JPS6356223A - 水耕培養温室用温度調節システム - 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） 本発明はメロン等のに物を育てるための水耕培養温室に
使用される温度調整システムに関し、具体的には、ヒー
トポンプを利用して温室の温度調節と除湿ならびに水耕
培養液の温度調節を行うようにしたシステムに関する。

（従来の技術） 従来この種のシステムでは、温室の温度調節（冷暖房）
と水耕培養液の温度調節とをそれぞれ別系統の設備で行
っている。従ってシステム全体の構造が複雑になり、エ
ネルギーのロスも大きい。

これとは別に、温室の温度調節と水耕培養液の温度調節
とを同一系統の設備で行うようにしたシステムも既に開
発されている。

（発明が解決しようとする問題点） 一般にメロン等のように、高い室温を必要とする植物を
育成する場合には、ｌＨ室の暖房空気により水耕培養液
が加熱される。ところが上述の如く、温室及び水耕培養
液の温度調節を同一系統の設備で行うようにしたシステ
ムでは、温室の暖房を行う時には、水耕培養液の冷却を
行うことができない。従って水耕培養液の温度上昇を防
止するためには、水耕培養液を温度の低い水で作り換え
たり、別回路を使用して井戸水により水耕培養液を冷却
する必要があり、これらがコストを増加させる一因とな
る。

（問題点を解決するための手段） 上記問題を解決するために、本発明は、温室内に、空気
温度調整用の第１熱交換器と、水耕培養液の温度調整用
の第２熱交換器と、除湿ユニットとを設け、除湿ユニッ
トに第３熱交換器と第４熱交換器とを設け、温室外のヒ
ートポンプに互いに熱交換を行う主熱交換部と副熱交換
部とを設け、第１及び第３の熱交換器を主通路により主
熱交換部に接続し、第４熱交換器を副通路を介して副熱
交換部に接続し、第２熱交換を切換通路機構を介して主
通路及び副通路に接続し、切換通路機構に、主通路に接
続する主通路接続部と、副通路に接続する副通路接続部
と、両通路接続部を択一的に開閉する制御機構を設けた
ことを特徴としている。

（作用） 上記構成によると、以下の如く暖房冷却除湿運転を行っ
て温室内の暖房除湿と同時に水耕培養液の冷却を行うこ
とができ、又暖房加熱除湿運転を行って温室内の暖房除
湿ならびに水耕培養液の加熱を行うこともできる。

すなわち暖房冷却除湿運転では、主熱交換部が高温の熱
媒を主通路に供給し、側熱交換器が低温の熱媒を副通路
に供給する。これにより、第１熱交換器は温室内の空気
を加熱し、暖房が行われる。

又空調ユニットでは、該ユニットに取入れられた空気を
第４熱交換器が冷却して第３熱交換器が加熱し、それに
より除湿が行われる。更に制御機構は副通路接続部を開
いて主通路接続部を閉じ、それにより副通路から第２熱
交換器へ低温熱媒が供給され、第２熱交換器は水耕培養
液を冷却する。

暖房加熱除湿運転でも、温室の暖房及び除湿は上記暖房
冷却運転時と同様に行われる。そして暖房加熱除湿運転
時には、制御機構が主通路接続部を開いて副通路接続部
を閉じる。これにより主通路から第２熱交換器へ高温熱
媒が供給され、第２熱交換器は水耕培養液を加熱する。

（実施例） 第１図において、温室５内には第１熱交換器１、第２熱
交換器２、第３熱交換器３、第４熱交換器４が設けてあ
り、温室５外にはヒートポンプ６が設けである。ヒート
ポンプ６は相互に熱交換を行う主熱交換器７と側熱交換
器８を備えている。又上記第３熱交換器３と第４熱交換
器４は温室５に設置した空調ユニット９（エアーハンド
リングユニット）の内部に設けである。

第１熱交換器１は温室５の室温を調節するためのもので
、放熱管で構成されており、第１通路１１を介してヒー
トポンプ６の主熱交換器７に接続している。第３熱交換
器３は第１通路１１から分岐した第３通路１３を介して
主熱交換器７に接続している。この第３通路１３と第１
通路１１は主通路１０を形成している。第４熱交換器４
は第４通路１４（副通路１４）を介してヒートポンプ６
の側熱交換器８に接続している。第２熱交換器２は水耕
培養液Ｗに漬けられており、第２通路１２及び切換通路
機構１５を介して第３通路１３及び第４通路１４に接続
している。

上記第１〜第４の通路１１〜１４には、それぞれ第１〜
第４の熱交換器１〜４の入口及び出口に近い部分に、電
磁弁２０と手動弁２１が設けである。又第１通路１１に
は、主熱交換器７の人口に接続する部分に循環ポンプ２
２が設けである。第３通路１３は、第１通路１１の電磁
弁２０と主熱交換器７の間の部分ならびに手動弁２１と
循環ポンプ２２の間の部分に接続している。第４通路１
４は通路部分２５．２６．２７を備えている。通路部分
２５は途中に給水ポンプ３０を備えており、井戸３１と
側熱交換器８の入口を接続している。

通路部分２６は側熱交換器８の出口と第４熱交換器４の
入口を接続している。通路部分２７は側熱交換器８の出
口と排水部３２とを接続している。

通路部分２６と通路部分２７はバイパスバルブ３３（電
磁弁）により接続されている。

前記空調ユニット９のハウジングには吸入口３５と吹出
口３６が設けてあり、内部にはファン３７が設けである
。ファン３７は空調ユニット９外の空気を吸入口３５か
ら取入れて吹出口３６から排出させるが、その空気流の
上流側に第４熱交換器４が設けられ、下流側に第３熱交
換器３が設けである。　前記切換通路機構１５は２対の
通路接続部４１．４２と、それらの通路接続部４１．４
２に設けられる弁４３．４４とを備えている。通路接続
部４１は第２通路１２の両端を第３通路１３に接続して
いる。通路接続部４２は第２通路１２の両端を第４通路
１４に接続している。

次に作用を説明する。なお図面において、実線の矢印は
温水の流れを示し、破線の矢印は冷水の流れを示してい
る。

暖房冷却除湿運転では、第１図の如く、主熱交換器７が
温水を主通路１０に供給し、側熱交換器８が冷水を第４
通路１４に供給する。これにより、第１熱交換器１は温
室５内の空気を加熱し、暖房が行われる。又空調ユニッ
ト９（除湿ユニット）では、吸入空気を第４熱交換器４
が第４通路１４からの冷水により冷却し、続いて第３熱
交換器３が第３通路１３からの温水により加熱した後に
排出する。これにより除湿が行われる。

この暖房冷却除湿運転では、弁４４が開き、弁４３が閉
じている。従って′：Ａ４通路１４から通路接続部４２
、第２通路１２を経て第２熱交換器２へ冷水が供給され
、その冷水により水耕培養液Ｗは冷却される。

暖房加熱除湿運転でも、第２図の如く、温室５の暖房及
び除湿は上記暖房冷却運転時と同様に行われる。そして
暖房加熱除湿運転時には、弁４３が開き、弁４４が閉じ
る。従って第３通路１３から通路接続部４１、第２通路
１２を経て第２熱交換器２へ温水が供給され、その温水
により水耕培養液Ｗは加熱される。

冷房だけを行う場合には、図示されていないが、バイパ
スバルブ３３を開くとともに、通路接続部４１（または
通路接続部４１と通路接続部４２）を閉じ、主熱交換器
７から主通路１０へ冷水を供給する。この状態では、第
１熱交換器１及び第３熱交換器３に冷水が供給されるの
で、温室５内は冷房される。又側熱交換器８から排出さ
れた温水はバイパスバルブ３３を通って排水部３２へ排
出され、第４熱交換器４や第２熱交換器２へは流れない
。

上記種々の運転状態の他に、熱論、除湿運転を行わずに
暖房冷却運転を行うことも可能である。

次に水耕培養液の加温（加熱）及び冷却を行うための具
体的な制御システムについて第３図及び第４図により説
明する。

第３図において、５０は制御装置で、ＣＰＵ５１、ＲＯ
Ｍ　５２、ＲＡＭ５３、入力インターフェース５４、出
力インターフェース５５を含んでおり、種々のセンサー
や電磁弁がインターフェース５４．５５に電気的に接続
している。５６は水耕培養液Ｗに漬けられた水温センサ
ー、５７は７ｕ磁弁２０の制御出力ラインである。５８
は液の加温及び冷却を設定するための設定スイッチ、５
９は設定値人力ラインである。６０は弁３３の開閉制御
信号ライン、６１はヒートポンプの起動信号ラインであ
る。

上記システムにおいて、液加温・液冷却の必要に応じて
、手動により又は自動的に弁４３．４４の状態とスイッ
チ５８の状態を次のように一致させる。

すなわち設定スイッチ５８が液加温の場合には、弁４３
を開いて弁４４を閉じる。又設定スイッチ５８が液冷却
の場合には、弁４３を閉じて弁４４を開く。

制御装置５０は設定スイッチ５８の状態を読み取り、ラ
イン５９によりあらかじめ設定されている水温設定値Ｔ
ＷＴと、水温センサー５６がら得られる測定値ＴＷｍを
比較【２て以下のような動作を行う。

液加温モード（設定スイッチ５８がオフ）において、Ｔ
ＷｍがＴＷＬ　（水温設定範囲の最低値）よりも小さい
場合、弁２０を開放するとともに、ライン６１ヘヒート
ポンプ起動信号を送る。又ＴＷｍが（ＴＷＬ＋ｄ）より
も大きい場合（ｄ：不感帯幅）、弁２０を閉鎖するとと
もに、暖房（除湿）運転中でなければ、ヒートポンプ起
動信号を遮断する。

液冷却モード（設定スイッチ５８がオン）において、Ｔ
ＷｍがＴＷＨ（水温設定範囲の最高値）よりも大きい場
合、弁２０を開放するとともに、弁３３を遮断する。又
ＴＷｍが（ＴＷＨ−ｄ）よりも小さい場合、弁２０を閉
鎖するとともに、除湿運転中でなければ、弁３３を開放
する。

以上の動作をフローチャートで表すと、第４図の通りで
ある。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によると、暖房除湿時に第１
及び第３の熱交換器１．３で使用する温水と第４熱交換
器４で使用する冷水とを共通のヒートポンプ６で作るよ
うにしたので、ヒートポンプ６において熱が無駄に放出
されることを防止できる。

しかも切換通路機構１５により暖房運転時でも、第４通
路１４の冷水を水耕培養液Ｗ用の第２熱交換器２に供給
できるようにしたので、水耕培養液Ｗの冷却を行うこと
ができる。

（別の実施例） 各弁の位置や構造は様々に代えることができ、例えば弁
４３と弁４４に代えて、第２通路１２の端部に３方弁を
設けることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は暖房冷却除湿運転状態における実施例のレイア
ウト図、第２図は暖房加熱除湿運転状態における実施例
のレイアウト図、第３図は制御シシテムの略図、第４図
は制御動作のフローチャートである。１・・・第１熱交
換器、２・・・第２熱交換器、３・・・第３熱交換器、
４・・・第４熱交換器、５・・・温室、６・・・ヒート
ポンプ、７・・・主熱交換器、８・・・側熱交換器、９
・・・空調ユニット、１５・・・切換通路機構、４１．
４２・・・通路部、４３．４４・・・弁、Ｗ・・・水耕
培養液 特許出願人　ヤンマーディーゼル株式会社手続補正ｉｓ
！（自発） 昭和６１年１０＃Ｊ８０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 温室内に、空気温度調整用の第１熱交換器と、水耕培養
   液の温度調整用の第２熱交換器と、除湿ユニットとを設
   け、除湿ユニットに第３熱交換器と第４熱交換器とを設
   け、温室外のヒートポンプに互いに熱交換を行う主熱交
   換部と副熱交換部とを設け、第１及び第３の熱交換器を
   主通路により主熱交換部に接続し、第４熱交換器を副通
   路を介して副熱交換部に接続し、第２熱交換を切換通路
   機構を介して主通路及び副通路に接続し、切換通路機構
   に、主通路に接続する主通路接続部と、副通路に接続す
   る副通路接続部と、両通路接続部を択一的に開閉する制
   御機構を設けたことを特徴とする水耕培養温室用温度調
   節システム。