JP2022007306A - 栽培設備 - Google Patents

Abstract

【課題】風上側および風下側の天窓の開閉で換気を行う場合に比べて、建屋内の換気を十分に行うことができる、植物を屋内で栽培する栽培設備の提供。
【解決手段】栽培室１を内部に有し栽培室１内に植物を栽培する栽培ベッド２が設置された建屋Ｕと、前記栽培室１の床３１に設けられ、前記建屋Ｕの内部と外部とを通風する通風口と、前記栽培室１の頂部に設けられ、前記建屋Ｕの内部と外部とを通風する換気口１ｃと、を備えた栽培設備Ｓ。
【選択図】図１

Description

この発明は、野菜や果物等の植物を建屋内で栽培する栽培設備に関するものである。

栽培ベッドで野菜や果物等の植物を栽培する植物栽培設備に関し、例えば、以下の特許文献１に記載された技術が知られている。
特許文献１（特開２０１９－４１６３７号公報）には、栽培ベッドで植物を栽培する植物栽培設備において、所定の換気温度、湿度になると天窓を開けて外気を導入し、所定の閉鎖温度、湿度になると天窓を閉じる構成が記載されている。特許文献１では、風向計の検知結果から、風上側の天窓と風下側の天窓の開度を異なるように調整することも記載されている。

特開２０１９－４１６３７号公報（特に「００５２」）

しかしながら、特許文献１に記載された構成のように、天窓の開閉だけでは、建屋の上部しか十分な換気が行われず、建屋の全体の換気が不十分な場合があった。よって、温度、湿度のムラや二酸化炭素濃度のムラ等が発生して、植物の生育が目的通りにならない恐れがあった。

この発明は、風上側および風下側の天窓の開閉で換気を行う場合に比べて、建屋内の換気を十分に行うことを技術的課題とする。

この発明の上記課題は、次の解決手段により解決される。
請求項１に記載の発明は、
栽培室（１）を内部に有し、栽培室（１）内に植物を栽培する栽培ベッド（２）が設置された建屋（Ｕ）と、
前記栽培室（１）の床（３１）に設けられ、前記建屋（Ｕ）の内部と外部とを通風する通風口（３４）と、
前記栽培室（１）の頂部に設けられ、前記建屋（Ｕ）の内部と外部とを通風する換気口（１ｃ）と、
を備えたことを特徴とする栽培設備（Ｓ）である。

請求項２に記載の発明は、
長手方向に延びる栽培ベッド（２）が複数設置され、
前記通風口（３４）は、前記栽培ベッド（２）の下方且つ前記栽培ベッド（２）の長手方向に沿って配置された
ことを特徴とする請求項１に記載の栽培設備（Ｓ）である。

請求項３に記載の発明は、
前記通風口（３４）を開閉するシャッター（３６）と、
前記栽培室（１）の外部の風速を計測する風速計（１８）と、
前記風速計（１８）の計測結果が予め定められた閾値よりも高い場合に、前記シャッター（３６）の開度を下げる制御部（Ｃ）と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の栽培設備（Ｓ）である。

請求項１に記載の発明によれば、建屋（Ｕ）の下部の通風口（３４）と上部の換気口（１ｃ）との間で通気されるので、風上側および風下側の天窓の開閉で換気を行う場合に比べて、建屋内の換気を十分に行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、通風口（３４）が栽培ベッド（２）の下方に配置されているので、栽培ベッド（２）から離れた場所に通風口（３４）が設けられている場合に比べて、栽培ベッド（２）の植物に対して効果的に通気される空気を接触させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、シャッター（３６）の開度が調整されない場合に比べて、通風口（３４）を通過して栽培室（１）に供給される空気の量を均一化しやすい。

図１は本発明の栽培設備の説明図である。 図２は実施例の建屋の設営場所の説明図である。 図３は実施例の建屋の床下部分を含む要部説明図である。 図４は実施例の栽培ベッドの要部斜視図である。 図５は実施例の通気シャッターの説明図であり、図５Ａはシャッターが閉鎖された状態（開度０％）の説明図、図５Ｂはシャッターが開度５０％の状態の説明図、図５Ｃはシャッターが開度１００％の状態の説明図である。 図６は実施例の栽培設備の制御部の説明図である。 図７は本実施例の別の形態の説明図である。 図８は本実施例のさらに別の形態の説明図である。

以下、図面に基づき、本発明の実施例について説明する。
図１は本発明の栽培設備の一例の説明図である。
図１において、本発明の実施例の栽培設備Ｓは、建屋Ｕを有する。建屋Ｕの内部には、栽培室の一例としての温室１が設けられている。実施例の温室１は、天窓１ａ，１ｂが、図示しないモータ等で温室１の頂部に形成された換気口１ｃを開閉可能に構成されている。
温室１の内部には、栽培装置の一例としての栽培ベッド２が複数設置されている。栽培ベッド２は、土が収容されており、植物の一例としてのトマトが栽培されている。なお、栽培する植物はトマトに限定されず、キュウリやイチゴ等、目的や用途に応じて、任意の植物（野菜や果物等）を栽培可能である。実施例では、栽培ベッド２は吊り下げ紐２ａで天井側から吊り下げられている。なお、栽培ベッド２は吊り下げる構成に限定されず、脚部や固定具で床や側壁に支持される構成とすることも可能である。

また、温室１の内部には、温度計や湿度計、二酸化炭素濃度計を有する計測盤１１が設置されている。
さらに、栽培ベッド２の近傍には、観察部材の一例としてのカメラ１２が配置されている。カメラ１２は、植物の映像を取得する。
また、栽培ベッド２の近傍には、葉温検出部材の一例としての放射温度計１３が配置されている。放射温度計１３は、植物の葉に向けて配置されており、植物の葉の温度（葉温）を計測する。

さらに、温室１の内部には、結露検出部材の一例としての結露感知センサ１４が設置されている。実施例の結露感知センサ１４は、温室の天井から吊り下げられている。
また、実施例では、温室１の外に日射計１６が設置されている。日射計１６は、太陽光の日射量を検出する。なお、日射計１６は、温室１の内部に設置することも可能である。
さらに、実施例では、温室１の外に風向計１７が設置されている。風向計１７は、風向きを検出する。
また、実施例では、温室１の外に風速計１８が設置されている。風速計１８は、屋外の風速を計測する。
さらに、温室１の外に、外気温計１９が設置されている。外気温計１９は、屋外の気温（外気温）を計測する。

温室１には、温室１内の温度を制御する温度制御装置２１が設置されている。
また、温室１には、温室１の換気、気流を制御する換気制御装置２２が設置されている。
さらに、温室１には、温室１内の植物に光合成に必要な二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置２３が設置されている。
また、温室１には、栽培ベッド２に、肥料を含む水である養液を供給する養液供給装置２４が設置されている。

さらに、温室１には、栽培ベッド２で植物に吸収されなかった養液（排液）を処理する排液処理装置２６が設置されている。
前記温度制御装置２１、換気制御装置２２、二酸化炭素供給装置２３、養液供給装置２４、排液処理装置２６は、制御部Ｃで制御される。

図２は実施例の建屋の設営場所の説明図である。
図２において、実施例の建屋Ｕは、標高の低い場所から高い場所に向かう風（いわゆる谷風）が吹きやすい場所に設置されている。すなわち、山の斜面を削ったり盛り土したりして造成した造成地Ｕ１に建屋Ｕが設置されている。なお、風は、日中と夜間や、冬季と夏季とで風向きが変わることがあり、風向きが変わると谷風ではなく山風となる。

図３は実施例の建屋の床下部分を含む要部説明図である。
図４は実施例の栽培ベッドの要部斜視図である。
図３において、温室１の床３１の下方、すなわち、温室１の床下には、通風部の一例としての通風室３２が設けられている。通風室３２は、水平方向に延びており、通風室３２の水平方向の両端部が建屋Ｕの側壁に形成された外気口３３に接続されている。本実施例では、外気口３３の部分に吸引ファン等の気体移送装置を設けていないが、設置することも可能である。

通風室３２の天井である床３１には、通風口３４が形成されている。図４において、本実施例では、栽培ベッド２は、長手方向に延びる形状に形成されており、複数条設置されている。そして、通風口３４は、各栽培ベッド２の下方に配置されると共に、栽培ベッド２の長手方向に沿って配置されている。
したがって、栽培ベッド２の近傍が通気されることとなり、通風室３２からの空気に植物が効果的に接触しやすい。すなわち、通風口３４が栽培ベッド２の直下方に設けられることで、通風室３２からの温度や湿度が調整された空気が栽培ベッド２の左右両側へ流れ、速やかに植物に供給され、植物の周囲の温度や湿度等の環境が速やかに調整されやすい。

図３において、各通風口３４には、通風口３４を開放または閉鎖可能な通気シャッター３６が設置されている。実施例の通気シャッター３６は、回転軸３６ａを中心として床３１に回転可能に支持されている。なお、通気シャッター３６は、回転軸３６ａを中心とする回転で開閉するシャッターに限定されず、通気シャッター３６全体を床３１に対してスライド移動させて、通風口３４を開閉する構成とすることも可能である。
本実施例では、通気シャッター３６を開放して、栽培ベッド２で栽培されている植物から落下した葉や茎、枯葉、枯茎、摘葉、摘茎等を、通風口３４を通じて通風室３２に落下させることが可能である。通風室３２に落下した葉等は堆積する。堆積物３５は、通風室３２を通過する空気で乾燥していき、ごみの量および重量が削減されると共に、空気を加湿することも可能である。また、温室１内での落葉等を掃除する際に、栽培ベッド２の下方の通風口３４に落とし込むだけで温室１の清掃が完了するため、温室１の清掃やごみの運搬の手間を削減することができる。さらに、通風室３２の軽量化、少量化された堆積物３５をまとめて清掃することで落葉等の清掃が完了するため、全体としても清掃の手間が削減される。また、栽培ベッド２が吊り下げ式のため、栽培ベッド２の下方が開放されているので落下した葉や茎等を掃除等により通風口３４へ落下させやすい。

図５は実施例の通気シャッターの説明図であり、図５Ａはシャッターが閉鎖された状態（開度０％）の説明図、図５Ｂはシャッターが開度５０％の状態の説明図、図５Ｃはシャッターが開度１００％の状態の説明図である。
図５において、通気シャッター３６は、板状の固定部３７と、固定部３７に対して水平方向にスライド移動可能な可動部３８とを有する。固定部３７および可動部３８には、それぞれスリット状の通気孔３７ａ，３８ａが形成されている。可動部３８は、駆動源の一例としてのモータ３９で固定部３７に対してスライド移動可能に支持されている。したがって、図５Ｃに示すように、可動部３８の通気孔３８ａが固定部３７の通気孔３７ａと一致する位置に可動部３８が移動すると、通気シャッター３６の開度が１００％となり、通風室３２と温室１との通気が最も円滑に行われる状態となる。可動部３８を図５Ｂの状態に移動させると、可動部３８の通気孔３８ａと固定部３７の通気孔３７ａとが半分重なった状態となり、通気シャッター３６の開度が５０％となる。この状態では、通風室３２と温室１との通気が図５Ｃの状態に比べると５０％程度に制限される。可動部３８を図５Ａの状態に移動させると、可動部３８の通気孔３８ａと固定部３７の通気孔３７ａとが重ならない状態となり、通気シャッター３６の開度が０％となる。この状態では、通風室３２と温室１との通気がされなくなる。

図３において、前記通風室３２には、水平方向の両端部（図３では一方の端部のみを図示）に、加温部材の一例としての放熱管４１が設置されている。放熱管４１は、内部を熱媒の一例としての水が流動、循環可能に構成されている。放熱管４１には、ポンプ４２が接続されていて、内部の水が流動される。本実施例では、ポンプ４２が作動した場合に、放熱管４１の内部の水は、第１の熱交換部４３と、第２の熱交換部４４を通過するように構成されている。
第１の熱交換部４３には、第１の熱交換ポンプ４３ａで汲み上げられた地下水が通過する配管４３ｂを有する。したがって、第１の熱交換部４３では、第１の熱交換ポンプ４３ａの作動時に、放熱管４１の水が、年間を通じて水温がほぼ安定する地下水との間で熱交換が可能となっている。第１の熱交換部４３では、春季～秋季は放熱管４１の水が主として冷却され、冬季は放熱管４１の水が主として加温されることとなる。

第２の熱交換部４４には、第２の熱交換ポンプ４４ａで循環される水が通過する配管４４ｂを有する。配管４４ｂを循環する水は、屋外に設置されたソーラーパネル４４ｃで晴天時や夏季等の高温期に加温される。したがって、第２の熱交換部４４では、第２の熱交換ポンプ４４ａの作動時に、放熱管４１の水が、ソーラーパネル４４ｃで加熱された温水との間で熱交換が可能となっている。
したがって、本実施例では、季節や外気温、温室１内の温度等に応じて、第１の熱交換部４３および第２の熱交換部４４の一方または両方を稼働することで、放熱管４１の温度を制御することが可能であり、通風室３２を通過する空気の温度を調整することが可能である。なお、建屋Ｕが設置される場所の地下水の温度やソーラーパネル４４ｃの効率（晴天の日が多い場所や少ない場所）、外気の温度湿度が年間を通じて安定している等の事情に応じて、第１の熱交換部４３と第２の熱交換部４４のいずれか一方または両方が設けられない構成とすることも可能である。また、ボイラーを使用した熱交換器等を使用することも可能である。

前記通風室３２には、放熱管４１の下方に結露水回収部の一例であって、加湿部の一例としての側溝４６が形成されている。温室１の内部の湿度を下げたい場合に、第１の熱交換部４３で放熱管４１の温度を低下させ、放熱管４１の周囲を通過する空気中の水分を結露させて、除湿して、除湿された空気を温室１に供給することが可能である。この時、結露した水を側溝４６で回収可能である。側溝４６の水は、側溝４６の傾斜で、通風室３２の外部に排水することも可能である。
逆に、温室１の内部の湿度を上げたい場合には、側溝４６に外部から給水することで、側溝４６からの蒸発した水分で、通風室３２を通過する空気を加湿し、加湿された空気を温室１に供給することも可能である。この時、結露時に回収された水や雨水を屋外のタンクに溜めておき、タンクの水を利用することも可能である。また、空気の加湿を効率的に行うために、第２の熱交換部４４を作動させて空気を加温することも可能である。

また、前記通風室３２には、放熱管４１よりも外気口３３側の位置に、冷却部の一例としての細霧ノズル４７が設置されている、細霧ノズル４７は、ポンプ４７ａの作動時に、水タンクからの水を霧状に噴霧する。したがって、水の気化に伴って、通風室３２内の空気を冷却したり、湿度を上昇させたりすることが可能である。なお、上昇した湿度は、空気の移動方向の下流側の放熱管４１の部分で結露させて除湿することも可能である。前記細霧ノズル４７の設置場所は、通風室３２の内部に限定されず、外気口３３の外側近傍のように空気が通過する任意の位置に変更することも可能である。
なお、側溝４６の排水や給水や細霧ノズル４７の作動／作動停止は、センサ等で監視して自動的にポンプで給排水等を行う構成とすることも可能であるが、利用者が確認しながら手動でポンプの作動／停止を行う構成とすることも可能である。

図６は実施例の栽培設備の制御部の説明図である。
実施例の制御部Ｃは、外部との信号の入出力等を行う入出力インターフェースＩ／Ｏを有する。また、制御部Ｃは、必要な処理を行うためのプログラムおよび情報等が記憶されたＲＯＭ：リードオンリーメモリを有する。また、制御部Ｃは、必要なデータを一時的に記憶するためのＲＡＭ：ランダムアクセスメモリを有する。また、制御部Ｃは、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに応じた処理を行うＣＰＵ：中央演算処理装置を有する。したがって、実施例の制御部Ｃは、情報処理装置、いわゆるコンピュータにより構成されている。よって、制御部Ｃは、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現することができる。

（制御部に接続された被制御要素）
実施例の制御部Ｃは、温度制御装置２１や換気制御装置２２、二酸化炭素供給装置２３、養液供給装置２４、排液処理装置２６、その他、図示しない被制御要素に制御信号を出力する。
温度制御装置２１は、制御部Ｃからの制御信号に応じて、各ポンプ４２，４３ａ，４４ａ，４７ａを制御して、温室１の内部の温度、湿度を調整、制御する。なお、温室１の内部に結露を感知するセンサを設置して、結露を感知した場合と感知しない場合で、温度や湿度を結露しにくいように調整することが可能である。

換気制御装置２２は、通気シャッター３６の開度を制御するシャッタ制御回路２２ａと、天窓１ａ，１ｂの開閉を行う天窓開閉装置２２ｂを有する。シャッタ制御回路２２ａは、制御部Ｃからの制御信号に応じて、通気シャッター３６のモータ３９を作動させて、通気シャッター３６の開度を制御する。天窓開閉装置２２ｂは、制御部Ｃからの制御信号に応じて、天窓１ａ，１ｂを開閉する。

二酸化炭素供給装置２３は、二酸化炭素の収容部の一例としてのガスタンク２３ａと、弁体の一例としてのガスバルブ２３ｂとを有する。ガスバルブ２３ｂは、制御部Ｃからの制御信号に応じて開閉され、二酸化炭素の温室１への供給、供給停止を制御する。

養液供給装置２４は、水が収容された原水タンク２４ａと、肥料が収容された肥料タンク２４ｂとを有する。なお、実施例では、肥料の一例として液体肥料が使用されるとともに、肥料タンク２４ｂには、植物に施用される濃度よりも高濃度の濃縮肥料が収容されている。原水タンク２４ａの水は、原水ポンプ２４ｃで混合タンク２４ｅに供給される。肥料タンク２４ｂの液体肥料は、肥料ポンプ２４ｄで混合タンク２４ｅに供給される。混合タンク２４ｅには、原水タンク２４ａからの水と、肥料タンク２４ｂからの肥料と、後述する殺菌後の排液とが混合されて、養液が生成される。

混合タンク２４ｅの養液は、各栽培ベッド２での必要量に応じて、給液ポンプ２４ｆで汲み出される。切替弁２４ｇは、給液ポンプ２４ｆからの養液を必要な栽培ベッド２に供給され、且つ、不要な栽培ベッド２に供給されないように切り替える。
各栽培ベッド２へ供給された養液量は、養液量検出センサ２４ｈで計測される。なお、養液量検出センサ２４ｈは、養液供給装置２４に限定されず、栽培ベッド２の培地（土壌）に設けた水分センサを使用することも可能である。

栽培ベッド２からの排液は、排液処理装置２６の排液量センサ２６ａで計測される。排液は、排液タンク２６ｂに流入、収容される。排液タンク２６ｂの排液は、排液ポンプ２６ｃで殺菌装置２６ｄに送られる。殺菌装置２６ｄは、紫外線（ＵＶ）等で排液を殺菌処理して、混合タンク２４ｅに送られて再利用される。実施例では、殺菌した排液が速やかに混合タンク２４ｅに送られて再使用される。したがって、殺菌後にタンクに所定時間貯留する場合に比べて、殺菌後のタンクで細菌に侵されにくくなっている。
なお、混合タンク２４ｅの液が、所定時間貯留された場合に、排液タンク２６ｂに送って、殺菌装置２６ｄで殺菌して使用するように構成することも可能である。

（制御部に接続された信号入力要素）
図１、図６において、実施例の制御部Ｃには、各種計測部材、検知部材ＳＮ１～ＳＮ３，１２～１９，２４ｈ，２６ａからの信号が入力される。
計測盤１１の温度計ＳＮ１は、温室１の温度を計測する。
計測盤１１の湿度計ＳＮ２は、温室１の湿度を計測する。
計測盤１１の二酸化炭素濃度計ＳＮ３は、温室１の二酸化炭素濃度を計測する。カメラ１２は、植物の画像を撮影する。
放射温度計１３は、葉温を検出する。
結露感知センサ１４は、結露の有無を検出する。
日射計１６は日射量を計測する。
風向計１７は、風向を計測する。
風速計１８は、風速を計測する。
外気温計１９は、外気温を計測する。

制御部Ｃは、以下の機能（機能手段、プログラムモジュール）を有する。
蒸散検出手段５１は、湿度検知手段５１ａと、カメラ画像取得手段５１ｂと、萎れ程度判別手段（画像解析手段）５１ｃとを有し、植物の蒸散が活発であるか否かを判別する。実施例の蒸散検出手段５１は、湿度検知手段５１ａが検出する湿度の上昇（湿度の変化速度）が、予め設定された設定値に達しない場合に、植物の蒸散が活発でないと検出する。すなわち、植物の蒸散が活発であれば、気孔が開いて空気中に水分が多く放出されることとなり、湿度の上昇が高くなり、蒸散が活発でなければ、湿度の上昇が低くなることから、湿度の上昇に基づいて蒸散が活発であるか否かを検出している。なお、設定値は、実験等で予め測定、設定されている。

また、実施例の蒸散検出手段５１は、カメラ画像取得手段５１ｂが取得したカメラ１２からの画像（観察結果）に基づいて、萎れ程度判別手段５１ｃが、植物が萎れているか否かを判別し、萎れている場合には、気孔が閉じている可能性が高く、蒸散が活発でないと検出する。なお、植物が萎れているか否かは、複数の段階の萎れ具合の葉の画像を予め取得しておき、カメラ１２の撮影画像と比較して最も近い萎れ具合の葉の画像を特定することで、萎れ具合を判別可能である。

葉温検出手段５２は、放射温度計１３の入力信号から葉温を検出する。
日射量検出手段５３は、日射計１６の入力信号から日射量を検出する。
日射量履歴記憶手段５４は、日射量検出手段５３が検出した日射量の履歴を記憶する。日射量履歴記憶手段５４は、日射計１６が測定した日時と対応させて日射量の履歴を記憶する。したがって、日射量の履歴から、本日や昨日、一昨日が晴天日か、非晴天日（曇天、雨天、雪等）かを判定することも可能に構成されている。

養液量検出手段５５は、養液量検出センサ２４ｈの入力信号から栽培ベッド２に供給された養液量を取得する。
排液量検出手段５６は、排液量センサ２６ａの入力信号に基づいて栽培ベッド２から排出された排液量を取得する。

二酸化炭素供給制御手段５７は、二酸化炭素濃度計ＳＮ３の検知結果に基づいて、二酸化炭素の供給および供給停止の制御を行う。二酸化炭素供給制御手段５７は、二酸化炭素濃度計ＳＮ３の検出する二酸化炭素濃度が予め設定された範囲に収まっている場合には、二酸化炭素の供給を行わず、植物の光合成で二酸化炭素が消費されて、予め設定された範囲を下回ると、二酸化炭素の供給を行う。

実施例の二酸化炭素供給制御手段５７は、二酸化炭素供給中に、蒸散検出手段５１が植物の蒸散が活発でない状態を検出し、且つ、排液量センサ２６ａが検出する排液量が設定量に達しない場合に、二酸化炭素の供給を停止する。すなわち、蒸散が活発でなく、排液量が少ないということは、植物は、気孔が開いておらず、養液を多く吸収しているために排液が少なくなっている状態である可能性が高く、光合成が活発でない状態と推定される。したがって、光合成が活発でない状況で二酸化炭素を供給しても、二酸化炭素が光合成に使われにくく、大気中に拡散しやすく、無駄が多く非効率的である。よって、実施例では、蒸散と排液量から光合成が活発でないと推定、判定された場合には、二酸化炭素の供給が停止される。

さらに、実施例の二酸化炭素供給制御手段５７は、二酸化炭素を供給中に、前記蒸散検出手段５１が植物の蒸散が活発でない状態を検出し、且つ、前記養液量検出センサ２４ｈが検出する養液量が設定量に達する場合にも、二酸化炭素の供給を停止する。すなわち、蒸散が活発でなく、養液量が多いということは、植物は、気孔が開いておらず、養液を多く吸収している状態である可能性が高く、光合成が活発でない状態と推定される。したがって、排液量が少ない場合と同様に、光合成が活発でない状況で二酸化炭素を供給しても非効率的である。よって、実施例では、蒸散と養液量から光合成が活発でないと推定、判定された場合には、二酸化炭素の供給が停止される。

なお、実施例の二酸化炭素供給制御手段５７は、排液量が設定量に達しない場合や養液量が設定量に達する場合でも、蒸散が活発であれば、光合成が活発に行われていて、養液が多く植物に吸収されていると推定される。したがって、光合成に必要な二酸化炭素の供給が継続される。
なお、排液量の設定量や養液量の設定量は、実験等で予め測定され、設定されている。

また、実施例の二酸化炭素供給制御手段５７は、日射計１６の計測結果に基づいて、曇の日が続いた後の晴天日である場合に、二酸化炭素の供給を停止する。曇りの日が続いた後の晴天日は蒸散が活発になることが知られている。したがって、一度に蒸散してしまって蒸散過多になって、生理障害の一例としての萎れの原因になる。よって、この状況で二酸化炭素を供給し続けると、蒸散過多状態での光合成が過剰になり、植物の生理障害が発生する場合がある。したがって、蒸散過多の状況では、蒸散が活発な状況でも、二酸化炭素の供給が停止される。

さらに、実施例の二酸化炭素供給制御手段５７は、葉温検出手段５２が検出する葉温が設定値に達する場合に、二酸化炭素の供給を停止する。葉温が高いと蒸散が活発になっていることが知られている。したがって、実施例では、蒸散過多になっている可能性があるので、生理障害の一例としての尻腐れ果の発生を抑制するために、二酸化炭素の供給が停止される。
なお、生理障害の発生を、天候や葉温から推測、予測する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、植物の生長（伸びや茎の太さ）をカメラ等で経時的に計測して、過剰に生長していると判別することも可能である。また、実施例では、二酸化炭素の供給停止を例示したが、これに限定されず、温室１のカーテンの遮光を行うタイミングを早くしたり潅水量を抑えて生長を抑えることも可能である。

また、二酸化炭素供給制御手段５７は、二酸化炭素の供給時（施用時）に、温度が設定値（例えば、１℃／１０分）以上急上昇するか、湿度が設定値（例えば、１％／１０分）以上急低下した場合に、二酸化炭素の供給を停止する。これは、春先等の朝寒く、昼にかけて温度が急上昇するような状況で、二酸化炭素を継続供給して蒸散が過多になると、生理障害の一例としての尻腐れ果が発生する恐れがある。したがって、二酸化炭素の供給を停止することで、生理障害の発生を抑制可能である。

温度制御手段５８は、放熱制御手段５８ａと、第１の熱交換制御手段５８ｂと、第２の熱交換制御手段５８ｃと、細霧制御手段５８ｄと、結露検知手段５８ｅと、を有し、温度制御装置２１（各ポンプ４２，４３ａ，４４ａ，４７ａ）を制御して、温室１の温度および湿度を制御する。

放熱制御手段５８ａは、温度計ＳＮ１や湿度計ＳＮ２、外気温計１９の検知結果に基づいて、放熱管４１の作動／作動停止を制御する。実施例では、温室１内の温度が、予め設定された温度上限を超えた場合または温度下限を下回った場合に、通風室３２を通過する空気の温度を調整するために、放熱管４１のポンプ４２を作動させる。一方で、温室１内の温度が温度下限から温度上限の間の温度である場合には、ポンプ４２を停止させる。また、温室１内の湿度が、予め設定された湿度上限を超えた場合または湿度下限を下回った場合に、通風室３２を通過する空気の湿度を調整するために、放熱管４１のポンプ４２を作動させる。

第１の熱交換制御手段５８ｂは、温度計ＳＮ１や湿度計ＳＮ２、外気温計１９の検知結果に基づいて、第１の熱交換部４３の作動／作動停止を制御する。実施例では、温室１内の温度が、予め設定された温度上限を超えた場合に、第１の熱交換ポンプ４３ａを作動させる。これにより、通風室３２を通過する空気が冷却されて、温室１に冷たい空気を導入される。よって、温室１内の温度を下げることが可能である。なお、温室１内の温度が温度上限に達しない場合には、第１の熱交換ポンプ４３ａを停止させる。
また、温室１内の湿度が、予め設定された湿度上限を超えた場合には、第１の熱交換ポンプ４３ａを作動させる。これにより、放熱管４１の水が冷却されて、通風室３２を通過する空気が放熱管４１の部分で結露しやすくなり、空気の湿度を低下させることが可能である。

第２の熱交換制御手段５８ｃは、温度計ＳＮ１や湿度計ＳＮ２、外気温計１９の検知結果に基づいて、第２の熱交換部４４の作動／作動停止を制御する。実施例では、温室１内の温度が、予め設定された温度下限を下回る場合に、第２の熱交換ポンプ４４ａを作動させる。これにより、通風室３２を通過する空気が加温されて、温室１に温かい空気が導入される。よって、温室１内の温度を上昇させることが可能である。なお、温室１内の温度が温度下限に達する場合には、第２の熱交換ポンプ４４ａを停止させる。また、温室１内の湿度が、予め設定された湿度下限に達しない場合に、第２の熱交換ポンプ４４ａを作動させる。これにより、通風室３２を通過する空気が加温され、空気中により多くの水蒸気を含ませることが可能な状態になり、通風室３２を通過する空気の湿度を上昇させることが可能である。このとき、側溝４６に給水すると、側溝４６の水が蒸発しやすくなる。

細霧制御手段５８ｄは、温度計ＳＮ１や湿度計ＳＮ２、外気温計１９の検知結果に基づいて、第２の熱交換部４４の作動／作動停止を制御する。実施例では、温室１内の温度が、予め設定された温度上限を上回る場合に、ポンプ４７ａを作動させる。これにより、通風室３２を通過する空気が冷却されて、温室１に冷たい空気を導入される。よって、温室１内の温度を下げることが可能である。また、温室１内の湿度が、予め設定された湿度下限に達しない場合に、ポンプ４７ａを作動させる。これにより、通風室３２を通過する空気の湿度を上昇させて、温室１の湿度を上昇させることが可能である。

なお、第１の熱交換制御手段５８ｂや第２の熱交換制御手段５８ｃと、細霧制御手段５８ｄとは、条件が重なった場合に同時に作動する場合があるが、これに限定されない。例えば、温室１が高温高湿の場合は、第１の熱交換制御手段５８ｂが機能し、温室１が高温低湿の場合は細霧制御手段５８ｄが機能し、温室１が低温低湿の場合は、第２の熱交換制御手段５８ｃが機能するというように、各手段５８ｂ～５８ｄが選択的に機能する構成とすることも可能である。
結露検知手段５８ｅは、結露感知センサ１４の入力信号に基づいて、結露が発生しているか否かを判別、検知する。

換気制御手段５９は、天窓開度制御手段５９ａと、通気開度制御手段５９ｂとを有し、温室１の換気を制御する。実施例の換気制御手段５９は、換気制御装置２２を制御して、温室１内の空気の循環と、外気との空気の入れ替え（通気）の制御を行う。具体的には、換気制御手段５９は、通風室３２から温室１内に空気を導入する場合（通気する場合）、すなわち、温度や湿度が所定の下限値～上限値の間にない場合には、通気シャッター３６を開放すると共に、天窓１ａ，１ｂも開放する。これにより、温室１の下方から上方に空気が抜けやすくなり、温室１の全体が通気されやすくなっている。また、結露が発生した場合には、通風室３２で除湿された低湿の空気を温室１に供給させる。

天窓開度制御手段５９ａは、風向計１７の検知結果に基づいて、風下側の天窓１ａ，１ｂを開放して、風上側の天窓１ａ，１ｂを閉鎖する。また、実施例の天窓開度制御手段５９ａは、二酸化炭素の供給中は、風向計１７の検知結果から、風下側の天窓１ａ，１ｂの開度が、二酸化炭素が供給されていない場合の開度よりも小さく設定される。したがって、通気により二酸化炭素が外気に放出される量が抑制される。

通気開度制御手段５９ｂは、通風室３２から温室１に通気する場合は、可動部３８を開放位置（図５Ｃに示す状態）に移動し、通気しない場合は、可動部３８を閉塞位置（図５Ａに示す状態）に移動させる。
なお、通気シャッター３６の開度について、０％か１００％の場合を例示したがこれに限定されない。例えば、温室１の温度や湿度の上限値や下限値との差分が大きいほど開度を大きくし、差分が小さいほど開度を小さくすることも可能である。また、風速計１８で計測した風速で、予め設定された閾値よりも強風が吹いている場合に、天窓１ａ，１ｂや通気シャッター３６の開度を小さくして、温室１に吹き込む空気の量を所定の範囲に調整する（均一化する）ことも可能である。

養液供給制御手段６１は、養液供給装置２４を制御して、栽培ベッド２に養液を供給する。
排液処理制御手段６２は、排液処理装置２６を制御して、栽培ベッド２からの排液の処理を行う。

前記構成を備えた実施例の栽培設備Ｓでは、温室１への通気が必要な場合には、温室の下部の通風口３４から上部の天窓１ａ，１ｂに空気が抜けやすい構成となっている。したがって、従来技術のように天窓だけで換気を行う構成に比べて、建屋Ｕ内の換気を十分に行うことが可能である。
特に、実施例の栽培設備Ｓでは、風下側の天窓１ａ，１ｂが開放されており、風上側の外気口３３から谷風や山風が吹き込みやすい。よって、ファン等の空気を吸引する部材を使用しなくても、温室１の通気が可能となっている。よって、ファン等を使用する場合に比べて、製造費用を削減可能であり、ファンを駆動するための電気代のようなランニングコストも削減可能である。

なお、通風室３２は、堆積物３５の清掃のために人が立ち入ることができるように、コンクリート基礎を使用したり、栽培ベッド２に対して作業する作業者が移動する床３１として鋼鉄製の梁やフラットデッキプレート、床スラブコンクリート等を使用して、十分な強度を持つ用に補強することが望ましい。

図７は本実施例の別の形態の説明図である。
植物の生育を促すための二酸化炭素の供給源として、図７に示すように、外気口３３に牛や豚等の家畜を飼育する畜舎７１の換気口７２に繋がるダクト７３を接続して、家畜からの二酸化炭素を通風室３２を通じて温室１に導入するように構成することも可能である。

図８は本実施例のさらに別の形態の説明図である。
通風室３２は、床下であるため、暗く、さらに、温室１に比べると比較的湿度が高くなりやすい。したがって、図８に示すように、暗く、湿った環境を利用して、通風室３２内にキノコ培養棚７６を設置して、キノコの栽培を行うようにすることも可能である。このとき、キノコの生育に伴って発生する二酸化炭素を温室１に供給して、温室１内の植物の生育を促すことも可能である。

（変更例）
ここまで本発明の実施例を説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲で変更することが可能である。
例えば、栽培設備Ｓが設置された場所が、寒冷地や温暖地、風のほとんど吹かない地域で、温度制御装置２１での温度制御では真冬や真夏に温度制御が対応しきれない場合には、特許文献１に記載されているような温水パイプや温風送風機、細霧冷房装置、換気ファン、エアコン等を、補助的に使用する構成とすることも可能である。

１…栽培室、
１ｃ…換気口、
２…栽培ベッド、
１８…風速計、
３１…床、
３４…通風口、
３６…シャッター、
Ｃ…制御部、
Ｓ…栽培設備、
Ｕ…建屋。

Claims (3)

1. 栽培室（１）を内部に有し、栽培室（１）内に植物を栽培する栽培ベッド（２）が設置された建屋（Ｕ）と、
   前記栽培室（１）の床（３１）に設けられ、前記建屋（Ｕ）の内部と外部とを通風する通風口（３４）と、
   前記栽培室（１）の頂部に設けられ、前記建屋（Ｕ）の内部と外部とを通風する換気口（１ｃ）と、
   を備えたことを特徴とする栽培設備。
2. 長手方向に延びる栽培ベッド（２）が複数設置され、
   前記通風口（３４）は、前記栽培ベッド（２）の下方且つ前記栽培ベッド（２）の長手方向に沿って配置された
   ことを特徴とする請求項１に記載の栽培設備。
3. 前記通風口（３４）を開閉するシャッター（３６）と、
   前記栽培室（１）の外部の風速を計測する風速計（１８）と、
   前記風速計（１８）の計測結果が予め定められた閾値よりも高い場合に、前記シャッター（３６）の開度を下げる制御部（Ｃ）と、
   を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の栽培設備。

Images