JP7013709B2 - 温室内温度管理システム及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、温室内温度管理システム及びコンピュータプログラムに関する。

植物を栽培するための農業用ビニールハウスでは、室内温度を管理するために遮光カーテンや保温カーテンの開閉を制御するものがある。従来、寒冷地等における温室内に配置された植物への冷気によるストレスを抑制するべく、所定条件下で保温カーテンを段階的に開放する温室用カーテン開閉機構の制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この制御装置では、カーテンを段階的に開放させるため、冷気が、カーテンの下方の植物の栽培領域に徐々に流入していくことになり、温室内気温が一気に低下することを抑制できるとしている。

特開２０１６－９６７８８号公報

上述した温室用カーテン開閉機構の制御装置においては、所定条件が満たされると（例えば、外気温と温室内気温との気温差が所定値以上になると）、カーテンが段階的に開放される。カーテンが一旦開放されると、段階的とはいえ、冷気はカーテン間の隙間から植物の栽培領域に流入し続ける。このため、栽培植物への冷気によるストレスを十分に抑制できない事態が想定される。

一方、上述した温室用カーテン開閉機構の制御装置においては、カーテンの段階的な開放動作を開始した後、温室内における開放動作開始時気温と現在気温との気温差が所定値以上と判定されると、カーテンの開放動作を停止し、閉鎖動作を行う。この場合には、栽培植物への冷気によるストレスを防止できるものの、カーテンを開放する制御が複雑になってしまう。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、複雑な制御を必要とすることなく、カーテン開放時における栽培植物への冷気によるストレスを抑制することができる温室内温度管理システム及びコンピュータプログラムを提供することを目的の一つとする。

本発明の温室内温度管理システムは、温室内の空間を上下方向に仕切り、栽培植物が配置される下方空間を保温する少なくとも２枚の保温カーテンの開閉状態を制御する温室内温度管理システムであって、前記温室の上方側の位置に配置される第１の保温カーテンと、前記第１の保温カーテンの下方側の位置に配置される第２の保温カーテンと、前記第１の保温カーテンと前記第２の保温カーテンとを開閉させる制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記第１の保温カーテンを開閉した後、前記第２の保温カーテンを開閉させることを特徴とする。

本発明のコンピュータプログラムは、温室内の空間を上下方向に仕切り、栽培植物が配置される下方空間を保温する、第１の保温カーテン及び当該第１の保温カーテンの下方側に配置される第２の保温カーテンの開閉状態を制御するコンピュータを、前記温室外の気温と前記温室内の気温との温度差を判定する温度差判定手段と、前記温度差判定手段が判定した前記温室内外の温度差に応じて前記第１の保温カーテンを開閉した後、前記第２の保温カーテンを開閉させる制御手段として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、複雑な制御を必要とすることなく、カーテン開放時における栽培植物への冷気によるストレスを抑制することができる。

本実施の形態に係る温室内温度管理システムの構成を示す模式図である。 本実施の形態に係る温室内温度管理システムの制御装置の機能ブロック図である。 本実施の形態に係る温室内温度管理システムにおける保温カーテンの開閉制御を説明するためのフロー図である。 本実施の形態に係る温室内温度管理システムにおけるカーテンの状態の説明図である。 本実施の形態に係る温室内温度管理システムにおけるカーテンの状態の説明図である。 本実施の形態に係る温室内温度管理システムが適用される温室内の温度の推移の説明図である。

以下、本実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本発明に係る温室内温度管理システムは、寒冷地などの気温が低い地域に設置される温室に適用される。しかしながら、本発明に係る温室内温度管理システムは、これに限定されるものではなく、寒冷地以外の他の地域に設置された温室にも適用することができる。

一般に、寒冷地などに設置される温室においては、温室外の気温によって温室内の気温が低下しないように保温カーテンを備えるものが知られている。このような保温カーテンは、例えば、温室外の気温が低下する夜間に閉鎖される一方、栽培植物の光合成を促進する観点から日照を栽培植物に当てるために日の出とともに開放されることが多い。

しかしながら、気温の低い季節において、日の出とともに保温カーテンを開放すると、保温カーテンの上方側に配置された冷気が、栽培植物が配置された下方空間に流入し、栽培植物にストレスを与えてしまう場合がある。栽培植物の周辺温度の急激な低下は、栽培植物の生長を阻害し、栽培植物の収穫時期の遅延や、最悪の場合には栽培植物の死滅の原因となる。

従来、寒冷地等における温室内に配置された植物への冷気によるストレスを抑制するべく、所定条件下で保温カーテンを段階的に開放する温室用カーテン開閉機構の制御装置が提案されている。この制御装置では、保温カーテンを段階的に開放させることにより、カーテンの下方の植物の栽培領域に冷気を徐々に流入させ、温室内気温が一気に低下することを抑制することを目的としている。しかしながら、保温カーテンが一旦開放されると、段階的とはいえ、冷気はカーテン間の隙間から栽培植物の栽培領域に流入し続ける。このため、栽培植物への冷気によるストレスを十分に抑制できない事態が想定される。

本発明者は、上方空間に配置された冷気を継続的に栽培領域に流入させることが栽培植物に悪影響を与えていることに着目した。そして、上方空間に配置された冷気を断続的に栽培領域に流入させることが、栽培植物の健全な成長を促進し、栽培植物の安定した品質や収穫時期の確保に寄与することを見出し、本発明に想到した。

すなわち、本発明の骨子は、温室内の空間を上下方向に仕切り、栽培植物が配置される下方空間を保温する少なくとも２枚の保温カーテンの開閉状態を制御する温室内温度管理システムにおいて、温室の上方側の位置に配置される第１の保温カーテンと、第１の保温カーテンの下方側の位置に配置される第２の保温カーテンとを交互に開閉させ、温室の上方空間に配置された冷気を断続的に栽培領域に流入させることである。

本発明によれば、温室内で上下に配置される第１、第２の保温カーテンが交互に開閉されることから、保温カーテン間の空間内で、当該空間内の空気と温室内の上方空間の冷気とを混合した後に栽培植物が配置される下方空間に断続的に流入させることができる。これにより、温室内の上方空間の冷気が直接的に下方空間に流入して急激に下方空間が冷却されるのを防止できるので、カーテン開放時における栽培植物への冷気によるストレスを抑制することができる。特に、第１、第２の保温カーテンを交互に開閉させるだけで、温室内の上方空間の冷気を断続的に下方空間に供給できるので、複雑な制御を必要とすることなく栽培植物への冷気によるストレスを抑制することができる。

以下、本実施の形態に係る温室内温度管理システム（以下、適宜「温度管理システム」という）の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る温度管理システム１０の構成を示す模式図である。図１に示すように、温度管理システム１０は、栽培植物が配置される温室１と、温室１内に設置された構成要素（例えば、後述する開閉機構４や加温機６）を制御する制御装置２とを含んで構成される。以下においては、図１に示す上下方向を温室１の上下方向と呼び、同図に示す左右方向を温室１の左右方向と呼ぶものとする。

温室１は、妻面方向から見て、頂部を中心として山型形状を有する屋根部１１と、この屋根部１１の下端部を支持する一対の側面部１２、１３と、後述する栽培ラック５が設置される底面部１４とを有している。なお、温室１は、側面部１２、１３と直交して配置される前面部及び後面部を有するが、図１では省略している。例えば、屋根部１１、側面部１２、１３、不図示の前面部及び後面部は、枠体に支持されたポリオフィレン系樹脂等のシートで構成することができる。なお、温室１は、底面部１４を省略して、直接的に地面に設置するようにしてもよい。

温室１は、これらの屋根部１１、側面部１２、１３、底面部１４、不図示の前面部及び後面部で区画された空間Ｓを有している。温室内１には、空間Ｓを仕切る複数（本実施の形態では、３枚）のカーテン３が配設されている。これらのカーテン３は、側面部１２、１３間に架け渡された不図示のワイヤに下面が支持されるように配設されている。各カーテン３は、略水平に延在して配設され、空間Ｓを上下方向に区画可能に構成される。また、各カーテン３は、左右に２分割され、後述する開閉機構４により開閉可能に構成される（図４、図５参照）。

カーテン３は、１枚の遮光カーテン３１と、２枚の保温カーテン３２、３３とで構成される。遮光カーテン３１は、最も上方側に配置される。２枚の保温カーテン３２、３３は、遮光カーテン３１の下方側に配置される。保温カーテン３２は、第１の保温カーテンの一例を構成するものであり、遮光カーテン３１の下方側に対向して配置されている。保温カーテン３３は、第２の保温カーテンの一例を構成するものであり、保温カーテン３２の下方側に対向して配置されている。

なお、「保温カーテン」とは、保温機能を多少なりとも有するカーテンの全てを含み、保温カーテンと称されて取り扱われるものに限らない。例えば、遮光カーテンとして取り扱われるカーテンや、その他のカーテンであっても、保温機能を少しでも発揮するものである限り、本出願の保温カーテンに含まれる。以下の説明においては、説明の便宜上、保温カーテン３２、３３をそれぞれ「上側保温カーテン３２」、「下側保温カーテン３３」と呼ぶことがある。

カーテン３は、側面部１２、１３の上端部近傍の一定領域に配設されている。これらの遮光カーテン３１、上側保温カーテン３２、下側保温カーテン３３によって、空間Ｓが空間Ｓ１～Ｓ４に区画される。遮光カーテン３１により空間Ｓ１と空間Ｓ２とが区画され、上側保温カーテン３２により空間Ｓ２と空間Ｓ３とが区画され、下側保温カーテン３３により空間Ｓ３と空間Ｓ４とが区画されている。空間Ｓ３の厚さ方向（上下方向）の寸法は、内部における空気の対流によって熱伝導が発生しないような寸法（例えば、２０ｃｍ）に構成されている。

例えば、遮光カーテン３１は、透過率５０％のカーテンで構成される。上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３は、透過率８０％のカーテンで構成される。遮光カーテン３１、上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３は、夜間等の温室１外の気温が低下する際に閉鎖される。一方、遮光カーテン３１は、日の出とともに開放され、上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３は、後述するように、遮光カーテン３１の開放後、所定の条件下で交互に開閉される。

温室１内におけるカーテン３の側端部近傍には、開閉機構４が設置されている。開閉機構４は、制御装置２の制御の下、カーテン３を開閉させる。例えば、開閉機構４は、駆動モータと、駆動モータに連結されたプーリと、カーテン３の先端部に接続されたワイヤとを有し、駆動モータの正転／逆転に伴ってプーリでワイヤを巻き取り、或いは、引き出すことでカーテン３を開閉する。開閉機構４は、遮光カーテン３１を開閉させる遮蔽カーテン開閉機構４１と、上側保温カーテン３２を開閉させる上側保温カーテン開閉機構４２と、下側保温カーテン３３を開閉させる下側保温カーテン開閉機構４３とで構成される（図２参照）。

温室内１における空間Ｓ４には、栽培植物が載置される複数（本実施の形態では３つ）の栽培ラック５が設置されている。栽培ラック５は、温室１内における左右方向に一定間隔を空けて、温室１の前後方向（図１における紙面奥行き方向）に延在して配設されている。栽培ラック５は、底面部１４から一定高さを有する位置に配置されるように、栽培ベッド５１を支持している。底面部１４から一定高さを有する位置に栽培ベッド５１を配置することにより、栽培植物に対する確認作業等の作業効率を向上することができる。

また、空間Ｓ４には、温室１内の温度調節を行う加温機（又は暖房器）６が設置されている。例えば、加温機６は、底面部１４の所定位置に配置される。加温機６は、温室１（下側保温カーテン３３が閉鎖されている場合には、空間Ｓ４）内の気温を検知し、予め設定された温度に自動的に調節する機能を有している。なお、加温機６は、制御装置２の制御の下、温室１内の気温を調節する構成としてもよい。この場合には、後述する第１温度センサＴＳ１の測定温度に基づいて温度調節することができる。

また、温度管理システム１０は、温室１内の気温を測定する第１温度センサＴＳ１と、温室１外の気温を測定する第２温度センサＴＳ２とを有している。第１温度センサＴＳ１は、温室１内における空間Ｓ４の所定位置に設置され、栽培植物の周辺の気温を測定可能に構成されている。第２温度センサＴＳ２は、温室１外の所定位置に設置され、温室１外の気温を測定可能に構成されている。これらの第１、第２温度センサＴＳ１、ＴＳ２は、測定した気温を制御装置２に出力可能に構成されている。

制御装置２は、制御手段の一例を構成するものであり、第１温度センサＴＳ１及び第２温度センサＴＳ２の測定気温に基づいて、開閉機構４を制御可能に構成される。例えば、制御装置２は、ＰＣ（Personal Computer）又はＰＬＣ（Programmable Logic Controller)で構成される。図２は、本実施の形態に係る温度管理システム１０の制御装置２の機能ブロック図である。なお、図２においては、説明の便宜上、本発明に関連する構成要素のみを示している。制御装置２は、本実施の形態に係る温度管理システム１０を制御するために必要な構成要素を備えているものとする。

図２に示すように、制御装置２は、温度差判定部２１及び開閉制御部２２を有している。温度差判定部２１は、第１温度センサＴＳ１及び第２温度センサＴＳ２からの測定気温に基づいて、温室１内外の温度差を判定する。温度差判定部２１は、予め定められた温度差Ｔαを記憶しておき、第１温度センサＴＳ１及び第２温度センサＴＳ２からの測定気温から算出される温度差Ｔβと、この温度差Ｔαとの大小を判定する。温度差判定部２１は、判定した温度差（判定結果）を開閉制御部２２に出力する。

開閉制御部２２は、温度差判定部２１からの判定結果に基づいて、開閉機構４（遮蔽カーテン開閉機構４１、上側保温カーテン開閉機構４２及び下側保温カーテン開閉機構４３）を制御する。詳細について後述するように、開閉制御部２２は、遮光カーテン３１を開放した状態において、所定条件下で上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３を交互に開閉させる。開閉制御部２２は、温度差判定部２１からの温度差に応じて、予め設定された上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３の開閉回数（以下、適宜「設定回数」という）を記憶する。開閉制御部２２は、所定条件が満たされると、温度差判定部２１から判定結果に基づき、この設定回数に応じて上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３を開閉させる。

以下、本実施の形態に係る温度管理システム１０における保温カーテン３２、３３の開閉制御について、図３～図５を参照して説明する。図３は、本実施の形態に係る温度管理システム１０における保温カーテン３２、３３の開閉制御を説明するためのフロー図である。図４及び図５は、本実施の形態に係る温度管理システム１０におけるカーテン３の状態の説明図である。図４及び図５においては、制御装置２及び温室１内の一部の構成要素を省略している。

なお、以下においては、図３に示す制御に先立ち、温室１が寒冷地に設置されており、夜間の気温低下による温室１内の気温の低下を防止するために遮光シート３１、上側保温シート３２及び下側保温シート３３が閉鎖されている場合について説明するものとする。これらの遮光シート３１、上側保温シート３２及び下側保温シート３３は、制御装置２の開閉制御部２２により、所定のタイミング（例えば、制御装置２で管理される時刻情報が１９時になったタイミング）で閉鎖される。

例えば、図３に示すフローは、遮光カーテン３１が開放された後に実行される。制御装置２の開閉制御部２２は、制御装置２で管理される時刻情報に基づいて日の出の時刻を算出し、当該時刻に遮光カーテン３１を開放する。このとき、開閉制御部２２は、遮光カーテン開閉機構４１に遮光カーテン３１を完全に開放する旨の制御信号（開度１００％）を出力する。これにより、図１に示す状態から遮光カーテン３１が図４Ａに示す状態まで開放される。図４Ａに示すように、開放された遮光カーテン３１は、側面部１２、１３の近傍の位置で支持される。

遮光カーテン３１を開放することで、遮光カーテン３１の上方側の空間Ｓ１内の空気が下方側の空間Ｓ２に流入する。寒冷地において、日の出前には空間Ｓ１内の空気が温室１外の気温により冷却され、冷気となっている。空間Ｓ１内の気温は、温室１外の気温に近似することが想定される。一方、空間Ｓ２の空気も、温室１外の気温及び／又は空間Ｓ１内の冷気によって冷却され、冷気となっている。なお、空間Ｓ２の気温は、遮光シート３１の区画効果によって空間Ｓ１よりも若干高くなっている。

遮光カーテン３１を開放することで、これらの空間Ｓ１、Ｓ２内の冷気が混合される。本実施の形態に係る温室１において、空間Ｓ１は、空間Ｓ２よりもその容積が大きい。このため、遮光カーテン３１の開放に伴って上下の空気（冷気）が混合されることで、空間Ｓ１、Ｓ２の気温が僅かに上昇するが、実質的には空間Ｓ１に収容されていた冷気と同等の気温となる。

このように遮光カーテン３１が開放された状態において、温度差判定部２１は、温室１内外の温度差が予め定めた温度差Ｔαを上回るかを判定している（温度差判定処理：ステップ（以下、「ＳＴ」という３０１）。この場合、温度差判定部２１は、第１温度センサＴＳ１及び第２温度センサＴＳ２からの測定気温から温室１内外の温度差Ｔβを算出し、この温度差Ｔβが温度差Ｔαを上回るか判定する（ＳＴ３０２）。

温度差Ｔβが温度差Ｔαを上回る場合（ＳＴ３０２：Ｙｅｓ）、温度差判定部２１は、その判定結果（温度差）を開閉制御部２２に出力する。この判定結果を受け、開閉制御部２２は、上側保温カーテン３２を開放する（ＳＴ３０３）。このとき、開閉制御部２２は、上側保温カーテン開閉機構４２に上側保温カーテン３２を一部開放する旨の制御信号（開度３０％）を出力する。これにより、図４Ａに示す状態から上側保温カーテン３２が図４Ｂに示す状態まで開放される。

図４Ｂに示すように、上側保温カーテン３２を開放することで、上側保温カーテン３２の上方側の空間Ｓ１、Ｓ２と下方側の空間Ｓ３とが一部連通した状態となる。これにより、空間Ｓ１、Ｓ２内の空気が下方側の空間Ｓ３に流入する。寒冷地において、日の出前には空間Ｓ３の気温が、上側保温カーテン３２の保温効果によって空間Ｓ２よりも相対的に高くなっている。また、空間Ｓ３の気温は、後述する空間Ｓ４の気温により暖められている。

上側保温カーテン３２を開放することで、これらの空間Ｓ１、Ｓ２と、空間Ｓ３内の空気が混合される。本実施の形態に係る温室１において、空間Ｓ１、Ｓ２は、空間Ｓ３よりもその容積が大きい。このため、上側保温カーテン３２の開放に伴って上下の空気が混合することで、空間Ｓ３内の気温が急激に低下した状態となる。

上側保温カーテン３２を一部開放した後、開閉制御部２２は、予め定められた時間ｔ１の待機時間を経て（ＳＴ３０４）、上側保温カーテン３２を閉鎖する（ＳＴ３０５）。このとき、開閉制御部２２は、上側保温カーテン開閉機構４２に上側保温カーテン３２を閉鎖する旨の制御信号を出力する。これにより、図４Ｂに示す状態から上側保温カーテン３２が図５Ａに示す状態まで閉鎖される。このような時間ｔ１を待機するのは、空間Ｓ３内に対する空間Ｓ１、Ｓ２内の冷気の流入を確保するためである。

図５Ａに示すように、上側保温カーテン３２を閉鎖することで、空間Ｓ３内に流入した空気（冷気）が封止された状態となる。言い換えると、空間Ｓ３内の空気は、冷気を収容した空間Ｓ１、Ｓ２から隔離された状態となる。上側保温カーテン３２を閉鎖した後、開閉制御部２２は、予め定められた時間ｔ２だけ待機する（ＳＴ３０６）。この待機時間ｔ２の間、空間Ｓ３内の空気は、空間Ｓ４内の空気の温度により暖められている。これにより、空間Ｓ３内の気温が僅かに上昇する。このように時間ｔ２を待機するのは、空間Ｓ３内の空気の混合を促すと共に、空間Ｓ３内の気温の上昇を促すためである。

待機時間ｔ２の経過を経て、開閉制御部２２は、下側保温カーテン３３を開放する（ＳＴ３０７）。このとき、開閉制御部２２は、下側保温カーテン開閉機構４３に下側保温カーテン３３を一部開放する旨の制御信号（開度３０％）を出力する。これにより、図５Ａに示す状態から下側保温カーテン３３が図５Ｂに示す状態まで開放される。

図５Ｂに示すように、下側保温カーテン３３を開放することで、下側保温カーテン３３の上方側の空間Ｓ３と下方側の空間Ｓ４とが一部連通した状態となる。これにより、空間Ｓ３内の空気が下方側の空間Ｓ４に流入し、空間Ｓ４内の空気と混合される。この場合において、空間Ｓ４は、加温機６による自動温度調節が行われており、日の出前であっても一定温度が維持されている。また、本実施の形態に係る温室１において、空間Ｓ４は、空間Ｓ３よりもその容積が大きい。このため、空間Ｓ３内の空気（冷気）が空間Ｓ４に流入した場合であっても、空間Ｓ４内の気温に対する影響は小さい。

下側保温カーテン３３を一部開放した後、開閉制御部２２は、予め定められた時間ｔ１の待機時間を経て（ＳＴ３０８）、下側保温カーテン３３を閉鎖する（ＳＴ３０９）。このとき、開閉制御部２２は、下側保温カーテン開閉機構４３に下側保温カーテン３３を閉鎖する旨の制御信号を出力する。これにより、図５Ｂに示す状態から下側保温カーテン３３が図５Ａに示す状態まで閉鎖される。

図５Ａに示すように、下側保温カーテン３３を閉鎖すると、空間Ｓ３内には、空間Ｓ４内の空気と混合されることで暖められた空気が封止された状態となっている。下側保温カーテン３３を閉鎖した後、開閉制御部２２は、予め定められた時間ｔ２だけ待機する（ＳＴ３１０）。この待機時間ｔ２の間、空間Ｓ３内の空気は、空間Ｓ４内の気温により更に暖められている。これにより、空間Ｓ３内の気温が僅かに上昇する。

時間ｔ２を待機した後、開閉制御部２２は、上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３の開閉回数をインクリメントする（ＳＴ３１１）。上述したように、開閉制御部２２は、温度差判定部２１の判定結果（温度差）に関連付けられた設定回数を記憶している。上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３の開閉回数をインクリメントした後、開閉制御部２２は、インクリメント後の開閉回数が設定回数以上となっているかを判定する（ＳＴ３１２）。

開閉回数が設定回数に達していない場合（ＳＴ３１２：Ｎｏ）、開閉制御部２２は、処理をＳＴ３０３に戻し、ＳＴ３０３以降の処理を再び行う。すなわち、開閉制御部２２は、上側保温カーテン３２の開閉動作（ＳＴ３０３～ＳＴ３０６）を行った後、下側保温カーテン３３の開閉動作（ＳＴ３０７～ＳＴ３１０）を行い、開閉回数が設定回数以上であるかを判定する（ＳＴ３１１、ＳＴ３１２）。

このように開閉回数が設定回数に到達するまでＳＴ３０３～ＳＴ３１２の処理を繰り返すことで、上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３が交互に開閉される。これにより、空間Ｓ１、Ｓ２内に収容された冷気が、空間Ｓ３に一時的に収容された後、空間Ｓ４に供給される動作が繰り返される。言い換えると、空間Ｓ１、Ｓ２内に収容された冷気が、空間Ｓ３を介在して断続的に空間Ｓ４に供給される。

そして、開閉回数が設定回数に達すると（ＳＴ３１２：Ｙｅｓ）、開閉制御部２２は、上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３を完全に開放する（ＳＴ３１３）。このとき、開閉制御部２２は、上側保温カーテン開閉機構４２及び下側保温カーテン開閉機構４３に対して、それぞれ上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３を完全に開放する旨の制御信号（開度１００％）を出力する。これにより、図５Ａに示す状態から上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３が同図に示す遮光カーテン３１と同様の状態まで開放される。

このように上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３を完全に開放することで、制御装置２におけるカーテン３の一連の開閉制御が終了する。なお、ＳＴ３０２において、温度差Ｔβが温度差Ｔα以下である場合（ＳＴ３０２：Ｎｏ）、開閉制御部２２は、上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３を交互に開閉する動作を行うことなく、上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３を開放し（ＳＴ３１３）、処理を終了する。

ここで、図３に示す制御に従って推移する温室１（より具体的には、空間Ｓ４）内の温度について、図６を参照して説明する。図６は、本実施の形態に係る温度管理システム１０が適用される温室１内の温度の推移の説明図である。図６においては、縦軸に温室１内の温度を示し、横軸に時間を示している。また、図６においては、説明の便宜上、上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３を一気に開放した場合の温室１内の温度の推移について破線で示している。

図６に破線で示すように、上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３を一気に開放する場合、空間Ｓ４内の温度は、開放時から急激に低下し、温室１内の上方空間（空間Ｓ１、Ｓ２）と同等の温度となる。そして、温度低下が収まった後、温室１内に設置された加温機６の温度調節機能により徐々に上昇していく。空間Ｓ４に配置された栽培植物は、このような空間Ｓ４内の急激な温度低下により深刻なストレスを受けてしまう可能性がある。

一方、図３に示す制御においては、上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３が交互に開閉されるため、空間Ｓ４内の温度が急激に低下することはない。空間Ｓ４内の温度は、図６に実線で示すように、上側保温カーテン３２の開閉後（図３に示すＳＴ３０３～ＳＴ３０６）、下側保温カーテン３３が開放された時（図３に示すＳＴ３０７）に僅かに低下する。すなわち、空間Ｓ４の気温は、空間Ｓ３内に封止された冷気の影響を受けて低下する。その後、下側保温カーテン３３が閉鎖されると（図３に示すＳＴ３０９）、空間Ｓ４内の気温は、加温機６の温度調節機能により徐々に上昇する。

そして、再び上側保温カーテン３２の開閉後、下側保温カーテン３３が開放されると、空間Ｓ４内の温度は僅かに低下する。その後、下側保温カーテン３３が閉鎖されると、加温機６の温度調節機能により徐々に上昇する。このような上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３の開閉動作が交互に繰り返されることで、空間Ｓ４内の気温は、僅かな温度範囲で上下動を繰り返しながら推移する。このため、栽培植物に深刻なストレスを与えるほどに温度が低下することはない。なお、時点ｔ３以降において、下側保温カーテン３３の開放時に空間Ｓ４の気温の低下幅が小さくなっているのは、日照により空間Ｓ１、Ｓ２内の気温が暖められたことに依る。

以上説明したように、本実施の形態に係る温度管理システム１０においては、温室１内で上下に配置される上側保温カーテン３２と下側保温カーテン３３とが交互に開閉されることから、これらの空間３内で、当該空間３内の空気と温室１内の上方空間（空間Ｓ１、Ｓ２）の冷気とを混合した後に栽培植物が配置される下方空間（空間４）に断続的に流入させることができる。これにより、温室１内の上方空間の冷気が直接的に下方空間に流入して急激に下方空間が冷却されるのを防止できるので、カーテン開放時における栽培植物への冷気によるストレスを抑制することができる。特に、上側保温カーテン３２と下側保温カーテン３３を交互に開閉させるだけで、温室１内の上方空間の冷気を断続的に下方空間に供給できるので、複雑な制御を必要とすることなく栽培植物への冷気によるストレスを抑制することができる。

特に、制御装置２（より具体的には、開閉制御部２２）は、上側保温カーテン３２を開閉した後、下側保温カーテン３３を開閉させている（図３に示すＳＴ３０３～ＳＴ３０９参照）。これにより、温室１内の上方空間（空間Ｓ１、Ｓ２）の冷気を確実に空間Ｓ３に保管した後に、栽培植物が配置される下方空間（空間Ｓ４）に流入させることができる。

しかも、制御装置２（より具体的には、開閉制御部２２）は、上側保温カーテン３２を閉鎖した後、一定時間（待機時間ｔ１）の経過後に下側保温カーテン３３を開放させている（図３に示すＳＴ３０５～ＳＴ３０７参照）。これにより、空間Ｓ３内で、当該空間Ｓ３内の空気と温室１内の上方空間（空間Ｓ１、Ｓ２）の冷気とを確実に混合した後に栽培植物が配置される下方空間（空間Ｓ４）に流入させることができる。

さらに、制御装置２（より具体的には、開閉制御部２２）は、下側保温カーテン３３を閉鎖した後、一定時間（待機時間ｔ２）の経過後に上側保温カーテン３２を開放させている（図３に示すＳＴ３０５～ＳＴ３０７参照）。これにより、空間Ｓ３内の空気が暖まった後に温室１内の上方空間（空間Ｓ１、Ｓ２）の冷気を当該空間Ｓ３に流入させることができる。これにより、上方空間から流入した冷気を空間Ｓ３内の空気と混合して効果的に暖めることができる。

なお、上記実施の形態においては、上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３の開放時間を同一の時間（待機時間ｔ１）とする場合について説明している。しかしながら、これらの開放時間については、これに限定されるものではなく任意に設定することができる。例えば、下側保温カーテン３３の開放時間を、上側保温カーテン３２の開放時間よりも長く設定することは実施の形態として好ましい。この場合には、温室１内の下方空間（空間Ｓ４）からの空気（暖気）を、上方空間（空間Ｓ１、Ｓ２）からの冷気よりも多く空間Ｓ３に流入させることができる。これにより、上方空間から流入した冷気を空間Ｓ３内の空気と混合して効果的に暖めることができる。

また、制御装置２（より具体的には、開閉制御部２２）は、第１温度センサＴＳ１の測定気温と第２温度センサＴＳ２の測定気温との差（温度差Ｔβ）が第１の所定値である温度差Ｔαを上回る場合に上側保温カーテン３２と下側保温カーテン３３とを交互に開閉させている。このため、栽培植物への冷気によるストレスが最も加わる状況下で上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３を交互に開閉させることができる。これにより、栽培植物への冷気によるストレスを的確に抑制することができる。

特に、制御装置２（より具体的には、開閉制御部２２）は、第１温度センサＴＳ１の測定温度と第２温度センサＴＳ２の測定温度との差（温度差Ｔβ）に基づいて上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３の開閉回数を調整している。このため、温室１内外の温度差Ｔβに応じて上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３の開閉回数を適正な回数に設定することができる。これにより、上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３を完全に開放するまでの時間を短縮化することができる。

なお、上側保温カーテン３２と下側保温カーテン３３とを交互に開閉させる条件については、温室１内外の温度差Ｔβと温度差Ｔαの判定結果に限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、温室１外の気温が予め定めた温度よりも低い場合に、上側保温カーテン３２と下側保温カーテン３３とを交互に開閉させるようにしてもよい。このような条件で上側保温カーテン３２と下側保温カーテン３３とを交互に開閉させる場合にも、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施の形態においては、上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３の開閉回数が予め定められた設定回数に到達した場合に上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３の開閉動作を終了して、これらを開放する場合について説明している（図３に示すＳＴ３１２～ＳＴ３１３参照）。しかしながら、上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３の開閉動作を終了させる条件については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。

例えば、第１温度センサＴＳ１の測定温度と第２温度センサＴＳ２の測定温度との差（温度差Ｔβ）が所定値（予め定めた温度差）以下の場合に上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３の開閉動作を終了するようにしてもよい。この場合には、必要最低限の範囲で上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３の開閉動作を行うことができる。これにより、上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３を完全に開放するまでの時間を短縮化することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている部材や空間などの大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。

例えば、上記実施の形態においては、遮光カーテン３１の下方に２枚の保温カーテン（上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３）を備える場合について説明している。しかしながら、遮光カーテン３１の下方に配置される保温カーテンの数量については、これに限定されるものではなく３枚以上の保温カーテンを備えるようにしてもよい。さらに、遮光カーテン３１を省略することや、遮光カーテン３１に保温カーテンの機能を兼用させることも可能である。

また、上記実施の形態においては、上側保温カーテン３２と下側保温カーテン３３とを交互に開閉する場合の開度を３０％に設定する場合について説明している。しかしながら、これらの開度については３０％に限定されるものではなく適宜変更が可能である。また、上側保温カーテン３２及び下側保温カーテン３３の開度は、共通である必要はなく、それぞれ異なる開度としてもよい。

以上説明したように、本発明は、複雑な制御を必要とすることなく、カーテン開放時における栽培植物への冷気によるストレスを抑制することができるという効果を有し、特に、寒冷地に設置された温室内の温度管理に有用である。

１ 温室
１０ 温室内温度管理システム（温度管理システム）
１１ 屋根部
１２、１３ 側面部
１４ 底面部
２ 制御装置
３ カーテン
３１ 遮光カーテン
３２ 保温カーテン（上側保温カーテン）
３３ 保温カーテン（下側保温カーテン）
４ 開閉機構
４１ 遮光カーテン開閉機構
４２ 上側保温カーテン開閉機構
４３ 下側保温カーテン開閉機構
５ 栽培ラック
５１ 栽培ベッド
６ 加温機
Ｓ、Ｓ１～Ｓ４ 空間
ＴＳ１ 第１温度センサ
ＴＳ２ 第２温度センサ

Claims (10)

1. 温室内の空間を上下方向に仕切り、栽培植物が配置される下方空間を保温する少なくとも２枚の保温カーテンの開閉状態を制御する温室内温度管理システムであって、
   前記温室の上方側の位置に配置される第１の保温カーテンと、
   前記第１の保温カーテンの下方側の位置に配置される第２の保温カーテンと、
   前記第１の保温カーテンと前記第２の保温カーテンとを開閉させる制御手段と、を具備し、
   前記制御手段は、前記第１の保温カーテンを開閉した後、前記第２の保温カーテンを開閉させることを特徴とする温室内温度管理システム。
2. 前記制御手段は、前記第１の保温カーテンを閉鎖した後、一定時間経過後に前記第２の保温カーテンを開放させることを特徴とする請求項１に記載の温室内温度管理システム。
3. 前記制御手段は、前記第２の保温カーテンを閉鎖した後、一定時間経過後に前記第１の保温カーテンを開放させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の温室内温度管理システム。
4. 前記制御手段は、前記第２の保温カーテンの開放時間を、前記第１の保温カーテンの開放時間よりも長くしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の温室内温度管理システム。
5. 前記温室外の気温を測定する第１の温度センサと、前記温室内の気温を測定する第２の温度センサとを更に具備し、
   前記制御手段は、前記第１の温度センサの測定気温と前記第２の温度センサの測定気温との差が第１の所定値を上回る場合に前記第１の保温カーテンと前記第２の保温カーテンとを交互に開閉させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の温室内温度管理システム。
6. 前記制御手段は、前記第１の温度センサの測定気温と前記第２の温度センサの測定気温との差に基づいて前記第１、第２の保温カーテンの開閉回数を調整することを特徴とする請求項５に記載の温室内温度管理システム。
7. 前記制御手段は、前記第１の温度センサの測定気温と前記第２の温度センサの測定気温との差が第２の所定値以下の場合に前記第１、第２の保温カーテンの開閉動作を終了して当該第１、第２の保温カーテンを開放することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の温室内温度管理システム。
8. 温室内の空間を上下方向に仕切り、栽培植物が配置される下方空間を保温する、第１の保温カーテン及び当該第１の保温カーテンの下方側に配置される第２の保温カーテンの開閉状態を制御するコンピュータを、
   前記温室外の気温と前記温室内の気温との温度差を判定する温度差判定手段と、
   前記温度差判定手段が判定した前記温室内外の温度差に応じて前記第１の保温カーテンを開閉した後、前記第２の保温カーテンを開閉させる制御手段として機能させるためのコンピュータプログラム。
9. 前記制御手段は、前記第１の温度センサの測定気温と前記第２の温度センサの測定気温との差に基づいて前記第１、第２の保温カーテンの開閉回数を調整することを特徴とする請求項８に記載のコンピュータプログラム。
10. 前記制御手段は、前記第１の温度センサの測定気温と前記第２の温度センサの測定気温との差が所定値以下の場合に前記第１、第２の保温カーテンの開閉動作を終了して当該第１、第２の保温カーテンを開放することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のコンピュータプログラム。

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