WO2012060282A1 - 植物工場の温度管理システム、植物工場、温度管理方法、温度管理プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

植物工場の温度管理システム、植物工場、温度管理方法、温度管理プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 Download PDF

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央子 大浦
藤 寛
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シャープ株式会社
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
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    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
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    • 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

Definitions

  • Some plants are susceptible to disease and pests if the leaves remain wet.
  • the plant factory controls the environment such as temperature and humidity in order to cultivate plants efficiently.
  • an air conditioner 902 is arranged in the cultivation room 901 in the plant factory, and the plant 903 is cultivated in the cultivation room 901.
  • air A having a high temperature is supplied from the air conditioner 902 into the cultivation room 901.
  • Patent Document 2003-143974 Publication (published May 20, 2003)”
  • the dew condensation sensor is only disposed in the greenhouse, and it cannot be confirmed whether or not dew condensation has actually occurred in the plant being cultivated.
  • the present invention was made to solve the above problems, and its purpose is to reliably prevent the occurrence of condensation and raise the temperature of the cultivation room.
  • the indoor temperature increase instruction means determines by the condensation determination means that no condensation has occurred in the plants cultivated in the cultivation room, the indoor temperature increase instruction means Moreover, since the temperature of the said cultivation room is raised, dew condensation of a plant can be prevented reliably and the temperature of a cultivation room can be raised.
  • the cultivation room 2 is a space with a higher degree of closure than a vinyl house or a glass house, it is relatively less susceptible to the influence of climate and weather. For this reason, it is easy to control the internal temperature and humidity and the CO 2 concentration to an environment suitable for cultivation, and the growth of the plant 7 can be promoted.
  • the air conditioner 3 is for adjusting the temperature in the cultivation room 2 based on an instruction from the control unit 6.
  • the air conditioner 3 is arranged in the cultivation room 2.
  • the air conditioner 3 adjusts the temperature in the cultivation room 2 so that it may become the preset temperature set to the own apparatus.
  • the air conditioner 3 can use what is generally used.
  • a heater generates water when burning fuel. If such a heater is arranged in the cultivation room 2 of the closed plant factory 1, the amount of water in the cultivation room 2, that is, the humidity increases, and there is a problem that humidity management becomes difficult.
  • the temperature / humidity sensor 4 is installed in the cultivation room 2 and is a sensor for measuring the temperature and humidity in the cultivation room 2.
  • the temperature / humidity sensor 4 is arranged on, for example, a wall in the cultivation room 2.
  • the temperature sensor 5 is for measuring the temperature of the plant 7 cultivated in the cultivation room 2.
  • the temperature sensor 5 is arranged on the leaf surface of the plant 7 to directly measure the temperature of the leaf surface of the plant 7.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the temperature sensor 5.
  • the temperature sensor 5 outputs leaf surface temperature information, which is information indicating the measured leaf surface temperature T3 of the plant 7, to the control unit 6 through wired or wireless communication.
  • the control unit 6 generates instruction information for causing the air conditioner 3 to adjust the temperature from the room temperature T and the determination result of the dew condensation determination unit 642. And the control part 6 makes the air conditioner 3 adjust the temperature in the cultivation room 2 by outputting the produced
  • the indoor temperature / humidity acquisition unit 61 is connected to the temperature / humidity sensor 4 so that wired or wireless communication is possible.
  • the indoor temperature / humidity acquisition unit 61 is a receiving device for the temperature / humidity sensor 4 that receives temperature / humidity information that is output from the temperature / humidity sensor 4 and indicates the indoor temperature T and the indoor humidity H.
  • the leaf surface temperature acquisition unit 63 is connected to the temperature sensor 5 so that wired or wireless communication is possible.
  • the leaf surface temperature acquisition unit 63 is a receiving device that receives leaf surface temperature information that is output from the temperature sensor 5 and that indicates the leaf surface temperature T3 of the plant 7.
  • the indoor set temperature storage unit 65 is a storage device that stores the lower limit set temperature T1 and the upper limit set temperature T2 with respect to the set room temperature during the light period (at the time of high temperature setting) of the cultivation room 2, respectively. Furthermore, you may memorize
  • the lower limit set temperature T1 and the upper limit set temperature T2 are a lower limit value and an upper limit value for determining that the temperature of the cultivation room 2 is within the range of the set room temperature (reached set temperature) in the light period (at the time of high temperature setting). .
  • the permissible value storage unit 653 stores a permissible value ⁇ (° C.) of a minimum difference between the leaf surface temperature T and the dew point temperature T4 set in advance by a user or the like.
  • the rise temperature setting unit (rise temperature setting means) 647 determines the step size ⁇ (rise range) of the temperature of the cultivation room 2 to be raised by the air conditioner 3 based on the determination result output from the condensation determination information acquisition unit 643b. .
  • Step S200 to step S206, step S221, and step S222 correspond to step S100 to step S106, step S111, and step S112 described in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the dew point temperature calculation unit 644 outputs the calculated dew point temperature T4 to the dew point temperature comparison unit 645.
  • the leaf surface temperature comparison unit 645b determines that the leaf surface temperature T3 is higher than the dew point temperature T4 (NO in step S209), the leaf surface temperature T3 exceeds the allowable value ⁇ . It is determined whether or not it exceeds (step S210).
  • the room temperature increase instruction unit 646b When the room temperature increase instruction unit 646b acquires information indicating that the room temperature is increased from the dew point temperature comparison unit 645b, the room temperature increase instruction unit 646b outputs instruction information indicating that the set temperature T5 is increased by the step size ⁇ ′ ° C. to the air conditioner 3. To do.
  • the temperature rise setting unit 647 outputs information indicating that the room temperature is raised by the value of the step width ⁇ to the room temperature rise instruction unit 646b while maintaining the step width ⁇ acquired from the air conditioner set temperature change history storage unit 654. To do.
  • step S212 the air conditioner 3 increases the set temperature stored therein by the step size ⁇ ° C.
  • step S212 the temperature in the cultivation room 2 is increased by a step width ⁇ ° C. Then, the process returns to step S201.
  • the rising temperature setting unit 647 When the rising temperature setting unit 647 obtains the determination result that the leaf surface temperature T3 is equal to or lower than the dew point temperature T4 from the dew point temperature comparison unit 645b, the rising temperature setting unit 647 refers to the air conditioner set temperature change history storage unit 654, and sets the air conditioner set temperature change history.
  • the step size ⁇ stored in the storage unit 654 is acquired.
  • the rising temperature setting unit 647 determines whether or not the step width ⁇ acquired from the air conditioner set temperature change history storage unit 654 is 2 or more (step S213).
  • step S213 When the rising temperature setting unit 647 determines that the step width ⁇ acquired from the dew condensation determination information acquisition unit 643b is smaller than 2 (NO in step S213), the process returns to step S200.
  • the rising temperature setting unit 647 rewrites the value of the step width ⁇ stored in the air conditioner set temperature change history storage unit 654 to the step width ⁇ ′′. Then, the process returns to step S200.
  • the rising temperature setting unit 647 stores the air conditioner set temperature change history.
  • the value of the step width ⁇ stored in the unit 654 is not increased and is left as it is (NO in step S213), or the value of the step width ⁇ is decreased (step S214). Thereby, the temperature of a leaf surface can be raised gradually.
  • the temperature management system 10b of the plant factory it is possible to prevent condensation on the leaf surface and to shorten the time required for the temperature increase in the cultivation room 2.
  • the condensation determination information acquisition unit 643b acquires the indoor humidity H (80%) of the cultivation room 2 stored in the indoor temperature / humidity storage unit 62 (step S207).
  • the dew point temperature calculation unit 644 calculates a saturated water vapor amount of 7.52 g from the indoor temperature T (10 ° C.) acquired from the dew condensation determination information acquisition unit 643 and the indoor humidity H (80%). About 6.5 ° C., which is the temperature at which the amount 7.52 g is saturated, is calculated as dew point temperature T4 (6.5 ° C.) at room humidity H (step S208).
  • the dew point temperature comparison unit 645b compares the leaf surface temperature T3 (10 ° C.) acquired from the dew condensation determination information acquisition unit 643b with the dew point temperature T4 (6.5 ° C.) acquired from the dew point temperature calculation unit 644. (Step S209).
  • the rising temperature setting unit 647 When the rising temperature setting unit 647 obtains the determination result that the leaf surface temperature T3 exceeds the allowable value ⁇ for the dew point temperature T4 from the dew point temperature comparison unit 645b, the rising temperature setting unit 647b refers to the air conditioner set temperature change history storage unit 654, The step size ⁇ (1 ° C.) stored in the air conditioner set temperature change history storage unit 654 is acquired.
  • the rising temperature setting unit 647 that has acquired the step size ⁇ (1 ° C.) from the air conditioner set temperature change history storage unit 654 adds 1 to the acquired step size ⁇ (1 ° C.), and creates a new step size ⁇ ′ ( 2 ° C.) (step S211).
  • the rising temperature setting unit 647 rewrites the value of the step width ⁇ (3 ° C.) stored in the air conditioner set temperature change history storage unit 654 to the step width ⁇ ′′ (2 ° C.). Then, the process returns to step S200.
  • the plant factory 1c shown in FIG. 9 is different from the plant factory 1 in that the lighting apparatus 8 is provided.
  • the plant factory 1c includes a cultivation room 2 and a temperature management system 10c.
  • the temperature management system 10 c includes an air conditioner 3, a temperature / humidity sensor 4, a temperature sensor 5, a control unit 6 c, and a lighting device 8.
  • the plant factory 1c grows the plant 7 with the lighting device 8
  • sunlight is unnecessary and ventilation for preventing the temperature rise in the cultivation room 2 is unnecessary.
  • the plant factory 1c has a higher degree of closure than the so-called vinyl house, glass house, and cultivation room of a semi-closed plant factory. Easy.
  • the lighting device 8 is, for example, a lighting device for illuminating the plant 7 with artificial light, such as a fluorescent lamp, a high-pressure sodium lamp, and an LED.
  • the control unit 6 c includes an indoor temperature control unit 64 c instead of the indoor temperature control unit 64 of the control unit 6.
  • the room temperature control unit 64c includes a room temperature comparison unit 640c instead of the room temperature comparison unit 640 of the room temperature control unit 64, and further includes a lighting device control unit (lighting device control means) 648.
  • the room temperature comparison unit 640c determines that the room temperature of the cultivation room 2 has reached the set temperature, in addition to the processing performed by the room temperature comparison unit 640, a notification for turning on the illumination of the illumination device 8 is given to the illumination device control. To the unit 648.
  • the illumination device control unit 648 determines that the temperature in the cultivation room 2 measured by the temperature / humidity sensor 4 is within the range of the set temperature (reached set temperature) in the light period, and then determines that the illumination is performed by the indoor temperature comparison unit 640.
  • the device 8 is turned on.
  • the lighting device control unit 648 causes the lighting device 8 to turn on the illumination by acquiring a notification for turning on the lighting of the lighting device 8 from the indoor temperature comparison unit 640c.
  • the lighting device control unit 648 outputs an instruction to turn on the lighting device 8 when the notification that the temperature setting in the cultivation room 2 is completed is received from the indoor temperature comparison unit 640c. And if the instruction
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing the state of the plant factory according to the fifth embodiment.
  • FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the temperature management system according to the present embodiment.
  • a plant factory 1d shown in FIG. 12 is different from the plant factory 1 in that a CO 2 cylinder (carbon dioxide cylinder) 9 is provided.
  • the plant factory 1d includes a cultivation room 2 and a temperature management system 10d.
  • the temperature management system 10 d includes an air conditioner 3, a temperature / humidity sensor 4, a temperature sensor 5, a control unit 6 d, and a CO 2 cylinder 9.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a processing flow of the temperature management system 10d of the plant factory 1d.
  • the cylinder control unit 649 sets the inside of the cultivation room 2 in advance before the indoor temperature increase instruction unit 646 causes the air conditioner 3 to raise the temperature of the cultivation room 2.
  • the opening and closing control of the valve of the CO 2 cylinder 9 is performed so that the predetermined concentration of carbon dioxide is obtained. For this reason, the dew condensation adhesion to the leaf surface of the plant 7 can be further prevented.
  • each block of the temperature management system 10 in particular, each block of the room temperature control unit 64, which is a room temperature comparison unit 640, a room temperature lowering instruction unit 641, a dew condensation determination information acquisition unit 643, a dew point temperature calculation unit 644, a dew point.
  • the temperature comparison unit 645 and the room temperature increase instruction unit 646 may be configured by hardware logic, or may be realized by software using a computer as follows.
  • the indoor temperature comparison unit 640, the indoor temperature decrease instruction unit 641, the dew condensation determination information acquisition unit 643, the dew point temperature calculation unit 644, the dew point temperature comparison unit 645, and the indoor temperature increase instruction unit 646 are control programs that implement each function.
  • CPU central processing unit
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • storage devices such as memory that stores the program and various data Medium
  • Examples of the recording medium include tapes such as magnetic tapes and cassette tapes, magnetic disks such as floppy (registered trademark) disks / hard disks, and disks including optical disks such as CD-ROM / MO / MD / DVD / CD-R.
  • Card system such as IC card, IC card (including memory card) / optical card, or semiconductor memory system such as mask ROM / EPROM / EEPROM / flash ROM.
  • the indoor temperature comparison unit 640, the indoor temperature decrease instruction unit 641, the dew condensation determination information acquisition unit 643, the dew point temperature calculation unit 644, the dew point temperature comparison unit 645, and the indoor temperature increase instruction unit 646 are configured to be connectable to a communication network.
  • the program code may be supplied via a communication network.
  • the communication network is not particularly limited.
  • the transmission medium constituting the communication network is not particularly limited.
  • infrared rays such as IrDA and remote control, Bluetooth ( (Registered trademark), 802.11 wireless, HDR, mobile phone network, satellite line, terrestrial digital network, and the like can also be used.
  • the present invention can also be realized in the form of a computer data signal embedded in a carrier wave in which the program code is embodied by electronic transmission.
  • the temperature management method for a plant factory of the present invention is a temperature management method for a plant factory that manages the temperature of a cultivation room where plants are cultivated.
  • Indoor temperature and humidity measuring step to measure plant temperature measuring step to measure the temperature of the plant cultivated in the cultivation room, temperature and humidity in the cultivation room measured in the indoor temperature and humidity measuring step, and the plant temperature It is cultivated in the cultivation room in the condensation determination step for determining whether or not condensation occurs in the plant grown in the cultivation room from the temperature of the plant measured in the measurement step, and in the condensation determination step.
  • a room temperature increasing step for increasing the temperature of the cultivation room when it is determined that no dew condensation has occurred in the plant.
  • the indoor temperature increase instruction means determines by the condensation determination means that no condensation has occurred in the plants cultivated in the cultivation room, the indoor temperature increase instruction means Moreover, since the temperature of the said cultivation room is raised, dew condensation of a plant can be prevented reliably and the temperature of a cultivation room can be raised.
  • the dew condensation determination means includes a dew point temperature calculating means for calculating a dew point temperature from the temperature and humidity in the cultivation room measured by the indoor temperature and humidity sensor, a dew point temperature calculated by the dew point temperature calculating means, and the plant temperature. It is preferable to include dew point temperature comparison means for comparing the temperature of the plant measured by the sensor to determine whether or not condensation occurs in the plant cultivated in the cultivation room.
  • the dew condensation temperature comparator compares the calculated dew point temperature with the temperature of the plant measured by the plant temperature sensor, so that dew condensation occurs in the plant grown in the cultivation room. Therefore, before the dew condensation occurs on the plant, it can be determined whether the dew condensation occurs on the plant.
  • the lower limit set temperature for determining that the temperature of the cultivation room is within the range of the arrival set temperature is set in advance,
  • the condensation determination means determines whether or not condensation occurs on the plant grown in the cultivation room. It is preferable to provide an indoor temperature comparison means.
  • the dew point temperature comparison means determines whether the temperature of the plant measured by the plant temperature sensor exceeds the dew point temperature exceeding a preset allowable value. It is preferable to include a rising temperature setting means for increasing the temperature increase range of the cultivation room that is raised by the temperature control device.
  • an illumination device for illuminating the plant cultivated in the cultivation room.
  • the temperature in the cultivation room measured by the room temperature / humidity sensor is provided with room temperature comparison means for determining whether or not the temperature in the cultivation room measured within the range of the reach set temperature. It is preferable to include a lighting device control unit that turns on the lighting device after the indoor temperature comparison unit determines that the temperature is within the set temperature range.
  • the temperature of the said cultivation room turns into reach
  • light is not irradiated to a plant, the evaporation effect in the leaf surface of a plant is suppressed, and the temperature of the said cultivation room is the range of reach
  • the plant is irradiated with light. For this reason, when raising the temperature of a cultivation room, it can prevent that dew condensation generate
  • the cylinder control unit is configured so that the cultivation room has a predetermined concentration of carbon dioxide set in advance before the room temperature increase instruction unit causes the temperature control device to raise the temperature of the cultivation room. It is preferable to perform opening / closing control of the valve of the carbon dioxide cylinder. Thereby, the dew condensation adhesion to the leaf surface of a plant can be further prevented.
  • the plant factory of the present invention includes the temperature management system of the plant factory and a cultivation room in which plants are grown. Thereby, the effect similar to the temperature management system of the said plant factory can be acquired.
  • the present invention can be used for a plant factory for cultivating plants in a factory or a temperature management system.

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Abstract

 栽培室(2)の温度を調整する温度制御装置(8)と、栽培室(2)内の温度及び湿度を測定する温湿度センサ(4)と、栽培室(2)で栽培されている植物(7)の温度を測定する温度センサ(5)と、温湿度センサ(4)が測定した栽培室(2)内の温度及び湿度と、温度センサ(5)が測定した植物(7)の温度とから、栽培室(2)で栽培されている植物(5)に結露が発生するか否かを判定する結露判定部(642)と、結露判定部(642)により、栽培室(2)で栽培されている植物(7)に結露が発生していないと判定されたとき、温度制御装置(8)に、栽培室(2)の温度を上昇させる室内温度上昇指示部(646)とを備えている。これにより、確実に結露の発生を防止して、栽培室の温度を上昇させる。

Description

植物工場の温度管理システム、植物工場、温度管理方法、温度管理プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
 本発明は、植物工場の温度管理システム、植物工場、温度管理方法、温度管理プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
 近年、植物を人工的に植物工場で栽培する技術が開発されている。このような植物工場で植物を栽培する上で、大きなポイントとなるのが、病害虫の防除である。
 屋外で植物を栽培する場合と比べて、閉鎖度が高い植物工場は、外からの病害虫をできる限り遮断し、無農薬(または低農薬)で植物の栽培が可能であることが大きなメリットとなっている。
 一方、上述したように、植物工場は閉鎖度が高いので、一旦、内部で病害虫が発生すると、蔓延が早い。このため、植物工場で植物を栽培するには、病害虫が発生しないように予防することが非常に重要である。
 植物の中には、葉面が濡れている状態が続くと、病害虫が発病しやすいものが存在する。
 このため、栽培する植物の葉面が濡れないように、栽培環境を制御することで、病害虫の防除に有効である。
 ここで、植物工場では、植物を効率的に栽培するため、温湿度などの環境をコントロールしている。
 図15は、植物工場の栽培室の様子を表す図である。
 図15に示すように、植物工場内の栽培室901では、エアコン(Air conditioner)902が配され、この栽培室901で、植物903が栽培されている。
 栽培室901内の室温は、例えば、25℃程度となるように一定で管理したり、昼間25℃程度、夜間15℃程度というように、昼夜で異なる温度になるように管理したりする場合がある。また、湿度は60~75%程度の高湿環境で栽培されることが多い。
 夜間の低い室温から、昼間の高い室温へ温度を上昇させる際、エアコン902から温度が高い空気Aを、栽培室901内に供給する。
 しかし、温かい空気Aが、冷たい植物903に触れた場合、温かい空気Aの水蒸気量が、冷たい植物903の温度における飽和水蒸気量を上回ると、冷たい植物903の表面で結露が発生する。
 つまり、高湿の環境で植物903を栽培している場合は、栽培室901の室内温度を急激にあげると、植物903の表面に結露が発生しやすくなってしまう。
 そして、植物903の葉の表面などが結露で濡れている状態が長く続くと、その部分から病害にかかりやすくなることが知られている。
 特許文献1には、温室内で発生する結露を防止することで、その温室内で栽培している植物に結露が付着することを防止する方法が記載されている。
 特許文献1では、温室内に結露センサを配している。そして、この温室内に配している結露センサにより結露が検出されると、温室内に配している暖房機及び空気循環扇の運転を開始する。そして、上記結露センサが結露は解消したことを検出すると、上記暖房機及び空気循環扇は運転を停止する。
 このようにして、特許文献1では、温室内に結露が長時間発生したままとなることを防止している。
日本国公開特許公報「特許文献2003‐143974号公報(2003年5月20日公開)」
 しかしながら、上述の特許文献1では、結露センサは温室内に配されているだけであり、実際に、栽培している植物に結露が発生しているか否かを確認することができない。
 上述したように、特に閉鎖度が高い植物工場では、一旦、内部で病害虫が発生すると、蔓延が早い。このため、植物工場で植物を栽培するには、実際に、栽培している植物に結露が発生するか否かを正確に把握する必要がある。さらに、結露が発生してから、その結露を解消するのではなく、結露の発生を未然に防止することが重要である。
 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、確実に結露の発生を防止して、栽培室の温度を上昇させることである。
 上記の課題を解決するために、本発明の植物工場の温度管理システムは、植物が栽培される栽培室の温度を管理する植物工場の温度管理システムであって、上記栽培室の温度を調整する温度制御装置と、上記栽培室内に設置されるものであり、当該栽培室内の温度及び湿度を測定するための室内温湿度センサと、上記栽培室で栽培されている植物の温度を測定するための植物温度センサと、上記室内温湿度センサが測定した上記栽培室内の温度及び湿度と、上記植物温度センサが測定した上記植物の温度とから、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生するか否かを判定する結露判定手段と、上記結露判定手段により、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生していないと判定されたとき、上記温度制御装置に、上記栽培室の温度を上昇させる室内温度上昇指示手段とを備えていることを特徴としている。
 上記の課題を解決するために、本発明の植物工場の温度管理方法は、植物が栽培される栽培室の温度を管理する植物工場の温度管理方法であって、上記栽培室内の温度及び湿度を測定する室内温湿度測定ステップと、上記栽培室で栽培されている植物の温度を測定する植物温度測定ステップと、上記室内温湿度測定ステップで測定した上記栽培室内の温度及び湿度と、上記植物温度測定ステップで測定した上記植物の温度とから、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生するか否かを判定する結露判定ステップと、上記結露判定ステップで、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生していないと判定されたとき、上記栽培室の温度を上昇させる室内温度上昇ステップとを含むことを特徴としている。
 上記構成によると、上記結露判定手段は、上記植物温度センサにより、実際に測定された植物の温度と、当該植物が栽培されている栽培室の温度及び湿度とから、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生するか否かを判定する。このため、実際に、栽培室で栽培している植物の温度を測定し、結露が発生するか否かを判定するので、正確に、結露の発生の有無を判定することができる。
 そして、上記室内温度上昇指示手段は、上記結露判定手段により、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生していないと判定されたとき、上記室内温度上昇指示手段は、上記温度制御装置に、上記栽培室の温度を上昇させるので、確実に、植物の結露を防止して、栽培室の温度を上昇させることができる。
 本発明の植物工場の温度管理システムは、植物が栽培される栽培室の温度を管理する植物工場の温度管理システムであり、上記栽培室の温度を調整する温度制御装置と、上記栽培室内に設置されるものであり、当該栽培室内の温度及び湿度を測定するための室内温湿度センサと、上記栽培室で栽培されている植物の温度を測定するための植物温度センサと、上記室内温湿度センサが測定した上記栽培室内の温度及び湿度と、上記植物温度センサが測定した上記植物の温度とから、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生するか否かを判定する結露判定手段と、上記結露判定手段により、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生していないと判定されたとき、上記温度制御装置に、上記栽培室の温度を上昇させる室内温度上昇指示手段とを備えている。
 本発明の植物工場の温度管理方法は、植物が栽培される栽培室の温度を管理する植物工場の温度管理方法であり、上記栽培室内の温度及び湿度を測定する室内温湿度測定ステップと、上記栽培室で栽培されている植物の温度を測定する植物温度測定ステップと、上記室内温湿度測定ステップで測定した上記栽培室内の温度及び湿度と、上記植物温度測定ステップで測定した上記植物の温度とから、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生するか否かを判定する結露判定ステップと、上記結露判定ステップで、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生していないと判定されたとき、上記栽培室の温度を上昇させる室内温度上昇ステップとを含む。
 これにより、確実に結露の発生を防止して、栽培室の温度を上昇させるという効果を奏する。
第1の実施形態にかかる植物工場の様子を表す概略図である。 第1の実施形態にかかる植物工場の温度管理システムの温度センサの構成を表す図である。 第1の実施形態にかかる植物工場の温度管理システムの構成を表すブロック図である。 第1の実施形態にかかる植物工場の温度管理システムの処理の流れを表すフローチャートである。 第2の実施形態にかかる植物工場の様子を表す概略図である。 第2の実施形態にかかる植物工場の温度管理システムの構成を表すブロック図である。 第3の実施形態にかかる植物工場の温度管理システムの構成を表すブロック図である。 第3の実施形態にかかる植物工場の温度管理システムの処理の流れを表すフローチャートである。 第4の実施形態にかかる植物工場の様子を表す概略図である。 第4の実施形態にかかる温度管理システムの構成を表すブロック図である。 第4の実施形態にかかる植物工場の温度管理システムcの処理の流れを表すフローチャートである。 第5の実施形態にかかる植物工場の様子を表す概略図である。 第5の実施形態にかかる温度管理システムの構成を表すブロック図である。 第5の実施形態にかかる植物工場の温度管理システムの処理の流れを表すフローチャートである。 従来の植物工場の栽培室の様子を表す図である。
 〔実施の形態1〕
 以下、本発明の第1の実施の形態について、詳細に説明する。
 図1は、第1の実施形態にかかる植物工場1の様子を表す概略図である。
 図1に示すように、植物工場1は、植物を栽培する栽培室2と、栽培室2の温度管理を行うための温度管理システム10と、を備えている。
 植物工場1の温度管理システム10は、エアコン(温度制御装置)3と、温湿度センサ(室内温湿度センサ)4と、温度センサ5(植物温度センサ)と、制御部6とを備えている。
 植物工場1は、閉鎖的又は半閉鎖的な空間で植物を栽培するための植物生産システムである。
 一般的に、閉鎖環境で、人工光(蛍光灯、高圧ナトリウムランプ、LED等)を利用して、植物を栽培する植物工場は完全制御型(閉鎖型)植物工場と呼ばれている。一方、主に太陽光を用い、人工光は用いないか、又は、雨天や曇天時に補助的に用いて植物を栽培する植物工場を太陽光型(半閉鎖型)植物工場と呼ばれている。
 ここで、太陽光を利用すると、特に、夏場などの温度上昇が激しく、換気無しでは、植物を栽培することが不可能である。一方、太陽光を用いず、人工光を用いて植物を栽培する場合は、太陽光を用いる場合のように、温度上昇を防止するために換気を行う必要がない。
 このことから、主として太陽光を利用して植物を栽培する植物工場を半閉鎖型、一方、人工光を利用して植物を栽培する植物工場を閉鎖型と呼ばれている。
 本実施の形態にかかる植物工場1は、特に限定されるものではなく、半閉鎖型の植物工場であっても、閉鎖型の植物工場であってもよい。なお、閉鎖型の植物工場の場合、人工光を設ける必要がある。
 栽培室2は、植物を栽培するために設けられている閉鎖的な空間である。栽培室2内には、栽培するための、一又は複数の植物7が配されている。栽培室2内では、レタスや、ハーブ、スプラウト等、さまざまな植物7を栽培することができる。
 栽培室2は、いわゆるビニールハウスや、ガラスハウスなどよりも閉鎖度が高いものである。このように、栽培室2は、閉鎖度が高い空間なので、病害虫のないクリーンな環境を作り出すことができ無農薬で植物7を栽培することができる。
 また、栽培室2は、ビニールハウスや、ガラスハウスなどよりも閉鎖度が高い空間なので、比較的、気候や天候の影響を受け難い。このため、内部の温湿度、CO濃度を栽培に適した環境に制御することが容易であり、植物7の成長を促進させることができる。
 また、栽培室2内で、旬ではない植物や、その土地では収穫されない作物の栽培が可能である。
 エアコン3は、制御部6からの指示に基づいて、栽培室2内の温度を調整するためのものである。エアコン3は、栽培室2内に配されている。エアコン3は、自装置に設定されている設定温度となるように、栽培室2内の温度を調整する。エアコン3は、一般的に用いられているものを使用することができる。
 ここで、上述した特許文献1では、植物工場で植物を栽培する方法ではないので、結露が発生したと、結露センサにより検出されると、暖房機及び空気循環扇を運転することにより、温室内の結露を解消している。
 しかし、一般的に、暖房機は、燃料を燃やす際に水が発生する。このような暖房機を、閉鎖型の植物工場1の栽培室2内に配すると、栽培室2内の水分量、すなわち湿度が上がり、湿度管理が難しくなるという課題が生じる。
 一方、植物工場1では、特許文献1のように、暖房機を用いず、エアコン3によって、栽培室2内の温度を上昇させるので、湿度管理が容易である。
 また、エアコン3は、暖房機能だけでなく、冷房機能を備えていることが好ましい。植物工場1では、気候変動によらず、人工的に植物7に適した室温に調整することができる。
 例えば、冷房で栽培室2内の温度を保っている場合、栽培室2内温度を上昇させるために、暖房を入れるのではなく、冷房を弱めることで、栽培室2内の温度を上げるという温度制御を行うこともできる。このように、エアコン3は、冷暖房両方の機能を備える方が利便性が高い。
 さらに、エアコン3は、除湿機能を有することが好ましい。これにより、栽培室2内の湿度を下げることも可能である。
 温湿度センサ4は、栽培室2内に設置されるものであり、栽培室2内の温度及び湿度を測定するためのセンサである。温湿度センサ4は、例えば、栽培室2内の壁等に配されている。
 温湿度センサ4と、制御部6とは有線又は無線で通信が可能なように接続されている。この有線又は無線で通信する方法は、特に限定されるものではなく、一般的に用いられている方法を用いることができる。
 温湿度センサ4は、測定した栽培室2の室内温度T及び室内湿度Hを示す情報である温湿度情報を、有線又は無線通信にて制御部6に出力する。
 温度センサ5は、栽培室2内で栽培されている植物7の温度を測定するためのものである。温度センサ5は、植物7の葉の表面に配されることで、植物7の葉面の温度を直接測定する。
 図2は、温度センサ5の構成を表す図である。
 温度センサ5は、例えば、図2に示すように、植物7の葉の表面と裏面とをクリップのように挟みこむようにして植物7の葉に固定される。このように植物7に固定されることで、温度センサ5は、固定された植物7の葉(表面、裏面の少なくとも一方)の温度を測定する。
 ここで、特許文献1では、検出感度を予め設定することで、植物に結露が発生する直前に結露を検出しようとしている。しかし、植物の種類や成長状況、又は室内環境等の条件・状況が刻々と変化する中で、適切な検出感度を決定・設定するには、栽培者の経験や采配によるところが大きく、現実的には困難である。
 一方、本実施の形態にかかる植物工場1では、植物7の温度を実際に測定しているので、植物7の種類や成長状況などを栽培者に経験や采配で考慮する必要がなく、比較的容易に結露を防止することができる。
 温度センサ5と、制御部6とは有線又は無線で通信が可能なように接続されている。この有線又は無線で通信する方法は、特に限定されるものではなく、一般的に用いられている方法を用いることができる。なお、設置が容易である点や、植物7の成長の面から、温度センサ5と、制御部6とは無線で通信可能なように接続されていることが好ましい。
 温度センサ5は、測定した植物7の葉面温度T3を示す情報である葉面温度情報を、有線又は無線通信にて制御部6に出力する。
 制御部6は、CPU、ハードディスク、メモリなどを備えている、一または複数からなるコンピュータである。制御部6は、植物7が栽培される栽培室2の温度を管理すると共に、植物工場1全体の管理及び制御を行うものである。制御部6は、温湿度センサ4が測定した室内温度T及び室内湿度Hと、温度センサ5が測定した植物7の葉面温度T3を取得する。
 制御部6は、結露判定部(結露判定手段)642を備えている。
 結露判定部(結露判定手段)642は、温湿度センサ4が測定した室内温度T及び室内湿度Hと、温度センサ5が測定した植物7の葉面温度T3とから、栽培室2で栽培されている植物7に結露が発生するか否かを判定するものである。
 制御部6は、室内温度Tや、結露判定部642の上記判定結果から、エアコン3に温度を調整させるための指示情報を生成する。そして、制御部6は、その生成した指示情報をエアコン3に出力することで、エアコン3に、栽培室2内の温度を調整させる。
 図3は、植物工場1の温度管理システム10の構成を表すブロック図である。
 制御部6は、栽培室2の温度を管理するために、室内温湿度取得部61と、室内温湿度記憶部62と、葉面温度取得部63と、葉面温度記憶部66と、室内設定温度記憶部65と、室内温度制御部64とを備えている。
 室内温度制御部64は、室内温度比較部640と、室内温度下降指示部641と、結露判定部642と、室内温度上昇指示部(室内温度上昇指示手段)646とを備えている。
 結露判定部642は、結露判定情報取得部643と、露点温度算出部(露点温度算出手段)644と、露点温度比較部(露点温度比較手段)645とを備えている。
 以下、制御部6が備える各構成について説明していく。
 (内温湿度取得部61、室内温湿度記憶部62、面温度取得部63、葉面温度記憶部66について)
 室内温湿度取得部61は、温湿度センサ4と有線又は無線通信が可能なように接続されている。室内温湿度取得部61は、温湿度センサ4から出力される、室内温度T及び室内湿度Hを示す情報である温湿度情報を受信する温湿度センサ4の受信装置である。
 室内温湿度取得部61は、室内温度制御部64から、センサ情報の出力指示を取得すると、温湿度センサ4に測定値の出力要求指示を出力する。そして、室内温湿度取得部61は、温湿度センサ4から室内温度T及び室内湿度Hを示す情報である温湿度情報を取得する。室内温湿度取得部61は、上記温湿度情報を取得し、室内温湿度記憶部62に、室内温度T及び室内湿度Hを記憶する。
 室内温湿度取得部61は、室内温度制御部64からセンサ情報出力指示を取得するたびに、温湿度センサ4から温湿度情報を取得するようにしてもよいし、一度、室内温度制御部64からセンサ情報の出力指示を取得すると、所定時間間隔で、連続的に温湿度センサ4から温湿度情報を取得するようにしてもよい。
 葉面温度取得部63は、温度センサ5と有線又は無線通信が可能なように接続されている。葉面温度取得部63は、温度センサ5から出力される、植物7の葉面温度T3を示す情報である葉面温度情報を受信する受信装置である。
 葉面温度取得部63は、室内温度制御部64から、センサ情報の出力指示を取得すると、温度センサ5に測定値の出力要求指示を出力する。そして、葉面温度取得部63は、温度センサ5から葉面温度T3を示す情報である葉面温度情報を取得する。葉面温度取得部63は、上記葉面温度情報を取得し、葉面温度記憶部66に、葉面温度T3を葉面温度記憶部66に記憶する。
 葉面温度取得部63は、室内温度制御部64からセンサ情報出力指示を取得するたびに、温度センサ5から葉面温度情報を取得するようにしてもよいし、一度、室内温度制御部64からセンサ情報出力指示を取得すると、所定時間間隔で、連続的に温度センサ5から葉面温度情報を取得するようにしてもよい。
 室内温湿度記憶部62は、室内温湿度取得部61から出力されてくる室内温度T及び室内湿度Hを記憶する記憶装置である。また、葉面温度記憶部66は、葉面温度取得部63から出力されてくる葉面温度T3を記憶する記憶装置である。
 室内温湿度記憶部62、葉面温度記憶部66としては、揮発性、不揮発性を問わずさまざまな記憶装置を用いることができる。また、室内温湿度記憶部62及び葉面温度記憶部66は、室内温湿度取得部61、葉面温度取得部63、室内温度制御部64と別に設けられている必要はなく、両方とも、室内温度制御部64の内部に配されていてもよい。又は、室内温湿度記憶部62は室内温湿度取得部61の内部に、葉面温度記憶部66は、葉面温度取得部63の内部に設けられていてもよい。
 (室内設定温度記憶部65について)
 室内設定温度記憶部65は、栽培室2の明期(高温設定時)の設定室温に対する下限設定温度T1及び上限設定温度T2をそれぞれ記憶する記憶装置である。さらに、室内設定温度記憶部65には、栽培室2の暗期(低温設定時)の設定室温に対する下限値及び上限値の室温をそれぞれ記憶させてもよい。
 下限設定温度T1と上限設定温度T2とは、栽培室2の温度が明期(高温設定時)の設定室温(到達設定温度)の範囲内となったと判定するための下限値と上限値である。
 栽培する植物の種類によって、栽培室の明期(昼間)及び暗期(夜間)の設定温度は異なるが、例えば、植物7が葉菜類の場合、明期が25℃、暗期が15℃程度の環境で栽培される。
 なお、この明期が25℃、暗期が15℃のような温度は、植物を正常かつ、効率的に成長させることができる温度であり、実験的、あるいは経験的に知られているものである。
 設定温度に対する下限値及び上限値、すなわち、室温変動の許容値は特に限定されるものではないが、一般的に設定温度±1℃程度に設定される。
 一例として、本実施の形態では、下限設定温度T1が24℃、上限設定温度T2が26℃、暗期の下限値が14℃、暗期の上限値が16℃程度である。
 室内設定温度記憶部65は、揮発性、不揮発性を問わないが、電源をオフにしても記録内容の消去されない不揮発性メモリであることが好ましい。
 室内設定温度記憶部65は、室内温度下限値記憶部651と、室内温度上限値記憶部652とを備えている。
 室内温度下限値記憶部651は、栽培室2の温度が明期(高温設定時)の設定室温(到達設定温度)の範囲内となったと室内温度比較部640(後述する)が判定するための下限設定温度T1を記憶するものである。
 室内温度上限値記憶部652は、栽培室2の温度が明期(高温設定時)の設定室温(到達設定温度)の範囲内となったと室内温度比較部640(後述する)が判定するための上限設定温度T2を記憶するものである。
 室内温度下限値記憶部651と、室内温度上限値記憶部652とは、必ずしも、別々の記憶装置として、室内設定温度記憶部65内に設けられている必要はなく、室内設定温度記憶部65が備える記憶領域のうち、それぞれ、下限設定温度T1を記憶する記憶領域、上限設定温度T2を記憶する記憶領域として構成されていてもよい。
 (室内温度制御部64について)
 室内温度制御部64は、温度管理システム10を集中管理するものであり、コンピュータ又はCPUである。
 室内温度制御部64は、室内温湿度取得部61、葉面温度取得部63に対し、センサ情報出力指示を出力したり、室内温湿度記憶部62に記憶されている室内温度T、室内湿度Hを取得したり、葉面温度記憶部66に記憶されている葉面温度T3を取得したり、エアコン3の設定温度を変更させたりする。
 室内温度比較部640は、温湿度センサ4が測定した栽培室2内の温度が、予め設定されている栽培室2の下限設定温度T1より低い場合に、結露判定部642に対し、栽培室2で栽培されている植物7に結露が発生するか否かを判定させる指示を出力するものである。
 これにより、栽培室で栽培されている植物に、結露が発生することを防止して、栽培室の温度を上昇させることができる。
 室内温度比較部640は、室内温湿度取得部61から、温湿度情報を取得した旨の通知を取得すると、室内温湿度記憶部62に記憶されている、栽培室2の室内温度Tを取得する。
 室内温度比較部640は、さらに、室内温度下限値記憶部651から下限設定温度T1を取得し、室内温度上限値記憶部652から上限設定温度T2を取得する。
 室内温度比較部640は、室内温度Tと、下限設定温度T1とを比較し、室内温度Tが、下限設定温度T1より小さいと判定すると、室内温度Tが下限設定温度T1より小さい旨の通知を結露判定部642の結露判定情報取得部643に出力する。
 この、室内温度比較部640が結露判定情報取得部643に出力する、上記室内温度Tが下限設定温度T1より小さい旨の通知が、栽培室2で栽培されている植物7に結露が発生するか否かを判定させる指示である。
 一方、室内温度比較部640は、室内温度Tが下限設定温度T1以上であると判定した場合、さらに、室内温度Tと、上限設定温度T2とを比較し、室内温度Tが、上限設定温度T2より大きいか否かを判定する。そして、室内温度比較部640は、室内温度Tが上限設定温度T2より大きいと判定すると、室内温度を下げる(下降させる)旨の情報を室内温度下降指示部641に出力する。
 このようにして、室内温度比較部640は、温湿度センサ4が測定した栽培室2の室内温度Tが、下限設定温度T1と、上限設定温度T2との間である場合、栽培室2の室内温度Tが到達設定温度の範囲内となったと判定する。
 (結露判定部642について)
 結露判定部642は、温湿度センサ4が測定した栽培室2の室内温度T及び室内湿度Hと、温度センサ5が測定した植物7の葉面温度T3とから、栽培室2で栽培されている植物7に結露が発生するか否かを判定するものである。このように、実際に、栽培室2で栽培している植物7の温度を測定し、結露が発生するか否かを結露判定部642が判定するので、温度管理システム10は、正確に、結露の発生の有無を判定することができる。
 結露判定部642は、上述したように、結露判定情報取得部643と、露点温度算出部644と、露点温度比較部645とを備えている。
 結露判定情報取得部643は、室内温度比較部640から、室内温度Tが下限設定温度T1より小さい旨の通知、すなわち、栽培室2で栽培されている植物7に結露が発生するか否かを判定させる指示を取得する。そして、結露判定情報取得部643は、当該指示とともに出力されてくることで(又は、室内温湿度記憶部62を参照することで)室内温度Tを取得し、室内温湿度記憶部62を参照することで室内湿度Hを取得する。
 さらに、結露判定情報取得部643は、葉面温度記憶部66を参照することで葉面温度T3を取得する。
 結露判定情報取得部643は、室内温度Tと、室内湿度Hとを露点温度算出部644に出力し、葉面温度T3を露点温度比較部645に出力する。
 露点温度算出部644は、温湿度センサ4が測定した栽培室2内の温度及び湿度から露点温度を算出するものである。
 露点温度算出部644は、温湿度センサ4が測定した栽培室2の室内温度T及び室内湿度Hを、結露判定情報取得部643から取得する。
 露点温度算出部644は、取得した室内温度T及び室内湿度Hから、水蒸気量(水蒸気圧)を求める。そして、露点温度算出部644は、求めた水蒸気量(水蒸気圧)を飽和水蒸気量(飽和水蒸気圧)とする温度を、露点温度T4として算出する。露点温度算出部644は、算出した露点温度T4を、露点温度比較部645に出力する。
 露点温度比較部645は、露点温度算出部644が算出した露点温度T4と、温度センサ5が測定した植物7の葉面温度T3とを比較することで、栽培室2で栽培されている植物7に結露が発生するか否かを判定するものである。
 このように、露点温度比較部645は、露点温度算出部644により算出された露点温度T4と、温度センサ5により測定された植物7の葉面温度T3とを比較することで、栽培室2で栽培されている植物7に結露が発生するか否かを判定するので、植物7に結露が発生する前に、植物7に結露が発生するか否かを判定することができる。このため、より、確実に、植物に結露が付着することを防止することができる。
 露点温度比較部645は、葉面温度T3と、露点温度T4とを比較し、葉面温度T3が露点温度T4を上回っていると判定することで、栽培室2で栽培されている植物7に結露が発生しないと判定し、栽培室2の室内温度を上昇させる旨の情報を室内温度上昇指示部646に出力する。これにより、エアコン3に、栽培室2の室温を上昇させる。
 一方、露点温度比較部645は、葉面温度T3と、露点温度T4とを比較し、葉面温度T3が露点温度T4以下であると判定することで、栽培室2で栽培されている植物7に結露が発生すると判定すると、エアコン3の温度を上昇させない。
 すなわち、露点温度比較部645は、葉面温度T3が露点温度T4より高くなるまで、エアコン3の温度を上昇させない。
 (室内温度下降指示部641、室内温度上昇指示部646)
 室内温度下降指示部641は、エアコン3に対して、栽培室2の温度を下げるように指示を出力するものである。
 室内温度下降指示部641は、室内温度比較部640から、室内温度を下降させる旨の情報を取得すると、エアコン3に対して、エアコン3内に記憶されている設定温度T5を1℃下げるように指示を行う。これにより、エアコン3は、自装置に記憶されている設定温度T5を1℃下げ、栽培室2の室内温度Tを1℃下げるように動作する。
 室内温度上昇指示部646は、エアコン3に対して、栽培室2の温度を上げるように指示を出力するものである。
 室内温度上昇指示部646は、露点温度比較部645から、室内温度を上昇させる旨の情報を取得すると、エアコン3に対して、エアコン3内に記憶されている設定温度T5を1℃上昇させるように指示を行う。これにより、エアコン3は、自装置に記憶されている設定温度T5を1℃上げ、栽培室2の室内温度Tを1℃上げるように動作する。
 すなわち、温度センサ5が測定した植物7の温度は、露点温度以下であると露点温度比較部645が判定することで、露点温度比較部645により、栽培室2で栽培されている植物7に結露が発生していないと判定されたとき、室内温度上昇指示部646は、上昇させる栽培室2の温度の上昇幅を1℃として、エアコン3に栽培室2の温度を上昇させる。
 これにより、栽培室2の温度は1℃づつ次第に上昇していくので、栽培室2で栽培されている植物7の結露の発生を、より確実に防止することができる。
 (植物工場の温度管理システムの処理の流れ)
 次に、図3、図4を用いて、植物工場1の温度管理システム10の処理の流れについて説明する。
 図4は、植物工場1の温度管理システム10の処理の流れを表すフローチャートである。
 まず、予め、目標とする室温である明期の室内設定温度の下限設定温度T1及び上限設定温度T2を設定しておく。
 この下限設定温度T1及び上限設定温度T2は、ユーザによって、例えば、制御部6と接続されたユーザーインターフェース等を通じて、制御部6内の室内設定温度記憶部65に記憶される。室内温度下限値記憶部651には、下限設定温度T1が記憶される。室内温度上限値記憶部652には、上限設定温度T2が記憶される。
 そして、栽培室2の室温を上げるタイミングとなると、すなわち、栽培室2を、暗期から明期の室温に変更するタイミングとなると、フローを開始し、室内温度制御部64は、室内温湿度取得部61及び葉面温度取得部63のそれぞれに対して、センサ情報出力指示を出力する(ステップS100)。
 ここで、栽培室2を、暗期から明期の室温に変更するタイミング、すなわち、室内温度制御部64がセンサ情報出力指示を出力するタイミングは、タイマー等によって、予め、時間を設定しておく。なお、ユーザーインターフェース等を通じて、ユーザによって、任意の時間に指示が入力されることで、室内温度制御部64がセンサ情報出力指示を出力するようにしてもよい。
 室内温度制御部64から、センサ情報出力指示を取得した室内温湿度取得部61は、温湿度センサ4から、栽培室2の室内温度Tと、栽培室2の室内湿度Hとを示す情報である温湿度情報を取得する(ステップS101)。
 そして、室内温湿度取得部61は、温湿度センサ4から温湿度情報を取得すると、当該温湿度情報から、室内温度T及び室内湿度Hを室内温湿度記憶部62に記憶させて、室内温度比較部640へ、温湿度情報を取得した旨の通知を出力する。
 また、室内温度制御部64から、センサ情報出力指示を取得した葉面温度取得部63も、温度センサ5から、植物7の葉面温度T3を示す情報である葉面温度情報を取得する。
 そして、葉面温度取得部63は、温度センサ5から葉面温度情報を取得すると、当該葉面温度情報から、葉面温度T3を葉面温度記憶部66に記憶させる。
 室内温度比較部640は、室内温湿度取得部61から、温湿度情報を取得した旨の通知を取得すると、室内温湿度記憶部62に記憶されている、栽培室2の室内温度Tを取得する(ステップS102)。
 栽培室2の室内温度Tを取得した室内温度比較部640は、さらに、室内温度下限値記憶部651を参照し、室内設定温度の下限値である下限設定温度T1を取得する(ステップS103)と共に、室内温度上限値記憶部652を参照し、室内設定温度の上限値である上限設定温度T2を取得する(ステップS104)。
 そして、室内温度比較部640は、取得した室内温度Tと、設定温度の上限値及び下限値とを比較する。
 まず、室内温度比較部640は、取得した室内温度Tと、下限設定温度T1とを比較し(ステップS105)、室内温度Tが、下限設定温度T1より小さいと判定する(ステップS105のYES)と、室内温度比較部640は、室内温度Tが下限設定温度T1より小さい旨の通知を結露判定部642の結露判定情報取得部643に出力すると共に、室内温度Tも結露判定情報取得部643に出力する。
 結露判定情報取得部643は、室内温度比較部640から、室内温度Tが下限設定温度T1より小さい旨の通知、及び室内温度Tを取得すると、葉面温度記憶部66に記憶されている、植物7の葉面温度T3を取得する(ステップS106)。
 そして、さらに、結露判定情報取得部643は、室内温湿度記憶部62に記憶されている、栽培室2の室内湿度Hを取得する(ステップS107)。
 なお、本実施の形態のように、結露判定情報取得部643は、室内温度下降指示部641から室内温度Tを取得するようにしてもよいし、ステップS107で室内湿度Hを取得するとき、併せて、室内温湿度記憶部62から取得するようにしてもよい。
 次に、結露判定情報取得部643は、室内温度下降指示部641(又は室内温湿度記憶部62)から取得した室内温度Tと、室内温湿度記憶部62から取得した室内湿度Hとを露点温度算出部644に出力し、葉面温度記憶部66から取得した葉面温度T3を露点温度比較部645に出力する。
 そして、露点温度算出部644は、結露判定情報取得部643から取得した室内温度Tと、室内湿度Hとから、室内温度Tと、室内湿度Hにおける露点温度T4を算出する(ステップS108)。
 そして、露点温度算出部644は、算出した露点温度T4を露点温度比較部645に出力する。
 次に、露点温度比較部645は、結露判定情報取得部643から取得した葉面温度T3と、露点温度算出部644から取得した露点温度T4とを比較する(ステップS109)。
 そして、露点温度比較部645は、葉面温度T3が露点温度T4を上回っていると判定すると(ステップS109のNO)、室内温度を上昇させる旨の情報を室内温度上昇指示部646に出力する。
 室内温度上昇指示部646は、露点温度比較部645から、室内温度を上昇させる旨の情報を取得すると、エアコン3に対して設定温度T5を1℃上昇させる旨の指示情報を出力する。
 エアコン3は、室内温度上昇指示部646から、設定温度T5を1℃上昇させる旨の指示情報を取得すると、自身に記憶されている設定温度を、1℃上昇させる(ステップS110)ことで、栽培室2内の温度を1℃上昇させる。そして、ステップS101に戻る。
 また、ステップS109で、露点温度比較部645は、葉面温度T3が露点温度T4以下であると判定すると(ステップS109のYES)、ステップS100に戻る。
 次に、ステップS105のNOの処理について説明する。
 ステップS105で、室内温度比較部640は、室内温度Tが、下限設定温度T1以上であると判定する(ステップS105のYES)と、次に、室内温度比較部640は、室内温度Tと、上限設定温度T2とを比較する(ステップS111)。そして、室内温度比較部640は、室内温度Tが、上限設定温度T2より大きいと判定する(ステップS111のYES)と、室内温度を下降させる旨の情報を室内温度下降指示部641に出力する。
 室内温度下降指示部641は、室内温度比較部640から、室内温度を下降させる旨の情報を取得すると、エアコン3に対して設定温度T5を1℃下降させる旨の指示情報を出力する。
 エアコン3は、室内温度比較部640から、設定温度T5を1℃下降させる旨の指示情報を取得すると、自装置に記憶されている設定温度を、1℃下降させる(ステップS112)ことで、栽培室2内の温度を1℃下降させる。そして、ステップS100に戻る。
 また、ステップS111で、室内温度比較部640は、室内温度Tが、上限設定温度T2以下であると判定する(ステップS111のNO)と、すなわち、室内温度比較部640は、室内温度Tが、下限設定温度T1と、上限設定温度T2との範囲内であると判定すると、栽培室2内は、設定範囲内であるとして、フローを終了する。
 (植物工場の温度管理システムの処理の流れの具体例)
 次に、上述した植物工場の温度管理システムの処理の流れの具体例について説明する。
 ここでは、一例として、栽培室2を、暗期(夜間)の10℃設定から明期(昼間)の25℃に室温を設定する場合について説明する。
 まず、ユーザ等によって、明期の設定温度(25℃)に対する下限設定温度T1は24℃、上限設定温度T2は26℃に設定され、室内温度下限値記憶部651には下限設定温度T1=24℃が記憶され、室内温度上限値記憶部652には上限設定温度T2=26℃が記憶される。
 そして、栽培室2を、暗期(10℃)から明期(25℃)の室温に変更するタイミングとなると、フローを開始し、室内温度制御部64は、室内温湿度取得部61及び葉面温度取得部63のそれぞれに対して、センサ情報出力指示を出力する(ステップS100)。
 室内温度制御部64から、センサ情報出力指示を取得した室内温湿度取得部61は、温湿度センサ4から、栽培室2の室内温度T(10℃)と、栽培室2の室内湿度H(一例として80%)とを示す情報である温湿度情報を取得する(ステップS101)。
 そして、室内温湿度取得部61は、上記取得した温湿度情報を取得すると、当該取得した温湿度情報から、室内温度T(10℃)、及び室内湿度H(80%)を室内温湿度記憶部62に記憶させて、室内温度比較部640へ、温湿度情報を取得した旨の通知を出力する。
 また、室内温度制御部64から、センサ情報出力指示を取得した葉面温度取得部63も、温度センサ5から、葉面温度T3(10℃)を示す情報である葉面温度情報を取得し、当該取得した葉面温度情報から、葉面温度T3(10℃)を、葉面温度記憶部66に記憶させる。
 室内温度比較部640は、室内温湿度取得部61から、温湿度情報を取得した旨の通知を取得すると、室内温湿度記憶部62に記憶されている温湿度情報から、栽培室2の室内温度T(10℃)を取得する(ステップS102)。
 栽培室2の室内温度T(10℃)を取得した室内温度比較部640は、さらに、室内温度下限値記憶部651から下限設定温度T1(24℃)を取得する(ステップS103)と共に、室内温度上限値記憶部652から上限設定温度T2(26℃)を取得する(ステップS104)。
 そして、室内温度比較部640は、取得した室内温度T(10℃)と、下限設定温度T1(24℃)とを比較する(ステップS105)。
 ここでは、室内温度T(10℃)が、下限設定温度T1(24℃)より小さいので(ステップS105のYES)と、室内温度比較部640は、室内温度Tが下限設定温度T1より小さい旨の通知を結露判定部642の結露判定情報取得部643に出力すると共に、室内温度Tも結露判定情報取得部643に出力する。
 結露判定情報取得部643は、室内温度比較部640から、室内温度Tが下限設定温度T1より小さい旨の通知、及び室内温度Tを取得すると、葉面温度記憶部66に記憶されている、植物7の葉面温度T3(10℃)を取得する(ステップS106)。
 そして、さらに、結露判定情報取得部643は、室内温湿度記憶部62に記憶されている、栽培室2の室内湿度H(80%)を取得する(ステップS107)。
 次に、結露判定情報取得部643は、室内温度比較部640から取得した室内温度T(10℃)と、室内温湿度記憶部62から取得した室内湿度H(80%)とを露点温度算出部644に出力し、葉面温度記憶部66から取得した葉面温度T3(10℃)を露点温度比較部645に出力する。
 そして、露点温度算出部644は、結露判定情報取得部643から取得した室内温度T(10℃)と、室内湿度H(80%)とから、室内温度T(10℃)と、室内湿度H(80%)における露点温度T4(6.5℃)を算出する(ステップS108)。
 ここで、露点温度算出部644は、室内温度T=10℃、室内湿度H=80%から、水蒸気量=7.52gと算出する。そして、露点温度算出部644は、算出した水蒸気量7.52gが飽和するのは約6.5℃なので、露点温度T4を6.5℃と算出する(ステップS108)。
 そして、露点温度算出部644は、算出した露点温度T4(6.5℃)を露点温度比較部645に出力する。
 次に、露点温度比較部645は、結露判定情報取得部643から取得した葉面温度T3(10℃)と、露点温度算出部644から取得した露点温度T4(6.5℃)とを比較する(ステップS109)。
 そして、露点温度比較部645は、葉面温度T3(10℃)が露点温度T4(6.5℃)を上回っていると判定すると(ステップS109のNO)、室内温度を上昇させる旨の情報を室内温度上昇指示部646に出力する。
 室内温度上昇指示部646は、露点温度比較部645から、室内温度を上昇させる旨の情報を取得すると、エアコン3に対して設定温度T5を1℃上昇させる旨の指示情報を出力する。これにより、エアコン3は、設定温度T5を1℃上昇させ、10℃から11℃とする(ステップS110)ことで、栽培室2内の室内温度Tを10℃から11℃へと上昇させる。そして、ステップS100に戻る。
 このステップS100からステップS110までを、何度か繰り返し、室内温度Tが16℃、葉面温度T3が12℃で、エアコン3の設定温度T5が17℃に設定されたとする。
 ステップS100からステップS107の処理のあと、結露判定情報取得部643は、室内温度比較部640から取得した室内温度T(16℃)と、室内温湿度記憶部62から取得した室内湿度H(80%)とを露点温度算出部644に出力し、葉面温度記憶部66から取得した葉面温度T3(12℃)を露点温度比較部645に出力する。
 そして、露点温度算出部644は、それぞれ取得した室内温度T=16℃と、室内湿度H=80%とから、水蒸気量=10.92gと算出する。そして、露点温度算出部644は、算出した水蒸気量10.92gが飽和するのは約12.4℃なので、露点温度T4を12.4℃と算出する(ステップS108)。
 そして、露点温度算出部644は、算出した露点温度T4(12.4℃)を露点温度比較部645に出力する。
 次に、露点温度比較部645は、結露判定情報取得部643から取得した葉面温度T3(12℃)と、露点温度算出部644から取得した露点温度T4(12.4℃)とを比較する(ステップS109)。そして、露点温度比較部645は、葉面温度T3(12℃)が露点温度T4(12.4℃)以下であると判定し(ステップS109のYES)、室内温度を上昇させる旨の情報を室内温度上昇指示部646に出力しない。
 すなわち、エアコン3は、設定温度T5を17℃から上げずに、現在の設定のままで、葉面温度T3が上昇するのを待つ。そして、さらに、ステップS101に戻り処理を繰り返す。
 次に、室内温度Tが25℃になると、ステップS105で、室内温度比較部640は、室内温度T(25℃)が、下限設定温度T1(24℃)以上であると判定する(ステップS105のYES)。次に、室内温度比較部640は、室内温度T(25℃)と、上限設定温度T2(26℃)とを比較する(ステップS111)。
 室内温度比較部640は、室内温度T(25℃)が上限設定温度T2(26℃)以下であると判定し(ステップS111のNO)、フローを終了する。
 〔実施の形態2〕
 次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
 図5は、第2の実施形態にかかる植物工場の様子を表す概略図である。
 植物工場1aは、温度センサ5に替えて、熱画像計測装置(植物温度センサ)51を備えている点で植物工場1と相違する。
 植物工場1aは、植物工場1の温度管理システム10に替えて、温度管理システム10aを備えている。温度管理システム10aは、温度管理システム10の温度センサ5及び制御部6に替え、熱画像計測装置51及び制御部6aを備えている。
 熱画像計測装置51は、測定する対象とする植物7の温度を、平面的に測定が可能な装置である。このように、熱画像計測装置51は、栽培室2で栽培されている植物7の温度を2次元的に測定することで、栽培室2で栽培されている植物7のうち、最も結露が発生しやすい箇所である、最も温度が低い箇所の温度を測定し、当該箇所の結露の発生を防止することができる。このため、より確実に、植物7に発生する結露を防止することができる。熱画像計測装置51は、一例として、サーモグラフィーである。
 図6は、第2の実施形態にかかる植物工場の温度管理システムの構成を表すブロック図である。
 制御部6aは、制御部6の葉面温度取得部63に替えて、葉面温度取得部63aを備えている。制御部6aの他の構成は、制御部6と同様である。
 葉面温度取得部63aは、熱画像計測装置51と有線又は無線通信が可能なように接続されている。葉面温度取得部63は、熱画像計測装置51から出力される、植物7の葉面温度T3を示す情報である葉面温度情報を受信する受信装置である。
 葉面温度取得部63aは、室内温度制御部64から、センサ情報の出力指示を取得すると、熱画像計測装置51に測定値の出力要求指示を出力する。そして、葉面温度取得部63aは、熱画像計測装置51から葉面温度T3を示す情報である葉面温度情報を取得する。葉面温度取得部63aは、上記取得した葉面温度情報を葉面温度記憶部66に記憶する。
 熱画像計測装置51は、植物7の温度を2次元的に測定する。これにより、植物7の平面的な温度分布を測定することができる。
 葉面温度取得部63aは、熱画像計測装置51が測定した2次元データを、2次元データとして、葉面温度記憶部66に記憶してもよいし、2次元データのうち、植物7の最低温度を葉面温度T3として葉面温度記憶部66に記憶してもよい。
 なお、植物7を測定した2次データを、葉面温度記憶部66に保存した場合、上述したステップS106で、結露判定情報取得部643は、葉面温度記憶部66に保存されている2次元データのうち、植物7の最低温度を、葉面温度T3として取得する。
 このように、温度管理システム10aによると、熱画像計測装置51により植物7の温度を測定することで、実施形態1で説明した温度管理システム10より、広い範囲の植物7の温度を測定することができる。
 このように、植物7の葉の1箇所だけでなく、植物7の全体的な温度を測定することで、より正確に、植物7に結露が発生するか否かを判定することができる。
 〔実施の形態3〕
 次に、図7、8を用いて、本発明の第3の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1、2にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
 (植物工場の温度管理システム10bの構成)
 図7は、第3の実施形態にかかる植物工場の温度管理システムの構成を表すブロック図である。
 本実施の形態にかかる植物工場の温度管理システム10bは、葉面温度Tと露点温度T4との最小差異の許容値α(℃)を予め設定しておく点と、前日(前回の栽培室2の温度変更時)のエアコン3の設置変更の刻み幅β(℃)を保存しておく点で、温度管理システム10と相違する。
 図7に示すように、制御部6bは、許容値記憶部653と、エアコン設定温度変更履歴記憶部654とを備えている。
 室内設定温度記憶部65bは、室内温度下限値記憶部651、室内温度上限値記憶部652に加え、許容値記憶部653と、エアコン設定温度変更履歴記憶部654とを備えている。
 室内温度制御部64bは、室内温度制御部64の結露判定部642、室内温度上昇指示部646に替え、結露判定部642b、室内温度上昇指示部646bを備えている。また、結露判定部642bは、結露判定部642の結露判定情報取得部643、露点温度比較部645に替え、結露判定情報取得部643b、露点温度比較部645bを備えている。
 許容値記憶部653は、予め、ユーザ等によって設定された、葉面温度Tと、露点温度T4との最小差異の許容値α(℃)が記憶されている。
 エアコン設定温度変更履歴記憶部654は、前日のエアコン3の設定温度の変更の刻み幅β(℃)が記憶されている。
 室内温度上昇指示部646bは、露点温度比較部645bから、室内温度を上昇させる旨の情報を取得すると、エアコン3に対して、エアコン3内に記憶されている設定温度T5を、刻み幅β℃上昇させるように指示を行うと共に、指示を行った刻み幅β℃を、エアコン設定温度変更履歴記憶部654に記憶させる。
 結露判定情報取得部643bは、室内温度比較部(室内温度比較手段)640から、室内温度Tが下限設定温度T1より小さい旨の通知及び室内温度Tを取得し、室内温湿度記憶部62を参照することで室内湿度Hを取得する。
 また、結露判定情報取得部643bは、葉面温度記憶部66を参照することで葉面温度T3を取得する。
 さらに、結露判定情報取得部643bは、許容値記憶部653を参照し、許容値記憶部653に記憶されている許容値αを取得する。そして、結露判定情報取得部643bは、葉面温度T3が、露点温度T4を、予め設定された許容値αを上回って越えているか否かを判定する。
 上昇温度設定部(上昇温度設定手段)647は、結露判定情報取得部643bから出力されてくる上記判定結果によって、エアコン3が上昇させる栽培室2の温度の刻み幅β(上昇幅)を決定する。
 上昇温度設定部647は、葉面温度T3が、露点温度T4を、予め設定された許容値αを上回って越えていると結露判定情報取得部643bによって判定されると、エアコン3が上昇させる栽培室2の温度の刻み幅β(上昇幅)を大きくする。
 これにより、栽培室2の温度を上昇させる速度を向上させることができるので、植物7に発生する結露を防止し、かつ、栽培室2を、明期の設定温度(設定したい温度)に到達する時間を短縮することができる。
 上昇温度設定部647は、結露判定情報取得部643bから、判定結果を取得すると、エアコン設定温度変更履歴記憶部654を参照し、エアコン設定温度変更履歴記憶部654に記憶されている刻み幅βを取得する。
 上昇温度設定部647は、露点温度比較部645bから、葉面温度T3が露点温度T4を、許容値αを越えて上回っているとの判定結果を取得すると、刻み幅βに1を加え、刻み幅β+1の値を新たな刻み幅β(以下、刻み幅β’と称する場合がある)とする。
 そして、露点温度比較部645bは、上記のように書き換えた刻み幅β’の値だけ、室内温度を上昇させる旨の情報を室内温度上昇指示部646bに出力すると共に、エアコン設定温度変更履歴記憶部654に記憶されている刻み幅βを刻み幅β’に書き換える。
 また、上昇温度設定部647は、露点温度比較部645bから、葉面温度T3は露点温度T4に対する許容値α以内である旨の判定結果を取得すると、エアコン設定温度変更履歴記憶部654から取得した刻み幅βの値だけ、室内温度を上昇させる旨の情報を室内温度上昇指示部646bに出力する。
 室内温度上昇指示部646bは、露点温度比較部645bから、室内温度を上昇させる旨の情報を取得すると、エアコン3に対して設定温度T5を、刻み幅β℃上昇させる旨の指示情報を出力する。
 また、上昇温度設定部647は、エアコン設定温度変更履歴記憶部654から取得した刻み幅βが2以上である場合、刻み幅βから1をマイナスし、刻み幅β-1の値を新たな刻み幅β(以下、刻み幅β’’と称する場合がある)とする。
 そして、上昇温度設定部647は、エアコン設定温度変更履歴記憶部654に記憶されている刻み幅βの値を、刻み幅β’’に書き換える。
 (植物工場の温度管理システム10bの処理の流れ)
 次に、図8を用いて、植物工場の温度管理システム10bの処理の流れについて説明する。
 図8は、植物工場の温度管理システム10bの処理の流れを表すフローチャートである。
 ステップS200~ステップS206、ステップS221、ステップS222は、実施の形態1で説明したステップS100~ステップS106、ステップS111、ステップS112に対応するので説明を省略する。
 ステップS206で、結露判定情報取得部643bは、室内温度比較部640から、室内温度Tが下限設定温度T1より小さい旨の通知、及び室内温度Tを取得すると、葉面温度記憶部66に記憶されている、植物7の葉面温度T3を取得する(ステップS206)。
 そして、さらに、結露判定情報取得部643bは、室内温湿度記憶部62に記憶されている、栽培室2の室内湿度Hを取得する(ステップS207)。
 さらに、結露判定情報取得部643bは、許容値記憶部653を参照し、許容値記憶部653に記憶されている許容値αを取得し、エアコン設定温度変更履歴記憶部654を参照し、エアコン設定温度変更履歴記憶部654に記憶されている刻み幅βを取得する。
 結露判定情報取得部643bは、それぞれ取得した室内温度Tと、室内湿度Hとを露点温度算出部644に出力し、葉面温度T3、許容値α、及び刻み幅βを露点温度比較部645bに出力する。
 そして、露点温度算出部644は、結露判定情報取得部643から取得した室内温度Tと、室内湿度Hとから、室内温度Tと、室内湿度Hにおける露点温度T4を算出する(ステップS208)。
 そして、露点温度算出部644は、算出した露点温度T4を露点温度比較部645に出力する。
 次に、露点温度比較部645bは、結露判定情報取得部643bから取得した葉面温度T3と、露点温度算出部644から取得した露点温度T4とを比較する(ステップS209)。
 そして、露点温度比較部645bは、葉面温度T3が露点温度T4を上回っていると判定すると(ステップS209のNO)、次に、葉面温度T3が露点温度T4を、許容値αを越えて上回っているか否かを判定する(ステップS210)。
 露点温度比較部645bは、葉面温度T3が露点温度T4を、許容値αを越えて上回っていると判定すると(ステップS210のYES)、葉面温度T3が、露点温度T4に対する許容値αを越えている旨の判定結果を、上昇温度設定部647に出力する。
 上昇温度設定部647は、露点温度比較部645bから、葉面温度T3が露点温度T4に対する許容値αを越えている旨の判定結果を取得すると、エアコン設定温度変更履歴記憶部654を参照し、エアコン設定温度変更履歴記憶部654に記憶されている刻み幅βを取得する。
 エアコン設定温度変更履歴記憶部654から、刻み幅βを取得した、上昇温度設定部647は、当該取得した刻み幅βに1を加え、刻み幅β+1の値を新たな刻み幅β’とする(ステップS211)。
 そして、上昇温度設定部647は、上記のように書き換えた刻み幅β’の値だけ、室内温度を上昇させる旨の情報を室内温度上昇指示部646bに出力すると共に、エアコン設定温度変更履歴記憶部654に記憶されている刻み幅βの値を、刻み幅β’に書き換える。
 室内温度上昇指示部646bは、露点温度比較部645bから、室内温度を上昇させる旨の情報を取得すると、エアコン3に対して設定温度T5を、刻み幅β’℃上昇させる旨の指示情報を出力する。
 エアコン3は、室内温度上昇指示部646bから、設定温度T5を刻み幅β’℃上昇させる旨の指示情報を取得すると、自身に記憶されている設定温度T5を、刻み幅β’℃上昇させる(ステップS212)ことで、栽培室2内の温度を刻み幅β’℃上昇させる。そして、ステップS200に戻る。
 また、ステップS210で、露点温度比較部645bは、葉面温度T3が露点温度T4を、許容値α以下であると判定すると(ステップS210のNO)、露点温度比較部645bは、葉面温度T3は露点温度T4に対する許容値α以内である旨の判定結果を、上昇温度設定部647に出力する。
 上昇温度設定部647は、露点温度比較部645bから、葉面温度T3は露点温度T4に対する許容値α以内である旨の判定結果を取得すると、エアコン設定温度変更履歴記憶部654を参照し、エアコン設定温度変更履歴記憶部654に記憶されている刻み幅βを取得する。
 そして、上昇温度設定部647は、エアコン設定温度変更履歴記憶部654から取得した刻み幅βのまま、刻み幅βの値だけ、室内温度を上昇させる旨の情報を室内温度上昇指示部646bに出力する。
 室内温度上昇指示部646bは、露点温度比較部645bから、室内温度を上昇させる旨の情報を取得すると、エアコン3に対して設定温度T5を、刻み幅β℃上昇させる旨の指示情報を出力する。
 エアコン3は、室内温度上昇指示部646bから、設定温度T5を刻み幅β℃上昇させる旨の指示情報を取得すると、自身に記憶されている設定温度を、刻み幅β℃上昇させる(ステップS212)ことで、栽培室2内の温度を刻み幅β℃上昇させる。そして、ステップS201に戻る。
 また、ステップS209で、露点温度比較部645bは、葉面温度T3が露点温度T4以下であると判定すると(ステップS209のYES)、露点温度比較部645bは、葉面温度T3が露点温度T4以下である旨の判定結果を、上昇温度設定部647に出力する。
 上昇温度設定部647は、露点温度比較部645bから、葉面温度T3が露点温度T4以下である旨の判定結果を取得すると、エアコン設定温度変更履歴記憶部654を参照し、エアコン設定温度変更履歴記憶部654に記憶されている刻み幅βを取得する。
 そして、上昇温度設定部647は、エアコン設定温度変更履歴記憶部654から取得した刻み幅βが2以上であるか否かを判定する(ステップS213)。
 上昇温度設定部647は、結露判定情報取得部643bから取得した刻み幅βが2より小さいと判定すると(ステップS213のNO)、ステップS200に戻る。
 また、ステップS213で、上昇温度設定部647は、エアコン設定温度変更履歴記憶部654から取得した刻み幅βが2以上であると判定すると(ステップS213のYES)、刻み幅βから1をマイナスし、刻み幅β-1の値を新たな刻み幅β’’とする(ステップS214)。
 そして、上昇温度設定部647は、エアコン設定温度変更履歴記憶部654に記憶されている刻み幅βの値を、刻み幅β’’に書き換える。そして、ステップS200に戻る。
 上述したように、ステップS213の処理を行う状態では、葉面温度T3が露点温度T4と同じか、又は葉面温度T3が露点温度T4を下回っている状態である(ステップS209のYES)。すなわち、非常に、葉面に結露が発生しやすい状態となっている。
 そして、ステップS213の処理の後、更にエアコン3の設定温度T5を上げると、より温められた温かい空気がエアコン3から出力され、これが葉面に触れると、葉面に結露が発生しやすくなる。
 そこで、ステップS209で、露点温度比較部645bは、葉面温度T3が露点温度T4以下であると判定(すなわちステップS213のYES)した後は、上昇温度設定部647は、エアコン設定温度変更履歴記憶部654に記憶されている刻み幅βの値を増加させず、そのままとする(ステップS213のNO)か、刻み幅βの値を減少させる(ステップS214)。これにより、葉面の温度を徐々に上げることができる。このように、植物工場の温度管理システム10bによると、葉面に結露が発生することを防止し、かつ、栽培室2内の温度上昇にかかる時間を短縮することができる。
 (植物工場の温度管理システム10bの処理の流れの具体例)
 次に、上述した植物工場の温度管理システム10bの処理の流れの具体例について説明する。
 ここでは、一例として、栽培室2を、暗期(夜間)の10℃設定から明期(昼間)の25℃に室温を設定する場合について説明する。
 まず、ユーザ等によって、明期の設定温度(25℃)に対する下限設定温度T1は24℃、上限設定温度T2は26℃に設定され、室内温度下限値記憶部651には下限設定温度T1=24℃が記憶され、室内温度上限値記憶部652には上限設定温度T2=26℃が記憶される。
 さらに、ユーザによって、葉面温度T3と、露点温度T4との許容値α=3℃が許容値記憶部653に記憶される。また、前日のエアコン3設定の刻み幅β=1℃が、エアコン設定温度変更履歴記憶部654に記憶されている。
 ステップS206で、結露判定情報取得部643bは、室内温度比較部640から、室内温度T(10℃)が下限設定温度T1(24℃)より小さい旨の通知、及び室内温度T(24℃)を取得すると、葉面温度記憶部66に記憶されている、植物7の葉面温度T3(10℃)を取得する(ステップS206)。
 そして、さらに、結露判定情報取得部643bは、室内温湿度記憶部62に記憶されている、栽培室2の室内湿度H(80%)を取得する(ステップS207)。
 さらに、結露判定情報取得部643bは、許容値記憶部653を参照し、許容値記憶部653に記憶されている許容値α(3℃)を取得し、エアコン設定温度変更履歴記憶部654を参照し、エアコン設定温度変更履歴記憶部654に記憶されている刻み幅β(1℃)を取得する。
 結露判定情報取得部643bは、それぞれ取得した室内温度T(10℃)と、室内湿度H(80%)とを露点温度算出部644に出力し、葉面温度T3(10℃)、許容値α(3℃)、及び刻み幅β(1℃)を露点温度比較部645bに出力する。
 そして、露点温度算出部644は、結露判定情報取得部643から取得した室内温度T(10℃)と、室内湿度H(80%)とから、飽和水蒸気量7.52gと算出し、この飽和水蒸気量7.52gが飽和する温度である約6.5℃を、室内湿度Hにおける露点温度T4(6.5℃)として算出する(ステップS208)。
 そして、露点温度算出部644は、算出した露点温度T4(6.5℃)を露点温度比較部645に出力する。
 次に、露点温度比較部645bは、結露判定情報取得部643bから取得した葉面温度T3(10℃)と、露点温度算出部644から取得した露点温度T4(6.5℃)とを比較する(ステップS209)。
 そして、露点温度比較部645bは、葉面温度T3(10℃)が露点温度T4(6.5℃)を上回っていると判定すると(ステップS209のNO)、次に、葉面温度T3が露点温度T4を、許容値αを越えて上回っているか否かを判定する(ステップS210)。
 すなわち、露点温度比較部645bは、葉面温度T3(10℃)-露点温度T4(6.5℃)>許容値α(3℃)と判定し(ステップS210のYES)、葉面温度T3が、露点温度T4に対する許容値αを越えている旨の判定結果を、上昇温度設定部647に出力する。
 上昇温度設定部647は、露点温度比較部645bから、葉面温度T3が露点温度T4に対する許容値αを越えている旨の判定結果を取得すると、エアコン設定温度変更履歴記憶部654を参照し、エアコン設定温度変更履歴記憶部654に記憶されている刻み幅β(1℃)を取得する。
 エアコン設定温度変更履歴記憶部654から、刻み幅β(1℃)を取得した、上昇温度設定部647は、当該取得した刻み幅β(1℃)に1を加え、新たな刻み幅β’(2℃)とする(ステップS211)。
 そして、上昇温度設定部647は、上記のように書き換えた刻み幅β’(2℃)の値だけ、室内温度を上昇させる旨の情報を室内温度上昇指示部646bに出力すると共に、エアコン設定温度変更履歴記憶部654に記憶されている刻み幅βの値を、刻み幅β’(2℃)に書き換える。
 室内温度上昇指示部646bは、露点温度比較部645bから、室内温度を上昇させる旨の情報を取得すると、エアコン3に対して設定温度T5(10℃)を、刻み幅β’(2℃)上昇させる旨の指示情報を出力する。
 エアコン3は、室内温度上昇指示部646bから、設定温度T5を刻み幅β’℃上昇させる旨の指示情報を取得すると、自身に記憶されている設定温度T5(10℃)を、刻み幅β’(2℃)上昇させ(ステップS212)、設定温度T5(12℃)とする。そして、栽培室2内の上昇幅を刻み幅β’上昇させる。そして、ステップS200に戻る。
 このステップS200から、ステップS212までの何度か繰り返し、室内温度Tが16℃、葉面温度T3が12℃で、エアコン3の設定温度T5が16℃、刻み幅βが3℃、室内湿度Hが85%、露点温度T4が8.5℃となったとする。
 ステップS207の処理の後、露点温度算出部644は、結露判定情報取得部643から取得した室内温度T(16℃)と、室内湿度H(85%)とから、水蒸気量11.60gと算出し、この水蒸気量11.60gが飽和する温度である約13.4℃を、室内湿度Hにおける露点温度T4(13.4℃)として算出する(ステップS208)。
 そして、露点温度算出部644は、算出した露点温度T4(13.4℃)を露点温度比較部645に出力する。
 次に、露点温度比較部645bは、結露判定情報取得部643bから取得した葉面温度T3(12℃)と、露点温度算出部644から取得した露点温度T4(13.4℃)とを比較する(ステップS209)。
 そして、露点温度比較部645bは、葉面温度T3(12℃)が露点温度T4(13.4℃)以下であると判定すると(ステップS209のYES)、露点温度比較部645bは、葉面温度T3が露点温度T4以下である旨の判定結果を、上昇温度設定部647に出力する。
 上昇温度設定部647は、露点温度比較部645bから、葉面温度T3が露点温度T4以下である旨の判定結果を取得すると、エアコン設定温度変更履歴記憶部654を参照し、エアコン設定温度変更履歴記憶部654に記憶されている刻み幅β(3℃)を取得する。
 そして、上昇温度設定部647は、エアコン設定温度変更履歴記憶部654から取得した刻み幅β(3℃)が2以上であると判定すると(ステップS213のYES)、刻み幅β(3℃)から1をマイナスし、刻み幅β-1の値を新たな刻み幅β’’(2℃)とする(ステップS214)。
 そして、上昇温度設定部647は、エアコン設定温度変更履歴記憶部654に記憶されている刻み幅β(3℃)の値を、刻み幅β’’(2℃)に書き換える。そして、ステップS200に戻る。
 〔実施の形態4〕
 次に、図9~11を用いて、本発明の第4の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1~3にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
 図9は、第4の実施形態にかかる植物工場の様子を表す概略図である。
 図10は、本実施の形態にかかる温度管理システムの構成を表すブロック図である。
 図9に示す植物工場1cは、照明装置8を備えている点で植物工場1と相違する。
 植物工場1cは、栽培室2と、温度管理システム10cと、を備えている。温度管理システム10cは、エアコン3と、温湿度センサ4と、温度センサ5と、制御部6cと、照明装置8とを備えている。
 本実施の形態では、植物工場1cは、完全制御型(閉鎖型)植物工場である。栽培室2の天井には、照明装置8が配されている。これにより、太陽光に依存せず、栽培室2内で植物7を栽培することができるので、植物7を効率よく栽培することができる。
 また、植物7を多段で配し、多段で配された植物7のそれぞれを照明するように照明装置8を配してもよい。これにより、植物7の栽培効率を向上させることができる。
 ここで、太陽光を用いる、ビニールハウス、ガラスハウス、及び半閉鎖型の植物工場の場合、栽培する植物に光を供給するために、太陽光を用いる必要がある。このため、特に夏場の温度上昇を防ぐために換気が必要であり、CO2濃度制御や湿度制御、及び外部からの病害虫の侵入の防止が困難である。
 一方、植物工場1cは、照明装置8により植物7を栽培するので、太陽光が不要であり、栽培室2内の温度上昇を防止するための換気が不要である。このため、植物工場1cでは、いわゆる、ビニールハウスや、ガラスハウス、半閉鎖型の植物工場の栽培室などよりも閉鎖度が高く、CO2濃度制御や湿度制御、及び外部からの病害虫の侵入の防止容易である。
 照明装置8は、例えば、蛍光灯、高圧ナトリウムランプ、LED等などからなり、人工光を植物7に照明するための照明装置である。
 図10に示すように、制御部6cは、制御部6の室内温度制御部64に替えて、室内温度制御部64cを備えている。室内温度制御部64cは、室内温度制御部64の室内温度比較部640に替えて、室内温度比較部640cを備え、さらに、照明装置制御部(照明装置制御手段)648を備えている。
 室内温度比較部640cは、室内温度比較部640が行う処理に加え、栽培室2の室内温度が、設定温度となったと判定すると、照明装置8の照明を点灯させるための通知を、照明装置制御部648に出力する。
 照明装置制御部648は、温湿度センサ4が測定した栽培室2内の温度が、明期の設定温度(到達設定温度)の範囲内となったと室内温度比較部640により判定されてから、照明装置8を点灯させる。
 すなわち、照明装置制御部648は、室内温度比較部640cからの照明装置8の照明を点灯させるための通知を取得することで、照明装置8に、照明を点灯させる。
 通常、植物工場では、暗期から明期へ切り替える際、栽培室の室内温度を上昇させるのと併せて、照明を点灯(ON)する。
 一方、本実施の形態にかかる植物工場1cでは、暗期から明期へ切り替える際、栽培室2の室内温度が、目標とする到達設定温度(明期の設定温度)に達してから、照明装置8の照明を点灯する。
 植物7は、暗期中は気孔を閉じているが、明期になり光を受けると気孔を開く。植物7が気孔を開いて呼吸すると、蒸発作用により植物7の葉面温度が下がりやすい。このため、植物7の葉面に結露が発生しやすくなる。
 逆に、植物7に気孔を閉させ、蒸発作用を抑えることで、葉面温度の低下を抑制することができ、室温を上昇させる際、葉面に結露が発生することを防止することができる。
 すなわち、上述したように、栽培室2の室内温度が、目標とする設定温度(明期の設定温度)に達してから、植物7を照明することで、室内温度を調整している際は、植物7の葉面からの蒸発を抑制することができるので、葉面への結露の付着を防止することができる。
 図11は、植物工場1cの温度管理システム10cの処理の流れを表すフローチャートである。
 ステップS105のYESで、室内温度比較部640cは、室内温度Tが、下限設定温度T1以上であると判定すると、次に、室内温度比較部640cは、室内温度Tと、上限設定温度T2とを比較する(ステップS111)。
 そして、室内温度比較部640cは、室内温度Tが、上限設定温度T2以下であると判定する(ステップS111のNO)と、すなわち、室内温度Tが、下限設定温度T1と、上限設定温度T2との範囲内であると判定すると、次に、室内温度比較部640cは、照明装置8の照明を点灯させるために、照明装置制御部648に、栽培室2内の温度設定が完了した旨の通知を照明装置制御部648に出力する。
 照明装置制御部648は、室内温度比較部640cから、栽培室2内の温度設定が完了した旨の通知を取得すると、照明装置8に照明を点灯させる旨の指示を出力する。そして、照明装置制御部648から照明を点灯させる旨の指示を取得すると、照明装置8は、照明を点灯(ステップS113)し、栽培室2内の植物7を照明する。そして、フローを終了する。
 〔実施の形態5〕
 次に、図12~14を用いて、本発明の第5の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1~4にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
 図12は、第5の実施形態にかかる植物工場の様子を表す概略図である。
 図13は、本実施の形態にかかる温度管理システムの構成を表すブロック図である。
 図12に示す植物工場1dは、COボンベ(二酸化炭素ボンベ)9を備えている点で植物工場1と相違する。
 植物工場1dは、栽培室2と、温度管理システム10dと、を備えている。温度管理システム10dは、エアコン3と、温湿度センサ4と、温度センサ5と、制御部6dと、COボンベ9とを備えている。
 COボンベ9は、二酸化炭素を栽培室2内に供給するためのボンベである。COボンベ9は、制御部6dで制御されることによって、バルブの開閉がなされる。
 図13に示すように、制御部6dは、制御部6の室内温度制御部64に替えて、室内温度制御部64dを備えている。室内温度制御部64dは、室内温度制御部64の構成に加え、ボンベ制御部649を備えている。
 ボンベ制御部649は、暗期から明期へと栽培室2内の温度を上昇させる前に、栽培室2内に、COボンベ9から二酸化炭素(CO)を供給させるためのものである。
 ボンベ制御部649は、COボンベ9のバルブの開閉制御を行う。
 植物7の気孔は、栽培室2の二酸化炭素濃度を高くすることで、閉じさせることができる。
 このように、栽培室2の温度を上昇させる前に、ボンベ制御部649により、栽培室2内に二酸化炭素を供給させる。これにより、予め、栽培室2内の二酸化炭素濃度を高めておく。そして、植物7に気孔を閉させ、蒸発作用を抑えることで、葉面温度の低下を抑制することができ、室温を上昇させる際、葉面に結露が発生することを防止することができる。
 例えば、栽培室2内の二酸化炭素濃度を、1000~1500ppmとすることで、植物7の葉の気孔開度は30~40%以下とすることができる。このため、栽培室2内の二酸化炭素濃度が、1000~1500ppmとなってから、栽培室2の室温を上昇させると、特に、植物7の葉面への結露付着を防止する効果が高い。
 図14は、植物工場1dの温度管理システム10dの処理の流れを表すフローチャートである。
 栽培室2の室温を上げるタイミングとなると、すなわち、栽培室2を、暗期から明期の室温に変更するタイミングとなると、フローを開始し、ボンベ制御部649は、COボンベ9のバルブを開き、COボンベ9に対し、栽培室2に二酸化炭素を供給させる(ステップS300)。
 そして、ボンベ制御部649は、栽培室2内が、予め設定された二酸化炭素の所定の濃度となる(ステップS301のYES)と、COボンベ9のバルブを閉じ、COボンベ9に対し、栽培室2に二酸化炭素の供給を停止させる(ステップS302)。
 そして、ボンベ制御部649が、COボンベ9のバルブを閉じてから、室内温度制御部64は、室内温湿度取得部61及び葉面温度取得部63のそれぞれに対して、センサ情報出力指示を出力する(ステップS100)。そして、ステップS101以降の処理を行う。
 このように、植物工場1dの温度管理システム10dでは、ボンベ制御部649は、室内温度上昇指示部646がエアコン3に栽培室2の温度を上昇させる前に、栽培室2内が、予め設定された二酸化炭素の所定の濃度となるように、COボンベ9のバルブの開閉制御を行う。このため、さらに、植物7の葉面への結露付着を防止することができる。
 (プログラム及び記録媒体)
 また、温度管理システム10の各ブロック、特に、室内温度制御部64の各ブロックである、室内温度比較部640、室内温度下降指示部641、結露判定情報取得部643、露点温度算出部644、露点温度比較部645、室内温度上昇指示部646は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにコンピュータを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
 すなわち、室内温度比較部640、室内温度下降指示部641、結露判定情報取得部643、露点温度算出部644、露点温度比較部645、室内温度上昇指示部646は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU(central processing unit)、上記プログラムを格納したROM(read only memory)、上記プログラムを展開するRAM(random access memory)、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。
 そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである室内温度比較部640、室内温度下降指示部641、結露判定情報取得部643、露点温度算出部644、露点温度比較部645、室内温度上昇指示部646の制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、室内温度比較部640、室内温度下降指示部641、結露判定情報取得部643、露点温度算出部644、露点温度比較部645、室内温度上昇指示部646に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
 上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD-ROM/MO/MD/DVD/CD-R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。
 また、室内温度比較部640、室内温度下降指示部641、結露判定情報取得部643、露点温度算出部644、露点温度比較部645、室内温度上昇指示部646を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
 本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
 以上のように、本発明の植物工場の温度管理システムは、植物が栽培される栽培室の温度を管理する植物工場の温度管理システムであって、上記栽培室の温度を調整する温度制御装置と、上記栽培室内に設置されるものであり、当該栽培室内の温度及び湿度を測定するための室内温湿度センサと、上記栽培室で栽培されている植物の温度を測定するための植物温度センサと、上記室内温湿度センサが測定した上記栽培室内の温度及び湿度と、上記植物温度センサが測定した上記植物の温度とから、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生するか否かを判定する結露判定手段と、上記結露判定手段により、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生していないと判定されたとき、上記温度制御装置に、上記栽培室の温度を上昇させる室内温度上昇指示手段とを備えていることを特徴としている。
 上記の課題を解決するために、本発明の植物工場の温度管理方法は、植物が栽培される栽培室の温度を管理する植物工場の温度管理方法であって、上記栽培室内の温度及び湿度を測定する室内温湿度測定ステップと、上記栽培室で栽培されている植物の温度を測定する植物温度測定ステップと、上記室内温湿度測定ステップで測定した上記栽培室内の温度及び湿度と、上記植物温度測定ステップで測定した上記植物の温度とから、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生するか否かを判定する結露判定ステップと、上記結露判定ステップで、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生していないと判定されたとき、上記栽培室の温度を上昇させる室内温度上昇ステップとを含むことを特徴としている。
 上記構成によると、上記結露判定手段は、上記植物温度センサにより、実際に測定された植物の温度と、当該植物が栽培されている栽培室の温度及び湿度とから、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生するか否かを判定する。このため、実際に、栽培室で栽培している植物の温度を測定し、結露が発生するか否かを判定するので、正確に、結露の発生の有無を判定することができる。
 そして、上記室内温度上昇指示手段は、上記結露判定手段により、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生していないと判定されたとき、上記室内温度上昇指示手段は、上記温度制御装置に、上記栽培室の温度を上昇させるので、確実に、植物の結露を防止して、栽培室の温度を上昇させることができる。
 また、上記結露判定手段は、上記室内温湿度センサが測定した上記栽培室内の温度及び湿度から露点温度を算出する露点温度算出手段と、上記露点温度算出手段が算出した露点温度と、上記植物温度センサが測定した上記植物の温度とを比較することで、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生するか否かを判定する露点温度比較手段と、を備えていることが好ましい。
 上記構成によると、上記露点温度算出手段は、上記室内温湿度センサが測定した上記栽培室内の温度及び湿度から露点温度を算出する。
 そして、上記結露温度比較手は、当該算出された露点温度と、上記植物温度センサが測定した上記植物の温度とを比較することで、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生するか否かを判定するので、植物に結露が発生する前に、当該植物に結露が発生するか否かを判定することができる。
 このため、より、確実に、植物に結露が付着することを防止することができる。
 また、上記栽培室の温度が到達設定温度の範囲内となったと判定するための下限設定温度が予め設定されており、
 上記室内温湿度センサが測定した上記栽培室内の温度が、上記下限設定温度より低い場合に、上記結露判定手段に対し、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生するか否かを判定させる室内温度比較手段を備えていることが好ましい。
 上記構成により、上記結露判定手段は、上記室内温湿度センサが測定した上記栽培室内の温度が、上記下限設定温度より低い場合に、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生するか否かを判定する。
 これにより、栽培室で栽培されている植物に、結露が発生することを防止して、栽培室の温度を上昇させることができる。
 また、上記植物温度センサが測定した上記植物の温度は、上記露点温度以下であると上記露点温度比較手段が判定すると、上記室内温度上昇指示手段は、上昇させる上記栽培室の温度の上昇幅を1℃として、上記温度制御装置に上記栽培室の温度を上昇させるが好ましい。
 上記構成により、上記栽培室の温度は1℃ずつ次第に上昇していくので、上記栽培室で栽培されている植物の結露の発生を、より確実に防止することができる。
 上記植物温度センサは、上記栽培室で栽培されている植物の温度を2次元的に測定することが好ましい。
 上記構成により、上記栽培室で栽培されている植物のうち、最も結露が発生しやすい箇所である、最も温度が低い箇所の温度を測定し、当該箇所の結露の発生を防止することができる。このため、より確実に、上記植物に発生する結露を防止することができる。
 また、上記植物温度センサが測定した上記植物の温度は、上記露点温度を、予め設定された許容値を上回って越えていると、上記露点温度比較手段によって判定されると、
 上記温度制御装置が上昇させる上記栽培室の温度の上昇幅を大きくする上昇温度設定手段を備えていることが好ましい。
 上記構成により、栽培室の温度を上昇させる速度を向上させることができるので、植物に発生する結露を防止し、かつ、栽培室を、設定したい温度に到達する時間を短縮することができる。
 また、上記栽培室で栽培されている植物を照明するための照明装置を備えていることが好ましい。
 上記構成により、太陽光に依存せず、上記栽培室内で植物を栽培することができるので、植物を効率よく栽培することができる。
 また、上記室内温湿度センサが測定した上記栽培室内の温度が、到達設定温度の範囲内か否かを判定する室内温度比較手段を備え、上記室内温湿度センサが測定した上記栽培室内の温度が、到達設定温度の範囲内であると上記室内温度比較手段により判定されてから、上記照明装置を点灯させる照明装置制御手段を備えていることが好ましい。
 上記構成によると、上記栽培室の温度が到達設定温度となるまでは、植物に光が照射しないことで、植物の葉面での蒸発作用を抑え、上記栽培室の温度が到達設定温度の範囲内となってから、上記植物に光を照射する。このため、栽培室の温度を上昇させる際、上記植物に結露が発生することを防止することができる。
 上記栽培室内に配された二酸化炭素ボンベと、上記二酸化炭素ボンベのバルブの開閉制御を行うボンベ制御部とを備えていることが好ましい。
 上記構成により、上記栽培室の温度を上昇させる前に、上記ボンベ制御部により、栽培室内に二酸化炭素を供給させることで、上記植物の気孔を閉じさせることができ、上記植物の蒸発作用を抑えることで、上記植物に結露が発生することを防止することができる。
 また、上記ボンベ制御部は、上記室内温度上昇指示手段が上記温度制御装置に上記栽培室の温度を上昇させる前に、上記栽培室内が、予め設定された二酸化炭素の所定の濃度となるように、上記二酸化炭素ボンベのバルブの開閉制御を行うことことが好ましい。これにより、さらに、植物の葉面への結露付着を防止することができる。
 また、本発明の植物工場は、上記植物工場の温度管理システムと、植物が栽培される栽培室とを備えていることが好ましい。これにより、上記植物工場の温度管理システムと同様の効果を得ることができる。
 なお、上記は、コンピュータによって実現してもよい。この場合、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記をコンピュータにおいて実現する温度管理プログラム、およびその温度管理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
 本発明は、植物を工場内で栽培する植物工場や、温度管理システムに利用することができる。
 1・1a・1c・1d 植物工場
 2 栽培室
 3 エアコン(温度制御装置)
 4 温湿度センサ(室内温湿度センサ)
 5 温度センサ(植物温度センサ)
 6・6a・6b・6c・6d 制御部
 7 植物
 8 照明装置
 9 COボンベ(二酸化炭素ボンベ)
 10・10a・10b・10c・10d 温度管理システム
 51 熱画像計測装置(植物温度センサ)
 61 室内温湿度取得部
 62 室内温湿度記憶部
 63・63a 葉面温度取得部
 64・64b・64c・64d 室内温度制御部
 65・65b 室内設定温度記憶部
 66 葉面温度記憶部
 640・640c 室内温度比較部(室内温度比較手段)
 641 室内温度下降指示部
 642・642b 結露判定部(結露判定手段)
 643・643b 結露判定情報取得部
 644 露点温度算出部(露点温度算出手段)
 645・645b 露点温度比較部(露点温度比較手段)
 646・646b 室内温度上昇指示部(室内温度上昇指示手段)
 647 上昇温度設定部(上昇温度設定手段)
 648 照明装置制御部(照明装置制御手段)
 649 ボンベ制御部
 651 室内温度下限値記憶部
 652 室内温度上限値記憶部
 653 許容値記憶部
 654 エアコン設定温度変更履歴記憶部

Claims (14)

  1.  植物が栽培される栽培室の温度を管理する植物工場の温度管理システムであって、
     上記栽培室の温度を調整する温度制御装置と、
     上記栽培室内に設置されるものであり、当該栽培室内の温度及び湿度を測定するための室内温湿度センサと、
     上記栽培室で栽培されている植物の温度を測定するための植物温度センサと、
     上記室内温湿度センサが測定した上記栽培室内の温度及び湿度と、上記植物温度センサが測定した上記植物の温度とから、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生するか否かを判定する結露判定手段と、
     上記結露判定手段により、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生していないと判定されたとき、上記温度制御装置に、上記栽培室の温度を上昇させる室内温度上昇指示手段とを備えていることを特徴とする植物工場の温度管理システム。
  2.  上記結露判定手段は、
     上記室内温湿度センサが測定した上記栽培室内の温度及び湿度から露点温度を算出する露点温度算出手段と、
     上記露点温度算出手段が算出した露点温度と、上記植物温度センサが測定した上記植物の温度とを比較することで、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生するか否かを判定する露点温度比較手段と、を備えていることを特徴とする請求項1に記載の植物工場の温度管理システム。
  3.  上記栽培室の温度が到達設定温度の範囲内となったと判定するための下限設定温度が予め設定されており、
     上記室内温湿度センサが測定した上記栽培室内の温度が、上記下限設定温度より低い場合に、上記結露判定手段に対し、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生するか否かを判定させる室内温度比較手段を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の植物工場の温度管理システム。
  4.  上記植物温度センサが測定した上記植物の温度は、上記露点温度以下であると上記露点温度比較手段が判定すると、
     上記室内温度上昇指示手段は、上昇させる上記栽培室の温度の上昇幅を1℃として、上記温度制御装置に上記栽培室の温度を上昇させることを特徴とする請求項2に記載の植物工場の温度管理システム。
  5.  上記植物温度センサは、上記栽培室で栽培されている植物の温度を2次元的に測定することを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載の植物工場の温度管理システム。
  6.  上記植物温度センサが測定した上記植物の温度は、上記露点温度を、予め設定された許容値を上回って越えていると、上記露点温度比較手段によって判定されると、
     上記温度制御装置が上昇させる上記栽培室の温度の上昇幅を大きくする上昇温度設定手段を備えていることを特徴とする請求項2に記載の植物工場の温度管理システム。
  7.  上記栽培室で栽培されている植物を照明するための照明装置を備えていることを特徴とする請求項1~6の何れか1項に記載の植物工場の温度管理システム。
  8.  上記室内温湿度センサが測定した上記栽培室内の温度が、到達設定温度の範囲内か否かを判定する室内温度比較手段を備え、
     上記室内温湿度センサが測定した上記栽培室内の温度が、到達設定温度の範囲内であると上記室内温度比較手段により判定されてから、上記照明装置を点灯させる照明装置制御手段を備えていることを特徴とする請求項7に記載の植物工場の温度管理システム。
  9.  上記栽培室内に配された二酸化炭素ボンベと、
     上記二酸化炭素ボンベのバルブの開閉制御を行うボンベ制御部とを備えていることを特徴とする請求項1~8の何れか1項に記載の植物工場の温度管理システム。
  10.  上記ボンベ制御部は、上記室内温度上昇指示手段が上記温度制御装置に上記栽培室の温度を上昇させる前に、上記栽培室内が、予め設定された二酸化炭素の所定の濃度となるように、上記二酸化炭素ボンベのバルブの開閉制御を行うことを特徴とする請求項9に記載の植物工場の温度管理システム。
  11.  請求項1~10の何れか1項に記載の植物工場の温度管理システムと、植物が栽培される栽培室とを備えていることを特徴とする植物工場。
  12.  請求項1~10の何れか1項に記載の植物工場の温度管理システムを動作させるための温度管理プログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるための温度管理プログラム。
  13.  請求項12に記載の温度管理プログラムを記録している、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  14.  植物が栽培される栽培室の温度を管理する植物工場の温度管理方法であって、
     上記栽培室内の温度及び湿度を測定する室内温湿度測定ステップと、
     上記栽培室で栽培されている植物の温度を測定する植物温度測定ステップと、
     上記室内温湿度測定ステップで測定した上記栽培室内の温度及び湿度と、上記植物温度測定ステップで測定した上記植物の温度とから、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生するか否かを判定する結露判定ステップと、
     上記結露判定ステップで、上記栽培室で栽培されている植物に結露が発生していないと判定されたとき、上記栽培室の温度を上昇させる室内温度上昇ステップとを含むことを特徴とする植物工場の温度管理方法。
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