JP6366456B2

JP6366456B2 - 園芸施設用エネルギー供給装置

Info

Publication number: JP6366456B2
Application number: JP2014208872A
Authority: JP
Inventors: 洋志東; 泰右小野; 武本　徹; 徹武本; 室越　章; 章室越; 南　健一; 健一南
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2018-08-01
Anticipated expiration: 2034-10-10
Also published as: JP2016077169A

Description

本発明は、園芸施設に、電力、熱、二酸化炭素を供給する園芸施設用エネルギー供給装置に関するものである。

従来より、発電可能な原動機と、この原動機からの排出される二酸化炭素を貯留する二酸化炭素貯留器と、この原動機の燃焼排ガスの熱をためておく蓄熱器とによって、園芸施設に、電力、熱、二酸化炭素を供給することができるようになされたトリジェネレーションシステムの構成が開示されている（例えば、特許文献１参照。）

特許第４８４６６３２号公報

しかし、上記従来のトリジェネレーションシステムは、冷熱や除湿形式での熱利用や太陽熱を熱源とする構成については開示されていない。

また、二酸化炭素貯留器は、エンジン廃熱を利用して二酸化炭素を分離するものであるため、蓄熱器への熱供給能力が低下することとなる。

本発明は、係る実情に鑑みてなされたものであって、蓄熱および蓄熱利用を効果的に行うことができる園芸施設用エネルギー供給装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するための本発明に係る園芸施設用エネルギー供給装置は、エンジン発電機、エンジン廃熱回収手段、エンジン排気ガスの二酸化炭素分離手段を設けた園芸施設用エネルギー供給装置において、前記二酸化炭素分離手段が吸着剤による圧力式分離手段とされ、前記エンジン発熱回収手段の排気ガス流路下流側に温度センサが設けられ、この温度センサの下流側に、切替弁が設けられ、この切替弁の一方の下流側に、前記二酸化炭素分離手段が設けられ、他方の下流側に大気開放経路が設けられ、前記温度センサが検知する温度によって、前記切替弁が、前記二酸化炭素分離手段または前記大気開放経路に切替られるようになされたものである。

上記園芸施設用エネルギー供給装置において、エンジン廃熱回収手段が蓄熱手段に接続され、当該蓄熱手段に太陽熱集熱手段が接続されて、エンジン廃熱回収手段の回収廃熱および太陽熱集熱手段の捕集熱が共通の蓄熱手段に蓄熱され、前記蓄熱手段の補助熱源として燃焼式ボイラーが設けられ、前記蓄熱手段を熱源とする除湿手段、冷熱供給手段および温熱供給手段が設けられたものであってもよい。

以上述べたように、本発明によると、二酸化炭素の分離のためにエンジン廃熱を利用しない構成なので廃熱回収効率が向上する。また、二酸化炭素分離手段を吸着剤による圧力式分離手段とし、エンジン廃熱回収後の排気ガスは、温度センサが温度によって切替弁を大気開放経路または二酸化炭素分離手段へと切替られるようにしていることから二酸化炭素分離手段の耐熱性を担保できる。

本発明に係る園芸施設用エネルギー供給装置の全体構成を示す概略図である。本発明の他の実施の形態に係る園芸施設用エネルギー供給装置の全体構成を示す概略図である。本発明のさらに他の実施の形態に係る園芸施設用エネルギー供給装置の全体構成を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
＜実施例１＞
図１は、園芸施設用エネルギー供給装置１の全体構成の概略を示している。この園芸施設用エネルギー供給装置１は、エンジン発電機２０、エンジン廃熱回収手段２、エンジン排気ガスの二酸化炭素分離手段３を設け、エンジン廃熱回収手段２が蓄熱手段４に接続され、当該蓄熱手段４に太陽熱集熱手段５が接続されて、エンジン廃熱回収手段２の回収廃熱および太陽熱集熱手段５の捕集熱が共通の蓄熱手段４に蓄熱され、前記蓄熱手段４の補助熱源として燃焼式ボイラー６が設けられ、前記蓄熱手段４を熱源とする除湿手段７、冷熱供給手段８および温熱供給手段９が設けられたものである。

園芸施設１０としては、各種野菜、果物、花等を育てる施設である。具体的には、ビニールハウス、グラスハウスなどの閉塞された空間を形成するように構成された施設が挙げられる。また、ビニールハウスやグラスハウスなどは透光性を持たせることによって太陽光で光合成を行うように構成されているが、ＬＥＤ光で光合成を行わせるように構成された園芸施設１０であってもよい。このような園芸施設１０の場合には、ビニールやガラスなどの透光性の素材で形成された園芸施設１０に限定されるものではない。また、園芸施設１０の耕地としては、土壌などの固定培地であってもよいし、水耕培地などの溶液培地であってもよい。また、園芸施設１０の規模は、家庭菜園レベルの小規模なものであってもよいし、大量生産可能な植物工場や、農家が行うビニールハウスレベルの大規模なものであってもよい。

エンジン発電機２０は、エンジンの駆動力によって発電機を駆動して電力を生じるように構成されたものである。エンジンとしては、排気ガスに二酸化炭素を含むものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、バイオマスガスなどのガスを燃料とするガスエンジンを使用することができる。また、発電機によって得られた電力は、そのまま園芸施設１０内の照明等の各種電力負荷に使用するものであってもよいし、不必要時に売電または蓄電池に蓄電し、必要に応じて使用するようになされたものであってもよい。

エンジン廃熱回収手段２は、エンジンの廃熱を回収する冷却水循環経路２１と、冷却水循環経路２１の途中に設けられて、排気ガスからの廃熱を回収する排気ガス熱交換器２２と、エンジンおよび排気ガス熱交換器２２から回収した廃熱を蓄熱手段４からの水媒体と熱交換する熱交換器２３と、熱交換器２３で回収した廃熱を蓄熱手段４へと供給する熱回収経路２４とによって構成されている。冷却水循環経路２１は、エンジンを冷却した後の高温となった冷却水が、排気ガス熱交換器２２を通過してさらに高温となった後、熱交換器２３を通過する際、当該熱交換器２３において、蓄熱手段４からの水媒体と熱交換を行うように構成されている。熱交換後、低温となった冷却水は、ポンプ２５によって再度エンジンを冷却し、その後、排気ガス熱交換器２２から熱交換器２３へと循環を繰り返すように構成されている。一方、熱回収経路２４は、蓄熱手段４を構成する貯湯槽の底部付近から取り出した水媒体をポンプ２６によって熱交換器２３へと供給し、エンジン廃熱を回収して高温のお湯とした後、貯湯槽の上部付近から当該貯湯槽内部へと戻すように構成されている。

上記エンジン発電機２０と、エンジン廃熱回収手段２とによって、いわゆる熱電併給装置（ＣＨＰ）１１を構成するようになされている。

二酸化炭素分離手段３は、切替弁３１と、当該切替弁３１から園芸施設１０までの間を連絡する排気ガス供給経路３２とによって構成されている。すなわち、エンジン発電機２０から大気解放されていた排気ガスは、切替弁３１によって排気ガス供給経路３２へと切り替えることで、当該排気ガス供給経路３２の下流端部に設けた二酸化炭素ガス供給ノズル３３から、園芸施設１０へと供給できるようになされている。この二酸化炭素分離手段３によって園芸施設１０に二酸化炭素を供給することで、園芸施設１０内に栽培する農作物の光合成を促進し、トマトやメロン等の甘味が価値を生む農作物の場合には、糖分を増やし、農作物に甘味を与えることができることとなる。

蓄熱手段４は、貯湯槽によって構成されている。この蓄熱手段４は、上記したようにエンジン廃熱回収手段２の熱回収経路２４が接続されて貯湯槽内の水媒体を高温のお湯に熱交換して高温の温熱を蓄熱できるようになされている。この蓄熱手段４は、冷熱供給手段８や温熱供給手段９において、蓄熱されたお湯を放出して使用してしまうような場合には、消費した分の水冷媒を補うことができるように、水の供給源に接続されており、自動または手動で、蓄熱手段４に一定量の水媒体を貯留することができるようになされている。

太陽熱集熱手段５は、蓄熱手段４の底部付近から取り出した水媒体をポンプ５１によって太陽熱集熱器５２へ送り、当該太陽熱集熱器５２で水媒体を太陽光で加熱した後、高温のお湯となった温水媒体を、蓄熱手段４の上部付近から当該蓄熱手段４の内部へと戻すように循環経路５３を形成して構成されている。

燃焼式ボイラー６は、蓄熱手段４の底部付近から取り出した水媒体をポンプ６１によってボイラー６２へと送り、当該ボイラー６２で水媒体を加熱した後、高温のお湯となった温水媒体を、蓄熱手段４の上部付近から当該蓄熱手段４の内部へと戻すように循環経路６３を形成して構成されている。この燃焼式ボイラー６としては、燃焼によって蓄熱手段４内の水媒体を加熱することができるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、エンジン発電機２０を駆動する燃料と同燃料を使用して燃焼するものを用いることができる。

除湿手段７は、蓄熱手段４の上部付近から取り出した温水媒体をデシカント除湿機７１へと送り、当該デシカント除湿機７１で、温水媒体から得た温風によって吸湿した除湿材（図示省略）の再生を図った後、温度が低下した水媒体を、蓄熱手段４の下部付近からポンプ７２によって、再度蓄熱手段４の内部へと戻すように、循環経路７３を形成して構成されている。デシカント除湿機７１は、除湿材を通過することによって乾燥された空気を当該デシカント除湿機７１が配置された空間に供給して除湿を行うように構成されている。また、これによって吸湿した除湿材は、蓄熱手段４からの温水媒体で形成した温風を通過させることによって、当該除湿材から高温多湿となった空気を外部に排気させることで、当該除湿材を再生させることができるように構成されている。この除湿手段7により、園芸施設１０内は、除湿することができることとなる。

冷熱供給手段８は、蓄熱手段４の上部付近から取り出した温水媒体を吸収式冷凍機８１へと送り、当該吸収式冷凍機８１で放熱した後、温度が低下した水媒体を、ホンプ８２によって、再度蓄熱手段４の下部付近から当該蓄熱手段４の内部へと戻すように循環経路８３を形成して構成されている。また、吸収式冷凍機８１で発生した冷熱媒体を、園芸施設１０内に設けた室内空調機８４によって園芸施設１０内の冷房に使用し、これによって温度が上昇した熱媒体を、ポンプ８５によって、再度吸収式冷凍機８１へと戻すように、吸収式冷凍機８１と室内空調機８４との間には、熱媒体循環経路８６が形成されている。この冷熱供給手段８により、園芸施設１０内は、冷房することができることとなる。

温熱供給手段９は、蓄熱手段４の上部付近から取り出した温水媒体をラジエータ９１へと送り、当該ラジエータ９１で放熱した後、温度が低下した水媒体を、ポンプ９２によって、再度蓄熱手段４の下部付近から当該蓄熱手段４の内部へと戻すように循環経路９３を形成して構成されている。この温熱供給手段９により、園芸施設１０内は、暖房できることとなる。

次に、このようにして構成される園芸施設用エネルギー供給装置１の動作について説明する。以下の動作は、園芸施設用エネルギー供給装置１を制御する制御部（図示省略）によって制御される。

園芸施設用エネルギー供給装置１は、エンジン発電機２０によって発電を行い、園芸施設用エネルギー供給装置１および園芸施設１０内で使用する電力を供給する。

この際、エンジンから発生する二酸化炭素は、切替弁３１によって排気ガス供給経路３２へと排気ガスの流れを切替えることによって、園芸施設１０内へ供給し、園芸施設１０内で育てる農作物の光合成を促すことができる。ただし、園芸施設１０内の二酸化炭素濃度が高くなりすぎると、園芸施設１０内に人が出入りすることができなくなってしまうので、二酸化炭素分離手段３は、切替弁３１を切替えて、排気ガス供給経路３２によって二酸化炭素を園芸施設１０内に供給した時間や濃度を管理して、当該園芸施設１０内が常に安全な１％以下の二酸化炭素濃度に保たれるように制御するようになされている。

また、エンジン発電機２０から発生する廃熱は、エンジン廃熱回収手段２によって蓄熱手段４に蓄熱される。この際、蓄熱手段４の内部に貯湯された水冷媒の温度が所定の高温になれば、エンジン発電機２０は停止するとともに、エンジン廃熱回収手段２による廃熱の回収も停止する。エンジン廃熱回収手段２による廃熱の回収の管理は、蓄熱手段４の底部付近に接続された熱回収経路２４の水冷媒取入口に設けた温度センサ（図示省略）が、所定温度以上の高温になるまでポンプ２６を駆動し、熱交換器２３からエンジンの廃熱を回収することによって行われる。ただし、蓄熱手段４の蓄熱に合わせてエンジン発電機２０を駆動したり、停止したりしていると、エンジン発電機２０によって発電される電力が余剰になったり、不足したりすることとなる。したがって、エンジン発電機２０には、余剰電力を蓄電し、不足時にはその蓄電した電力を使用できるように、バッテリー（図示省略）が備えられたものであってもよいし、余剰電力を売電し、不足時には外部電力を使用できるように外部電力と接続されたものであってもよい。

また、蓄熱手段４に蓄熱する際、本発明の園芸施設用エネルギー供給装置１は、蓄熱手段４に太陽熱集熱手段５を設けているので、上記したエンジン廃熱回収手段２と並行して、この太陽熱集熱手段５によっても蓄熱が行われる。すなわち、蓄熱手段４の底部付近に接続された循環経路５３の入口に設けた温度センサ（図示省略）が所定温度以上の高温になるまで、太陽熱集熱手段５に設けたポンプ５１が駆動し、当該循環経路５３の入口付近から取り出した蓄熱手段４の水冷媒を、太陽熱集熱器５２で加熱して高温のお湯とした後、蓄熱手段４の上部付近から、当該蓄熱手段４に戻すことで熱回収される。

この際、太陽熱集熱手段５は、太陽光が照射して十分な太陽熱を集熱できなければ、ポンプ５１を駆動させても蓄熱手段４に蓄熱することができない。したがって、太陽熱集熱手段５は、循環経路５３の入口付近に設けた温度センサ（図示省略）が所定温度以上の高温になっておらず、かつ、太陽熱集熱器５２が所定の高温まで太陽熱を集熱している場合に駆動するように制御される。

また、太陽熱集熱手段５は、ポンプ５１の駆動力を必要とするだけなので、エンジン廃熱回収手段２よりも低コストで熱回収を行うことができる。したがって、太陽熱集熱手段５は、エンジン廃熱回収手段２と同時に並行して運転するものであってもよいし、エンジン廃熱回収手段２よりも優先して太陽熱集熱手段５だけが作動するように制御されるものであってもよい。

このようにして蓄熱手段４に蓄熱された温熱は、例えば冬場等には、温熱供給手段９によって、園芸施設１０内の暖房に使用することができる。すなわち、温熱供給手段９は、蓄熱手段４の上部付近から取り出した温水媒体をラジエータ９１へと送り、当該ラジエータ９１で放熱することで、園芸施設１０内を温めることができるようになされている。また、温熱供給手段９は、ラジエータ９１で放熱し、温度が低下した水媒体を、ポンプ９２によって、再度蓄熱手段４の下部付近から当該蓄熱手段４の内部へと戻すように循環経路９３によって循環させることで、園芸施設１０内を継続して温め、当該園芸施設１０内の温度を一定に保つことができるようになされている。このように園芸施設１０内の温度を一定に保つことができることで、今まで農作物の生育が困難であった寒冷地等であっても、農作物の生育が可能となる。また、今まで農作物の生育が可能であった地域では、より優れた生育環境を形成することができることとなる。

なお、温熱供給手段９は、ラジエータ９１によって園芸施設１０内の空気を暖めるようになされているが、このラジエータ９１としては、土壌や水耕培地などの耕地に設けた伝熱管を使用し、耕地を直接温めるようにしてもよい。また、極寒の状態で園芸施設１０内を温めた場合には、園芸施設１０内は、設置環境の温度の影響で周囲から冷やされて結露水を生じることとなるため、この結露水を耕地に上手く還元しなければ、急速に乾燥状態になってしまう。また、耕地の乾燥を防止できたとしても、農作物は、耕地から水分の供給を受けて潤っているので、耕地のようにすぐに乾燥状態から脱することはできない。したがって、温熱供給手段９は、耕地や農作物に影響が出ない温度まで温度低下させた状態としてから蓄熱手段４に蓄熱された温水媒体を耕地に散布するようにしてもよい。例えば、園芸施設１０内の暖房に使用して温度が低下した温水媒体をそのまま蓄熱手段４に戻さずに、耕地に散布してもよい。この場合、耕地に水分を与えながら耕地を一定の温度に保つことができるので、農作物の乾燥を防止しながら一定の温度を保って農作物の生育を促進することができることとなる。

また、蓄熱手段４に蓄熱された温熱は、例えば湿気の多い雨季や、結露を生じる夜間等には、除湿手段７によって、園芸施設１０内の除湿に使用することができる。すなわち、除湿手段７は、デシカント除湿機７１に設けられた除湿材(図示省略)によって、園芸施設１０内を除湿することができるようになされている。この際、吸湿した除湿材は、蓄熱手段4の上部付近から取り出した温水媒体をデシカント除湿機７１へと送り、この温水媒体から得た温風によって再生される。また、除湿手段７は、上記除湿材の再生によって温度が低下した水媒体を、蓄熱手段４の下部付近からポンプ７２によって、再度蓄熱手段４の内部へと戻すように循環経路７３によって温水媒体を循環させることで、常にデシカント除湿機７１に温水冷媒を供給して除湿材の再生を継続することができるので、園芸施設１０内の除湿を継続することができる。この除湿により、農作物は、長期間の湿気によるカビの発生などを防止できることとなる。

さらに、蓄熱手段４に蓄熱された温熱は、例えば夏場等には、冷熱供給手段８によって、園芸施設１０内の冷房に使用することができる。すなわち、冷熱供給手段８は、蓄熱手段４の上部付近から取り出した温水媒体を吸収式冷凍機８１へと送り、当該吸収式冷凍機８１で放熱した後、温度が低下した水媒体を、ホンプ８２によって、再度蓄熱手段４の下部付近から当該蓄熱手段４の内部へと戻すように循環経路８３によって循環させる一方、吸収式冷凍機８１で発生した冷熱媒体を、園芸施設１０内に設けた室内空調機８４へと送り、当該室内空調機８４によって園芸施設１０内の冷房を行うようになされている。また、冷熱供給手段８は、これによって温度が上昇した熱媒体を、ポンプ８５によって、再度吸収式冷凍機８１へと戻すように、熱媒体循環経路８６で循環させることで、園芸施設１０内の冷房を継続して、当該園芸施設１０内を一定の温度に保つことができるようになされている。農作物の成長には、太陽光が必要とされるが、近年の予期せぬ異常高温が続く夏場には、園芸施設１０内の温度が農作物の成長を阻害する程の高温になり過ぎてしまうことが懸念されるが、この冷熱供給手段８によって園芸施設１０内の温度を一定に保つことができるので、異常高温による農作物の品質低下や収量低下を防止することができることとなる。

なお、冷熱供給手段８は、園芸施設１０内の空気を冷却して冷房するようになされているが、室内空調機８４の代わりに、土壌や水耕培地などの耕地に設けた伝熱管を使用して、耕地を直接冷却するようにしたものであってもよい。また、農作物の中でも、レタス等の葉物の収穫は、農作物からの水分の蒸発を防止して瑞々しい状態を長く保つために、朝露を生じる程、湿度が高く温度が低い早朝に行うことが行われるが、この園芸施設用エネルギー供給装置１の場合は、冷熱供給手段８の室内空調機８４に代えて、吸収式冷凍機８１で冷却した冷水を作り出し、この冷水を直接園芸施設１０内で散布するようにすることで、葉物の収穫に適した早朝の環境を作りだすことができる。また、このように冷水を散布することで、害虫の忌避効果を得ることもできる。さらに、このように形成した冷水は、耕地や園芸施設１０内に散布するだけでなく、園芸施設１０の屋外上空に散布してもよい。この場合、上空空気層の一部が気化熱で冷やされ、収縮して下降する際に対流が起こることとなる。この対流によって発生する微風は、昼間、太陽熱で高温になった土壌からの輻射熱で夜になっても作物周辺に熱が籠もりやすくなるといった状況を打開して、農作物の成長に必要な一定の温度勾配を有する環境を形成することができる。

このように、本発明に係る園芸施設用エネルギー供給装置1によると、蓄熱手段４に蓄熱した温熱を、温熱供給手段９による暖房利用だけでなく、除湿手段７による除湿や、冷熱供給手段８による冷房にも利用して、農作物に好適な様々な環境を形成することができることとなる。

また、家庭用の熱電併給装置（ＣＨＰ）１１とは異なり、園芸施設１０で使用することを考えると、園芸施設用エネルギー供給装置１に求められる熱負荷は、電力負荷よりも大きくなり、その分蓄熱手段４を大きくしなければならないが、蓄熱手段４を大きくしてしまうと、その分同時に発電されるので電力過多となってしまう。この場合、過多な電力を売電してもコストに見合わず無駄になってしまうことが懸念されるが、本発明に係る園芸施設用エネルギー供給装置１の場合は、太陽熱集熱手段５と併用して蓄熱することができ、さらに不足分は、燃焼式ボイラー６によって水冷媒を加熱してから使用することができるので、園芸施設１０の規模に見合った大型の蓄熱手段４を採用しても、エンジン発電機２０は、電力負荷に見合った運転を行うことができる。したがって、園芸施設用エネルギー供給装置１は、熱負荷主運転ではなく、電力負荷主運転として、電力負荷に応じてエンジン発電機２０の運転を行い、蓄熱手段４に十分な蓄熱がされなかったとしても、太陽熱集熱手段５や燃焼式ボイラー６によって不足する熱を補うことができる。もちろん過多な電力を売電しても十分に利益を得られるような売電価格が確保できる場合においては熱電併給装置（ＣＨＰ）１１は定格出力運転を行い、余剰電力を売電することも可能である。

なお、太陽熱集熱手段５は、ビニールハウスやグラスハウス等のように透明の屋根で構成された園芸施設１０の場合、当該園芸施設１０の屋根に木漏れ日を形成する形で間隙を形成して設けてもよい。この場合、近年の異常高温が継続する夏場であっても、農作物への太陽光の過剰照射を避けて、農作物に好適な日照環境を形成して当該農作物の成長を促すことができる。また、太陽熱集熱手段５を構成する太陽熱集熱器５２の配置に困ることも無くなる。

また、燃焼式ボイラー６は、蓄熱手段４から取り出した水冷媒を加熱してから再度、蓄熱手段４へと戻すように構成されているが、蓄熱手段４から除湿手段７の循環経路７３に取り出したところで加熱して、そのまま除湿手段７に利用するように構成してものであってもよい。同様に、冷熱供給手段８の循環経路８３に取り出したところで加熱して、そのまま冷熱供給手段８に利用するように構成されたものであってもよいし、温熱供給手段９の循環経路９３に取り出したところで加熱して、そのまま温熱供給手段９に利用するように構成されたものであってもよい。

＜実施例２＞
図２に本実施の形態に係る園芸施設用エネルギー供給装置1を示す。本実施の形態は、上記した実施例１の園芸施設用エネルギー供給装置１の二酸化炭素分離手段３を、吸着剤を用いた圧力式分離方法（ＰＳＡ法）の二酸化炭素分離手段３ａに変更したものである。ここでは、上記実施例1との相違点についてのみ説明し、上記実施例1と同部材には同符号を付して説明を省略する。

二酸化炭素分離手段３ａは、排気ガスを水槽３１ａでバブリングさせて未燃分や油分などを除去した後の排気経路３２ａに温度センサ３３ａが設けられた構成となっている。この排気経路３２ａの温度センサ３３ａの排気下流側には、切替弁３４ａが設けられ、温度センサ３３ａが２００℃を超えた場合は、大気解放経路３５ａへと切替られ、２００℃以下の場合には、この排気経路３２ａのまま下流に設けられたＰＳＡ法による二酸化炭素分離装置３６ａへと送られるように構成されている。これは、２００℃を超える排気ガスを二酸化炭素分離装置３６ａへと送ることによって、当該二酸化炭素分離装置３６ａの信頼性および耐久性が低下することを防止するためである。

二酸化炭素分離装置３６ａでは、吸着剤を充填した吸着槽３６１ａにポンプ３６２ａによって排気ガスを所定の圧力で送り、二酸化炭素以外の他の成分を吸着槽３６１ａに吸着させる。この際、所定の圧力は、吸着槽３６１ａ前後のバルブ３６３ａによって調整される。また、吸着槽３６１ａは、並列で２つが接続されており、一方が吸着して飽和した場合に、他方の吸着槽３６１ａに切替え、その間に飽和した吸着槽３６１ａの吸着剤の再生を図ることで、連続して排気ガスの処理が行えるように構成されている。吸着槽３６１ａによって二酸化炭素以外の他の成分が吸着されることによって二酸化炭素濃度が高くなった排気処理ガスは、二酸化炭素分離装置３６ａの下流側に設けた二酸化炭素充填タンク３７ａに充填される。二酸化炭素充填タンク３７ａからは、当該二酸化炭素充填タンク３７ａと園芸施設１０との間を連絡する経路３８ａに設けられたバルブ３９ａを開閉させることによって、二酸化炭素を園芸施設１０へと供給できるように構成されている。吸着剤としては、二酸化炭素以外の成分を吸着することができるものであれば、特に限定されるものではなく、この種のＰＳＡ法で使用されている各種合成ゼオライトを使用することができる。

この二酸化炭素分離手段３ａを使用した場合、上記した実施例１の二酸化炭素分離手段３よりも正確に、かつ、高濃度で、二酸化炭素だけを取り出して園芸施設１０へと供給することができる。しかも、二酸化炭素の分離は、排気ガス熱交換器２２よりも下流側で行うため、二酸化炭素の分離のためにエンジン廃熱を利用しない構成となる。したがって、エンジン廃熱の回収効率を低下させることなく、二酸化炭素を分離することができる。

なお、本実施の形態において、二酸化炭素分離手段３ａは、排気ガスから二酸化炭素ガスを分離して園芸施設１０に供給するように構成されているが、吸着槽３６１ａに充填する吸着剤の変更によって、排気ガスから酸素ガスを分離することもできる。したがって、排気ガスの排気経路は、二酸化炭素ガスを分離する経路と酸素ガスを分離する経路との両方とする、またはそのいずれか一方だけとして二酸化炭素ガスおよび／または酸素ガスを取り出し、必要に応じて園芸施設１０に供給するように構成してもよい。二酸化炭素ガスの場合は、農作物の糖分を増やし、農作物に甘味を加えることができ、酸素ガスの場合は、農作物の生育を促進することができる。例えば、甘味の必要が無いレタスなどの葉物系の農作物の場合は、二酸化炭素ガスを分離する経路と酸素ガスを分離する経路とを備えることなく、酸素ガスの経路だけで良いこととなる。

また、本実施の形態において、園芸施設用エネルギー供給装置１は、エンジン廃熱回収手段２によって回収した廃熱を、蓄熱手段４に蓄熱した後、除湿手段７、冷熱供給手段８および温熱供給手段９を介して園芸施設１０で使用するように構成されており、また、エンジン廃熱回収手段２で不足する廃熱回収を、太陽熱集熱手段５や燃焼式ボイラー６で補うように構成されているが、エンジン廃熱回収手段２によって回収した廃熱の利用方法や、他の廃熱回収方法との併用等については特に限定されるものではない。したがって、図３に示すように、吸着剤を用いた圧力式分離方法（ＰＳＡ法）の二酸化炭素分離手段３ａを備えた園芸施設用エネルギー供給装置１であれば、園芸施設１０内で要求される熱負荷に対する廃熱の利用方法や、他の廃熱回収方法との併用や、他の廃熱回収方法との併用の有無等については、どのような構成のものであってもよい。

さらに、上記した各実施の形態において、園芸施設用エネルギー供給装置１は、園芸施設１０における使用について述べているが、ビニールハウスやグラスハウス等のこの種の施設で行われているものであれば、ウナギの養殖、鯉の養殖、エビの養殖、チョウザメの養殖、その他各種魚介類の養殖など、漁業関連施設での利用を図るものに転用することもできる。

１園芸施設用エネルギー供給装置
１０園芸施設
２エンジン廃熱回収手段
２０エンジン発電機
３二酸化炭素分離手段
３ａ二酸化炭素分離手段
３６ａ二酸化炭素分離装置（圧力式分離手段）
４蓄熱手段
５太陽熱集熱手段
６燃焼式ボイラー
７除湿手段
８冷熱供給手段
９温熱供給手段

Claims

エンジン発電機、エンジン廃熱回収手段、エンジン排気ガスの二酸化炭素分離手段を設けた園芸施設用エネルギー供給装置において、
前記二酸化炭素分離手段が吸着剤による圧力式分離手段とされ、
前記エンジン発熱回収手段の排気ガス流路下流側に温度センサが設けられ、この温度センサの下流側に、切替弁が設けられ、この切替弁の一方の下流側に、前記二酸化炭素分離手段が設けられ、他方の下流側に大気開放経路が設けられ、前記温度センサが検知する温度によって、前記切替弁が、前記二酸化炭素分離手段または前記大気開放経路に切替られるようになされたことを特徴とする園芸施設用エネルギー供給装置。
請求項１記載の園芸施設用エネルギー供給装置において、
エンジン廃熱回収手段が蓄熱手段に接続され、当該蓄熱手段に太陽熱集熱手段が接続されて、エンジン廃熱回収手段の回収廃熱および太陽熱集熱手段の捕集熱が共通の蓄熱手段に蓄熱され、
前記蓄熱手段の補助熱源として燃焼式ボイラーが設けられ、
前記蓄熱手段を熱源とする除湿手段、冷熱供給手段および温熱供給手段が設けられたことを特徴とする園芸施設用エネルギー供給装置。