(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光が入射する施設内に配置される降温用噴霧装置の制御方法であって、
前記降温用噴霧装置は、加圧給水部と、該加圧給水部から供給される定圧の加圧水を噴出してミストを形成する噴霧ノズルと、を備えてなり、
該降温用噴霧装置を施設内に少なくとも２セット配置してマルチ降温システムを構成し、
第１の前記降温用噴霧装置の稼働を前記施設内の気温、又は前記施設内の気温及び湿度に基づき制御し、
第２の前記降温用噴霧装置の稼働を前記施設内に入射する前記太陽光の強さに基づき制御する、降温用噴霧装置の制御方法。
【請求項２】
前記第１及び第２の降温用噴霧装置の稼働制御は前記加圧給水部に備えられた加圧ポンプのオン・オフによる、請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記第１の降温用噴霧装置は前記施設内の気温、又は気温及び湿度が第１の基準条件であってかつ該第１の基準条件が第１の閾値時間以上継続したときにその加圧ポンプをオン又はオフとし、
前記第２の降温用噴霧装置は前記施設内に入射した太陽光の強さが第２の基準条件であってかつ該第２の基準条件が第２の閾値時間以上継続したときにその加圧ポンプをオン又はオフとする、請求項２に記載の制御方法。
【請求項４】
前記第１の基準条件として気温ＤＴが３２℃未満、又は相対温度ＲＨが７０％超過のとき前記加圧ポンプをオフとし、それ以外の条件で前記加圧ポンプをオンとし、
前記第２の基準条件として日射量が３００（Ｗ／ｍ２）以上のとき前記加圧ポンプをオンとし、それ以外の条件では前記加圧ポンプをオフとする、請求項３に記載の制御方法。
【請求項５】
前記加圧ポンプのオフ時間及び／又はオン時間は、前記加圧ポンプの負荷を低減可能な第３の閾値時間以上とする、請求項２〜４のいずれかに記載の制御方法。
【請求項６】
前記第１の基準条件は、下記（Ａ）及び（Ｂ）の条件をともに満足する、
（Ａ）前記施設内の気温、又は気温及び湿度が第１−１の基準条件であってかつ第１−１の基準条件が第４の閾値時間以上継続したときにその加圧ポンプをオンとする、
（Ｂ）前記施設内の気温、又は気温及び湿度が第１−２の基準条件であってかつ第１−２の基準条件が第５の閾値時間以上継続したときに前記加圧ポンプをオフとする、請求項３に記載の制御方法。
【請求項７】
第１の加圧ポンプ及び第１の噴霧ノズルを備えてなる第１の降温用噴霧装置と、第２の加圧ポンプ及び第２の噴霧ノズルを備えてなる第２の降温用噴霧装置と、組み合わせてなるマルチ降温システムであって、
降温対象空間の雰囲気の気温、又は気温及び湿度を検出する第１の検出部と、
太陽光の強さを検出する第２の検出部と、
前記第１の検出部の検出結果に基づき前記第１の加圧ポンプのオン・オフを制御する第１の調整部と、
前記第２の検出部の検出結果に基づき前記第２の加圧ポンプのオン・オフを制御する第２の調整部と、を備えるマルチ降温システム。
【請求項８】
前記第１の加圧ポンプと前記第２の加圧ポンプは同一の定格であり、並びに前記第１の噴霧ノズルと第２の噴霧ノズルも同一の定格である、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１の検出部の検出結果に基づき、前記降温対象空間の気温、又は気温及び湿度が前記第１の基準条件であってかつ該第１の基準条件が第１の閾値時間以上継続したときに前記第１の調整部は前記第１の加圧ポンプをオン又はオフとする信号を出力し、
前記第２の検出部の検出結果に基づき、前記降温対象空間へ入射した太陽光の強さが第２の基準条件であってかつ該第２の基準条件が第２の閾値時間以上継続したときに前記第２の調整部は前記第２の加圧ポンプをオン又はオフとする信号を出力する、請求項７又は請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１の調整部には、前記第１の加圧ポンプのオフ時間及び／又はオン時間を第３の閾値時間維持する第１の加圧ポンプ制御装置が更に備えられ、
前記第２の調整部には、前記第２の加圧ポンプのオフ時間及び／又はオン時間を前記第３の閾値時間維持する第２の加圧ポンプ制御装置が更に備えられる、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１の基準条件は、下記(ア)及び（イ）の条件をともに満足する、
（ア）前記降温対象空間の気温、又は気温及び湿度が第１−１の基準条件であってかつ該第１−１の基準条件が第４の閾値時間以上継続したときに前記第１の調整部は前記第1の加圧ポンプをオンとする、
（イ）前記降温対象空間の気温、又は気温及び湿度が第１−２の基準条件であってかつ該第１−２の基準条件が第５の基準値時間以上継続したときに前記第１の調整部は前記第１の加圧ポンプをオフとする、請求項９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は降温用噴霧装置の制御方法及びその装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
降温用噴霧装置が特許文献１に開示されている。この降温用噴霧装置（以下、単に「噴霧装置」ということがある）はミストを噴霧し、ミストの蒸発に伴う潜熱吸収により効率良く雰囲気気温を降温する。
特許文献１に開示の降温用噴霧装置は２ＭＰａ〜１０ＭＰａの水圧を発生する加圧ポンプと、所定構造の噴霧ノズル、ポンプとノズルを繋ぐ配水管及び配水管に配設される制水弁を備えてなる。
この降温用噴霧装置は、例えば愛・地球博での利用にみられるように、専ら屋外で用いられていた。
なお、本件発明に関連する文献として、非特許文献１も参照されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７７５７５号公報
【非特許文献１】原田昌幸，杉山剛，園芸施設におけるドライミスト技術に関する研究  その１  ライン型ユニット（ｈ＝２，０００）による気温変動特性と熱収支，日本建築学会東海支部研究報告集，第４９号，ｐｐ．３１７−３２０，２０１１年２月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この噴霧装置の一つの特性は、加圧水のみを噴霧ノズルへ供給してミストを形成するので、稼働に要するエネルギー（電力）が極めて小さくなることにある。
本発明者は、かかる特性に注目してこの降温用噴霧装置を温室の冷却に適用することを検討してきた。
温室は、その内部環境を園芸物等に適した気温に保つためのものであり、冬季におけるエネルギー効率の見地からまた園芸物の光合成を促進するために、太陽光を取り込んでいる。しかしながら太陽光を取り込む結果、夏場の日中においては園芸物の生育適温を超えて内部気温が高くなるので、その気温を強制的に降温しなければならない。
【０００５】
この降温手段として、既述の噴霧装置を適用しようとしたとき、次の課題に当面した。
噴霧装置の降温原理はミストの気化に伴う潜熱吸収にあるので、一般的には降温対象空間の気温及び必要に応じて湿度を測定し、測定した結果に応じてミストの噴霧量が制御される。そして噴霧されたミストが蒸発し降温対象空間の気温を下げるのであるが、開放された屋外においては降温対象空間の大気は常に入れ替わるので、降温対象空間の気温及び湿度はほぼ一定の範囲となる。
これに対し、換気はされるものの半密閉空間である温室においては、温室内の気温が太陽光の入射如何により変化する。太陽光の入射量と温室内昇温／降温との間は一定のタイムラグがあるので、更には、ミストの噴霧とその対象空間の降温にも一定のライムラグあるので、温室内の気温や湿度に基づいてミストの噴霧量を制御しても十分な降温効果を得られない場合がある。また、噴霧量が過剰となると、未蒸発のミストを発生させて温室内を濡らすおそれがある。温室内の園芸物の濡れは、病害虫の発生や奇形などの品質低下の原因となることがあり、避けなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、降温用噴霧装置を温室等の太陽光が差し込む施設内（以下、施設を単に「温室」ということがある）で使用したときに生じる、本発明者が今回新たに見出した上記の課題を解決すべくなされたものであり、その第１の局面は次のように規定される。
太陽光が入射する施設内に配置される降温用噴霧装置の制御方法であって、前記施設内の気温又は気温及び湿度、並びに前記施設内に入射する太陽光の強さに応じて前記噴霧装置から噴霧されるミストの量を制御する、降温用噴霧装置の制御方法。
このように規定される第１の局面の降温用噴霧装置の制御方法によれば、施設内の気温又は気温及び湿度のみならず、施設内へ入射する太陽光の強さに応じてミストの噴霧量を調整するので、施設内の気温の制御が正確かつ容易になる。
ここで施設とは、壁、屋根、床、窓及びドア等で外界と区画された空間を有する建築物であって、その一部又は全部が透光性の材料で形成され、該透光性材料部分を太陽光が透過し、その内部空間の気温に影響を与えるものを指す。この施設の代表例が温室である。
太陽光の強さは、日射量（熱量）、日照量（光量）などで評価することができる。また、ソーラパネルを介して太陽光を電力に変換し、当該電力に基づき太陽光の強さを評価することもできる。この発明において評価されるべき太陽光の強弱は施設内の気温に影響を与えるか否かである。施設内の気温を上昇させる太陽光の強さを、その強弱を評価するための、基準とすることができる。勿論、太陽光の入射時間長さも施設内の気温上昇又は降下に影響するので、太陽光の強さの基準を入射時間長さと関連付けて定めることもできる。
ミストとは例えば平均粒径が４０μｍ以下の水滴を指し、特許文献１に記載の装置で噴霧されるもの（いわゆるドライミスト（登録商標））を用いることができるが、これに限定されるものではない。
【０００７】
既述のように、噴霧装置は２ＭＰａ〜１０ＭＰａという高圧の水（以下、「加圧水」ということがある）を噴霧ノズルに適した一定圧力で供給し、これから噴出させてミストとする。そのため、加圧ポンプの出力（吐出圧力）は一定となり、その結果、加圧ポンプから吐出される水量を制御することは困難である。他方、加圧ポンプと噴霧ノズルの間に配置される制水弁により噴霧ノズルに供給される加圧水の量を制御することが考えられるが、２ＭＰａ〜１０ＭＰａという高圧の加圧水の水量を制御する弁は高価なものとなる。
つまり、実用的な噴霧装置によれば、ミストの噴霧量の制御は加圧ポンプのオン・オフに拠らざるをえない。しかしながら、既述のように温室では日射状態の如何に応じてその内部気温が変化する。従って、当該内部気温変化に対応してミスト噴霧量を変化させる必要があるが、加圧ポンプのオン・オフ制御、即ち２段階制御だけではミスト噴霧量の調整に限界がある。
そこで本発明者は、加圧水を供給する加圧給水部と噴霧ノズルとを備える噴霧装置を少なくとも２セット配置して、それぞれを独立して制御することに気がついた。これにより、少なくとも１セットの噴霧装置のオン・オフ制御（即ち、二段階制御）に比べてミスト噴霧量を細かく制御できる。即ち、第１の噴霧装置からのミスト噴出量をＡ、第２の噴霧装置からのミスト噴霧量をＢとすると、温室内へのミスト噴出量は最大で４段階（０、Ａ、Ｂ、Ａ＋Ｂ）に調節できる。同様に、噴霧装置をｎセット準備すれば、最大で２ｎ段階に調節できることがわかる。
【０００８】
上記のように複数の噴霧装置の配置を前提に、第２の局面の発明は次のように規定される。
第１の局面に規定の降温用噴霧装置の制御方法において、前記降温用噴霧装置は、加圧給水部と、該加圧給水部から供給される定圧の加圧水を噴出してミストを形成する噴霧ノズルと、を備えてなり、
該降温用噴霧装置を施設内に少なくとも２セット配置してマルチ降温システムを構成し、
第１の前記降温用噴霧装置の稼働を前記施設内の気温、又は前記施設内の気温及び湿度に基づき制御し、
第２の前記降温用噴霧装置の稼働を前記施設内に入射する前記太陽光の強さに基づき制御する。
【０００９】
このように規定される第２の局面によれば、第１の噴霧装置と第２の噴霧装置がそれぞれ独立して、前者は温室内の気温、又はその気温及び湿度に基づきその稼働が制御され、後者は入射する太陽光の強さに基づき制御される。
太陽光の強さは温室の気温を制御する際の外乱要因であるので、当該太陽光の強さの変化に対して個別に制御を掛ける、即ちミスト噴霧量を制御することが好ましい。温室の気温、又は気温及び湿度はそもそもの制御対象であるので、太陽光の強さの如何にかかわらず、これはこれで制御する（即ち、ミスト噴霧量を制御する）。
換言すれば、温室内の気温、又は気温及び湿度は、太陽光の強さの如何により変化するもののその変動幅は比較的小さいのに対し、太陽光の強さは気象状態によって大きく変化する。よって、両者を峻別して測定して、それぞれをミスト噴霧量にフィードバックすることは制御の質の向上の見地から好ましい。
第１及び第２の噴霧装置の稼働制御は、加圧給水部に備えられた加圧ポンプのオン・オフによるものとすることにより、高価な制水弁等の使用を避けて、各噴霧装置を安価に提供可能となる（第３の局面）。
【００１０】
第３の局面に規定の制御方法において、前記第１の降温用噴霧装置は前記施設内の気温、又は気温及び湿度が第１の基準条件であってかつ該第１の基準条件が第１の閾値時間以上継続したときにその加圧ポンプをオン又はオフとし、
前記第２の降温用噴霧装置は前記施設内に入射した太陽光の強さが第２の基準条件であってかつ該第２の基準条件が第２の閾値時間以上継続したときにその加圧ポンプをオン又はオフとする。（第４の局面）
第１の基準条件は、例えば、気温ＤＴが３２℃未満、又は相対湿度ＲＨが７０％超過のとき前記加圧ポンプをオフとし、それ以外の条件で前記加圧ポンプをオンとする。
太陽光の強さに関する第２の基準条件は日射量を用いることができる。日射量としては単位面積当たりの熱量（Ｗ／ｍ２）を用いることが、潜熱との対比の上から好ましい。そのため第２の基準条件は、例えば、日射量が３００（Ｗ／ｍ２）以上のとき前記加圧ポンプをオンとし、それ以外の条件（３００（Ｗ／ｍ２）未満）では前記加圧ポンプをオフとする。（第５の局面）
【００１１】
また、第１の閾値時間及び第２の閾値時間は３０秒とすることができる。即ち、第１の基準条件として例えば気温ＤＴが３２℃未満、又は相対湿度ＲＨが７０％超過の条件が３０秒以上継続したときに加圧ポンプはオフされ、この条件に満たない条件が３０秒以上継続したときに加圧ポンプをオンとする。同じく、第２の基準条件として、例えば、３００（Ｗ／ｍ２）以上の日射量が３０秒以上継続したときに加圧ポンプはオンされ、日射量が３００（Ｗ／ｍ２）に満たない時間が３０秒以上継続したときに加圧ポンプをオフとする。
なお、２ＭＰａ〜１０ＭＰａという加圧ポンプを短時間でオン・オフ制御するとその寿命が短くなるおそれがある。そこで、加圧ポンプのオフ時間及び／又はオン時間は、前記加圧ポンプの負荷を低減可能な第３の閾値時間以上とすることが好ましい（第６の局面）。
この第３の閾値時間は５分とすることができる。勿論、この第３の閾値時間は加圧ポンプに応じて任意に設定可能である。
【００１２】
上記において、加圧ポンプをオンする基準とこれをオフする基準とに差を待たせることもできる。即ちこの発明の第７の局面は次のように規定される。
第４の局面に規定の制御方法において、前記第１の基準条件は、下記（Ａ）及び（Ｂ）の条件をともに満足する、
（Ａ）前記施設内の気温、又は気温及び湿度が第１−１の基準条件であってかつ第１−１の基準条件が第４の閾値時間以上継続したときにその加圧ポンプをオンとする、
（Ｂ）前記施設内の気温、又は気温及び湿度が第１−２の基準条件であってかつ第１−２の基準条件が第５の閾値時間以上継続したときに前記加圧ポンプをオフとする。
第１−１の基準条件は、例えば、気温ＤＴが３４℃以上、且つ相対湿度ＲＨが６０％以下のとき前記加圧ポンプをオンとし、第１−２の基準条件は、例えば、気温ＤＴが３２℃未満、又は相対湿度ＲＨが７０％超過のとき前記加圧ポンプをオフとすることができる。
この第７の局面の制御方法では、気温又は気温及び湿度に関する基準条件のみについて、加圧ポンプのオン条件とオフ条件に差を設けているが、同様に、太陽光の強さに関する基準条件においても加圧ポンプのオン条件とオフ条件に差を設けることができる。
上記において、第４の閾値時間及び第５の閾値時間は３０秒とすることができる。
【００１３】
その稼働がオン・オフ制御される噴霧装置を複数セット配置することにより、温室内の気温制御をより多段に実行できることは既述の通りであり、第２の局面では第１の噴霧装置を温室の気温、又は気温及び湿度に基づき制御し、第２の噴霧装置を太陽光の強さにより制御している。
温室内の気温をより精緻に制御する見地からすれば、第１及び第２の噴霧装置をそれぞれ異なる基準に基づき制御すればよい。
そこでこの発明の第８の局面は次のように規定される。
太陽光が入射する施設内に配置される降温用噴霧装置の制御方法であって、
加圧ポンプを備える加圧給水部と、該加圧給水部から供給される定圧の加圧水を噴出してミストを形成する噴霧ノズルと、を備えてなる降温用噴霧装置を施設内に少なくとも２セット配置してマルチ降温システムを構成し、
第１の前記降温用噴霧装置の前記加圧ポンプのオン・オフを前記施設内における第３の基準条件に基づき制御し、
第２の前記降温用噴霧装置の前記加圧ポンプのオン・オフを前記施設内における第４の基準条件に基づき制御する、降温用噴霧装置の制御方法。
【００１４】
ここで第３の基準条件と第４の基準条件としてそれぞれ異なる気温及び湿度を用いることができ、下記の第９の局面のように規定できる。即ち、
第８の局面に規定の制御方法において、前記第３の基準条件として前記施設内の気温が第１の気温以上でありかつその湿度が第１の湿度以下のとき、前記加圧ポンプをオンとし（それ以外の条件でオフし）、
前記第４の基準条件として前記施設内の気温が第２の気温以上でありかつその湿度が第２の湿度以下のとき前記加圧ポンプをオンとする（それ以外の条件でオフとする）。
ここに、第１の気温は気温ＤＴ：３２℃とし、第１の湿度は相対湿度ＲＨ：７０％とし、第２の気温は気温ＤＴ：３４℃とし、第２の湿度は相対湿度ＲＨ：６０％とすることができる（第１０の局面）。
【００１５】
この発明の第１１の局面は次のように規定される。
加圧給水部から供給される定圧の加圧水を噴霧ノズルから噴出してミストを形成するミスト形成部と、
降温対象空間の雰囲気の気温、又は気温及び湿度を検出する第１の検出部と、
太陽光の強さを検出する第２の検出部と、
前記第１の検出部並びに第２の検出部の検出結果に基づき前記噴霧ノズルから噴出されるミストの量を調節するミスト量調整部と、を備えてなる降温用噴霧装置。
このように規定される第１１の局面の降温用噴霧装置によれば、第１の局面で規定の制御方法が実行できる。
【００１６】
この発明の第１２の局面は次のように規定される。即ち、
第１の加圧ポンプ及び第１の噴霧ノズルを備えてなる第１の降温用噴霧装置と、第２の加圧ポンプ及び第２の噴霧ノズルを備えてなる第２の降温用噴霧装置と、を組み合わせてなるマルチ降温システムであって、
降温対象空間の雰囲気の気温、又は気温及び湿度を検出する第１の検出部と、
太陽光の強さを検出する第２の検出部と、
前記第１の検出部並びに第２の検出部の検出結果に基づき、前記第１及び／又は第２の加圧ポンプのオン・オフ制御をするミスト量調整部を備えるマルチ降温システム。
このように規定される第１２の局面のマルチ降温システムによれば、降温用噴霧装置が２セット備えられるので、温室内に対するミスト噴出量をより細かく制御できる。また、このように規定される第１２の局面のマルチ降温システムによれば、第３の局面で規定の制御方法を実行できる。
【００１７】
この発明の第１３の局面は次のように規定される。即ち、
第１２の局面で規定のマルチ降温システムにおいて、前記ミスト量調整部は前記第１の検出部の検出結果に基づき前記第１の加圧ポンプのオン・オフを制御する第１の調整部と、前記第２の検出部の検出結果に基づき前記第２の加圧ポンプのオン・オフを制御する第２の調整部とを備える。
このように規定される第１３の局面のマルチ降温システムによれば、第３の局面で規定の制御方法を実行できる。
【００１８】
この発明の第１４の局面は次のように規定される。即ち、
第１２又は１３の局面で規定のマルチ降温システムにおいて、前記第１の加圧ポンプと前記第２の加圧ポンプは同一の定格であり、並びに前記第１の噴霧ノズルと第２の噴霧ノズルも同一の定格である。
これにより、部品の共通化が図られて、製造コスト及びメンテナンスコストの低いマルチ降温システムの提供が可能となる。
【００１９】
この発明の第１５の局面は次のように規定される。即ち、
第１２又は１３の局面に規定のマルチ降温システムにおいて、前記第１の検出部の検出結果に基づき、前記降温対象空間の気温、又は気温及び湿度が前記第１の基準条件であってかつ該第１の基準条件が第１の閾値時間以上継続したときに前記ミスト量調整部は前記第１の加圧ポンプをオン又はオフとする信号を出力し、
前記第２の検出部の検出結果に基づき、前記降温対象空間へ入射した太陽光の強さが第２の基準条件であってかつ該第２の基準条件が第２の閾値時間以上継続したときに前記ミスト量調整部は前記第２の加圧ポンプをオン又はオフとする信号を出力する。
これにより、第４の局面と同様な作用及び効果がえられる。
【００２０】
この発明の第１６の局面は次のように規定される。即ち、
第１２又は１３の局面に規定のマルチ降温システムにおいて、前記ミスト量調整部には、前記第１の加圧ポンプ及び前記第２の加圧ポンプのオフ時間及び／又はオン時間を第３の閾値時間維持する加圧ポンプ制御装置が更に備えられている。
これにより、第６の局面と同様な作用及び効果が得られる。
【００２１】
この発明の第１７の局面は次のように規定される。即ち、
第１５の局面に規定のマルチ降温システムにおいて、前記第1の基準条件は、下記（ア）及び（イ）の条件をともに満足する、
（ア）前記降温対象空間の気温、又は気温及び湿度が第１−１の基準条件であってかつ該第１−１の基準条件が第４の閾値時間以上継続したときに前記ミスト量調整部は前記第1の加圧ポンプをオンとする、
（イ）前記降温対象空間の気温、又は気温及び湿度が第１−２の基準条件であってかつ該第１−２の基準条件が第５の基準値時間以上継続したときに前記第1の加圧ポンプをオフとする。
これにより、第７の局面と同様な作用及び効果が得られる。
【００２２】
この発明の第１８の局面は次のように規定される。即ち、
第１の加圧ポンプ、第１の配水管及び該第１の配水管に取り付けられる複数の第１の噴霧ノズルを備えてなる第１の降温用噴霧装置と、第２の加圧ポンプ、第２の配水管及び該第２の配水管に取り付けられる複数の第２の噴霧ノズルを備えてなる第２の降温用噴霧装置とが施設内に配置され、
前記第１の噴霧ノズルと前記第２の噴霧ノズルとがそれぞれ前記施設内において均等に分布するように分配され、
前記第１の噴霧ノズルから噴霧されるミスト量は前記第１の加圧ポンプのオン・オフで制御され、
前記第２の噴霧ノズルから噴霧されるミスト量は前記第２の加圧ポンプのオン・オフで制御される、マルチ降温システム。
このように規定されるマルチ降温システムによれば、第１の降温用噴霧装置と第２の降温用噴霧装置の各噴霧ノズルを施設内に均等に分配しているので、第１及び第２の降温用噴霧装置をそれぞれ独立して稼働させることにより、施設内において均等にかつより多段にミスト量を調節できる。
制水弁等を使用して噴霧ノズルからのミスト噴霧量をリニアに制御できれば、施設内において第１の降温用噴霧装置の担当区域と第２の降温用噴霧装置の担当区域を仕分けることができる。この場合、各装置の噴霧ノズルは担当区域のみに設置されるので、配管の長さや設置コストの上昇を抑制できる。しかしながら、当該制水弁の使用は費用の見地から現実的ではなく、加圧ポンプのオン・オフによりミスト噴霧量を制御せざるを得ない。この場合、設置のためのコストアップに敢えて抗して、各降温用噴霧装置の配水管、ひいては噴霧ノズルをそれぞれ施設内に均等に分配することとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の実施の形態の降温用噴霧装置を示す模式図である。
【図２】同じく降温用噴霧装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】同じく第１の加圧ポンプの稼働制御を示すフローチャートである。
【図４】同じく第２の加圧ポンプの稼働制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明を実施の形態に基づいて更に詳細に説明する。
図１は、この発明の実施の形態の代表的な例であるマルチ降温システム１を示す。このマルチ降温システム１は第１の降温用噴霧装置１０と第２の降温用噴霧装置２０とを備える。
第１の降温用噴霧装置１０は加圧ポンプ１１、配水管１２、配水管１２に取り付けられる複数の噴霧ノズル１４及び制水弁１５を備えてなる。噴霧ノズル１４の構造、加圧ポンプに要求される水圧及びそのオン・オフのタイミング、その他制御弁１５の開閉タイミングは例えば特許文献１の記載に基づく。
第２の降温用噴霧装置２０も加圧ポンプ２１、配水管２２、配水管２２に取り付けられる複数の噴霧ノズル２４及び制水弁２５を備えており、少なくとも加圧ポンプ２１と噴霧ノズル２４は第１の降温用噴霧装置１０の要素１１、１４と同一のものとした。これにより、部品の共通化が図れ、装置の製造コストを低減できる。
勿論、第１の降温用噴霧装置１０から放出されるミストと第２の降温用噴霧装置２０から放出されるミストの量に差を設けることもできる。
【００２５】
噴霧ノズル１４は温室内において均等に分布するように配置される。それに応じて配水管１２も温室内に均等に分布するように配置され、同様に噴霧ノズル２４及び配水管２２も温室内に均等に分布するように配置される。その結果、配水管１２と配水管２２とは温室内で交差することがある。
第１の降温用噴霧装置１０の噴霧ノズル１４を均等に分布させることにより、当該第１の降温用噴霧装置において加圧ポンプ１１をオン・オフ制御したとき、その影響、即ちミスト量の調整が温室全域にわたるからである。同様に、第２の降温用噴霧装置２０の噴霧ノズル２４を均等に分布させることにより、当該第２の降温用噴霧装置において加圧ポンプ２１をオン・オフ制御したとき、その影響、即ちミスト量の調整が温室全域にわたる。
ここに噴霧ノズルを均等に分布させるとは噴霧ノズル間の距離を均一にすることを意味するが、温室内の気流、障害物等を考慮して、温室内全体へ均等にミストを行き渡らせるべく噴霧ノズルを位置調整することも含む。
図中符号３１は温湿度センサ（第１の検出部）であり、温室内の気温及び湿度を検出して検出結果をミスト量調整部４０の第１の調整部４１へ送る。同様に日射センサ（第２の検出部）３２は太陽光の強さ（日射量）を検出してその検出結果を第２の調整部４２へ送る。
第１の調整部４１は温湿度センサ３１から送られてきた結果に基づき、第１の加圧ポンプ１１のオン・オフを制御する。同様に、第２の調整部４２は日射センサ３２から送られてきた結果に基づき、第２の加圧ポンプ２１のオン・オフを制御する。
なお、温室内の気温や湿度如何によっては、第２の加圧ポンプ２１の動作を第１の加圧ポンプ１１に連動させることが好ましい場合がある。
【００２６】
次に、マルチ降温システム１の動作について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。
ステップ１では、温湿度センサ３１により温室内の気温ＤＴと相対湿度ＲＨを検出する。
ステップ１で得られた検出結果は第１の調整部４１において第１の基準条件と比較される（ステップ３）。第１の基準条件として「気温ＤＴが３２℃未満、又は相対湿度ＲＨが７０％を超過のとき加圧ポンプをオフとし、それ以外の条件で加圧ポンプをオンする」を採用することができる。この条件は、温室内の園芸物に好適な環境等に応じて適宜設定可能である。
温室内の気温と湿度が「気温ＤＴが３２℃未満、又は相対湿度ＲＨが７０％を超過」に合致したときは第１の加圧ポンプ１１及び第２の加圧ポンプ２１をオフとして（ステップ５、６）、ミストの発生を止める。気温ＤＴが３２℃未満であれば降温不要であり、また相対湿度ＲＨが７０％を超える高湿度状態でミストを発生させると、ミストの蒸発が不十分となって温室内を濡らすおそれがあるからである。
他方、気温ＤＴが３２℃以上でありかつ相対湿度が７０％以下のときはステップ１０へ進む。
【００２７】
ステップ１０の詳細を図３に示す。
ステップ１０１では、第１の加圧ポンプ１１の連続停止時間Ｔ１を計測する。例えば、第１の加圧ポンプ１１がオフになると図示しないカウンターが始動してオフになった時点からの経過時間を計測し、これを連続停止時間Ｔ１とする。
続いて、ステップ１０２において、ステップ３の条件である「気温ＤＴが３２℃未満、又は相対湿度ＲＨが７０％を超過」に合致しない条件、即ち気温ＤＴが３２℃以上かつ相対湿度が７０％以下となった場合、図示しないカウンターが始動して当該条件を満足することとなった時点からの経過時間を計測し、これを連続時間Ｔ２とする。
【００２８】
ステップ１０３において、ステップ１０１で計測している連続停止時間Ｔ１が５分未満のときは第１の加圧ポンプ１１を始動させない（ステップ１１０）。
他方、連続停止時間Ｔ１が５分以上のときはステップ１０７へ進む。ステップ１０７において、ステップ１０２で計測している連続時間Ｔ２が３０秒未満のときは第１の加圧ポンプを始動させない（ステップ１１０）。
他方、連続時間Ｔ２が３０秒以上のときに第１の加圧ポンプを始動させる（ステップ１０９）。
【００２９】
図３に示す制御を実行することにより、第１の加圧ポンプ１１が頻繁にオン・オフされなくなり、その寿命を延ばせる。
図３において、ステップ１０１及びステップ１０３又はステップ１０２及びステップ１０７の一方を省略することもできる。
【００３０】
ステップ１１では、日射センサ３２により温室内へ入射される太陽光の日射量Ｓ１が測定される。
この日射量Ｓ１には熱量（Ｗ／ｍ２）を用いることができる。
ステップ１１で得られた検出結果は第２の調整部４２に送られて、ここで第２の基準と比較される。この第２の基準条件として「３００（Ｗ／ｍ２）以上のとき加圧ポンプをオンとし、それ以外の条件（３００（Ｗ／ｍ２）未満）では加圧ポンプをオフする」を用いることができる。勿論この第２の基準条件も任意に設定可能である。
検出された日射量Ｓ１が３００（Ｗ／ｍ２）未満のとき、第２の加圧ポンプ２１はオフとする（ステップ１５）。他方、検出された日射量Ｓ１が３００（Ｗ／ｍ２）以上のときはステップ２０へ進む。
【００３１】
このステップ２０の詳細を図４に示す。
ステップ２０１では、第２の加圧ポンプ２１の連続停止時間Ｔ３を計測する。
例えば、第２の加圧ポンプ２１がオフになると図示しないカウンターが始動してオフになった時点からの経過時間を計測し、これを連続停止時間Ｔ３とする。続いて、ステップ２０２において、ステップ１３の条件、即ち日射量が３００（Ｗ／ｍ２）以上である条件の連続時間Ｔ４を計測する。例えば、かかる条件が満足されると図示しないカウンターが始動して当該条件を満足することとなった時点からの経過時間を計測し、これを連続時間Ｔ４とする。
【００３２】
ステップ２０３において、ステップ２０１で計測している連続停止時間Ｔ３が５分未満のときは第２の加圧ポンプ２１を始動させない（ステップ２１０）。
他方、連続停止時間Ｔ３が５分以上のときはステップ２０７へ進む。ステップ２０７において、ステップ２０２で計測している連続時間Ｔ４が３０秒未満のときは第２の加圧ポンプ２１を始動させない（ステップ２１０）。
他方、連続時間Ｔ４が３０秒以上のときに第２の加圧ポンプ２１を始動させる（ステップ２０９）。
【００３３】
図４に示す制御を実行することにより、第２の加圧ポンプ２１が頻繁にオン・オフされなくなり、その寿命を延ばせられる。
図４において、ステップ２０１及びステップ２０３又はステップ２０２及びステップ２０７の一方を省略することもできる。
【００３４】
図３及び図４では、加圧ポンプをオンするときの制御を説明したが、同様の制御を加圧ポンプのオフに対しても実行できる。即ち、加圧ポンプの連続稼働（オン）時間が５分に満たないときは、これをオフすることをせず、かつ、オフとすべき気温及び／又は湿度条件や日射条件が３０秒以上継続した後にこれをオフとする。
【実施例】
【００３５】
以下、この発明の実施例について説明する。
夏季の日中において、ガラス温室などの施設内部は日射を受けるため、換気を行なっても、外気温よりも高くなる。前提として、噴霧したミストが少なくとも１分間で蒸発する。なお、この設定方法では、ミストの噴霧水量を単純化した熱収支式から予測しているが、流体シミュレーションソフトウエアなどを用いて精緻に予測してもよい。
【００３６】
床面積が３００ｍ２で、換気量が２０（ｍ３／ｓ）の施設を対象として、外気温が３３．０℃、対象とする施設の内部に入射する日射量が床面積１ｍ２あたり５００Ｗ、太陽が雲に隠れた場合に施設の内部に入射する日射量を床面積１ｍ２あたり７５Ｗの気象条件を想定し、ミスト噴霧により噴霧しないときに比べ４℃だけ気温を下げたい場合を例として説明をする。
まず、日射量が床面積１ｍ２あたり、５００Ｗのときのミスト噴霧量を求める。ミストを噴霧しない場合、施設内の熱負荷は主として日射負荷である。したがって、この日射負荷が換気に伴って排熱されることによって、施設内の熱収支が釣り合うと考えてよい。
施設内の日射量は３００×５００（Ｗ）で表される。換気で排出される熱量は、この釣り合っているときの施設内の予測気温ＤＴ１（℃）、空気の定圧比熱を１．０×１０３Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）、空気の密度を１．２（ｋｇ／ｍ３）とすると、１．０×１０３×１．２×（ＤＴ１−３３．０）×２０（Ｗ）で表される。この二つが釣り合うので、予測気温ＤＴ１は３９．２５℃となる。
【００３７】
次に、ミスト噴霧時の施設内の熱収支は、施設の内部に入射する日射量と、
ミストによる気化熱量と換気に伴い排出される熱量の和と、が釣り合うと考えればよい。
施設内の日射量は３００×５００（Ｗ）で表される。ミストによる気化熱量と換気に伴う排熱量の和は、ミスト噴霧により噴霧しないときより４℃だけ気温を下げるためのミスト噴霧量をｍｗ１（ｇ／ｓ）、ミストの気化熱量を２，４４７（Ｊ／ｇ）とすれば、２４７７×ｍｗ１＋１．０×１０３×１．２×（（３９．２５−４）−３３．０）×２０（Ｗ）で表される。この２つが釣り合うので、ミスト噴霧量ｍｗ１は３８．８（ｇ／ｓ）となる。
【００３８】
次に、日射量が床面積１ｍ２あたり、７５Ｗのときのミストの噴霧水量を求める。施設内部の気温が３２℃を下回るあたりから、ミストの結露が徐々に発生しやすくなる傾向があることが実験的にわかっているので、施設内の気温を３２℃にするためのミスト水量ｍｗ２（ｇ／ｓ）を求めることにする。
このとき、施設内の気温は外気温よりも低くなるので、ミスト噴霧時の施設内の熱収支は、ミストによる気化熱量と、施設の内部に入射する日射量と換気に伴って屋外から流入する熱量の和と、が釣り合うと考えればよい。
ミストによる気化熱量は、２４７７×ｍｗ２（Ｗ）で表される。施設の内部に入射する日射量と換気に伴って流入熱量の和は、３００×７５＋１．０×１０３×１．２×（３３．０−３２）×２０（Ｗ）で表される。この２つが釣り合うので、ミスト噴霧量ｍｗ２は１８．８（ｇ／ｓ）となる。
しがたって、２つの降温用噴霧装置１０、２０うち、日射の変動に係わらず連続的に噴霧する第１の降温用噴霧装置１０と、日射が変動する場合に停止させる第２の降温用噴霧装置２０の噴霧量は、それぞれ、２０．０（ｇ／ｓ）と１８．８（ｇ／ｓ）とすればよい。
【００３９】
なお、これらの値は厳密である必要はなく、例えば、それぞれ、（２０ｇ／ｓ）と１９（ｇ／ｓ）としても、大きな支障はない。
なお、対象の施設の床面積が３００ｍ２、また、換気量を２０（ｍ３／ｓ）としたが、対象の施設に応じて適切に設定すればよい。
また、夏季の日中の外気温を３３．０℃としたが、対象の施設がある地域の夏季の晴天日の日中の気温の代表的な値を用いればよい。
また、施設の内部に入射する日射量を床面積１ｍ２あたり５００Ｗ、太陽が雲に隠れた場合に施設の内部に入射する日射量を床面積１ｍ２あたり７５Ｗとしたが、対象の施設における日射量から適切に設定すればよい。
また、ミスト噴霧により噴霧しないときより４℃だけ気温を下げることを前提としたが、３℃でも５℃でもよい。ただし、５℃を超えると徐々に濡れが発生しやすいことが実験的に分かっているため、５℃以下で設定することが望ましい。
【００４０】
また、日射の変動に係わらず連続的に噴霧する第１の降温用噴霧装置１０、日射が変動する場合に停止させる第２の降温用噴霧装置２０の２つの系統で記載したが、例えば、第１の降温用噴霧装置１０の噴霧量が２０（ｇ／ｓ）、第２の降温用噴霧装置２０の噴霧量が４０（ｇ／ｓ）のような場合には、第２の降温用噴霧装置２０をさらに２系統に分け、合計で３系統に分けることもできる。
ミストの発停の制御条件の設定方法について、日射の変動に係わらず連続的に噴霧する第１の降温用噴霧装置１０と、日射が変動する場合に停止させる第２の降温用噴霧装置２０の２つの系統の場合を例として、説明する。
日射の変動に係わらず連続的に噴霧する第１の降温用噴霧装置１０は、濡れが発生しないように運転すればよい。ミスト量調整部４０は、施設内の適切な位置に設置された温湿度センサ３１から入力される、気温ＤＴ（℃）と相対湿度ＲＨ（％）の値をもとに、気温ＤＴが３２℃以上、且つ、相対湿度７０％以下の場合、ミストの噴霧を行う。また、気温ＤＴが３２℃未満または相対湿度が７０％を超える場合、ミストの噴霧を停止する。
【００４１】
次に、日射が変動する場合に停止させる降温用噴霧装置２０は、日射の急激な変動に対応するによう運転する。したがって、実験的に濡れが発生しやすい条件であることがわかっている、気温３２℃以上、且つ、相対湿度７０％以下に加え、日射センサ３２から入力される日射量Ｓ１が３００（Ｗ／ｍ２）以上の条件でミストの噴霧を行なう。また、気温ＤＴが３２℃未満、または相対湿度が７０％を超える、または、日射量Ｓ１が３００（Ｗ／ｍ２）未満の場合に、ミストの噴霧を停止する。
なお、例として、日射量の基準に３００（Ｗ／ｍ２）を用いたが、２５０（Ｗ／ｍ２）でも３５０（Ｗ／ｍ２）でもよい。ただし、大きな値にすると、停止する時間が長くなり、冷却効果が小さくなる可能性がある。反対に、小さな値にすると、ミストが完全に蒸発せず、濡れが発生する可能性が増える。ミスト噴霧量の設定方法で用いた、施設の内部に入射する日射量が床面積１ｍ２あたり５００Ｗの７割くらいの値が望ましい。
【００４２】
上記の例では、温室内部の適切な位置に日射センサ３２を設置するとしたが、温室内部に設置が困難な場合は、あらかじめ、施設の日射透過率εを求めておき、屋外の適切な場所に設置した日射センサ３２からの日射量Ｓ２に施設の日射透過率εを乗じた値を、施設内の日射量Ｓ１として用いてもよい。
【００４３】
上記の例では、日射量の変動を日射センサ３２で計測し、それを噴霧の要不要の判断に用いたが、日射量が変動すると、その結果として、降温対象空間の気温が変動するため、日射量ではなく気温を用いて、噴霧の要不要の判断をすることもできる。例えば、日射量が５００（Ｗ／ｍ２）で第１の降温用噴霧装置１０と第２の降温用噴霧装置２０が同時に稼働したときの降温対象空間の予測気温３５．２５℃と、日射量が７５（Ｗ／ｍ２）で第１の降温用噴霧装置１０のみが稼働したときの降温対象空間の予測気温３２℃の、中間の値に近い、３４℃を用いて、第１の降温用噴霧装置１０は、気温ＤＴが３２℃以上、且つ、相対湿度７０％以下の場合、ミストの噴霧、気温ＤＴが３２℃未満または相対湿度が７０％を超える場合、ミストの噴霧を停止する。
第２の降温用噴霧装置２０は、気温ＤＴが３４℃以上、且つ、相対湿度６０％以下の場合、ミストの噴霧、また、気温ＤＴが３４℃未満または相対湿度が６０％を超える場合、ミストの噴霧を停止する。
【００４４】
上記の例では、温室内の気温及び湿度を測定してその結果に基づき第１の降温用噴霧装置１０を制御していた。測定系を簡素化する見地から、温室内の気温のみを測定してその結果に基づき第１の降温用噴霧装置１０のオン・オフを制御することもできる。この場合、ミストの噴霧停止の気温条件は、湿度を測定しないときよりも高めに設定し、温室内の濡れを確実に防止することが好ましい。
【００４５】
この発明は、ミストを噴霧する噴霧装置を温室に適用する際に、温室内の気温、又は気温及び湿度（第１の条件）に基づきミストの噴霧量を制御すると種々の不具合を引き起こすおそれがあるので、当該第１の条件に加えて温室に入射される太陽光の強さに関する第２の条件に基づき、温室内へ噴射するミスト量を制御しようとする本発明者が見出した新たな知見に基づいている。
既述の例では、噴霧装置の簡素化及び低コスト化を考慮して、ミスト噴霧量を加圧ポンプのオン・オフ制御で行なうこととしている。
勿論、吐出量を変更可能な加圧ポンプや流量を変更可能な制水弁を用いてミスト噴霧量を制御することを何ら禁止するものではない。更には、噴霧ノズルの先端にシャッタを設けて、噴霧ノズルから噴出されるミスト量に変化を持たせることもできる。
【００４６】
この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、及び特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。
【符号の説明】
【００４７】
１  マルチ降温システム
１０  第１の降温用噴霧装置
１１，２１  加圧ポンプ
１２，２２  配水管
１４，２４  噴霧ノズル
１５，２５  制水弁
２０  第２の降温用噴霧装置
３１  温湿度センサ
３２  日射センサ
４０  ミスト量調整部
４１  第１の調整部
４２  第２の調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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