JPS58134919A - 施設園芸用温室における暖冷房システム - Google Patents

施設園芸用温室における暖冷房システム

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JPS58134919A
JPS58134919A JP56209668A JP20966881A JPS58134919A JP S58134919 A JPS58134919 A JP S58134919A JP 56209668 A JP56209668 A JP 56209668A JP 20966881 A JP20966881 A JP 20966881A JP S58134919 A JPS58134919 A JP S58134919A
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JP
Japan
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heat
water
greenhouse
heating
heat exchange
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Pending
Application number
JP56209668A
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English (en)
Inventor
鎌仲龍介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nepon KK
Original Assignee
Nepon KK
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Publication date
Application filed by Nepon KK filed Critical Nepon KK
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Publication of JPS58134919A publication Critical patent/JPS58134919A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/14Measures for saving energy, e.g. in green houses

Landscapes

  • Greenhouses (AREA)

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】 (1)発明の技術分野 本発明は施設園芸用温室における暖冷房システム、特に
地中熱交換により加温もしくは冷却した水を熱源として
利用する暖冷房システムに関する。
(2)技術の背景 温室を利用した施設園芸においては、単に温室の集熱し
た太陽熱エネルギーを利用するだけでなく、作物の生態
に合わせた積極的な温度 管理が計られる。すなわち、
冬期夜間においては転流促進や作物の生育保持のために
過度の冷え込み管防止する必要があシ、このために例え
ば、暖房機を運転し、またはソーラーシステムによ〕日
中太陽熱エネルギーを集熱蓄熱し、夜間これを放熱して
加温することが行われる。また夏期夜間においては育苗
や果実の着色化、または生長の抑止のために比較的低温
の、雰囲気をつくる必要かあ・シ、このために例えば地
下水を汲み上げt温室の屋根に散水したシまたは熱交換
機によ〕冷気に換えて温室を冷房すること等が行われる
しかして、暖房機の利用についてはその主たるエネルギ
ー源であるところの石油の高価格化が続き問題となって
おシ、またソーラーシステムを利用した加温では天候に
左右され、特に日照時間との関連で地域的な制約がつき
まとう。また地下水の単純な利用態様ではあまシ大きな
冷房効果が期待できないものとなっている。
カくシて、省エネルギーが達成され、かつ効率の大きい
温室の暖冷房システムの開発が望まれているところであ
る。
(3)従来技術と問題点 従来、例えば温室内に水対空気対向流型熱交換機を設置
し、一方蓄熱水槽を設けて前記熱交換機と相互に配管で
結び、日中は温室内の高温の空気の熱量を熱交換して温
水として蓄熱水槽に蓄え、夜間はこの温水を逆流させて
熱交換機にょシ温風に換り、て放熱暖房するシステム、
あるいは地中に熱交換用風道を埋設し、日中この風道に
暖かい空気を流し地中に熱を蓄えておき、夜間これを放
出する、いわゆる地中熱交換型ハウスが実用化されて、
はその機能が発揮されず、また特に後者の場合には温室
床面積に略等しい膨大な風道を必要とし、工事費がかさ
み、かつ空気を媒体としているため熱効率が小さいとい
う欠点がある。
また、例えば温室内に水対空気対向流型熱交換機を設置
し、これにょシ地下水と温室内空気との間で熱交換して
暖冷房するシステムが試みられているが、この方法では
かなシの量の地下水を必要とし、このために立地に制約
を受けるという問題がある。
(4)発明の目的 本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、石油等の燃料や
地下水をまったく使用せず、かつ太陽の照射も必要とし
ない効率の大きい温室の暖冷房システムを得ることを目
的とする。
(5)発明の構成 本発明は温室内に水対空気対・向流型熱交換機を設置し
、温室外に貯水槽とヒー)/ンプを設置し、一方地下に
は合成樹脂製熱交換管を埋設し、そして前記熱交換機と
貯水槽の間、貯水槽とヒートポンプの間訃よびヒー)/
ングと熱交換管の間を循環ボンf′%:介して相互に配
管で結んだ装置を用い、冬期暖房に際しては前記熱交換
管内の水を低熱源としてヒートポンプを操作し、温水を
貯水槽に蓄え、かかる温水を利用して熱交換機により温
風に換えて温室内を暖房するように 運転し、夏期冷房
に際しては熱交換管内の水を冷却熱源としてヒートポン
プを逆方向に操作し、冷水を貯水槽に蓄え、かかる冷水
を用いて熱交換機によシ冷風に換えて温室内を冷房する
ように運転することを特徴とする暖冷房システムを提供
する。
(6)発明の実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
第1図は本発明にかかる温室の暖冷房システムにおける
各装置の系統を示す図である。同図において、1は温室
5内に設置された熱交換機、2は循環水14を満たした
貯水槽、3はヒートポンプおよび4は地下に埋設し、か
つ水を満たした熱交換管をそれぞれ示す。熱交換機lと
貯水槽2は循環ポンf6f介して相互に配管9ae9b
で結ばれ、また貯水槽2とヒート4ンf3は循ll$ン
プ7′f:介して相互に配管10m、10bで結ばれ;
−さらにヒート4ンプ3と熱交換管4は循@、*ンプ8
t−介して相互に配管11’a、llbで結ばれる。
ここで、熱交換機lは水対空気対向流型のもので、その
内部にはコイル状の熱交換管(図示せず)が多数条配設
されておシ、空気取入口12から導入された空気は前記
熱交換管の間隙部分を通過する間に循環水14と熱交換
され、暖気または冷気となって空気排出口13から温室
5内へ放出される。
この際空気と循環水14は対向流で流れるため熱交換効
率はきわめて大きく、熱交換機よシ排出される水温は温
室室温近くまで接近し、低温度差でも有効な熱交換がな
されるものとなっている。また貯水槽2では上部給排水
口15mと下部給排水口15bが図示のごとく設けられ
、実際の運転に際しては温水が上部給排水口15ai、
冷水が下部給排水口15b’i優先的に還流するように
する。
とれによシ貯水槽2内においては循環水の混流が防止さ
れ、かつ順次温水または冷水で満た。されることとなる
。また、ヒート4ンf3はクーラー16、コンデンサー
17およびコンプレッサー18とからなっており、暖房
用に供する場合、すなわち熱交換管4内の水を低熱源と
して使用する場合にはクーラー16と熱交換管4と、コ
ンデンサー17と貯水槽2とを連結し、一方冷房用に供
する場合、すなわち熱交換管4内の水を冷却熱源として
使用する場合にはクーラー16と貯水槽2と、コンデン
サー17と熱交電管4とを連結する。
熱交換管4には細径(30〜15 vm )のポリエチ
レン管を使用し、その長さは土質の性状、地温、流水量
、水温等によシ適量設定される。
また熱交換管4の地中への埋設は第2図に模式的に示さ
れるように、地面に多数条の竪穴19゜19・・・を掘
シ、とこに熱交換管4.4・・・を縦列するごとく並べ
るが、その埋設深さHは最大1.5 (rra程度で十
分である。また実際の運転に際しては下部熱交換管4&
から上部熱交換管4bへ水が循環するようにする14か
かる操作によシ地熱との熱交換が効率的になされ、かつ
地表栽培作物に対する熱影響は最小に抑えられることと
なる。なお埋設位置として、例えば第2図に示すように
温室内の栽培床20.20・・・間の畔(通路)21.
21・・・の下を選定すれば埋設面積は十分に確保され
、かつ施工上の問題は何ら存在しないものとなる。さら
に熱交換管4の周囲に熱伝導率の高い土砂を充填するこ
とによ〕熱交換4への伝熱性能の向上が図られ、熱交換
管の管長の節減が可能となる0以上の構成によシ、冬期
暖房に際してはまずヒートテンプ3を作動し、同時に循
環ポンシフと9を運転すると、熱交換管4中の水および
貯水槽2中の循環水14がそれぞれ配′管中を第1図中
矢印のごとく移動する。そして、ヒート4ンf3内にて
冷媒の作用を受け、熱交換管4中の水はクーラー16内
で熱を奪われて冷水となっで還シ、この冷水が熱交換管
4内を移動する間に地熱を得て再び温度を上昇すること
となシ、一方、循環水14はコンデンサー17内で加温
されて上部給排水口15mに還り、貯水槽2は順次温水
で満たされることになる。このようにして所定の蓄熱量
を得た後、次に熱交換機1會作動し、同時に循環ポンプ
6を運転すると、循環水14が第1図中矢印のごとく移
動、すなわち温かい水が優先的に還流され、熱交換機l
内ぶて空気取入口12から導入された空気との間で熱交
換がなされる。そして熱を奪われて冷たくなった循環水
14は下部給排水口15bに還シ、一方、加温された空
気は空気排出口13から温室5内へ放出される。
また夏期冷房に際してはヒー)/ンプ3を逆方向に操作
、すなわち熱交換管4中の水をコンデンサー17へ、循
環水14Qクーラー16へ導入するようにすればよく、
これによシ熱交換管4中の水が冷却熱源として作用し、
冷水が貯水槽2に蓄えられることとなシ、かかる冷水を
循環させて熱交換機1によシ冷風に換えて温室の冷房を
行なう。
ただし循環水14の配管中の流れは第1図中矢印で示す
暖房の際の移動方向とは逆とな〕、貯水槽2は順次冷水
で満たされ、かつ冷水が優先的に還流されるようになっ
ている。
かかる暖冷房システムにおいて、熱交換管4を通してヒ
ート4ンプ3へ導入される水の温度は冬期暖房運転では
5〜7℃で地中に導かれ地中で地熱をうけ昇温し14〜
16℃となシ、一方夏期の冷房運転では30〜35℃で
地中に導かれ地中で冷却され20〜25℃となる。これ
を低熱源または冷却熱源としてヒー)/ンプ3管作動し
、例えば冬期暖房に際しては40υ程度、夏期冷房に際
しては5働程度の循環水を得るようにする。しかして、
実際にはヒー)/ンゾ3を24時間(終日)運転して貯
水槽2に温水また社冷水を蓄熱し、必要時間帯(例えば
夜間10時間)に熱交換機lを運転する方式をとりてお
り、−かかる例では熱交換機1の10時間運転による放
熱(冷)量とヒートIyプ3024時間運転による放熱
(冷)能力が丁度一致するごと〈ヒー)/ンゾ3の能力
が設定される。また前記した運転態様によりヒートテン
プ30単位時間当シの出力を小さくとることが可能とな
り、したがって高価なヒート4ンプが割安に設計できる
こととなシ、さらには性能が高く、かつ効率的な熱利用
が達成されることとなる。また、ヒートポンプを24時
間運転もするため必要とする単位時間当)の地中よシの
供給熱量を小さくとれること、ヒートポンプにより地温
と水温との温度差を比較的大きくとれること、および水
を熱媒体とし利用していること等の理由によ)必要とす
る地中熱交換管の伝熱面積は非常に小さくできる。例え
ば前記空気を媒体とする地中熱交換方式に比べ1/10
−1/20の伝熱面積で足シる。
なお、本実施例においては貯水槽2を1基設けたが、本
発明はこれに限定されるものではなく複数の貯水槽を連
結して用いてもよい。
(7)発明の効果 以上詳細に説明したように、本発明の暖冷房システムは
地中熱交換によシ得た水のエネルギーを利用するもので
あシ、その装置は安価に、かつ施工容易に提供される。
しかも宕油等の燃料や地下水をまったく使用せず、t&
ソーラーシステムのごとき太陽光の入射も必要としない
ため、その経済的効果は大きく、かつ立地条件に制約さ
れない等の利点を有するものである。さらには他のソー
ラーシステムや地下水利用システムに比し、高水準(高
温または低温)の温度設定が可能であシ、このため栽培
作物の利用範囲が広くなる効果も有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明べかかる暖冷房システムを示す系統図、
第2図は熱交換管の地中埋設状態を示す模式図である。 l・・・熱交換機、2・・・貯水槽、3・・・ヒー)/
ンゾ、4・・・熱交換管、5・・・温室、6.7.8・
・・循@、rンプ、9as9bs10m−10b、1l
asllb・・・配管、12・・・空気堆入口、13・
・・空気排出口、14・・・循環水、15m、15b・
・・給排水口、16・・・り 7%17・・・コンテン
?−118・・・コンプレッサー、19・・・竪穴、2
o・・・栽培床、21・・・畔。 11− 特許出願人  ネポン株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)施設園芸用温室の暖冷房システムにして、温室内
    に水対空気対向流型熱交換機を設置し、温室外に貯水槽
    とヒート4ンゾを設置し、地下には熱交換管を埋設し、
    そして前記熱交換機と貯水槽の間、前記貯水槽とヒート
    ポンプの間および前記ヒートポンプと熱交換管の間を循
    環ポンプを介して相互に配管で連結したことを特徴とす
    る施設園芸用温室における暖冷房システム。
  2. (2)  ヒートポンプf:24時間連続で運転し地下
    よシ熱量をとりヒートポンプを介し貯水槽に温水又は冷
    水とし蓄熱し、必要時間帯に熱交換機を運転し蓄熱され
    た熱量とヒートポンプよシの熱量を併せて利用すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の施設園芸用温
    室における暖冷房システム。
JP56209668A 1981-12-28 1981-12-28 施設園芸用温室における暖冷房システム Pending JPS58134919A (ja)

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JP56209668A JPS58134919A (ja) 1981-12-28 1981-12-28 施設園芸用温室における暖冷房システム

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3534534A1 (de) * 1984-09-27 1986-04-03 Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo Luftansaugseitige sekundaerluftversorgungsvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine
JPH06241608A (ja) * 1993-02-10 1994-09-02 Akimi Suzawa 地熱利用ヒートポンプ装置
JP2011172502A (ja) * 2010-02-24 2011-09-08 Kawasaki Geological Engineering Co Ltd 栽培施設の熱供給システム
JP2014093969A (ja) * 2012-11-09 2014-05-22 Shinobu Shinozaki 植物栽培支援システムおよび方法

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