温室の加温システム
【課題】太陽エネルギーを利用した環境に優しい温室の加温システムであって、悪天候の場合にも温室内を所定の温度以上に保つことが可能な温室の加温システムを提供する。
【解決手段】温室５の外部に配設される太陽熱温水器１０と、該温室５の内部に配設される放熱装置１５と、温水を貯溜する貯湯タンク２５と、該放熱装置１５と該貯湯タンク２５とを連通する連通パイプ２０ａ・２０ｂと、該連通パイプ２０ａ・２０ｂに配設される循環ポンプ２４と、該温室５内の温度を測定する温度測定装置４４と、該温室５内または別棟に配設される加温装置３０と、を具備する。
【解決手段】温室５の外部に配設される太陽熱温水器１０と、該温室５の内部に配設される放熱装置１５と、温水を貯溜する貯湯タンク２５と、該放熱装置１５と該貯湯タンク２５とを連通する連通パイプ２０ａ・２０ｂと、該連通パイプ２０ａ・２０ｂに配設される循環ポンプ２４と、該温室５内の温度を測定する温度測定装置４４と、該温室５内または別棟に配設される加温装置３０と、を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冬季においても野菜や果物の栽培を行うことができる温室の技術に関し、詳しくは、太陽熱集熱器を利用することによって温室内の温度調節を環境にやさしく安価に行うことができる温室の加温システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
冬季における花卉・野菜の温室栽培においては、温室内の空気を加温するために膨大な熱量を要する。そのため、温室に直接降り注ぐ太陽光だけでは熱量が足りず、化石燃料をエネルギー源とする温風発生装置もしくは温油ボイラーを使用することによって、温室内の温度を必要温度以上に保っている。しかし、この方法では大量の化石燃料を消費するためにランニングコストが嵩んでしまい、また大量の二酸化炭素を排出するため地球環境に対して悪影響を与える虞があった。
そこで、近年においては、環境に優しい太陽電池を使用することにより、太陽エネルギーを利用して温調装置を稼動し、温室内の空気を温める方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１２５４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記のような太陽電池を利用する温度調節方法では高価な装置を必要とするため、温度調節用のシステムの設置に多額の費用がかかってしまう。また、雨や曇り等の悪天候が続いた場合には温室内の空気を加温することができなくなり、温室内にストーブを持ち込む必要が生じたり、該ストーブの制御を怠って温室内で栽培している植物を枯らしたりする虞があった。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、太陽エネルギーを利用した環境に優しい温室の加温システムであって、悪天候の場合にも温室内を所定の温度以上に保つことが可能な温室の加温システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
即ち、請求項１においては、温室内の空気を温める温室の加温システムであって、該温室の外部に配設される太陽熱温水器と、該温室の内部に配設される放熱装置と、温水を貯溜する貯湯タンクと、該放熱装置と該貯湯タンクとを連通する連通パイプと、該連通パイプに配設される循環ポンプと、該温室内の温度を測定する温度測定装置と、該温室内または別棟に配設される加温装置と、を具備するものである。
【０００６】
請求項２においては、前記温度測定装置によって測定された温室内の測定温度が予め設定された「ポンプ駆動温度」より低い場合に、前記循環ポンプを稼動して前記放熱装置内に温水を通し、該測定温度が該「ポンプ駆動温度」より高い場合に、該循環ポンプを停止するものである。
【０００７】
請求項３においては、前記加温装置を連通パイプに設けられるボイラーとし、該ボイラー近傍に、該ボイラーを通過する温水の温度を測定するためのボイラー水温測定装置を配設し、該ボイラー水温測定装置により該温水の温度を測定して、該ボイラーにより該温水の温度を一定に保つものである。
【０００８】
請求項４においては、前記連通パイプに三方弁を設け、該三方弁によって、温水が前記放熱装置と前記加温装置との間を循環する状態と、温水が該放熱装置と前記貯湯タンクとの間を循環する状態と、に切換可能としたものである。
【０００９】
請求項５においては、前記加温装置を温室内に設けられる温風発生装置とし、前記測定温度が予め設定された「加温装置稼動温度」未満の場合に該温風発生装置によって温室内の空気を温めるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１１】
請求項１においては、太陽エネルギーを利用して温室内の温度を高めるため環境に優しく、該太陽エネルギーによる熱量の供給では不足する分のみを化石燃料等を利用して該加温装置にて補助することができるため温室の加温システムのランニングコストを低減することができる。また、高価な装置を要することなく、温室の加温システム自体を単純な構成にすることができるため、製造コストや設置費用を低減することができる。加えて、太陽エネルギーから得られた熱量を貯湯タンク内の温水に蓄えることが可能となり、蓄えた熱量を天候不順のときや夜間に使用することができる。
【００１２】
請求項２においては、温室内の温度が高いときには放熱装置からの放熱を抑えつつ太陽熱温水器を流れる水温を上昇させることができるので、化石燃料等を利用することなく、温室内の温度に合わせてより適切な温室内の加温を行うことができる。即ち、太陽エネルギーから得られた温水の熱量を無駄に消費することなく蓄えることが可能になり、蓄えた熱量を天候不順のときや夜間に使用することができる。
【００１３】
請求項３においては、太陽熱温水器と加温装置とが、放熱装置へ繋がる連通パイプ内の温水を共用することができ、エネルギー伝達によるエネルギーロスを小さくすることができる。その結果、温室の加温システムのランニングコストを低減することができる。また、放熱装置を共用することができるため、イニシャルコストを低減することができる。
【００１４】
請求項４においては、三方弁を切り替えることにより、温水を放熱装置と貯湯タンクと太陽熱温水器との間に循環させることが可能になるので、温水をボイラーまで循環させる必要がなくなり、エネルギー伝達によるエネルギーロスを小さくすることができる。その結果、ランニングコストを低減することができる。
【００１５】
請求項５においては、悪天候時等に循環ポンプを駆動する必要がなくなり、余分なエネルギーを使用することなく温室内の空気を温めることができる。その結果、ランニングコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の温室の加温システムに係る第１の実施例の全体構成を示す模式図であり、図２は同じく制御構成の一実施例を示すブロック図であり、図３は同じく制御方法の一実施例を示す流れ図であり、図４は本発明の温室の加温システムに係る第２の実施例の全体構成を示す模式図であり、図５は同じく制御構成の一実施例を示す流れ図であり、図６は本発明の温室の加温システムに係る第３の実施例の全体構成を示す模式図であり、図７は同じく制御構成の一実施例を示すブロック図であり、図８は同じく制御方法の一実施例を示す流れ図である。
【実施例１】
【００１７】
まず、本発明に係る温室の加温システム（以下、加温システム１とする。）の全体構成について説明する。
図１に示すように、本実施例に係る加温システム１は、主に、温室５、太陽熱温水器（太陽熱集熱器）１０、放熱装置１５、連通パイプ２０ａ・２０ｂ・２１ａ・２１ｂ、貯湯タンク２５、第１・第２の循環ポンプ２４・２６、ボイラー３０、室温測定装置４４、水温測定装置４１・４２・４３、制御盤等から構成されるものであって、該太陽熱温水器１０にて温められた温水を温室５内の放熱装置１５にて放熱させることにより、温室５内の空気を温める加温システムである。
【００１８】
温室５は、建物（ハウス）の一種であって、温室５内の温度を上げることにより、該温室内部で夜間や冬季に農作物を栽培したり、暖かい気候に適する作物を寒冷な気候条件下で栽培したりすることができるものである。
詳しくは、温室５は家状に組み立てた骨組みをビニール等の合成樹脂フィルムまたはガラス等で覆って構成されており、室内に外気が入り込まないように構成したものである。
【００１９】
太陽熱温水器１０は、住宅の屋根や空き地等の該温室５近傍に設けられて、内部に水を貯溜して、該貯溜した水を太陽熱によって温めることができる装置である。具体的には、該太陽熱温水器１０は高さが低い（薄い）パネル状の容器またはパイプ状の容器であって、該容器が熱伝導度の大きい材料によって形成されているものである。
そして、該太陽熱温水器１０には２本の（第２の）連通パイプ２１ａ・２１ｂが連結されており、即ち、出水パイプ２１ａと入水パイプ２１ｂとが太陽熱温水器１０内部に連通して連結されている。具体的には、後述する（太陽熱回収側の）第２の循環ポンプ２６を稼動させることによって、入水パイプ２１ｂを介して前記貯湯タンク２５から該太陽熱温水器１０へと低温水を流入させ、出水パイプ２１ａを介して該太陽熱温水器１０から貯湯タンク２５へと温水を流出させる構成になっている。
【００２０】
放熱装置１５は、温室５内に設けられるものであって、前記太陽熱温水器１０内にて温められた温水が該放熱装置１５内部を通過する際に温室５内の空気へと放熱するための装置である。具体的には、該放熱装置１５は、所謂、熱交換器からなり、表面に凹凸等が形成された表面積が大きな容器であって、該容器は熱伝導度の大きい材料から形成されている。該放熱装置１５には、例えばエロフィンチューブ１５ａ・１５ａ等が用いられる。
該放熱装置１５には後述する２本の（第１の）連通パイプ２０ａ・２０ｂが連結されており、詳しくは、後述する貯湯タンク２５内部に連通された第１の出水パイプ２０ａと第１の入水パイプ２０ｂとが放熱装置１５内部と連通して連結されている。具体的には、出水パイプ２０ａを介して貯湯タンク２５から該放熱装置１５へと温水が流入し、該温水は該放熱装置１５にて放熱し、入水パイプ２０ｂを介して該放熱装置１５から該貯湯タンク２５へと流出していく構成になっている。
【００２１】
該第１の連通パイプ２０ａ・２０ｂは、前述したように、温室５屋外に配設された前記貯湯タンク２５と温室５屋内に配設された放熱装置１５とを連通するものであって、該貯湯タンク２５内部と該放熱装置１５内部との間で温水と低温水とを移動させて熱のやり取りを行うものである。ここで、太陽熱温水器１０にて温められた温水が途中で放熱してしまわないように、該連通パイプ２０ａ・２０ｂは断熱性能が高い保温付鋼管やポリエステル管等を用いると好ましい。
【００２２】
貯湯タンク２５は、太陽熱利用側（放熱側）と太陽熱回収側（太陽熱温水器側、換言すれば蓄熱側）との交点に設けられるものであって、前記第１の連通パイプ２０ａ・２０ｂ及び第２の連通パイプ２１ａ・２１ｂ内の温水若しくは低温水を一時的に貯溜することができるものである。
つまり、該貯湯タンク２５によって加温システム１の温水量即ち熱容量を高めることができ、温室５内の温度が高い間に太陽エネルギーを温水に蓄えることができ、逆に温室５内の温度が低い間に蓄えた太陽エネルギーを温室内の空気に放熱することができるのである。
【００２３】
第１の循環ポンプ２４は、前記第１の連通パイプ２０ａ・２０ｂの一方若しくは両方の中途部に設けられるものであって、連通パイプ２０ａ・２０ｂ内の温水若しくは低温水を、出水パイプ２０ａ・放熱装置１５・入水パイプ２０ｂ・貯湯タンク２５の順に循環させる役割をはたしている。
該第１の循環ポンプ２４はモータにより駆動され、該モータは制御盤等によって制御されている。本実施例においては、後述する室温測定装置４４によって測定された温室５内の測定温度Ｔ４が予め設定された「ポンプ駆動温度」未満の場合に、第１の循環ポンプ２４を駆動する構成とし、予め設定された「循環ポンプ停止温度」以上になると第１の循環ポンプ２４を停止する構成としている。
【００２４】
ボイラー３０は、前記貯湯タンク２５から前記放熱装置１５へと向かう連通パイプ（出水パイプ２０ａ）上に備えられるものであって、出水パイプ２０ａ内の温水を化石燃料の燃焼等によって加熱する役割をはたしている。つまり、本実施例に係る加温システム１は、前記太陽熱温水器１０によって温められた後に貯湯タンク２５内に蓄えられた出水パイプ２０ａ内の温水を、更に該ボイラー３０によって温め直すことができる構成となっている。
本実施例においては、循環ポンプ２４・２６の駆動状態に関わらず、後述する制御盤によってボイラー３０が該ボイラー３０内の温水の温度を一定とするべく（温水を常に設定温度に保つように）制御されている。
【００２５】
室温測定装置４４は、温室５内に配設されて、温室５内の空気の温度Ｔ４を測定する温度センサ等である。該室温測定装置４４は制御盤と接続されており、前述したように、該室温測定装置４４によって測定された温室５内の測定温度Ｔ４が制御盤へと送信され、（太陽熱利用側の）第１の循環ポンプ２４を制御する構成となっている。
水温測定装置４１・４２・４３は、各種装置内や連通パイプ内を流れる水温を測定する水温センサ等である。詳しくは、温水器水温測定装置４１は前記太陽熱温水器１０の容器内に配設されて該太陽熱温水器１０内に貯溜されている温水の温度Ｔ１を測定するものであり、貯湯タンク水温測定装置４２は前記貯湯タンク２５内に配設されて該貯湯タンク２５内に貯溜されている温水の温度Ｔ２を測定するものであり、ボイラー水温測定装置４３は前記ボイラー３０内に配設されて該ボイラー３０内の温水の温度Ｔ３を測定するものである。
【００２６】
図１及び図２に示すように、本実施例における制御盤（Ｔ１−Ｔ２用制御盤・Ｔ３用制御盤・Ｔ４用制御盤）は、前記測定装置４１・４２・４３・４４によって第１・第２の循環ポンプ２４・２６やボイラー３０の稼動を制御するためのものであって、前記室温測定装置４４や水温測定装置４１・４２・４３や第１・第２の循環ポンプ２４・２６やボイラー３０等と接続されている。
【００２７】
詳しくは、Ｔ４用制御盤には温室５内で栽培される作物の種類や季節に合わせて、予め「ポンプ駆動温度」が設定されており、前記室温測定装置４４にて測定された温室５内の測定温度Ｔ４が該「ポンプ駆動温度」未満である場合には、該Ｔ４用制御盤によって第１の循環ポンプ２４が駆動される構成となっている。また、Ｔ３用制御盤では前記水温測定装置４３にて測定された水温Ｔ３が該「ボイラー稼動温度」未満であるか否かが判断され、該測定温度Ｔ３が「水温設定温度」未満であると判断された場合には該Ｔ３用制御盤によってボイラー３０が稼動され、該測定温度Ｔ３が「加温装置稼動温度」以上に達するとボイラー３０の運転が停止される構成になっている。つまり、該ボイラー３０はＴ３用制御盤によって、ボイラー３０内の水温Ｔ３を予め設定された設定温度に保持することが可能に構成されている。
但し、該ボイラー水温測定装置４３によって測定されたボイラー３０内の水温Ｔ３が設定温度未満であり、且つ室温測定装置４４によって測定された温室５内の温度Ｔ４が設定温度未満である場合にのみ、該ボイラー３０を稼動する構成であっても良い。この場合には、ボイラー水温測定装置４３と室温測定装置４４の制御盤には、共通の制御盤を用いても良い。
【００２８】
以下、本実施例に係る加温システム１の制御方法の一実施例について説明する。
図３に示すように、使用者等が加温システム１を起動すると（Ｓ１０１）、室温測定装置４４によって温室５内の温度Ｔ４が測定される（Ｓ１０２）。該測定された温室５内の測定温度Ｔ４はＴ４用制御盤へと送信され、該Ｔ４用制御盤では該測定温度Ｔ４が予め設定された「ポンプ駆動温度」未満であるか否かが判断される（Ｓ１０３）。そして、測定温度Ｔ４が該「ポンプ駆動温度」未満である場合には、第１の循環ポンプ２４が駆動されて貯湯タンク２５の温水が放熱装置１５へと送られる（Ｓ１０４）。一方、測定温度Ｔ４が該「ポンプ駆動温度」以上であれば温室５内は十分温かいので、前記第１の循環ポンプ２４は駆動されない。
【００２９】
そして、図１及び図２に示すように、Ｔ１−Ｔ２用制御盤において、貯湯タンク２５内の水温Ｔ２と太陽熱温水器１０内の水温Ｔ１とが比較されて、太陽熱温水器１０内の水温Ｔ１の方が貯湯タンク２５内の水温Ｔ２より高い場合には、第２の循環ポンプ２６が駆動されて、太陽熱温水器１０と貯湯タンク２５との間の温水の循環が行われる。
例えば、太陽熱温水器１０内の水温Ｔ１が貯湯タンク２５内の水温Ｔ２より３℃以上高いときに第２の循環ポンプ２６を駆動するものとし、貯湯タンク２５内の水温Ｔ２が太陽熱温水器１０内の水温Ｔ１に近く（０．５℃以内等に）なると第２の循環ポンプ２６が停止する構成とすると好ましい。
【００３０】
本実施例においては、貯湯タンク水温測定装置４２と温水器水温測定装置４１とによって測定される太陽熱温水器１０内と貯湯タンク２５内の温水の測定水温に応じて、第２の循環ポンプ２６を稼動するか否かを決定しており、また、ボイラー水温測定装置４３によって測定されるボイラー３０内の温水の測定水温に応じて、ボイラー３０の稼動（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御しているが、このような構成に限定するものではなく、室温測定装置４４にて測定される温室５内の測定温度に応じて直接ボイラー３０を稼動する構成であっても良いものである。
【００３１】
このように、温室５内の空気を温める温室の加温システム１であって、該温室５の外部に配設される太陽熱温水器１０と、該温室５の内部に配設される放熱装置１５と、温水を貯溜する貯湯タンク２５と、該放熱装置１５と該貯湯タンク２５とを連通する連通パイプ２０ａ・２０ｂと、該連通パイプ２０ａ・２０ｂに配設される循環ポンプ２４と、該温室５内の温度を測定する温度測定装置４４と、該温室５内または別棟に配設される加温装置３０と、を具備するので、太陽エネルギーを利用して温室５内の温度を高めるため環境に優しく、該太陽エネルギーによる熱量の供給では不足する分のみを化石燃料等を利用して該加温装置３０にて補助することができるため温室の加温システム１のランニングコストを低減することができる。また、高価な装置を要することなく、温室の加温システム１自体を単純な構成にすることができるため、製造コストや設置費用を低減することができる。加えて、太陽エネルギーから得られた熱量を貯湯タンク２５内の温水に蓄えることが可能となり、蓄えた熱量を天候不順のときや夜間に使用することができる。
【００３２】
また、前記温度測定装置４４によって測定された温室５内の測定温度が予め設定された「ポンプ駆動温度」より低い場合に、前記循環ポンプ２４を稼動して前記放熱装置１５内に温水を通し、該測定温度Ｔ４が該「ポンプ駆動温度」より高い場合に、該循環ポンプ２４を停止するので、温室５内の温度が高いときには放熱装置からの放熱を抑えつつ太陽熱温水器１０を流れる水温を上昇させることができ、化石燃料等を利用することなく、温室５内の温度に合わせてより適切な温室５内の加温を行うことができる。即ち、太陽エネルギーから得られた温水の熱量を無駄に消費することなく蓄えることが可能になり、蓄えた熱量を天候不順のときや夜間に使用することができる。
【００３３】
また、前記加温装置を連通パイプ２０ａに設けられるボイラー３０とし、該ボイラー３０近傍に、該ボイラー３０を通過する温水の温度を測定するためのボイラー水温測定装置４３を配設し、該ボイラー水温測定装置４３により該温水の温度を測定して、該ボイラー３０により該温水の温度を一定に保つので、太陽熱温水器１０と加温装置３０とが、放熱装置１５へ繋がる連通パイプ２０ａ・２０ｂ内の温水を共用することができ、エネルギー伝達によるエネルギーロスを小さくすることができる。その結果、温室の加温システム１のランニングコストを低減することができる。また、放熱装置１５を共用することができるため、イニシャルコストを低減することができる。
【実施例２】
【００３４】
次に、本発明に係る温室の加温システムの第２の実施例について説明する。
図４に示すように、本実施例においては、前記連通パイプ２０ａ・２０ｂに直接、三方弁２２ａ・２２ｂを介して第２の連通パイプ２１ａ・２１ｂが接続されており、前記ボイラー３０を通らずに太陽熱温水器１０と貯湯タンク２５・２５と放熱装置１５との間で温水等を循環させることができるようになっている。詳しくは、前記第１の出水パイプ２０ａの中途部に三方弁２２ａを介して第２の出水パイプ２０ａが接続されており、前記第１の入水パイプ２０ｂの中途部に三方弁２２ｂを介して第２の入水パイプ２１ｂが接続されている。
後述するように、本発明の加温システム１においては、貯湯タンク２５の温度が高い際に、ボイラー３０を通過させることなく前記太陽熱温水器１０と放熱装置１５との間で温水を循環させることが可能な構成になっている。
【００３５】
該三方弁２２ａ・２２ｂは、電磁切換弁等より構成され、後述するＴ２用制御盤によって、貯湯タンク２５内の温度が高い場合に、三方弁２２ａ・２２ｂを切り換えることにより、温水が前記放熱装置１５と前記加温装置３０との間を循環する状態と、温水が該放熱装置１５と前記貯湯タンク２５との間を循環する状態と、に切り換えることができる。
即ち、晴れている昼間等、温室５内の温度が高いときには、太陽熱温水器１０にて温められた温水が放熱装置１５へと流れ、前記ボイラー３０を迂回することができるのである。
【００３６】
図４及び図５に示すように、各制御盤は、前記測定装置４１・４２・４３・４４によって測定された室温や水温をもとに、前記三方弁２２ａ・２２ｂや第１・第２の循環ポンプ２４・２６やボイラー３０の駆動を制御するためのものであって、それぞれが前記室温測定装置４４や水温測定装置４１・４２・４３や三方弁２２ａ・２２ｂや第１・第２の循環ポンプ２４・２６やボイラー３０等と接続されている。詳しくは、貯湯タンク水温測定装置４２から受信した貯溜タンク２５内の水温Ｔ２に応じてＴ２用制御弁が該三方弁２２ａ・２２ｂを制御し、温水が該放熱装置１５と前記加温装置３０との間を循環する状態と、該放熱装置１５と前記貯湯タンク２５（太陽熱温水器１０）との間を循環する状態とに、切り換えることが可能になっている。
【００３７】
つまり、貯溜タンク２５内の水温Ｔ２が予め設定された「タンク設定温度」より高いときには、Ｔ２用制御盤が前記三方弁２２ａ・２２ｂを制御して、放熱装置１５とボイラー３０とを循環する温水の流量を減らして、放熱装置１５とボイラー３０との間を循環する温水の流量を増やす。逆に、貯溜タンク２５内の水温Ｔ２が低いときには、Ｔ２用制御盤が前記三方弁２２ａ・２２ｂを制御して、放熱装置１５とボイラー３０とを循環する温水の流量を増やして、放熱装置１５と貯溜タンク２５との間を循環する温水の流量を減らす。
【００３８】
上記のような構成にすることによって、貯湯タンク２５内の温水は、温かい場合にのみ第１の循環ポンプ２４によって温室５内へと流れて放熱し、貯湯タンク２５の温水が温かくない場合には第２の循環ポンプ２６によって温水が太陽熱温水器１０と貯湯タンク２５との間で循環し、貯湯タンク２５・２５内の温水に太陽エネルギーが蓄えられる。
具体的には、暖房負荷が小さい時間帯（昼間）等に太陽熱利用径路（太陽熱温水器１０→放熱装置１５）を利用し、夜間等にボイラー利用径路（ボイラー３０→放熱装置１５循環径路）を利用すると好ましい。
他の装置や制御盤の構成は、第２の実施例と共通である。
【００３９】
このように、前記連通パイプ２０ａ・２０ｂに三方弁２２ａ・２２ｂを設け、該三方弁２２ａ・２２ｂによって、温水が前記放熱装置１５と前記加温装置３０との間を循環する状態と、温水が該放熱装置１５と前記貯湯タンク２５との間を循環する状態と、に切換可能としたので、三方弁２２ａ・２２ｂを切り替えることにより、温水を放熱装置１５と貯湯タンク２５と太陽熱温水器１０との間に循環させることが可能になるので、温水をボイラー３０まで循環させる必要がなくなり、エネルギー伝達によるエネルギーロスを小さくすることができる。その結果、ランニングコストを低減することができる。
【実施例３】
【００４０】
次に、本発明に係る温室の加温システムの第３の実施例（以下、加温システム５１とする。）について説明する。
図６に示すように、本実施例に係る加温システム５１は、前記太陽熱温水器１０や連通パイプ２０ａ・２０ｂや循環ポンプ２４・２６とは別個に、温室５内に温風発生装置４５を配設するものである。即ち、第１の実施例におけるボイラー３０の代わりに温風発生装置４５を具備したものであって、第１の実施例と同様に本実施例に係る加温システム５１においても、主に、温室５、太陽熱温水器１０、放熱装置１５、連通パイプ２０ａ・２０ｂ・２０ｃ・２０ｄ、貯湯タンク２５、第１・第２の循環ポンプ２４・２６、室温測定装置４４、制御盤等が具備されている。
【００４１】
前記温風発生装置４５は、化石燃料やガスや電気によって稼動するストーブ等であって、太陽熱温水器１０や連通パイプ２０ａ・２０ｂや循環ポンプ２４・２６とは独立して温室５内部に設けられる装置である。つまり、日照条件等や外部の天候によって出力は変動しないが、該石油やガスや電気等のエネルギーを消費するものである。
本実施例の場合は、第１の実施例と異なり、天候不順のときや夜間等に循環ポンプ２４・２６を駆動することなく温室５内の空気を温めることができる。
【００４２】
そして、図６及び図７に示すように、制御盤によって第１・第２の循環ポンプ２４・２６や温風発生装置４５の稼動が制御される。詳しくは、前記室温測定装置４４から受信した温室５内の測定温度Ｔ４に応じて、第２の循環ポンプ２６を駆動させたり、温風発生装置４５の出力を高めるための命令を送信するものである。
【００４３】
本実施例においては、図６乃至図８に示すように、Ｔ３用制御盤に、温室５内で栽培される作物の種類や季節に合わせて、予め「加温装置稼動温度」が設定されている。該Ｔ３用制御盤では、前記室温測定装置４４により測定されて送信されてくる温室５内の測定温度Ｔ４が該「加温装置稼動温度」未満であるか否かが判断される。
そして、該測定温度Ｔ４が「加温装置稼動温度」未満であると判断された場合には、Ｔ３用制御盤によって温風発生装置４５が稼動され、該測定温度が「加温装置稼動温度」以上であると判断された場合には、Ｔ３用制御盤によって温風発生装置４５の運転が停止される構成になっている。
但し、Ｔ４用制御盤によって、温風発生装置４５と循環ポンプ２４とを制御する構成としても良く、例えば、室内の温度Ｔ４が予め設定された「ポンプ駆動温度」未満であるときに温風発生装置４５と循環ポンプ２４とが同時に駆動する構成であっても良い。
また、循環タンク２５内の水温Ｔ２が予め設定された「タンク設定温度」未満である場合や、太陽熱温水器１０内の水温Ｔ１が予め設定された「循環温度」未満である場合に、Ｔ２用制御盤やＴ１用制御盤によって循環ポンプ２４・２６を停止させて、Ｔ３用制御盤によって温風発生装置４５を稼動する構成であっても良い。
【００４４】
以下、本実施例に係る加温システム５１の制御方法について説明する。
図６乃至図８に示すように、使用者等が加温システム１を起動する（Ｓ２０１）と、室温測定装置４４によって温室５内の温度Ｔ４が測定されて（Ｓ２０２）、該測定された温室５内の測定温度Ｔ４がＴ３用制御盤（Ｔ４用制御盤でも良い。以下同じ。）へと送信される（Ｓ２０３）。該Ｔ３用制御盤では、該測定温度Ｔ４が予め設定された「加温装置稼動温度」未満であるか否かが判断される（Ｓ２０４）。測定温度Ｔ４が「加温装置稼動温度」未満となると、Ｔ３用制御盤によって温風発生装置４５が稼動される（Ｓ２０６）。
但し、前述したように水温が該「加温装置稼動温度」未満になった場合には、放熱装置１５では温室５内を温めることができないため、水温測定装置４１・４２等によって水温Ｔ１・Ｔ２を測定することにより、第１の循環ポンプ２４を停止して温風発生装置４５を稼動する構成にすることも可能である。
【００４５】
このように、前記加温装置を温室内に設けられる温風発生装置４５とし、前記測定温度Ｔ４が予め設定された「加温装置稼動温度」未満の場合に該温風発生装置４５によって温室５内の空気を温めるので、悪天候時等に循環ポンプ２４・２６を駆動する必要がなくなり、余分なエネルギーを使用することなく温室５内の空気を温めることができる。その結果、ランニングコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の温室の加温システムに係る第１の実施例の全体構成を示す模式図。
【図２】同じく制御構成の一実施例を示すブロック図。
【図３】同じく制御方法の一実施例を示す流れ図。
【図４】本発明の温室の加温システムに係る第２の実施例の全体構成を示す模式図。
【図５】同じく制御構成の一実施例を示す流れ図。
【図６】本発明の温室の加温システムに係る第３の実施例の全体構成を示す模式図。
【図７】同じく制御構成の一実施例を示すブロック図。
【図８】同じく制御方法の一実施例を示す流れ図。
【符号の説明】
【００４７】
１ 温室の加温システム（実施例１・２）
５ 温室
１０ 太陽熱温水器
１５ 放熱装置
２０ａ・２０ｂ 第１の連通パイプ
２１ａ・２１ｂ 第２の連通パイプ
２２ａ・２２ｂ 三方弁
２４ 第１の循環ポンプ
２５ 貯湯タンク
２６ 第２の循環ポンプ
３０ 加温装置（ボイラー）
４１・４２・４３ 水温測定装置
４４ 室温測定装置
４５ 加温装置（温風発生装置）
５１ 温室の加温システム（実施例３）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冬季においても野菜や果物の栽培を行うことができる温室の技術に関し、詳しくは、太陽熱集熱器を利用することによって温室内の温度調節を環境にやさしく安価に行うことができる温室の加温システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
冬季における花卉・野菜の温室栽培においては、温室内の空気を加温するために膨大な熱量を要する。そのため、温室に直接降り注ぐ太陽光だけでは熱量が足りず、化石燃料をエネルギー源とする温風発生装置もしくは温油ボイラーを使用することによって、温室内の温度を必要温度以上に保っている。しかし、この方法では大量の化石燃料を消費するためにランニングコストが嵩んでしまい、また大量の二酸化炭素を排出するため地球環境に対して悪影響を与える虞があった。
そこで、近年においては、環境に優しい太陽電池を使用することにより、太陽エネルギーを利用して温調装置を稼動し、温室内の空気を温める方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１２５４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記のような太陽電池を利用する温度調節方法では高価な装置を必要とするため、温度調節用のシステムの設置に多額の費用がかかってしまう。また、雨や曇り等の悪天候が続いた場合には温室内の空気を加温することができなくなり、温室内にストーブを持ち込む必要が生じたり、該ストーブの制御を怠って温室内で栽培している植物を枯らしたりする虞があった。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、太陽エネルギーを利用した環境に優しい温室の加温システムであって、悪天候の場合にも温室内を所定の温度以上に保つことが可能な温室の加温システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
即ち、請求項１においては、温室内の空気を温める温室の加温システムであって、該温室の外部に配設される太陽熱温水器と、該温室の内部に配設される放熱装置と、温水を貯溜する貯湯タンクと、該放熱装置と該貯湯タンクとを連通する連通パイプと、該連通パイプに配設される循環ポンプと、該温室内の温度を測定する温度測定装置と、該温室内または別棟に配設される加温装置と、を具備するものである。
【０００６】
請求項２においては、前記温度測定装置によって測定された温室内の測定温度が予め設定された「ポンプ駆動温度」より低い場合に、前記循環ポンプを稼動して前記放熱装置内に温水を通し、該測定温度が該「ポンプ駆動温度」より高い場合に、該循環ポンプを停止するものである。
【０００７】
請求項３においては、前記加温装置を連通パイプに設けられるボイラーとし、該ボイラー近傍に、該ボイラーを通過する温水の温度を測定するためのボイラー水温測定装置を配設し、該ボイラー水温測定装置により該温水の温度を測定して、該ボイラーにより該温水の温度を一定に保つものである。
【０００８】
請求項４においては、前記連通パイプに三方弁を設け、該三方弁によって、温水が前記放熱装置と前記加温装置との間を循環する状態と、温水が該放熱装置と前記貯湯タンクとの間を循環する状態と、に切換可能としたものである。
【０００９】
請求項５においては、前記加温装置を温室内に設けられる温風発生装置とし、前記測定温度が予め設定された「加温装置稼動温度」未満の場合に該温風発生装置によって温室内の空気を温めるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１１】
請求項１においては、太陽エネルギーを利用して温室内の温度を高めるため環境に優しく、該太陽エネルギーによる熱量の供給では不足する分のみを化石燃料等を利用して該加温装置にて補助することができるため温室の加温システムのランニングコストを低減することができる。また、高価な装置を要することなく、温室の加温システム自体を単純な構成にすることができるため、製造コストや設置費用を低減することができる。加えて、太陽エネルギーから得られた熱量を貯湯タンク内の温水に蓄えることが可能となり、蓄えた熱量を天候不順のときや夜間に使用することができる。
【００１２】
請求項２においては、温室内の温度が高いときには放熱装置からの放熱を抑えつつ太陽熱温水器を流れる水温を上昇させることができるので、化石燃料等を利用することなく、温室内の温度に合わせてより適切な温室内の加温を行うことができる。即ち、太陽エネルギーから得られた温水の熱量を無駄に消費することなく蓄えることが可能になり、蓄えた熱量を天候不順のときや夜間に使用することができる。
【００１３】
請求項３においては、太陽熱温水器と加温装置とが、放熱装置へ繋がる連通パイプ内の温水を共用することができ、エネルギー伝達によるエネルギーロスを小さくすることができる。その結果、温室の加温システムのランニングコストを低減することができる。また、放熱装置を共用することができるため、イニシャルコストを低減することができる。
【００１４】
請求項４においては、三方弁を切り替えることにより、温水を放熱装置と貯湯タンクと太陽熱温水器との間に循環させることが可能になるので、温水をボイラーまで循環させる必要がなくなり、エネルギー伝達によるエネルギーロスを小さくすることができる。その結果、ランニングコストを低減することができる。
【００１５】
請求項５においては、悪天候時等に循環ポンプを駆動する必要がなくなり、余分なエネルギーを使用することなく温室内の空気を温めることができる。その結果、ランニングコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の温室の加温システムに係る第１の実施例の全体構成を示す模式図であり、図２は同じく制御構成の一実施例を示すブロック図であり、図３は同じく制御方法の一実施例を示す流れ図であり、図４は本発明の温室の加温システムに係る第２の実施例の全体構成を示す模式図であり、図５は同じく制御構成の一実施例を示す流れ図であり、図６は本発明の温室の加温システムに係る第３の実施例の全体構成を示す模式図であり、図７は同じく制御構成の一実施例を示すブロック図であり、図８は同じく制御方法の一実施例を示す流れ図である。
【実施例１】
【００１７】
まず、本発明に係る温室の加温システム（以下、加温システム１とする。）の全体構成について説明する。
図１に示すように、本実施例に係る加温システム１は、主に、温室５、太陽熱温水器（太陽熱集熱器）１０、放熱装置１５、連通パイプ２０ａ・２０ｂ・２１ａ・２１ｂ、貯湯タンク２５、第１・第２の循環ポンプ２４・２６、ボイラー３０、室温測定装置４４、水温測定装置４１・４２・４３、制御盤等から構成されるものであって、該太陽熱温水器１０にて温められた温水を温室５内の放熱装置１５にて放熱させることにより、温室５内の空気を温める加温システムである。
【００１８】
温室５は、建物（ハウス）の一種であって、温室５内の温度を上げることにより、該温室内部で夜間や冬季に農作物を栽培したり、暖かい気候に適する作物を寒冷な気候条件下で栽培したりすることができるものである。
詳しくは、温室５は家状に組み立てた骨組みをビニール等の合成樹脂フィルムまたはガラス等で覆って構成されており、室内に外気が入り込まないように構成したものである。
【００１９】
太陽熱温水器１０は、住宅の屋根や空き地等の該温室５近傍に設けられて、内部に水を貯溜して、該貯溜した水を太陽熱によって温めることができる装置である。具体的には、該太陽熱温水器１０は高さが低い（薄い）パネル状の容器またはパイプ状の容器であって、該容器が熱伝導度の大きい材料によって形成されているものである。
そして、該太陽熱温水器１０には２本の（第２の）連通パイプ２１ａ・２１ｂが連結されており、即ち、出水パイプ２１ａと入水パイプ２１ｂとが太陽熱温水器１０内部に連通して連結されている。具体的には、後述する（太陽熱回収側の）第２の循環ポンプ２６を稼動させることによって、入水パイプ２１ｂを介して前記貯湯タンク２５から該太陽熱温水器１０へと低温水を流入させ、出水パイプ２１ａを介して該太陽熱温水器１０から貯湯タンク２５へと温水を流出させる構成になっている。
【００２０】
放熱装置１５は、温室５内に設けられるものであって、前記太陽熱温水器１０内にて温められた温水が該放熱装置１５内部を通過する際に温室５内の空気へと放熱するための装置である。具体的には、該放熱装置１５は、所謂、熱交換器からなり、表面に凹凸等が形成された表面積が大きな容器であって、該容器は熱伝導度の大きい材料から形成されている。該放熱装置１５には、例えばエロフィンチューブ１５ａ・１５ａ等が用いられる。
該放熱装置１５には後述する２本の（第１の）連通パイプ２０ａ・２０ｂが連結されており、詳しくは、後述する貯湯タンク２５内部に連通された第１の出水パイプ２０ａと第１の入水パイプ２０ｂとが放熱装置１５内部と連通して連結されている。具体的には、出水パイプ２０ａを介して貯湯タンク２５から該放熱装置１５へと温水が流入し、該温水は該放熱装置１５にて放熱し、入水パイプ２０ｂを介して該放熱装置１５から該貯湯タンク２５へと流出していく構成になっている。
【００２１】
該第１の連通パイプ２０ａ・２０ｂは、前述したように、温室５屋外に配設された前記貯湯タンク２５と温室５屋内に配設された放熱装置１５とを連通するものであって、該貯湯タンク２５内部と該放熱装置１５内部との間で温水と低温水とを移動させて熱のやり取りを行うものである。ここで、太陽熱温水器１０にて温められた温水が途中で放熱してしまわないように、該連通パイプ２０ａ・２０ｂは断熱性能が高い保温付鋼管やポリエステル管等を用いると好ましい。
【００２２】
貯湯タンク２５は、太陽熱利用側（放熱側）と太陽熱回収側（太陽熱温水器側、換言すれば蓄熱側）との交点に設けられるものであって、前記第１の連通パイプ２０ａ・２０ｂ及び第２の連通パイプ２１ａ・２１ｂ内の温水若しくは低温水を一時的に貯溜することができるものである。
つまり、該貯湯タンク２５によって加温システム１の温水量即ち熱容量を高めることができ、温室５内の温度が高い間に太陽エネルギーを温水に蓄えることができ、逆に温室５内の温度が低い間に蓄えた太陽エネルギーを温室内の空気に放熱することができるのである。
【００２３】
第１の循環ポンプ２４は、前記第１の連通パイプ２０ａ・２０ｂの一方若しくは両方の中途部に設けられるものであって、連通パイプ２０ａ・２０ｂ内の温水若しくは低温水を、出水パイプ２０ａ・放熱装置１５・入水パイプ２０ｂ・貯湯タンク２５の順に循環させる役割をはたしている。
該第１の循環ポンプ２４はモータにより駆動され、該モータは制御盤等によって制御されている。本実施例においては、後述する室温測定装置４４によって測定された温室５内の測定温度Ｔ４が予め設定された「ポンプ駆動温度」未満の場合に、第１の循環ポンプ２４を駆動する構成とし、予め設定された「循環ポンプ停止温度」以上になると第１の循環ポンプ２４を停止する構成としている。
【００２４】
ボイラー３０は、前記貯湯タンク２５から前記放熱装置１５へと向かう連通パイプ（出水パイプ２０ａ）上に備えられるものであって、出水パイプ２０ａ内の温水を化石燃料の燃焼等によって加熱する役割をはたしている。つまり、本実施例に係る加温システム１は、前記太陽熱温水器１０によって温められた後に貯湯タンク２５内に蓄えられた出水パイプ２０ａ内の温水を、更に該ボイラー３０によって温め直すことができる構成となっている。
本実施例においては、循環ポンプ２４・２６の駆動状態に関わらず、後述する制御盤によってボイラー３０が該ボイラー３０内の温水の温度を一定とするべく（温水を常に設定温度に保つように）制御されている。
【００２５】
室温測定装置４４は、温室５内に配設されて、温室５内の空気の温度Ｔ４を測定する温度センサ等である。該室温測定装置４４は制御盤と接続されており、前述したように、該室温測定装置４４によって測定された温室５内の測定温度Ｔ４が制御盤へと送信され、（太陽熱利用側の）第１の循環ポンプ２４を制御する構成となっている。
水温測定装置４１・４２・４３は、各種装置内や連通パイプ内を流れる水温を測定する水温センサ等である。詳しくは、温水器水温測定装置４１は前記太陽熱温水器１０の容器内に配設されて該太陽熱温水器１０内に貯溜されている温水の温度Ｔ１を測定するものであり、貯湯タンク水温測定装置４２は前記貯湯タンク２５内に配設されて該貯湯タンク２５内に貯溜されている温水の温度Ｔ２を測定するものであり、ボイラー水温測定装置４３は前記ボイラー３０内に配設されて該ボイラー３０内の温水の温度Ｔ３を測定するものである。
【００２６】
図１及び図２に示すように、本実施例における制御盤（Ｔ１−Ｔ２用制御盤・Ｔ３用制御盤・Ｔ４用制御盤）は、前記測定装置４１・４２・４３・４４によって第１・第２の循環ポンプ２４・２６やボイラー３０の稼動を制御するためのものであって、前記室温測定装置４４や水温測定装置４１・４２・４３や第１・第２の循環ポンプ２４・２６やボイラー３０等と接続されている。
【００２７】
詳しくは、Ｔ４用制御盤には温室５内で栽培される作物の種類や季節に合わせて、予め「ポンプ駆動温度」が設定されており、前記室温測定装置４４にて測定された温室５内の測定温度Ｔ４が該「ポンプ駆動温度」未満である場合には、該Ｔ４用制御盤によって第１の循環ポンプ２４が駆動される構成となっている。また、Ｔ３用制御盤では前記水温測定装置４３にて測定された水温Ｔ３が該「ボイラー稼動温度」未満であるか否かが判断され、該測定温度Ｔ３が「水温設定温度」未満であると判断された場合には該Ｔ３用制御盤によってボイラー３０が稼動され、該測定温度Ｔ３が「加温装置稼動温度」以上に達するとボイラー３０の運転が停止される構成になっている。つまり、該ボイラー３０はＴ３用制御盤によって、ボイラー３０内の水温Ｔ３を予め設定された設定温度に保持することが可能に構成されている。
但し、該ボイラー水温測定装置４３によって測定されたボイラー３０内の水温Ｔ３が設定温度未満であり、且つ室温測定装置４４によって測定された温室５内の温度Ｔ４が設定温度未満である場合にのみ、該ボイラー３０を稼動する構成であっても良い。この場合には、ボイラー水温測定装置４３と室温測定装置４４の制御盤には、共通の制御盤を用いても良い。
【００２８】
以下、本実施例に係る加温システム１の制御方法の一実施例について説明する。
図３に示すように、使用者等が加温システム１を起動すると（Ｓ１０１）、室温測定装置４４によって温室５内の温度Ｔ４が測定される（Ｓ１０２）。該測定された温室５内の測定温度Ｔ４はＴ４用制御盤へと送信され、該Ｔ４用制御盤では該測定温度Ｔ４が予め設定された「ポンプ駆動温度」未満であるか否かが判断される（Ｓ１０３）。そして、測定温度Ｔ４が該「ポンプ駆動温度」未満である場合には、第１の循環ポンプ２４が駆動されて貯湯タンク２５の温水が放熱装置１５へと送られる（Ｓ１０４）。一方、測定温度Ｔ４が該「ポンプ駆動温度」以上であれば温室５内は十分温かいので、前記第１の循環ポンプ２４は駆動されない。
【００２９】
そして、図１及び図２に示すように、Ｔ１−Ｔ２用制御盤において、貯湯タンク２５内の水温Ｔ２と太陽熱温水器１０内の水温Ｔ１とが比較されて、太陽熱温水器１０内の水温Ｔ１の方が貯湯タンク２５内の水温Ｔ２より高い場合には、第２の循環ポンプ２６が駆動されて、太陽熱温水器１０と貯湯タンク２５との間の温水の循環が行われる。
例えば、太陽熱温水器１０内の水温Ｔ１が貯湯タンク２５内の水温Ｔ２より３℃以上高いときに第２の循環ポンプ２６を駆動するものとし、貯湯タンク２５内の水温Ｔ２が太陽熱温水器１０内の水温Ｔ１に近く（０．５℃以内等に）なると第２の循環ポンプ２６が停止する構成とすると好ましい。
【００３０】
本実施例においては、貯湯タンク水温測定装置４２と温水器水温測定装置４１とによって測定される太陽熱温水器１０内と貯湯タンク２５内の温水の測定水温に応じて、第２の循環ポンプ２６を稼動するか否かを決定しており、また、ボイラー水温測定装置４３によって測定されるボイラー３０内の温水の測定水温に応じて、ボイラー３０の稼動（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御しているが、このような構成に限定するものではなく、室温測定装置４４にて測定される温室５内の測定温度に応じて直接ボイラー３０を稼動する構成であっても良いものである。
【００３１】
このように、温室５内の空気を温める温室の加温システム１であって、該温室５の外部に配設される太陽熱温水器１０と、該温室５の内部に配設される放熱装置１５と、温水を貯溜する貯湯タンク２５と、該放熱装置１５と該貯湯タンク２５とを連通する連通パイプ２０ａ・２０ｂと、該連通パイプ２０ａ・２０ｂに配設される循環ポンプ２４と、該温室５内の温度を測定する温度測定装置４４と、該温室５内または別棟に配設される加温装置３０と、を具備するので、太陽エネルギーを利用して温室５内の温度を高めるため環境に優しく、該太陽エネルギーによる熱量の供給では不足する分のみを化石燃料等を利用して該加温装置３０にて補助することができるため温室の加温システム１のランニングコストを低減することができる。また、高価な装置を要することなく、温室の加温システム１自体を単純な構成にすることができるため、製造コストや設置費用を低減することができる。加えて、太陽エネルギーから得られた熱量を貯湯タンク２５内の温水に蓄えることが可能となり、蓄えた熱量を天候不順のときや夜間に使用することができる。
【００３２】
また、前記温度測定装置４４によって測定された温室５内の測定温度が予め設定された「ポンプ駆動温度」より低い場合に、前記循環ポンプ２４を稼動して前記放熱装置１５内に温水を通し、該測定温度Ｔ４が該「ポンプ駆動温度」より高い場合に、該循環ポンプ２４を停止するので、温室５内の温度が高いときには放熱装置からの放熱を抑えつつ太陽熱温水器１０を流れる水温を上昇させることができ、化石燃料等を利用することなく、温室５内の温度に合わせてより適切な温室５内の加温を行うことができる。即ち、太陽エネルギーから得られた温水の熱量を無駄に消費することなく蓄えることが可能になり、蓄えた熱量を天候不順のときや夜間に使用することができる。
【００３３】
また、前記加温装置を連通パイプ２０ａに設けられるボイラー３０とし、該ボイラー３０近傍に、該ボイラー３０を通過する温水の温度を測定するためのボイラー水温測定装置４３を配設し、該ボイラー水温測定装置４３により該温水の温度を測定して、該ボイラー３０により該温水の温度を一定に保つので、太陽熱温水器１０と加温装置３０とが、放熱装置１５へ繋がる連通パイプ２０ａ・２０ｂ内の温水を共用することができ、エネルギー伝達によるエネルギーロスを小さくすることができる。その結果、温室の加温システム１のランニングコストを低減することができる。また、放熱装置１５を共用することができるため、イニシャルコストを低減することができる。
【実施例２】
【００３４】
次に、本発明に係る温室の加温システムの第２の実施例について説明する。
図４に示すように、本実施例においては、前記連通パイプ２０ａ・２０ｂに直接、三方弁２２ａ・２２ｂを介して第２の連通パイプ２１ａ・２１ｂが接続されており、前記ボイラー３０を通らずに太陽熱温水器１０と貯湯タンク２５・２５と放熱装置１５との間で温水等を循環させることができるようになっている。詳しくは、前記第１の出水パイプ２０ａの中途部に三方弁２２ａを介して第２の出水パイプ２０ａが接続されており、前記第１の入水パイプ２０ｂの中途部に三方弁２２ｂを介して第２の入水パイプ２１ｂが接続されている。
後述するように、本発明の加温システム１においては、貯湯タンク２５の温度が高い際に、ボイラー３０を通過させることなく前記太陽熱温水器１０と放熱装置１５との間で温水を循環させることが可能な構成になっている。
【００３５】
該三方弁２２ａ・２２ｂは、電磁切換弁等より構成され、後述するＴ２用制御盤によって、貯湯タンク２５内の温度が高い場合に、三方弁２２ａ・２２ｂを切り換えることにより、温水が前記放熱装置１５と前記加温装置３０との間を循環する状態と、温水が該放熱装置１５と前記貯湯タンク２５との間を循環する状態と、に切り換えることができる。
即ち、晴れている昼間等、温室５内の温度が高いときには、太陽熱温水器１０にて温められた温水が放熱装置１５へと流れ、前記ボイラー３０を迂回することができるのである。
【００３６】
図４及び図５に示すように、各制御盤は、前記測定装置４１・４２・４３・４４によって測定された室温や水温をもとに、前記三方弁２２ａ・２２ｂや第１・第２の循環ポンプ２４・２６やボイラー３０の駆動を制御するためのものであって、それぞれが前記室温測定装置４４や水温測定装置４１・４２・４３や三方弁２２ａ・２２ｂや第１・第２の循環ポンプ２４・２６やボイラー３０等と接続されている。詳しくは、貯湯タンク水温測定装置４２から受信した貯溜タンク２５内の水温Ｔ２に応じてＴ２用制御弁が該三方弁２２ａ・２２ｂを制御し、温水が該放熱装置１５と前記加温装置３０との間を循環する状態と、該放熱装置１５と前記貯湯タンク２５（太陽熱温水器１０）との間を循環する状態とに、切り換えることが可能になっている。
【００３７】
つまり、貯溜タンク２５内の水温Ｔ２が予め設定された「タンク設定温度」より高いときには、Ｔ２用制御盤が前記三方弁２２ａ・２２ｂを制御して、放熱装置１５とボイラー３０とを循環する温水の流量を減らして、放熱装置１５とボイラー３０との間を循環する温水の流量を増やす。逆に、貯溜タンク２５内の水温Ｔ２が低いときには、Ｔ２用制御盤が前記三方弁２２ａ・２２ｂを制御して、放熱装置１５とボイラー３０とを循環する温水の流量を増やして、放熱装置１５と貯溜タンク２５との間を循環する温水の流量を減らす。
【００３８】
上記のような構成にすることによって、貯湯タンク２５内の温水は、温かい場合にのみ第１の循環ポンプ２４によって温室５内へと流れて放熱し、貯湯タンク２５の温水が温かくない場合には第２の循環ポンプ２６によって温水が太陽熱温水器１０と貯湯タンク２５との間で循環し、貯湯タンク２５・２５内の温水に太陽エネルギーが蓄えられる。
具体的には、暖房負荷が小さい時間帯（昼間）等に太陽熱利用径路（太陽熱温水器１０→放熱装置１５）を利用し、夜間等にボイラー利用径路（ボイラー３０→放熱装置１５循環径路）を利用すると好ましい。
他の装置や制御盤の構成は、第２の実施例と共通である。
【００３９】
このように、前記連通パイプ２０ａ・２０ｂに三方弁２２ａ・２２ｂを設け、該三方弁２２ａ・２２ｂによって、温水が前記放熱装置１５と前記加温装置３０との間を循環する状態と、温水が該放熱装置１５と前記貯湯タンク２５との間を循環する状態と、に切換可能としたので、三方弁２２ａ・２２ｂを切り替えることにより、温水を放熱装置１５と貯湯タンク２５と太陽熱温水器１０との間に循環させることが可能になるので、温水をボイラー３０まで循環させる必要がなくなり、エネルギー伝達によるエネルギーロスを小さくすることができる。その結果、ランニングコストを低減することができる。
【実施例３】
【００４０】
次に、本発明に係る温室の加温システムの第３の実施例（以下、加温システム５１とする。）について説明する。
図６に示すように、本実施例に係る加温システム５１は、前記太陽熱温水器１０や連通パイプ２０ａ・２０ｂや循環ポンプ２４・２６とは別個に、温室５内に温風発生装置４５を配設するものである。即ち、第１の実施例におけるボイラー３０の代わりに温風発生装置４５を具備したものであって、第１の実施例と同様に本実施例に係る加温システム５１においても、主に、温室５、太陽熱温水器１０、放熱装置１５、連通パイプ２０ａ・２０ｂ・２０ｃ・２０ｄ、貯湯タンク２５、第１・第２の循環ポンプ２４・２６、室温測定装置４４、制御盤等が具備されている。
【００４１】
前記温風発生装置４５は、化石燃料やガスや電気によって稼動するストーブ等であって、太陽熱温水器１０や連通パイプ２０ａ・２０ｂや循環ポンプ２４・２６とは独立して温室５内部に設けられる装置である。つまり、日照条件等や外部の天候によって出力は変動しないが、該石油やガスや電気等のエネルギーを消費するものである。
本実施例の場合は、第１の実施例と異なり、天候不順のときや夜間等に循環ポンプ２４・２６を駆動することなく温室５内の空気を温めることができる。
【００４２】
そして、図６及び図７に示すように、制御盤によって第１・第２の循環ポンプ２４・２６や温風発生装置４５の稼動が制御される。詳しくは、前記室温測定装置４４から受信した温室５内の測定温度Ｔ４に応じて、第２の循環ポンプ２６を駆動させたり、温風発生装置４５の出力を高めるための命令を送信するものである。
【００４３】
本実施例においては、図６乃至図８に示すように、Ｔ３用制御盤に、温室５内で栽培される作物の種類や季節に合わせて、予め「加温装置稼動温度」が設定されている。該Ｔ３用制御盤では、前記室温測定装置４４により測定されて送信されてくる温室５内の測定温度Ｔ４が該「加温装置稼動温度」未満であるか否かが判断される。
そして、該測定温度Ｔ４が「加温装置稼動温度」未満であると判断された場合には、Ｔ３用制御盤によって温風発生装置４５が稼動され、該測定温度が「加温装置稼動温度」以上であると判断された場合には、Ｔ３用制御盤によって温風発生装置４５の運転が停止される構成になっている。
但し、Ｔ４用制御盤によって、温風発生装置４５と循環ポンプ２４とを制御する構成としても良く、例えば、室内の温度Ｔ４が予め設定された「ポンプ駆動温度」未満であるときに温風発生装置４５と循環ポンプ２４とが同時に駆動する構成であっても良い。
また、循環タンク２５内の水温Ｔ２が予め設定された「タンク設定温度」未満である場合や、太陽熱温水器１０内の水温Ｔ１が予め設定された「循環温度」未満である場合に、Ｔ２用制御盤やＴ１用制御盤によって循環ポンプ２４・２６を停止させて、Ｔ３用制御盤によって温風発生装置４５を稼動する構成であっても良い。
【００４４】
以下、本実施例に係る加温システム５１の制御方法について説明する。
図６乃至図８に示すように、使用者等が加温システム１を起動する（Ｓ２０１）と、室温測定装置４４によって温室５内の温度Ｔ４が測定されて（Ｓ２０２）、該測定された温室５内の測定温度Ｔ４がＴ３用制御盤（Ｔ４用制御盤でも良い。以下同じ。）へと送信される（Ｓ２０３）。該Ｔ３用制御盤では、該測定温度Ｔ４が予め設定された「加温装置稼動温度」未満であるか否かが判断される（Ｓ２０４）。測定温度Ｔ４が「加温装置稼動温度」未満となると、Ｔ３用制御盤によって温風発生装置４５が稼動される（Ｓ２０６）。
但し、前述したように水温が該「加温装置稼動温度」未満になった場合には、放熱装置１５では温室５内を温めることができないため、水温測定装置４１・４２等によって水温Ｔ１・Ｔ２を測定することにより、第１の循環ポンプ２４を停止して温風発生装置４５を稼動する構成にすることも可能である。
【００４５】
このように、前記加温装置を温室内に設けられる温風発生装置４５とし、前記測定温度Ｔ４が予め設定された「加温装置稼動温度」未満の場合に該温風発生装置４５によって温室５内の空気を温めるので、悪天候時等に循環ポンプ２４・２６を駆動する必要がなくなり、余分なエネルギーを使用することなく温室５内の空気を温めることができる。その結果、ランニングコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の温室の加温システムに係る第１の実施例の全体構成を示す模式図。
【図２】同じく制御構成の一実施例を示すブロック図。
【図３】同じく制御方法の一実施例を示す流れ図。
【図４】本発明の温室の加温システムに係る第２の実施例の全体構成を示す模式図。
【図５】同じく制御構成の一実施例を示す流れ図。
【図６】本発明の温室の加温システムに係る第３の実施例の全体構成を示す模式図。
【図７】同じく制御構成の一実施例を示すブロック図。
【図８】同じく制御方法の一実施例を示す流れ図。
【符号の説明】
【００４７】
１ 温室の加温システム（実施例１・２）
５ 温室
１０ 太陽熱温水器
１５ 放熱装置
２０ａ・２０ｂ 第１の連通パイプ
２１ａ・２１ｂ 第２の連通パイプ
２２ａ・２２ｂ 三方弁
２４ 第１の循環ポンプ
２５ 貯湯タンク
２６ 第２の循環ポンプ
３０ 加温装置（ボイラー）
４１・４２・４３ 水温測定装置
４４ 室温測定装置
４５ 加温装置（温風発生装置）
５１ 温室の加温システム（実施例３）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温室内の空気を温める温室の加温システムであって、
該温室の外部に配設される太陽熱温水器と、
該温室の内部に配設される放熱装置と、
温水を貯溜する貯湯タンクと、
該放熱装置と該貯湯タンクとを連通する連通パイプと、
該連通パイプに配設される循環ポンプと、
該温室内の温度を測定する温度測定装置と、
該温室内または別棟に配設される加温装置と、を具備することを特徴とする温室の加温システム。
【請求項２】
前記温度測定装置によって測定された温室内の測定温度が予め設定された「ポンプ駆動温度」より低い場合に、前記循環ポンプを稼動して前記放熱装置内に温水を通し、
該測定温度が該「ポンプ駆動温度」より高い場合に、該循環ポンプを停止することを特徴とする請求項１に記載の温室の加温システム。
【請求項３】
前記加温装置を連通パイプに設けられるボイラーとし、
該ボイラー近傍に、該ボイラーを通過する温水の温度を測定するためのボイラー水温測定装置を配設し、
該ボイラー水温測定装置により該温水の温度を測定して、該ボイラーにより該温水の温度を一定に保つことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の温室の加温システム。
【請求項４】
前記連通パイプに三方弁を設け、
該三方弁によって、温水が前記放熱装置と前記加温装置との間を循環する状態と、温水が該放熱装置と前記貯湯タンクとの間を循環する状態と、に切換可能としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の温室の加温システム。
【請求項５】
前記加温装置を温室内に設けられる温風発生装置とし、
前記測定温度が予め設定された「加温装置稼動温度」未満の場合に該温風発生装置によって温室内の空気を温めることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の温室の加温システム。
【請求項１】
温室内の空気を温める温室の加温システムであって、
該温室の外部に配設される太陽熱温水器と、
該温室の内部に配設される放熱装置と、
温水を貯溜する貯湯タンクと、
該放熱装置と該貯湯タンクとを連通する連通パイプと、
該連通パイプに配設される循環ポンプと、
該温室内の温度を測定する温度測定装置と、
該温室内または別棟に配設される加温装置と、を具備することを特徴とする温室の加温システム。
【請求項２】
前記温度測定装置によって測定された温室内の測定温度が予め設定された「ポンプ駆動温度」より低い場合に、前記循環ポンプを稼動して前記放熱装置内に温水を通し、
該測定温度が該「ポンプ駆動温度」より高い場合に、該循環ポンプを停止することを特徴とする請求項１に記載の温室の加温システム。
【請求項３】
前記加温装置を連通パイプに設けられるボイラーとし、
該ボイラー近傍に、該ボイラーを通過する温水の温度を測定するためのボイラー水温測定装置を配設し、
該ボイラー水温測定装置により該温水の温度を測定して、該ボイラーにより該温水の温度を一定に保つことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の温室の加温システム。
【請求項４】
前記連通パイプに三方弁を設け、
該三方弁によって、温水が前記放熱装置と前記加温装置との間を循環する状態と、温水が該放熱装置と前記貯湯タンクとの間を循環する状態と、に切換可能としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の温室の加温システム。
【請求項５】
前記加温装置を温室内に設けられる温風発生装置とし、
前記測定温度が予め設定された「加温装置稼動温度」未満の場合に該温風発生装置によって温室内の空気を温めることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の温室の加温システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２２０２１７（Ｐ２００８−２２０２１７Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６０６３３（Ｐ２００７−６０６３３）
【出願日】平成１９年３月９日（２００７．３．９）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月９日（２００７．３．９）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
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