CN102905514A - 温室用栽培系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能以低成本达成节能和高产量的温室用栽培系统。温室用栽培系统在温室(10)内配置热交换/蓄热器(30)的同时,配置热泵(50)，热交换/蓄热器(30)侧面设有促进在温室内空气和充填于内部的蓄热体之间的热交换的传热板(32)。通过热交换/蓄热器(30)的传热板(32)可以因充填到该热交换/蓄热器(30)内的蓄热体和温室内空气之间的温度差,有效地对白天温室内的余热进行热交换。由此，可以减少热泵(50)的运转率，有助于白天制冷，能对换气时间缩短化做贡献，同时，夜间可以将蓄热的热量进行供暖，可以大大削减供暖制冷成本。

Description

温室用栽培系统
技术区域
本发明涉及温室用栽培系统。
背景技术
温室原本是以促进低温期的植物的生长为目的而设置的，将太阳能转换成热能的功能极高。因此，即使是冬季，日照强烈的白天也无需供暖，不如说，通过开放天窗排气换气,使温室内温度下降。并且，气温低的夜间使供暖设备运转，对温室内供暖，进行温度调节。但是，关于这样的供暖控制，根据节约经费和环境保护，要求降低燃料费和电费。另一方面，在作物栽培中，一直要求增加每单位面积的作物收获量，改善收益。
鉴于上述情况，例如非专利文献1中所记载，在荷兰，实行将存在于地下约100m左右的作为几乎不流动水域的含水层(aquifer)作为冷水和热水的蓄热块利用。将由夏季的太阳能加热的温室内的热量通过热泵蓄热至含水层,对温室内放冷气，在冬季使用该含水层的热量用热泵对温室内进行供暖。通过这样的构成，考虑经过全年场合，可以实现供暖设备的运转时间的缩短化，降低供暖成本。还有，通过由热泵利用含水层的热量可以低成本地进行温度控制，因此，全年进行换气的时间也缩短，可以作为完全不通过天窗或侧窗等换气设备进行换气的封闭型，或将通过换气设备进行的换气抑制到所需的最小限度的半封闭型的温室。作为封闭型或半封闭型的温室，通过积极地使用二氧化碳，可以将温室内的二氧化碳浓度维持在大气中浓度的2倍～4倍，可以增加作物光合作用速度，实现品质、产量的提高。由于使得二氧化碳浓度比大气中的浓度高,光合作用速度加快，这点也记载在例如非专利文献2中。
【非专利文献】
【非专利文献1】“以环境保护和高产量为目标的荷兰的半封闭型温室”（斎藤章）,设施和园艺,144号,p25～31,2009年1月30日发行。
【非专利文献2】“对于草莓的CO2使用的理论”（织田弥三郎）,1997年度草莓研讨会纪要和其他，p6～10。
但是，非专利文献1的技术只能在附近存在上述那样的含水层的场所实施，在几乎没有这种含水层的日本不实用。还有，在非专利文献2中，使用二氧化碳提高二氧化碳浓度，能促进从日出到开始散热换气的时间段的光合作用，但关于在换气开始后的白天维持高的二氧化碳浓度没有触及。
发明内容
本发明就是鉴于上述所存在的问题而提出来的,本发明的课题在于,提供不利用含水层而能实现冷暖气设备成本的减少、提高节能效果的温室用栽培系统。以及，本发明的课题在于,提供提高这样的节能效果、再加上通过即使白天也能合适地确保二氧化碳浓度及湿度、能实现作物品质提高、产量提高的温室用栽培系统。
为了解决上述课题，本发明的温室用栽培系统的特征在于,该温室用栽培系统包括:
热交换/蓄热器,配置在温室内,促进在温室内空气和充填于内部的蓄热体之间进行热交换的传热部设在侧面;以及
热泵,向上述热交换/蓄热器内的蓄热体授受热。
较好的是,上述热泵设置在温室内。较好的是,上述传热部由断面波纹状的板状部件构成，各山谷部以与地面大致水平朝向配置,并且,较好的是,上述传热部由热传导率处于50W/（mk）～300W/（mk）范围的原材料形成。
较好的是,上述热交换/蓄热器的断面的高度相对断面宽度的比大于1。较好的是,上述热交换/蓄热器在上述温室内，设在位于离地表所定高度的栽培床的下方。较好的是,沿着热交换/蓄热器的断面宽度方向,隔开所定间隔配置一对脚部件,上述热交换/蓄热器配置在该一对脚部件之间的内侧，同时，在上述一对脚部件之间，梁部件水平架设在上述热交换/蓄热器的上方，栽培床支撑在该水平架设的梁部件上。
较好的是,设有可覆盖位于上述热交换/蓄热器侧面的传热部的反射片材。较好的是,上述反射片材在从上述传热部离开所定间隔的位置，设为可开闭,成为覆盖上述传热部状态和不覆盖状态。较好的是,在上述热交换/蓄热器和反射片材之间，设有可供给二氧化碳的送风导管。
较好的是,在上述温室内的地中设有地中蓄热部,较好的是,上述热交换/蓄热器的底面设为与地面相接，该底面构成在与上述地中蓄热部之间可热交换的传热部。
下面说明本发明的效果:
本发明构成为在温室内配置热交换/蓄热器，其侧面设有促进在温室内空气与充填在内部的蓄热体之间的热交换的传热部。由于热交换/蓄热器的侧面设有传热部，与例如在配置栽培床的上面设有传热部场合相比，可确保广阔的与温室内空气的接触面积，可将白天的温室内的余热通过该传热部，利用热交换/蓄热器内充填的蓄热体和温室内空气之间的温度差有效地进行热交换。由此，可减少热泵的运转率，能有助于白天的制冷，对换气时间的缩短化作贡献，同时，夜间可将蓄热的热量进行供暖，能大大削减供暖制冷成本。
还有，本发明还设有对上述热交换/蓄热器内的蓄热体授受热的热泵。因此，根据白天的室温，通过使热泵运转，可以预先将太阳热能聚集保持到蓄热体，能将蓄热到蓄热体的热量进行夜间供暖。本发明不仅热泵，还具有上述的热交换/蓄热器，因此，当蓄热体温度比室温低时,自然聚热。可以仅仅当单靠自然聚热不能保持所定室温时启动热泵，即使因供暖使得蓄热体成为低温时，由于传热部温度和周边空气的温度之间的热降,使得次日的自然聚热效率变高，因此,可以缩短热泵聚热（制冷）时间，可大幅度削减供暖制冷成本。还有，通过热交换/蓄热器和热泵的组合，一边抑制冷气成本一边能将白天的室温维持在所定温度，因此，可以不要冷却所需的换气。其结果，不仅早晨，即使白天也可适度保持室内的二氧化碳浓度、湿度，提高光合作用的速度。再有，由于不需要换气，可以提高防止病虫害进入的效果，减少农药的使用量、散布时间。
还有，通过将热交换/蓄热器构成为设在栽培床下方，不需要用于配置热交换/蓄热器的特别空间，不会使温室内的有效栽培面积减少。还有，若在夜间室温比蓄热温度低，则通过来自位于热交换/蓄热器侧面的传热部的对流和辐射，对植物供暖。由于配置在栽培床的下方，热交换/蓄热器的蓄热体的位置成为与作物的种植位置平面重叠，因此，可以缓和由于室温的急剧变化对于作物的影响。
还有，由于热交换/蓄热器位于栽培床的下方，可以使热交换/蓄热器的重量直接传到地面，不需要特别的支撑构造物。由于直接设置在地面上，通过热交换/蓄热器的底部进行与地中的热交换。因此，由于地中的温度稳定，在设有地中蓄热部的场合，也可不设覆盖该地中蓄热部的隔热构造，有助于施工成本降低。
附图说明
图1是表示本发明的温室用栽培系统的一实施形态的概念图。
图2是表示热交换/蓄热器的结构的立体图。
图3（a）是表示栽培床下的热交换/蓄热器的构造的一例的断面图，（b）是表示结露槽附近的构造的放大图。
图4是表示在栽培床下设置热交换/蓄热器，再加上设置地中蓄热部的形态的一部分的图。
图5是表示栽培床下的热交换/蓄热器的构造的一例和地中蓄热部的断面图。
图6是表示上述实施形态的温室用栽培系统的一天的栽培环境的控制过程的图。
图7是表示用于说明上述实施形态的温室用栽培系统的贯穿全年的栽培环境控制方法一例的图。
图8（a）、（b）是表示将热泵设置在温室外的形态的图。
图中符号意义说明如下:
1—温室用栽培系统
10-温室
20-栽培床
30—热交换/蓄热器(heat exchange/heat storage device)
32—传热板
33—反射片材
50-热泵
51-配管
52-盐水管(brine pipe)
60-地中蓄热部
70-送风导管
具体实施方式
下面，说明本发明的温室用栽培系统的实施形态，但本发明并不局限于以下的实施形态。
如图1的实施形态所示，本实施形态的温室用栽培系统1设在温室10的内部。温室10以例如钢材为躯体，用合成树脂薄膜或玻璃覆盖外壁，设有天窗或侧窗等，通过开闭天窗等可以进行换气。
在温室10内设有栽培床20。在本实施形态中,如图2所示，在离地面1～1.5m左右高度设置的架台21上支撑栽培床20。架台21包括将后述的热交换/蓄热器30夹在中间、即在热交换/蓄热器30的宽度方向隔开所定间隔配置的一对脚部件21a、21b,以及横跨在该脚部件21a、21b之间的梁部件21c，所述一对脚部件21a、21b以及梁部件21c沿着热交换/蓄热器30的长度方向每隔所定间隔设置。梁部件21c形成断面大致呈コ形状，在其上下对面的各板部的各端部附近设有上下方向贯通的孔部，使脚部件21a、21b插入穿通该孔部。由于架台21这样构成，施工时，事先将梁部件21c作为基准,使其位于地面上，将脚部件21a、21b插入穿通该孔部打桩，此后，将梁部件21c向上方挪动，使用水平仪（图中未示）将梁部件21c设置为水平。由此，由于脚部件21a、21b能垂直地立起设置，容易施工，同时，由于梁部件21c断面呈大致コ形状，对于外力的抵抗力强，架台21全体难以变形。栽培床20在这样配置的架台21的梁部件21c上沿着长度方向载置。这种所谓高设床具有作业者姿势舒适等的优点，同时，本实施形态的架台21虽然是如上所述的简易结构，但难以因栽培床20重量引起歪斜或挠曲等的变形。
栽培床20也可以在温室10内悬挂支承,使其成为离地面所定高度。又，如本申请人提出的日本特开2004-254688号公报等所述，考虑到作业性、日照等，也可以上下移动可能地悬挂支承栽培床20。
本实施形态的温室用栽培系统1设在具有这样的栽培床20的温室10中，设有热交换/蓄热器30和热泵50。热交换/蓄热器30可以设置在温室10的任何场所，但是,较好的是,如本实施形态那样，设在设置于所定高度的栽培床20的下方。即，较好的是,配置在构成上述架台21的一对脚部件21a、21b的内侧，梁部件21c的下方。由于热交换/蓄热器30配置在栽培床20的下方，即使设有热交换/蓄热器30，也不会使温室10内的有效栽培面积减少，可以实现空间的有效利用。
热交换/蓄热器30如图2及图3（a）所示，设置在架台21的下方空间，形成充填蓄热体的断面呈大致四方形的形状。本实施形态的热交换/蓄热器30利用水作为蓄热体（热介质）。在热交换/蓄热器30的侧面,设有容易使辐射热散开的传热部。传热部既可以是构成热交换/蓄热器30的框体本身，也可以是与构成热交换/蓄热器30的框体分开，设为包围在该框体外面。在本实施形态中，用断面波纹状的传热板32构成形成热交换/蓄热器30侧面的部件自身,将侧面全体构成作为传热部。
较好的是,热交换/蓄热器30以宽度0.3～1m、长度30～50m、高度1～1.5m的范围形成。由此，若按温室面积每1000m2并列配置例如10组左右，则全体可以保持100t以上的水,即使水温稍有上升,也可确保大量的热能。由于是这样的形状，将对向的二个侧面作为传热部，可大大确保与温室内空气进行热交换所需要的接触面积。
但是，较好的是,热交换/蓄热器30的高度相对宽度的比具有大于1的关系，即，用宽度比高度窄的尺寸形成。由于宽度窄，容易产生作为蓄热体的水的自然对流，水温无不匀地被均等化，热交换效率也高。
较好的是,传热板32断面形成波纹状，由此，可以进一步大大确保与温室内空气进行热交换所需要的接触面积。这种场合，传热板32以各山谷部沿床面（地面）成为大致水平朝向配置。虽然如上所述内部保持大量水，但通过这种朝向配置,抑制由水压引起的传热板的变形。
作为传热板32,较好的是,热传导率处于50W/（mk）～300W/（mk）的范围。热交换/蓄热器30可以促进温室内空气和蓄热体之间的热交换，同时，必须实现与用于夜间供暖的蓄热性之间的平衡，如果低于该范围，那么难以进行和温室内空气之间的热交换，如果超过该范围，那么保温效率下降。如果考虑热交换效率和保温效率之间的平衡，那么更好的是,上述热传导率处于60W/（mk）～100W/（mk）的范围，70W/（mk）～90W/（mk）的范围更好。作为上述范围的热传导率的传热板32，可以列举例如由铁板或铝板构成的厚度0.25～1.5mm的板状部件等。但是，若考虑防止由水压引起的变形，再加上成本，则较好的是,厚度0.25～0.8mm的铁板。
当传热板32由厚度0.25～0.8mm的铁板构成场合，为了使其具有所希望的耐水压性，较好的是,山谷部的邻接山部的顶点间的间隔是30～80mm，山部顶点和谷部顶点（谷底）之间的距离以7～20mm范围形成。
热交换/蓄热器30由传热板32构成的侧面以及设在长度方向两端部的端壁部件35围住形成，传热板32的内面、端壁部件35的内面、以及位于传热板32之间的地面由塑料片材覆盖，在该塑料片材内侧充填作为蓄热体的水。因此，热交换/蓄热器30的底面36由位于地面上的塑料片材形成。由于底面36是塑料片材，因此,热传导率高，促进与后述的地中蓄热部60之间的热交换。即，在本实施形态中,底面36也构成传热部。
还有，在形成热交换/蓄热器30侧面的传热板32的下部，沿着该热交换/蓄热器30的侧面,配置结露槽40（参照图3（b））。如果传热板32的表面温度成为空气的露点温度以下，那么水蒸气结露，因此，通过设置传热板32可以起到除湿作用，同时，由结露槽40回收结露水，可以防止再蒸发，实现结露水的再利用。
较好的是,传热部设在热交换/蓄热器30的至少侧面（传热板32），但不局限于此，既可以如上所述构成底面36作为传热部，也可以进一步将热交换/蓄热器30的上面作为传热部构成。在将侧面和上面作为传热部时，对于其上部的栽培床20的作物易作用反射热。
在传热板32的外侧设有覆盖该传热板32的反射片材33。例如，在构成架台21的梁部件21c的侧方，设有与热交换/蓄热器30大致平行配置的卷取轴33a，将反射片材33的上缘卷绕在该卷取轴33a，使该卷取轴33a回转,进行卷起或卷回，可以在上下方向开闭。若通过反射片材33设为覆盖热交换/蓄热器30侧面的状态，则能抑制热交换/蓄热器30的水由于阳光发生温度急剧上升，或从热交换/蓄热器30进行多余辐射。
在传热板32和反射片材33之间设有送风导管70。该送风导管70较好的是,与二氧化碳发生器（图中未示）连结，同时，通过驱动送风扇（图中未示）供给二氧化碳。事先使反射片材33处于关闭状态（覆盖热交换/蓄热器30的侧面的状态），由此，二氧化碳通过传热板32和该反射片材33之间的间隙，很容易被引导至栽培床20侧，因此，可以用比大气中浓度高的浓度维持作物附近的二氧化碳浓度。较好的是,二氧化碳浓度设为大气中浓度的2倍～4倍。还有，通过设置送风扇，促进传热板32的散热，促进在处于高温高湿状态下的向传热板32的结露发生，有利于创造出作物的最适宜环境。
作为温室内的另一个聚热装置,热泵50组装在本实施形态的温室用栽培系统1中,该热泵50具有以下特征:将室内空气设为低温热源，将作为热交换/蓄热器30的蓄热体（热介质）的水设为高温侧热源。热交换/蓄热器30和热泵50的热交换部53用配管51连结，白天的热泵聚热动作时使温室内冷却，除去的热能储存至热交换/蓄热器30。在本实施形态中，使作为热交换/蓄热器30的蓄热体的水在配管51内流通，但也可以使得配管51作为通过热交换/蓄热器30内的环状盐水管构成，使该盐水管内的热介质（水）在热交换部53加热，使该热传递到热交换/蓄热器30内的蓄热体（水）。
温室10原本具备将太阳能转换成热能的高功能，白天产生超过设定温度的余热，通常通过换气窗排出该余热，对温室10内的空气进行换气，抑制过度的温度上升。与此相反，在本实施形态中，在达到设定温度前,热交换/蓄热器30自然聚热，超过设定温度的余热通过使热泵50动作产生冷气，将应通过换气排出的余热,在热泵50聚热，再有，使该热通过热泵50向热交换/蓄热器30的蓄热体（水）进行蓄热。在需要供暖的夜间，通过来自热交换/蓄热器30的自然散热供暖，再有，必要时，使热泵50动作，从热交换/蓄热器30汲取热量，从热泵50将热空气导入温室10内进行供暖。尤其在夜间供暖中，热交换/蓄热器30内的蓄热体（水）是热泵50的热源，因此，既不会因将温室外的空气作为热源的热泵那样的蒸发器的结霜引起加热性能下降，也不需要热泵的低效率的除霜运转。夜间的供暖负荷增大必然成为蓄热体（水）的温度下降。该温度下降部分导致次日晴天时的热交换/蓄热器30的传热板32的传热面温度和周边空气温度的热降的增大，成为聚热量增大、减少热泵负担的连动效果。根据本发明人的试验，测定投入系统的能量和通过系统获得的能量之比，作为成绩系数。使得热交换/蓄热器30和热泵50的蓄热体（水）共用连动，与使各要素单独运转场合相比,成绩系数显著上升。实施运转成绩系数数据相对仅仅热泵运转的5，成为大约11。
本实施形态的温室用栽培系统1使用热交换/蓄热器30和热泵50，因此，可以使温室10的冷气和供暖所需要的电能极少，形成节能。还有，即使开放换气窗等进行换气使温室10内的温度下降场合，可采取延迟打开换气窗等的时间，或缩短总的开放时间，再有，根据季节（冬季），或者也可整天完全关闭。其结果,与以往比较，可以维持使光合作用所需的温室内二氧化碳浓度和湿度比大气中浓度高，也能减少来自换气窗等的病虫害的侵入，可以实现作物品质、产量的提高。
还有，在本实施形态中，热交换/蓄热器30如上所述配置在栽培床20的下方。因此，传热板32的辐射和对流的热量易作用到作物。尤其，如果使反射片材33处于关闭状态，那么更容易使得传热板32的辐射和对流热作用到在位于热交换/蓄热器30上方的栽培床20生长的作物。其结果，例如在冬季夜间，即使温室10内全体未达到所定温度，也可对作物及其周边进行直接温度控制，因此，如果采用具有本实施形态的传热板32的热交换/蓄热器30，那么在节能化方面很合适,同时，进一步能实现作物的高品质化、高产量化。
本实施形态的温室用栽培系统1如图4以及图5所示，较好的是,设有热交换/蓄热器30,再加上设有地中蓄热部60。由于配置热交换/蓄热器30的栽培床20的下方空间的设置空间有限，当仅仅是热交换/蓄热器30的蓄热量,容量不充分时，较好的是,如本实施形态那样,设有地中蓄热部60。还有，在夏季中,对于通过冷气集中的热量进行蓄热时，不使该热量作用到作物，而蓄热到地中蓄热部60,这很合适。
地中蓄热部60也可以设在温室10的地面（温室10的设置面积范围）外，但是,热泵50设置在温室10内，若考虑配管51的配设位置等，较好的是,设在温室10的地面内，在图4以及图5所示的形态中，设在热交换/蓄热器30的正下方。设在温室10的地面内场合，也具有从地中蓄热部60向温室10内的散热能自然作用的优点。还有，在本实施形态中，热交换/蓄热器30的底面36由热传导率高的塑料片材形成，底面36也构成传热部。因此，若将地中蓄热部60设在热交换/蓄热器30的正下方，则可以促进两者之间的热交换。因此，热交换/蓄热器30的蓄热体能将蓄热至地中蓄热部60的热量聚热利用于夜间供暖等。
还有，热交换/蓄热器30如上所述用于以白天和夜间的日单位进行蓄热，但地中蓄热部60可以用比其长的周期（例如以周为单位）进行蓄热。作为地中蓄热部60,在本形态中,采用土壤蓄热方式。土壤蓄热方式是将土壤（地基）作为蓄热体的固体显热蓄热。地基是半无限连续固体，既可以就这样使用，也可以采用设置隔热围栏限定蓄热范围的方法。在本实施形态中，使得盐水管52与热泵50连接，将该盐水管52配置在热交换/蓄热器30的正下方的地下，在盐水管52内的热介质（水）和其周围土壤之间可以进行热交换。当然，蓄热方式无限定，也可以在地下设置水槽对水进行蓄热。但是，从成本角度考虑，土壤蓄热方式很合适。地中蓄热部60用的盐水管52通过切换泵55和热交换/蓄热器30用的配管51连接。
将通过热泵50聚集的热量蓄热至热交换/蓄热器30和地中蓄热部60中的任意一个，可通过上述切换泵55进行切换。例如，将通过热泵50聚集的热量蓄热至热交换/蓄热器30,直至达到所定温度，当超过所定温度时，切换为蓄热至地中蓄热部60。当由热泵50对温室10内进行供暖时，释放该热交换/蓄热器30的热量,直至热交换/蓄热器30的水温达到所定温度，如果成为所定温度以下，那么切换至释放地中蓄热部60的热量。切换泵55的操作可以通过人工进行，但是，也可以进行计算机管理,测定温室10内的温度、热交换/蓄热器30的蓄热体（水）的温度、地中蓄热部60的蓄热体的温度，根据上述温度进行自动切换。
根据图6说明本实施形态的温室用栽培系统1的栽培环境控制方法一例。首先，作为前提，预先将热泵50的冷气运转开始温度设定为例如室温25℃。在该状态下，在白天，通过热交换/蓄热器30的传热板32进行与温室内空气之间的热交换（被动聚热）直至达到室温25℃，聚热到蓄热体。蓄热体水温渐渐上升，通过该被动聚热，室温的上升速度比不设置热交换/蓄热器30场合慢。若室温超过25℃，则热泵50开始冷气运转，聚热（主动聚热），控制室温尽可能保持25℃。由热泵50聚集的热量蓄热至热交换/蓄热器30的蓄热体，蓄热体的水温进一步上升。
若室温低于25℃，则热泵50停止冷气运转。若成为夜间，室温低于热交换/蓄热器30的蓄热体的水温，那么蓄热至蓄热体中的热量通过传热板32进行散热（被动散热）。由此，室温的下降速度比不设置热交换/蓄热器30的场合慢。如果室温低于预先设定的热泵50的供暖运转开始温度（例如15℃），那么热泵50开始供暖运转，从热交换/蓄热器30汲取热量，将来自热泵50的暖空气向温室10内释放进行供暖（主动散热）。由此，室温保持在所定温度。通过主动散热，蓄热体的水温进一步下降（图6的△t是由于主动散热下降的水温）。由于该温度下降△t发生，如上所述，热交换/蓄热器30的传热板32的传热面温度和周边空气温度的热降引起聚热量增大，减轻热泵50的负担。
如上所述，在通过白天的热泵50的冷气运转使室温控制在所定温度范围场合，不需要白天的换气。因此，可以实行封闭型栽培，通过供给二氧化碳，使温室10内的二氧化碳浓度可以维持比大气中的二氧化碳浓度高，减少来自天窗等的病虫害的侵入，可以实现作物品质和产量的增加。
另一方面，当即使使得热泵50运转也不能将室温控制到所定温度（例如30℃）时，设定若超过该所定温度，就打开天窗等进行换气。根据本实施形态，即使进行这样的换气场合，如上所述，通过热交换/蓄热器30的热交换进行室温控制，接着，使热泵50运转，构成为即使那样也不能将室温控制在所定温度以下场合才进行换气，与以往比较，可以达成换气时间少的所谓半封闭型的栽培环境。
图7是表示使用本实施形态的温室用栽培系统1控制温室的室内环境时的全年控制的具体例子的图。例如，6月上旬或7月上旬～9月下旬或10月中旬的酷暑季节，白天，由于单靠冷气无法完全调节温度，和通常的栽培方法一样，并用打开天窗等进行换气。首先，通过热交换/蓄热器30的热交换使室内温度下降，若成为所定温度以上，则进行切换控制,将热泵50的制冷剂通过热交换部53与盐水管52侧的水进行热交换。由此，如果使热泵50运转制冷，那么由制冷聚集的热量蓄热至地中蓄热部60。当草莓等作物场合，在该季节进行夜间冷却。因此，夜间也使得冷气设备动作。为了有效进行夜间冷却，较好的是,热交换/蓄热器30的蓄热体的温度白天不高。为此，伴随白天热泵50的冷气而聚集的热量优先蓄热至地中蓄热部60。如果使得夜间冷气设备动作，那么热交换/蓄热器30自身也会变冷，因此，水温下降，传热板32的表面温度也下降。如果传热板32的表面温度下降，那么配置在热交换/蓄热器30的正上方的栽培床20的作物即使通过辐射以及对流热也能冷却。因此，可以提高夜间冷却效果。还有，通过传热板32的辐射可以直接对作物进行冷却，因此，可以缩短用于使温室10内全体冷却的热泵50的运转时间，或可以将控制温度设定为比以往进行的夜间冷却控制温度高，有利于节能化。还有，即使将充填在热交换/蓄热器30中的水替换为低水温的地下水等也能得到与上述相同的效果。并且，当热交换/蓄热器30的传热板32的表面温度低于露点温度时，水蒸气在传热板32表面凝结，水流下至结露槽40，可以将水回收再利用。蓄热至地中蓄热部60的热量即使在该季节，处于异常低温状态场合等，也可以根据需要作为供暖的热源利用。
另一方面，在10月中旬～6月下旬的寒冷季节进行如下控制。首先，白天，温室10具备将太阳能转换成热能的高功能，即使该季节室温也变得相当高，尤其，在10月中旬～11月下旬以及3月上旬～6月下旬，产生不得不靠天窗等进行换气的时间带。
但是，上午，首先通过热交换/蓄热器30的热交换使温室10内的热量聚热至蓄热体，接着,若超过所定温度，则使得热泵50运转,将温室10的余热聚集进行制冷，使该热量蓄热至热交换/蓄热器30。当仅仅热交换/蓄热器30的热容量不足时，具体地说，当热交换/蓄热器30的温度超过一定温度时（例如25℃），将热介质的流路从配管51切换到盐水管52，向地中蓄热部60蓄热。这样，对温室10内进行制冷，通过向热交换/蓄热器30以及地中蓄热部60蓄热，使得开放天窗等开始换气的时间延迟。这样，积极供给二氧化碳，可以使维持温室10内的二氧化碳浓度比大气中的二氧化碳浓度高(较好的是大气中的2倍～4倍)的时间、维持所定湿度的时间比以往长。
另一方面，夜间，通过从热交换/蓄热器30的传热板32的自然散热对温室10内进行供暖。若室温为设定温度以下，则使热泵50运转。热泵50的热源利用蓄热至热交换·蓄热器30或地中蓄热部60的热量，将该热量向温室10内释放,对温室10内进行供暖。由于利用蓄热至热交换/蓄热器30或地中蓄热部60的热量，热泵50的电能消耗量极低。还有，通过热交换/蓄热器30的传热板32的辐射热，可以使作物直接受热。因此，即使对温室10内全体进行供暖时的温度比以往低，也可以为作物提供足够的温度环境，这点也可以使热泵50的电能消耗量更低。
还有，在12月上旬～2月下旬的最冷季节，通过热交换/蓄热器30的热交换进行聚热,通过热泵50进行制冷，即使白天也可以完全不要换气。这样，在12月上旬～2月下旬的最冷季节中，通过积极供给二氧化碳，温室10内的二氧化碳浓度即使在有使作物光合作用活跃的日照时间带，也可以维持比大气中浓度高的浓度。
即，根据本实施形态，12月上旬～2月下旬的最冷时期可以在不仅夜间而且白天也完全不用换气的封闭型环境下栽培，在其前后时期的10月中旬～11月下旬以及3月上旬～6月下旬,可以在换气时间比以往缩短的半封闭型环境下栽培，由此，能以比大气中浓度高的浓度维持光合作用所需的二氧化碳浓度，减少来自天窗的病虫害的入侵，可以实现作物品质和产量的增加。
还有，在上述实施形态中，温室10内不仅设有热交换/蓄热器30，还设有热泵50。因此，能汲取温室10内的热量进行热交换,因此,热交换效率优异。但是，虽然热交换效率差，也可以例如图8（a）所示，将热泵50设置在温室10的外部，将送风部50a与温室10连接，构成冷气设备。在热交换/蓄热器30和热泵50的热交换部之间设置与上述实施形态相同的配管51，可以使蓄热体（水）通过其内部。这时，热泵50聚集外部空气的热量,将热量赋与配管51内的水，从送风部50a向温室10内供给冷气。
还有，也可以如图8（b）所示，将热泵50设置在温室10外部，同时，不仅送风部50a,也将聚热部50b与温室10连接。这时，构成为通过聚热部50b汲取温室10内的热量，因此，在热交换效率上与上述实施形态相同，但是，伴随送风部50a及聚热部50b和温室10的连接，设备成本等比上述实施形态增加。
下面说明产业上的可利用性:
本发明的温室用栽培系统能以节能方式对温室进行供暖制冷，因此，可以利用于对作物进行收益性良好生产的设施园艺领域。

Claims (12)

1.一种温室用栽培系统，其特征在于,该温室用栽培系统包括:
热交换/蓄热器,配置在温室内,促进在温室内空气和充填于内部的蓄热体之间进行热交换的传热部设在侧面;以及
热泵,向上述热交换/蓄热器内的蓄热体授受热。
2.根据权利要求1中记载的温室用栽培系统，其特征在于:
上述热泵设置在温室内。
3.根据权利要求1或2中记载的温室用栽培系统，其特征在于:
上述传热部由断面波纹状的板状部件构成，各山谷部以与地面大致水平朝向配置。
4.根据权利要求1至3中任一项记载的温室用栽培系统，其特征在于:
上述传热部由热传导率处于50W/（mk）～300W/（mk）范围的原材料形成。
5.根据权利要求1至4中任一项记载的温室用栽培系统，其特征在于:
上述热交换/蓄热器的断面的高度相对断面宽度的比大于1。
6.根据权利要求1至5中任一项记载的温室用栽培系统，其特征在于:
上述热交换/蓄热器在上述温室内，设在位于离地表所定高度的栽培床的下方。
7.根据权利要求6中记载的温室用栽培系统，其特征在于:
沿着热交换/蓄热器的断面宽度方向,隔开所定间隔配置一对脚部件,上述热交换/蓄热器配置在该一对脚部件之间的内侧，同时，在上述一对脚部件之间，梁部件水平架设在上述热交换/蓄热器的上方，栽培床支撑在该水平架设的梁部件上。
8.根据权利要求1至7中任一项记载的温室用栽培系统，其特征在于:
设有可覆盖位于上述热交换/蓄热器侧面的传热部的反射片材。
9.根据权利要求8中记载的温室用栽培系统，其特征在于:
上述反射片材在从上述传热部离开所定间隔的位置，设为可开闭,成为覆盖上述传热部状态和不覆盖状态。
10.根据权利要求8或9中记载的温室用栽培系统，其特征在于:
在上述热交换/蓄热器和反射片材之间，设有可供给二氧化碳的送风导管。
11.根据权利要求1至10中任一项记载的温室用栽培系统，其特征在于:
在上述温室内的地中设有地中蓄热部。
12.根据权利要求11中记载的温室用栽培系统，其特征在于:
上述热交换/蓄热器的底面设为与地面相接，该底面构成在与上述地中蓄热部之间可热交换的传热部。
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