JP2019092421A

JP2019092421A - 植物栽培システム

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Publication number: JP2019092421A
Application number: JP2017223882A
Authority: JP
Inventors: 田中　健一; Kenichi Tanaka; 健一田中; 正之大林; Masayuki Obayashi
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2017-11-21
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2019-06-20

Abstract

【課題】植物が栽培される栽培空間の環境を制御する構成において、栽培空間が外部から受ける影響を抑制することができる植物栽培システムを提供する。【解決手段】植物栽培システム１は、第１ハウス２と、第２ハウス３と、制御装置８とを含む。第２ハウス３は、第１ハウス２内に収容されている。第２ハウス３は、密閉状態で植物を栽培可能な栽培空間２０を有する。制御装置８は、栽培空間２０の環境を制御する。第１ハウス２は、第１ハウス２と第２ハウス３との間の空間（非栽培空間１５）に外気（第１ハウス２の外部の空気）を導入する吸気口１６と、非栽培空間１５から第１ハウス２の外部に空気を排出する排気口１７とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、植物栽培システムに関する。

下記特許文献１には、屋根部に換気口を有する栽培用のハウスが開示されている。このハウスでは、ハウスの棟に沿って換気口が垂直に配置されている。この換気口によってハウス内を換気することによって、ハウス内の上部空間への熱気の滞留を抑制することができる。
下記特許文献２には、栽培用の温室（ハウス）の空調システムが開示されている。この空調システムでは、ユーザは、冬モード、春夏モード、全停止モードの３種類のモードから運転モードを選択することができる。春夏モードが選択された場合、外気が、温室外から地中管を通って温室内に導入される。温室内に導入される外気は、地中管内を通過する間に冷却される。そのため、この空調システムでは、温室内の気温の上昇を抑制することができる。

特開２００３−３２２３７２号公報特開２０１５−１４２５１３号公報

ハウス内では、温度、湿度および二酸化炭素（ＣＯ_２）濃度等の環境の制御が行われることがある。これらの環境は、植物が適切に生長できるように設定される。
栽培用ハウス内の温度は、日照等によって過度に上昇することがある。そこで、特許文献１のようにハウス内を換気したり、特許文献２のように外気を冷却してハウス内に導入したりすることによって、ハウス内の温度上昇を抑制することが考えられる。

しかし、特許文献１や特許文献２のように、ハウス内の空気を入れ替えると、温度だけでなく、湿度やＣＯ_２濃度も変化してしまい、ハウス内において設定された環境と実際の環境との間のずれが大きくなるおそれがある。
そこで、この発明の主たる目的は、植物が栽培される栽培空間の環境を制御する構成において、栽培空間が外部から受ける影響を抑制することができる植物栽培システムを提供することである。

この発明の一実施形態は、第１ハウスと、前記第１ハウス内に収容され、密閉状態で植物を栽培可能な栽培空間を有する第２ハウスと、前記栽培空間の環境を制御する制御装置とを備え、前記第１ハウスが、前記第１ハウスの外部から前記第１ハウスと前記第２ハウスとの間の空間に空気を導入する吸気口と、前記第１ハウスと前記第２ハウスとの間の空間から前記第１ハウスの外部に空気を排出する排気口とを含む、植物栽培システムを提供する。

上記植物栽培システムは、栽培空間を有する第２ハウスを第１ハウスが収容する構成を採っている。第１ハウスには、吸気口と排気口とが設けられている。第１ハウスと第２ハウスとの間の空間には、吸気口を介して第１ハウスの外部の空気が導入される。一方、第１ハウスと第２ハウスとの間の空間の空気は、排気口から第１ハウスの外部に排出される。

したがって、日照等により第１ハウスと第２ハウスとの間の空間の温度が過度に上昇する前に、当該空間の空気を入れ替えることができるので、当該空間の温度の上昇を抑制することができる。その結果、第２ハウスの栽培空間の温度上昇も抑制することができる。
この植物栽培システムでは、第２ハウスの栽培空間が密閉状態にされている。そのため、第１ハウスと第２ハウスとの間の空間に導入された空気は、基本的には栽培空間には導入されない。したがって、第１ハウスと第２ハウスとの間の空間の空気を入れ替えても、栽培空間の温度以外の環境は実質的に変化しない。

以上のような構成によって、栽培空間の温度上昇を抑制しつつ、栽培空間における温度以外の環境の変化も抑制することができる。つまり、栽培空間が外部から受ける影響を抑制することができる。
この発明の一実施形態では、前記植物栽培システムが、前記第１ハウスの床板の下方を通り、前記第１ハウスの外部からの空気を前記吸気口に送り込む外気流通管をさらに備える。そして、前記排気口が、前記第１ハウスの上部に設けられている。

この構成によれば、第１ハウスと第２ハウスとの間の空間に導入される空気は、外気流通管を通過する間に冷却される。そのため、第１ハウスと第２ハウスとの間の空間の温度の上昇を一層効果的に抑制することができる。
第１ハウスの上部付近における第１ハウスと第２ハウスとの間の空間の温度は、第１ハウスの下部付近における第１ハウスと第２ハウスとの間の空間の温度と比較して高い場合がある。そこで、排気口が第１ハウスの上部に設けられていれば、高温の空気が第１ハウスの外部に排出されやすい。そのため、第１ハウスの上部付近における第１ハウスと第２ハウスとの間の空間に高温の空気が溜まるのを抑制することができる。

この発明の一実施形態では、前記植物栽培システムが、前記第１ハウスと前記第２ハウスとの間の空間の温度を検出する温度センサをさらに備える。そして、前記吸気口および前記排気口が、それぞれ開閉可能に構成されている。そして、前記制御装置は、前記温度センサによって検出された検出温度が植物の生長状態に応じた目標温度よりも高い場合には、前記吸気口および前記排気口を開き、前記検出温度が前記目標温度以下の場合には、前記吸気口および前記排気口を閉じる。

この構成によれば、温度センサの検出温度が目標温度よりも高い場合には、吸気口および排気口が開かれる。これにより、第１ハウスと第２ハウスとの間の空間の空気の入れ替えが行われる。その結果、第１ハウスと第２ハウスとの間の空間の温度が低下しやすくなり、目標温度に近づきやすくなる。
逆に温度センサの検出温度が目標温度よりも低い場合には、吸気口および排気口が閉じられる。これにより、第１ハウスと第２ハウスとの間の空間の空気の入れ替えが停止される。その結果、第１ハウスと第２ハウスとの間の空間の温度が上昇しやすくなり、目標温度に近づきやすくなる。

このように、検出温度に基づいて吸気口および排気口を適宜開閉することによって、第１ハウスと第２ハウスとの間の空間の温度が、植物の生長状態に応じた目標温度に近づきやすくなる。その結果、第２ハウスの栽培空間の温度が、植物の生長状態に応じた目標温度に維持されやすくなる。
この発明の一実施形態では、前記植物栽培システムが、前記吸気口から前記排気口に向かう気流を形成可能なファンをさらに備える。そして、前記制御装置が、前記検出温度が前記目標温度よりも高い場合には、前記ファンの回転数を増大させ、前記検出温度が前記目標温度以下の場合には、前記ファンの回転数を低減させる。

この構成によれば、温度センサの検出温度が目標温度よりも高い場合には、制御装置は、ファンの回転数を増大させる。これにより、吸気口から排気口へ向かう気流を形成したり、当該気流を強めたりすることができる。そのため、第１ハウスと第２ハウスとの間の空間の空気の入れ替えが促進される。その結果、第１ハウスと第２ハウスとの間の空間の温度がより低下しやすくなり、目標温度により近づきやすくなる。

逆に温度センサの検出温度が目標温度よりも低い場合には、制御装置は、ファンの回転数を低減させる。これにより、吸気口から排気口へ向かう気流を弱めたり、当該気流を消滅させたりすることができる。そのため、第１ハウスと第２ハウスとの間の空間の空気の入れ替えを緩めたり、当該入れ替えを停止したりすることができる。よって、第１ハウスと第２ハウスとの間の空間の温度を上昇させて目標温度に近づける場合に、温度の上昇速度等を調整することが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態に係る植物栽培システムの構成を示す模式図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図５は、図１の植物栽培システムの電気的構成を示すブロック図である。図６Ａは、第２ハウスの栽培空間の目標温度の算出に用いられる積算温度曲線の一例を示すグラフである。図６Ｂは、前記栽培空間の目標温度の算出に用いられる積算温度曲線の別の例を示すグラフである。図７は、図５の制御部による非栽培空間温度制御処理の一例を説明するためのフローチャートである。図８は、吸気口から排気口に向かう気流が形成された状態の第１ハウスおよび第２ハウスの模式図である。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る植物栽培システム１の構成を示す模式図である。植物栽培システム１は、第１ハウス２、第２ハウス３、空調機４、湿度調整機５、ＣＯ_２供給ユニット６、複数の環境センサ７、および制御装置８を含む。
第１ハウス２は、たとえば、水平に長手のビニールハウスであり、平面視で矩形状の内部空間１０を有する。

第１ハウス２は、地面の上に敷設された床板１１と、床板１１から上方に延び内部空間１０を取り囲む壁部１２と、壁部１２の上端に接続され、上方から内部空間１０を区画する天井部１３とを含む。
壁部１２は、第１ハウス２の長手方向Ｌ１に沿って延びる一対の第１壁１２Ａと、第１ハウス２の短手方向Ｌ２に沿って延びる一対の第２壁１２Ｂとによって構成されている。

第２ハウス３は、第１ハウス２内に収容されたビニールハウスであり、植物を栽培可能な栽培空間２０を有する。栽培空間２０は、第２ハウス３の内部空間である。
第２ハウス３は、第１ハウス２の床板１１から上方に延び栽培空間２０を取り囲む壁部２１と、壁部２１の上端に接続され、上方から栽培空間２０を区画する天井部２２とを含む。

壁部２１は、一対の第１対向壁２１Ａと、一対の第２対向壁２１Ｂとによって構成されている。第１対向壁２１Ａの一方は、第１ハウス２の第１壁１２Ａの一方と間隔を空けて対向する。第１対向壁２１Ａの他方は、第１ハウス２の第１壁１２Ａの他方と間隔を空けて対向する。第２対向壁２１Ｂの一方は、第１ハウス２の第２壁１２Ｂの一方と間隔を空けて対向する。第２対向壁２１Ｂの他方は、第１ハウス２の第２壁１２Ｂの他方と間隔を空けて対向する。

栽培空間２０は、床板１１、天井部２２および壁部２１によって区画されているため、少なくとも、第２ハウス３内で植物が栽培されている間は、実質的に密閉状態となっている。栽培空間２０は、植物の栽培中において、完全密閉状態とされてもよいし、高密閉状態にされてもよい。
完全密閉状態とは、栽培空間２０と栽培空間２０の外部との間で空気の流通が起こらないように、完全に密閉された状態をいう。高密閉度状態とは、栽培空間２０と栽培空間２０の外部との間で空気が流通する可能性があるが、栽培空間２０と栽培空間２０の外部との間で空気が流通した場合であっても、空調機４、湿度調整機５およびＣＯ_２供給ユニット６によって、栽培空間２０の環境を所望の環境に維持できる程度に密閉度が高い状態をいう。

第１ハウス２と第２ハウス３との間には、植物の栽培が行われない非栽培空間１５が設けられている。非栽培空間１５は、第１ハウス２の内部空間１０において、第２ハウス３が配置されている部分を除いた空間である。非栽培空間１５は、第１ハウス２の壁部１２と第２ハウス３の壁部２１との間の空間と、第１ハウス２の天井部１３と第２ハウス３の天井部２２との間の空間とを含む。非栽培空間１５には、非栽培空間１５の温度を検出する第１温度センサ９が配置されている。第１温度センサ９が検出する温度を検出温度Ｓという。

第１ハウス２は、非栽培空間１５に第１ハウス２の外部の空気（外気）を取り込んだり非栽培空間１５の空気を第１ハウス２の外部に排出したりすることができるように構成されている。詳しくは、第１ハウス２は、非栽培空間１５に外気を導入する複数の吸気口１６と、非栽培空間１５から第１ハウス２の外部に空気を排出する複数の排気口１７とを含む。

空調機４は、栽培空間２０の温度を調整する機器であり、たとえばクーラやエアコンディショナである。湿度調整機５は、栽培空間２０の湿度を調整する機器であり、たとえば除湿機である。空調機４および湿度調整機５は、栽培空間２０に配置されている。ＣＯ_２供給ユニット６は、栽培空間２０のＣＯ_２濃度を調整するために栽培空間２０にＣＯ_２を供給するユニットである。

ＣＯ_２供給ユニット６は、たとえば、第１ハウス２の外部に配置されたＣＯ_２ボンベ３０内のＣＯ_２を栽培空間２０に供給するＣＯ_２供給管３１と、ＣＯ_２供給管３１の開度を調整するＣＯ_２バルブ３２とを含む。ＣＯ_２バルブ３２は、電動バルブである。
複数の環境センサ７は、互いに間隔を空けて栽培空間２０に配置されている。環境センサ７は、栽培空間２０の温度、湿度およびＣＯ_２濃度を観測するためのセンサである。各環境センサ７は、第２温度センサ７Ａ、湿度センサ７ＢおよびＣＯ_２センサ７Ｃを含む（後述する図５参照）。

制御装置８は、通信網（図示せず）を介して、サーバ（図示せず）と通信可能である。本実施形態において、制御装置８は、栽培空間２０に配置されている。ただし、制御装置８の位置は、これに限定されるものではない。環境センサ７および第１温度センサ９によって得られる観測データは、無線通信によって制御装置８に与えられる。
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図２〜図４では、第２ハウス３内の各部材の図示を省略している。

図２を参照して、植物栽培システム１は、床板１１の下方（地中）を通り、吸気口１６に外気を送り込む複数の外気流通管３５をさらに含む。複数の外気流通管３５には、一対の第１外気流通管３６、一対の第２外気流通管３７、および一対の第３外気流通管３８が含まれる。
第１外気流通管３６は、短手方向Ｌ２の両側のそれぞれに１つずつ配置されている。第２外気流通管３７は、短手方向Ｌ２の両側のそれぞれに１つずつ配置されている。第３外気流通管３８は、短手方向Ｌ２の両側のそれぞれに１つずつ配置されている。

各第１外気流通管３６は、地中に設けられた共通配管４０と、外気を共通配管４０に送り込む複数の第１送気配管４１と、共通配管４０内の空気を非栽培空間１５に送り込む複数の第２送気配管４２とを含む。
各第１送気配管４１の一端は、共通配管４０に接続されており、各第１送気配管４１の他端は、第１ハウス２の外側で大気に露出されている。各第１送気配管４１の他端は、対応する外気流通管３５内（第１外気流通管３６内）に外気を取り込む取込口１８を構成している。各第２送気配管４２の一端は、共通配管４０に接続されており、各第２送気配管４２の他端は、非栽培空間１５に露出されている。各第２送気配管４２の他端は、吸気口１６を構成している。

共通配管４０は、長手方向Ｌ１に延びている。図３を参照して、第１送気配管４１は、短手方向Ｌ２に延びる第１水平部４１Ａと、鉛直方向に延びる第１鉛直部４１Ｂとを含む。第２送気配管４２は、短手方向Ｌ２に延びる第２水平部４２Ａと、鉛直方向に延びる第２鉛直部４２Ｂとを含む。
図２を再度参照して、第２外気流通管３７は、長手方向Ｌ１に沿って第１外気流通管３６と並んで配置されており、第１外気流通管３６とほぼ同様の構成を有する。すなわち、第２外気流通管３７は、共通配管４０と、複数の第１送気配管４１と、複数の第２送気配管４２とを含む。第２外気流通管３７が第１外気流通管３６と異なる点は、第１外気流通管３６では、全ての第２送気配管４２の第２水平部４２Ａが短手方向Ｌ２に沿って延びているのに対して、第２外気流通管３７では、長手方向Ｌ１の一端における第２送気配管４２の第２水平部４２Ａが、長手方向Ｌ１に沿って延びている点である（図４参照）。

第３外気流通管３８は、一本の配管である。第３外気流通管３８の一端は取込口１８を構成しており、第３外気流通管３８の他端は、吸気口１６を構成している。
図１を再度参照して、植物栽培システム１は、複数の吸気バルブ３９をさらに含む。吸気バルブ３９は、外気流通管３５において各吸気口１６の付近に一つずつ設けられている。各吸気バルブ３９は、対応する吸気口１６を開閉する。吸気バルブ３９は、たとえば、電動バルブである。

図４を参照して、排気口１７は、たとえば、第１ハウス２の第２壁１２Ｂに設けられた貫通孔である。排気口１７は、各第２壁１２Ｂに１つずつ設けられている。排気口１７は、第１ハウス２の上部に設けられている。第１ハウス２の上部とは、鉛直方向における第１ハウスの中央よりも上方の部分のことである。排気口１７は、第２壁１２Ｂにおいて、天井部１３付近の部分に設けられていることが好ましい。本実施形態とは異なり、排気口１７は、天井部１３に設けられていてもよい。排気口１７の数および位置は、本実施形態で説明した数および位置に限定されるものではない。

植物栽培システム１は、吸気口１６から排気口１７に向かう気流を形成するための複数のファン４５と、各排気口１７を閉じるためのシャッタ４７とを含む。植物栽培システム１は、複数のファン４５を駆動するためのファン駆動機構４６と、各シャッタ４７を駆動するシャッタ駆動機構４８とをさらに含む（後述する図５参照）。ファン駆動機構４６は、たとえば、ファン４５を回転させるモータを含む。シャッタ駆動機構４８は、たとえば、シャッタ４７を支持する支持軸と、当該支持軸を回動させるモータとを含む。

図５は、図１の植物栽培システム１の電気的構成を示すブロック図である。図５では、説明の便宜上、複数の環境センサ７のうち一つの環境センサ７のみが図示されている。
制御装置８は、制御部５０と、第１通信部５１と、第２通信部５２と、操作表示部５３と、操作部５４と、記憶部５５とを含む。制御部５０は、ＣＰＵおよびメモリ５６（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）を備えたマイクロコンピュータを含む。第１通信部５１、第２通信部５２、操作表示部５３、操作部５４および記憶部５５は、制御部５０に接続されている。

第１通信部５１は、第１温度センサ９および複数の環境センサ７と、制御部５０との間で無線通信を行うためのインターフェースである。第２通信部５２は、制御部５０が通信網（図示せず）を介してサーバ（図示せず）と通信を行うための通信インターフェースである。
操作表示部５３は、たとえば、タッチパネル式ディスプレイである。操作部５４は、たとえば、１または複数のスイッチ等である。記憶部５５は、ハードディスク、不揮発性メモリ等の記憶デバイスである。

制御部５０には、空調機４、湿度調整機５、複数のバルブ３２，３９、ファン駆動機構４６およびシャッタ駆動機構４８が接続されている。制御部５０は、空調機４、湿度調整機５、複数のバルブ３２，３９、ファン駆動機構４６およびシャッタ駆動機構４８を制御する。
制御部５０は、栽培空間２０の環境が植物の生長状態に応じた環境になるように、各部を制御する。栽培空間２０の環境には、温度、湿度、ＣＯ_２濃度等が挙げられる。

植物の生長状態の指標として、積算温度を用いることがある。積算温度は、植物の生育日の各日の平均気温の積算値である。温度の積算を開始した日を積算開始日という。積算開始日は、たとえば、植物の苗を植えた日や植物に花が咲いた日である。植物の積算温度が目標積算温度に達した日が、その植物の収穫可能日とされることがある。目標積算温度は、植物の品種によって異なる。植物の各品種には、積算温度曲線が予め定められている。積算温度曲線は、植物が適切に生長するように積算温度を変化させた場合の、積算開始日から収穫可能日までの積算温度の変化を示したグラフである。

記憶部５５は、植物の品種に応じて予め定められた積算温度曲線を記憶する積算温度曲線記憶部５７を含む。積算温度曲線は、サーバ（図示せず）に記憶されており、栽培する植物の品種に応じて、当該サーバから制御装置８に適宜送られる。制御部５０のメモリ５６には、現在栽培中の植物の積算温度曲線が設定される。
制御部５０は、メモリ５６に設定された積算温度曲線に基づいて目標温度ＴＡを算出する目標温度算出部５８と、栽培空間２０が所望の環境になるように、空調機４、湿度調整機５およびＣＯ_２バルブ３２を制御する栽培空間環境制御部５９を含む。

目標温度算出部５８は、積算温度曲線の微分値を栽培空間２０の目標温度ＴＡとする。目標温度ＴＡは、植物の生長状態（積算開始日からの日数）に応じて定められる温度である。すなわち、目標温度ＴＡは、植物の生長状態に応じて変化する場合があるが、植物の生長状態に応じて変化しない場合もある。栽培空間環境制御部５９は、栽培空間２０の温度Ｔが目標温度ＴＡになるように、空調機４を制御する栽培空間温度制御部６０を含む。

図６Ａおよび図６Ｂは、第２ハウス３の栽培空間２０の目標温度ＴＡの算出に用いられる積算温度曲線の一例を示すグラフである。図６Ａおよび図６Ｂでは、横軸が日数であり、縦軸が積算温度である。
図６Ａに実線で示すように、積算温度曲線Ｃ１が、ほぼ一定の傾きを有する直線である場合には、目標温度ＴＡは、植物の生長状態に応じて変化することなくほぼ一定となる。

図６Ａに二点鎖線で示すように、積算温度曲線Ｃ２が、積算開始から所定日数経過後に傾きが変化（増大）する直線である場合には、目標温度ＴＡは、積算開始日から所定日数経過後に変化（増大）する。
また、図６Ｂに示すように、積算温度曲線Ｃ３が上向きに凸状の曲線である場合には、目標温度ＴＡが日にちの経過とともに漸減する期間が存在する。図示しないが、積算温度曲線が下向きに凸状の曲線である場合には、目標温度ＴＡが日にちの経過とともに漸増する期間が存在する。

日照等により非栽培空間１５の空気が温められて、非栽培空間１５の温度が目標温度ＴＡよりも高くなると、非栽培空間１５の空気によって第２ハウス３の栽培空間２０の空気が温められる。これにより、栽培空間２０の温度Ｔが上昇し目標温度ＴＡよりも高くなるおそれがある。一方、外気の導入等によって非栽培空間１５の温度が目標温度ＴＡよりも低くなると、非栽培空間１５の空気によって第２ハウス３の栽培空間２０の空気が冷やされる。これにより、栽培空間２０の温度Ｔが低下し目標温度ＴＡよりも低くなるおそれがある。

目標温度算出部５８によって算出された目標温度ＴＡと、栽培空間２０の温度Ｔとのずれを抑制するために、図５に示すように、制御部５０は、非栽培空間温度制御部６１を含む。非栽培空間温度制御部６１は、栽培空間２０の温度Ｔが目標温度ＴＡに維持されるように、非栽培空間１５の温度を制御する。非栽培空間温度制御部６１は、吸気口１６および排気口１７を開閉したり、ファン４５の回転数を制御したりすることによって、非栽培空間１５の温度を制御するように構成されている。

図７は、図５の制御部５０の非栽培空間温度制御部６１による非栽培空間温度制御処理の一例を説明するためのフローチャートである。
図７に示すように、非栽培空間温度制御部６１は、第１温度センサ９が検出した検出温度Ｓと目標温度ＴＡとの大小関係を判定する（ステップＳ１）。検出温度Ｓが目標温度ＴＡよりも高い場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、非栽培空間温度制御部６１は、吸気バルブ３９を開き、シャッタ駆動機構４８にシャッタ４７を開かせ、ファン駆動機構４６にファン４５の回転を開始（駆動）させる（ステップＳ２）。

これにより、図８に示すように、吸気口１６から排気口１７に向かう気流が形成される。詳しくは、第１ハウス２の外気が、吸気口１６から非栽培空間１５に導入され、非栽培空間１５に導入された空気は、非栽培空間１５において下方から上方に向かう。そして、非栽培空間１５の空気が第１ハウス２の外部に排出される。つまり、日照等により加熱された非栽培空間１５の空気が外気と入れ替えられる。

そのため、非栽培空間１５の温度が過度に上昇する前に、非栽培空間１５の空気を外気と入れ替えることができる。これにより、非栽培空間１５の温度（検出温度Ｓ）が低下し、目標温度ＴＡに近づく。その結果、第２ハウス３の栽培空間２０の温度上昇も抑制することができる。
一方、検出温度Ｓが目標温度ＴＡ以下である場合には（ステップＳ１：ＮＯ）、非栽培空間温度制御部６１は、吸気バルブ３９を閉じ、シャッタ駆動機構４８にシャッタ４７を閉じさせ、ファン駆動機構４６にファン４５の回転を停止させる（ステップＳ３）。

これにより、吸気口１６から排気口１７に向かう気流が消滅する。そのため、非栽培空間１５の空気と外気との入れ替えが行われない。
したがって、非栽培空間１５の空気と外気との入れ替え等によって非栽培空間１５の温度が過度に低下する前に、当該空気と外気との入れ替えを停止させることができるので、第１ハウス２内の温度の低下を抑制することができる。これにより、非栽培空間１５の温度（検出温度Ｓ）が目標温度ＴＡよりも低い場合には、非栽培空間１５の温度を日照等により上昇させ、目標温度ＴＡに近づけることができる。

なお、検出温度Ｓが目標温度ＴＡと一致している場合には、非栽培空間１５の温度を低下させる必要がない。すなわち、非栽培空間１５の温度は、現在の温度に維持されることが好ましい。そのため、ステップＳ１において検出温度Ｓが目標温度ＴＡと一致していると判定された場合には、ステップＳ３に進み、非栽培空間１５の空気と外気との入れ替えが停止されるとしている。

ステップＳ３において吸気口１６および排気口１７を閉じることには、吸気口１６および排気口１７を開状態から閉状態に変更することだけではなく、吸気口１６および排気口１７の状態を閉状態のまま維持することも含まれる。同様に、ステップＳ３においてファン４５を停止することには、駆動しているファン４５を停止することだけではなく、ファン４５を停止させたままにしておくことも含まれる。

吸気口１６から排気口１７に向かう気流が形成されているか否かにかかわらず、第２ハウス３の栽培空間２０は、密閉状態にされている。そのため、非栽培空間１５に導入された空気は、基本的には栽培空間２０には導入されない。したがって、非栽培空間１５の空気を外気と入れ替えても、栽培空間２０の温度以外の環境（湿度、ＣＯ_２濃度等）が実質的に変化しない。

以上のように、本実施形態によれば、検出温度Ｓに基づいて吸気口１６および排気口１７を適宜開閉することによって、非栽培空間１５の温度が目標温度ＴＡに近づきやすくなる。そのため、栽培空間２０の温度Ｔが非栽培空間１５の温度から受ける影響を低減することができる。その結果、栽培空間２０の温度Ｔが植物の生長状態に応じた目標温度ＴＡに維持されやすくなり（栽培空間２０の温度上昇が抑制され）、かつ、栽培空間２０における温度Ｔ以外の環境の変化も抑制することができる。つまり、栽培空間２０が外部から受ける影響を抑制することができる。

また、この実施形態では、外気流通管３５が、床板１１の下方を通り、吸気口１６に外気を送り込む。そして、排気口１７が、第１ハウス２の上部に設けられている。
そのため、非栽培空間１５に導入される外気は、外気流通管３５を通過する間に冷却される。したがって、非栽培空間１５の温度の上昇を一層効果的に抑制することができる。
また、第１ハウス２内の上部付近における非栽培空間１５の温度は、第１ハウス２内の下部付近における非栽培空間１５の温度と比較して高い場合がある。そこで、排気口１７が第１ハウス２の上部に設けられていれば、高温の空気が第１ハウス２の外部に排出されやすい。そのため、第１ハウス２の上部付近における非栽培空間１５に高温の空気が溜まるのを抑制することができる。

この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。
たとえば、上述の実施形態では、複数のファン４５の全体の回転のオンオフによって、気流が制御されると説明した。しかしながら、制御部５０の非栽培空間温度制御部６１は、ファン４５の回転のオンオフの切り替えに加えて、回転させるファン４５の数を変化させることで、気流を制御してもよい。

詳しくは、検出温度Ｓが目標温度ＴＡよりも高い場合には、回転するファン４５の数を増やす。これにより、吸気口１６から排気口１７へ向かう気流を形成したり、当該気流を強めたりすることができる。そのため、非栽培空間１５の空気と外気とが入れ替えられる。その結果、非栽培空間１５の温度が低下しやすくなり、目標温度ＴＡに近づきやすくなる。

逆に検出温度Ｓが目標温度ＴＡよりも低い場合には、回転するファン４５の数を減らしたり、全てのファン４５の回転を停止させたりする。これにより、吸気口１６から排気口１７へ向かう気流を弱めたり、当該気流を消滅させたりすることができる。そのため、非栽培空間１５の空気と外気との入れ替え速度が緩められたり、当該入れ替えが停止されたりする。その結果、非栽培空間１５の温度が、上昇しやすくなり、目標温度ＴＡに近づきやすくなる。

検出温度Ｓが目標温度ＴＡと一致している場合には、回転するファン４５の数を維持すればよい。これにより、非栽培空間１５の温度の上昇および低下が抑制され、非栽培空間１５の温度が現在の温度に維持されやすい。
また、制御部５０の非栽培空間温度制御部６１は、ファン４５の回転のオンオフの切り替えと、回転させるファン４５の数の変化とに加えて、開閉する吸気口１６および排気口１７の数および／または開度を変化させることで、気流を制御してもよい。

また、制御部５０の非栽培空間温度制御部６１は、ファン４５の回転のオンオフを切り替えるだけでなく、ファン４５の回転数を増減させてもよい。詳しくは、制御部５０の非栽培空間温度制御部６１は、非栽培空間１５の温度を低下させたい場合には、ファン４５の回転数を増大させ、非栽培空間１５の温度を上昇させたい場合には、ファン４５の回転数を減少させるように、ファン駆動機構６３を制御してもよい。非栽培空間１５の温度を維持したい場合は、ファン４５の回転数を変化させない。この場合であっても、制御部５０の非栽培空間温度制御部６１が、ファン４５の回転のオンオフの切り替えに加えて回転させるファン４５の数を変化させる場合と同様の効果が得られる。

また、目標温度ＴＡが積算温度曲線に基づいて算出されない場合も有り得る。その場合として、たとえば、制御部５０が、植物の生長状態に応じて、温度だけでなく湿度やＣＯ_２濃度を変化させ、さらに、日照強度を考慮する場合が挙げられる。このような場合、植物の生長状態に応じた温度は、積算温度曲線ではなく、たとえば、温度、湿度、ＣＯ_２濃度、日照強度を変数とする関数から算出される。また、目標温度ＴＡは、植物の光合成量を考慮して設定されてもよい。

また、上述の実施形態では、非栽培空間１５には、複数のファン４５が設けられていた。しかしながら、上述の実施形態とは異なり、非栽培空間１５には、複数のファン４５が設けられていない形態も有り得る。この場合、制御部５０の非栽培空間温度制御部６１は、吸気口１６および排気口１７の開閉によって、非栽培空間１５の空気と外気との入れ替えを行う。非栽培空間１５に導入される空気の量（流量）は、開閉される吸気口１６の数および／または開度を変化させることで調整されてもよい。非栽培空間１５から排出される空気の量（流量）は、開閉される排気口１７の数および／または開度を変化させることで調整されてもよい。

上述の実施形態において、非栽培空間温度制御部６１は、検出温度Ｓが目標温度ＴＡよりも高いか否かを判定していたが（ステップＳ１）、検出温度Ｓが目標温度ＴＡを含む所定の温度範囲内に含まれているか否かを判定してもよい。すなわち、非栽培空間温度制御部６１は、検出温度Ｓ＞目標温度ＴＡ＋所定温度値αを満たす場合にステップＳ２の処理を行い、検出温度Ｓ＜目標温度ＴＡ−所定温度値βを満たす場合にはステップＳ３の処理を行う。目標温度ＴＡ−所定温度値β≦検出温度Ｓ≦目標温度ＴＡ＋所定温度値αの場合は、吸気口１６および排気口１７、ならびにファン４５は、現在の状態で維持される。所定温度値αと所定温度値βは、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。

その他、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。

１：植物栽培システム
２：第１ハウス
３：第２ハウス
８：制御装置
９：第１温度センサ（温度センサ）
１１：床板
１５：非栽培空間（第１ハウスと第２ハウスとの間の空間）
１６：吸気口
１７：排気口
２０：栽培空間
３５：外気流通管
４５：ファン
Ｓ：検出温度
ＴＡ：目標温度

Claims

第１ハウスと、
前記第１ハウス内に収容され、密閉状態で植物を栽培可能な栽培空間を有する第２ハウスと、
前記栽培空間の環境を制御する制御装置とを備え、
前記第１ハウスが、前記第１ハウスの外部から前記第１ハウスと前記第２ハウスとの間の空間に空気を導入する吸気口と、前記第１ハウスと前記第２ハウスとの間の空間から前記第１ハウスの外部に空気を排出する排気口とを含む、植物栽培システム。
前記第１ハウスの床板の下方を通り、前記第１ハウスの外部から空気を前記吸気口に送り込む外気流通管をさらに備え、
前記排気口が、前記第１ハウスの上部に設けられている、請求項１に記載の植物栽培システム。
前記第１ハウスと前記第２ハウスとの間の空間の温度を検出する温度センサをさらに備え、
前記吸気口および前記排気口が、それぞれ開閉可能に構成され、
前記制御装置が、前記温度センサによって検出された検出温度が植物の生長状態に応じた目標温度よりも高い場合には、前記吸気口および前記排気口を開き、前記検出温度が前記目標温度以下の場合には、前記吸気口および前記排気口を閉じる、請求項１または２に記載の植物栽培システム。
前記吸気口から前記排気口に向かう気流を形成可能なファンをさらに備え、
前記制御装置が、前記検出温度が前記目標温度よりも高い場合には、前記ファンの回転数を増大させ、前記検出温度が前記目標温度以下の場合には、前記ファンの回転数を低減させる、請求項３に記載の植物栽培システム。