JP2000209958A - 冷暖房システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 土壌温度とハウス温度とを同時に速効的に高
め、しかも、適性湿度に維持でき病虫害の少ない経済的
で移設が簡単な冷暖房システムにある。 【解決手段】 冬季の加温期には、温風発生器Ａが発生
する吹出口２１からの温風熱を熱源として、熱交換器２
３により熱交換され得られた温水を地面から枝葉に向け
て潅水することと、熱交換器を通過して得られた温風と
の併用により、枝葉の伸長を速める温室ハウスの温度
と、根の伸長を速める土壌温度を同時に速効的に高め
る。また、夏季の冷房期には、温風発生器から熱交換器
を十分離し温室ハウスの空気を熱源として、熱交換器に
より熱交換され得られた温水は排水され、一部は地面か
ら枝葉に向けて潅水することと、熱交換器を通過して得
られた冷風との併用により、枝葉の伸長を抑制する温室
ハウスの温度と、根の伸長を適正に保つ土壌温度を同時
に確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は温室ハウスの冷暖房
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、温室ハウスの冷房は温室ハウスの
天窓及び側面を開けて外気を温室ハウス内に導入し換気
し、河川水ないし水道栓から供給された灌水の蒸発潜熱
を併用し簡易冷房を行っていた。また、冬季の温室ハウ
スの加温は、温水発生器により発生した温水を地中に埋
設した温水パイプに循環して土中から温室ハウス内を加
温する温水パイプ埋設方式と、温風器により発生した温
風で温室ハウス内の空気を加温する温風方式と、温水発
生器により発生した温水を地面に散水して温室ハウス内
を加温する温水散水方式行っていた。

【０００３】夏季の冷房の場合には、灌水、天窓などの
全開しても、高温多湿下における温室ハウス内の温度低
下は３度下がれば良い方で、十分な冷房ができていなく
作物の葉温が上昇し、作物に大きな負担をかけているが
現状であり、冷房施設の必要性があったが、施設投資が
かかることから簡易冷房以外は検討されてこなかった。
冬季の暖房の場合には、加温方式として、温水パイプ埋
設方式があるが、土壌の耕起ができないために、一般作
物には普及していない。限定的には、根張り範囲が限定
している多年作物には利用されている。温風方式は普及
率は高いが作物の地上部から暖めている。地上部にある
枝葉が動きだし体内に蓄えた養分よって花芽や枝葉を伸
長している。加温が始まってから相当間、根は休眠状態
で肥料は吸収できないでいるので作物はたいへん消耗を
している。また、積雪寒冷地では万一の大雪より温室ハ
ウスが潰れないように配慮して瞬発力のある温風により
融雪した温風方式が広く使用されている。温水散水方式
は、土耕養液栽培の液肥や灌水を温水発生器で加温して
使用されている特殊なケースである。

【０００４】作物は地下部にある根の伸長に適する土壌
温度を保つこと、地上部にある花芽や枝葉の展葉に適す
る温室ハウス内の温度を保つこと、土壌に含まれている
肥料を溶し養分を根から吸収するための灌水が必要であ
る。冬季に、この条件を満たすために作物に応じて、そ
れぞれ独立の熱源を有する温風方式と温水パイプ埋設方
式、並びに温風方式と温水散水方式が組み合わせが検討
されているが、経済的に負担がかかることで普及するま
でに至っていない。また、温風発生器はほとんど更新す
ることがない。新たな設備投資負担を軽減するために、
現有温風発生器で発生した温風熱を有効に利用でき、温
室ハウスに常設することなく他の温室ハウスに容易に移
設できるような方式が望まれていた。

【０００５】具体的に、温室ハウスで栽培をしている果
樹に巨峰がある。寒暖の差がある地域で栽培された巨峰
は高糖度になり、消費者から高い評価を受けている。温
室ハウスでの栽培には１２月から加温される促成栽培、
２月から加温される半促成栽培がある。当然この時期は
大雪による温室ハウスの倒壊の危険性がある。温水パイ
プ埋設方式と散水加温方式は温室ハウスに積もった雪を
融かすために必要な融雪熱を発生する瞬発力がなく温室
ハウス倒壊の危険性は非常に大きい。従って、農家は通
常天候に基づく温室ハウスの熱負荷より十分に余裕のあ
る暖房負荷を有する温風発生器を温室ハウス毎に当然常
設している。

【０００６】１２月に巨峰を休眠から覚まし葉の展葉を
促し花芽を付けさせるために、温室ハウス内に付設され
ているカーテンを閉めた二重フィルムにより、暖房負荷
を極力少なくし、温風加温器より温室ハウス内の温度を
最高温度４０℃まで加温している。もちろん、太陽熱も
同時に併用している。この加温により巨峰の地上部が過
乾燥するので、地面に敷設された灌水パイプにより枝葉
が乾かないように温度１０℃前後の水道水を枝葉にかか
るように地上に向けて大量に灌水している。また、近
年、促成栽培と抑制栽培を併用した二期作の巨峰があ
り、夏季の８月頃花芽を付けて結実するようにする。結
実後２週間の温室ハウス内温度を夜温１８℃、昼温２５
〜２８℃に保つと品質が良好になるが、実際は大量灌水
を併用し自然換気をしているが、夜間温室ハウスを密閉
しても夜温２５℃、昼間温室ハウスを開放しても昼温３
２〜３５℃となり、実止まりが悪く温度改善の必要があ
った。この大量灌水により一年中土壌にある肥料分を流
失している問題があった。

【０００７】さらに、この大量灌水と温室ハウス内の加
温により、霧が温室ハウス内に異常に発生し、いわゆる
冬季には、低温サウナの状態になり、夏季には高温サウ
ナの状態になっている。この高温多湿の環境下では巨峰
に病虫害が多発する危険性が大きく農家では細心の注意
を払っている。冬季には、巨峰の枝葉は春を感じ、体内
養分を消費始めるが、地温は０〜５℃ぐらいで、根は冬
眠状態にあり土壌から養分を吸収することはできない。
この結果、巨峰は代謝的にアンバランスの状態になり、
正常な育成は望めない。事実、露地栽培に比較して、温
室ハウス栽培の巨峰は痩せ干せた樹木であり、改善の必
要が望まれていた。また、頻繁に行う灌水用水の河川水
はゴミなどの異物が多く、取水口の取水フィルターにゴ
ミがつまり頻繁に清掃する必要があり、栽培管理との兼
ね合いから農家ではかなり神経質になっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、灌水
用及び冷却用水として、河川水を使用した場合の取水口
の取水フィルターにつまるゴミを自動洗浄するととも
に、熱交換器により、夏季には温室ハウス空気を河川水
や給水栓から供給する冷水で冷房し、冬季には温室ハウ
ス内に設置されている温風発生器により発生する温風で
温室ハウスを加温する冷暖房システムにある。特に、冬
季には温室ハウス内で栽培されている作物の池上部に対
して加温する温風発生器が発生する吹き出し口からの温
風熱を熱源に利用し、熱交換器により作られた温水を作
物に地上に向けて少量灌水して、しかも熱交換器を通過
した温風と併用することにより、根の伸長を速める土壌
温度と、枝葉の伸長を速める温室ハウスの温度とを同時
に速効的に高めらる。過湿度による病虫害の発生が少な
くできる健全な作物の育成が図れ、しかも、促成栽培ハ
ウスで使用した後、半促成栽培ハウスに容易に移設でき
る、また、夏季には温風発生器から熱交換器を十分に離
し、河川水、もしくは水道栓により冷房のできる経済的
な冷暖房システムを提供することにある。

【０００９】

【発明が解決するための手段】本発明は、取水源より逆
洗浄機構を通し取水された給水パイプと、暖房時には、
温風発生器が発生する温風を熱源とし、並びに冷房時に
は温室ハウスの空気を熱源とする送風機付き熱交換器
と、地上に向けて散水する散水孔を有する散水パイプと
排水パイプとに分岐する送水パイプとからなることを特
徴とする冷暖房システムにある。また、本発明におい
て、温風発生器から発生した温風を有効に温水に変換す
るために、温風発生器からの温風を熱交換器に案内する
ための案内板を熱交換器の吸風側に付設することが好ま
しい。この案内板は温風発生器の送風口に直接連結した
ダクトとしても良い。また、熱交換器の送風口に温室ハ
ウスの温度のバラツキを無くすために送風用ダクトを付
設することが好ましい。

【００１０】

【発明の実施形態】本発明の冷暖房システムの実施例に
ついて説明する。一般的に、巨峰促成用温室ハウスは規
模が大きいので、中央部に温風発生器が設置されてい
る。温室ハウスに使用される温風発生器は作物形態に対
応するために、いろいろなタイプがあるが、基本的には
温風発生器の吸風口と送風口を作物に適するように配置
する。いずれにしても、冬季の加温には熱交換器の吸風
口は温風発生器の温風の送風口に対向するように配置す
る。夏季の冷房には熱交換器を温風発生器から十分離す
ように配置することが必要になる。

【００１１】図１は冷暖房システム図を示す。温風発生
器Ａと熱交換器２の配置関係は上から見たものである。
ブドウは棚栽培を行っているので、枝葉には直接温風が
当たらないように、温風発生器Ａの上部に吸風口Ｂ、側
面にバーナーＣ、下部側面に送風口Ｄが配置されている
温風発生器を使用している。切り花は配置が逆で、上部
に送風口Ｄ、側面にバーナーＣ、下部側面に吸風口Ｂが
配置されている温風発生器を使用している。いずれの温
風発生器でも熱交換器２は送風口Ｄに対向するように配
置すれば良い。温風発生器Ａから送風された温風を効率
的に熱交換器２に集風するための送風口Ｄに連絡したダ
クト２５が熱交換部２３の吸風側に案内板２４が付設し
ている。なお、案内板２４は温風の送風を受けやすいラ
ッパ状にすればダクト２５は特別に必要はない。架台２
６は温風発生器の送風口Ｄと熱交換器の吸風口との高さ
調整用によるものである。更に、熱交換部２３の内部で
温風から温水に確実に熱交換するために、送風機２２を
熱交換部２１の送風側に付設し、送風側の送風口２１に
温室ハウス内の温度を均一に保つためにビニールダクト
２０が付設される。

【００１２】熱交換部２３の側面には、逆洗浄機構１か
らくる給水パイプ１０と、散水パイプ３２と排水パイプ
３３を分岐する電動三方弁３１に連絡する送水パイプ３
０とが熱交換器に連絡している。逆洗浄機構１は閉回路
に取水口１１に連結する電動三方弁１２、取水口１３に
連結する電動三方弁１４、２対のＴパイプが交互に配置
し、一方のＴパイプは給水ポンプ１５の吸水側パイプ
に、他方のＴパイプは給水ポンプ１５の吐出側パイプと
電動三方弁１６で給水パイプ１０に連絡されている。な
お、水道栓により給水する場合には、逆洗浄機構１は必
要としない。

【００１３】河川水を取水とした場合、異物、ゴミなど
が多いので逆洗浄機構１を必要とする。その動作は、取
水口１１と取水口１３とを一定時間毎に交互に取水口に
使用し、一方を排水口にする。取水口１３の自動ゴミ取
りは、取水口１１、電動三方弁１２、給水ポンプ１５、
電動三方弁１６、電動三方弁１４、取水口１３の正順序
回路に通水することで、取水口１１から取水口１３に通
水され、取水口１３のフィルターのゴミが除去される。
ゴミ取り終了後電動三方弁１６の切り替えにより、給水
パイプ１０に給水する。次に、取水口１１の自動ゴミ取
りは、取水口１３、電動三方弁１４、給水ポンプ１５、
電動三方弁１６、電動三方弁１２、取水口１３の逆順序
回路に通水することで、取水口１３から取水口１１に通
水され、取水口１１のフィルターのゴミが除去される。
ゴミ取り終了後電動三方弁１６の切り替えにより、給水
パイプ１０に給水する。この動作を繰り返すことで、取
水口に大量に吸着されるゴミを自動洗浄することができ
る。正・逆順序回路のゴミ取り時間は２〜３分でよく、
給水は１５分間隔で、取水口１１、１３を交互に換える
ことで、給水は順調に行える。

【００１４】（栽培試験）冬季加温期、温室ハウス内に
カーテンが付設され、カーテンの下に巨峰が栽培されて
いる。温室ハウス内には温風発生器の吹出口に接近して
熱交換器２が対向して設置している。熱交換機２には、
側面に逆洗浄機構１に連結する給水パイプ１０と、散水
孔が適当な間隔で上部に向かい開けられている散水パイ
プ３２と排水パイプ３３に分岐する送水パイプ３０との
通水パイプが連結している。送風側に温室ハウス内の温
度を均一にする孔付きビニールダクト２０が付設されて
いる。

【００１５】通常巨峰は温風発生器Ａで発生する温度８
０℃により温室ハウス内の温度を４０℃ぐらいにする。
当然、温風がカーテンの下近傍に滞留するために、ブド
ウの枝葉は過乾燥になってくるので、給水温度１０℃し
かない大量の冷水をブドウの枝葉にかかるように散水パ
イプ３２の散水孔を上部に向けて散水する方式が行われ
てきた。この方式は枝葉が冷水ショクを受けること、土
壌中の初期温度０〜５℃で根が伸長する温度１６℃以上
にはなかなかならないことで、枝葉と根の伸長のアンバ
ランスにより栄養代謝が異常な状態になっている。ま
た、温室ハウス内は低温サウナのように霧が発生するほ
どの飽和湿度になり、病虫害が発生しやすい環境になっ
ている。

【００１６】朝方、温室ハウス３００坪に設置した毎時
７５０００Ｋｃａｌの温風発生器で発生した温度８０
℃、毎分１００立方メートルの温風を熱交換器２を通し
て、給水パイプ１により供給された温度１０℃、毎分５
０リットルの給水を２８℃に加温した温水をカーテンに
向けて散水パイプ３２の散水孔から１日３時間で１５０
リットルの温水を散水した。これは、温室ハウス３００
坪当たり１０ｍｍ程度の雨量に相当する。土壌温度の立
ち上がりが速く、慣行法では３〜４週間必要とするが、
初期温度５℃が１週間で１８℃になった。当然、直接温
水を土壌に少量潅水したために、根の伸長が進み同時に
枝葉の伸長も始まった。土壌温度１６℃以上はリン酸の
吸収ができる温度で細胞分裂が適正に進む温度である。
また、枝葉の付近の温度２５℃は、枝葉の過剰な乾燥を
予防でき、しかも、散水量を少量散布に抑えられたこと
で、病虫害の発生も少なくなった。

【００１４】夏季の冷房期、熱交換器を温風暖房器から
十分離し、冷房用の排水パイプ３３と灌水用の散水パイ
プ３２とを電動三方弁３１により連動させ、給水パイプ
１０から、河川水を熱交換器２に通水し、送水パイプ３
０に送水して、温室ハウスに冷風を発生し冷房し、二期
作の巨峰を栽培した。二期作の巨峰は花芽が咲いた後の
実止まり以後の温室ハウス内温度がとても重要である。
８月中旬夜間に水温１６℃の河川水を毎分５０リットル
を温室ハウス２００坪内に設置した熱交換器に供給した
ところ、通常２５℃の夜温が１９℃、昼温２８℃となっ
た。灌水は朝方行い水温２２℃を１０ｍｍ程度散水し
た。この結果は、花芽期、実止まり後２週間、適性温度
範囲ギリギリではあったが品質の良いものとなった。

【発明の効果】本発明によれば、温室ハウスで栽培され
ている作物の育成に関する、根の伸長を速める土壌温度
と枝葉の伸長を速めるハウス温度とを同時に速効的に高
め、しかも、適性湿度に維持でき病虫害の少ない経済的
で移設が簡単な冷暖房システムにある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の冷暖房システム図

【符号の説明】

１ 逆洗浄機構 １０ 給水パイプ １１、１３ 取水口 １２、１４、１６ 電動三方弁 １５ 給水ポンプ ２ 熱交換器 ２０ 送風ダクト ２１ 送風口 ２２ 送風機 ２３ 熱交換部 ２４ 吸風口 ３ 送水パイプ ３１ 電動三方弁 ３２ 散水パイプ ３３ 排水パイプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温風発生器の温風を加温熱源、又は温室
   ハウス空気を冷房熱源とする送風付き熱交換器と、給水
   パイプと、散水パイプと排水パイプとに分岐する送水パ
   イプとを連結してなることを特徴とする冷暖房システ
   ム。
2. 【請求項２】 給水ポンプを内設した逆洗浄機構と連結
   した給水パイプであることを特徴とする請求項１の冷暖
   房システム。
3. 【請求項３】 取水口を有する２対の電動三方弁と２対
   のＴパイプが交互に閉回路に配置し、一方のＴパイプを
   給水ポンプの吸水側パイプとして、他方のＴパイプと給
   水ポンプの吐出側パイプとが電動三方弁に連結してなる
   逆洗浄機構を付設した給水パイプであることを特徴とす
   る請求項１〜２の冷暖房システム。