(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも床面には地下水循環パネルを、天井部には透明地下水循環パネルを配設した植物栽培用ハウスを備え、前記植物栽培用ハウスに、ボイラーで加熱した温水と地下水を混合して供給することができる温度制御システムを設置し、かつ前記地下水循環パネルおよび透明地下水循環パネルと前記温度制御システムとの間を循環パイプで連結して、必要に応じて温水および＼または冷水を循環させるようにした植物栽培用ハウスの冷暖房装置であって、
前記温度制御システムは、地下水の給水管および温水の給湯管と、給水管及び給湯管に連結した混合栓と、混合栓および前記地下水循環パネル間に配設した混合水用配管と、前記給水管及び給湯管にそれぞれ取り付けた電磁弁と、各管路および前記植物栽培用ハウスに取り付けた温度センサと、温度センサからの温度データを収集する温度制御部とを備え、該温度制御部から前記給水管及び給湯管に取り付けた電磁弁に指示して一定温度の温水または冷水の供給をオンオフ制御することにより、所望の温度の温水または冷水を前記地下水循環パネルおよび透明地下水循環パネルに循環させるようにしたことを特徴とする植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【請求項２】
前記床面の地下水循環パネルは、パネル内に仕切り壁を形成されており、該仕切り壁により流路を形成したことを特徴とする請求項１に記載の植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【請求項３】
前記床面の地下水循環パネルは、パネル内に仕切り壁を形成されており、該仕切り壁に配設したフレキシブルチューブにより流路を形成したことを特徴とする請求項２に記載の植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【請求項４】
前記床面の地下水循環パネル内に配設したフレキシブルチューブは、その端部に取り付けたコネクタにより連結し、所望の長さに形成したことを特徴とする請求項３に記載の植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【請求項５】
前記床面の地下水循環パネルは、仕切り壁のないパネル内に流路が形成されるよう、パネルの対角線位置に給水口及び排水口を設けたことを特徴とする請求項１に記載の植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【請求項６】
前記床面の地下水循環パネルは、仕切り壁のないパネル内に流路が形成されるよう、中仕切りを設けた水袋を収納したことを特徴とする請求項５に記載の植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【請求項７】
前記床面の地下水循環パネルは、仕切り壁のないパネル内に流路が形成されるよう、通水管を蛇行させて収納したことを特徴とする請求項５に記載の植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【請求項８】
前記床面の地下水循環パネルは、底パネル上に複数の中空角材を並置し、該中空角材内に通水管を配設して隣接する通水管の端部を連結したことを特徴とする請求項１に記載の植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【請求項９】
前記床面の地下水循環パネルは、底パネル上に複数の中空角材からなる通水管を並置し、該通水管の端部を一括して連結したことを特徴とする請求項１に記載の植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【請求項１０】
前記床面の地下水循環パネルは、底パネル上に複数のフレキシブルチューブを並置し、該フレキシブルチューブの端部を一括して連結したことを特徴とする請求項１に記載の植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【請求項１１】
前記床面の地下水循環パネルは、底パネルが水を溜めることができる深さを有し、その長さ方向の両端部にそれぞれ通水口と排水口とを配置して通水することができるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【請求項１２】
前記床面の地下水循環パネルは、底パネル内に溜めた水の上に浮き蓋を搭載したことを特徴とする請求項１２に記載の植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【請求項１３】
前記床面の地下水循環パネルは、パネル外表面に熱交換部が形成されていて、より効果的に室温コントロールができるようにしたことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【請求項１４】
前記天井部の透明地下水循環パネルは、透明パネル内に仕切り壁を形成されており、該仕切り壁により流路を形成したことを特徴とする請求項１に記載の植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【請求項１５】
前記天井部の透明地下水循環パネルは、底枠が縦横の桟材で構成されており、該底枠上に導水用の仕切りを形成した水袋を収納したことを特徴とする請求項１に記載の植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【請求項１６】
前記天井部の透明地下水循環パネルは、仕切り壁のない透明パネル内に流路が形成されるよう、透明パネルの対角線位置に給水口及び排水口を設けたことを特徴とする請求項１に記載の植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【請求項１７】
前記天井部の透明地下水循環パネルは、光を透過する天井パネル上に複数の通水管を並置し、該通水管の端部を一括して連結したことを特徴とする請求項１に記載の植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【請求項１８】
前記天井部の透明地下水循環パネルは、光を透過する天井パネル上に複数の透明なフレキシブル素材からなる通水管を並置し、該通水管の端部を一括して連結したことを特徴とする請求項１に記載の植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【請求項１９】
前記地下水循環パネルおよび透明地下水循環パネルは、床パネルや壁、光を透過する天井パネル上に複数のフレキシブルフィルムからなる導水袋を搭載し、該導水袋の端部に通水口を連結したことを特徴とする請求項１に記載の植物栽培用ハウスの冷暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、温室等の植物栽培用ハウスでの促成栽培や抑制栽培に好適な植物栽培用ハウスの冷暖房装置に関し、特に地下水や太陽熱などの自然エネルギーを利用して植物を栽培する植物栽培用ハウスの冷暖房装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、イチゴの促成栽培等においては、温室やビニールハウスなどの植物栽培用ハウス内で、マルチングなどのシートを培土の上に張って被せ、そこに苗を植え付けることにより、室内を加温するとともに地温をも加温することにより、冬季でも結実させることができるようにしたものが知られている。
しかしながら、寒冷地で冬季に例えば野菜や果実などの栽培を行う場合には、外気温が特に低いので、重油や軽油等の化石燃料を使用した暖房を行うことが必要であり、コストが大幅に上昇するとともに、地球温暖化や大気汚染をもたらす要因ともなっている。
【０００３】
そこで、特開平１１−２３５１３０号公報（特許文献１参照）には、汲み上げる地下水を送り込むパイプを太陽光が当たる場所に多数配設した太陽熱温水器と、この太陽熱温水器で加温された温水を貯蔵する蓄熱槽と、この蓄熱槽で蓄えられた温水を栽培しようとする植物が植えられた温室の室内及び／又は土中の加温用パイプへ供給するポンプとを備えたことを特徴とする植物栽培装置が提案されている。
しかしながら上記先行技術においては、くみ上げた地下水を太陽熱温水器で昇温した上で蓄熱槽に蓄えて利用することが主眼となっており、夏季の冷房に利用することについては何ら考慮されていない。
特に、冬季の場合水温が周囲の温度に合わせて大きく変動する場合もあり、特に寒冷地ではたとえ井戸水であっても水温が低く、一定温度まで温めないでそのまま散水すると、生育する植物に好ましくないという課題の解消を企図している。
したがって、植物栽培用ハウスの冷暖房装置というには程遠い内容である。
【０００４】
また、特開２００７−３３３３６０号公報（特許文献２参照）や特開２００９−１２７９８２号公報（特許文献３参照）には地中に埋設した熱交換パイプで熱交換を行わせた空気を室内に取り込むようにした地熱利用空調システムが提案されている。
また、図３４（地中熱利用促進協会ホームページ、非特許文献１参照）には地中に埋設した熱交換器とヒートポンプとの間で水や不凍液を循環させ、昇温ないし冷却させた空気を室内に取り込むようにした地熱利用のヒートポンプシステムが提案されている。
しかしながら、ヒートポンプを用いたとしても、空気を用いて温室の空調を行うことには、その効率の面で大きな問題があることが判明した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２３５１３０号公報
【特許文献２】特開２００７−３３３３６０号公報
【特許文献３】特開２００９−１２７９８２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】地中熱利用促進協会ホームページ(http://www.geohpaj.org/introduction/index1/types）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明者は次のような予備実験を行った。
＜１．予備実験結果＞
図１（ａ）および（ｂ）は立方体の小型実験用チェンバーを示し、（ａ）は蓋を開いた状態の、（ｂ）は取付状態のそれぞれ概略斜視図、（ｃ）は大型実験用チェンバーを示すそれぞれ概略斜視図である。
実験にはまず図１（ａ）に示す、５０ｃｍ角の小型の地下水を通水可能な側壁パネル２０１を制作した。そして熱交換用の内壁をこの側壁パネル２０１を４枚連結して構築し、底板２０２にはウレタンゴムシートを貼付し、天井は２重構造のアクリル透明板２０３を被せて蓋をすることにより、ほぼ立方体の密封したチェンバー２００を製作した。
これを通常のガラスハウス温室内に設置し、側壁パネル２０１内に１４．０℃の地下水を流した。温度は、外気温、ハウス内温度、チェンバー内中央部温度を１時間ごとに計測した。
同様に、図１（ｃ）に示すように９０ｃｍ×１８０ｃｍの大型の実験チェンバー３００を制作し、小型チェンバー２００と同じ条件で冬季の実験を行った。
【０００８】
図２は、小型チェンバーでの秋季の実験結果の一例を示すグラフである。
この実験は、山梨県都留市で２０１３年１０月２７〜２８日にかけて、小型チェンバーに地下水（温度１３．４℃）を３００ｍｌ／分の流量で流したものである。左側の数表は、１時間ごとの外気温・ハウス内温度・チェンバー内温度の計測値である。右側はその時系列変化を折れ線グラフにしたもので、無印が外気温、丸い点がハウス内温度、三角の点がチェンバー内温度である。
実験は２７日１０時丁度に側壁パネル内に地下水を流し始めた。このとき外気温は１５．９℃、ハウス内は３１．７℃であったが、小型チェンバー内は日照のため３６．６℃に上昇していた。しかし１時間後には水流の影響で２２．４℃に下がった。その後１４時までは外気温が２１．３℃まで上昇したが、日照の影響でハウス内は４０．５℃まで上昇した。しかし、小型チェンバー内は日照を受けたとはいうものの、２３．９℃が最高になった。注目すべきなのはチェンバー内温度が１７時項から翌朝まで１４．５℃±１℃位で安定し、横ばいになっていることである。この日は秋とはいえ冷え込んで、深夜には外気温の最低は５．５℃、ハウス内も８．５℃まで下がったが、チェンバー内は通水した地下水温の１３．４℃より下がらないという結果が得られた。
【０００９】
＜２．大型チェンバーでの冬季実験結果＞
図３は、大型チェンバーでの冬季の実験結果の一例を示すグラフである。計測は２０１４年２月１１日１１時から１２日までの２６時間の温度計測結果である。１時間ごとの外気温・ハウス内温度・チェンバー内温度、流水温度の計測値の時系列を折れ線グラフにしたもので、無印が外気温、丸い点がハウス内温度、三角の点がチェンバー内温度、四角の点がパネルに流した地下水温である。１１日は昼間小春日和で昼間の気温は１５℃まで上昇した。しかし午後は上空に厳しい寒気団が入り、急速に気温が下がり、１２日の早朝にはマイナス８．６度まで冷え込んだ状況であった。本来の地下水温は１４℃前後であるが、ハウスまでの送水経路で若干外気温に影響されているようだが、１３．５〜１４．５℃とほぼ一定であった。夜間の外気温は−８．６℃まで下がったが、チェンバー内は１１．２℃以下にはならず、流水温に引きずられる感じで、２℃ほど低い状況で横ばいとなった。チェンバー内温度が流水によって一定に保たれることが証明された。１４時ごろのハウス内は日照により３０℃を越えている。チェンバー温度も若干上昇している。チェンバーは上蓋が透明アクリル二重板になっているので、これも太陽光線照射によるものである。
実験結果により、地下水温調技術が十分実用的であると証明されたものと考えられる。
【００１０】
＜３．流水量の検討＞
次に、どのくらいの流水量で温調効果があるかを検討した。
表１は、水と空気の物性値データと熱容量の計算方法を示すものである。
【表１】
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水１ｍ3に蓄えられる熱量は４１７７ＭＪ／（ｍ3・Ｋ）で、空気１ｍ3では１．１２６ＭＪ／（ｍ3・Ｋ）となり、計算すると３，７１０倍（約４千倍）もの差がある。つまり、１リットルの水は３，７１０リットルの空気と同じ量の熱量を持つことになる。言い換えると水１リットルで１℃分の熱量では空気３，７１０リットルを１℃上昇できる。
縦横５ｍ×１０ｍで高さが３ｍの標準的なビニールハウスの体積（空気量）は１５０，０００リットルになるので、ハウス内の温度を１℃上昇させるには約４０リットルの水がいることになる。もし仮に外気温が０℃の時、ハウス内温度を１５℃まで上昇させるとすると、４０×１５＝６００となり、６００リットルの地下水が必要となる。この量を１分間に流すと（仮に熱交換が効率よく行われるとする）、計算上は１分間で０℃から１５℃まで上がることになる。
流す量を１０分の１にすると１０分間となり、１００分の１にすると１００分間でハウス内は１５℃に達することになる。早い遅いはさておき、いずれにせよハウス内温度は最終的には１５℃になる計算である。外気温の気温変動はゆっくり緩慢に変わっていくので、流水量は多くする必要はない。ちなみに一般家庭の水道を例に考える。バケツに水を入れる時のように大きめに蛇口をひねった場合は水量が３０リットル／分位なので、ハウス内を２０分間で０℃から１５℃まで上昇させることになる。この計算で、地下水による温度調節での使用水量が大量なものではなく、極めて現実的で容易に実現できることものであることが解った。
【００１１】
本発明では、地下水に取り囲まれた植物育成のための温調空間を実現するために、従来方式のハウスの内面、天井、床に地下水による熱交換を目的として開発した地下水循環パネルを組み合わせて貼る方式を採用した。
そして、地下水循環パネル間をパイプで接続して地下水を流し、地下水循環パネルの全面で熱交換をするという構造を採用した。前記地下水循環パネルとしては、床部もしくは側壁に使う地下水金属面パネルと、天井用の透明地下水循環パネルの２種類を前提とする。
図４（ａ），（ｂ）のように、地下水循環パネルは内部空気の対流の影響で、上下に設置するのが最も効果的であることがわかった。
図４（ａ）のパネル配置（暖房の場合）においては、側面に立ててパネルを配置した場合は、暖められた空気は矢印に示すように側面からそのまま上昇して上部に溜まり、下部には行きわたらない。一方、床面にパネルを配置した場合は、暖められた空気は矢印に示すように床面全体から上昇するため全体が暖まる。
図４（ｂ）のパネル配置（冷房の場合）においては、側面に立ててパネルを配置した場合は、矢印に示すように側面からそのまま下降して冷された空気は下部に溜まり、上部には行きわたらない。一方、天井面にパネルを配置した場合は、冷された空気は矢印に示すように天井面全体から下降するため全体が冷される。
【００１２】
この発明は上記した事情に鑑み、冬季の場合には室温を効率よく昇温させることができ、また夏季においては湧水や地下水を有効に利用することにより効果的に冷房することができるようにした植物栽培用ハウスの冷暖房装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち、この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置は、少なくとも床面には地下水循環パネルを、天井部には透明地下水循環パネルを配設した植物栽培用ハウスを備え、前記植物栽培用ハウスに、ボイラーで加熱した温水と地下水を混合して供給することができる温度制御システムを設置し、かつ前記地下水循環パネルおよび透明地下水循環パネルと前記温度制御システムとの間を循環パイプで連結して、必要に応じて温水および＼または冷水を循環させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記温度制御システムは、地下水の給水管および温水の給湯管と、給水管及び給湯管に連結した混合栓と、混合栓および前記地下水循環パネル間に配設した混合水用配管と、前記給水管及び給湯管にそれぞれ取り付けた電磁弁と、各管路および前記植物栽培用ハウスに取り付けた温度センサと、温度センサからの温度データを収集する温度制御部とを備え、
該温度制御部から前記給水管及び給湯管に取り付けた電磁弁に指示して一定温度の温水または冷水の供給をオンオフ制御することにより、所望の温度の温水または冷水を前記地下水循環パネルおよび透明地下水循環パネルに循環させるようにしたことをも特徴とするものである。
【００１５】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記床面の地下水循環パネルは、パネル内に仕切り壁を形成されており、該仕切り壁により流路を形成したことをも特徴とするものである。
【００１６】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記床面の地下水循環パネルは、パネル内に仕切り壁を形成されており、該仕切り壁に配設したフレキシブルチューブにより流路を形成したことをも特徴とするものである。
【００１７】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記床面の地下水循環パネル内に配設したフレキシブルチューブは、その端部に取り付けたコネクタにより連結し、所望の長さに形成したことをも特徴とするものである。
【００１８】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記床面の地下水循環パネルは、仕切り壁のないパネル内に流路が形成されるよう、パネルの対角線位置に給水口及び排水口を設けたことをも特徴とするものである。
【００１９】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記床面の地下水循環パネルは、仕切り壁のないパネル内に流路が形成されるよう、中仕切りを設けた水袋を収納したことをも特徴とするものである。
【００２０】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記床面の地下水循環パネルは、仕切り壁のないパネル内に流路が形成されるよう、通水管を蛇行させて収納したことをも特徴とするものである。
【００２１】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記床面の地下水循環パネルは、底パネル上に複数の中空角材を並置し、該中空角材内に通水管を配設して隣接する通水管の端部を連結したことをも特徴とするものである。
【００２２】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記床面の地下水循環パネルは、底パネル上に複数の中空角材からなる通水管を並置し、該通水管の端部を一括して連結したことをも特徴とするものである。
【００２３】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記床面の地下水循環パネルは、底パネル上に複数のフレキシブルチューブを並置し、該フレキシブルチューブの端部を一括して連結したことをも特徴とするものである。
【００２４】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記床面の地下水循環パネルは、底パネルが水を溜めることができる深さを有し、その長さ方向の両端部にそれぞれ通水口と排水口とを配置して通水することができるようにしたことをも特徴とするものである。
【００２５】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記床面の地下水循環パネルは、底パネル内に溜めた水の上に浮き蓋を搭載したことをも特徴とするものである。
【００２６】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記床面の地下水循環パネルは、パネル外表面に熱交換部が形成されていて、より効果的に室温コントロールができるようにしたことをも特徴とするものである。
【００２７】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記天井部の透明地下水循環パネルは、透明パネル内に仕切り壁を形成されており、該仕切り壁により流路を形成したことをも特徴とするものである。
【００２８】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記天井部の透明地下水循環パネルは、底枠が縦横の桟材で構成されており、該底枠上に導水用の仕切りを形成した水袋を収納したことをも特徴とするものである。
【００２９】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記天井部の透明地下水循環パネルは、仕切り壁のない透明パネル内に流路が形成されるよう、透明パネルの対角線位置に給水口及び排水口を設けたことをも特徴とするものである。
【００３０】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記天井部の透明地下水循環パネルは、光を透過する天井パネル上に複数の通水管を並置し、該通水管の端部を一括して連結したことをも特徴とするものである。
【００３１】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記天井部の透明地下水循環パネルは、光を透過する天井パネル上に複数の透明なフレキシブル素材からなる通水管を並置し、該通水管の端部を一括して連結したことをも特徴とするものである。
【００３２】
この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記地下水循環パネルおよび透明地下水循環パネルは、床パネルや壁、光を透過する天井パネル上に複数のフレキシブルフィルムからなる導水袋を搭載し、該導水袋の端部に通水口を連結したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明してきたようにこの発明によれば、植物栽培用ハウスを湧水・地下水で効率的に温度管理することができる。すなわち、温度制御部から給水管及び給湯管に取り付けた電磁弁に指示して一定温度の温水または冷水の供給をオンオフ制御することにより、所望の温度の温水または冷水を前記地下水循環パネルに循環できるようにしたので、冬季や寒冷地での植物の栽培が可能となり、また夏季においても湧水・地下水を利用して非常に効率的に温度管理することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）および（ｂ）は立方体の小型実験用チェンバーを示し、（ａ）は蓋を開いた状態の、（ｂ）は取付状態のそれぞれ概略斜視図、（ｃ）は大型実験用チェンバーを示すそれぞれ概略斜視図である。
【図２】小型チェンバーでの秋季の実験結果の一例を示すグラフである。
【図３】大型チェンバーでの冬季の実験結果の一例を示すグラフである。
【図４】（ａ）は各パネル配置（暖房の場合）における気流の変化を、（ｂ）は各パネル配置（冷房の場合）における気流の変化を示す概略図である。
【図５】植物栽培用ハウスの概略断面図である。
【図６】植物工場の内部の見取り図である。
【図７】（ａ）は床面用の地下水循環パネル単体の概略斜視図、（ｂ）はその透視状態の概略斜視図である。
【図８】床面用の地下水循環パネル単体の蓋を外した状態の概略斜視図である。
【図９】（ａ）は床面用の地下水循環パネルの仕切り壁を示す斜視図、（ｂ）は仕切り壁内にフレキシブルチューブを収納した状態の斜視図、（ｃ）はフレキシブルチューブの概略拡大図である。
【図１０】（ａ）はフレキシブルチューブ内が空の状態の概略図、（ｂ）はフレキシブルチューブ内に通水した状態の概略図である。
【図１１】（ａ）は仕切り壁内にフレキシブルチューブを収納した状態におけるフレキシブルチューブ内が空の状態の概略図、（ｂ）はフレキシブルチューブ内に通水した状態の概略図、（ｃ）は熱交換時の概略図である。
【図１２】フレキシブルチューブの連結部の概略拡大図である。
【図１３】床面用の地下水循環パネルの別の例を示し、（ａ）は蓋を外した状態の概略斜視図、（ｂ）通水状態の概略断面図である。
【図１４】床面用の地下水循環パネルの次の例を示し、（ａ）はその概略斜視図、（ｂ）は床面用の地下水循環パネルに収納する蛇行用中仕切り付き水袋の概略平面図である。
【図１５】床面用の地下水循環パネルの次の例を示し、前記中仕切り付きタンクに代えて通水管を蛇行させて収納した状態を示す概略斜視図である。
【図１６】床面用の地下水循環パネルの次の例を示し、（ａ）は中空角材の通水管を示す斜視図、（ｂ）は複数の通水管を並べた上、隣接する通水管の端部を連結した状態の概略斜視図、（ｃ）は前記複数の通水管を枠体内に並置した状態の概略斜視図である。
【図１７】床面用の地下水循環パネルの次の例を示し、（ａ）は筒状角材の通水管を示す斜視図、（ｂ）は複数の通水管を枠体内に収納しようとする状態を示す概略斜視図、（ｃ）は収納状態の概略斜視図、（ｄ）は前記通水管への通水状態を説明するための概略図である。
【図１８】床面用の地下水循環パネルの次の例を示し、（ａ）はフレキシブル素材からなる通水管を示す斜視図、（ｂ）は複数の通水管を枠体内に収納しようとする状態を示す概略斜視図、（ｃ）は収納状態の概略斜視図、（ｄ）は隣接する通水管の端部を一括して連結した状態の概略斜視図、（ｅ）は前記通水管への通水状態を説明するための概略図である。
【図１９】床面用の地下水循環パネルの次の例を示し、（ａ）は枠体そのものを通水体とした地下水循環パネルの概略斜視図、（ｂ）は通水状態の概略断面図である。
【図２０】床面用の地下水循環パネルの変形例を示し、（ａ）は枠体そのものを通水体とし、枠体内に浮き蓋を配置した地下水循環パネルの概略斜視図、（ｂ）は通水状態の概略断面図である。
【図２１】（ａ）は床面用の地下水循環パネルの外表面に放熱フィンからなる熱交換部を取り付け場合の概略斜視図、（ｂ）はその取付状態の概略図である。
【図２２】透明板からなる枠体を用いた天井部用の地下水循環パネルの１例を示し、蓋を開いた状態の概略斜視図である。
【図２３】透明板からなる枠体を用いた天井部用の地下水循環パネルの次の例を示し、（ａ）は内部に導水用の仕切りを形成した透明な水袋の概略平面図、（ｂ）は水袋を枠体内に収納しようとする状態を示す概略斜視図、（ｃ）は収納状態の概略斜視図である。
【図２４】透明板からなる枠体を用いた天井部用の地下水循環パネルの次の例を示し、（ａ）は枠体そのものを通水体とした地下水循環パネルの概略斜視図、（ｂ）は通水状態の概略断面図である。
【図２５】透明板からなる枠体を用いた天井部用の地下水循環パネルの次の例を示し、所定間隔で支持用の横桟を設けた枠体内に所定間隔で円筒状の通水管を並置しようとする状態の概略斜視図である。
【図２６】（ａ）は所定間隔で支持用の横桟を設けた枠体内に所定間隔で円筒状の通水管を並置した状態の概略斜視図、（ｂ）は通水管の端部を導水ユニットで一括して連結した状態の概略斜視図、（ｃ）は前記通水管への通水状態を説明するための概略図である。
【図２７】天井部用の地下水循環パネルの次の例を示し、（ａ）は透明なフレキシブル素材からなる通水管を示す斜視図、（ｂ）は複数の通水管を枠体内に収納しようとする状態を示す概略斜視図、（ｃ）は収納状態の概略斜視図、（ｄ）は隣接する通水管の端部を一括して連結した状態の概略斜視図、（ｅ）は前記通水管への通水状態を説明するための概略図である。
【図２８】天井部用の地下水循環パネルの次の例を示し、透明なフレキシブルフィルムからなる導水袋を天井部に配置した状態を示す斜視図である。
【図２９】フレキシブルフィルムからなる導水袋を壁に配置した状態を示す斜視図である。
【図３０】フレキシブルフィルムからなる導水袋を床部に導水溝を設け、該導水溝内に導水袋を敷設した状態を示す斜視図である。
【図３１】フレキシブルフィルムからなる導水袋を床部上に直接敷設した状態を示す斜視図である。
【図３２】フレキシブルフィルムからなる導水袋を畝カバー内に敷設した状態を示す斜視図である。
【図３３】この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置に用いられる温度制御システムの概略図である。
【図３４】従来の地熱利用のヒートポンプシステムを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、この発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置の好適な実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図５および図６は、それぞれ植物栽培用ハウス１１および植物工場１１’の上下に前記床面の地下水循環パネル１２および天井部の透明地下水循環パネル１３を配設し、側壁に断熱壁１４を配設した構造を示すものである。また前記植物栽培用ハウス１１には後述の温度制御システムを設置するとともに、前記地下水循環パネル１２と前記温度制御システムとの間を循環パイプで連結して、温水および＼または冷水を循環させるようにしてある。
【００３６】
図７（ａ），（ｂ）および図８の前記床面の地下水循環パネル１２は、パネル１２内に交互に端部を開口させた複数の仕切り壁１５を形成されており、したがって複数の仕切り壁１５の間を縫って、矢印に示すように蛇行する流路が形成される。１６は蓋である。
さらに図９に示す床面の地下水循環パネル１２は、図９（ａ）に示すようにパネル１２内に仕切り壁１５が設けてあり、図９（ｂ）に示すように該仕切り壁１５間を縫ってフレキシブルチューブ２１を蛇行するよう配設して流路を形成してある。１６は蓋である。図９（ｃ）は前記フレキシブルチューブ２１の概略拡大図である。
前記仕切り壁１５は、地下水循環パネル１２をプラスチックで成形する際に一体的に形成しても、あるいはプラスチックやアルミ等の軽量金属で形成した地下水循環パネル１２内に前記仕切り壁１５を接着剤等で配設してもよい。
【００３７】
図１０は地下水循環パネル１２内に蛇行するように配設した前記フレキシブルチューブ２１を説明するためのものであり、（ａ）はフレキシブルチューブ２１内が空の状態を、（ｂ）はフレキシブルチューブ２１内に通水した状態を示すものである。
図１１は、前記仕切り壁１５内におけるフレキシブルチューブ２１の挙動を説明するためのものであり、図１１（ａ）は前記仕切り壁１５内に収納した状態においてフレキシブルチューブ２１内が空の状態を、（ｂ）はフレキシブルチューブ２１内に通水した状態を、（ｃ）は熱交換時の状態を示す概略断面図である。
このように、前記地下水循環パネル１２内に蛇行するように配設したフレキシブルチューブ２１を使用することにより、経年劣化した場合でもフレキシブルチューブ２１だけを取り換えればよい。
【００３８】
図１２は前記フレキシブルチューブ２１の連結部２２の概略拡大図である。図示したように、該連結部２２は前記フレキシブルチューブ２１の端部にコネクタ２１ａを取り付け、このコネクタ２１ａどうしを連結する構造としたものである。
なお、コネクタ２１ａの連結手段は、ネジ構造やコネクタ２１ａにフランジを形成してクリップで止める構造等を採用することができる。無論、コネクタ２１ａ間はＯリングパッキン等を用いた水密構造とすることが必要である。
【００３９】
図１３は、前記地下水循環パネル１２の第２の例を示すものであり、パネル内には仕切り壁１５はなく、単にパネル１２の対角線位置に給水口３１及び排水口３２を設けたものである。図１３（ａ）は蓋１６を外した状態を、（ｂ）は通水した状態をそれぞれ示している。この例においては、給水口３１から注水された水はパネル１２内に貯留され、前記注水圧によって排水口３２から押し出されるように流れるものである。
図１４は、前記地下水循環パネル１２の第３の例を示すものであり、パネル１２内には仕切り壁１５はなく、蛇行用中仕切り３４を設けた水袋３３を収納して流路を形成したものである。図１４（ａ）はパネル１２内に水袋３３を収納した状態を示す斜視図、（ｂ）は水袋３３そのものを示す平面図である。
図１５は、前記地下水循環パネル１２の第４の例を示すものであり、パネル１２内には仕切り壁１５はなく、単に硬質または軟質の通水管３５をパネル１２内に蛇行するように配設して流路を形成したものである。
【００４０】
図１６は、前記地下水循環パネル１２の第５の例を示すものであり、図１６（ａ）に示す中空角材の仕切り用筒状体４３を準備し、図１６（ｂ），（ｃ）に示すように両側に側壁４２を立上げた底パネル４１上に複数の前記仕切り用筒状体４３を並置して、該仕切り用筒状体４３内に通水管４４を配設してある。その上で、隣接する通水管４４の端部を連結体４５で連結した上、パネル１２内に並置して流路を形成したものである。図１６（ｃ）は、前記複数の筒状体４３を底パネル４１内に並置した状態における通水状態を示すものである。
図１７は、前記地下水循環パネル１２の第６の例を示すものであり、図１７（ａ）に示す中空角材の通水管５３を準備し、図１７（ｂ），（ｃ）に示すように周囲に側壁５２を立ち上げた底パネル５１上に該底パネル５１よりやや短めの複数の通水管５３を並置してある。図１７（ｄ）は、前記複数の通水管５３を底パネル５１内に並置した状態における通水状態を示すものである。図において５５は底パネル５１に設けた通水口、５６は排水口であり、通水口５５から排水口５６の一方向にのみ流れるようになっている。
【００４１】
図１８は、前記地下水循環パネル１２の第７の例を示すものであり、両側に側壁５２を立上げた底パネル５１上に複数のフレキシブルチューブ５７を並置し、該フレキシブルチューブ５７の端部を導水ユニット５８で一括して連結したものである。
先ず、図１８（ａ）に示すフレキシブルチューブ５７を準備し、図１８（ｂ），（ｃ）に示すように底パネル５１上に複数のフレキシブルチューブ５７を並置して、図１８（ｄ）に示すように該フレキシブルチューブ５７の端部を導水ユニット５８で一括して連結してある。図１８（ｅ）は、前記複数のフレキシブルチューブ５７を底パネル５１内に並置した状態における通水状態を示すものである。図において５９は導水ユニット５８に設けた通水口、６０は排水口である。
【００４２】
図１９は、前記地下水循環パネル１２の第８の例を示すものであり、周囲に側壁６２を立上げた底パネル６１内に水が溜まるようにしたものである。
先ず、図１８（ａ）に示すように周囲に側壁６２を立上げ、長さ方向の端部に通水口６３および排水口６４を設けた底パネル６１が用意してある。６５は金網製の上蓋である。図１８（ｂ）は通水状態を示すものである。
この例においては、通水口６３から注水された水は底パネル６１内に貯留され、前記注水圧によって排水口６４から押し出されるように流れるものである。
【００４３】
図２０は、図１９の前記地下水循環パネル１２の変形例を示すものであり、図１８（ａ）と同様に周囲に側壁６２を立上げ、長さ方向の端部に通水口６３および排水口６４を設けた底パネル６１が用意してある。６５は金網製の上蓋、６６は水に浮くようにしたアルミ製の浮き蓋である。図１８（ｂ）は通水状態を示すものである。
図１９、図２０の例では複雑な配管工事が不要であり、水そのものが直接熱交換するので非常に熱交換効率が良い。
【００４４】
図２１は、前記地下水循環パネル１２において、パネル外表面に熱交換部を形成した場合について説明するものである。（ａ）は蓋１６の外表面に多数の放熱フィン７２を設けた熱交換部７１を取り付けようとする状態を、また（ｂ）は蓋１６の外表面に多数の放熱フィン７２を設けた熱交換部７１を取り付けた状態を示している。
この放熱フィン７２は、熱交換面の放熱面積を大きく増やす効果がある。
【００４５】
以下に天井部の透明地下水循環パネル１３の例を示す。
図２２において、天井部の透明地下水循環パネル１３は、周囲に枠体を取り付けた透明パネル１３内に仕切り壁１５を形成されており、該仕切り壁１５により蛇行する流路を形成したものである。
したがって、太陽光の照射をあまり妨げることがないので温室内に充分に日光を行き渡らせることができる。
【００４６】
図２３は、前記天井部の透明地下水循環パネル１３の第２の例を示すものであり、図２３（ａ）に示す導水用の仕切り８４を形成した透明な水袋８３を準備し、図２３（ｂ），（ｃ）に示すように、該天井部の透明地下水循環パネル１３を構成する縦横の桟材８２を備えた底枠８１上に、前記導水用の仕切り８４を形成した水袋８３を収納したものである。
したがって、太陽光の照射をあまり妨げることがないので温室内に充分に日光を行き渡らせることができる。
【００４７】
図２４は、前記天井部の透明地下水循環パネル１３の第３の例を示すものであり、図２４（ａ）に示す前記天井部の地下水循環パネル１３は、蓋１６で密閉された仕切り壁のない透明パネル１３内に流路が形成されるよう、透明パネル１３の対角線位置に給水口９１及び排水口９２を設けたものである。図２４（ｂ）は通水状態を示している。
【００４８】
図２５及び図２６は、前記天井部の透明地下水循環パネル１３の第４の例を示すものであり、図２５に示す円筒状の通水管１０３を準備して図２６（ａ）に示すように両側に側壁１０２を立ち上げた底パネル１０１上に所定の間隔でセットする。１００は透明素材からなる蓋である。
その上で図２６（ｂ）に示すように該円筒状の通水管１０３の端部を導水ユニット１０４で一括して連結してある。図２６（ｃ）は、前記複数の円筒状の通水管１０３を底パネル１０１内に並置した状態における通水状態を示すものである。なお、図において１０５は通水口、１０６は排水口である。
【００４９】
図２７は、前記天井部の透明地下水循環パネル１３の第５の例を示すものであり、前記天井部の地下水循環パネル１３は、図２７（ａ）の透明なフレキシブルチューブ１０７を準備し、図２７（ｂ），（ｃ）に示すように両側に側壁１０２を立ち上げた透明な底パネル１０１上に複数の透明なフレキシブルチューブ１０７を並置し、図２７（ｄ）に示すように該フレキシブルチューブ１０７の端部を導水ユニット１０８で一括して連結してある。図２７（ｅ）は前記複数の透明なフレキシブルチューブ１０７を底パネル１０１内に並置した状態における通水状態を示すものである。
【００５０】
図２８は、前記天井部の透明地下水循環パネル１３の第６の例を示すものであり、前記天井部の地下水循環パネル１３は、透明な筒状のフレキシブルフィルムからなる導水袋１１２を複数準備し、その一端にそれぞれ通水口１１３を取り付けて天井枠１１１上に並置するとともに、導水袋１１２の端部をハウスないし植物工場の側壁に垂らしたものである。排水された水は、導水ユニット等で一括処理したり、そのまま排水溝へ流すことができる。
前記天井枠１１１の立上げ部分は約３ｃｍ程度でよい。もちろん天井枠１１１の底面は光を透過する素材を用いることが必要であり、所定間隔の桟材や透明板、または金網などが好適に使用できる。
このように、複数の導水袋１１２を並べるだけの構成にすると、前記各パネルを準備することが不要となり、非常に低コストで、しかも問題が発生しても導水袋１１２の交換のみでよいため、維持管理が非常に簡単にできるという顕著なメリットがある。
【００５１】
図２９は、筒状のフレキシブルフィルムからなる導水袋１１２を搭載する棚１１５を、植物栽培用ハウスの壁１１４に多段に巡らせた例を示すものであり、壁面においても水を循環させて植物栽培用ハウスにおける室内空気との熱交換を増進させることができる。
また、前記棚１１５の底部に金網や鉄格子を配置してその上に導水袋１１２を搭載し、導水袋１１２の底部をむき出しにして室内空気と接触する面積を増やし、より熱交換率を高めるようにしてもよい。
【００５２】
図３０は、筒状のフレキシブルフィルムからなる導水袋１１２を床部に設けた導水溝１１６内に敷設し、該導水溝１１６の上面に金網や鉄格子からなる蓋１１７を被せた例を示すものである。
このようにして床部に設けた導水溝１１６内に導水袋１１２を敷設すれば、直接導水溝１１６内に水を流す場合よりも、掃除等が簡単で防苔や防虫害にも資する、メンテナンスや衛生面で非常に優れた熱交換方式となるのである。
【００５３】
図３１は、筒状のフレキシブルフィルムからなる導水袋１１２を床部に直接敷設した例を示すものである。
このようにして栽培中の植物を避けて床部に直接導水袋１１２を敷設すれば、導水溝１１６を設ける場合よりも大幅にコストを低下させることができ、メンテナンスや衛生面で非常に優れた熱交換方式となるのである。
また図３２はフレキシブルフィルムからなる導水袋１１２を作物を栽培する簡易畝カバー１１８内に敷設した例を示すものである。
このようにして栽培中の植物を避けて簡易畝カバー１１８内に導水袋１１２を敷設すれば、大幅にコストを低下させることができ、メンテナンスや衛生面で非常に優れた熱交換方式となる。
もちろん、この簡易畝カバーも植物栽培用ハウスの定義の中に含まれるものである。
【００５４】
以上説明してきた実施例によれば、植物栽培用ハウス１１を湧水・地下水で効率的に温度管理することができ、しかもボイラや太陽熱温水器・廃熱等で加温された温水と地下水を混合して温度調節できるようにしたので、冬季や寒冷地での植物の栽培が可能となり、また夏季においても湧水・地下水を利用して非常に効率的に温度管理することができるようになった。
【００５５】
次に前記各実施例の植物栽培用ハウスの冷暖房装置において、前記温度制御システム１２１は、図３３に示すように、地下水の給水管１２２および温水の給湯管１２３とを備え、該給水管１２２および給湯管１２３に混合栓１２４を連結して、該混合栓１２４および前記地下水循環パネル１２間に混合水用配管１２５を配設したものである。
そして、前記給水管１２２および給湯管１２３には電磁弁１２２ａ，１２３ａをそれぞれ取り付け、各管路には温度センサ１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃを取り付け，前記植物栽培用ハウス１１には温度センサ１２６ｄを取り付けてある。１２７は該温度センサ１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃ，１２６ｄからの温度データを収集する温度制御部である。
前記各実施例の植物栽培用ハウスの冷暖房装置は、基本的には前記地下水循環パネル１２に目的の温度の水を流し続けることによってその温度の調整が行われる。
もちろん、地下水の水温と植物栽培用ハウス内の室温とが大きい温度差を有する場合には、前記温度制御部１２７から前記給水管１２２および給湯管１２３に取り付けた電磁弁１２２ａ，１２３ａに指示して一定温度の温水または冷水の供給をオンオフ制御することにより、所望の温度の温水および冷水を前記地下水循環パネル１２に循環させたり、地下水を加温した温水と混合して前記地下水循環パネル１２に循環させることにより、植物栽培用ハウス１１内を適宜温度に制御することができる。
【００５６】
したがってこの発明の植物栽培用ハウスの冷暖房装置によれば、夏に外気温が３５℃以上あっても前記湧水・地下水を用いて約１５〜２５℃程度まで冷却することができ、また冬の外気温が氷点下であっても前記湧水・地下水を用いて一定の温度まで加温することができる。
【００５７】
以上のようにこの発明によれば地下水を利用し、これを加温した温水と混合して前記植物栽培用ハウス１１の暖房に用いるようにしたので、冬季や寒冷地であっても重油や軽油等を暖房用燃料として多量に使用せずに２０℃から２５℃前後に室温を保つことができ、果実、野菜、花等の各種の植物を良好に育てることができる。
もちろん、夏季においては前記植物栽培用ハウス１１内に設置した地下水循環パネル１２に湧水・地下水を循環することにより、１５℃から２５℃前後に室温を冷却することができ、夏季においても果実、野菜、花等の各種の植物を良好に育てることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上のようにこの発明を植物栽培用ハウスに適用した例について説明してきたが何ら植物栽培用ハウスに限定されるものではなく、住宅や工場、倉庫その他の建造物にも応用できることはいうまでもない。
フォームの始まり
フォームの始まり
【符号の説明】
【００５９】
１１  植物栽培用ハウス
１１’  植物工場
１２  床面の地下水循環パネル
１３  天井部の透明地下水循環パネル
１４  断熱壁
１５  仕切り壁
１６  蓋
２１  フレキシブルチューブ
２１ａ  コネクタ
２２  連結部
３１  給水口
３２  排水口
３３  水袋
３４  中仕切り
３５  硬質または軟質の通水管
４１  底パネル
４２  側壁
４３  仕切り用筒状体
４４  通水管
４５  連結体
５１  底パネル
５２  側壁
５３  通水管
５５  通水口
５６  排水口
５７  フレキシブルチューブ
５８  導水ユニット
５９  通水口
６０  排水口
６１  底パネル
６２  側壁
６３  通水口
６４  排水口
６５  金網
６６  浮き蓋
７１  熱交換部
７２  放熱フィン
８１  底枠
８２  縦横の桟材
８３  水袋
８４  仕切り
９１  給水口
９２  排水口
１００  透明蓋
１０１  底パネル
１０２  側壁
１０３  円筒状の通水管
１０４  導水ユニット
１０５  通水口
１０６  排水口
１０７  透明なフレキシブルチューブ
１０８  導水ユニット
１１１  天井枠
１１２  フレキシブルフィルムからなる導水袋
１１３  通水口
１１４  壁
１１５  棚
１１６  導水溝
１１７  蓋
１１８  簡易畝カバー
１２１  温度制御システム
１２２  地下水の給水管
１２２ａ  電磁弁
１２３  温水の給湯管
１２３ａ  電磁弁
１２４  混合栓
１２５  混合水用配管
１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃ，１２６ｄ  温度センサ
１２７  温度制御部
【図１】
0006259387.tif 000003
【図２】
0006259387.tif 000004
【図３】
0006259387.tif 000005
【図４】
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【図５】
0006259387.tif 000007
【図６】
0006259387.tif 000008
【図７】
0006259387.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
0006259387.tif 000012
【図１１】
0006259387.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
0006259387.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0006259387.tif 000019
【図１８】
0006259387.tif 000020
【図１９】
0006259387.tif 000021
【図２０】
0006259387.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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