JP3883673B2 - 農業用ハウスの冷暖房システム - Google Patents
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- Y02P60/14—Measures for saving energy, e.g. in green houses
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- Greenhouses (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、農業用ハウスの冷暖房システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、農業用ハウスの暖房システムとしてはハウス内に電熱ヒータを配設したもの、或はボイラーからの熱風を送風するもの等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、いずれもコスト的に高価につき、更にはＣＯ2 排出による地球温暖化の原因となりやすいものであり、しかも、農業用ハウス内を冷房するシステムは経費の問題、施設の問題のため未だに実施化が困難とされていた。
【０００４】
この発明は、蒸発器、圧縮機、凝縮機及び膨張弁より構成したヒートポンプシステムと、農業用ハウス内のヒートパイプを備えており、ヒートポンプシステムは、蒸発器で得られる冷水を取り出す冷水パイプと、凝縮機で得られる温水を取り出す温水パイプと、冷水パイプを通る冷水と温水パイプを通る温水を適当に選択するか、調節により冷水と温水とを適当に混合することができる三方切換バルブと、三方切換バルブからヒートパイプに連通する連通パイプと、を備えており、
連通パイプからヒートパイプへ送られた冷水または温水は、ヒートパイプの熱源パイプ中を流れ、熱媒用流体と熱交換されて、真空パイプを介して農業用ハウス内を冷暖房するように構成され、ヒートパイプで熱交換された冷水または温水は、排出パイプで取り出され、蒸発器と凝縮器へ環元するよう構成されている、農業用ハウスの冷暖房システムを提供せんとするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
この発明では、ヒートポンプシステムを作動させることにより、蒸発器内では冷媒液が蒸発してガス化し、この際に蒸発潜熱により冷却作用が行われ冷却液が生成する。
【０００６】
ガス化した冷媒は圧縮機で圧縮され、この圧縮ガスは高温度となって、凝縮機により熱媒液と熱交換され冷却されて液体となり、液化した冷媒は、膨張弁で圧力を低下して低圧の蒸発器に戻される。
【０００７】
かかるヒートポンプシステムの循環作動において、蒸発器から生成する冷却液は、農業用ハウス内に敷設したヒートパイプを介して同ハウス内を冷却する。
【０００８】
また、ヒートポンプシステムの圧縮機から生成する熱媒液は、農業用ハウス内に敷設したヒートパイプを介して同ハウス内を暖房する。
【０００９】
以上のようにヒートポンプシステムを介して農業用ハウス内を冷暖房できるため、化石燃料の最小限度の使用を可能とし、省エネルギーに役立つと共にＣＯ2 排出を抑制して地球温暖化を防止でき、更には効率のよい冷暖房機能により農業用ハウス内の作物の品質を向上しうるものである。
【００１０】
農業用ハウウ内に敷設するヒートパイプとしては、熱伝導性の良い真空パイプ中に熱源パイプを挿貫し、真空パイプ中には熱媒用流体を収納して構成しており、効率的な熱交換機能を有している。
【００１１】
【実施例】
本発明の実施例を図面にもとづき詳説すれば、図１は本発明システムの全体説明図であり、ヒートポンプシステムＨは次のように構成されている。
【００１２】
すなわち、蒸発器ａ、圧縮機ｂ、凝縮機ｃ、膨張弁ｄより構成されており、第１相の蒸発器ａによる冷媒液の蒸発、第２相の圧縮機ｂによるガス化した冷媒液の圧縮による高圧化、及び液化、第３相の凝縮機ｃによる冷媒液の冷却、第４相の膨張弁ｄによる圧縮低下の各工程よりなる。
【００１３】
冷媒液は蒸発器ａの中で蒸発してガスとなり、冷媒が液体からガス体に変化する時に、蒸発潜熱を必要とするため冷却作用が行われる。
【００１４】
蒸発器ａでガス体となった低圧の冷媒は、圧縮機ｂのシリンダに吸入されて圧縮され高圧となり、ガス体が液化される。
【００１５】
圧縮機ｂから吐出される高圧、高温度のガスは、凝縮機ｃにより冷却され凝縮して液体となり、冷媒の有していた熱を冷却水に棄てる。
【００１６】
液化された冷媒は、高圧のままであるため、膨張弁ｄで圧力を低下させて低圧の蒸発器ａへ再度戻される。
【００１７】
かかるヒートポンプシステムＨにおいて、蒸発器の冷媒液による蒸発潜熱によって冷却作用が行われるため、ここで熱交換された冷却液が得られる。
【００１８】
他方、凝縮機ｃにおいては、ガス化した冷媒を圧縮して熱媒液と熱交換するため、温水液が得られる。
【００１９】
かかる蒸発器の冷却液と凝縮機の熱媒液とは冷水パイプ１と温水パイプ２とにより取出されて、農業用ハウス内に敷設したヒートパイプＭに送水される。
【００２０】
すなわち、蒸発器ａの貯水ケース３の排水孔４には、冷水パイプ１が連通されており、凝縮機ｃの貯水ケース５の排水孔６には、温水パイプ２が連通されていると共に、冷水パイプ１と温水パイプ２とは三方切換バルブ７を介して合流し、同バルブ７からの連通パイプ８は農業用ハウスとしてのビニールハウスＡ内に敷設したヒートパイプＭに連通している。
【００２１】
ヒートパイプＭは、図２に示すように熱媒用流体M-1 を封入した真空パイプM-2 に、同パイプの内周面に近接させて熱源パイプM-3 を貫装しており、真空パイプM-2 及び熱源パイプM-3 は、熱伝導率の高い素材、例えば銅パイプとしており、熱媒用流体M-1 としては、アルコール系のもの、例えばエタノール、メタノール等を、あるいはこれらにシリカゲルを混入したものを用いる。
【００２２】
冷水パイプ１又は温水パイプ２からの冷水又は温水は、ヒートパイプＭの熱源パイプM-3 中を流れ、熱媒用流体M-1 と熱交換されて、真空パイプM-2 は冷却又は暖房されるように構成されている。
【００２３】
従って、ヒートパイプＭを、ハウス栽培のビニールハウス内や、室内床に敷設すればヒートポンプシステムＨの蒸発器ａ又は凝縮機ｃを利用した冷却又は暖房を果すことができる。
【００２４】
９は、温水パイプ２の中途に介設した加熱機であり、ヒートパイプＭに送水する温水を加熱し、更に効率のよいヒートパイプ加熱ができるようにしている。
【００２５】
10は、ビニールハウスＡ内で熱交換された冷・温水を取出す排出パイプであり、その中途にはポンプ11を介設しており、排出パイプ10は、三方バルブ12を介して蒸発器ａと、凝縮器ｃとへ環元するようにしている。
【００２６】
すなわち、本発明ではヒートポンプシステムＨとビニールハウス内のヒートパイプＭとが閉ループを形成して冷・温水が循環しながら、効率的にビニールハウスＡ内の冷暖房を行うものである。
【００２７】
ビニールハウス内のヒートパイプＭの敷設形態としては、単にビニールハウスＡの床面に敷設してハウス内空気を冷暖房する形態や、ビニールハウスＡ内の土中に埋設して土壌そのものを冷暖房する形態や、ビニールハウスＡ内の盛土の畝内に敷設する形態や、ビニールハウスＡ内に樋状の畝ケースを設置し、樋状の畝ケース底部に敷設して畝ケース内に充填した土壌を冷暖房する場合等がある。
【００２８】
特に、土壌中にヒートパイプＭを敷設した場合は、ヒートパイプＭの加温作用によって土壌の消毒や害虫の除去が行えると共に、農作物等の適正な発育温度に調整することができる。例えば、夏場でも冬期生育の野菜を栽培することができ、その反対も行うことができる。
【００２９】
この発明の実施例は上記のように構成されているので、ヒートポンプシステムＨの蒸発器ａを利用して冷却機能を有する冷水を取出し、また、凝縮機ｃを利用して温暖機能を有する温水を取出し、冷水と温水とは三方切換バルブ７によって適当に選択されてヒートパイプＭに送水され、ヒートパイプＭの効率的な熱交換により真空パイプM-2 を介してビニールハウスＡ内で冷暖房が行える。
【００３０】
なお、三方切換バルブ７の調節により、冷水と温水とは適当に混合することもでき、ビニールハウスＡの最適の冷暖房機能を果しうる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明によれば、ヒートポンプシステムを構成する蒸発器と凝縮機を利用して、農業用ハウス内の冷暖房を行うものであり、特に農業用ハウス内に敷設したヒートパイプを利用してハウス内の熱交換を行うため、化石燃料の使用を最小限に抑制してＣＯ2 の多量発生による地球温暖化を可及的に防止できると共に、農業用ハウスの冷暖房を効率よく行うことができ、省エネルギーに貢献できる。
【００３２】
また、農業用ハウス内の作物の育成に必要な適温を常に生成することができ、作物の品質を向上することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明システムの全体説明図。
【図２】本発明システムに使用するヒートパイプの断面図。
【符号の説明】
ａ 蒸発器
ｂ 圧縮機
ｃ 凝縮機
ｄ 膨張弁
Ｈ ヒートポンプシステム
Ｍ ヒートパイプ
【発明の属する技術分野】
この発明は、農業用ハウスの冷暖房システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、農業用ハウスの暖房システムとしてはハウス内に電熱ヒータを配設したもの、或はボイラーからの熱風を送風するもの等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、いずれもコスト的に高価につき、更にはＣＯ2 排出による地球温暖化の原因となりやすいものであり、しかも、農業用ハウス内を冷房するシステムは経費の問題、施設の問題のため未だに実施化が困難とされていた。
【０００４】
この発明は、蒸発器、圧縮機、凝縮機及び膨張弁より構成したヒートポンプシステムと、農業用ハウス内のヒートパイプを備えており、ヒートポンプシステムは、蒸発器で得られる冷水を取り出す冷水パイプと、凝縮機で得られる温水を取り出す温水パイプと、冷水パイプを通る冷水と温水パイプを通る温水を適当に選択するか、調節により冷水と温水とを適当に混合することができる三方切換バルブと、三方切換バルブからヒートパイプに連通する連通パイプと、を備えており、
連通パイプからヒートパイプへ送られた冷水または温水は、ヒートパイプの熱源パイプ中を流れ、熱媒用流体と熱交換されて、真空パイプを介して農業用ハウス内を冷暖房するように構成され、ヒートパイプで熱交換された冷水または温水は、排出パイプで取り出され、蒸発器と凝縮器へ環元するよう構成されている、農業用ハウスの冷暖房システムを提供せんとするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
この発明では、ヒートポンプシステムを作動させることにより、蒸発器内では冷媒液が蒸発してガス化し、この際に蒸発潜熱により冷却作用が行われ冷却液が生成する。
【０００６】
ガス化した冷媒は圧縮機で圧縮され、この圧縮ガスは高温度となって、凝縮機により熱媒液と熱交換され冷却されて液体となり、液化した冷媒は、膨張弁で圧力を低下して低圧の蒸発器に戻される。
【０００７】
かかるヒートポンプシステムの循環作動において、蒸発器から生成する冷却液は、農業用ハウス内に敷設したヒートパイプを介して同ハウス内を冷却する。
【０００８】
また、ヒートポンプシステムの圧縮機から生成する熱媒液は、農業用ハウス内に敷設したヒートパイプを介して同ハウス内を暖房する。
【０００９】
以上のようにヒートポンプシステムを介して農業用ハウス内を冷暖房できるため、化石燃料の最小限度の使用を可能とし、省エネルギーに役立つと共にＣＯ2 排出を抑制して地球温暖化を防止でき、更には効率のよい冷暖房機能により農業用ハウス内の作物の品質を向上しうるものである。
【００１０】
農業用ハウウ内に敷設するヒートパイプとしては、熱伝導性の良い真空パイプ中に熱源パイプを挿貫し、真空パイプ中には熱媒用流体を収納して構成しており、効率的な熱交換機能を有している。
【００１１】
【実施例】
本発明の実施例を図面にもとづき詳説すれば、図１は本発明システムの全体説明図であり、ヒートポンプシステムＨは次のように構成されている。
【００１２】
すなわち、蒸発器ａ、圧縮機ｂ、凝縮機ｃ、膨張弁ｄより構成されており、第１相の蒸発器ａによる冷媒液の蒸発、第２相の圧縮機ｂによるガス化した冷媒液の圧縮による高圧化、及び液化、第３相の凝縮機ｃによる冷媒液の冷却、第４相の膨張弁ｄによる圧縮低下の各工程よりなる。
【００１３】
冷媒液は蒸発器ａの中で蒸発してガスとなり、冷媒が液体からガス体に変化する時に、蒸発潜熱を必要とするため冷却作用が行われる。
【００１４】
蒸発器ａでガス体となった低圧の冷媒は、圧縮機ｂのシリンダに吸入されて圧縮され高圧となり、ガス体が液化される。
【００１５】
圧縮機ｂから吐出される高圧、高温度のガスは、凝縮機ｃにより冷却され凝縮して液体となり、冷媒の有していた熱を冷却水に棄てる。
【００１６】
液化された冷媒は、高圧のままであるため、膨張弁ｄで圧力を低下させて低圧の蒸発器ａへ再度戻される。
【００１７】
かかるヒートポンプシステムＨにおいて、蒸発器の冷媒液による蒸発潜熱によって冷却作用が行われるため、ここで熱交換された冷却液が得られる。
【００１８】
他方、凝縮機ｃにおいては、ガス化した冷媒を圧縮して熱媒液と熱交換するため、温水液が得られる。
【００１９】
かかる蒸発器の冷却液と凝縮機の熱媒液とは冷水パイプ１と温水パイプ２とにより取出されて、農業用ハウス内に敷設したヒートパイプＭに送水される。
【００２０】
すなわち、蒸発器ａの貯水ケース３の排水孔４には、冷水パイプ１が連通されており、凝縮機ｃの貯水ケース５の排水孔６には、温水パイプ２が連通されていると共に、冷水パイプ１と温水パイプ２とは三方切換バルブ７を介して合流し、同バルブ７からの連通パイプ８は農業用ハウスとしてのビニールハウスＡ内に敷設したヒートパイプＭに連通している。
【００２１】
ヒートパイプＭは、図２に示すように熱媒用流体M-1 を封入した真空パイプM-2 に、同パイプの内周面に近接させて熱源パイプM-3 を貫装しており、真空パイプM-2 及び熱源パイプM-3 は、熱伝導率の高い素材、例えば銅パイプとしており、熱媒用流体M-1 としては、アルコール系のもの、例えばエタノール、メタノール等を、あるいはこれらにシリカゲルを混入したものを用いる。
【００２２】
冷水パイプ１又は温水パイプ２からの冷水又は温水は、ヒートパイプＭの熱源パイプM-3 中を流れ、熱媒用流体M-1 と熱交換されて、真空パイプM-2 は冷却又は暖房されるように構成されている。
【００２３】
従って、ヒートパイプＭを、ハウス栽培のビニールハウス内や、室内床に敷設すればヒートポンプシステムＨの蒸発器ａ又は凝縮機ｃを利用した冷却又は暖房を果すことができる。
【００２４】
９は、温水パイプ２の中途に介設した加熱機であり、ヒートパイプＭに送水する温水を加熱し、更に効率のよいヒートパイプ加熱ができるようにしている。
【００２５】
10は、ビニールハウスＡ内で熱交換された冷・温水を取出す排出パイプであり、その中途にはポンプ11を介設しており、排出パイプ10は、三方バルブ12を介して蒸発器ａと、凝縮器ｃとへ環元するようにしている。
【００２６】
すなわち、本発明ではヒートポンプシステムＨとビニールハウス内のヒートパイプＭとが閉ループを形成して冷・温水が循環しながら、効率的にビニールハウスＡ内の冷暖房を行うものである。
【００２７】
ビニールハウス内のヒートパイプＭの敷設形態としては、単にビニールハウスＡの床面に敷設してハウス内空気を冷暖房する形態や、ビニールハウスＡ内の土中に埋設して土壌そのものを冷暖房する形態や、ビニールハウスＡ内の盛土の畝内に敷設する形態や、ビニールハウスＡ内に樋状の畝ケースを設置し、樋状の畝ケース底部に敷設して畝ケース内に充填した土壌を冷暖房する場合等がある。
【００２８】
特に、土壌中にヒートパイプＭを敷設した場合は、ヒートパイプＭの加温作用によって土壌の消毒や害虫の除去が行えると共に、農作物等の適正な発育温度に調整することができる。例えば、夏場でも冬期生育の野菜を栽培することができ、その反対も行うことができる。
【００２９】
この発明の実施例は上記のように構成されているので、ヒートポンプシステムＨの蒸発器ａを利用して冷却機能を有する冷水を取出し、また、凝縮機ｃを利用して温暖機能を有する温水を取出し、冷水と温水とは三方切換バルブ７によって適当に選択されてヒートパイプＭに送水され、ヒートパイプＭの効率的な熱交換により真空パイプM-2 を介してビニールハウスＡ内で冷暖房が行える。
【００３０】
なお、三方切換バルブ７の調節により、冷水と温水とは適当に混合することもでき、ビニールハウスＡの最適の冷暖房機能を果しうる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明によれば、ヒートポンプシステムを構成する蒸発器と凝縮機を利用して、農業用ハウス内の冷暖房を行うものであり、特に農業用ハウス内に敷設したヒートパイプを利用してハウス内の熱交換を行うため、化石燃料の使用を最小限に抑制してＣＯ2 の多量発生による地球温暖化を可及的に防止できると共に、農業用ハウスの冷暖房を効率よく行うことができ、省エネルギーに貢献できる。
【００３２】
また、農業用ハウス内の作物の育成に必要な適温を常に生成することができ、作物の品質を向上することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明システムの全体説明図。
【図２】本発明システムに使用するヒートパイプの断面図。
【符号の説明】
ａ 蒸発器
ｂ 圧縮機
ｃ 凝縮機
ｄ 膨張弁
Ｈ ヒートポンプシステム
Ｍ ヒートパイプ
Claims (1)
- 蒸発器(a)、圧縮機(b)、凝縮機(c)及び膨張弁(d)より構成したヒートポンプシステム(H)と、農業用ハウス (A) 内のヒートパイプ (M) を備えており、
ヒートポンプシステム (H) は、
蒸発器 (a) で得られる冷水を取り出す冷水パイプ (1) と、
凝縮機 (c) で得られる温水を取り出す温水パイプ (2) と、
冷水パイプ (1) を通る冷水と温水パイプ (2) を通る温水を適当に選択するか、調節により冷水と温水とを適当に混合することができる三方切換バルブ (7) と、
三方切換バルブ (7) からヒートパイプ (M) に連通する連通パイプ (8) と、
を備えており、
連通パイプ (8) からヒートパイプ (M) へ送られた冷水または温水は、ヒートパイプ (M) の熱源パイプ (M-3) 中を流れ、熱媒用流体 (M-1) と熱交換されて、真空パイプ (M-2) を介して農業用ハウス (A) 内を冷暖房するように構成され、
ヒートパイプ (M) で熱交換された冷水または温水は、排出パイプ (10) で取り出され、蒸発器 (a) と凝縮器 (c) へ環元するよう構成されている、
農業用ハウスの冷暖房システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30112197A JP3883673B2 (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 農業用ハウスの冷暖房システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30112197A JP3883673B2 (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 農業用ハウスの冷暖房システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11127704A JPH11127704A (ja) | 1999-05-18 |
| JP3883673B2 true JP3883673B2 (ja) | 2007-02-21 |
Family
ID=17893090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30112197A Expired - Fee Related JP3883673B2 (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 農業用ハウスの冷暖房システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3883673B2 (ja) |
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| JP2008101885A (ja) * | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Yurikai Co Ltd | 同時加熱、冷却ヒートポンプ回路 |
| JP4288679B2 (ja) * | 2006-11-06 | 2009-07-01 | アグリ・ヴァンティアン株式会社 | 超促成発芽システム及び超促成栽培システム |
| KR100919263B1 (ko) * | 2009-02-17 | 2009-09-30 | 이한호 | 스팀을 이용한 가열 및 열교환이 이루어지는 농,축산용 하우스 난방장치 |
| NL2003671C2 (nl) * | 2009-10-19 | 2011-04-20 | Level Holding Bv | Inrichting voor klimaatbeheer van kassen. |
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| CN102654298B (zh) * | 2012-05-21 | 2014-06-18 | 徐兴江 | 智能焓差控制节能空调及其控制方法 |
| JP2014113139A (ja) * | 2012-11-15 | 2014-06-26 | Takaharu Futaeda | 植物栽培システム |
| CN109945545A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-06-28 | 四川长虹空调有限公司 | 环路热管式制热和制冷空调系统 |
-
1997
- 1997-10-31 JP JP30112197A patent/JP3883673B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11127704A (ja) | 1999-05-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041028 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060718 |
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