JP2009183156A - 温室の室温調整方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】大規模な温室施設の変更等を必要とせず、石油燃料量の低減と冷房暖房にも対応した新たな温室の室温調整技術を提供する。
【解決手段】バイオマスガスと石油燃料を混焼可能なディーゼルエンジン発電機５と、ヒートポンプ７と、電源切替器８とからなり、ヒートポンプ７で熱交換して得られた熱媒体を温室へ供給する。日中はディーゼルエンジン発電機５でバイオマスガスと石油燃料を混焼して発電し、夜間は深夜電力を利用してヒートポンプ７に電力を供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は温室内の室温調整方法に係るものであり、詳しくは、ボイラーを使用せずに温室内に熱媒体を供給する温室の室温調整方法及び温室の室温調整システムに関する。

野菜やきのこ等の作物の温室栽培においては、温室内へ外気を取り込んだり、温熱を供給して室温を適温に保っている。温室内への温熱の供給は、ボイラーによる熱交換により得られた温熱を温室内に導入又は循環して行うことが一般的に行われている。ボイラーの燃焼にはＡ重油や軽油等の石油燃料が主に使用されている。
また、太陽熱を利用し、ボイラーを補助熱源とする技術（特許文献１）や温室以外の施設の排熱を利用する技術（特許文献２）が知られている。

特開２００１−３７３４８号公報 特開２００６−２０４１６１号公報 特開２００２−８８３７９号公報

温室の近くに排熱を供給可能な施設がある場合は別として、ボイラーによる温室の加熱暖房形態が一般的である。しかし、常時ボイラーを燃焼することはランニングコストに影響を与える。特に国際的な原油価格の変動に伴うＡ重油や軽油等の石油燃料の価格上昇は、ボイラー運転のランニングコストに悪影響及ぼす。また、太陽熱を利用し、ボイラーを補助熱源とするシステムは、温室システム全体の形態変更を伴うため既存の温室への適用が困難な場合が多い。
また、年間を通じたハウス栽培の場合、温暖化や気候変動に対応するため、夏季には冷房を必要とする場合が生じている。冷房システムを設置する場合、ボイラーに加えた二重の設備が必要となる。
本発明は、上記問題点に鑑み、大規模な温室施設の変更等を必要とせず、石油燃料の使用量の低減を図り、かつ冷房暖房にも対応できる温室の室温調整方法およびシステムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明者らは鋭意検討した結果、ボイラーに代えて、バイオマスガスと石油燃料を混焼可能な発電手段とヒートポンプとを用いることで、温室の施設の大規模な変更をすることなく温室の室温調整が可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、バイオマスガスと石油燃料とを混焼して電力を得る第一工程と、得られた電力でヒートポンプを作動させて熱媒体を得る第二工程と、得られた熱媒体を温室内に供給する第三工程とを含むことを特徴とする温室の室温調整方法である。
また、バイオマスガスと石油燃料を混焼可能な発電手段と、ヒートポンプと、深夜電力切り替え手段とからなり、ヒートポンプへの電力供給を日中は上記発電手段で行い、夜間は深夜電力に切り替えて行い、ヒートポンプで得られた熱媒体を温室へ供給することを特徴とする温室の室温調整システムである。

前述したように、本発明はボイラーに代えてバイオマスガスと石油燃料を混焼可能な発電手段とヒートポンプとを配置するだけであり、大規模な設備を導入することなしに温室の冷暖房を可能にする。
また、発電機を石油燃料とバイオマスガスと混焼して発電するので、石油燃料の使用量の低減を図ることができ、その結果、温室の室温調整システムにおけるＣＯ_２低減に貢献することになる。
さらに、電力、特に夜間電力との切り替えを行えるので、室温調整システムの故障等にも柔軟な対応が可能であることに加え、発電手段やシステムのメンテナンスが容易となることから、温室の室温調整システムの安定的な稼動を図ることが可能となる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明するが、本発明は実施形態に限定されるものでないことはいうまでもない。
図１はバイオマスガスと石油燃料を混焼可能な発電手段と、ヒートポンプとからなる室温調整システムの一実施形態の概略構成を示す図である。

温室に供給される熱媒体、例えば温熱空気や冷却空気、はヒートポンプ７で熱交換されて得られる。ヒートポンプ７は特に限定されるものではなく、温室の仕様と栽培時の温度条件等に応じて設計して適切なものを選定すればよい。
ヒートポンプ７へは、ディーゼルエンジン発電機５又は深夜電力６から電力が供給される。電力供給は、電源切替器８により深夜電力又はディーゼルエンジン発電機５で得られた電力に自動的に切り替えて行われる。すなわち、深夜の時間帯は深夜電力源６からの電力供給が行われ、日中はディーゼルエンジン発電機５から電力供給が行われる。なお、深夜に停電した場合は、自動的にディーゼルエンジン発電機５からの電力供給に切り替えられる。また、ディーゼルエンジン発電機５の故障やメンテナンスの際は自動又は手動で電力供給源の切り替えを行うことができる。

ディーゼルエンジン発電機は、バイオマスガスと石油燃料とを燃料とする。バイオマスガスは、空気との混合ガスとしてディーゼルエンジン発電機に供給される。
バイオマスガスは、草木類のようなバイオマスをガス化して得られる炭化水素ガスであり、粉砕したバイオマスチップを高温処理することによりガス化して得ることができる（例えば、特許文献３参照）。バイオマスガスは温室の施設として特許文献３に示されるバイオマスガス化装置を設置してもよいが、バイオマスガスを充填した容器等から供給する形態としてもよい。

図１に示すように、バイオマスガス２はポンプ４を介して空気１と混合されて、ディーゼルエンジン発電機５へ供給される。図２に図１の点線内の装置構造を示す。すなわち、ディーゼルエンジン発電機本体９にエアーインテーク１３と石油燃料供給口１５とが連接している。エアーインテーク１３には、混合気体供給管１４が連接し、さらに混合気体供給管１４には給気口１２を有するエアーエレメント１１と、混合気体供給管１４から分岐したバイオマスガス供給口１０とが設けられている。

以上述べたように、エアーインテーク１３からバイオマスガス２と空気１との混合気体がディーゼルエンジン発電機本体９へ供給され、石油燃料供給口１５からＡ重油や軽油等の石油燃料３が供給されて、ディーゼルエンジン発電機５で発電が行われる。
このように、バイオマスガスと石油燃料を混焼して発電することで、石油燃料の使用量を低減することができ、最大８５％の石油燃料量を削減することが可能となる。
また、温室の室温調整にヒートポンプを使用するため、高いエネルギー効率で温熱空気や冷却空気を得ることができ、温室内の冷暖房を行うことが可能となる。

本発明の実施形態による室温調整システムの構成を示す概略図である。 ディーゼルエンジンの構造を模式的に表わす図である。

符号の説明

１ 空気
２ バイオマスガス
３ 石油燃料
４ ポンプ
５ ディーゼルエンジン発電機
６ 深夜電力源
７ ヒートポンプ
８ 電源切替器
９ ディーゼルエンジン発電機本体
１０ バイオマスガス供給口
１１ エアーエレメント
１２ 給気口
１３ エアーインテーク
１４ 混合気体供給管
１５ 石油燃料供給口

Claims (2)

1. バイオマスガスと石油燃料とを混焼して電力を得る第一工程と、得られた電力でヒートポンプを作動させて熱媒体を得る第二工程と、得られた熱媒体を温室内に供給する第三工程とを含む、温室の室温調整方法。
2. バイオマスガスと石油燃料とを混焼可能な発電手段と、ヒートポンプと、深夜電力切り替え手段とからなり、上記ヒートポンプへの電力供給を日中は上記発電手段により行い、夜間は深夜電力に切り替えて行い、上記ヒートポンプで得られた熱媒体を温室へ供給する、温室の室温調整システム。

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