JP2016220567A - Carbon dioxide supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃焼によって発生する二酸化炭素を植物栽培用ハウス等に供給する農事用の二酸化炭素供給装置に関する。 The present invention relates to an agricultural carbon dioxide supply device that supplies carbon dioxide generated by combustion to a plant cultivation house or the like.
従来、植物栽培用ハウス等の農業施設において、施設内で栽培される農作物の光合成を促進して促成や品質向上を図るために、施設内に二酸化炭素(気体)を供給することが行われている。この種の目的で利用される二酸化炭素を供給する装置として、燃焼によって発生する二酸化炭素を含む燃焼排気ガスを施設内に放出するものが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an agricultural facility such as a plant cultivation house, carbon dioxide (gas) is supplied into the facility in order to promote the photosynthesis of crops cultivated in the facility and to promote and improve the quality. Yes. As an apparatus for supplying carbon dioxide used for this kind of purpose, an apparatus for releasing combustion exhaust gas containing carbon dioxide generated by combustion into a facility is known.
例えば、特許文献1には、箱体の外部側面に設けられる燃焼部と、燃焼部につながり箱体の内部に設けられる缶体と、缶体の下方となる箱体の内部に設けられる送風機と、を有する燃焼式の炭酸ガス発生機が開示されている。
For example,
同文献の炭酸ガス発生機は、燃焼部によって缶体の内部に火炎を形成し、缶体の内部で燃料を燃焼させ、缶体の内部に設けられる排気部で燃焼ガスと燃焼空気とを攪拌して完全燃焼させて二酸化炭素を発生させる。 The carbon dioxide generator of the same document forms a flame inside the can body by the combustion section, burns fuel inside the can body, and stirs the combustion gas and combustion air in the exhaust section provided inside the can body. And completely burnt to generate carbon dioxide.
そして、燃焼によって発生する高温(約900℃)の二酸化炭素は、箱体内の缶体の上方に設けられる混合空間において、送風機によって送り込まれる温室内の空気(約20℃)と十分に混合されて温度が低下(約80℃)してから温室内へ放出される。これにより、炭酸ガス発生機から吹き出される温風(二酸化炭素を含む燃焼排気ガス)による火傷や農作物への高温障害を防止できるとしている。 The high-temperature (about 900 ° C.) carbon dioxide generated by combustion is sufficiently mixed with the air in the greenhouse (about 20 ° C.) sent by the blower in the mixing space provided above the can in the box. It is released into the greenhouse after the temperature drops (about 80 ° C). As a result, it is possible to prevent burns caused by hot air (combustion exhaust gas containing carbon dioxide) blown from a carbon dioxide generator and high-temperature damage to crops.
また、例えば、特許文献2にも、高温の燃焼排気ガスを常温の空気と混合して冷却することが開示されている。即ち、同文献に開示された燃焼式CO2発生機は、同機の下部に設けられるバーナーによって発生する高温の燃焼排気ガスを、ファンを駆動することによって同機の上部の吸気筒から吸い込まれる空気と混合して冷却し所定の場所に供給する。 Further, for example, Patent Document 2 discloses that high-temperature combustion exhaust gas is mixed with normal-temperature air and cooled. That is, the combustion-type CO2 generator disclosed in the same document mixes high-temperature combustion exhaust gas generated by a burner provided at the lower part of the machine with air sucked from an intake cylinder at the upper part of the machine by driving a fan. Then, it is cooled and supplied to a predetermined place.
しかしながら、上記した従来技術では、植物栽培用ハウス等の施設内に二酸化炭素を供給する際の温度上昇を抑制し、施設内の温度、湿度及び二酸化炭素の濃度を好適に維持する観点において改善の余地があった。 However, in the above-described conventional technology, an increase in temperature at the time of supplying carbon dioxide into a facility such as a plant cultivation house is suppressed, and improvement is achieved from the viewpoint of suitably maintaining the temperature, humidity, and carbon dioxide concentration in the facility. There was room.
具体的には、上記の従来技術では、施設内の空気を取り込んで高温の燃焼排気ガスと混合させることによって、施設内に供給される燃焼排気ガスの温度を低下させている。しかし、燃焼排気ガスの冷却に多量の空気が必要であり、冷却の効率が良くなかった。 Specifically, in the above-described prior art, the temperature of the combustion exhaust gas supplied into the facility is lowered by taking in the air in the facility and mixing it with high-temperature combustion exhaust gas. However, a large amount of air is required for cooling the combustion exhaust gas, and the cooling efficiency is not good.
また、施設内の温度が十分に高い状態において、二酸化炭素を供給するために装置を稼働すると、燃焼によって発生する熱が施設内に放出される。放出される熱は、全て施設内の温度上昇に使われるため、施設内の温度が好適な温度よりも高くなるという問題点がある。 In addition, when the apparatus is operated to supply carbon dioxide in a state where the temperature in the facility is sufficiently high, heat generated by combustion is released into the facility. Since all the released heat is used to increase the temperature in the facility, there is a problem that the temperature in the facility becomes higher than a suitable temperature.
特に、農作物の光合成が活発になり多くの二酸化炭素を必要とする日中においては、二酸化炭素を供給する装置からの放熱に加えて、日射によっても施設内が暖められるので、施設内の温度が上昇し易い。施設内の温度が過度に上昇すると、施設内で栽培される農作物の気孔が閉じて光合成が低下するので施設内に二酸化炭素を供給することによる促成等の効果が減殺され、更には農作物の高温障害を引き起こす恐れもある。 In particular, during the daytime when photosynthesis of agricultural crops becomes active and requires a large amount of carbon dioxide, in addition to heat radiation from the carbon dioxide supply device, the inside of the facility is also warmed by solar radiation. Easy to rise. If the temperature in the facility rises excessively, the pores of the crops grown in the facility will close and photosynthesis will decrease, reducing the effects of forcing etc. by supplying carbon dioxide to the facility, and further increasing the temperature of the crops. It can also cause disability.
従来は、燃焼排気ガスを施設内に放出して二酸化炭素を供給する際、日中に施設内の温度が過度に上昇すると、別途設置される空調機等を利用して施設内の冷房を行っていた。しかし、このような方法は、十分な冷房能力を有する空調機が必要であり、燃焼及び日射による入熱が空調機の冷房能力を超えると二酸化炭素の供給が難しくなる。 Conventionally, when discharging exhaust gas into the facility and supplying carbon dioxide, if the temperature in the facility rises excessively during the day, the facility is cooled using an air conditioner installed separately. It was. However, such a method requires an air conditioner having a sufficient cooling capacity, and it becomes difficult to supply carbon dioxide if the heat input by combustion and solar radiation exceeds the cooling capacity of the air conditioner.
具体的には、空調機を稼動しても施設内の温度を所定の温度に維持できない場合には、燃焼による二酸化炭素の供給を停止する、若しくは施設を開放して多量の外気を導入する等により対処していた。何れの場合も、施設内の二酸化炭素の濃度を高めることができず、農作物の育成を促進等させるという効果が得られない。
また、燃料を燃焼させてその熱を施設内に放出しつつ空調機による冷房運転を行うことは、省エネルギーの観点からも好ましくない。
Specifically, if the temperature inside the facility cannot be maintained at a predetermined temperature even after operating the air conditioner, the supply of carbon dioxide by combustion is stopped, or the facility is opened and a large amount of outside air is introduced. It was dealt with by. In either case, the concentration of carbon dioxide in the facility cannot be increased, and the effect of promoting the cultivation of crops cannot be obtained.
Further, it is not preferable from the viewpoint of energy saving to perform the cooling operation by the air conditioner while burning the fuel and releasing the heat into the facility.
また、農作物の良好な育成及び品質を維持する観点から、施設内の温度及び湿度は、好適に維持されることが求められる。特に、日射等による土壌からの水分の蒸発や、施設内で栽培される植物からの蒸散によって、施設内の空気に多くの水分が供給されるので、施設内の湿度は、高くなる傾向にある。施設内の湿度が上昇すると結露等が発生し易くなり、結露等は、農作物の品質を劣化させる要因となるので好ましくない。 Moreover, it is calculated | required that the temperature and humidity in a facility are maintained suitably from a viewpoint of maintaining favorable cultivation and quality of agricultural products. In particular, the humidity in the facility tends to increase because a large amount of moisture is supplied to the air in the facility due to evaporation of moisture from the soil due to solar radiation and the like, and transpiration from plants grown in the facility. . If the humidity in the facility rises, condensation and the like are likely to occur, which is not preferable because it causes deterioration of the quality of the crop.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、農事用の施設内の温度上昇を抑制しつつ二酸化炭素の濃度を高めて農作物の促成等を図ることができる二酸化炭素供給装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of said situation, The place made into the objective is to raise the density | concentration of a carbon dioxide, suppressing the temperature rise in the facilities for agriculture, etc., and aiming at the promotion of agricultural products, etc. An object of the present invention is to provide a carbon dioxide supply device capable of performing the above.
また、本発明の他の目的は、二酸化炭素を供給する機能、熱を供給する機能及び換気機能を併せ持ち、施設内の二酸化炭素の濃度、温度及び湿度を好適に調整することができる二酸化炭素供給装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a carbon dioxide supply that has a function of supplying carbon dioxide, a function of supplying heat, and a ventilation function, and can suitably adjust the concentration, temperature, and humidity of carbon dioxide in the facility. To provide an apparatus.
本発明の二酸化炭素供給装置は、農事用の施設の外部から内部に空気を取り入れる給気経路と、前記給気経路に設けられて前記給気経路に空気を流す給気用送風機と、前記給気経路に燃焼排気ガスを排出する燃焼器と、前記給気経路を流れる空気に水を噴霧する水噴霧装置と、を有し、前記燃焼排気ガスを含む空気を、前記水噴霧装置によって水を噴霧することにより冷却し、前記施設の内部に供給することを特徴とする。 The carbon dioxide supply device of the present invention includes an air supply path for taking in air from the outside of a farm facility, an air supply blower that is provided in the air supply path and flows air to the air supply path, and the air supply A combustor that discharges combustion exhaust gas to the air path; and a water spray device that sprays water onto the air flowing through the air supply path, and the water containing the combustion exhaust gas is supplied with water by the water spray device. It cools by spraying and supplies to the inside of the said facility.
本発明の二酸化炭素供給装置によれば、農事用の施設の外部から内部に空気を取り入れる給気経路と、給気経路に設けられて給気経路に空気を流す給気用送風機と、給気経路に燃焼排気ガスを排出する燃焼器と、給気経路を流れる空気に水を噴霧する水噴霧装置と、を有する。そして、水噴霧装置によって燃焼排気ガスを含む空気に水を噴霧する。これにより、噴霧される水が蒸発する際の潜熱によって、燃焼排気ガスを含む空気を効率良く冷却することができる。そのため、施設内の温度上昇を抑えつつ施設内の二酸化炭素の濃度を高めることができる。 According to the carbon dioxide supply device of the present invention, an air supply path for taking air into the inside from the outside of the agricultural facility, an air supply fan that is provided in the air supply path and flows air to the air supply path, and an air supply A combustor that discharges combustion exhaust gas in the path, and a water spray device that sprays water on the air flowing in the air supply path. And water is sprayed on the air containing combustion exhaust gas by a water spraying device. Thereby, the air containing combustion exhaust gas can be efficiently cooled by the latent heat when the sprayed water evaporates. Therefore, the concentration of carbon dioxide in the facility can be increased while suppressing the temperature rise in the facility.
また、水噴霧装置によって水を噴霧しつつ、燃焼器による燃焼を強くすることにより、高温で高湿な空気を施設内に供給することができる。これにより、施設内に二酸化炭素を供給しつつ、施設内の暖房及び加湿を行うことができる。 In addition, high-temperature and high-humidity air can be supplied into the facility by strengthening combustion by the combustor while spraying water with the water spray device. Thereby, heating and humidification in a facility can be performed while supplying carbon dioxide into the facility.
また、施設の内部から外部に空気を排出する排気経路と、排気経路に設けられて排気経路に空気を流す排気用送風機と、を有しても良い。これにより、施設内の空気の換気効率を高めることができる。即ち、二酸化炭素の供給と、水分を多く含み且つ温度の高い施設内の空気の排出と、を同時に行うことができる。その結果、施設内の温度上昇を抑制しつつ二酸化炭素の濃度を増加させ、且つ施設内の湿度を低下させることができる。 Moreover, you may have the exhaust path which discharges air from the inside of a plant | facility to the exterior, and the exhaust fan for an air which is provided in an exhaust path and flows air into an exhaust path. Thereby, the ventilation efficiency of the air in a facility can be improved. That is, the supply of carbon dioxide and the discharge of air in a facility containing a lot of moisture and a high temperature can be performed simultaneously. As a result, it is possible to increase the concentration of carbon dioxide while suppressing the temperature rise in the facility and to reduce the humidity in the facility.
また、排気経路から排出される空気をヒートポンプ装置の室外機に供給しても良い。これにより、外気よりも温度の高い施設内から排出される空気の保有熱を有効に利用して、ヒートポンプ装置の効率を向上させて省エネルギーを図ることができる。 Moreover, you may supply the air discharged | emitted from an exhaust path to the outdoor unit of a heat pump apparatus. Thereby, it is possible to improve the efficiency of the heat pump device and save energy by effectively using the retained heat of the air discharged from the facility whose temperature is higher than that of the outside air.
また、二酸化炭素供給装置の燃焼器における燃焼を停止した状態で、水噴霧装置と給気用送風機とを稼動して施設の内部に空気を供給する運転を行っても良い。これにより、施設内に二酸化炭素を供給する必要がない場合等には、燃焼による二酸化炭素の供給を行わずに、取り込まれる外気を加湿及び冷却して施設の内部に供給することができる。その結果、施設内部の加湿と冷房を同時に行うことができる。 In addition, in a state where combustion in the combustor of the carbon dioxide supply device is stopped, the water spray device and the air supply blower may be operated to supply air into the facility. Thus, when it is not necessary to supply carbon dioxide into the facility, the taken-in outside air can be humidified and cooled and supplied to the facility without supplying carbon dioxide by combustion. As a result, humidification and cooling inside the facility can be performed simultaneously.
また、二酸化炭素供給装置の水噴霧装置による水の噴霧を停止した状態で、燃焼器と給気用送風機とを稼動して施設の内部に空気を供給する運転を行っても良い。これにより、燃焼器により発生する熱を有効に利用して施設内を暖めつつ、二酸化炭素を供給することができる。 Further, in a state where water spraying by the water spraying device of the carbon dioxide supply device is stopped, the combustor and the air supply blower may be operated to supply air into the facility. Thereby, carbon dioxide can be supplied while warming the inside of the facility by effectively using the heat generated by the combustor.
また、二酸化炭素供給装置の燃焼器における燃焼及び水噴霧装置による水の噴霧を停止した状態で、給気用送風機を稼動して施設の内部に空気を供給する運転を行っても良い。これにより、燃焼による二酸化炭素の供給を行わずに、施設内に外気を導入することができる。 In addition, in a state where combustion in the combustor of the carbon dioxide supply device and spraying of water by the water spray device are stopped, the air supply blower may be operated to supply air into the facility. Thus, outside air can be introduced into the facility without supplying carbon dioxide by combustion.
例えば、日射の強い日中等に施設内の温度が過度に上昇した場合等には、低温の外気を施設内に導入して施設内の温度を調整することができる。また、絶対湿度の低い外気を施設内に導入することができ、施設内の湿度を低下させて好適に維持することができるので、結露等による農作物の品質低下等を防止することができる。 For example, when the temperature in the facility rises excessively during the daytime when the solar radiation is strong, the temperature in the facility can be adjusted by introducing low temperature outside air into the facility. Moreover, since the outside air with low absolute humidity can be introduced into the facility and the humidity in the facility can be reduced and suitably maintained, deterioration in the quality of crops due to condensation or the like can be prevented.
なお、農作物の光合成によって二酸化炭素が消費されるので、施設内の二酸化炭素の濃度は低下して、外気中の二酸化炭素の濃度よりも低くなる。そのため、燃焼器における燃焼を停止した状態であっても、施設内に外気を導入することによって、外気中の二酸化炭素を施設内に供給することになり、施設内の二酸化炭素の濃度が低下することを抑制することができる。 In addition, since carbon dioxide is consumed by the photosynthesis of agricultural products, the concentration of carbon dioxide in the facility decreases and becomes lower than the concentration of carbon dioxide in the outside air. For this reason, even when combustion in the combustor is stopped, by introducing outside air into the facility, carbon dioxide in the outside air is supplied into the facility, and the concentration of carbon dioxide in the facility decreases. This can be suppressed.
また更に、二酸化炭素を貯蔵する貯蔵容器を備え、該貯蔵容器内の二酸化炭素を、給気経路を介して施設の内部に供給しても良い。これにより、施設内の温度及び湿度を好適に維持しつつ施設内の二酸化炭素の濃度を高めることができる。 Furthermore, a storage container for storing carbon dioxide may be provided, and the carbon dioxide in the storage container may be supplied to the inside of the facility through an air supply path. Thereby, the density | concentration of the carbon dioxide in a facility can be raised, maintaining the temperature and humidity in a facility suitably.
このように、本発明の二酸化炭素供給装置によれば、施設内に二酸化炭素を供給しつつ施設内の温湿度環境を所望のあらゆる条件(「低温・高湿」、「低温・低湿」、「高温・高湿」、「高温・低湿」)に近づけることができる。 Thus, according to the carbon dioxide supply device of the present invention, while supplying carbon dioxide into the facility, the temperature and humidity environment in the facility is changed to any desired conditions (“low temperature / high humidity”, “low temperature / low humidity”, “ High temperature / high humidity ”and“ high temperature / low humidity ”).
以下、本発明の実施形態に係る二酸化炭素供給装置を図面に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る二酸化炭素供給装置1の設置状況を示す概略図である。図1に示すように、二酸化炭素供給装置1は、農事用の施設50に隣接して配置され、燃焼によって二酸化炭素を発生させて、その二酸化炭素を含む空気を施設50の内部に供給(給気SA)する装置である。
Hereinafter, a carbon dioxide supply device concerning an embodiment of the present invention is explained in detail based on a drawing.
FIG. 1 is a schematic view showing an installation state of a carbon
農事用の施設50は、例えば、植物栽培用ハウスや植物工場等である。農事用の施設50の内部では、例えば、各種野菜、果樹若しくは花卉等の植物55(農作物)が主に冬場に栽培される。二酸化炭素供給装置1で二酸化炭素を供給することにより、施設50の内部で栽培される植物55の光合成を活発化し、育成の促進や品質の向上を図ることができる。
The
二酸化炭素供給装置1の給気口16は、高濃度に二酸化炭素を含む空気(給気SA)の吹き出し口である。給気口16は、例えば、アルミニウム製のフレキシブルダクト等からなるダクト52を用いて施設50に接続される。また、施設50の内部には、二酸化炭素を所定の場所に導いて供給するためのダクト51が設けられる。ダクト51は、例えば、合成樹脂製のダクトであり、二酸化炭素供給装置1につながるダクト52に接続される。
The
二酸化炭素供給装置1の還気口24は、施設50内の空気(還気RA)を取り込むための吸い込み口である。還気口24は、例えば、アルミニウム製のフレキシブルダクト等からなるダクト54を用いて施設50に接続される。また、ダクト54は、施設50の内部に設けられて施設50内の空気を吸い込むダクト53に接続されても良い。
The
図2は、二酸化炭素供給装置1を示す構成図である。図2に示すように、二酸化炭素供給装置1は、外気吸込口14から給気口16につながる給気経路10と、還気口24から排気口26につながる排気経路20と、を有する。
FIG. 2 is a configuration diagram showing the carbon
給気経路10は、外気OAを取り込んで施設50に供給(給気SA)するための経路である。他方、排気経路20は、施設50内の空気(還気RA)を取り込み外部に排出(排気EA)するための経路である。
The
給気経路10及び排気経路20は、例えば、鋼板等から曲折形成される隔壁等によって画成される。また、外気吸込口14、給気口16、還気口24及び排気口26等は、例えば、鋼板等から成る二酸化炭素供給装置1の略直方体状の筐体の側面等に形成される開口である。これらの各々の形状や配置については、種々の形態を採用し得る。
The
給気経路10には、空気を流す給気用送風機11と、灯油等の燃料を燃焼させる燃焼器12と、水を噴霧するための水噴霧装置35と、が配設される。給気用送風機11は、例えば、両側吸込式多翼送風機(シロッコファン)等であり、図示しないモータと該モータによって駆動される回転翼とを備え、給気経路10内の給気口16近傍に配設される。
In the
給気用送風機11を稼働することによって、給気経路10内の空気が給気口16から吐出され(給気SA)、これに伴って外気吸込口14を介して給気経路10の内部に外気OAが吸い込まれる。
By operating the
なお、給気用送風機11の設置個所は、給気経路10に空気を流すことができれば他の場所でも良い。例えば、給気用送風機11を燃焼器12よりも上流側に設けても良い。これにより、燃焼器12で発生する熱によって給気用送風機11が加熱されることを抑制できる。
The installation location of the
燃焼器12は、給気経路10に燃焼排気ガスが排出されるように設けられる。言い換えれば、燃焼器12は、燃焼排気ガスが外気吸込口14から導入される外気OAと混合されるように設けられる。これにより、高濃度に二酸化炭素を含む燃焼排気ガスが施設50内に供給される(給気SA)。
The
また、燃焼器12で燃焼に利用される燃焼用空気は、外気吸込口14から導入される外気OAでも良いし、別途設けられる図示しない吸込口等から取り入れられても良い。また、燃焼用空気を供給するための図示しない燃焼用ブロワ等を別途設けても良い。
Further, the combustion air used for combustion in the
水噴霧装置35は、給気経路10の内部に水を霧状に噴出させるノズルを備え、給水配管36によって水を取り込み、給気経路10内に水を噴霧する。これにより、給気経路10内を流れる空気、即ち施設50内に供給される給気SAを加湿することができる。
The
また、給気経路10内に水が噴霧されることにより、燃焼排気ガスを含む空気が冷却される。即ち、空気中の熱によって水の温度が上昇すること(顕熱)と、水が蒸発すること(潜熱)によって空気が冷却される。そのため、空気を所望の温度まで素早く冷却することができる。
Further, the water containing the combustion exhaust gas is cooled by spraying water into the
なお、水噴霧装置35に水を供給するための給水配管36は、二酸化炭素供給装置1と施設50とをつなぐダクト52若しくはダクト54の内部に配設されても良い。給水配管36をダクト52若しくはダクト54の内部に配設することにより、給水配管36の凍結を防止することができる。
The
また、給気経路10は、通風用の孔が形成された鋼板等から成る隔壁等によって区画されても良い。例えば、給気用送風機11が配設される空間と、燃焼器12からの燃焼排気ガスが混合される空間と、水噴霧装置35から水が噴霧される空間と、を分けても良い。これにより、例えば、燃焼熱や噴霧水による機器の損傷等を抑制することができる。
Further, the
排気経路20には、排気経路20に空気を流す排気用送風機21が設けられる。排気用送風機21は、例えば、両側吸込式多翼送風機(シロッコファン)等であり、図示しないモータと該モータによって駆動される回転翼とを備えている。
The
排気用送風機21を稼働することによって、排気経路20内の空気が排気口26から吐出され(排気EA)、これに伴って還気口24を介して排気経路20内に還気RAが吸い込まれる。これにより、施設50内の換気を効率良く行うことができ、外気OAを利用して施設50内の温度、湿度及び二酸化炭素の濃度を調整することができる。また、給気用送風機11と排気用送風機21とを同時に稼働させることにより、換気の効率を更に高めることができる。
By operating the
なお、二酸化炭素供給装置1は、施設50内の環境や外気条件、各構成機器の運転状態等を検出するための図示しない温度センサ、湿度センサ及び二酸化炭素センサ等の各種センサを備えても良い。
The carbon
また、二酸化炭素供給装置1は、前記各種センサの検出値や各種設定値等に基づいて所定の演算を実行する図示しない制御装置を備え、該制御装置によって燃焼器12、水噴霧装置35、給気用送風機11及び排気用送風機21等の制御が行われる。
In addition, the carbon
図3は、二酸化炭素供給装置1の運転モードと、給気用送風機11、排気用送風機21、燃焼器12及び水噴霧装置35の稼働状態を示す図である。図2及び図3を参照して二酸化炭素供給装置1の各運転モードについて説明する。
FIG. 3 is a diagram illustrating an operation mode of the carbon
(1)低温二酸化炭素供給運転M1
燃焼排気ガスを含む空気を冷却して施設50に供給する運転方法(低温二酸化炭素供給運転M1)について説明する。低温二酸化炭素供給運転M1は、例えば、昼間の日照により、施設50内で二酸化炭素を必要とし、且つ施設50内の温度が十分に高く、暖房等を必要としない場合に実行される。
(1) Low temperature carbon dioxide supply operation M1
An operation method (low temperature carbon dioxide supply operation M1) for cooling the air containing the combustion exhaust gas and supplying it to the
低温二酸化炭素供給運転M1においては、燃焼器12と、水噴霧装置35と、給気用送風機11及び排気用送風機21と、を稼働させる。燃焼器12を稼働させることにより、高温で高濃度に二酸化炭素を含む燃焼排気ガスが発生し、給気経路10内に排出される。燃焼排気ガスは、給気経路10内で、外気吸込口14から導入される低温な外気OAと混合されることにより冷却される。
In the low-temperature carbon dioxide supply operation M1, the
そして、燃焼排気ガスを含む空気は、給気経路10内で水噴霧装置35から水を噴霧されることにより、更に冷却される。即ち、水噴霧装置35は、水を噴霧することにより、水の顕熱及び潜熱を利用して、空気を所望の温度まで冷却する。
The air containing the combustion exhaust gas is further cooled by being sprayed with water from the
ここで、水の潜熱を利用して燃焼排気ガスを含む空気を冷却するので、燃焼排気ガスと混合される外気OAの量が少なくても、効率良く燃焼排気ガスを冷却することができる。また、燃焼によって発生する熱は、空気の温度上昇(顕熱)だけでなく、一部が水の蒸発(潜熱)に使われるため、燃焼量を減らすことなく施設50内の温度上昇を抑えることができる。
Here, since the air containing combustion exhaust gas is cooled using the latent heat of water, the combustion exhaust gas can be efficiently cooled even if the amount of outside air OA mixed with the combustion exhaust gas is small. In addition, the heat generated by combustion is used not only for the temperature rise of air (sensible heat) but also for the evaporation of water (latent heat), so the temperature rise in the
冷却された空気は、給気用送風機11によって施設50内に供給される(給気SA)。このように、燃焼によって発生する二酸化炭素を含み且つ低温である空気(給気SA)を農事用の施設50の内部に供給するため、施設50内の温度上昇を抑えつつ施設50内の二酸化炭素の濃度を高めることができる。
The cooled air is supplied into the
給気用送風機11と共に排気用送風機21を稼動することにより、施設50内の空気は、還気口24から吸い込まれ(還気RA)、排気経路20を流れ排気口26から外へ排出される(排気EA)。これにより、施設50内に外気OAを導入しつつ、施設50内の空気(還気RA)を排出することができるため、施設50内の空気を効率良く換気することができる。
By operating the
ここで換気によって、施設50内の空気よりも温度及び湿度の低い外気OAが導入され、給気SAよりも二酸化炭素の濃度が低く外気OAよりも温度及び湿度の高い施設50内の空気(還気RA)が外に排出される。これにより、施設50内の温度上昇を抑制しつつ二酸化炭素の濃度を増加させ、且つ施設50内の湿度を好適に保つことができる。
Here, the outside air OA having a lower temperature and humidity than the air in the
また、低温二酸化炭素供給運転M1において、図示しない二酸化炭素センサ等によって検出される施設50内の二酸化炭素の濃度に基づいて、燃焼器12の燃焼量を好適に調整しても良い。例えば、施設50内の二酸化炭素の濃度が低い場合に燃焼器12の燃焼量を増加させても良い。これにより、施設50内の二酸化炭素の濃度を好適な状態に保つことができる。
Further, in the low temperature carbon dioxide supply operation M1, the combustion amount of the
(2)加湿暖房運転M2
燃焼排気ガスを含む空気を加湿して施設50に供給する運転方法(加湿暖房運転M2)について説明する。
(2) Humidification heating operation M2
The operation method (humidification heating operation M2) which humidifies the air containing combustion exhaust gas and supplies it to the
加湿暖房運転M2は、暖房及び加湿を主目的とする運転であり、例えば、冬場等で施設50内の温度が低く乾燥している場合に実行される。加湿暖房運転M2においては、燃焼器12と、水噴霧装置35と、給気用送風機11及び排気用送風機21と、を稼働させる。燃焼器12により発生する燃焼排気ガスを含む暖かい空気は、水噴霧装置35から水を噴霧されることによって加湿される。
The humidification heating operation M2 is an operation mainly intended for heating and humidification, and is executed when, for example, the temperature in the
加湿暖房運転M2は、低温二酸化炭素供給運転M1と比べて、燃焼器12による燃焼排気ガスの供給量を多くすることによって、低温二酸化炭素供給運転M1により供給される空気よりも高い温度の空気を施設50内に供給することができる。これにより、施設50内の暖房及び加湿を行うことができる。また、加湿暖房運転M2は、燃焼器12を稼働させるため、施設50に二酸化炭素を供給することもできる。
In the humidifying and heating operation M2, the amount of combustion exhaust gas supplied by the
また、加湿暖房運転M2において、図示しない温度センサ及び湿度センサ等によって検出される施設50内の温度及び湿度に基づいて、燃焼器12の燃焼量と水噴霧装置35の水の噴霧量を調整しても良い。これにより、施設50内の温度及び湿度を好適な状態に保つことができる。
Further, in the humidifying and heating operation M2, the combustion amount of the
(3)加湿冷房運転M3
水を噴霧することにより空気を冷却及び加湿して施設50に供給する運転方法(加湿冷房運転M3)について説明する。
(3) Humidification and cooling operation M3
An operation method (humidification cooling operation M3) in which air is cooled and humidified by spraying water and supplied to the
加湿冷房運転M3は、二酸化炭素の供給を必要としない状態で施設50内を冷却する場合、例えば定植や収穫等の作業時等、に実行される。加湿冷房運転M3では、燃焼器12における燃焼を停止した状態で、水噴霧装置35によって水を噴霧しつつ給気用送風機11及び排気用送風機21を稼働させる。
The humidifying and cooling operation M3 is executed when the inside of the
給気経路10内の空気は、水が噴霧されることにより、水の顕熱及び潜熱によって冷却される。そして、給気経路10内の空気は、給気用送風機11により送り出されて施設50内に供給される。これにより、施設50内の冷房及び加湿を行うことができる。
The air in the
また、加湿冷房運転M3において、図示しない温度センサ及び湿度センサ等によって検出される施設50内の温度及び湿度に基づいて、水噴霧装置35の水の噴霧量を調整しても良い。これにより、施設50内の温度及び湿度を好適な状態に保つことができる。
Further, in the humidifying and cooling operation M3, the water spray amount of the
(4)高温二酸化炭素供給運転M4
燃焼排気ガスを含む空気を施設50に供給する運転方法(高温二酸化炭素供給運転M4)について説明する。高温二酸化炭素供給運転M4は、例えば、冬等の寒い時期で施設50内の暖房を必要とし、且つ二酸化炭素の供給を必要とする場合に実行される。
(4) High temperature carbon dioxide supply operation M4
An operation method (high temperature carbon dioxide supply operation M4) for supplying air containing combustion exhaust gas to the
高温二酸化炭素供給運転M4では、水噴霧装置35による水の噴霧を停止した状態で、燃焼器12で燃料を燃焼させると共に、給気用送風機11及び排気用送風機21を稼働する。
In the high temperature carbon dioxide supply operation M4, the fuel is burned by the
燃焼器12から二酸化炭素を高濃度に含む高温の燃焼排気ガスが発生し、その高温の燃焼排気ガスは、外気吸込口14から導入される外気OAと混合され、給気用送風機11によって施設50内に送風される。これにより、施設50内に二酸化炭素を供給しつつ、施設50内を暖めることができる。
High-temperature combustion exhaust gas containing carbon dioxide at a high concentration is generated from the
また、高温二酸化炭素供給運転M4において、図示しない二酸化炭素センサ等によって検出される施設50内の二酸化炭素の濃度に基づいて、燃焼器12の燃焼量を調整しても良い。これにより、施設50内の二酸化炭素の濃度を好適な状態に保つことができる。
In the high temperature carbon dioxide supply operation M4, the combustion amount of the
(5)暖房運転M5
燃焼排気ガスを含む空気を施設50に供給する運転方法(暖房運転M5)について説明する。暖房運転M5は、施設50内の暖房を主目的とし、例えば、施設50内の加湿が不要で温度が低い場合に実行される。
(5) Heating operation M5
An operation method (heating operation M5) for supplying air containing combustion exhaust gas to the
暖房運転M5は、水噴霧装置35による水の噴霧を停止した状態で、燃焼器12によって燃焼排気ガスを供給しつつ給気用送風機11及び排気用送風機21を稼働させる運転である。暖房運転M5により、燃焼器12の燃焼によって発生する燃焼熱を有効に利用して施設50内を暖めることができる。なお、施設50内に二酸化炭素を供給することもできる。
The heating operation M5 is an operation of operating the
また、暖房運転M5において、図示しない温度センサ等によって検出される施設50内の温度に基づいて、燃焼器12の燃焼量を調整しても良い。これにより、施設50内の温度を好適な状態に保つことができる。
In the heating operation M5, the combustion amount of the
(6)換気運転M6
換気運転M6は、燃焼器12及び水噴霧装置35を停止した状態で、給気用送風機11及び排気用送風機21を稼働させる運転である。これにより、施設50内に燃焼排気ガスを供給する必要がない場合等には、燃焼による二酸化炭素の供給を行わずに、施設50内に外気OAを導入することができる。
(6) Ventilation operation M6
The ventilation operation M6 is an operation for operating the
例えば、日射の強い日中等に施設50内の温度が過度に上昇した場合等には、低温の外気OAを施設50内に導入して施設50内の温度を調整することができる。また、絶対湿度の低い外気OAを施設50内に導入することができ、施設50内の湿度を低下させて好適に維持することができるので、結露等による農作物の品質低下等を防止することができる。
For example, when the temperature in the
また、施設50内では、植物55(図1参照)の光合成によって二酸化炭素が消費されて、二酸化炭素の濃度が低下する傾向にあるので、日中の施設50内の二酸化炭素の濃度は、外気OAの二酸化炭素の濃度よりも低くなる。
Further, in the
そのため、燃焼器12における燃焼を停止した状態であっても、施設50内に外気OAを導入することによって、外気OA中の二酸化炭素を施設50内に供給することになり、施設50内の二酸化炭素の濃度が低下することを抑制することができる。
For this reason, even when combustion in the
(7)停止M0
停止M0は、燃焼器12と、水噴霧装置35と、給気用送風機11及び排気用送風機21と、を停止させた状態である。例えば、施設50内の温度、湿度及び二酸化炭素の濃度の調整が必要ない場合に停止M0となる。これにより、施設50内の空気と外気OAとの不要な循環を抑制して熱損失を低減し、エネルギーの消費を削減することができる。
(7) Stop M0
The stop M0 is a state in which the
以上説明の如く、本実施形態によれば、二酸化炭素供給装置1の各種運転方法を切り替えることにより、施設50内の二酸化炭素の濃度を好適に制御しつつ施設50内の温湿度環境を所望のあらゆる条件(「低温・高湿」、「低温・低湿」、「高温・高湿」、「高温・低湿」)に近づけることができる。即ち、施設50内の温度、湿度及び二酸化炭素の濃度を植物55にとって好適な環境に保つことができる。
As described above, according to the present embodiment, by switching various operation methods of the carbon
なお、運転方法の切り替え動作は、図示しない温度センサ、湿度センサ及び二酸化炭素センサ等からの各種入力及び各種設定値等に基づいて、図示しない制御装置によって自動で行うことができる。 The operation method switching operation can be automatically performed by a control device (not shown) based on various inputs and various set values from a temperature sensor, a humidity sensor, and a carbon dioxide sensor (not shown).
また、二酸化炭素供給装置1は、施設50の内部に設置されても良い。その場合、外気吸込口14及び排気口26に、施設50の外部につながるダクト等を接続すれば良い。
Further, the carbon
また、排気口26から排出される排気EAを、例えば、蒸気圧縮式冷凍サイクル回路を備えるヒートポンプ装置等の蒸発器(室外熱交換器)に供給しても良い。即ち、排気EAをヒートポンプ装置の室外機に吸い込ませて、ヒートポンプ装置の熱源として利用しても良い。これにより、外気OAよりも温度の高い施設50内から排出される排気EAの保有熱(排熱)を有効に利用して、ヒートポンプ装置の効率を向上させて省エネルギーを図ることができる。
Moreover, you may supply the exhaust_gas | exhaustion EA discharged | emitted from the
また、燃焼器12による二酸化炭素の発生に代えて若しくは加えて、図示しない貯蔵容器(ボンベ)等から二酸化炭素を供給しても良い。これにより、例えば、暖房が不要な状態等において、施設50内の温度及び湿度を好適に制御しつつ施設50内の二酸化炭素の濃度を高めることができる。
Further, instead of or in addition to the generation of carbon dioxide by the
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1 二酸化炭素供給装置
10 給気経路
11 給気用送風機
12 燃焼器
14 外気吸込口
16 給気口
20 排気経路
21 排気用送風機
24 還気口
26 排気口
35 水噴霧装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記給気経路に設けられて前記給気経路に空気を流す給気用送風機と、
前記給気経路に燃焼排気ガスを排出する燃焼器と、
前記給気経路を流れる空気に水を噴霧する水噴霧装置と、を有し、
前記燃焼排気ガスを含む空気を、前記水噴霧装置によって水を噴霧することにより冷却し、前記施設の内部に供給することを特徴とする二酸化炭素供給装置。 An air supply route for taking in air from the outside of the agricultural facility;
An air supply blower that is provided in the air supply path and flows air through the air supply path;
A combustor for discharging combustion exhaust gas to the air supply path;
A water spray device for spraying water on the air flowing through the air supply path,
A carbon dioxide supply device, wherein the air containing the combustion exhaust gas is cooled by spraying water with the water spray device and supplied to the inside of the facility.
前記排気経路に設けられて前記排気経路に空気を流す排気用送風機と、を有することを特徴とする請求項1に記載の二酸化炭素供給装置。 An exhaust path for exhausting air from the inside of the facility to the outside;
2. The carbon dioxide supply device according to claim 1, further comprising an exhaust blower that is provided in the exhaust path and causes air to flow through the exhaust path.
前記貯蔵容器内の二酸化炭素を、前記給気経路を介して前記施設の内部に供給することを特徴とする請求項1ないし請求項6の何れか1項に記載の二酸化炭素供給装置。 A storage container for storing carbon dioxide;
The carbon dioxide supply device according to any one of claims 1 to 6, wherein carbon dioxide in the storage container is supplied to the inside of the facility through the air supply path.
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CN107306700A (en) * | 2017-08-22 | 2017-11-03 | 阳光富碳农业科技(天津)有限公司 | A kind of utilization agricultural water increases the method and equipment therefor of carbon dioxide |
CN108271557A (en) * | 2017-01-04 | 2018-07-13 | 飞升电器工程兴业有限公司 | Agricultural improvement system |
JP2019083775A (en) * | 2017-11-09 | 2019-06-06 | 株式会社バリテック新潟 | Carbonic acid gas supply device |
JP2019118332A (en) * | 2018-01-11 | 2019-07-22 | 株式会社テヌート | Plant cultivation method and device |
JP2020092681A (en) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | 高知県公立大学法人 | Atomizer with combustion gas |
-
2015
- 2015-05-28 JP JP2015108238A patent/JP2016220567A/en active Pending
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