JP3858721B2

JP3858721B2 - 建屋の温度調節方法及び装置

Info

Publication number: JP3858721B2
Application number: JP2002040640A
Authority: JP
Inventors: 幸市渡邉; 誠北野; 幹雄森岡; 進和田; 展也北口; 和孝宮武; 克介村上; 芳史西浦; 潔櫻井
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2002-02-18
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2022-02-18
Also published as: JP2003240272A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は夏季日照時に生じる如き建屋内温度の上昇を抑制でき且つ冬季に生じる如き建屋内温度の低下を抑制できるようにした建屋の温度調節方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
農作物等の植物の栽培方法の１つとして、ガラス、アクリル、その他のプラスチック等の透明な素材により製造した透明板、或いはビニール（プラスチックフィルム）等の透明素材で建屋としての温室を構築し、該温室内にて太陽光を利用して植物を栽培することが行われている。又、近年では、上記と同様の温室内にて温度、湿度や日照量（光量）等を制御した環境下にて植物を連続的に生産する植物生産工場も提案されてきている。
【０００３】
ところで、太陽光には植物に光合成を行わせるために必要な可視光線領域（４００〜９００ｎｍ）の波長よりも長波長側の赤外線領域（９００〜３０００ｎｍ）の波長も含んでいる。この赤外線は、物質に吸収されると物質内の熱運動が励起されるため物質の温度を上昇させる性質を持つことが知られているが、温室の素材として挙げた上記各種の透明素材は、いずれも約２０００ｎｍ程度の赤外領域までの赤外線を透過させてしまう。
【０００４】
そのため、夏季の日照時等においては、温室内の温度は約５０℃まで上昇してしまうことがあり、この場合、簡易蒸発冷房や機械式冷房を行うか、或いは、天窓や側窓から換気を行って温室内温度を低下させるようにしている。
【０００５】
一方、冬季には、温室内の温度が植物を栽培できない温度まで低下することがあり、たとえば、北海道等の寒冷地では、温室内温度が−５℃にまで低下することがあり、この場合、ボイラー等の加温設備による暖房を行うようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、温室内の温度を調整するために冷暖房を行う場合には、夏季日照時に冷房を行って温室内温度を５０℃から植物の栽培に適した約２０℃まで温度低下させるために、たとえば、大規模な植物生産工場で使用されている１ｈａ規模の温室では、冷房能力５００ｋＷの冷房機が１５台必要であり、これらの冷房機を運転するための電気代として、１日当り約１２００００円が必要となる。一方、冬季の北海道のような寒冷地において、１ｈａ規模の温室を暖房して温室内温度を、−５℃から植物の栽培に適した約１５℃まで上昇させるには、約８４００００ｋＪ／ｈの暖房機が１０台必要であり、その運転に必要な燃料費は１日当り約７００００円に達する。
【０００７】
このように、夏季日照時における温室内温度の上昇や、冬季における温室内温度の低下時に上記従来の如く冷房機や暖房機のみにより温室内温度の制御を行う場合には、ランニングコストが嵩むという問題がある。
【０００８】
又、夏季日照時に内部温度低減のために天窓や側窓の開放する方法は、病害虫や病原菌が外部から侵入する虞があるため、無農薬栽培を実施している植物生産工場等で使用されている密閉型の温室では採用し得ない。
【０００９】
因みに、夏季等の日照時における温室内温度の過度の上昇を抑制するための手法の１つとして、温室の屋根部に赤外線吸収フィルムを貼る方法や、温室の屋根部を二重構造としてその内部に層状の区画を形成し、該層状の区画内に、選択的に赤外線を吸収する吸収液、たとえば、硫酸銅水溶液を流通させることにより、屋根部にて太陽光中の赤外線を硫酸銅水溶液に吸収させて、温室内に入射する赤外線の量を低減させ、これにより温室内温度の上昇の抑制を図る手法が近年提案されてきているが、この場合、赤外線を吸収すると赤外線吸収フィルムや赤外線吸収液自体が昇温し、温室内の天井部付近が昇温するという問題があり、このため、温室内の天井部付近に外気を導入して換気しなければならないことから密閉型の温室には適用できず、更に、冬季における温室内温度の温度低下に対する対策は何ら提案されていないというのが現状である。
【００１０】
そこで、本発明は、夏季の日照時等に生じるような建屋内の温度の上昇を抑制できると共に冬季等における建屋内温度の低下を抑制できて、冷暖房に要するコストを削減できる建屋の温度調節方法及び装置を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、屋根部を透明板による少なくとも三重以上の多重構造として該多重の透明板の間に内外方向に複層の層状区画を形成して備えてなる建屋の最外層区画及び最内層区画に、吸収液貯蔵タンクより赤外線吸収液を導くようにしてある吸収液送給ラインを、上記最外層区画側と最内層区画側に流路を切り替えるための導入側切替バルブを介在させて接続すると共に、上記最外層区画及び最内層区画に、吸収液貯蔵タンクへ赤外線吸収液を戻すための吸収液戻りラインを、上記最外層区画側と最内層区画側に流路を切り替えるための排出側切替バルブを介在させて接続して、上記導入側切替バルブ及び排出側切替バルブを、上記最外層区画側と、最内層区画側のいずれか一方に切り替えることにより、最外層区画に赤外線吸収液を流して循環させると共に内側の層状区画に空気を充満させ、該内側層状区画の空気層の存在下にて上記最外層区画の赤外線吸収液により入射する赤外線を吸収させることと、建屋の最内層区画に赤外線吸収液を充満させると共に外側の層状区画に空気を充満させ、上記外側層状区画の空気層の存在下にて上記最内層区画の赤外線吸収液により入射する赤外線を吸収させることとを切り替えて、上記建屋内の温度を調節する建屋の温度調節方法、及び、建屋の屋根部を透明板による少なくとも三重以上の多重構造として該多重の透明板の間に内外方向に複層の層状区画を形成し、上記屋根部の最外層区画と最内層区画の所要位置に、吸収液貯蔵タンク内より赤外線吸収液を導くようにしてある循環ポンプを備えた吸収液送給ラインを、上記最外層側と最内層側に流路を切り替えるための導入側切替バルブを介在させてそれぞれ接続し、且つ上記最外層区画と最内層区画の別の位置に、流路を該最外層区画側と最内層区画側で切り替えるための排出側切替バルブを介して吸収液戻りラインの一端側を接続すると共に、該吸収液戻りラインの他端を上記吸収液貯蔵タンクに接続してなる構成を有する建屋の温度調節装置とする。
【００１２】
屋根部に形成した複層の層状区画のうち、最外層区画に赤外線吸収液を流して循環させると共に内側の層状区画に空気を充満させると、建屋に入射する赤外線は上記最外層区画の赤外線吸収液により吸収される。この際、赤外線を吸収することにより赤外線吸収液自体が昇温するが、赤外線吸収液は循環されていると共に、上記最外層区画は内側の層状区画の空気層の介在により建屋内部と離隔されていて建屋内部への伝熱が防止されるため、建屋内の温度の上昇が抑制される。一方、最内層区画に赤外線吸収液を充満させると共に外側の層状区画に空気を充満させると、最内層区画の赤外線吸収液は、上記と同様に赤外線を吸収することで昇温されるため、この昇温した赤外線吸収液により建屋内の天井部が温められるようになる。この際、上記最内層区画は、外側の層状区画の空気層の介在により外気と離隔配置されているために外気への伝熱により冷却されてしまうことはない。
【００１３】
又、屋根部の最外層区画に赤外線吸収液を流して循環させると共に内側の層状区画に空気を充満させた状態として上記最外層区画の赤外線吸収液により入射する赤外線を吸収させるときに、上記最外層区画にて赤外線の吸収に供された後の赤外線吸収液を、低温水吸収冷凍機の冷却液として使用し、且つ該低温水吸収冷凍機にて製造される冷水により、上記最外層区画に導入させる赤外線吸収液を冷却するようにする方法及び装置とすることにより、屋根部の最外層区画に赤外線吸収液を低温水吸収冷凍機により冷却しながら循環させることができるため、建屋内の温度上昇抑制効果を高めることができると共に、上記低温水吸収冷凍機の運転コストを低く抑えることができる。
【００１４】
更に、屋根部の最内層区画に赤外線吸収液を充満させると共に外側の層状区画に空気を充満させた状態にて上記最内層区画の赤外線吸収液により入射する赤外線を吸収させるときに、上記最内層区画の赤外線吸収液を外部循環させると共に、吸収液戻りラインの途中位置に設けた流路切替バルブによる流路切り替えにより該流路切替バルブの上流側の吸収液戻りラインを、暖房用伝熱管に接続する吸収液配管に連通させて、上記最内層区画にて赤外線の吸収に供された後の赤外線吸収液の保有する熱を、建屋下部の暖房用熱源として使用するようにする方法及び装置とすることにより、建屋の低部側の温度を高めることができるため、建屋の温度上昇効果を高めることが可能になる。
【００１５】
更に又、赤外線吸収液として、硫酸銅水溶液、又は、フルオレン化合物、アルミニウム塩、イソチオシアン酸アリル、メタチオフェニル等の赤外線吸収剤の水溶液、又は、多糖類の水溶液を用いるようにした構成とすることにより、赤外線吸収液により効率よく赤外線を吸収させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１及び図２は本発明の建屋の温度調節方法及び装置の実施の一形態を示すもので、建屋として植物生産工場等で使用する１ｈａ規模の温室１へ適用した場合を示すものである。すなわち、屋根部２を、ガラスやアクリル、プラスチック等の透明素材からなる透明板４による三重構造として、該三重の透明板４の間に、内外方向に積層される２層の層状の区画５と６を形成してなる温室１を構築し、該温室１の外部近傍位置に、赤外線吸収液７の貯蔵タンク８を設置し、該吸収液貯蔵タンク８の底部に、途中にモータ３により駆動される循環ポンプ９を具備した吸収液送給ライン１０の一端を接続し、該吸収液送給ライン１０の他端に、導入側切替バルブ１１を介して２本の吸収液導入管１２ａと１２ｂの基端をそれぞれ接続して、一方の吸収液導入管１２ｂの先端部を、上記温室１の外層区画６の所要位置としての下端部に連通接続すると共に、他方の吸収液導入管１２ａの先端側を上記外層区画６を貫通させて、その先端を内層区画５の所要位置としての下端部に連通接続する。更に、上記温室１の屋根部２の頂部付近となる外層区画６の所要位置としての上端部に基端を連通接続した吸収液排出管１３ｂの先端と、基端側を上記外層区画６に貫通させると共に基端を内層区画５の所要位置としての上端部に連通接続してある吸収液排出管１３ａの先端とを、吸収液戻りライン１５の一端に、排出側切替バルブ１４を介して接続し、且つ上記吸収液戻りライン１５の他端を、上記吸収液貯蔵タンク８の頂部に接続した構成として、上記導入側及び排出側の各切替バルブ１１及び１４を、内層区画５側或いは外層区画６側に連動して切替作動させることにより、輸送ポンプ９の運転により吸収液貯蔵タンク８より吸収液送給ライン１０を通して送給される赤外線吸収液７を、吸収液導入管１２ａを通して内層区画５に充満させた後、吸収液排出管１３ａを通して排出させるか、又は、吸収液導入管１２ｂを通して外層区画６に充満させた後、吸収液排出管１３ｂを通して排出させ、しかる後に、吸収液戻りライン１５を通して吸収液貯蔵タンク８に戻して循環させられるようにする。
【００１８】
なお、上記の如く導入側及び排出側の各切替バルブ１１と１４とを切替えて内層又は外層のいずれか一方の層状区画５又は６に赤外線吸収液７を流通させるときに、他方の層状区画６又は５に残留する赤外線吸収液７を回収して吸収液貯蔵タンク８へ戻すと共に、該層状区画６又は５に空気１６を導入して充満させることができるようにするために、吸収液導入管１２ａ及び１２ｂの途中位置に、一端側を分岐させて該各分岐管部に開閉バルブ１８ａ，１８ｂを備えた吸収液回収ライン１７の分岐端をそれぞれ接続すると共に、該吸収液回収ライン１７の他端を吸収液貯蔵タンク８の頂部に接続し、更に、各吸収液排出管１３ａ及び１３ｂの途中位置に、外部より空気１６を導入するための開閉バルブ２０ａ，２０ｂを具備した空気導入管１９ａ，１９ｂをそれぞれ接続して設けて、上記導入側及び排出側の各切替バルブ１１，１４の切替操作後に、赤外線吸収液７の供給されない区画５又は６に対応する側の開閉バルブ１８ａと２０ａ、又は、１８ｂと２０ｂをそれぞれ開操作することにより、赤外線吸収液７の供給されない側の層状区画５又は６内の赤外線吸収液７を、吸収液回収ライン１７を通して吸収液貯蔵タンクに回収すると同時に、上記層状区画５又は６内に、対応する空気導入管１９ａ又は１９ｂを通して外部より取り込んだ空気１６を、吸収液排出管１３又は１３ｂを通して導入できるようにする。
【００１９】
更に、上記吸収液貯蔵タンク８には、冷却装置として外部より冷水２１を流通させることにより該吸収液貯蔵タンク８内の赤外線吸収液７を冷却できるようにしてある冷却用伝熱管２２を装備させると共に、該冷却用伝熱管２２の入口側を、上記吸収液戻りライン１５の途中位置に設けた低温水吸収冷凍機２７に冷水ライン２８を介して接続し、該低温水吸収冷凍機２７にて、マイクロガスタービン式コジェネレーション装置２３にて発生させる熱を熱源とし、且つ上記吸収液戻りライン１５を流通する赤外線吸収液７を該低温水吸収冷凍機２７における冷却液として使用することにより、水供給部２４より水供給ライン２５を通して供給される水２６を冷却して冷水２１を製造し、上記冷水ライン２８に導くようにし、上記低温水吸収冷凍機２７にて製造された後、冷水ライン２８を通して冷却用伝熱管２２に導かれる冷水２１により、吸収液貯蔵タンク８内の赤外線吸収液７を伝熱管壁を介して間接冷却できるようにする。又、上記冷却用伝熱管２２の出口側には、温室１内に設置した冷房機２９を、冷水排出ライン３０を介して接続して、上記冷却用伝熱管２２を流通させることにより吸収液貯蔵タンク８内の赤外線吸収液７の間接冷却に供された後の冷水２１に残存する冷熱を冷房機２９に供給することにより、温室１内を冷房できるようにする。
【００２０】
更に又、温室１の下部領域の所要位置、たとえば、植物３１を栽培する土３２中となる床面に、外部より所要温度を有する流体を流通させることにより上記植物栽培用土３２の温度を加温して温室１内の下部領域を暖房するための暖房用伝熱管３３を設置し、吸収液戻りライン１５の低温水吸収冷凍機２７よりも下流側位置より流路切替バルブ３４を介し分岐させて設けた吸収液配管３５の先端部を、上記暖房用伝熱管３３の入口側に接続すると共に、該暖房用伝熱管３３の出口側に一端を接続した吸収液戻し管３６の他端を、上記流路切替バルブ３４よりも下流側位置の吸収液戻りライン１５に接続して、上記流路切替バルブ３４を、吸収液戻りライン１５の上流側に上記吸収液配管３５が連通するように切替操作することにより、温室１の屋根部２に形成してある内層又は外層の区画５又は６を流通するときに太陽光が照射されて該太陽光中の赤外線を吸収した赤外線吸収液７が、吸収液戻りライン１５を通して吸収液貯蔵タンク８に戻るときに、上記吸収液配管３５、暖房用伝熱管３３、吸収液戻し管３６を経由して流れた後、吸収液貯蔵タンク８に戻すことができるようにする。
【００２１】
上記赤外線吸収液７としては、主として赤外線領域（９００〜３０００ｎｍ）の波長の光を吸収するものを使用するようにし、具体的には硫酸銅水溶液、又は、フルオレン化合物、アルミニウム塩、イソチオシアン酸アリル、メタチオフェニル等の赤外線吸収剤の水溶液、又は、多糖類の水溶液を用いるようにする。
【００２２】
なお、上記マイクロガスタービン式コジェネレーション装置２３は、ＬＰＧ、ＬＮＧ、バイオガス等を燃料３７として上記低温水吸収冷凍機２７にて熱源として使用する熱と同時に電力を発生させるものであり、このマイクロガスタービン式コジェネレーション装置２３で発生させる電力は、図１及び図２に破線で示す如く、吸収液送給ライン１０の循環ポンプ９の駆動用モータ３に駆動用電力として供給すると共に、上記温室１を用いた植物生産工場にて電力を必要とする図示しない各種機器に供給するようにしてある。
【００２３】
４０は一端を上記マイクロガスタービン式コジェネレーション装置２３の図示しない排気系に排ガス３８の一部を分取できるように接続すると共に、他端側を温室１の屋根部２の内外層区画５，６を貫通配置させて温室１内部に開口させた流量調整バルブ３９付きの排ガスラインであり、必要に応じて上記流量調整バルブ３９の開度を調整することにより所要量の排ガス３８を温室１内に導入して、該排ガス３８の有する廃熱により温室１内の暖房を行うと共に、二酸化炭素を供給できるようにしてある。又、４１は冷水ライン２８の途中位置より流路切替バルブ４２を介し分岐させて、先端部を水供給部２４に接続した冷水戻しラインであり、冬季等、吸収液貯蔵タンク８内の赤外線吸収液７を冷却する必要のないときには、上記流路切替バルブ４２を操作して冷水ライン２１の上流側と冷水戻しライン４１とを連通させるように切替操作することにより、低温水吸収冷凍機２７にて製造した冷水２１を、上記冷水戻しライン４１を通して水供給部２４へ戻すことができるようにしてある。
【００２４】
夏季日照時等、温室１内の温度が植物３１の栽培に適した温度よりも上昇して冷房が必要となる場合には、図１に示す如く、輸送ポンプ９を駆動した状態において、導入側切替バルブ１１及び排出側切替バルブ１４をそれぞれ外層区画側６に切替操作して、吸収液送給ライン１０を通して送給される赤外線吸収液７が外層区画６に充満されて流通させられるようにすると共に、開閉バルブを１８ａと２０ａとを開放側に切替操作して、内層区画５より赤外線吸収液７を、図１に二点鎖線で示す如く吸収液回収ライン１７を通して吸収液貯蔵タンクへ回収させると同時に、空気導入管１９ａを通して外部より導いた空気１６を充満させるようにする。更に、流路切替バルブ３４を吸収液戻りライン１５の上下流方向が連通するように切替操作して暖房用伝熱管３３を遮断した状態とすると共に、流路切替バルブ４２を冷水ライン２８の上下流側が連通するように操作して、低温水吸収冷凍機２７にて製造した冷水２１を、吸収液貯蔵タンク８の冷却用伝熱管２２に流通させるようにする。なお、流量調整バルブ３９は、排ガスライン４０を通して温室１内に導かれる排ガス３８の廃熱により、温室１内の温度が上昇しない程度に開度を制限するか、或いは全閉状態にしておく。
【００２５】
これにより、外層区画６に流される赤外線吸収液７により太陽光中の赤外線が吸収されるため、温室１内に入射する赤外線の量が低減させられる。この際、赤外線の吸収に伴って赤外線吸収液７の温度が上昇させられるようになるが、該赤外線吸収液７は、吸収液貯蔵タンク８に戻された時点で上記冷水２１により冷却されながら循環させられており、更に、内層区画５に導入された空気１６の層により、温室１内部は、上記赤外線の吸収により昇温する赤外線吸収液７の充満する外層区画６と離隔されて熱伝導が抑えられるため、温室１内の温度上昇が抑制される。又、上記吸収液貯蔵タンク８の冷却用伝熱管２２を通過することにより赤外線吸収液７の冷却に供された後の冷水２１が、温室１内の冷房機２９に導かれ、該冷水２１に残存する冷熱による温室１内の積極的な冷房も行われる。
【００２６】
一方、冬季日照時に温室１内の温度が低下して暖房が必要となる場合には、図２に示す如く、導入側切替バルブ１１及び排出側切替バルブ１４をそれぞれ内層区画５側に切替操作して、吸収液送給ライン１０を通して送給される赤外線吸収液７を内層区画５に充満させて流通させると共に、開閉バルブを１８ｂと２０ｂとを開放側に切替操作して、外層区画６の赤外線吸収液７を、図２に二点鎖線で示す如く、吸収液回収ライン１７を通して吸収液貯蔵タンク８に回収すると同時に、空気導入管１９ｂを通して外部より導いた空気１６を外層区画６に充満させるようにする。更に、流路切替バルブ３４を、吸収液戻りライン１５の上流側と吸収液配管３５が連通するように切替操作して、赤外線吸収液７が、該吸収液配管３５、暖房用伝熱管３３、吸収液戻し管３６を経由して流通するようにし、更に、流路切替バルブ４２を、冷水ライン２８の上流側に冷水戻しライン４１が連通するように切替操作することにより、低温水吸収冷凍機２７にて製造した冷水２１の流路から吸収液貯蔵タンク８の冷却用伝熱管２２を遮断して、該吸収液貯蔵タンク８における赤外線吸収液７の冷却を行わないようにする。更に又、流量調整バルブ３９を所要開度に調整して、温室１内に、排ガスライン４０を通してガスタービン式コジェネレーション装置２３の排気系より所要量の排ガス３８が導かれるようにする。
【００２７】
これにより、内層区画５に充満して流される赤外線吸収液７により太陽光中の赤外線が吸収されるため、温室１内に入射する赤外線の量は低減させられるが、赤外線の吸収に伴って赤外線吸収液７の温度が上昇し、且つ該赤外線吸収液７は、吸収液貯蔵タンク８にて冷却されることなく循環させられているため、上記内層区画５に昇温した赤外線吸収液７が充満されることにより、温室１内の天井部が温められる。この際、内層区画５の赤外線吸収液７は、外層区画６に充満される空気１６の層により外気と離隔されているため、冬季の外気の如き低温の外気への熱伝導が抑えられ、赤外線吸収液７の温度低下は抑えられる。更に、上記内層区画５にて赤外線を吸収して昇温した赤外線吸収液７は、吸収液戻りライン１５を通して吸収液貯蔵タンク８に戻す際に、暖房用伝熱管３３を経由して流れるようにしてあることから、該暖房用伝熱管３３を流通する上記昇温状態の赤外線吸収液７により暖房用伝熱管３３の周囲の土３２が温められ、温室１の下部領域が温められる。更に又、温室１内には排ガスライン４０を通して廃熱を有する排ガス３８が導入されることによる積極的な暖房も実施される。
【００２８】
このように、夏季日照時等、温室１内の冷房が必要なときに、入射する赤外線によって引き起こされる温度上昇を抑制でき、又、冬季等、温室１内の暖房が必要な時には、入射する赤外線を有効に活用して温室１内の温度を高めることができる。このため、温室１内を冷房機により冷房する場合に使用する冷房機の台数を削減したり、冷房機の消費電力を低減できるため、たとえば、１ｈａ規模の温室１で、夏季日照時に１ｈａ規模の温室１内の温度を５０℃から約２０℃まで温度低下させるためのコストを、従来の１日当り約１２００００円から７００００円程度まで引き下げることができ、且つ１ｈａ規模の温室１を暖房して温室内温度を、−５℃から植物の栽培に適した約１５℃まで上昇させる場合には、従来要していた暖房機の台数を削減したり、暖房機を小型化できるため、燃料費として従来要していた１日当り約７００００円のコストを約４００００円まで引き下げることができ、冷暖房コストの大幅な削減が可能になると共に、従来冷暖房を実施するために要していた電気、灯油、ＬＰＧ等の使用量を削減できて、二酸化炭素の排出量も削減できる。又、温室１の内部に外気を導入する必要はないため密閉型温室にも容易に適用することができる。更に、上記温室１内は、屋根部２の内外層いずれかの区画５又は６の赤外線吸収液７により赤外線を常にカットした状態で植物３１を栽培できるため、植物の栄養価（ビタミン、糖度等）の安定が期待できると共に、栄養価の増大をも期待できる。
【００２９】
次に、図３は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１及び図２に示したと同様な構成において、温室１の屋根部２を、透明板４による三重構造として透明板４の間に内外２層の層状区画５と６を形成して設けることに代えて、屋根部２を透明板４による四重構造として、内外方向に３層の、すなわち、内層区画５と外層区画６の間に中間層区画４３を形成し、吸収液導入管１２ａ及び吸収液排出管１３ａを、それぞれ外層区画６及び中間層区画５を貫通させて上記内層区画５に接続したものである。その他の構成は、図１及び図２に示したものと同様であり同一のものには同一符号が付してある。
【００３０】
本実施の形態によれば、中間層区画４３は、常に空気が充満されて断熱層として作用するようになることから、温室１を冷房するときに外層区画６に流通させる赤外線吸収液７と温室１内部との断熱効果を高めることができて、温室１内の温度上昇を更に抑制できると共に、温室１を暖房するときに内層区画５を流通させる赤外線吸収液７と外気との断熱効果を高めることができ、このため、温室１内部を温める効果を高めることができることから、温室１の冷暖房コストを更に低減させることが可能になる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、導入側切替バルブ１１、排出側切替バルブ１４、開閉バルブ１８ａ，１８ｂと２０ａ，２０ｂ、流路切替バルブ３４と４２及び流量調整バルブ３９を電磁弁として、外気温や日照の強さ、風向、風速、温室内温度の外気温との差、使用目的に対応した至適温度範囲に対する温室内温度の差等を検出するセンサーを単独又は組み合わせて設けると共に、これらセンサーの検出値に基づいて上記各バルブ１１，１４，１８ａ，１８ｂ，２０ａ，２０ｂ，３４，３９，４２に切替指令を与える演算器を設けて、季節や運転の切替を自動化するようにしてもよいこと、図３の実施の形態では、屋根部２を、透明板４による四重構造として内層区画５と外層区画６との間に一層の中間層区画４３を備えてなる構成として示したが、屋根部２を透明板４による五重以上の多重構造として、最内層となる内層区画５と最外層となる外層区画６の間に複数の中間層４３を形成して設けるようにしてもよいこと、暖房用伝熱管３３は、温室１の下部領域のいかなる個所に配置してもよく、更には、暖房用伝熱管３３を省略して、温室１内を暖房する必要があるときに、内層区画５に充満される赤外線吸収液７からの伝熱のみにより温室１内の温度を高めるようにすることも可能なこと、又、この場合、内層区画５に充満させた赤外線吸収液７は必ずしも循環させなくてよいこと、吸収液貯蔵タンク８における赤外線吸収液７の冷却装置としては、低温水吸収冷凍機２７で製造した冷水２１を流通させるものとして、冷却用伝熱管２２以外の冷水ジャケット等の各種冷却手段を採用してよく、更には、冷水２１以外の冷熱源による冷却手段も採用でき、この場合、低温水吸収冷却機２７の設置を省略することも可能なこと、屋根部２を透明板４による多重構造とすることができる建屋であれば、温室１以外の工業施設やスタジアム等の建屋に採用してよいこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明によれば以下の如き優れた効果を発揮する。
(1)屋根部を透明板による少なくとも三重以上の多重構造として該多重の透明板の間に内外方向に複層の層状区画を形成して備えてなる建屋の最外層区画及び最内層区画に、吸収液貯蔵タンクより赤外線吸収液を導くようにしてある吸収液送給ラインを、上記最外層区画側と最内層区画側に流路を切り替えるための導入側切替バルブを介在させて接続すると共に、上記最外層区画及び最内層区画に、吸収液貯蔵タンクへ赤外線吸収液を戻すための吸収液戻りラインを、上記最外層区画側と最内層区画側に流路を切り替えるための排出側切替バルブを介在させて接続して、上記導入側切替バルブ及び排出側切替バルブを、上記最外層区画側と、最内層区画側のいずれか一方に切り替えることにより、最外層区画に赤外線吸収液を流して循環させると共に内側の層状区画に空気を充満させ、該内側層状区画の空気層の存在下にて上記最外層区画の赤外線吸収液により入射する赤外線を吸収させることと、建屋の最内層区画に赤外線吸収液を充満させると共に外側の層状区画に空気を充満させ、上記外側層状区画の空気層の存在下にて上記最内層区画の赤外線吸収液により入射する赤外線を吸収させることとを切り替えて、上記建屋内の温度を調節する建屋の温度調節方法、及び、建屋の屋根部を透明板による少なくとも三重以上の多重構造として該多重の透明板の間に内外方向に複層の層状区画を形成し、上記屋根部の最外層区画と最内層区画の所要位置に、吸収液貯蔵タンク内より赤外線吸収液を導くようにしてある循環ポンプを備えた吸収液送給ラインを、上記最外層側と最内層側に流路を切り替えるための導入側切替バルブを介在させてそれぞれ接続し、且つ上記最外層区画と最内層区画の別の位置に、流路を該最外層区画側と最内層区画側で切り替えるための排出側切替バルブを介して吸収液戻りラインの一端側を接続すると共に、該吸収液戻りラインの他端を上記吸収液貯蔵タンクに接続してなる構成を有する建屋の温度調節装置としてあるので、夏季日照時等のように建屋内の温度が所望する温度よりも高くなるときには、入射する赤外線によって引き起こされる温度上昇を抑制でき、又、冬季等、建屋内の温度が所望する温度よりも低くなるときには、入射する赤外線を有効に活用して建屋内の温度を高めることができるため、建屋の冷暖房に要するコストを従来に比して大幅に削減できる。又、冷暖房用の燃料の使用量を低減できるため二酸化炭素の排出量も削減できる。更に、建屋内部に外気を導入する必要はないため密閉型の建屋にも容易に適用することができる。
(2)屋根部の最外層区画に赤外線吸収液を流して循環させると共に内側の層状区画に空気を充満させた状態として上記最外層区画の赤外線吸収液により入射する赤外線を吸収させるときに、上記最外層区画にて赤外線の吸収に供された後の赤外線吸収液を、低温水吸収冷凍機の冷却液として使用し、且つ該低温水吸収冷凍機にて製造される冷水により、上記最外層区画に導入させる赤外線吸収液を冷却するようにする方法及び装置とすることにより、屋根部の最外層区画に赤外線吸収液を低温水吸収冷凍機により冷却しながら循環させることができるため、建屋内の温度上昇抑制効果を高めることができると共に、上記低温水吸収冷凍機の運転コストを低く抑えることができる。
(3)屋根部の最内層区画に赤外線吸収液を充満させると共に外側の層状区画に空気を充満させた状態にて上記最内層区画の赤外線吸収液により入射する赤外線を吸収させるときに、上記最内層区画の赤外線吸収液を外部循環させると共に、吸収液戻りラインの途中位置に設けた流路切替バルブによる流路切り替えにより該流路切替バルブの上流側の吸収液戻りラインを、暖房用伝熱管に接続する吸収液配管に連通させて、上記最内層区画にて赤外線の吸収に供された後の赤外線吸収液の保有する熱を、建屋下部の暖房用熱源として使用するようにする方法及び装置とすることにより、建屋の低部側の温度を高めることができるため、建屋の温度上昇効果を高めることが可能になる。
(4)赤外線吸収液として、硫酸銅水溶液、又は、フルオレン化合物、アルミニウム塩、イソチオシアン酸アリル、メタチオフェニル等の赤外線吸収剤の水溶液、又は、多糖類の水溶液を用いるようにした構成とすることにより、赤外線吸収液により効率よく赤外線を吸収させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の建屋の温度調節方法及び装置の実施の一形態を示すもので、夏季日照時等における運転状態を示す概要図である。
【図２】図１の装置における冬季日照時等における運転状態を示す概要図である。
【図３】本発明の実施の他の形態における温室部分を示す概要図である。
【符号の説明】
１温室（建屋）
２屋根部
４透明板
５内層区画（最内層区画）
６外層区画（最外層区画）
７赤外線吸収液
８吸収液貯蔵タンク
９循環ポンプ
１０吸収液送給ライン
１１導入側切替バルブ
１４排出側切替バルブ
１５吸収液戻りライン
１６空気
２２冷却用伝熱管（冷却装置）
２７低温水吸収冷凍機
３３暖房用伝熱管
３４流路切替バルブ
３５吸収液配管
３６吸収液戻し管
４３中間層区画（層状区画）

Claims

屋根部を透明板による少なくとも三重以上の多重構造として該多重の透明板の間に内外方向に複層の層状区画を形成して備えてなる建屋の最外層区画及び最内層区画に、吸収液貯蔵タンクより赤外線吸収液を導くようにしてある吸収液送給ラインを、上記最外層区画側と最内層区画側に流路を切り替えるための導入側切替バルブを介在させて接続すると共に、上記最外層区画及び最内層区画に、吸収液貯蔵タンクへ赤外線吸収液を戻すための吸収液戻りラインを、上記最外層区画側と最内層区画側に流路を切り替えるための排出側切替バルブを介在させて接続して、上記導入側切替バルブ及び排出側切替バルブを、上記最外層区画側と、最内層区画側のいずれか一方に切り替えることにより、最外層区画に赤外線吸収液を流して循環させると共に内側の層状区画に空気を充満させ、該内側層状区画の空気層の存在下にて上記最外層区画の赤外線吸収液により入射する赤外線を吸収させることと、建屋の最内層区画に赤外線吸収液を充満させると共に外側の層状区画に空気を充満させ、上記外側層状区画の空気層の存在下にて上記最内層区画の赤外線吸収液により入射する赤外線を吸収させることとを切り替えて、上記建屋内の温度を調節することを特徴とする建屋の温度調節方法。
屋根部の最外層区画に赤外線吸収液を流して循環させると共に内側の層状区画に空気を充満させた状態として上記最外層区画の赤外線吸収液により入射する赤外線を吸収させるときに、上記最外層区画にて赤外線の吸収に供された後の赤外線吸収液を、低温水吸収冷凍機の冷却液として使用し、且つ該低温水吸収冷凍機にて製造される冷水により、上記最外層区画に導入させる赤外線吸収液を冷却するようにする請求項１記載の建屋の温度調節方法。
屋根部の最内層区画に赤外線吸収液を充満させると共に外側の層状区画に空気を充満させた状態にて上記最内層区画の赤外線吸収液により入射する赤外線を吸収させるときに、上記最内層区画の赤外線吸収液を外部循環させると共に、吸収液戻りラインの途中位置に設けた流路切替バルブによる流路切り替えにより該流路切替バルブの上流側の吸収液戻りラインを、暖房用伝熱管に接続する吸収液配管に連通させて、上記最内層区画にて赤外線の吸収に供された後の赤外線吸収液の保有する熱を、建屋下部の暖房用熱源として使用するようにする請求項１又は２記載の建屋の温度調節方法。
建屋の屋根部を透明板による少なくとも三重以上の多重構造として該多重の透明板の間に内外方向に複層の層状区画を形成し、上記屋根部の最外層区画と最内層区画の所要位置に、吸収液貯蔵タンク内より赤外線吸収液を導くようにしてある循環ポンプを備えた吸収液送給ラインを、上記最外層区画側と最内層区画側に流路を切り替えるための導入側切替バルブを介在させてそれぞれ接続し、且つ上記最外層区画と最内層区画の別の位置に、流路を該最外層区画側と最内層区画側で切り替えるための排出側切替バルブを介して吸収液戻りラインの一端側を接続すると共に、該吸収液戻りラインの他端を上記吸収液貯蔵タンクに接続してなる構成を有することを特徴とする建屋の温度調節装置。
吸収液戻りラインの途中位置に、低温水吸収冷凍機を設け、且つ吸収液貯蔵タンクに、上記低温水吸収冷凍機により製造する冷水により赤外線吸収液を冷却できるようにしてある冷却装置を設けた請求項４記載の建屋の温度調節装置。
建屋の低部所要位置に暖房用伝熱管を配設して、該暖房用伝熱管の入口側に、吸収液戻りラインの途中位置より流路切替バルブを介し分岐させた吸収液配管の先端を接続し、且つ上記暖房用伝熱管の出口側に、一端を接続した吸収液戻し管の他端を、上記流路切替バルブよりも下流側の吸収液戻りラインに接続した請求項４又は５記載の建屋の温度調節装置。
赤外線吸収液として、硫酸銅水溶液、又は、フルオレン化合物、アルミニウム塩、イソチオシアン酸アリル、メタチオフェニル等の赤外線吸収剤の水溶液、又は、多糖類の水溶液を用いるようにした請求項４、５又は６記載の建屋の温度調節装置。