JPH0394620A - 施設園芸における複合環境制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、施７設園芸用のハウス内の環境制御装置に関
する。

［従来の技術１ 従来、施設園芸におけるハウス内の温度、換気、給液、
日照量等の環境制御においてはコンピュータを利用した
制御装置が用いられている。これは、第ｌ図のハウス環
境制御装置の概念構成図に示すように気圧計１、日射計
２、雨量計２６等の気象観測装置あるいはハウス４内の
室温計３、炭酸ガス濃度計１７、湿度計１９、養液タン
ク２０内のＥＣ計２１、ＰＨ計２２、液温計２３、液面
計２５等の計測装置からの信号をコントロールボックス
１６を介してコンピュータ６に入力させ、予め設置され
たプログラムに従って、例えば、天窓開閉用モータ１０
、カーテン開閉用モータ１１、暖戻機１２、給液用ボン
ブ１３、炭酸ガス発生装置１５等を作動させるものであ
る。なお、養液タンク２０には、コントロールボックス
１６で制御される原液注入用弁２つが設けられ、これら
もコンピュータ６で制御されている。

例えば、ハウス４における環境制御の基本となる温度制
御方法は次の通りである。

温度制御は、換気窓の開閉調節と暖房装置によって行う
ことが、一般的な方法である。上限温度として換気設定
温度、下限温度として暖房設定温度をあたえる。即ち、
温度制御の目標値は、換気設定温度と暖房設定温度との
間の温度域となる。そして、一日を４から６区分に分割
して、ハウス内の温度を、それぞれ設定できるようにし
てある。

時間帯の区分は、早朝の光合成を活発にするために加温
する早朝加温時間帯、日中の光合成促進時間帯、夕刻か
ら夜間にかけて光合成成分の葉から植物本体への移動を
促進するために温度を下げる転流促進時間帯、深夜の過
度な呼吸による消耗を抑えるための夜温時間帯など、植
物の一日の生理機能に対応させて時間帯に名称がつけら
れ、区分されている場合が多い。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のコンピュータを利用した環境制御装置は、例えば
室温計などのセンサから計測値と目標値とを比較して暖
房機の運転等の制御を行うフィードバック制御を行うも
のであった。しかし、このフィードバック制御による方
法は、その制御方式の性格上、制御量が目標値に達する
には計測時点より時間的遅れがあることは避けられない
。したがって、天候の変化があっても、それに迅速に対
応したハウス内の制御ができなく、特に口の出前後の急
速にすすむ環境変化に対応した制御ができなかった。

本発明は、上記問題点を解決するちので、急激な天候の
変化にも迅速に対応でき、現在の天候に適したハウス内
の環境制御を行うことを目的とするものである。

［課題を解決するための手段コ 本発明は上記の目的を達成するために、次の構成を採用
する。すなわち、 気圧計および／または日射計の測定値により予め設定さ
れた気圧および／または日射量と天候との関係から現在
の天候を判断する天候判断手段と、一定時間前の気圧と
給液直前の気圧との１扁差に基づき天候毎に予め設定さ
れたハウス環境制御要因の調整量を求めてハウス内の環
境を調整するハウス環境制御要因調整手段と、を設けた
施設園芸における複合環境制御装置、または、 気圧計の測定値により予め設定された気圧と天候との関
係から現在の天候を判断する天候判断手段と、日射計に
より測定される日射量と天候との関係から、予め設定さ
れた現在の季節を判断する季節判断手段と、一定時間前
の気圧と給液直前の気圧との偏差に基づき天候毎および
季節毎に予め設定されたハウス環境制御要因の調整量を
求めてハウス内の環境を調整するハウス環境制御要因調
整手段と、を設けた施設園芸における複合環境制御装置
、 である。

ここでハウス環境制御要因として室温、給ｉ１Ｈｋ、炭
酸ガス施肥濃度が例示できるが、本発明はこれらに限ら
ず、例えば換気、遮光、湿度等、施設園芸におけるハウ
ス内の環境制御要因であればいかなる要因でも制御の対
象とすることができる。

［作用］ 天候判断手段は、気圧計により予め設定された気圧と天
候との関係から、現在の天候を判断する。

また、日中は気圧計に代えて日射計により求められる日
射量により天候を判断してもよい。

そして、ハウス環境制御要因調整手段、例えば室内温度
設定手段は一定時間前の気圧と現在の気圧との偏差から
求められる温度補正値により、各天候毎に決められた一
日を複数の時間帯に分けた各時間帯の設定室内温度を補
正して、温度の室内温度制御を行う。

同様にハウス環境制御要因調整手段が給液または／およ
ひ炭酸ガス施肥手段であれば、気圧計および／または日
射計により判断した現在の天候と、一定時間前の気圧と
現在との偏差に応じて、一日を複数の時間帯に分けた各
時間帯毎に予め設定した給液量の給液および／または予
め設定された濃度の炭酸ガスの施肥を行う。

また、気圧計および／または日射計の測定値により天候
判断手段が現在の天候を判断し、さらに、その上に季節
判断手段が、現在の天候と日射量との関係から現在の季
節を判断し、ハウス環境制御要因調整手段、例えば給液
調整手段が、一定時間前と給液直前の気圧の偏差に基づ
き、天候毎および季節毎に、一日を複数の時間帯に分け
た各時間帯に応じて予め設定された給液量およびＥＣ値
を求めて給液を行うこともできる。

ここで、上記各環境制御要因はそれぞれ単独で制御して
もよいが、これらの二以上の要因を組み合わせて制御し
てもよい。

［実施例］ 本発明の一実施例を図面と共に説明する。

本実施例のハウス環境制御装置の制御部のブロック図を
第２図に示す。気圧計１、日射計２、室温計３等からの
計測信号が入力インタフェース５を介して、ＣＰＵ７に
入力され、ＣＰＵ７で予め設定されたプログラムに従っ
て算出された温度にハウス４室内がなるように出力イン
タフェース９を介して、天窓開閉用モータ１０、カーテ
ン開閉用モータ１１、暖房機１２等が運転制御される。

また、同様に給液用ボンブ１３および炭酸ガス発生装置
１５が作動される。

本発明の概念横或図は第１図に示した通りである。

（実施例１） 本実施例は気圧計１および／または日射計２の測定値に
より予め設定された気圧および／または日射量と天候と
の関係から現在の天候を判断する天候判断手段と、一定
時間前の気圧と現在の気圧との偏差に基づき温度補正値
を求める温度補正値算出手段と、一日を複数の時間帯に
分けた各時間帯に応じて天候毎に予め設定された室内温
度を上記温度補正値により補正して室内温度を設定する
室内温度設定手段および／または一定時間前の気圧と現
在の気圧との偏差に基づき、一日を複数の時間帯に分け
た各時間帯に応じて天候毎に予め設定された給液量およ
び／または炭酸ガス施肥濃度を求めて、給液および／ま
たは炭酸ガス施肥を行う給液および／または炭酸ガス施
肥手段とからなる施設園芸における複合環境制御装置で
ある。

ハウス４内の室温、給液量および炭酸ガス施肥濃度の三
つのハウス環境制御要因のすべての制御を行う例につい
て説明する。

まず、現在の天候の設定のための手順を説明する。

気圧計１のみで現在の天候を決定するには第１表の通り
、測定した気圧により晴れ、くもり、雨に区分する。

第１表 なお、場合によっては１　０　２　５ｍｂを晴れとくも
りの境界気圧にするなど、天候の境界気圧は適宜選択し
得る。また、このとき晴れからくもり等天候が変化する
領域においては一定のニュートラル幅をもたせる。

また、日中における天候の決定は日射計２を用い第２表
の通りに瞬時の測定日射量により行うこともできる。

第２表 日射計２で天候を決定するときには、後述する転流時間
帯と夜温（１）については、転流時間帯の始まる時間ま
での日射量の積算により、その日の光合戒量をほぼ予測
できるので、その光合戊量（積算日射量）に従い、転流
時間帯と夜温（１〉の両時間帯の室温等の設定値を決定
する。このため、転流時間帯の始まる時刻までの日射量
を積算し、（その日の〉その時刻までの平均的な天候を
知る必要がある。こうして転流時間帯と夜温（１）につ
いては、転流時間帯が始まるまでの積算量により、第３
表のとおり天候を決定する。

第４表 第３表 こうして、現在の天候が決定されると、次に一定時間前
、たとえば、３０分前から現在までの気圧変｛ヒを算出
し、その気圧差により現在から数時間後の天候を予測し
、温度制御、給液量、炭酸ガス施肥濃度等の決定の基準
とする。

まず、ハウス４の室内温度設定の手順から説明する。

前述したように、３０分前と現在の気圧差が第４表の通
ってあるとすると、気圧差に応じて数時間後の天候の変
化を予測し、それに対応する設定温度の補正を行う。

（ｓ：ＡＴ　余゛白） また、第１表の天候に従い一日の各時間帯の設定温度を
第５表に示す通りにしておく。

第５表 したがって、上記第５表で示す天候と時間帯に応じて求
められる設定温度に第４表で示す各温度補正値を加える
ことにより、ハウス４の室内温度を設定することができ
る。

ただし、このとき気圧が晴れとくも．り、くもりと雨と
の間に亙って変化した場合は温度補正はリセットし、改
めて、新たな天候になってから３０分後の気圧を計測し
て、気圧差を求めて設定温度の補正値を求める。

次に給液回数の決定のための手順を説明する。

現在の天候の決定は第１表に示す通りであるが、３０分
前から現在までの気圧差については第６表に示す通りに
各領域において、現在から３時間後までの給液回数を決
定する。

日の出時の天候の決定を第１表の基準にしたがって行い
、３０分前から現在までの気圧差を測定して，日の出時
の天候とそれから６時間以内の天候の変化を予測して、
第７表にしたがって炭酸ガス施肥の濃度を決める， 第７表 第６表 こうして、３時問おきに給液回数の，決定を行う。

次に、炭酸ガス施肥濃度の決定は次のようにして行う。

このとき、室温、給液量および炭酸ガス施肥濃度のすべ
てを制御するのではなく、それぞれの環境制御因子を単
独で制御してもよいし、二種類の環境制御因子を制御対
象としてもよい。さらに、湿度等の制御を加えることも
できる。

こうして気圧変化によるフィードフォワード制御により
実際の天候と並行して、あるいは先行して室温等の制御
ができ，例えば植物の成長に太きな影響力をもつと言わ
れる早朝加温帯において、適切に環境制御が行える。

（実施例２） 次に、給液量の制御の例を説明する。

本実施例は気圧計１の測定値により予め設定された気圧
と天候との関係から現在の天候を判断する天候判断手段
と、少なくとも、一定時間前の気圧と現在の気圧との偏
差に基づき、一日を複数の時間帯に分けた各時間帯に応
じて天候毎に予め設定された給液量を求めて、給液を行
う給液手段と、からなる施設園芸における複合環境制御
装置である。

まず、第１表のように気圧により天候を決定し、また、
一時間前から現在の給液時刻までの気圧差について第８
表に従って、給液時間を求め、第９表に示す時刻毎に、
第８表で決められた時間の間給液する． （以下余白） 第８表 第９表 こうして、気圧計１を用いることにより、数時間後の天
候まで予測しながら、その天候に合った必要量の給液を
行うことができるので、給液量に過不足がなくなり、無
駄な廃液を出すことも防げる。

（実施例３） 次に、天候に加えて季節を加味した給液量の制御の手順
を説明する。

本実施例は気圧計１および／または日射計２の測定値に
より予め設定された気圧および／または日射量と天候と
の関係から現在の天候を判断する天候判断手段と、日射
計２により測定される日射量と天候との関係から、予め
設定された現在の季節を判断する季節判断手段と、一定
時間前の気圧と給液直前の気圧との偏差に基づき、一日
を複数の時間帯に分けた各時間帯に応じて天候毎および
季節毎に給液量およびＥＣ値を求めて給液を行う給液調
整手段と、からなる施設園芸における複合環境制御装置
である。

まず、第１表のように気圧計１により天候を決定し、瞬
時の日射量を測定し各天候におけるそれぞれの季節を第
１０表から決定する． さらに、給液一時間５分前から給液５分前の気圧差によ
り、第１１〜１３表に示すように給液時間を求めて第９
表の時刻毎に給液する。

第１１表 気圧Ａ（１０２５＋＋＋ｂ以上） 第１０表 日射量（ｃａｌ／ｃ＋ａ２・ｍｉｎ） （以下余白〉 第１２表 気圧Ｂ　（１００５＋ｂ〜１０２５ｍｂ）季節の関係か
ら第１４表の通り決定する。

第１４表 ＥＣ値（　ｍ　Ｓ　／　ｃ　ｍ　） 第１３表 気圧Ｃ　（１００５ｍｂ以下） さらにＥＣ値〈電気伝導度〉を各天候Ａ．Ｂ．Ｃと各気
圧差ａ，ｂ．ｃ．ｄ．ｅとの組み合わせとなお、天候を
決めるのが給液時刻より５分早いのは、その５分間にＥ
Ｃ値を設定値に調節するためである。

こうすることにより気圧、日射量によりその時の給液時
間を決定し、暑いほど、また天気が良いほど給液時間を
長くする。

また、気圧、日射量によりＥＣ値を決めるため、例えば
、夏や天候の良い時は蒸散が多いので、植物が水をよく
吸いそのため濃度は薄くても一定量の養分を吸収するこ
とができる。このようにＥＣ値を季節と天候に合わせて
変化させるため給液の過剰や不足がなくなり廃液の処理
問題や給液不足による植物への悪影響が少なくなる。

なお、瞬時の日射量を測定して、予め設定された日射量
と天候との関係から現在の天候を判断する天候判断手段
と、各設定給液時刻における天候に応じて予め設定され
た給液量を求めて、給液を行う給液手段と、からなる施
設園芸における複合環境制御装置を提供することもでき
る。

すなわち、気圧計による天候の判断の代わりに、日射計
により、瞬時の天候を決め、第１５表のように天候毎に
予め設定された給液時間に従って、第９表の各給液時刻
毎に、そのときの天候により給液を行う。

（以下余白） 第１５表 この場合には、各給液時刻毎に天候をセンシングし、給
液時間を決めるため、その時の天候にあった液量を給液
することができる。そのため、過剰給液がないため廃液
が少なく、急な天候の変化に対応できるため、晴れの時
の養液不足がない。また、給液量を適性化することによ
り過度にストレスを植物に与えることができる。この方
式は一定期間内の天候を一度決定するとその間の給液回
数を決定する場合に問題となる、途中で天候が変わって
も給液量を変えることがむずかしいといったことがなく
、天候により臨機応変に給液量を変えることができる。

［発明の効果］ 気圧変化をもとにしたフィードフォワード制御により、
実際の天候と並行してあるいはそれ以前に天候を予測で
きるので日射計のみでは把握しえない、日の出前の天候
を知ることができ、ハウス内の室温、給液量、炭酸ガス
の施肥濃度の制御などを適切に行うことができる， 例えば植物の成長に大きな影響力をもつと言われる早朝
加温帯における適切に環境制御が行える。

また、日の出前に限らず、一日を複数の時間帯に分けた
各時間帯において、予め天候を予測しながらハウス環境
制御をするので給液の過剰や不足がなくなり、廃液の処
理の問題や給液不足による植物への悪影響をなくすこと
ができる。

なお、日中は気圧計の代わりに日射計を用いると計測時
点の正確な天候を知ることができる。

また、気圧、日射量により、天候と季節を判断し、しか
も、その時の気圧変化に応じて給液時間およびＥＣ値を
決定するので、暑い季節ほど、また天気が良いほど給液
時間を長くするなど天候の変化を予測しながら細かくハ
ウス環境制御をすることができる。例えば、夏や天候の
良い時は蒸散が多いので、植物が水をよく吸いそのため
濃度は薄くても一定量の養分を吸収することができる。

このように季節と天候に合わせて変化させるため給液の
過剰や不足がなくなり廃液の処理問題や給液不足による
植物への悪影響が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は、本発明の複合環境制御装置の概念構成図、第
２図は本発明の複合環境制御装置の制御部のブロック図
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）気圧計および／または日射計の測定値により予め
   設定された気圧および／または日射量と天候との関係か
   ら現在の天候を判断する天候判断手段と、一定時間前の
   気圧と給液直前の気圧との偏差に基づき天候毎に予め設
   定されたハウス環境制御要因の調整量を求めてハウス内
   の環境を調整するハウス環境制御要因調整手段と、を設
   けたことを特徴とする施設園芸における複合環境制御装
   置。
2. （２）気圧計の測定値により予め設定された気圧と天候
   との関係から現在の天候を判断する天候判断手段と、日
   射計により測定される日射量と天候との関係から、予め
   設定された現在の季節を判断する季節判断手段と、一定
   時間前の気圧と給液直前の気圧との偏差に基づき天候毎
   および季節毎に予め設定されたハウス環境制御要因の調
   整量を求めてハウス内の環境を調整するハウス環境制御
   要因調整手段と、を設けたことを特徴とする施設園芸に
   おける複合環境制御装置。