JP2015208296A - Energy-saving plant cultivation system - Google Patents
Energy-saving plant cultivation system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015208296A JP2015208296A JP2014093052A JP2014093052A JP2015208296A JP 2015208296 A JP2015208296 A JP 2015208296A JP 2014093052 A JP2014093052 A JP 2014093052A JP 2014093052 A JP2014093052 A JP 2014093052A JP 2015208296 A JP2015208296 A JP 2015208296A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- plant
- cultivation
- shelf
- upward
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims abstract description 67
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims abstract description 66
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 59
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 19
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 166
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 25
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 4
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 3
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 3
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 3
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 description 3
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 240000008415 Lactuca sativa Species 0.000 description 2
- 235000003228 Lactuca sativa Nutrition 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 2
- 239000003501 hydroponics Substances 0.000 description 2
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 235000016623 Fragaria vesca Nutrition 0.000 description 1
- 240000009088 Fragaria x ananassa Species 0.000 description 1
- 235000011363 Fragaria x ananassa Nutrition 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000005068 transpiration Effects 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/14—Measures for saving energy, e.g. in green houses
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Greenhouses (AREA)
Abstract
【課題】近接照明、局所空調を組み合わせた、省エネルギー性が高い植物栽培システムを提供する。【解決手段】植物が植栽される栽培ベッドを有する栽培棚、該植物に局所空調を行う空調装置、および該植物に上方から光を照射する、照射位置変更可能な照明手段を有する照明装置を備えた栽培室からなる植物栽培システムにおいて、栽培棚の下方から上向きに空調空気を供給し、かつ上方に吸込口を設けることで上昇気流を発生させるため、各植物体の栽培環境(風速・温度)がより均一になり、また空調空気の上昇流を利用することで近接照明の排熱を効果的に排気する。【選択図】図1An object of the present invention is to provide a plant cultivation system that combines proximity lighting and local air conditioning with high energy saving performance. A cultivation shelf having a cultivation bed on which a plant is planted, an air conditioner that performs local air conditioning on the plant, and an illumination device that illuminates the plant from above and has illumination means capable of changing the irradiation position. In the plant cultivation system consisting of the equipped cultivation room, the air conditioning air is supplied upward from the bottom of the cultivation shelf and the upward air flow is generated by providing a suction port above the cultivation shelf. ) Becomes more uniform, and exhaust heat from proximity lighting is effectively exhausted by utilizing the upward flow of conditioned air. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、省エネルギー型植物栽培システム、特に植物工場における空調と照明に要するエネルギーを従来よりも大幅に低減する省エネルギー型植物栽培システムに関する。 The present invention relates to an energy-saving plant cultivation system, and more particularly to an energy-saving plant cultivation system that significantly reduces the energy required for air conditioning and lighting in a plant factory.
植物工場では、人工照明を用いて植物を栽培室内で栽培する。その栽培室では、光合成を活発に行わせるため、高い光量が必要となる。そのため、高光量の照明を使用する必要があるが、そのような照明は消費電力が大きい。また、比較的草丈の高く生長する性質の植物の栽培に人工照明を用いる際、生育初期の草丈が低いときだけでなく、高く生長した植物群落にも十分な光量を照射するために、消費電力の大きな照明を用いて植物の生育に関係なく常に栽培室全域に光を照射する。全域照明である。 In a plant factory, plants are cultivated in a cultivation room using artificial lighting. In the cultivation room, a high amount of light is required to actively carry out photosynthesis. Therefore, it is necessary to use a high-light quantity illumination, but such illumination consumes a large amount of power. In addition, when using artificial lighting to cultivate plants with a relatively high plant height, not only when the plant height is low in the early stages of growth, but also in order to irradiate a sufficiently high amount of plant communities with high power consumption. Irrespective of the growth of the plant, always irradiate the entire cultivation room with large lighting. It is whole area lighting.
一方、栽培室で生育する植物が占有する容積にかかわらず、室内全域を空調することも行われている。これを全域空調という。しかし、栽培室全域を空調するため、空調空気の風量や搬送動力が大きくなってしまう。特に、全域照明と全域空調とを採用する場合、前述のように、照明の排熱量も多いため、空調の消費エネルギー量がさらに大きくなる。 On the other hand, air conditioning of the entire room is also performed regardless of the volume occupied by plants growing in the cultivation room. This is called global air conditioning. However, since the entire cultivation room is air-conditioned, the air volume and conveyance power of the air-conditioned air are increased. In particular, when the whole area lighting and the whole area air conditioning are adopted, as described above, the amount of heat exhausted from the lighting is large, and thus the energy consumption of the air conditioning is further increased.
このように、従来の植物工場の栽培室では、一般的には、全域空調、全域照明を行っていたため、空調と照明に要するエネルギーが大きいことが問題であった。 Thus, in the cultivation room of the conventional plant factory, since the whole area air conditioning and whole area lighting were performed, it was a problem that the energy required for air conditioning and lighting was large.
図6は、従来方式による植物の栽培室1の全域空調および全域照明の例を説明する模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining an example of the whole area air conditioning and whole area illumination of the
図中、照明手段2は栽培室の天井面に固定されており、下方に栽培棚3が設けられている。空調装置4の吹出口5は栽培棚3より上の位置に設けられており、吸込口6は栽培室1の床面近く、側方に設けられており、そこから排気されている。このような従来方式では、全域に十分な光量を照射するために消費電力が大きい。また栽培室全域を空調する必要がある。なお、以下、図中の矢印は給気、排気の流れを示す。以下、同じ。
In the figure, the illumination means 2 is fixed to the ceiling surface of the cultivation room, and a
また、このような全域照明では、高い光量の光を栽培室全域に照射するため、メタルハライドランプや高圧ナトリウムランプなどの高出力の照明を用いなければならない。そのような高出力照明の消費電力は大きく、生産コストを上げる一因になっている。 Moreover, in such a whole area illumination, in order to irradiate the whole cultivation room with the light of a high light quantity, you have to use high output illumination, such as a metal halide lamp and a high pressure sodium lamp. The power consumption of such high-power lighting is large, which contributes to an increase in production cost.
すなわち、植物工場において、植物に最適な温湿度環境に制御する上で、これらの照明点灯時に発生する照明排熱量は大きいため、空調によって排熱を処理する場合には多大なエネルギーを要する。したがって、このような全域照明、全域空調に対して、省エネルギー対策として、次のような近接照明、局所空調方式を採用した植物栽培システムが提案されている。 That is, in a plant factory, when controlling the temperature and humidity environment optimal for plants, the amount of exhaust heat generated when these lights are turned on is large, and therefore, when exhaust heat is processed by air conditioning, a large amount of energy is required. Therefore, a plant cultivation system that employs the following proximity lighting and local air-conditioning methods has been proposed as an energy-saving measure for such whole-area lighting and entire-area air conditioning.
図7は、水耕栽培の施設の局所空調方式を説明する模式図である(特許文献1)。 FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a local air conditioning system for hydroponics facilities (Patent Document 1).
図中、半密閉式空間を備えた栽培棚3には吸込口6が設けられており、一方、吹出口5は植物に側面から近接させて設けられ、反対側に設けた誘引ガイド7を介して栽培棚3に設けた吸込口6を経て空調装置4に至る循環系が設けられている。吹き付けられた空調空気を誘引ガイド7によって栽培棚下部に設けられた半密閉空間に誘引して局所空調を行う。しかし、空調域が吹出口5〜誘引ガイド7の間で固定され、植物が生長して草丈が高くなった時、また草丈の高い植物の栽培時は、群落全体を空調できない。
In the figure, the
ところで、大豆やトマトのような、草丈の高い植物の栽培時には、草丈が伸長する空間を確保するため、レタスなどの葉物野菜の栽培時に比べ、天井の高い栽培室で栽培する。その場合、栽培期間を通じて栽培室全域を空調すると、風量や搬送動力が大きくなる。 By the way, when a plant having a high plant height such as soybean or tomato is cultivated, the plant is cultivated in a cultivation room having a higher ceiling than when cultivating leafy vegetables such as lettuce in order to secure a space in which the plant height extends. In that case, if the whole cultivation room is air-conditioned throughout the cultivation period, the air volume and the conveyance power increase.
また、大豆やトマトのような、草丈が高い植物は、株間で葉が繁り、群落を形成する。群落の内部は葉や枝が密集するため、風の流れが妨げられ、空調空気が届きにくくなる。さらに植物からの水分の蒸散があるため、空調空気が通りにくい群落内部は高湿度になり、カビや病気が発生しやすい環境へと悪化してしまう。 In addition, plants with high plant height, such as soybeans and tomatoes, have foliage among strains and form communities. Since the leaves and branches are densely populated within the community, the flow of wind is hindered, making it difficult for conditioned air to reach. Furthermore, because of the transpiration of moisture from the plants, the inside of the community where air-conditioned air is difficult to pass becomes highly humid, and the environment becomes prone to mold and disease.
植物の生長に合わせて、あるいは草丈に合わせて、空調、照明を変える植物栽培システムも知られている。 There are also known plant cultivation systems that change air conditioning and lighting according to plant growth or plant height.
図8は、草丈に合わせて多孔性ダクト8から空調空気を吹き出し、植物を栽培する領域のみ局所的に空調する従来技術の別の例を示す模式図である(特許文献2)。
FIG. 8 is a schematic diagram showing another example of the prior art in which conditioned air is blown out from the
図示例では、多孔性ダクト8から植物に側面から空調空気を吹き出し、下方の吸込口6aから空気を吸い込む。吸込口6aからの空気を、除湿を目的とする空調装置4で冷却した後、上方の吸込口6bから高温の空気と混合することで温度を上げ、目標温度に調節して、再び多孔性ダクト8に送る。送風機9の回転数をインバ−タで制御して風量を調整することで、搬送動力を低減する。
In the illustrated example, conditioned air is blown out from the side surface to the plant from the
しかし、栽培棚上に多孔性ダクト8を設置しているため、照明を十分に植物に接近させることができず、植物の生育の管理がしにくい。
However, since the
図9は、局所空調と近接照明とを組み合せた従来例を説明する模式図である(特許文献3)。 FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a conventional example in which local air conditioning and proximity illumination are combined (Patent Document 3).
図示例は、特に空調装置4から吹出口5を経て空調空気が照明手段2の背後から照明手段2の隙間2aを通って下方の栽培棚3に吹き付けられ、同時に照明手段2が上下に移動可能である植物栽培照明・空調ユニットである。しかしながら、空調装置4からの空調空気が照明手段2の間隙を通ることで、植物の空調に先だって空調空気の温度が照明排熱を
除去するために使用されるので、省エネルギー効果が低い。
In the illustrated example, conditioned air is blown from the
同じく図10も、局所空調と近接照明とを組み合せた多段栽培棚方式の従来例であり、空調装置とともに、植物の生長に応じて照明手段2を上下に移動できるようにする近接照明の提案もされている(特許文献4)。 Similarly, FIG. 10 is also a conventional example of a multi-stage cultivation shelf system that combines local air conditioning and proximity lighting, and also proposes proximity lighting that allows the illumination means 2 to move up and down according to the growth of the plant along with the air conditioner. (Patent Document 4).
なお、図10は、空調空気の流れを横方向に実現させる特許文献4の図4に示す第一の態様と、図中矢印で示すように上下方向に空調空気流れを実現させる同図7に示す第二の態様を併せて示す。
FIG. 10 shows the first mode shown in FIG. 4 of
従来技術において省エネルギー効果の比較的大きいのは、図10に示すシステムと思われる。図10に開示される植物栽培システムでは、植物生育用の空間を栽培棚3を利用して多段に仕切り、それぞれの段に栽培棚3、吹出口5と吸込口6とから構成される空調装置、および照明装置2を設けている。非常にコンパクトな構造となっており、省エネルギーが期待される。
The system shown in FIG. 10 seems to have a relatively large energy saving effect in the prior art. In the plant cultivation system disclosed in FIG. 10, a plant growth space is divided into multiple stages using a
しかしながら、空調空気の横方向の流れを実現させる第一の態様にあっては、吹出口5から吹き出された空調空気は、照明排熱を巻き込みながら、横方向に向かい、同じ段の吸込口6に流れる。そのため、吹出口5から吸込口6にかけて、温度勾配が生じ、吹出口側と吸込口側で植物の生長速度に差が生じてしまう。
However, in the first mode for realizing the lateral flow of the conditioned air, the conditioned air blown out from the blow-out
一方、空調空気の流れを上下方向に出現させる第二の態様にあっては、照明装置2は、生育植物の生長に応じて上下に移動し、一方、空調装置4も照明装置2と連動して上下に移動し、植物と照明装置2の両方に向かって、図示矢印方向に空調空気を吹き出す。しかし、植物に対する空調とは別に、照明排熱を強制的に空調で除去しているため、空調空気の送風量や搬送動力が大きくなってしまい、実際には省エネルギー性が低い。
On the other hand, in the second mode in which the flow of conditioned air appears in the vertical direction, the
本発明は、近接照明、局所空調を効果的に組み合わせた省エネルギー性が高い植物栽培システムを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the plant cultivation system with high energy-saving property which combined proximity lighting and local air conditioning effectively.
本発明者らは、従来の局所空調が植物の横方向からの空調であるため、植物の生長に伴って十分な効果が発揮されないことに着目して、栽培植物の下方から上方に向かって空調を行えば、その生長にかかわらず、植物全体を常に空調できることを知り、さらに、そのような下方から上方への空調によれば、栽培室全体に空調空気の上昇流が生じることで、従来問題であった近接照明による照明排熱の問題が効果的に解消されることを知り、本発明に想到した。 The inventors of the present invention focused on the fact that conventional local air conditioning is air conditioning from the lateral direction of the plant, so that a sufficient effect is not exhibited with the growth of the plant, and air conditioning from below to above the cultivated plant. Knows that the entire plant can always be air-conditioned regardless of its growth, and according to such air conditioning from below to above, the upward flow of conditioned air occurs throughout the cultivation room, which is a problem in the past. Thus, the present inventors have come up with the present invention by knowing that the problem of lighting exhaust heat caused by proximity lighting can be effectively solved.
本発明によれば、栽培棚の側面の上側の位置から植物に向かって上方向へ空調空気を供給することで、各植物体の栽培環境(風速・温度)がより均一になる。また、そのような空調空気の上昇流を利用することで照明排熱を効率的に排出することが可能であり、本発明にかかる栽培システムは省エネルギー性が高い。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cultivation environment (wind speed and temperature) of each plant body becomes more uniform by supplying conditioned air from the position above the side of a cultivation shelf to a plant upward. Moreover, it is possible to discharge | emit exhaust heat efficiently by utilizing such an upward flow of conditioned air, and the cultivation system concerning this invention has high energy saving property.
すなわち、本発明にかかる省エネルギー型植物栽培システムは、上下に移動可能な照明手段、栽培棚側面に上向きに設けられた空調空気の吹出口、好ましくは給気用のチャンバーと栽培棚が一体となったチャンバー状栽培棚の側面に、この給気用のチャンバーに連通して設けられた吹出口、および照明の背面側に設置した空調空気の吸込口から構成されることで、栽培室内に空調空気の上昇流を生じさせる空調方式を実現する省エネルギー性に優れたものであり、具体的には、下記のような構造を備えている。 That is, the energy-saving plant cultivation system according to the present invention is a lighting unit that can move up and down, an air-conditioning air outlet provided upward on the side of the cultivation shelf, preferably an air supply chamber and a cultivation shelf. The air-conditioned air in the cultivation room is composed of a blow-out opening provided on the side surface of the chamber-shaped cultivation shelf in communication with the air supply chamber, and an air-conditioning air inlet provided on the back side of the lighting. The air-conditioning system that generates the upward flow is excellent in energy saving, and specifically has the following structure.
(i)植物の生長に合わせて上下に移動可能な照明手段を設けるとともに、その照明手段の下方に、栽培棚を設置する。 (I) An illumination unit that can move up and down according to the growth of the plant is provided, and a cultivation shelf is installed below the illumination unit.
(ii)照明には、消費電力が小さい光源を用いることができる。消費電力が小さいため低光量になるが常に植物に近接照明することで、植物に必要な光量を確保する。植物の草丈が伸長したら照明の高さを調整し、伸長の盛んな植物の頂上部、つまり植物の生長点に対し、常に同程度の距離で近接照射する。 (Ii) A light source with low power consumption can be used for illumination. Although the power consumption is low, the amount of light is low, but by always illuminating the plant, the necessary amount of light is secured for the plant. When the height of the plant grows, the height of the illumination is adjusted, and close irradiation is always made at the same distance from the top of the plant where growth is vigorous, that is, the growth point of the plant.
(iii)好ましくは、栽培棚にはその側面の上側の長手方向に沿って吹出口を設け、空調装置からの空調空気を栽培棚上にあって上方向に栽培植物に向けて給気し、下方から上方に向かって植物周辺を局所的に空調する。 (Iii) Preferably, the cultivation shelf is provided with an air outlet along the longitudinal direction on the upper side of the side surface, and air-conditioned air from the air conditioner is on the cultivation shelf and is supplied upward to the cultivated plant, The area around the plant is locally air-conditioned from below to above.
(iv)その照明手段の上方には、空調空気の吸込口を設置する。空調空気が植物群落近傍から上方の照明手段に向けて上昇気流を形成し、照明の排熱を吸い込み、その排熱を例えば屋外に排出する。屋外に排出しなくても、空調空気の温度管理のために再循環して利用してもよい。 (Iv) A suction port for conditioned air is installed above the illumination means. The conditioned air forms a rising airflow from the vicinity of the plant community toward the upper illumination means, sucks the exhaust heat of the illumination, and discharges the exhaust heat to, for example, the outdoors. Even if it is not discharged outdoors, it may be recirculated for temperature control of the conditioned air.
(v)好ましくは、吹出口の上向きの角度を調整し、風向きの調節を可能にする機構を持つ。 (V) Preferably, it has a mechanism that adjusts the upward angle of the air outlet and enables adjustment of the wind direction.
ここに、本発明は次の通りである。 Here, the present invention is as follows.
(1)植物が植栽される栽培ベッドを有する栽培棚、該植物に局所空調を行う空調装置、および該植物に上方から光を照射する、照射位置変更可能な照明手段を有する照明装置を備えた栽培室からなる植物栽培システムにおいて、前記空調装置が、栽培棚の植物に向かって下方から上方に空調空気を吹き出す吹出口と、前記照明手段の背面側に設けられ、前記空調空気を前記照明装置の排熱とともに吸い込む吸込口とを備えた、栽培室内に空調空気の上昇流を生じさせる空調方式が実現することを特徴とする、植物栽培システム。 (1) A cultivation shelf having a cultivation bed on which a plant is planted, an air conditioner that performs local air conditioning on the plant, and an illuminating device that illuminates the plant from above and has illumination means capable of changing the irradiation position. In the plant cultivation system comprising a cultivation room, the air conditioner is provided on the rear side of the illumination means, and is provided on the rear side of the illumination means, and blows out the conditioned air from below to the plants on the cultivation shelf. A plant cultivation system characterized by realizing an air-conditioning system that generates an upward flow of conditioned air in a cultivation room, which is provided with a suction port that sucks together with the exhaust heat of the apparatus.
(2)前記吹出口が、栽培ベッドの少なくとも1つの側面部に、上方への空調空気の吹き出し角度が調整自在に設けられていることを特徴とする、上記(1)記載の植物栽培システム。 (2) The plant cultivation system according to (1), wherein the blowout port is provided on at least one side surface portion of the cultivation bed so that the blowing angle of the conditioned air upward is adjustable.
(3)前記栽培棚が、前記栽培ベッドの下方に空調空気案内用の空間が設けられ、該栽培ベッドの側面の上側に長手方向に沿って対になって前記吹出口が設けられているチャンバー状栽培棚であり、さらに前記空間と前記吹出口とが連通していることを特徴とする上記(1)または(2)記載の植物栽培システム。 (3) The chamber in which the cultivation shelf is provided with a space for air-conditioning air guidance below the cultivation bed, and the air outlet is provided in pairs along the longitudinal direction on the upper side of the cultivation bed. The plant cultivation system according to (1) or (2) above, wherein the plant cultivation system is a strip cultivation shelf, and the space and the air outlet are in communication with each other.
(4)前記栽培ベッドの側面に設けられた空調空気の吹出口の吹き出し角度が栽培ベッドの内側上方を向いていることを特徴とする上記(2)または(3)記載の植物栽培システム。 (4) The plant cultivation system according to (2) or (3) above, wherein a blowing angle of an air-conditioned air outlet provided on a side surface of the cultivation bed is directed upward inside the cultivation bed.
(5)前記照明手段が、上下可動式の支持フレームの下面側に設けられており、該支持フレームに前記吸込口に連通した空調空気の通路が設けられていることを特徴とする、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の植物栽培システム。 (5) The illuminating means is provided on a lower surface side of a vertically movable support frame, and a passage of conditioned air communicating with the suction port is provided in the support frame. The plant cultivation system in any one of 1)-(4).
(6)前記照明手段が、上下可動式の支持フレームの下面側に設けられており、該支持フレームの上面側には、前記照明手段の排熱を排気する集熱用フードを備え、該集熱用フードに前記吸込口が設けられていることを特徴とする、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の植物栽培システム。 (6) The illuminating means is provided on a lower surface side of a vertically movable support frame, and a heat collecting hood for exhausting exhaust heat of the illuminating means is provided on the upper surface side of the support frame. The plant cultivation system according to any one of (1) to (5) above, wherein the suction port is provided in a heat hood.
本明細書において、チャンバー状栽培棚とは、チャンバー上に栽培ベッドを備えたものであり、栽培ベッドの下部に空調用の空間が設けられている。栽培ベッドは、水耕、土耕など、栽培方式は問わない。また、空調用の空間とは、空調空気の単なる溜め部であっても、単なる通風路であってもよく、その上部に上向きに空調空気用の吹出口を備えることができればよい。 In this specification, a chamber-shaped cultivation shelf is provided with a cultivation bed on the chamber, and a space for air conditioning is provided below the cultivation bed. The cultivation system does not ask a cultivation system, such as hydroponics and soil cultivation. In addition, the air conditioning space may be a mere reservoir for conditioned air or a simple ventilation path, and it is only necessary to have an air outlet for conditioned air facing upward.
本発明において用いるチャンバー状栽培棚のチャンバーの側面のいずれかの1面あるいは2面以上に設けられた空調空気の取り入れ口があり、栽培ベッドの側面の上側には、好ましくは、対となる吹出口を有する。さらに、好適態様では植物の生長に合わせて空調域を拡大できるように吹き出しの角度の調整と風向きの調節が可能な機構を備えている。 There is an air-conditioning air intake provided on one or more of the side surfaces of the chamber-shaped cultivation shelf used in the present invention, and preferably on the upper side of the side surface of the cultivation bed. Has an exit. Furthermore, in a suitable aspect, the mechanism which can adjust the angle of a blowing and adjustment of a wind direction is provided so that an air-conditioning area can be expanded according to the growth of a plant.
本発明によれば、栽培棚の側面の上側に設けた上向きの吹出口からの給気によって、植物周辺だけを空調する。さらに、その空調空気は上方の照明の排熱を吸い込み、その排熱を栽培室外、例えば屋外に排出することで空調負荷を低減し、省エネルギーを図ることができる。 According to the present invention, only the periphery of the plant is air-conditioned by supplying air from an upward air outlet provided on the upper side of the side surface of the cultivation shelf. Furthermore, the conditioned air sucks the exhaust heat of the upper illumination, and discharges the exhaust heat outside the cultivation room, for example, outdoors, thereby reducing the air conditioning load and saving energy.
また、植物の草丈の伸長に合わせて照明の高さを調整し、常に植物に近接照明することで、消費電力が小さい照明を用いて栽培することができ、照明の消費電力量と照明排熱量の低減によって省エネルギーを図ることができる。 In addition, by adjusting the height of the lighting according to the height of the plant's plant height and always illuminating the plant, it can be cultivated using lighting with low power consumption. Energy saving can be aimed at by reducing.
これらをまとめると本発明の作用効果は次のようである。 In summary, the effects of the present invention are as follows.
(1)消費電力が小さく、低光量である照明を、常に、植物に近接照明して栽培することができるため、照明の消費電力量を低減するとともに、照明排熱の回収・排出と、局所的な空調による空調負荷の低減によって、省エネルギー性が高い。 (1) Since it is possible to cultivate lighting with low power consumption and low light quantity, always in close proximity to plants, the power consumption of lighting is reduced and the collection and discharge of lighting waste heat and local Energy saving is high by reducing the air-conditioning load due to typical air conditioning.
(2)好ましくはチャンバー状栽培棚に設けた吹出口から、植物周辺の目標温度に近づけた空調空気を吹き出すことで、植物群落内部にも空調空気を送り、生長に最適な温湿度環境にできる。 (2) Preferably, air-conditioned air that is close to the target temperature around the plant is blown out from the air outlet provided in the chamber-shaped cultivation shelf, so that the air-conditioned air is also sent to the inside of the plant community, and the temperature and humidity environment can be optimized for growth. .
(3)栽培棚の吹出口から上方に向って空調空気を供給することで、各植物体の栽培環境(風速・温度)がより均一になる。また、吹き出し角度や吹き出し風量を調節することで空調域の拡大や縮小が可能である。 (3) By supplying the conditioned air upward from the outlet of the cultivation shelf, the cultivation environment (wind speed and temperature) of each plant body becomes more uniform. In addition, the air conditioning area can be enlarged or reduced by adjusting the blowing angle and the blowing air volume.
(4)照明排熱を直ちに排気することが可能であり、省エネルギー性が高い。
(5)栽培棚上方に空調の吐出用のダクト等が設けられていないため、照明を近接する場合でも、照明の設置位置が制限されず、植物の管理がしやすくなる。
(4) Lighting exhaust heat can be immediately exhausted, and energy saving is high.
(5) Since no duct for air-conditioning discharge or the like is provided above the cultivation shelf, the installation position of the illumination is not limited even when the illumination is close, and the plant can be easily managed.
これらの点を総合的に考えて、本発明によれば、図6に示すような従来装置と比較して、ほぼ夏期の照明点灯時で65〜70%、冬季の照明点灯時で60〜65%近い省エネルギルー効果が期待される。 Considering these points comprehensively, according to the present invention, as compared with the conventional apparatus as shown in FIG. 6, the lighting is almost 65 to 70% when lighting in the summer and 60 to 65 when lighting in the winter. Nearly% energy saving effect is expected.
本発明を実施するための形態を、添付図面を参照しながら説明する。 A mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係る植物栽培システムを構成する栽培棚20、空調装置22、照明装置24を備える栽培室26の一例を、一部を簡略化するとともに透視状態で模式的に示す斜視図である。図面を見易くするために、栽培室26の躯体をなす天井面26a、床面26b、4つの壁面26cは、いずれも、それぞれの角部を二点鎖線で示すことによって、透明の状態で示す。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a
栽培室26において、天井面26aを天井部とするとともに、栽培室26の下部、例えば床面26bの近傍に栽培棚を設けることが、植物30が例えば大豆やトマトといった草丈が大きくなる植物である場合には、植物30の生長のための空間を確保し易いために、望ましい。草丈の小さい植物の場合には、栽培棚を多段に設けてもよい。もちろん、栽培室26を上方向に多段に設置することも可能である。
In the
図2は、本発明における空調装置、照明装置、栽培棚の配置を模式的に示し、図3は本発明における栽培棚20の好適態様のチャンバー状栽培棚の長手方向の側面の上面に設ける吹出口33の設置位置および構造の一部を拡大して簡略化して示す。
FIG. 2 schematically shows the arrangement of the air conditioner, the lighting device, and the cultivation shelf in the present invention, and FIG. 3 shows the blowing provided on the side surface in the longitudinal direction of the chamber-shaped cultivation shelf of the preferred embodiment of the
図1および図2において、栽培室26は、床面26a、天井面26b、そして左右、前後の壁面26cによって区画される空間から構成される。栽培室の中には少なくとも1の栽培棚20、空調装置22、照明装置24が備えられている。
In FIG. 1 and FIG. 2, the
照明装置24は、支持フレーム50によって支持された照明手段25を備えており、支持フレーム50とともに適宜昇降手段52によって、可動式となっており、生長する植物に対する照射位置、例えば照射高さが変更可能となっている。
The illuminating
栽培室26において、照明手段25からの照射によって植物30が生育する。植物の生育にしたがって、照明装置24は、植物に接しないように、徐々に上方に引き上げられて移動する。
In the
[吹出口33]
吹出口33は、栽培棚20の植物30に向って下方から上方に空調空気を吹き出すように設けられる。吹出口33の先端を構成する開口は、そのため、栽培棚の上方を向いて上向きに開いている。吹出口33の開口の位置、高さは、上述のような効果が発揮される限り特に制限はない。吹き出し角度の調整を行う場合は、外片(例、フラップ部材)43を用いて行えばよい。
[Air outlet 33]
The
すなわち、本発明において、空調空気は吹出口から上昇流として植物に対して給気され、局所空調を行うのであって、吹出口の具体的構造および設置位置はそのような局所空調が可能であればいずれであってもよい。好ましくは、生育植物の生長点に向かって上向きの空調空気が送られればよく、吹出口33は床面26b、あるいは側面26cに栽培棚を取り囲むように設けられた単なる吹出ノズルから構成されてもよい。しかし、空調効率という点からは、栽培棚にできる限り近接して設けるのが好ましく、その場合、図示例のように、栽培棚の側面の上部に上向きに開いた開口を設け、これを吹出口とすることが、装置構成をコンパクトにするという点からも、好ましい。
That is, in the present invention, the conditioned air is supplied to the plant as an upward flow from the blower outlet and performs local air conditioning, and the specific structure and installation position of the blower outlet are capable of such local air conditioning. Any may be sufficient. Preferably, the upward conditioned air may be sent toward the growth point of the growing plant, and the
これにより、生育植物の高さ方向に沿って空調空気の上昇気流が生じる。栽培棚を中心に対称に吹出口を設けることで、栽培棚の上方で空調空気の上気流が衝突するように構成すれば、上昇気流とともに下降気流も生じ、生育植物の空調はより効率的に行うことができる。さらに、栽培棚を取り囲むように、その長手方向ばかりでなく短手方向においても吹出口33を設けてもよい。
Thereby, the upward airflow of conditioned air arises along the height direction of a growth plant. By providing the outlets symmetrically around the cultivation shelf, if the upper airflow of the conditioned air collides above the cultivation shelf, a downward airflow is generated along with the upward airflow, and the air conditioning of the growing plant is more efficient. It can be carried out. Furthermore, you may provide the
このような効果は、特に、吹出口を内側上向きに設けることで特に発揮される。より具体的には、吹出口が「内側上向き」、あるいは「内側上方を向いて」設置されるとは、例えば、吹出口の垂直方向より栽培棚の方向にゼロ超90度未満の角度、好ましくは、ゼロ超60度以下の角度の方向を向いて設置されることである。 Such an effect is particularly exerted by providing the air outlet inward and upward. More specifically, when the outlet is set “inwardly upward” or “inwardly upward”, for example, an angle of more than zero and less than 90 degrees in the direction of the cultivation shelf from the vertical direction of the outlet, preferably Is to be installed in the direction of an angle of more than zero and 60 degrees or less.
本発明によれば、図2に示すように、栽培ベッド20aに近接して上向きに設けた吹出口33からの空調空気は植物の根元から、上方に向かって植物の高さ方向に吹き出される。本発明では、植物の近接位置から局部照明が行われており、そのときの照明排熱は、上昇流となった空調空気の流れによってさらに上方に設けた吸込口44を経て、必要により換気・外気取り入れを行ってから、空調装置22に戻される。吹出口33は、図3に示すように、栽培棚20を構成する栽培ベッド20aの上側面に沿って内側上向きに設けられている。
According to this invention, as shown in FIG. 2, the air-conditioning air from the
[栽培棚20]
植物30は、栽培棚20を構成する栽培ベッド20aにおいて栽培される。栽培棚20は、生育植物に対し下方から上方に向かって空調空気の上昇流が生じる限り、本発明においてもその構造などが特に制限されるものではなく、従来のものであってもよい。例えば、栽培棚20は栽培ベッド20aだけから構成し、その少なくとも1の側面もしくはその全周囲の近傍に上向きの吹出ノズルを適宜設けた構造としてもよい。
[Cultivation shelf 20]
The
図1および図2に示すように、空調効率を高めるためには、チャンバー状栽培棚とすることが好ましい。すなわち、上面が開いた筐体であるチャンバー60を用意し、その内部に栽培ベッド20aを入れ、例えば、図3に示すように、長手方向に沿ってチャンバー60の上側面60aと栽培ベッド20aの側面20bとの間に空隙を設けておき、これを空調空気の吹出口33として機能させるのである。その給気用のチャンバー60は空調装置22に通風路37を介して連絡している。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, it is preferable to use a chamber-shaped cultivation shelf in order to increase the air conditioning efficiency. That is, the
このように給気用のチャンバー60を設けることで、次のような利点が見られる。
By providing the
(i)栽培ベッド20aは、植物の定植、収穫のときに容易に取り出し可能となり、植物の栽培、管理がさらに容易になる。
(I) The
(ii)空気溜めの作用が発揮され、より均一な風速・温度の実現が容易となり、栽培棚全域に均一な空調が可能となる。 (Ii) The action of the air reservoir is exhibited, it is easy to realize a more uniform wind speed and temperature, and uniform air conditioning is possible over the entire cultivation shelf.
(iii)設備の保守・点検が容易となる。 (Iii) Maintenance / inspection of equipment becomes easy.
具体的には、チャンバーの大きさは、栽培棚の中央部にまで作業者の手が届いて作業ができるような大きさ、例えば幅0.5〜1.0メートル程度であり、高さは立ち作業ができるということで同じく0.5〜1.0メートル程度である。長さも、栽培ベッドの取り出しの容易さを考えて、1メートル程度とする。栽培ベッドの大きさは、チャンバーより、空調空気用の吐出口の大きさ、幅の分だけ、小さい形状とすればよい。 Specifically, the size of the chamber is such a size that the operator's hand can reach the center of the cultivation shelf and work can be performed, for example, about 0.5 to 1.0 meter in width, and the height is Similarly, it is about 0.5 to 1.0 meters because it can stand. Considering the ease of taking out the cultivation bed, the length is about 1 meter. The size of the cultivation bed may be smaller than the chamber by the size and width of the outlet for air-conditioned air.
[空調装置22]
空調装置22は、空調機本体32、空調空気の吹出口33、空調空気の吸込口44、空調機本体32と吹出口33とを連絡している給気用通風路37、吸込口44と空調機本体32とを連絡している排気用通風路38を備えている。空調機本体32およびこれらの通風路は外気40と適宜連絡させてもよい。
[Air conditioner 22]
The
チャンバー状栽培棚を用いる場合、吹出口33は、すでに説明したように、チャンバー上側面 60aと栽培ベッド20aの側面 20bとの隙間でもって構成するが、そのときの吹出口33は、チャンバー60の長辺側に長手方向に延びて両側に対になって設けられているのが好ましい。短辺側にも設けられてもよく、栽培ベッドの全周をめぐって設けられていてもよい。あるいはその一部にだけ設けてもよい。図1に示す例では、長辺両側に対となって内側上向きの吹出口33が設けられている。
When using a chamber-shaped cultivation shelf, the
[吸込口44]
本発明において、前記空調空気を前記照明装置の排熱とともに吸い込む吸込口は、照明手段の背面側に設けられている。ここに、照明手段の「背面側」とは、空調空気の上昇流れにおいて照明手段より下流側の意味である。
[Suction port 44]
In the present invention, the suction port for sucking the conditioned air together with the exhaust heat of the lighting device is provided on the back side of the lighting means. Here, the “rear side” of the illumination means means downstream of the illumination means in the rising flow of conditioned air.
図2からも明瞭に分かるように、吸込口44は、照明手段25を取り付けている支持フレーム50の背後に設けているが、吸込口44は、照明手段25の照明排熱を排出することができる位置に設置されていればよく、特定の位置に限定する必要はない。例えば、栽培室26の天井面26aまたは壁面26cであって、照明手段25の点灯面付近であって照明排熱で温度が上昇した空気の通路であればよい。具体的には、図2であれば、照明手段25の下端より上の位置であればよい。好ましくは、支持フレーム50の背後に設けた集熱用フード48に設置する。
As can be clearly seen from FIG. 2, the
吸込口44の形状・構造それ自体特に制限されず、上昇流としての空調空気、照明排熱の排気が上向きに行われればよい。そのためには照明排熱を伴って上昇してくる空調空気を受け入れる開口部を構成していればよい。
The shape and structure of the
図1に示すように、照明手段25を取り付けている支持フレーム50を構成する、例えば2本の懸垂用フレ−ムに隙間を設け、下方からの空調空気、照明排熱の通過を容易にしている。
As shown in FIG. 1, for example, two suspension frames constituting the
図1に示す態様では、吸込口44は、照明手段25を取り付けている支持フレーム50の背後に設けている。図2に明瞭に示すように、上下に移動する機構を備えた照明手段はその上方に排気用の集熱用フ−ド48が設けられており、そのフ−ドの中央部に吸込口44が設けられてもよく、下方からの空調空気および排熱は、吸込口44から通風路38を経て栽培室の外に排気される。照明排熱をより効率的に吸い込むことができるように、図2に示すように吸込口44に集熱用フ−ド48を設置してもよい。さらに、照明排熱を効率的に吸い込めるように、集熱用フ−ド48は照明手段と連動して、あるいは別々に上下に移動させるように構成してもよい。
In the aspect shown in FIG. 1, the
このように、集熱用フード48と吸込口44との組み合わせ、構造は、空調空気の上昇気流に随伴して、照明排熱を効率的に上方に排出できるものであれば、特に制限はない。しかし、集熱用フード48があまりに小さく、あるいは浅く、吸込口からの吸い込み量が少ない場合には、照明排熱を含んだ空調空気がフードからあふれてしまうことが想定されるから、十分な大きさ、深さとする。
As described above, the combination and structure of the
なお、図1、2に示すように、通風路37には、通風路37内を流れる空調空気の流量を調節し、また遮断するためのダンパ37aが設けられるとともに、通風路38にも、通風路38内を流れる空調空気の流量を調節し、また遮断するためのダンパ38aが設けられる。ダンパ37a、38aは、この種のダンパとして周知慣用のものを用いればよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[照明装置24]
照明装置24は、図示例では、照明手段25と、それを固定している懸垂用フレ−ムである支持フレーム50と、そのフレームを上下動自在に支持している適宜懸垂機構からなる昇降手段52とから構成される。植物の生長に合わせて照射高さを調整する。本発明の場合、空調装置の設置位置によって照明装置の高さ変更は制限されないから、植物生長先端から常に一定の高さ、例えば30−40cmという照射位置を保ちながら、照射を続けることができる。なお、照射位置調節機構である昇降手段52は適宜構造のものを使用すればよい。図示例では、昇降手段52は支持フレーム50を吊り下げるワイヤから構成されている。
[Lighting device 24]
In the illustrated example, the illuminating
照明の高さは、レタス、イチゴなどの草丈が低い植物の栽培のときには、定植時に決定し、植物の草丈が最も高くなったときに照明に近すぎない程度として、例えば植物の頂上部から40cm程度とする。大豆、トマトなどの草丈が高い植物の栽培時には、植物の草丈の伸長に合わせて照明の高さを上げる。定植時における照明の高さを植物の頂上部から40cm程度とし、草丈が高くなり照明の下端と植物の頂上部との距離が20cm程度にまで近づいたら再び、その距離を40cm程度とする。 The height of lighting is determined at the time of planting when plants with low plant height such as lettuce, strawberry, etc. are determined at the time of planting, and are not too close to lighting when the plant height of plants is the highest, for example 40 cm from the top of the plant To the extent. When cultivating plants with high plant heights such as soybeans and tomatoes, the height of lighting is increased according to the plant plant height. The height of lighting at the time of planting is about 40 cm from the top of the plant. When the plant height becomes high and the distance between the lower end of the lighting and the top of the plant approaches about 20 cm, the distance is set again to about 40 cm.
照明手段25は、図1では、例えば、1列に5基が2列、合計10基の照明手段(光源)25が植物30の上方の全域に配置されている。各照明手段25は、例えばメタルハライドランプや高圧ナトリウムランプ、さらには蛍光灯といった、点灯により排熱を発生する照明である。LED照明であってもよい。
In FIG. 1, for example, five illumination means (light sources) 25 are arranged in the entire area above the
図2は、本発明における空調装置、照明装置、栽培棚の関連を模式的に示すもので、栽培棚の下方からの空調空気は、その上側面に設けた吹出口33から上方に向け、栽培棚20の内側を向いて吹き出される。そのため、空調空気は栽培棚上の植物の草丈方向にそって上昇流れとなって送られる。一方、照明手段25は植物の生長にしたがって常に一定距離を保ちながら上方から照射を続けており、そのときの照明排熱は、空調空気の上昇気流によって上方向に運ばれ、下方の植物に直接影響を与えることはない。言い換えれば、空調空気の上昇流れは、照明手段の冷却効果を発揮するのである。そのため、照明手段の発熱が問題となるような条件・環境下では、本発明にかかる栽培システムはさらなる利益をも、もたらすのである。
FIG. 2 schematically shows the relationship between the air conditioner, the lighting device, and the cultivation shelf in the present invention. The conditioned air from the lower side of the cultivation shelf is cultivated upward from the
このようにして上昇気流は、植物の空調・照明排熱の回収を行ってから照明手段25の背後に設けた集熱用フ−ド48でもって集められ、その中心部に設けられた吸込口44から排出される。
In this way, the ascending airflow is collected by the
図からも分かるように、照明手段が植物の生長に応じて適宜その位置を変更するのに対して、吹出口33の吹き出し位置は一定のままである。植物の下方から上方への空調であるため、植物の生長に関わらず、局所的に植物全体を空調できる。植物が密生していても同様である。したがって、吹出口は、内側上向きの小面積の開口部を栽培棚の側部に間隔をおいて多数並べたものであってもよい。上向きに生育植物の下方から上方に向かい側面から空調されるため、植物が生長して密生してからも内部まで空調が可能である。これらの開口部が栽培棚の長手方向の両側に対になって設けられているのが好ましい。下降気流が一部生じるからである。
As can be seen from the figure, the illumination means changes its position as appropriate according to the growth of the plant, whereas the blowout position of the
吹出口33は、図3にも示すように、吹出口33の外片43は、側壁部に、例えばヒンジ止めされており、適宜角度が調節可能となっている。栽培ベッドの植物の草丈の生長にしたがって、吹き出し角度を調整することで常に植物の生長点に向け空調空気を送ることができる。なお、空調空気の吹き出し角度を調節可能に取り付ける外片43のその他の取り付け手段も、当業者には自明である。
As shown in FIG. 3, the
この吹き出し角度は本発明において特に重要である。空調空気の上昇流を作り出すということからは上方向きであればよい。しかしその目的は栽培植物に対する空調であって、栽培棚の側面から上方に向くということで十分であるが、好ましくは、生育植物の生育点向かってその生長に合わせて空調空気を給気するということから、角度調整可能とするのが好ましい。 This blowing angle is particularly important in the present invention. From the viewpoint of creating an upward flow of conditioned air, it may be upward. However, its purpose is air conditioning for cultivated plants, and it is sufficient that it faces upward from the side of the cultivation shelf, but preferably it is conditioned air is supplied to the growing point of the growing plant according to its growth Therefore, it is preferable that the angle can be adjusted.
このような吹出口の角度は、定植のときに決定するが、吹き出された空調空気が栽培棚の中央でぶつかるように各吹出口の角度を等しくするのが好ましい。 Although the angle of such a blower outlet is determined at the time of planting, it is preferable to make the angle of each blower outlet equal so that the conditioned air blown out may collide with the center of a cultivation shelf.
草丈が低い植物の栽培時には、吹き出し角度は、栽培棚中央で、かつ栽培棚面から上方30cm程度の高さの点に向けた角度とする。これは生育植物の生長点を目がけるということである。チャンバー状栽培棚の幅によって角度が変わるが、草丈が低い植物の栽培時には垂直方向に対して栽培棚の内側に向かって60〜45度程度である。 At the time of cultivation of a plant having a low plant height, the blowing angle is an angle directed to a point at a height of about 30 cm above the cultivation shelf surface at the center of the cultivation shelf. This means looking at the growth points of the growing plants. Although an angle changes with the width | variety of a chamber-shaped cultivation shelf, it is about 60-45 degree | times toward the inner side of a cultivation shelf with respect to a perpendicular direction at the time of cultivation of a plant with low plant height.
草丈の高い植物の栽培時には、吹き出し角度を45度とすると、吹出口を両側で対に設けた場合、空調空気は栽培棚の中央部でぶつかり、全体としては上昇気流を形成し、栽培植物の群落上部を空調するが、一部の空気は渦を形成して下降し、下降気流を構成し、栽培植物の群落下部を空調するようになる。このように、空調空気を対称に吹き出す形態の場合には、その吹き出し角度は45度が好ましい。 When cultivating a plant with a high plant height, if the blowout angle is 45 degrees, when air outlets are provided in pairs on both sides, the conditioned air collides with the center of the cultivation shelf, forming an upward airflow as a whole, Although the upper part of the community is air-conditioned, a part of the air descends while forming a vortex, constitutes a descending airflow, and air-conditions the group dropping part of the cultivated plant. Thus, in the case of the form which blows off conditioned air symmetrically, the blowing angle is preferably 45 degrees.
図4はこのような空調空気の流れを説明する模式説明図である。 FIG. 4 is a schematic explanatory view illustrating the flow of such conditioned air.
図示例にあっては吹出口33が栽培棚の長手方向に対になって設けられており、吹き出し角度が植物の上方で交わるように調整してあり、これにより上昇気流として給気される空調空気はその一部が下向きの渦流れを形成し、下降気流となり、その結果、植物の根元まで空調される。
In the illustrated example,
図5は、図1、2に示す植物栽培システムを使って栽培室内の温度分布を数値流体解析シミュレーションで計算したときの結果を示す。図中、部材の参照符号以外の数字は温度(℃)を示す。1点鎖線は等温線を示す。 FIG. 5 shows the results when the temperature distribution in the cultivation room is calculated by numerical fluid analysis simulation using the plant cultivation system shown in FIGS. In the figure, numbers other than reference numerals of members indicate temperature (° C.). A one-dot chain line indicates an isotherm.
本例は図1に示す装置を使って行ったもので、そのときの条件は次の通りであった。 This example was carried out using the apparatus shown in FIG. 1, and the conditions at that time were as follows.
チャンバー状栽培棚の各吹出口33からの風量 217.5m3/h
チャンバー状栽培棚の各吹出口33からの風速 0.67 m/s
吹き出し角度 45度
チャンバー状栽培棚への給気温度 26℃
栽培室周辺の温度 32.5℃
照明下端とチャンバー状栽培棚上端の距離(栽培初期) 40cm
照明手段25の照明としては、電球型蛍光灯(発熱量135W/灯)を用いた。
Air volume from each
The wind speed from each
Blowing angle 45 degrees Supply air temperature to chamber-shaped
Temperature around the cultivation room 32.5 ℃
Distance between the lower end of the lighting and the upper end of the chamber-shaped cultivation shelf (cultivation initial stage) 40 cm
As the illumination of the illumination means 25, a light bulb type fluorescent lamp (a calorific value of 135 W / lamp) was used.
これによれば、栽培棚20上の温度は28±2℃であって、ほぼ均一な温度分布となっている。一方、集熱用フード48を設けた吸込口44における温度は31℃と高く、照明排熱の適正回収による省エネルギーを図ることが可能という結果を得た。
According to this, the temperature on the
本発明によれば、以下に列記する効果が得られる。 According to the present invention, the effects listed below can be obtained.
(1)栽培室26の内部の空気を、栽培棚20の側面の上向きの吹出口33から上方に向かった上昇気流として、空調・換気するから空調空気の搬送動力が少なくすることができる。
(1) Since the air inside the
(2)栽培棚20の側面部には、栽培棚の長手方向に伸びた上向きの吹出口33を設け、これより植物30に下方から空調空気を送り、局所的に空調することができるため、栽培室26全体を空調する従来方式よりも少ない風量で空調することができるので、搬送動力が低減でき、省エネルギーを図ることができる。
(2) Because the
(3)吹出口33には、植物30の生長(草丈の高さ)に応じて吹出し方向を調整する機構を組み込むことができるので、植物30の草丈に応じて吹き出し角度を変化させた後、必要により、空調機本体32の送風機の回転数をインバータで制御して風量を調整することにより、さらに風量を低減でき、搬送動力を低減して、省エネルギーを図ることができる。
(3) Since a mechanism for adjusting the blowing direction according to the growth of the plant 30 (height of the plant height) can be incorporated into the
(4)植物30の頂上部の直近に目がけて下方から、吹出口33を介して、植物30の周辺部の設定温度に近づけた空調空気を緩やかに吹き出すことができるので、植物30の群落の内部にも送風することが可能となる。このため、植物群落の内部の温度環境を目標値に制御でき、植物30の生長の最適環境を容易に作り出すことができる。
(4) Since the conditioned air close to the set temperature of the periphery of the
(5)栽培棚の長手方向に沿って伸びた上向きの吹出口33を用いることにより、吹出し面積を広く確保することができるので、植物の草丈にあわせた空調が可能となり、また、直近から吹き出しても植物にストレスを与えない風速での空調が可能になるとともに、吹出口33と植物30との距離が近いため、温度のばらつきを抑制することができる。
(5) By using the
20 栽培棚
22 空調装置
24 照明装置
25 照明手段
26 栽培室
30 植物
33 吹出口
44 吸込口
20
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014093052A JP5871025B2 (en) | 2014-04-28 | 2014-04-28 | Energy-saving plant cultivation system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014093052A JP5871025B2 (en) | 2014-04-28 | 2014-04-28 | Energy-saving plant cultivation system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015208296A true JP2015208296A (en) | 2015-11-24 |
JP5871025B2 JP5871025B2 (en) | 2016-03-01 |
Family
ID=54611055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014093052A Active JP5871025B2 (en) | 2014-04-28 | 2014-04-28 | Energy-saving plant cultivation system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5871025B2 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017112954A (en) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 大和ハウス工業株式会社 | Plant cultivation facility |
JP2019062767A (en) * | 2017-09-28 | 2019-04-25 | 新日本空調株式会社 | Plant cultivation unit and cultivation method of plant |
JP2020506729A (en) * | 2017-02-07 | 2020-03-05 | プリバ・ホールディング・ビー.ブイ.Priva Holding B. V. | Methods and devices for growing crops |
JP2020191847A (en) * | 2019-05-30 | 2020-12-03 | 石川県 | Air conditioner |
CN114071990A (en) * | 2019-05-10 | 2022-02-18 | 农业发展有限公司 | Air distribution and heat extraction for plant canopies |
CN114679986A (en) * | 2020-12-31 | 2022-07-01 | 河南赛诺优农科技有限公司 | Planting module and plant factory |
CN116508550A (en) * | 2023-05-09 | 2023-08-01 | 佛山市力天成空调通风设备有限公司 | Air conditioner ventilation system |
WO2024248261A1 (en) * | 2023-05-30 | 2024-12-05 | 숙명여자대학교산학협력단 | Greenhouse heating/cooling system using photovoltaic thermal heat pump |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017205072A (en) * | 2016-05-19 | 2017-11-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Plant cultivation apparatus |
KR102128166B1 (en) * | 2018-09-19 | 2020-06-29 | 주식회사 디엠케이 | Plant Cultivation System |
CA3143194A1 (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | Precision Process Systems Llc | Phenotypic horticulture systems and methods |
WO2025073044A1 (en) * | 2023-10-03 | 2025-04-10 | Agricultra Advancements Inc. | Controlled environmental stratification for intercropped plant cultivation |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55111733A (en) * | 1979-02-22 | 1980-08-28 | Koito Kogyo Kk | Plant growing apparatus |
JPS59210834A (en) * | 1983-05-16 | 1984-11-29 | 日立プラント建設株式会社 | Environment testing apparatus for plant |
JPS6358553U (en) * | 1986-10-03 | 1988-04-19 | ||
JPH0837944A (en) * | 1994-07-26 | 1996-02-13 | Komatsu Ltd | Plant raising device |
JPH1198924A (en) * | 1997-09-29 | 1999-04-13 | Komatsu Forklift Co Ltd | Artificial emvironmental control system |
JPH11289883A (en) * | 1998-04-14 | 1999-10-26 | Koito Ind Ltd | Plant growing equipment |
JP2001231376A (en) * | 2000-02-25 | 2001-08-28 | Toyota Motor Corp | Seedling raising device and seedling raising method |
JP2002266790A (en) * | 2001-03-12 | 2002-09-18 | Japan Servo Co Ltd | Air blower for agricultural device |
JP2004065104A (en) * | 2002-08-06 | 2004-03-04 | Matsushita Ecology Systems Co Ltd | Method and environmental apparatus for cultivating or culturing plant |
JP2005034043A (en) * | 2003-07-14 | 2005-02-10 | Satoshi Takano | Plant for cultivating soil culture plant |
JP2010099009A (en) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Fulta Electric Machinery Co Ltd | Structure of chamber box mounted in ventilation port of plastic greenhouse, and method for air blasting utilizing chamber box mounted in ventilation port of plastic greenhouse |
JP2012125196A (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Kajima Corp | Plant cultivation illumination/air conditioning unit, and plant cultivation facility |
-
2014
- 2014-04-28 JP JP2014093052A patent/JP5871025B2/en active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55111733A (en) * | 1979-02-22 | 1980-08-28 | Koito Kogyo Kk | Plant growing apparatus |
JPS59210834A (en) * | 1983-05-16 | 1984-11-29 | 日立プラント建設株式会社 | Environment testing apparatus for plant |
JPS6358553U (en) * | 1986-10-03 | 1988-04-19 | ||
JPH0837944A (en) * | 1994-07-26 | 1996-02-13 | Komatsu Ltd | Plant raising device |
JPH1198924A (en) * | 1997-09-29 | 1999-04-13 | Komatsu Forklift Co Ltd | Artificial emvironmental control system |
JPH11289883A (en) * | 1998-04-14 | 1999-10-26 | Koito Ind Ltd | Plant growing equipment |
JP2001231376A (en) * | 2000-02-25 | 2001-08-28 | Toyota Motor Corp | Seedling raising device and seedling raising method |
JP2002266790A (en) * | 2001-03-12 | 2002-09-18 | Japan Servo Co Ltd | Air blower for agricultural device |
JP2004065104A (en) * | 2002-08-06 | 2004-03-04 | Matsushita Ecology Systems Co Ltd | Method and environmental apparatus for cultivating or culturing plant |
JP2005034043A (en) * | 2003-07-14 | 2005-02-10 | Satoshi Takano | Plant for cultivating soil culture plant |
JP2010099009A (en) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Fulta Electric Machinery Co Ltd | Structure of chamber box mounted in ventilation port of plastic greenhouse, and method for air blasting utilizing chamber box mounted in ventilation port of plastic greenhouse |
JP2012125196A (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Kajima Corp | Plant cultivation illumination/air conditioning unit, and plant cultivation facility |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017112954A (en) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 大和ハウス工業株式会社 | Plant cultivation facility |
JP2020506729A (en) * | 2017-02-07 | 2020-03-05 | プリバ・ホールディング・ビー.ブイ.Priva Holding B. V. | Methods and devices for growing crops |
US11622508B2 (en) | 2017-02-07 | 2023-04-11 | Priva Holding B.V. | Method and device for cultivating a crop |
JP7127067B2 (en) | 2017-02-07 | 2022-08-29 | プリバ・ホールディング・ビー.ブイ. | Method and device for growing crops |
JP2019062767A (en) * | 2017-09-28 | 2019-04-25 | 新日本空調株式会社 | Plant cultivation unit and cultivation method of plant |
US20220240458A1 (en) * | 2019-05-10 | 2022-08-04 | Agricultra Advancements Inc. | Air distribution and heat extraction for plant canopy |
CN114071990A (en) * | 2019-05-10 | 2022-02-18 | 农业发展有限公司 | Air distribution and heat extraction for plant canopies |
JP7232468B2 (en) | 2019-05-30 | 2023-03-03 | 石川県 | air conditioner |
JP2020191847A (en) * | 2019-05-30 | 2020-12-03 | 石川県 | Air conditioner |
CN114679986A (en) * | 2020-12-31 | 2022-07-01 | 河南赛诺优农科技有限公司 | Planting module and plant factory |
CN116508550A (en) * | 2023-05-09 | 2023-08-01 | 佛山市力天成空调通风设备有限公司 | Air conditioner ventilation system |
CN116508550B (en) * | 2023-05-09 | 2023-12-22 | 深圳市华和兴机电环保有限公司 | Air conditioner ventilation system |
WO2024248261A1 (en) * | 2023-05-30 | 2024-12-05 | 숙명여자대학교산학협력단 | Greenhouse heating/cooling system using photovoltaic thermal heat pump |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5871025B2 (en) | 2016-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5871025B2 (en) | Energy-saving plant cultivation system | |
JP5646979B2 (en) | Plant cultivation lighting and air conditioning unit and plant cultivation equipment | |
JP5035381B2 (en) | Cultivation room and its air conditioner | |
JP5967556B2 (en) | Air conditioner in plant cultivation | |
KR101730069B1 (en) | Chamber raising seedling | |
JP2016208948A (en) | Cultivation and production facility | |
JP3026253B2 (en) | Artificial environment equipment | |
JP2016140249A (en) | Multistage-type shelf, and multistage-type cultivation device equipped with the same | |
JP5989413B2 (en) | Plant cultivation apparatus and plant cultivation method | |
JP4169925B2 (en) | Plant environmental equipment | |
WO2022092030A1 (en) | Plant cultivation device and method | |
JP5952476B2 (en) | Plant cultivation equipment | |
JPWO2022092030A5 (en) | ||
JP5830263B2 (en) | Plant cultivation equipment | |
KR102006814B1 (en) | mushroom cultivating house | |
JP4858239B2 (en) | Air conditioning method for multi-stage plant cultivation equipment | |
JP2017042055A (en) | Cultivation apparatus and cultivation method | |
JP5808992B2 (en) | Plant growth system | |
JP2016138723A (en) | Air conditioning system | |
EP3772897B1 (en) | Growing space for vertical farming | |
JP2019062769A (en) | Airway structure of plant factory and air conditioning control method | |
WO2024059130A1 (en) | Controlled environment agriculture system | |
JP7295168B2 (en) | Cultivation equipment and cultivation method | |
JP2004242660A (en) | Cultivation device of mushroom, or the like, in facility | |
CN203723245U (en) | Novel colony house for breeding broiler chicken |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140428 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150723 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150914 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151215 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151228 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5871025 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |