JP5109024B2 - 植物生産システム - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る植物生産システム(以下「本システム」という。)のフローを示す図である。本システムでは、図1に示すとおり、主に植物工場1、保温庫2、自家発電装置3、吸収式冷凍機4を有して構成される。
図1に示すとおり、自家発電装置3から発生する熱エネルギーは、まず水/水熱交換器5を介して熱交換される。吸収式冷凍機4及び暖房用水/水熱交換器7は、熱交換によって得られる温熱を用いて冷熱、温熱をそれぞれ生成する。
図1に示すとおり、窒素酸化物・硫黄酸化物除去装置13は、自家発電装置3より発生した排気ガスdから窒素酸化物・硫黄酸化物を除去した排気ガスeを生成する。生成された窒素酸化物・硫黄酸化物が除去された排気ガスeは、一旦排気ガス貯留タンク14に貯留され、適宜植物工場1に投入される。このガスは二酸化炭素を含んでいるため、この二酸化炭素は植物育成用途に利用することができる。また、この二酸化炭素は保温庫2内に昆虫類が進入した際に殺虫用途として利用することもできる。なお、排気ガスをこれら用途として利用する場合、市販の液化炭酸ガス等との併用も可能である。
図1に示すとおり、自家発電装置3で生成された電気fは、植物工場配電盤15および保温庫配電盤16に送電され、それぞれ植物工場1の植物育成用照明17や植物工場空調装置18、植物工場一般照明19、培養液循環ポンプ(図省略)、保温庫2の保温庫空調装置20、保温庫一般照明21、それぞれの施設コンセント(図省略)の電源として利用することができる。
図2は、植物工場における植物工場恒温用熱交換パイプ23の設置方法を示したものである。植物工場恒温用熱交換パイプ23は、天井スラブに天井固定用ステイを介して固定される。天井板25は木質系、樹脂系、石質系、又は金属のものを用い、天井スラブと天井板25とに挟まれた空間に植物工場恒温用熱交換パイプ23を位置させる。天井板25は、設けておくことが望ましいが、なくてもよい。なお、保温庫2も同様の構造を有する(図省略)。
図2で示すとおり、床固定アンカー28にて、植物工場恒温用熱交換パイプ23が床に固定されている。床板27は木質系、樹脂系、石質系、又は金属のものを用い、天井スラブと床板27とに挟まれた空間に植物工場恒温用熱交換パイプ23を位置させる。床板27は、設けておくことが望ましいが、なくても良い。その場合、栽培ベッド22は植物工場恒温用熱交換パイプ23を避けるように設置させる。なお、保温庫2も同様の構造を有する(図省略)。
図3に、植物工場1の鳥瞰図を示す。植物工場1の外壁29および内壁30は、木質系、樹脂系、石質系、金属の中で、太陽光線を遮光できる素材を用いる。植物工場恒温用熱交換パイプ23の一部を壁で囲み、チャンバーボックス31とする。図3では、内壁30の一部をチャンバーボックス31にした図を示しているが、天井、床にチャンバーボックス31を設置する態様でも良い。
図4は、植物工場恒温用熱交換パイプ23および保温庫恒温用熱交換パイプ24の模式図を示している。植物工場恒温用熱交換パイプ23および保温庫恒温用熱交換パイプ24の素材は、ステンレスに代表される錆びない金属を使用することが望ましいが、耐熱樹脂等の素材を使用してもよい。植物工場恒温用熱交換パイプ23および保温庫恒温用熱交換パイプ24は、図4で示すとおり、山と谷を組み合わせた形状が望ましいが、直線、円形、螺旋状等でもよい。温冷水gは一方方向に流れる。
図5は、チャンバーボックス31の斜視図を示している。植物工場恒温用熱交換パイプ23もしくは保温庫恒温用熱交換パイプ24の一部を箱状の壁で囲み、チャンバーボックス31とする。チャンバーボックス31にはファン32が設置されるが、設置箇所はチャンバーボックス31の上面もしくは正面、もしくは側面の任意の場所とし、チャンバーボックス31内の空気を排出する機能を有する。ファン32によってチャンバーボック31内の空気が排出されることで、チャンバーボックス31内部が陰圧となり、自動的に通風口33から施設内の空気が流れ込む仕組みとなる。この結果、チャンバーボックス31は空調装置と同様の機能を持つことになる。通風口の穴径はファン32の送風能力に見合ったサイズとする。形状は強度の面から円形が望ましいが、四角形、三角形、多角形等、いずれの形状でもよい。
2…保温庫
3…自家発電装置
4…吸収式冷凍機
5…水/水熱交換器
6…冷却塔
7…暖房用水/水熱交換器
8…植物工場用冷温水ヘッダ
9…保温庫用冷温水ヘッダ
10…給湯用貯湯槽
11…培養液タンク
12…培養液熱殺菌槽
13…窒素酸化物・硫黄酸化物除去装置
14…排気ガス貯留タンク
15…植物工場配電盤
16…保温庫配電盤
17…植物育成用照明
18…植物工場空調装置
19…植物工場一般照明
20…保温庫空調装置
21…保温庫一般照明
22…栽培ベッド
23…植物工場恒温用熱交換パイプ
24…保温庫恒温用熱交換パイプ
25…天井板
26…天井固定用ステイ
27…床板
28…床固定アンカー
29…外壁
30…内壁
31…チャンバーボックス
32…ファン
33…通風口
a…燃料
b…給水
c…培養液
d…排気ガス
e…窒素酸化物・硫黄酸化物除去排気ガス
f…電気
g…温冷水
Claims (6)
- 自家発電装置と、
該自家発電装置が発生する熱を吸収する吸収式冷凍機と、
培養液タンクと、
照明装置、電気機器、空調装置、二酸化炭素施用装置、及び前記培養液タンクから培養液の供給を受ける栽培ベッドを備え、天井と天井板に挟まれた空間、床と床板に挟まれた空間及び外壁と内壁に挟まれた空間に熱交換用パイプが設置され、更に、前記熱交換用パイプの一部を覆うチャンバーボックスを備えた植物工場と、を有する植物生産システム。 - 天井、床、壁面に熱交換用パイプが設置され、収穫物を保管する保温庫と、を有することを特徴とする請求項1記載の植物生産システム。
- 前記熱交換用パイプには液体が充填され、該液体を熱交換用パイプ内で循環させるとともに、
前記自家発電装置から発生する熱を、直接温熱として、又は、前記吸収式冷凍機で返還して冷熱として用い、前記熱交換用パイプの前記液体を調節することを特徴とする請求項1又は2に記載の植物生産システム。 - 前記自家発電装置から発生する熱を用いて温水を生成し、貯蔵する給湯用貯湯槽を有することを特徴とする請求項1記載の植物生産システム。
- 前記培養液タンクは、前記自家発電装置から発生する熱を用いて加熱殺菌を行なうことを特徴とする請求項1記載の植物生産システム。
- 前記植物工場における前記照明装置、前記電気機器、及び前記空調装置は、前記自家発電装置が発生する電気を用いて動作することを特徴とする請求項1記載の植物生産システム。
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