JP5758637B2

JP5758637B2 - 建屋の空調機

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Publication number: JP5758637B2
Application number: JP2011015742A
Authority: JP
Inventors: 成広古田; 洋二石垣
Original assignee: Fulta Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Fulta Electric Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2031-01-27
Also published as: JP2012152176A

Description

本発明は、ハウス、温室等の建屋の空調機に関する。

建屋（ハウス、温室等であり、以下、ハウスとする）の空調機に関しては、これまでに、種々の構造、方法が提案されている。この提案の中で、構造が明確で、論理的に纏まったものとして、特許・実用新案公開公報がある。

例えば、特開昭６２−１６６８２０号の「燃焼排ガスのＣＯ２を貯蔵する装置をつけた温室の空調機」（文献（１）とする）において、燃焼ガスを生成する煙道（釜）と、この煙道の排熱を介して外気を昇温し、又は煙道の排熱を、ヒートポンプの熱源とし、このヒートポンプを効率的に制御した構造であり、煙道の燃焼ガスを、作物の生育に利用し、その排熱を、温室の冷暖房に利用することを意図する。しかし、この発明では、煙道の燃焼ガスの利用と、その排熱の利用であり、具体的な構造と、機材の配置に関する開示がなく、現場に即応した装置とは考えられない。そして、これに類する考案として、実開平７−４２６０４号の「ハウス内におけるＣＯ２供給兼暖房装置」（文献（２）とする）がある。この考案は、前記文献（１）を実用に即した構造を考えたものであるが、冷房に関しての開示がなく、装置として、十分とは考えられない。

また、前記文献（２）と同じ構造と目的を達成する考案、発明としては、例えば、実開昭６０−１１６８４８号の「温室における暖房機構」（文献（３）とする）と、特開２００４−３４４１５４の「施設園芸用温室における排熱回収兼用炭酸ガス供給システム」（文献（４）とする）と、特開平１０−２２９７６３号の「温室装置」（文献（５）とする）と、が挙げられる。

そして、外気（ハウス外の空気）と内気（ハウス内の空気）とをミキシングし、この外気を加温するか、又は除湿等として調合する装置としては、例えば、実開平５−９０２２０号の「農業用栽培ハウスの空調装置」（文献（６）とする）がある。この考案は、空調ユニットに凝縮器と蒸発器とを配備し、温湿度の空調を図る。また、特開平５−２８４８６０号の「植物栽培ハウス用吸気装置」（文献（７）とする）がある。この発明は、フードにハウス内に至るダクトを連設し、このダクトにファンと、内気吸込み開口を設けた構造であり、このダクト内で空調を図ることを特徴とする。

特開昭６２−１６６８２０号実開平７−４２６０４号実開昭６０−１１６８４８号特開２００４−３４４１５４特開平１０−２２９７６３号実開平５−９０２２０号特開平５−２８４８６０号

文献（１）は、煙道の排熱を介して外気を昇温し、又は煙道の排熱を、ヒートポンプの熱源とし、ヒートポンプを効率的に制御する構造であり、排熱利用の考え方を意図する。従って、ハウスの生育環境に必要とする条件全体を管理する構造でなく、改良の余地がある。また、この発明では、ハウスに現実に設置するには、詳細な説明、例えば、この装置をハウスのどの場所に設置するか、排熱を、ヒートポンプの熱源とするか、等に関して十分な説明がないことが考えられる。また、文献（２）においても、総体的には、略同様な改良点が挙げられる。

そして、その他の文献（３）〜文献（７）に関しては、それぞれの意図を達成するには十分とは考えられる。しかし、この文献（３）〜文献（７）は、ハウスの生育環境に必要とする条件全体を管理する構造でなく、改良の位置がある。

上記に鑑み、本発明は、下記の目的を達成すること意図する。
１）ハウスの生育環境に必要とする条件全体を管理する構造を提案することで、生育の健全化と、作物の収穫量の拡大と品質の向上を図りつつ、かつ合理的な農作業を図る。
２）ハウスの壁面近傍に、暖房機と炭酸ガス発生装置、並びにヒートポンプを設けた空調装置とすることで、このハウスに確実、かつ速やかに設置可能とする。
３）ダクトに暖気、冷気、又は調和空気とか、また、ＣＯ２を個別、又は同時に供給する中継基地として、暖房機と空気切換え部を活用する構造とする。
４）暖房機に設けたダクトを、作物の株間に配備する構造とし、ハウス栽培に最適な空調機を提供する。
５）また、空気切換え部が、内気、暖冷気、又はＣＯ２を確実に吸込み可能とするために、シャツタの他に内気、暖冷気、又はＣＯ２用の導入孔を、開設する構造とする。
６）空気切換え部の側面に導入孔の開口と、炭酸ガス発生装置の吹出し管の開口と、ヒートポンプの吹出し管の開口を、切離して設ける構造とし、ハウスの内気と、この空気切換え部に導入するＣＯ２と、暖冷気とのミキシングを図る。

請求項１の発明は、前記１）〜３）の目的を達成する。

請求項１は、建屋内の妻面の壁面近傍に、暖房機と炭酸ガス発生装置、並びにヒートポンプを近接して設け、前記暖房機を中継基地として活用する空調装置において、
前記暖房機に空気切換え部を設け、この空気切換え部には、内部に吸込み用のファンと、その長手方向の一方側面・他方側面のシャツタと、並びにその短手方向の側面に内気導入孔を設け、
外気を、前記ファンの吸引力で、前記一方側面のシャツタを開口（３ａ）し、前記暖房機の吸込み口から、この暖房機の内部に至る構成とし、
また、前記炭酸ガス発生装置の吹出し管、並びに前記ヒートポンプの吹出し管は、前記建屋内に開口するとともに、この各吹出し管の開口から前記ハウス内に排気されたＣＯ２、及び冷暖気を、前記ファンの吸引力で、前記空気切換え部の導入孔より、この暖房機の内部に至る構成とし、
前記一方側面のシャツタと前記壁面の開口（Ｈ３）とを連繋するダクトを設ける構成とした建屋の空調機である。

請求項２の発明は、前記１）〜４）の目的を達成する。

請求項２は、請求項１に記載の建屋の空調機であって、
前記暖房機にダクトを接続し、
ハウス栽培における局部株間送風に利用する構成とした建屋の空調機である。

請求項３・４の発明は、前記１）〜３）と、５）と６）の目的を達成する。

請求項３は、請求項１に記載の建屋の空調機であって、
前記建屋に開閉自在の天窓を設け、
この天窓の開閉運転を制御部からの信号で行う構成とするとともに、この制御部からの信号を基本に、次の運転を選択的に行う構造とした建屋の空調機である。
イ）この建屋の内外気循環運転と、
ロ）外気導入運転と、
ハ）ヒートポンプ運転。

請求項４は、請求項１に記載の建屋の空調機であって、
前記空気切換え部には、天井と、この天井の長手方向より傾斜状に垂下した枠体と、この枠体の前記一方側面・他方側面にシャツタを設け、また、前記天井の短手方向より垂下した側面に、前記建屋の内気、暖冷気、又はＣＯ２用の導入孔を設ける構成とした建屋の空調機である。

請求項５の発明は、前記１）〜３）の目的を達成する。

請求項５は、請求項１に記載の建屋の空調機であって、
前記暖房機に設けた煙突は、前記空気切換え部の内部と天井を通過し、建屋の外部に到り、この外部で開口する構成とした建屋の空調機である。

請求項１の発明は、建屋内の妻面の壁面近傍に、暖房機と炭酸ガス発生装置、並びにヒートポンプを近接して設け、暖房機を中継基地として活用する空調装置において、
暖房機に空気切換え部を設け、空気切換え部には、内部に吸込み用のファンと、長手方向の一方側面・他方側面のシャツタと、並びに短手方向の側面に内気導入孔を設け、
外気を、ファンの吸引力で、一方側面のシャツタを開口（３ａ）し、暖房機の吸込み口から、暖房機の内部に至る構成とし、
また、炭酸ガス発生装置の吹出し管、並びにヒートポンプの吹出し管は、建屋内に開口するとともに、各吹出し管の開口からハウス内に排気されたＣＯ２、及び冷暖気を、ファンの吸引力で、空気切換え部の導入孔より、暖房機の内部に至る構成とし、
一方側面のシャツタと前記壁面の開口（Ｈ３）とを連繋するダクトを設ける構成とした建屋の空調機である。

従って、請求項１は、下記の１）〜３）の目的を達成できる特徴がある。
１）ハウスの生育環境に必要とする条件全体を管理する構造を提案することで、生育の健全化と、作物の収穫量の拡大と品質の向上を図りつつ、かつ合理的な農作業が図れる。
２）ハウスの壁面近傍に、暖房機と炭酸ガス発生装置、並びにヒートポンプを設けた空調装置とすることで、このハウスに確実、かつ速やかに設置可能となる。
３）ダクトに暖気、冷気、又は調和空気とか、また、ＣＯ２を個別、又は同時に供給する中継基地として、暖房機と空気切換え部を活用する構造となる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の建屋の空調機であって、
暖房機にダクトを接続し、
ハウス栽培における局部株間送風に利用する構成とした建屋の空調機である。

従って、請求項２は、前記１）〜３）と、下記の４）の目的を達成できる特徴がある。
４）暖房機に設けたダクトを、作物の株間に配備する構造とし、ハウス栽培に最適な空調機を提供できる。

請求項３の発明は、請求項１に記載の建屋の空調機であって、
建屋に開閉自在の天窓を設け、
天窓の開閉運転を制御部からの信号で行う構成とするとともに、制御部からの信号を基本に、次の運転を選択的に行う構造とした建屋の空調機である。
イ）建屋の内外気循環運転と、
ロ）外気導入運転と、
ハ）ヒートポンプ運転。

請求項４の発明は、請求項１に記載の建屋の空調機であって、
空気切換え部には、天井と、天井の長手方向より傾斜状に垂下した枠体と、枠体に一方側面・他方側面のシャツタを設け、また、天井の短手方向より垂下した側面に、建屋の内気、暖冷気、又はＣＯ２用の導入孔を設ける構成とした建屋の空調機である。

従って、請求項３・４は、前記１）〜３）と、下記の５）と６）の目的を達成できる特徴がある。
５）また、空気切換え部が、内気、暖冷気、又はＣＯ２を確実に吸込み可能とするために、シャツタの他に内気、暖冷気、又はＣＯ２用の導入孔を、開設する構造である。
６）空気切換え部の側面に導入孔の開口と、炭酸ガス発生装置の吹出し管の開口と、ヒートポンプの吹出し管の開口を、切離して設ける構造とし、ハウスの内気と、この空気切換え部に導入するＣＯ２と、暖冷気とのミキシングが図れる。

請求項５の発明は、請求項１に記載の建屋の空調機であって、
暖房機に設けた煙突は、空気切換え部の内部と天井を通過し、建屋の外部に到り、外部で開口する構成とした建屋の空調機である。

従って、請求項５は、前記１）〜３）の目的を達成できる。

ハウスの妻面の壁面近傍に、本発明の装置を配備した状態の一部欠截の平面模式図図１の正面模式図図１の他方側面のシャツタを開放した状態を示した側面模式図暖房機の一方側面のシャツタを開放した状態を示した側面模式図シャツタの一例を示した拡大正面図ハウス栽培の一例を示した拡大模式図制御盤の内部構造の一例を示した拡大図

図中１は暖房機で、この暖房機１は、ハウスＨの妻面Ｈ１の壁面Ｈ２近傍に設けられており、その暖房機本体１ａ内に、重油を燃料とするバーナ１００と釜１０１、並びに空気通路１０２（冷気、暖気、内外気等の空気通路）と一個、又は複数の排気口１０３（開口）と、一個、又は複数の吸込み口１０４（開口）とを有する。従って、吸込み口１０４から導入された内外気（空気）は、空気通路１０２において釜１０１との熱交換を介して、昇温された後、排気口１０３から、ダクト２に排気（給気）される。尚、バーナ１００を燃焼しない場合には、暖房機１は、前記と同じルートとなり、空気、調和空気（ミキシング空気）、後述するＣＯ２、又は冷気（暖気）の中継基地として利用する。

この暖房機１の上には、底部の一部が開口３ａする空気切換え部３が設けられている。この空気切換え部３は、三角柱体となる枠体３００と、この枠体３００の長手方向の頂面３００ａに設けた天井３０１と、また、この天井３０１（枠体３００）の長手方向の両側面３００ｂ、３００ｃに設けた電動シャツタ５、５等と、この空気切換え部３の内部に設けたファン８、８と、で構成する。また、この天井３０１の短手方向の両側面３００ｄ、ｅには、内外気、冷気、又はＣＯ２用の導入孔６、６等を開設する。そして、この空気切換え部３の一方側面のシャツタ５、５は外気吸込み用とし、また他方側面のシャツタ５、５は内気吸込み用とする。また、一方側面のシャツタ５、５はダクト７を介して、壁面Ｈ２の開口Ｈ３に連通される。この例では、既存の躯体Ｈ４を利用し、この躯体Ｈ４内にダクト７を張装している。従って、外気は、この空気切換え部３のファン８、８の吸引力で、開口Ｈ３からダクト７を経由し、開放した一方側面のシャツタ５、５から、開口３ａを経由し、吸込み口１０４を通過した後、暖房機１（暖房機本体１ａ）の内部に至る。そして、この暖房機１で昇温された後、ダクト２を介して、ハウスＨの栽培棚を利用したハウス栽培のトマトＷに供給される（地面によるハウス栽培等を含む）。尚、後述するＣＯ２、又は冷気（暖気）のルートも同様である。また、他方側面のシャツタ５、５は、ハウスＨに設けられている。従って、このハウスＨ内の空気（内気）は、この空気切換え部３のファン８、８の吸引力で、導入口孔６を経由した後、暖房機１の内部に至る。そして、この暖房機１で昇温された後、ダクト２を介して、ハウスＨのハウス栽培のトマトＷに供給される。尚、４は、暖房機１を迂回する管路に接続した煙突を示す。この煙突４は、原則して、ハウスＨ外に導き、外気中に開口する。

１０は炭酸ガス発生装置で、灯油を原料としてＣＯ２を生成する。この炭酸ガス発生装置１０には、吹出し管１１（排ガス管）を設けるが、この吹出し管１１の開口１１００は、ハウスＨ内で開放されている。従って、このＣＯ２は、ハウスＨ内に一度、排気された後、ファン８、８の吸引力で、導入孔６から、暖房機１の内部に至り、この暖房機１より、トマトＷに供給される。尚、他方側面のシャツタ５、５が開放された状態では、この暖房機１内においても、この他方側面のシャツタ５、５から導入された内気とミキシング（希釈化）される状況もあり得る。その後は、前述と同様なルートで、トマトＷに供給される。また、一方側面のシャツタ５、５が開放された状態では、ＣＯ２は、導入孔６から、暖房機１の内部に至る。この暖房機１内において、外気とミキシングされるが、その後は、前記内気と同じ流れとなる。

１２はヒートポンプで、内気の冷房・暖房・除湿、又は送風等を図る。このヒートポンプ１２には、吹出し管１３（冷暖気排気管）を設けるが、この吹出し管１３の開口１３００は、ハウスＨ内で開放されている。従って、この冷気は、ハウスＨ内に一度、排気された後、ファン８、８の吸引力で、導入孔６から、暖房機１の内部に至り、この暖房機１より、トマトＷに供給される。尚、他方側面のシャツタ５、５が開放された状態では、この暖房機１内においても、この他方側面のシャツタ５、５から導入された内気とミキシングされる状況もあり得る。その後は、前述と同様なルートで、トマトＷに供給される。また、一方側面のシャツタ５、５が開放された状態では、外気は、前記と同様に暖房機１に至るが、導入孔６から、開口３ａを経由し、暖房機１の内部に至った冷気とミキシングされる。その後は、前述と同じである。

そして、本発明の特徴は、暖房機１の上に、一方側面・他方側面のシャツタ５、５と、その両側面３ｄ、３ｅに導入孔６を備えた空気切換え部３を設け、ハウスＨ内に、内外気を導入することと、この暖房機１を中継基地として、ハウス栽培のトマトＷに、内外気（高温障害回避と、ＣＯ２の利用等）を供給すること、又はＣＯ２の不足と、ハウスＨ内の温湿度管理を、ヒートポンプ１２で行うが、その際も、この暖房機１を中継基地として、ハウス栽培のトマトＷに、ＣＯ２とミキシング空気を供給することを特徴とする。

尚、図中矢印Ｃは、空気、又はガスの流れを示す。そして、ハウスＨ栽培における局部株間送風に利用する構成では、低コストと、冷暖気又はＣＯ２の有効利用と、燃料費の削減化、環境保護等に有効である。また、培地（地面）の最適な温湿度管理が図れ、生育・収穫環境の向上と、品質の向上等が図れる。

続いて、本発明の自動制御の一例を以下に示す。尚、このハウスＨには、図示しない天窓を有する。
・天窓運転信号により一方側面のシャツタ５、５を開放し、外気導入運転を行う。前記外気は、ハウスＨの開口Ｈ３→ダクト７→一方側面のシャツタ５、５、及び／又は、導入孔６→空気切換え部３→開口３ａ→吸込み口１０４→暖房機１→冷暖気用の排気口１０３→ダクト２のルートである。但し、炭酸ガス発生装置１０の送風出力信号がある場合は５、及び／又は、導入孔６→空気切換え部３→開口３ａ→吸込み口１０４→暖房機１→ＣＯ２用の排気口１０３→ダクト２のルートである。
・天窓運転信号とは無関係に、炭酸ガス発生装置１０の送風出力信号により、前記内気循環運転を行なう状況もあり得る。
・そして、このヒートポンプ１２による暖房信号により、前記と同様な、内気循環運転を行う。但し、天窓運転信号がある場合は、前記と同様に、外気導入運転を行い、外気とのミキシングを図り、外気のＣＯ２を利用する。また、このＣＯ２の不足の場合、或いは前記天窓運転信号があり、炭酸ガス発生装置１０の送風出力信号がある場合は、前記ＣＯ２の供給と、内気循環運転を行う。
・尚、ヒートポンプ１２による除湿、及び／又は、冷房運転信号により前記と同様な、内気循環運転を行う。但し、天窓運転信号がある場合は、前記と同様に、外気導入運転を行い、外気とのミキシングを図り、外気の湿度と冷気を利用する。また、このＣＯ２の不足の場合、或いは前記天窓運転信号があり、炭酸ガス発生装置１０の送風出力信号がある場合は、前記ＣＯ２の供給と、内気循環運転を行う。
・その他として、例えば、ヒートポンプ１２による冷房（暖房）運転信号により外気導入運転か、又は内部循環運転を行う（スイッチ操作で、内部循環運転、又は外気導入運転を選択可能）。但し、天窓運転信号がある場合は外気導入運転を行う。一方、このＣＯ２の不足の場合、或いは前記天窓運転信号があり、炭酸ガス発生装置１０の送風出力信号がある場合は、前記ＣＯ２の供給と、内気循環運転を行う。
・また、前記ヒートポンプ１２による送風運転信号により外気導入運転か、又は内部循環運転を行う（スイッチ操作で、内部循環運転、又は外気導入運転を選択可能）。但し、天窓運転信号がある場合は外気導入運転を行う。一方、このＣＯ２の不足の場合、或いは前記天窓運転信号があり、炭酸ガス発生装置１０の送風出力信号がある場合は、前記ＣＯ２の供給と、内気循環運転を行う。
・前記一方側面・他方側面のシャツタ５、５は、自動スイッチか、又は手動スイッチで、開閉する。

そして、図示しないが、天窓運転信号操作、炭酸ガス発生装置１０及び、ヒートポンプ１２等の信号操作は、手動とか遠隔操作等も可能である。

１暖房機
１ａ暖房機本体
１００バーナ
１０１釜
１０２空気通路
１０３排気口
１０４吸込み口
２ダクト
３空気切換え部
３ａ開口
３００枠体
３００ａ頂面
３００ｂ側面
３００ｃ側面
３００ｄ側面
３００ｅ側面
３０１天井
４煙突
５シャツタ
６導入孔
７ダクト
８ファン
１０炭酸ガス発生装置
１１吹出し管
１１００開口
１２ヒートポンプ
１３吹出し管
１３００開口
Ｃ流れ
Ｈハウス
Ｈ１妻面
Ｈ２壁面
Ｈ３開口
Ｈ４躯体

Claims

建屋内の妻面の壁面近傍に、暖房機と炭酸ガス発生装置、並びにヒートポンプを近接して設け、前記暖房機を中継基地として活用する空調装置において、
前記暖房機に空気切換え部を設け、この空気切換え部には、内部に吸込み用のファンと、その長手方向の一方側面・他方側面のシャツタと、並びにその短手方向の側面に内気導入孔を設け、
外気を、前記ファンの吸引力で、前記一方側面のシャツタを開口（３ａ）し、前記暖房機の吸込み口から、この暖房機の内部に至る構成とし、
また、前記炭酸ガス発生装置の吹出し管、並びに前記ヒートポンプの吹出し管は、前記建屋内に開口するとともに、この各吹出し管の開口から前記ハウス内に排気されたＣＯ２、及び冷暖気を、前記ファンの吸引力で、前記空気切換え部の導入孔より、この暖房機の内部に至る構成とし、
前記一方側面のシャツタと前記壁面の開口（Ｈ３）とを連繋するダクトを設ける構成とした建屋の空調機。
請求項１に記載の建屋の空調機であって、
前記暖房機にダクトを接続し、
ハウス栽培における局部株間送風に利用する構成とした建屋の空調機。
請求項１に記載の建屋の空調機であって、
前記建屋に開閉自在の天窓を設け、
この天窓の開閉運転を制御部からの信号で行う構成とするとともに、この制御部からの信号を基本に、次の運転を選択的に行う構造とした建屋の空調機。
イ）この建屋の内外気循環運転と、
ロ）外気導入運転と、
ハ）ヒートポンプ運転。
請求項１に記載の建屋の空調機であって、
前記空気切換え部には、天井と、この天井の長手方向より傾斜状に垂下した枠体と、この枠体の前記一方側面・他方側面にシャツタを設け、また、前記天井の短手方向より垂下した側面に、前記建屋の内気、暖冷気、又はＣＯ２用の導入孔を設ける構成とした建屋の空調機。
請求項１に記載の建屋の空調機であって、
前記暖房機に設けた煙突は、前記空気切換え部の内部と天井を通過し、建屋の外部に到り、この外部で開口する構成とした建屋の空調機。