇させたい場合には、作物空間の空気の温度を上昇させる制御を行ってもよい。
【００６５】
制御装置２はＳ１２３で各種出力を決定した後、図４の演算処理を終了する。
図３に戻り、Ｓ１３では、制御装置２は、結露予測の判定結果、各種調整機器の状態及びタイマによる待機情報等をユーザが確認可能に出力した後、処理をＳ１１に戻し、結露抑制制御を繰り返す。
【００６６】
［３．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（３ａ）本実施形態では、作物空間の空気の温度が外部空気の露点温度以下であると判定され、かつ、外部空気の絶対湿度が作物空間の空気の温度の相対湿度１００％時に相当する絶対湿度以上であると判定された場合、流入制御が禁止される。
【００６７】
このような構成によれば、作物４の表面に直接結露が発生すると予測される場合、流入制御が禁止される。一方で、作物４の表面に直接結露が発生しにくい状況においては、流入制御が行われやすくなる。これにより、作物４の表面への直接の結露を抑制しつつ、作物４の育成促進のための環境を長く維持することができる。
【００６８】
（３ｂ）本実施形態では、農業用ハウス１は、非作物空間の空気の湿度を検出するための湿度センサ６０を備える。これにより、上述した（２）の条件を満たす場合、具体的には、天窓３０の閉状態を維持しつつカーテン３２を閉状態から開状態とする制御が流入制御として実行される場合、作物空間に流入する空気の正確な湿度の測定値に基づき作物４の表面に直接結露が発生するかを予測することができる。したがって、育成促進のための環境制御においてカーテン３２を開状態とするタイミングを最適化することができる。
【００６９】
（３ｃ）本実施形態では、農業用ハウス１は、非作物空間の空気の湿度を検出するための湿度センサ６０を備えたが、湿度センサ６０を備えていない構成であっても、上述した（３）の条件を満たす場合、非作物空間の空気の代わりにハウスの外部の空気の湿度の測定値に基づき作物４の表面に直接結露が発生するかを予測することができる。このような構成によれば、湿度センサ６０を備える構成と比較して、低コストで農業用ハウス１を構成することができる。
【００７０】
（３ｄ）本実施形態では、作物４の表面に直接結露が発生すると予測され、かつ、作物空間の空気の温度が所定の温度以下であると判定された場合、ハウス内の温度を上昇させるために暖房機の運転開始が要求される。これにより、流入制御を実行することにより作物４の表面に直接結露が発生しないように作物空間の空気の温度を調整することができる。
【００７１】
（３e）本実施形態では、結露予測をしたか否かがユーザが確認可能に出力される。したがって、ユーザは、作物４への影響を考慮して各種調整機器を調整することができる。
なお、本実施形態では、Ｓ１２３が制御部としての処理に相当し、Ｓ２１１が予測部としての処理に相当し、Ｓ２２１が温度判定部としての処理に相当し、Ｓ１２２が要求部としての処理に相当する。
【００７２】
［４．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００７３】
（４ａ）上記実施形態では、天窓３０及びカーテン３２の状態がいずれも全閉であり、制御対象が天窓３０である場合、結露予測を行わない構成を例示したが、例えば、ハウスの外部の空気の露点温度及び絶対湿度に基づき結露予測を行う構成としてもよい。このような構成によれば、制御装置２は、カーテン３２の密閉度が低い場合に、結露の懸念があるにもかかわらず天窓３０を開放してしまうことを抑制できる。
【００７４】
（４ｂ）上記実施形態では、非作物空間の空気の露点温度及び絶対湿度を検出するための温度センサ５９及び湿度センサ６０を備え、天窓３０及びカーテン３２の状態がいずれも全閉であり、制御対象がカーテン３２である場合、外部空気の露点温度及び絶対湿度として、非作物空間の空気の露点温度及び絶対湿度を採用したが、例えば、ハウスの外部の空気の露点温度及び絶対湿度を採用する構成としてもよい。
【００７５】
（４ｃ）上記実施形態では、天窓３０及びカーテン３２の状態には、全閉又は開のいずれかの情報が用いられるが、閉における全閉の状態は、例えば、少し開いているような状態を全閉の状態と設定可能とする構成であってもよい。
【００７６】
（４ｄ）上記実施形態では、温度センサ５６及び湿度センサ５７がハウス内の所定の２箇所に設置されているが、設置箇所はこれに限定されるものではない。例えば、温度センサ５６及び湿度センサ５７の設置箇所は１箇所でもよいし、３箇所以上であってもよい。
【００７７】
（４ｅ）結露予測処理における結露予測の要否の基準をユーザが設定できるようにしてもよい。例えば、熱容量が高いトマト等の作物４と比較して、熱容量の低い作物４は、流入制御が実行されることによる急激な温度変化にも追従することができる。このため、作物４の表面に直接結露が発生する可能性が低い。したがって、例えば熱容量の低い作物４を栽培する場合、上記実施形態では結露予測が必要とされていた条件のうちの少なくとも一部についてユーザが結露予測を不要と設定することで、結露抑制制御が必要以上に実行されにくい構成とすることができる。
【００７８】
（４ｆ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【００７９】
（４ｇ）本開示は、前述した制御装置の他、当該制御装置を構成要素とするシステム、当該制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、結露抑制制御方法など、種々の形態で実現することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１…農業用ハウス、２…制御装置、３…ハウス本体、４…作物、２０…Ｉ／Ｆ部、２１…演算処理部、２２…記憶部、２３…パーソナルコンピュータ、３０…天窓、３１…側窓、３２…カーテン、３３…循環扇、３４…ミスト発生器、３５…ヒートポンプ装置、３６…暖房機、３７…給水機、３８…ベッド、３９…炭酸ガス発生機、４０…除湿機、５０…風向センサ、５１…風速センサ、５２…日射センサ、５３…雨滴センサ、５４，５６，５９…温度センサ、５５，５７，６０…湿度センサ、５８…二酸化炭素センサ。
【図１】
2019097439.tif 000003
【図２】
2019097439.tif 000004
【図３】
2019097439.tif 000005
【図４】
2019097439.tif 000006
【図５】
2019097439.tif 000007
【図６】
2019097439.tif 000008
【図７】
2019097439.tif 000009