JP3624311B2 - 施設園芸用温室における暖房用熱源水の温度制御方法 - Google Patents
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- Domestic Hot-Water Supply Systems And Details Of Heating Systems (AREA)
- Greenhouses (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、野菜、花卉、果樹等の栽培のための施設園芸用温室における暖房用熱源水の温度調整方法、より詳しくは日射量と外気温のみに依存して熱源水の水温を調節する簡単な熱源水水温調節方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
暖房用熱源水を使用する施設園芸用温室（以下、温室という。）においては、ボイラと放熱管との間に配置した循環ポンプを室温サーモスタットを用いてＯＮ、ＯＦＦし室温を調整してきた。この方法では、ボイラ、管および当該管の戻り管の間に三方弁を配置し、室温により管へ供給する循環熱源水の水温を比例制御してきた。
【０００３】
本出願人は従来方法を改良する方法と装置のための特許出願を提出した（特願平１１−１１１２６０号）。この出願の内容は、図３と図４を参照すると、施設園芸用温室の暖房用熱源水による暖房において、循環熱源水は、その水温が温室外日射量および温室１０の外の外気温と温室内室温との管理温度との差により補正され、三方弁１２を用いて温室１０内へ行き管１４ａ、放熱管１４ｂおよび戻り管１４ｃへ供給されて放熱されるものである。
【０００４】
またこの方法を実施するための装置は、三方弁１２につながる三方弁制御部１２ａ、温室１０に入る前の点で行き管１４ａに連結された水温センサ１５、日射センサ２２、外気温センサ２３および室温センサ２４は制御部２１へ連結され、水温センサ１５、日射センサ２２、外気温センサ２３および室温センサ２４から入力される情報により制御部２１は三方弁制御部１２ａへ三方弁１２の動作制御情報を与えるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
日射による熱供給がある日中は、本出願人が開発した前記の装置を用いる場合の管理温度を保つのに必要な熱源水の温度は４０〜４５℃程度であり、省エネルギー（省エネ）のために水温は三方弁で調節されている。しかし、積雪等で温室外日射量があるにも係わらず温室内には日射が十分に入らない場合や予想外の寒波で温室の放熱量が異常に大きくなったときは、この水温では管理温度を保てない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、暖房用熱源水を利用する施設園芸用温室の暖房において、三方弁１２につながる三方弁制御部１２ａ、温室１０に入る前の点で行き管１４ａに連結された水温センサ１５、日射センサ２２、外気温センサ２３および室温センサ２４は制御部２１へ連結され、水温センサ１５、日射センサ２２および外気温センサ２３から入力される情報により制御部２１は三方弁制御部１２ａへ三方弁１２の動作制御情報を与える暖房用熱源水の温度調整装置を用いて、室温と外気温を常時監視し、イ．暖房を行っているにも係わらず室温が低下していくか、またはロ．外気温が予測した最低外気温度以下になったかのいずれかの条件または双方の条件が成立する場合、上記イ．の場合は省エネルギー制御を解除し、上記ロ．の場合に外気温が最低外気温度以下になったときは暖房は最大能力運転する必要があると判断し最大能力暖房に切り換え、熱源水温を調節する三方弁制御部１２ａへ通常水温制御を解除し安全制御を行う指示を送ることを特徴とする施設園芸用温室における暖房用熱源水の温度制御方法を提供することにより解決される。
【０００７】
【作用】
暖房システムにおいて、最大能力はその地域で想定される最大暖房負荷つまり最低外気温（ＴＭＩＮ）に基づき設定されている。最大能力暖房時に三方弁は循環熱源水を全量ボイラ缶水にし、熱源水温を７０〜８０℃程度まで昇温できるようになっている。この事実に鑑み、本発明の方法によると、気象急変等による暖房負荷が増大するときは、省エネ運転を解除しフル（全能力）運転に変更することにより設定された温室の管理温度を維持するのである。
【０００８】
【実施例】
本発明方法は、三方弁１２につながる三方弁制御部１２ａ、温室１０に入る前の点で行き管１４ａに連結された水温センサ１５、日射センサ２２、外気温センサ２３および室温センサ２４は制御部２１へ連結され、水温センサ１５、日射センサ２２および外気温センサ２３から入力される情報により制御部２１は三方弁制御部１２ａへ三方弁１２の動作制御情報を与える暖房用熱源水の温度調整装置を用いて、室温（ＴＩＮ）と外気温（ＴＯＵＴ）を常時監視し、イ．暖房を行っているにも係わらず室温が低下していくか、またはロ．外気温が予測した最低外気温度以下になったかのいずれかの条件または双方の条件が成立する場合、上記イ．の場合は省エネルギー制御を解除し、上記ロ．の場合は外気温が最低外気温度以下にになったときは暖房は最大能力運転する必要があると判断し最大能力暖房に切り換え、熱源水温を調節する三方弁制御部１２ａへ通常水温制御を解除し安全制御を行う指示を送ることを目標とする。
以下、図１のフロー図に従い上記の制御手順を説明する。
（ａ）図中、ａは通常運転を示し、この段階で水温（ＴＷ）＝省エネ水温（ＴＥ）に制御する。
（ｂ）次いでｂに示す安全制御に進み、外気温（ＴＯＵＴ）＜最低外気温（ＴＭＩＮ）のときはｈへ移行し、ＴＯＵＴ＜ＴＭＩＮでない（ｎｏ）ときはｃへ移行する。
（ｃ，ｄ）第１の安全制御を示し、室温（ＴＩＮ）が暖房ＯＮ時の値（Ｔ’）より安全時間（ｔｓ）継続して安全温度ΔＴ巾より下に下がったときはｇへ移行し、Ｔ’−ΔＴより上のときはａに戻る。ｔは現在時刻を示す。
（ｅ，ｆ）第２の安全制御を示し、ＴＩＮがさらに、安全時間（ｔｓ）継続してＴ’−２×ΔＴより下に下がったときｈへ移行し、Ｔ’−２×ΔＴより上のときはｄに戻る。
（ｈ）この段階でＴＷを缶水温度制御しＴｗ＝ＴＢにする。
ただし、チャートにあるＴＭＡＸは最大暖房負荷時に管理温度を維持するため必要な熱源水温設計値、缶水温度制御とは、三方弁がボイラ缶水と放熱後の循環水とを混合して循環水温を調節しているが、この混合比を全量ボイラ缶水にすることである。
【０００９】
図２は１９９９年２月３日に三重県桑名郡長島町の大松農園の温室内において農園所有者の許諾を得た上で図３と図４に示す装置を用いて行われた試験の結果を示す線図である。横軸には当日の時の経過を、左の縦軸には温度を℃で示し、右の縦軸の上方には０、５０、１００％と三方弁開度を示す。８０℃を示す横線の下の砂地を付したブロック８は暖房運転を示す。下から、線１は日射量、線２は外気温、線３は温室の室温、線４は設定した温室管理温度、線５は循環熱源水水温（熱源水温）、線６は設定水温、線７は三方弁開度をそれぞれ表す。１０：００時から１６：００時までの間、すなわち図２に両側に矢印を付した線で示される範囲内で、日射はあるが前夜の降雪で温室の上表面には積雪が若干残った状態で、かつ、外気温（線２）はこの温室の最低外気温度設計値である零度付近に推移している。１１：００時頃に室温（線３）が管理温度（線４）を下回り、暖房（ブロック８）がＯＮする。しかし、日射（線１）により制限された設定水温（線６）では室温（線３）は降下し続け、１１：３０時頃安全制御開始され設定水温（線６）は最高水温７０℃（ａ点）になる。三方弁開度（線７）は１００％に全開しそれにつれ熱源水温（線５）の上昇が開始する。その結果、１２：００時頃から室温（線３）が上昇に転じ、１２：３０時頃に管理温度（線４）に達し暖房（ブロック８）が終了し設定水温（線６）がｂ点まで下がり通常水温制御に戻ったことを示す。ｃ点の１４：００時頃から１５：３０時頃の間は再度同様に安全制御が働いていたことが示される。
【００１０】
上記した温室の面積は１，５００坪（１坪０．０３３アールに換算して４９．５アール）であり、温室内には、３４９ｋＷ（３０万ｋｃａｌ）／ｈの出力のボイラが２台設定されて稼動しており、栽培作物は水耕トマトであった。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によると、省エネによる経費削減のために温室暖房負荷の軽減時に熱源水温を制限していても、積雪時や寒波のような不測の気象変動による暖房負荷増大時に、温室内室温と外気温に対応して三方弁で循環熱源水温を安全制御することにより、温室内の室温が管理温度を保てずに作物に致命的な損傷を与える危険を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の実施を示すフロー図である。
【図２】本発明方法の実施試験の結果を示す線図である。
【図３】本出願人が開発した暖房用熱源水の温度調整装置の配管配置を示す図である。
【図４】図３の配管配置の運転方法を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 日射量
２ 外気温
３ 温室の室温
４ 温室管理設定温度
５ 循環熱源水水温
６ 設定水温
７ 三方弁開度
８ 暖房運転
【発明の属する技術分野】
本発明は、野菜、花卉、果樹等の栽培のための施設園芸用温室における暖房用熱源水の温度調整方法、より詳しくは日射量と外気温のみに依存して熱源水の水温を調節する簡単な熱源水水温調節方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
暖房用熱源水を使用する施設園芸用温室（以下、温室という。）においては、ボイラと放熱管との間に配置した循環ポンプを室温サーモスタットを用いてＯＮ、ＯＦＦし室温を調整してきた。この方法では、ボイラ、管および当該管の戻り管の間に三方弁を配置し、室温により管へ供給する循環熱源水の水温を比例制御してきた。
【０００３】
本出願人は従来方法を改良する方法と装置のための特許出願を提出した（特願平１１−１１１２６０号）。この出願の内容は、図３と図４を参照すると、施設園芸用温室の暖房用熱源水による暖房において、循環熱源水は、その水温が温室外日射量および温室１０の外の外気温と温室内室温との管理温度との差により補正され、三方弁１２を用いて温室１０内へ行き管１４ａ、放熱管１４ｂおよび戻り管１４ｃへ供給されて放熱されるものである。
【０００４】
またこの方法を実施するための装置は、三方弁１２につながる三方弁制御部１２ａ、温室１０に入る前の点で行き管１４ａに連結された水温センサ１５、日射センサ２２、外気温センサ２３および室温センサ２４は制御部２１へ連結され、水温センサ１５、日射センサ２２、外気温センサ２３および室温センサ２４から入力される情報により制御部２１は三方弁制御部１２ａへ三方弁１２の動作制御情報を与えるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
日射による熱供給がある日中は、本出願人が開発した前記の装置を用いる場合の管理温度を保つのに必要な熱源水の温度は４０〜４５℃程度であり、省エネルギー（省エネ）のために水温は三方弁で調節されている。しかし、積雪等で温室外日射量があるにも係わらず温室内には日射が十分に入らない場合や予想外の寒波で温室の放熱量が異常に大きくなったときは、この水温では管理温度を保てない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、暖房用熱源水を利用する施設園芸用温室の暖房において、三方弁１２につながる三方弁制御部１２ａ、温室１０に入る前の点で行き管１４ａに連結された水温センサ１５、日射センサ２２、外気温センサ２３および室温センサ２４は制御部２１へ連結され、水温センサ１５、日射センサ２２および外気温センサ２３から入力される情報により制御部２１は三方弁制御部１２ａへ三方弁１２の動作制御情報を与える暖房用熱源水の温度調整装置を用いて、室温と外気温を常時監視し、イ．暖房を行っているにも係わらず室温が低下していくか、またはロ．外気温が予測した最低外気温度以下になったかのいずれかの条件または双方の条件が成立する場合、上記イ．の場合は省エネルギー制御を解除し、上記ロ．の場合に外気温が最低外気温度以下になったときは暖房は最大能力運転する必要があると判断し最大能力暖房に切り換え、熱源水温を調節する三方弁制御部１２ａへ通常水温制御を解除し安全制御を行う指示を送ることを特徴とする施設園芸用温室における暖房用熱源水の温度制御方法を提供することにより解決される。
【０００７】
【作用】
暖房システムにおいて、最大能力はその地域で想定される最大暖房負荷つまり最低外気温（ＴＭＩＮ）に基づき設定されている。最大能力暖房時に三方弁は循環熱源水を全量ボイラ缶水にし、熱源水温を７０〜８０℃程度まで昇温できるようになっている。この事実に鑑み、本発明の方法によると、気象急変等による暖房負荷が増大するときは、省エネ運転を解除しフル（全能力）運転に変更することにより設定された温室の管理温度を維持するのである。
【０００８】
【実施例】
本発明方法は、三方弁１２につながる三方弁制御部１２ａ、温室１０に入る前の点で行き管１４ａに連結された水温センサ１５、日射センサ２２、外気温センサ２３および室温センサ２４は制御部２１へ連結され、水温センサ１５、日射センサ２２および外気温センサ２３から入力される情報により制御部２１は三方弁制御部１２ａへ三方弁１２の動作制御情報を与える暖房用熱源水の温度調整装置を用いて、室温（ＴＩＮ）と外気温（ＴＯＵＴ）を常時監視し、イ．暖房を行っているにも係わらず室温が低下していくか、またはロ．外気温が予測した最低外気温度以下になったかのいずれかの条件または双方の条件が成立する場合、上記イ．の場合は省エネルギー制御を解除し、上記ロ．の場合は外気温が最低外気温度以下にになったときは暖房は最大能力運転する必要があると判断し最大能力暖房に切り換え、熱源水温を調節する三方弁制御部１２ａへ通常水温制御を解除し安全制御を行う指示を送ることを目標とする。
以下、図１のフロー図に従い上記の制御手順を説明する。
（ａ）図中、ａは通常運転を示し、この段階で水温（ＴＷ）＝省エネ水温（ＴＥ）に制御する。
（ｂ）次いでｂに示す安全制御に進み、外気温（ＴＯＵＴ）＜最低外気温（ＴＭＩＮ）のときはｈへ移行し、ＴＯＵＴ＜ＴＭＩＮでない（ｎｏ）ときはｃへ移行する。
（ｃ，ｄ）第１の安全制御を示し、室温（ＴＩＮ）が暖房ＯＮ時の値（Ｔ’）より安全時間（ｔｓ）継続して安全温度ΔＴ巾より下に下がったときはｇへ移行し、Ｔ’−ΔＴより上のときはａに戻る。ｔは現在時刻を示す。
（ｅ，ｆ）第２の安全制御を示し、ＴＩＮがさらに、安全時間（ｔｓ）継続してＴ’−２×ΔＴより下に下がったときｈへ移行し、Ｔ’−２×ΔＴより上のときはｄに戻る。
（ｈ）この段階でＴＷを缶水温度制御しＴｗ＝ＴＢにする。
ただし、チャートにあるＴＭＡＸは最大暖房負荷時に管理温度を維持するため必要な熱源水温設計値、缶水温度制御とは、三方弁がボイラ缶水と放熱後の循環水とを混合して循環水温を調節しているが、この混合比を全量ボイラ缶水にすることである。
【０００９】
図２は１９９９年２月３日に三重県桑名郡長島町の大松農園の温室内において農園所有者の許諾を得た上で図３と図４に示す装置を用いて行われた試験の結果を示す線図である。横軸には当日の時の経過を、左の縦軸には温度を℃で示し、右の縦軸の上方には０、５０、１００％と三方弁開度を示す。８０℃を示す横線の下の砂地を付したブロック８は暖房運転を示す。下から、線１は日射量、線２は外気温、線３は温室の室温、線４は設定した温室管理温度、線５は循環熱源水水温（熱源水温）、線６は設定水温、線７は三方弁開度をそれぞれ表す。１０：００時から１６：００時までの間、すなわち図２に両側に矢印を付した線で示される範囲内で、日射はあるが前夜の降雪で温室の上表面には積雪が若干残った状態で、かつ、外気温（線２）はこの温室の最低外気温度設計値である零度付近に推移している。１１：００時頃に室温（線３）が管理温度（線４）を下回り、暖房（ブロック８）がＯＮする。しかし、日射（線１）により制限された設定水温（線６）では室温（線３）は降下し続け、１１：３０時頃安全制御開始され設定水温（線６）は最高水温７０℃（ａ点）になる。三方弁開度（線７）は１００％に全開しそれにつれ熱源水温（線５）の上昇が開始する。その結果、１２：００時頃から室温（線３）が上昇に転じ、１２：３０時頃に管理温度（線４）に達し暖房（ブロック８）が終了し設定水温（線６）がｂ点まで下がり通常水温制御に戻ったことを示す。ｃ点の１４：００時頃から１５：３０時頃の間は再度同様に安全制御が働いていたことが示される。
【００１０】
上記した温室の面積は１，５００坪（１坪０．０３３アールに換算して４９．５アール）であり、温室内には、３４９ｋＷ（３０万ｋｃａｌ）／ｈの出力のボイラが２台設定されて稼動しており、栽培作物は水耕トマトであった。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によると、省エネによる経費削減のために温室暖房負荷の軽減時に熱源水温を制限していても、積雪時や寒波のような不測の気象変動による暖房負荷増大時に、温室内室温と外気温に対応して三方弁で循環熱源水温を安全制御することにより、温室内の室温が管理温度を保てずに作物に致命的な損傷を与える危険を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の実施を示すフロー図である。
【図２】本発明方法の実施試験の結果を示す線図である。
【図３】本出願人が開発した暖房用熱源水の温度調整装置の配管配置を示す図である。
【図４】図３の配管配置の運転方法を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 日射量
２ 外気温
３ 温室の室温
４ 温室管理設定温度
５ 循環熱源水水温
６ 設定水温
７ 三方弁開度
８ 暖房運転
Claims (1)
- 暖房用熱源水を利用する施設園芸用温室の暖房において、三方弁（１２）につながる三方弁制御部（１２ａ）、温室（１０）に入る前の点で行き管（１４ａ）に連結された水温センサ（１５）、日射センサ（２２）、外気温センサ（２３）および室温センサ（２４）は制御部（２１）へ連結され、水温センサ（１５）、日射センサ（２２）および外気温センサ（２３）から入力される情報により制御部（２１）は三方弁制御部（１２ａ）へ三方弁（１２）の動作制御情報を与える暖房用熱源水の温度調整装置を用いて、室温（ＴＩＮ）と外気温（ＴＯＵＴ）を常時監視し、
イ．暖房を行っているにも係わらず室温が低下していくか、または
ロ．外気温が予測した最低外気温度以下になったかのいずれかの条件または双方の条件が成立する場合、
上記イ．の場合は省エネルギー制御を解除し、
上記ロ．の場合に外気温が最低外気温度以下になったときは暖房は最大能力運転する必要があると判断し最大能力暖房に切り換え、熱源水温を調節する三方弁制御部（１２ａ）へ通常水温制御を解除し安全制御を行う指示を送ることを特徴とする施設園芸用温室における暖房用熱源水の温度制御方法。
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|---|---|---|---|
| JP2000261857A JP3624311B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 施設園芸用温室における暖房用熱源水の温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000261857A JP3624311B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 施設園芸用温室における暖房用熱源水の温度制御方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002048354A JP2002048354A (ja) | 2002-02-15 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000261857A Expired - Fee Related JP3624311B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 施設園芸用温室における暖房用熱源水の温度制御方法 |
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| CN117389355B (zh) * | 2023-12-07 | 2024-03-12 | 凯盛浩丰农业集团有限公司 | 一种番茄种植的智能温室温度控制方法及系统 |
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2000
- 2000-07-28 JP JP2000261857A patent/JP3624311B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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