JP2015002726A - Plant cultivation greenhouse for cold regions - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽熱を効率よく利用し、積雪時でも農作物等の植物を省エネルギーで栽培可能とする寒冷地用の植物栽培ハウスに関するものである。 The present invention relates to a plant cultivation house for cold districts that can efficiently utilize solar heat and cultivate plants such as agricultural crops with energy saving even during snowfall.
従来、積雪寒冷地帯の東北、北海道の冬期間は、露地では農作物等の植物栽培はほとんど不可能であり、透明なガラスやビニールフィルムでハウスを構築し、太陽光線の熱エネルギーを有効利用するビニールハウスを用いて農作物を栽培している。しかし、積雪寒冷地帯の11月から3月までの5ヶ月間の気象条件は、ほとんど従来のビニールハウス(温室)栽培が太陽エネルギーだけでは不可能な気象条件である。
ところで、従来の単に一重のビニールフィルムで覆ったハウス(温室)では、外気温に影響され温度上昇が十分ではなく、夜間のハウス内温度確保が難しく、ビニールフィルムを二重にして温度上昇を図ったハウスも、特許文献1や本出願人による特許文献2に開示されている。
Conventionally, during the winter season in Tohoku and Hokkaido, which are snowy cold regions, it is almost impossible to cultivate plants such as crops in the open field, and vinyl that makes use of the heat energy of solar rays by constructing houses with transparent glass and vinyl film Cultivate crops using the house. However, the weather conditions for the five months from November to March in the cold snowy region are almost impossible for conventional greenhouse (greenhouse) cultivation with solar energy alone.
By the way, in a conventional house (greenhouse) covered with a single vinyl film, the temperature rise is not sufficient due to the outside air temperature, and it is difficult to secure the temperature inside the house at night. Houses are also disclosed in
また、北海道の釧路や稚内などの寒冷地帯では、夏期間栽培に従来のハウスを活用してもイチゴ・メロン・トマトなどの収穫は難しかった。このため、夜間での低温障害を防ぐため化石燃料を用いてハウス(温室)の通年栽培を試みている。
更に、積雪寒冷地帯の冬季でも植物が栽培可能なビニールハウス(温室)栽培も、本出願人によって特許文献3として提案している。
また、太陽熱をハウス内に有効的に集熱してハウス内の温度上昇を確保し、温度上昇した天井部分の高温空気を効率的に利用して、多量の化石燃料をほとんど使わず、通年に亘って農作物等の植物栽培が可能な寒冷地用の植物栽培ハウスを、本出願人によって特許文献4として提案している。
Also, in cold areas such as Kushiro and Wakkanai in Hokkaido, it was difficult to harvest strawberries, melons, and tomatoes even if a conventional house was used for summer cultivation. For this reason, in order to prevent low temperature damage at night, we are trying to cultivate the house (greenhouse) throughout the year using fossil fuel.
Furthermore, the applicant has also proposed, as
In addition, solar heat is effectively collected in the house to ensure an increase in the temperature in the house, and the high-temperature air in the ceiling that has increased in temperature is used efficiently, with little use of fossil fuels, and throughout the year. Patent application 4 proposes a plant cultivation house for cold districts where plants such as agricultural crops can be cultivated.
しかしながら、前掲特許文献4においては、太陽熱をハウス内に有効的に集熱してハウス内の温度上昇を確保し、温度上昇した天井部分の高温空気を効率的に利用して、多量の化石燃料をほとんど使わず、通年に亘って農作物等の植物栽培が可能な寒冷地用の植物栽培ハウスであるが、貯水タンクの水を温めるために、ハウスの天井部分に溜まっている高温空気を、送風管によって貯水タンクの貯留水の底部に供給し、送風管の貯水タンクの底部の開口から高温空気を水内に解放し、この高温空気が泡となって周囲の水を効率よく温めている。
しかしながら、高温空気を貯水タンクの貯留水の底部に送風するには、かなりの大きな送風力のあるファン、或いはポンプが必要であるという難点が判った。また、特に夜間には地表が冷えると栽培畝も冷えてしまうので、多くの熱エネルギーを消費してしまうことも判った。更に、寒冷時での加熱手段も化石燃料を用いており、これもなるべく少なくする必要もある。
However, in the above-mentioned Patent Document 4, solar heat is effectively collected in the house to ensure a temperature rise in the house, and a high amount of fossil fuel is produced by efficiently using the high-temperature air in the ceiling portion where the temperature has risen. It is a plant cultivation house for cold districts that can cultivate plants such as agricultural crops throughout the year with little use, but in order to warm the water in the water storage tank, the high temperature air accumulated in the ceiling of the house is blown through Is supplied to the bottom of the stored water in the water storage tank, the high-temperature air is released into the water from the opening at the bottom of the water storage tank of the blower pipe, and the high-temperature air becomes bubbles to warm the surrounding water efficiently.
However, it has been found that it is necessary to provide a fan or a pump having a considerably large blowing power in order to blow high temperature air to the bottom of the stored water in the water storage tank. It was also found that, especially at night, when the ground surface cools, the cultivated straw also cools, which consumes a lot of heat energy. Furthermore, fossil fuel is also used as a heating means in cold weather, and it is necessary to reduce this as much as possible.
本発明の課題は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、植物栽培ハウスにおいて、太陽熱をハウス内に有効的に集熱してハウス内の温度上昇を確保し、温度上昇した天井部分の高温空気を効率的に利用し、高温空気の送風負担を軽減し、かつ、ハウス内の空気を攪拌して、植物を刺激して強い生育を促進し、化石燃料の使用をより少なくし、地表に熱が奪われることを防止し、通年に亘って農作物等の植物栽培が可能な寒冷地用の植物栽培ハウスを提供しようとするものである。 The subject of the present invention was made in view of the above problems, and in a plant cultivation house, solar heat was effectively collected in the house to ensure a temperature rise in the house, and the temperature of the ceiling portion where the temperature rose was high. Use air efficiently, reduce the burden of blowing high temperature air, and stir the air in the house to stimulate plants and promote strong growth, use less fossil fuel, An object of the present invention is to provide a plant cultivation house for cold regions where heat is prevented from being taken and plants such as crops can be cultivated throughout the year.
上記の課題を解決するために、請求項1の発明は、屋根斜面の傾斜を急勾配にし、全体が長手方向に断面三角の屋根を有し側壁を垂直にした寒冷地用の植物栽培ハウスであって、該植物栽培ハウスの長手方向の屋根部分と側壁部分には二重の透明及び/又は半透明の枠形成フィルムで覆い、日中に大部分が日陰となる屋根部分には内部に太陽光を反射する反射フィルムを設け、前記断面三角の屋根の天井上部には長手方向に高温空気を吸い込む空気吸入ダクトを設け、この空気吸入ダクトに取り込まれた高温空気を送風して、該高温空気を蓄熱貯水槽の熱交換コイルに通過させ、通過後の空気をハウス内に放出してハウス内の空気を攪拌し、前記蓄熱貯水槽の暖まった水を前記植物栽培ハウス内の栽培畝の地中に配管した暖房配管に供給し、栽培畝を暖めた水を前記蓄熱貯水槽に循環し、該栽培畝と地表との間には断熱材を介在させたことを特徴とする寒冷地用の植物栽培ハウスである。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
請求項2の発明は、暖まった水を供給する前記蓄熱貯水槽には低温湯沸器を設けて、必要に応じて暖まった水を更に加熱することを特徴とする請求項1に記載の寒冷地用の植物栽培ハウスである。
請求項3の発明は、ハウス外に太陽光温水器を設け、該太陽光温水器により暖まった温水を前記蓄熱貯水槽に設けた第2の熱交換コイルに供給し循環させて、該熱蓄積水槽の水を温めることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の寒冷地用の植物栽培ハウスである。
請求項4の発明は、 日中に大部分が日陰となる屋根部分には内部に太陽光を反射する反射フィルムを設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2又は請求項3に記載の寒冷地用の植物栽培ハウスである。
請求項5の発明は、前記栽培畝の側面及び底面をフィルムで包むようにし、底面近傍の側部の一部に外部に開口する排水管を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2又は請求項3に記載の寒冷地用の植物栽培ハウスである。
The invention according to
According to a third aspect of the present invention, a solar water heater is provided outside the house, and the hot water heated by the solar water heater is supplied to a second heat exchange coil provided in the heat storage water tank and circulated to thereby store the heat. The plant cultivation house for cold regions according to claim 1 or 2, wherein the water in the aquarium is warmed.
The invention according to claim 4 is characterized in that a reflective film that reflects sunlight is provided inside a roof part that is mostly shaded during the day. It is a plant cultivation house for cold regions.
The invention according to
以上のような構成であるので、本発明の請求項1の寒冷地用の植物栽培ハウスによれば、屋根を急勾配にしてあるので、冬季の屋根に積もる雪を自然落下しやすくして、太陽光線の確保量を増やすとともに、ハウス内天井付近の高温空気を狭い箇所に集めることができ、断面三角形の天井上部に集められた高温空気を、蓄熱貯水槽の熱交換コイルに通過させ一旦蓄熱貯水槽に蓄熱して、熱交換が終わった空気をハウス内に放出し空気を攪拌して植物を刺激して強い生育を促進し、熱交換コイルの使用によって送風付加を軽減する。
また、蓄熱貯水槽の暖まった水を植物栽培ハウスの下部の栽培畝に埋めた培土用熱交換配管に供給し、栽培畝を暖めて夜間でもある程度保温することで冬季でも植物が生育可能とし、かつ、化石燃料の使用をより少なくし、低温湯沸器の燃料を節約し、更に、地表に熱が奪われることを防止、通年に亘って農作物等の植物栽培が可能な寒冷地用の植物栽培ハウスが可能となる。
したがって、従来型ハウスの夜間等の暖房は、化石燃料が主であり栽培コストが高く、通年栽培が不適切であったが、本発明は外気温から防寒や太陽熱の有効利用で従来装置よりも基礎室温が高く栽培コストが低くなる。また、従来栽培不適地であった積雪寒冷地でも栽培が可能になるため地域生産性が高められ、地場生産物を消費者に供給出来る。
According to the plant cultivation house for cold districts of
In addition, the warm water in the heat storage tank is supplied to the heat exchanging pipe for cultivation soil buried in the cultivation basket at the bottom of the plant cultivation house, and the plant can grow in winter by warming the cultivation basket and keeping it warm at night to some extent, In addition, it uses less fossil fuel, saves fuel for low-temperature water heaters, prevents heat from being lost to the ground surface, and can be used for plant cultivation such as crops throughout the year. A cultivation house becomes possible.
Therefore, fossil fuels are mainly used for heating at night in conventional houses, etc., and the cultivation cost is high, and year-round cultivation is inappropriate.However, the present invention is more effective than the conventional apparatus in preventing cold weather and effectively using solar heat. The basic room temperature is high and the cultivation cost is low. Moreover, since it becomes possible to cultivate even in snowy and cold regions that were previously unsuitable for cultivation, local productivity can be improved and local products can be supplied to consumers.
請求項2の寒冷地用の植物栽培ハウスによれば、請求項1の効果に加えて、特に寒冷となる日時には、低温湯沸器を稼働させれば、植物の冷害を防止することができる。
請求項3の寒冷地用の植物栽培ハウスによれば、蓄熱貯水槽の加熱に太陽光温水器を設けたが、北海道等ではミュンヘン等と緯度も同じで、雪がふる割りには冬場での日照角度が比較的大きく、太陽光温水器の水の加熱が有効であるので、この太陽光温水器の付加によって、省エネで蓄熱貯水槽の温度をより上げることができる。
請求項4の寒冷地用の植物栽培ハウスによれば、 日中に大部分が日陰となる屋根部分には内部に太陽光を反射する反射フィルムを設けたので、外に拡散する太陽光を植物栽培ハウスに閉じこめるので効率よく太陽光エネルギーを取り込め、ハウス内を満遍なく明るく植物の生長斑を少なくすることができる。
請求項5の寒冷地用の植物栽培ハウスによれば、栽培畝の底面に断熱材を敷き詰めることに加え、側面及び底面をフィルムで包むようにしたので、熱の放出を少なくし、また散水による余分な水を底面近傍の側部の一部に設けた排水管から排水することができ、植物の根腐れ等を防止する。
According to the plant cultivation house for cold districts of
According to the plant cultivation house for cold districts of
According to the plant cultivation house for cold districts according to claim 4, since the reflective film for reflecting sunlight is provided inside the roof part which is mostly shaded during the day, the sunlight diffusing outside is planted. Since it is confined to the cultivation house, it can efficiently capture solar energy and brighten the house uniformly and reduce the growth spots of plants.
According to the plant cultivation house for cold districts according to
効率良く太陽熱を吸収し蓄積する寒冷地用の植物栽培ハウスにより、通年に亘って農作物等の植物栽培が可能となる。 A plant cultivation house for cold regions that efficiently absorbs and accumulates solar heat enables plant cultivation such as agricultural crops throughout the year.
[実施例1]
本発明の好適な植物栽培ハウスの実施例1を図面に沿って説明する。
[ハウス外観]
図1の斜視図、図2の断面に示すように、本実施例のビニールハウスや温室である植物栽培ハウス1は寒冷地に敷設することを前提とし、屋根斜面の傾斜を急勾配にし、全体が長手方向に断面三角の屋根を有し側壁を垂直にしている。
これは、北海道や東北地方の寒冷地の冬季には植物栽培ハウス1の屋根部分11に雪が積もることから、雪下ろし作業の必要のないように三角屋根11でかつ急勾配にしている。この屋根の勾配の値は、図6(a)の13cm積雪時の雪落下状況の[表1]、図6(b)の20cm積雪時の雪落下状況の[表2]での実験の結果に示すように、両ビニール屋根の開度を120度以下にすれば自然落下することが判明したが、あまり急勾配にすると、建設や保守に経費や労力を費やすので好ましくなく、更に、厳寒の夜間では、むしろ屋根に積雪が在った方がハウス内の温度低下が少ないことが判り、理想的は夜間には屋根に積雪が残っていた方がよく、太陽光が屋根に当たる午前9頃までには積雪が落下していた方が良いことも判った。
[Example 1]
Example 1 of a suitable plant cultivation house of the present invention will be described with reference to the drawings.
[House appearance]
As shown in the perspective view of FIG. 1 and the cross section of FIG. 2, the
This is because the snow is accumulated on the
図6の[表1][表2]から判ることは、屋根開度95度では常時夜間でも雪が積もることがなく、夜間に積雪した雪が20cm時でも午前9時頃の積雪は、開度105度では100%雪は落下するが、午前9時になっても屋根開度120度なら積雪14cm、130度では積雪20cmも雪は残り、太陽光線量が妨げられることが判る。
本発明の断面三角型の三角屋根11の開度は、角度115度から95度の範囲に設定し、斜度にすれば57.5度から47.5度の範囲がよく、本実施例では開度105度、斜度52.5度程度にしている。
また、植物栽培ハウス1の全高さは南北向きの垂直部分の側壁部12の高さは1.8mで、三角屋根の屋根部分11の屋根頂部111までの全高は3.7mである。上述したこの三角屋根11の開度を狭くしたのは、後述するように、温室内の天井の上部空間X1に溜まる高温部分を集めるのにも最適な形状である。
なお、図2、図3に示すように、植物栽培ハウス1内での屋根頂部111の最頂部に天井空気通路113を設け、必要に応じて空気や湿気を流通させるダンパ114を適所に設け、南西の垂直壁面115にもダンパ116を設け、これらのダンパ114、116は手動、或いはリモコンで開閉を制御して換気の量を制御する。
From [Table 1] and [Table 2] in FIG. 6, it can be seen that at a roof opening degree of 95 degrees, there is no accumulation of snow even at night, and even when the snow accumulated at night is 20 cm, It can be seen that 100% snow falls at a degree, but even at 9 am, if the roof opening is 120 degrees, the snow remains 14 cm, and at 130 degrees, the snow remains as much as 20 cm.
The opening degree of the
The height of the
As shown in FIGS. 2 and 3, a
実施例1の植物栽培ハウス1の全体の概略は、全体が断面の屋根部分11が三角型で長手方向を東西(EW)に向けた細長いビニールハウスであって、全長が40mで幅が5mである。基本的には、図1に示すように、地表Gに全長が40mで幅が5mの基礎部13を設けるが、全体として矩形の基礎枠体131を施工して、図1、図2に示すように、これに外枠縦ポール14を等間隔に立てて、これに直線状の外枠横ポール15を掛け渡して骨組みを作り、更に、この骨組みに屋根部分11の斜行ポール16を掛け渡し、枠形成フイルムである二重の内側フィルム3と外側フィルム2とを間隔を有する状態で覆い、日中に大部分が日陰となる北側屋根部分112には内部に太陽光を反射する反射フィルム4(反射鏡)を貼り付けてあり、垂直の南北に面した両側の側壁面SDも二重の内側フィルム3と外側フィルム2とで間隔を有する状態で覆っている。さらに屋根外側にはこれらのフィルムを覆って固定するように反射フィルム押さえ用横ポール17が設けられている。
The overall outline of the
前記矩形の基礎枠体131は、図4の平面図に示すように全体が大きな矩形であって、図4の基礎枠体131の角部の拡大斜視図に示すように、矩形の基礎枠体131の適所にはアンカーボルト用の固定部材が設けられ、アンカーボルト等によって地表Gに固定する。更に、この矩形基礎枠体131は、ポール支持部材132がほぼ等間隔に垂直に設けられており、この対向する一対のポール支持部材132に三角屋根を形成する外枠斜行縦ポール16を順次挿入して外枠斜行縦ポール16の骨組みを完成させ、この外枠斜行縦ポール16に外枠横ポール15(図1参照)を差し渡して全体の骨組みを完成させる。
The
ここで、植物栽培ハウス1の長手方向の屋根部分11と側壁部12には二重の透明及び/又は半透明の枠形成フィルム2,3で覆い、日中に大部分が日陰となる屋根部分11には内部に太陽光を反射する反射フィルム4を設けている。
太陽光が照射される南(S)側は二重フィルムは、外周面側には、枠形成フィルムであり防寒素材外側フィルムである透明の外側フィルム(シート)2を張り巡らすが、この透明シートとしては厚さ0.1mm(MKVドリーム(株):ダンビーノ(商標))のものを使用した。透明シートは太陽光線を取り込む性能が高いものが良く、透明、或いは、ほぼ透明(透明率90%以上)に近いものがよい。
また、内周面側には枠形成フィルムであり遠赤外線を抑える半透明シートの内側シート3を張り巡らすが、この半透明としては0.075mm(MKVドリーム(株):ダンビーノ(商標))のものを使用した。この内側フィルム3の半透明シートの透明性は直進光線(550mm)透過率75%で全光線(550mm)透過率90%程度であるが、保温性に関する遠赤外線(5〜25μ)透過率は15%(一般農度25%)であり保温性を有するものである。この二重のシートの間には、間隔3〜10cm(平均5cm)程度の空気層が存在すようにしてあり、少なくとも密着しないようにしなければならない。
Here, the
On the south (S) side where sunlight is irradiated, a double film is stretched around the outer peripheral surface side, and a transparent outer film (sheet) 2 which is a frame forming film and a cold protection material outer film is stretched around. The thickness was 0.1 mm (MKV Dream Co., Ltd .: Danbino (trademark)). The transparent sheet preferably has high performance for taking in sunlight, and is preferably transparent or nearly transparent (
In addition, the
また、天候が晴れの時の外気温度と、従来の1重フィルムのビニールハウス内地上1mでの室内温度と、本発明の二重フィルムに北側面反射フィルムを配置した本実施例のビニールハウス内地上1mでの室内温度とを比較すると、外気が最高5度程度であっても室内温度は35度にもなり、従来のビニールハウス内の最高24度よりも遙かに高温である。
さらに、天候が雪の時の外気温度と、同様に、外気温度と、従来の1重フィルムのビニールハウス内地上1mでの室内温度とを比較すると、外気が最高温度4度程度であっても室内温度は16度にもなり、従来のビニールハウス内の最高3度よりも遙かに高温である。
ところで、前記植物栽培ハウス1の北側の太陽光線が照射されない部分の外側には防寒素材の外側フィルム21(2)で覆い、その内側の内側フィルム3の内周面には、更に熱反射の鏡部(反射板)として、内側フィルム3の内壁に反射フィルム4を貼り付けてある。この反射フィルム4としては本実施例では0.03mmの(日立エーアイシー(株):ポリシャインNF(商標))のものを使用した。
更に、南北に面した両側の側壁面SDの枠形成フィルム2,3と地表Gとの中間部分には、開閉可能な保護フィルム51を配備する。この保護フィルム51は巻き上げ可能な構成で、手動、或いは巻き上げ機で、昼間は保護フィルム51を巻き上げて、必要に応じて空気を入れ換えたりできるようにしてある。この反射フィルム4、及び後述する低位置反射フィルム41の上端部には、別途保護フィルム用横ポール18を補強のため設けてある。
また、前記植物栽培ハウス1の北側の外側フィルム2と内側フィルム3の間には断熱シート52を介在させてもよく、植物栽培ハウス1の内側枠には黒色のビニールチューブ53を配設し、培土用熱交換配管75の温水の1部を分配して、夜間の植物栽培ハウス1内を温め、逆に日中にはビニールチューブ53内の水を温めて蓄熱貯水槽7に戻すようにしてもよい。
In addition, the outside temperature when the weather is fine, the room temperature of the conventional single film 1 m above the greenhouse inside the greenhouse, and the inside of the greenhouse of this embodiment in which the north side reflection film is arranged on the double film of the present invention. Comparing the room temperature at 1 m above, even if the outside air is about 5 degrees at maximum, the room temperature is as high as 35 degrees, much higher than the maximum 24 degrees in the conventional greenhouse.
Furthermore, comparing the outside air temperature when the weather is snow, and similarly the outside air temperature and the indoor temperature of a conventional single film 1 m above the greenhouse, even if the outside air is at a maximum temperature of about 4 degrees. The room temperature is as high as 16 degrees, much higher than the maximum of 3 degrees in a conventional greenhouse.
By the way, the outside of the portion of the
Further, an openable / closable protective film 51 is provided in an intermediate portion between the
Further, a
また、両側の側壁面SDの地上Gから30cmから100cmの高さの内側全周の低位置にも低位置反射フィルム41を巡らし反射鏡を形成している。これは、植物栽培ハウス1の外側に冬場積雪した雪が日陰を作って植物の生育を妨げるからで、この内側全周31の低位置にもアルミ箔で覆うことによって、隅まで光が照射されて、驚くほど、この部分での植物の生育が順調となる。
なお、30cmから100cmの高さにしたのは、30cm以下であると基礎枠体131の影等が影響し、100cmにするのは、植物栽培ハウス1の周りの積雪が通常この範囲であるからであり、必要に応じて150cm程度にしてもよい。勿論、積雪でなくても、雑草や建造物が有る場所では、それに応じて低位置反射フィルム41の高さを決めればよい。
また、この低位置反射フィルム41は植物の生育には非常に効果があることが判ったが、ハウス1内側の各畝に沿って畝、地上の高位置に設けた高設畝等の両側の所定高の周囲に低位置反射フィルム41を設けると各畝の植物の生育が驚く程よい。
In addition, the low-position
The height of 30 cm to 100 cm is affected by the shadow of the
In addition, it has been found that the low-position
[室内構成]
次に、植物栽培ハウス1の室内構成を説明する。図2,図3において、昼間時に植物栽培ハウス1内の上部空間X1には長手方向に空気吸入ダクト6が設けられ、この空気吸入ダクト6に設けられた複数の吸入口61から、上部空間X1に溜まる高温空気を連結ダクト部分62から送風ファン63及び送風管64によって吸い込み、蓄熱貯水槽7の(第1)熱交換コイル65に供給し蓄熱貯水槽7内の水を温める。
この熱交換コイル65は、蓄熱貯水槽7内の水中内を熱伝達のよい金属等の管651を上下に数回往復させたもので、熱交換コイル65の管651の熱水で蓄熱貯水槽7内の水を暖めるものであり、暖め終わった熱交換コイル65を通過後の空気は多少温度は低下するが戸外に比べれば十分に暖かいので、植物栽培ハウス1の底部の植物が生育している近傍部分に延びる放出ダクト66の開口661から前記暖め終わった熱交換コイル65を通過後空気を放出する。このことにより、植物栽培ハウス1の室内の低位置の部分の空気を暖めるとともに、熱交換コイル65の通過後の空気をハウス内に放出することによってハウス内の空気を攪拌し、植物を刺激して強い生育を促進する。
[Indoor configuration]
Next, the indoor structure of the
The
[栽培畝9の温暖構成]
ここで、暖められた蓄熱貯水槽7内の水は、植物栽培ハウス1の栽培畝9を暖めるのに使用されるが、この栽培畝9の暖め構成を説明する。
図3で、蓄熱貯水槽7の上部の比較的暖かい水は、接続配管73からポンプ74によって、栽培畝9の培土B中の培土用熱交換配管75に供給され、所定の栽培畝9を暖めた水は培土用熱交換配管75から再び蓄熱貯水槽7の下部接続配管76から蓄熱貯水槽7に循環する。
培土用熱交換配管75の配管状態は、図4に示すようなもので、各栽培畝9毎に蓄熱貯水槽7から上層部の比較的暑い温水に対応して、ポンプ74に接続する培土用熱交換配管75の往路の導入口751が並列して設けられ、蓄熱貯水槽7に循環する復路の熱交換配管75の導入口752も並列して設けられており、栽培畝9毎に温度差がないように配列されている。
また、予備の循環低温湯沸器72は、通常は稼働せず、蓄熱貯水槽7の温水が所定温度より低くなった場合には、上部接続配管71から予備の循環低温湯沸器72で温め、接続配管73から蓄熱貯水槽7に循環させている。
この予備の循環低温湯沸器72の稼働は、冬季や夜間の、栽培不適温度以下に栽培畝9の培土Bが下がった時に、栽培畝9の培土Bを温度15度から45度に暖める必要がり、低温ではあるが蓄熱貯水槽7からの水を暖めるものである。勿論、冬季であっても昼間は殆ど必要がない。したがって、培土Bを温度15度から45度に暖めればいいので、通常のボイラー等の大がかりな装置は必要なく、家庭用等の小型の湯沸かし器程度の機器で事足りる。
[The warming composition of the cultivation basket 9]
Here, the warmed water in the
In FIG. 3, the relatively warm water in the upper part of the
The piping state of the soil
Further, the spare circulating low-
The operation of this spare circulating low-
本実施例では、この蓄熱貯水槽7の温水の加熱に、更に太陽光温水器8を用いているが、図3に示すように、太陽光温水器8をハウスの戸外に設け、蓄熱貯水槽7の水の中に第2の熱交換コイル81を配設し、太陽光温水器8の循環配管82に接続して、太陽光温水器8で暖まった水を第2の熱交換コイル81に供給して、この第2の熱交換コイル81によって、蓄熱貯水槽7の水を更に温めている。
この太陽光温水器8は、北海道等の冬場でも雪が積もる割りには日照角度(緯度も高く)が比較的大きいので太陽光温水器8の水の加熱が有効であり、太陽光温水器8の付加によって、省エネで蓄熱貯水槽7の温度をより上げることができる。
In this embodiment, a
The
[栽培畝Bの構成]
図2の植物栽培ハウス1内の栽培畝9を拡大したのが図5であり、図5に沿って説明する。
栽培畝9は地表Gの冷たさを遮断するために、培土Bを枠体91に盛り枠体91の底部に厚手の断熱材を敷くとともに、枠体91(すなわち栽培畝9)の内側の側面及び底面を培土用フィルム92を設け、培土Bで包むようにし、底面近傍の側部の一部には外部に開口する排水管94を設け、植物Pの上部に設けた表面に細かい孔が設けられた給水チューブ95から給水される余分な水を排水する。
したがって、栽培畝9の底面に断熱材93を敷き詰めることに加え、培土Bの側面及び底面を培土用フィルム92で包むようにしたので、熱の放出を少なくし、また、給水チューブ95からの給水による余分な水を、枠体91の底面近傍の側部の一部に設けた排水管94から排水することができ、植物の根腐れ等を防止する。
[Composition of Cultivation B]
FIG. 5 is an enlarged view of the
The
Therefore, in addition to laying the
以上のように、本発明の実施例の寒冷地用の植物栽培ハウス1によれば、屋根部分11を急勾配にしてあるので、冬季の屋根に積もる雪が自然落下しやすくして、太陽光線の確保量を増やすとともに、ハウス内天井付近の高温空気を狭い箇所に集めることができ、断面三角形の天井上部に集められた高温空気を、高温空気を蓄熱貯水槽7の熱交換コイル65に通過させ一旦蓄熱貯水槽7に蓄熱して、熱交換が終わった空気をハウス内に放出し空気を攪拌して植物Pを刺激して強い生育を促進し、熱交換コイル65の使用によって送風付加を軽減する。
また、蓄熱貯水槽7の暖まった水を植物栽培ハウス1の下部の栽培畝9に埋めた培土用熱交換配管75に供給し、栽培畝9を暖めて夜間でもある程度保温することで冬季でも植物が生育可能とし、かつ、化石燃料の使用をより少なくし、低温湯沸器の燃料を節約し、更に、地表Gに熱が奪われることを防止、通年に亘って農作物等の植物栽培が可能な寒冷地用の植物栽培ハウスが可能となる。
したがって、従来型ハウスの夜間等の暖房は、化石燃料が主であり栽培コストが高く、通年栽培が不適切であったが、本発明は外気温から防寒や太陽熱の有効利用で従来装置よりも基礎室温が高く栽培コストが低くなる。また、従来栽培不適地であった積雪寒冷地でも栽培が可能になるため地域生産性が高められ、地場生産物を消費者に供給出来る。
As described above, according to the
Moreover, the warm water of the
Therefore, fossil fuels are mainly used for heating at night in conventional houses, etc., and the cultivation cost is high, and year-round cultivation is inappropriate.However, the present invention is more effective than the conventional apparatus in preventing cold weather and effectively using solar heat. The basic room temperature is high and the cultivation cost is low. Moreover, since it becomes possible to cultivate even in snowy and cold regions that were previously unsuitable for cultivation, local productivity can be improved and local products can be supplied to consumers.
循環低温湯沸器72を予備に設けてあるので、特に寒冷となる日時には、循環低温湯沸器72を稼働させれば、植物Pの冷害を防止することができる。更に、蓄熱貯水槽7の加熱に太陽光温水器8を設けたが、北海道等では冬場でも雪が積もる割りには日照角度の比較的大きいので太陽光温水器8の水の加熱が有効であるので、太陽光温水器8の付加によって、省エネで蓄熱貯水槽7の温度をより上げることができる。
また、太陽光線は冬期間といえどもハウス内に届いているので、その太陽熱をハウスの側壁を2重フィルムとし、殆ど日の当たらない屋根部分11には内壁に反射フィルム4を設けたので、外部の気象条件にあまり左右されずに、効率良くハウス内を暖房することができ、日中に大部分が日陰となる屋根部分11には内部に太陽光を反射する反射フィルム4を設けたので、外に拡散する太陽光を植物栽培ハウス1に閉じこめるので効率よく太陽光エネルギーを取り込み、ハウス内を満遍なく明るく植物Pの生長斑を少なくすることができる。
更に、栽培畝9の底面に断熱材93を敷き詰めることに加え、側面及び底面を培土用フィルム92で包むようにしたので、熱の放出を少なくし、また、給水チューブ95の給水による余分な水を底面近傍の側部の一部に設けた排水管94から排水することができ、植物の根腐れ等を防止する。
更に、従来型ハウスの夜間等の暖房は化石燃料が主であり栽培コストが高かったが、太陽熱の有効利用で従来装置よりも基礎室温が高くなり、栽培コストが低くなる。また、従来栽培不適地であった積雪寒冷地でも栽培が可能になるため地域生産性が高められ、地場生産物を消費者に供給が出来る。
なお、本発明の特徴を損なうものでなければ、上記の実施例に限定されるものでないことは勿論である。
Since the circulating low-
Also, since the sun rays reach the house even during the winter period, the solar heat is made into a double film on the side wall of the house, and the reflective film 4 is provided on the inner wall on the
Furthermore, in addition to covering the bottom surface of the
Furthermore, fossil fuels are the main heating for nighttime heating of conventional houses, but the cultivation cost is high. However, the effective use of solar heat increases the basic room temperature and lowers the cultivation cost. Moreover, since it becomes possible to cultivate even in snowy and cold regions that were previously unsuitable for cultivation, local productivity can be improved and local products can be supplied to consumers.
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments as long as the features of the present invention are not impaired.
G・・地表、SD・・側壁面、B・・培土、P・・植物、X1・・上部空間、
1・・植物栽培ハウス、11・・屋根部分(三角屋根)、
111・・屋根頂部、112・・北側屋根部分、113・・天井空気通路、
114,116・・ダンパ、115・・垂直壁面、
12・・側壁部、
13・・基礎部、131・・基礎枠体、
132・・ポール支持部材、
14・・外枠縦ポール、15・・外枠横ポール、16・・外枠斜行縦ポール、
17・・反射フィルム押さえ用横ポール、18・・保護フィルム用横ポール、
2・・外側フィルム(枠形成フィルム)、
21・・防寒素材の外側フィルム(枠形成フィルム)、
3・・内側フィルム(枠形成フィルム)、
4・・反射フィルム(反射鏡)、41・・低位置反射フィルム、
51・・保護フィルム、52・・断熱シート、53・・ビニールチューブ、
6・・空気吸入ダクト、61・・吸入口、62・・連結ダクト部分、
63・・送風ファン、64・・送風管、65・・(第1)熱交換コイル、
651・・管、66・・放出ダクト、661・・開口、
7・・蓄熱貯水槽、71・・上部接続配管、72・・循環低温湯沸器、
73・・接続配管、74・・ポンプ、75・・培土用熱交換配管、
751,752・・導入口、
76・・下部接続配管、
8・・太陽光温水器、81・・第2の熱交換コイル、82・・循環配管、
9・・栽培畝、91・・枠体、92・・培土用フィルム、93・・断熱材、
94・・排水管、95・・給水チューブ、96・・畝覆いフィルム
G ·· Surface, SD ·· Side wall surface, B ·· Culture soil, P ·· Plant, X1 ·· Upper space,
1 .... Plant cultivation house, 11 .... Roof part (triangular roof),
111 .. roof top part, 112 .. north roof part, 113 .. ceiling air passage,
114,116 ... damper, 115 ... vertical wall,
12. Side wall part,
13 .... Foundation part, 131 ... Foundation frame,
132 .. Pole support member,
14. ・ Outer frame vertical pole, 15. ・ Outer frame horizontal pole, 16. ・ Outer frame skew vertical pole,
17. ・ Horizontal pole for holding reflective film, 18. ・ Horizontal pole for protective film,
2. Outer film (frame forming film)
21 .. Outer film of cold protection material (frame forming film),
3. Inside film (frame forming film),
4. ・ Reflective film (reflector), 41 ・ ・ Low-position reflective film,
51..Protective film, 52..Heat insulation sheet, 53..Vinyl tube,
6 .... Air suction duct, 61 ... Suction port, 62 ... Connection duct part,
63 .. Blower fan, 64 .. Blower pipe, 65 .. (first) heat exchange coil,
651 .. pipe, 66 .. discharge duct, 661 .. opening,
7 ··· Thermal storage tank, 71 ·· Upper connection piping, 72 ·· Circulating low-temperature water heater,
73 .. Connection piping, 74 .. Pump, 75 .. Heat exchange piping for cultivating soil,
751,752 ..Inlet,
76 .. Lower connection piping,
8 .... Solar water heater, 81 ... Second heat exchange coil, 82 ... Circulation piping,
9 .... Cultivation rice cake, 91 ... Frame, 92 ... Film for cultivation, 93 ... Heat insulation material,
94 ... Drain pipe, 95 ... Water supply tube, 96 ...
Claims (5)
該植物栽培ハウスの長手方向の屋根部分と側壁部分には二重の透明及び/又は半透明の枠形成フィルムで覆い、
前記断面三角の屋根の天井上部には長手方向に高温空気を吸い込む空気吸入ダクトを設け、この空気吸入ダクトに取り込まれた高温空気を送風して、該高温空気を蓄熱貯水槽の熱交換コイルに通過させ、通過後の空気をハウス内に放出してハウス内の空気を攪拌し、
前記蓄熱貯水槽の暖まった水を前記植物栽培ハウス内の栽培畝の地中に配管した暖房配管に供給し、栽培畝を暖めた水を前記蓄熱貯水槽に循環し、
該栽培畝と地表との間には断熱材を介在させたことを特徴とする寒冷地用の植物栽培ハウス。 A plant cultivation house for cold regions with a steep slope on the roof slope, a triangular roof in the longitudinal direction and a vertical side wall,
Cover the longitudinal roof part and the side wall part of the plant cultivation house with a double transparent and / or translucent frame-forming film,
An air suction duct for sucking high-temperature air in the longitudinal direction is provided in the upper part of the ceiling of the triangular roof, and the high-temperature air taken into the air suction duct is blown to the heat exchange coil of the heat storage water tank. Let the air pass through, release the air after passing into the house, stir the air in the house,
Supplying the warm water of the heat storage water tank to the heating pipe piped in the ground of the cultivation basket in the plant cultivation house, circulating the water warming the cultivation tank to the heat storage tank,
A plant cultivation house for cold regions, wherein a heat insulating material is interposed between the cultivation basket and the ground surface.
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