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公開番号2024052433
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-11
出願番号2022159147
出願日2022-09-30
発明の名称温湯循環システム及び農業施設
出願人株式会社誠和
代理人個人
主分類F24H 15/355 20220101AFI20240404BHJP(加熱;レンジ;換気)
要約【課題】給湯器を利用した農業用ハウスに付設される温湯循環システムを提供する。
【解決手段】温湯供給源として、複数台の給湯器121を有する給湯器群120を用いると共に、農業用ハウス200内の温湯管110を経て再び給湯器群120に戻る際、給湯器群120を通過させる入水流量を調整し、加温された温湯を、その出湯後、給湯器群120を通過させなかった温湯と合流させて所定の循環温度に調整して循環させる。農業用ハウス200に付設される温湯循環システム100の温湯管110は、常に一定量の温湯が循環しているが、給湯器群120に戻る際の温湯の温度によって給湯器群120への入水流量を制御することで、給湯器121の稼働台数を調整でき、必要最小限の稼働台数で所定の循環温度に調整できる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
農業用ハウス内に設けられる温湯管と、前記温湯管に温湯を供給する温湯供給源とを有し、前記温湯供給源と前記温湯管との間で前記温湯を循環させる温湯循環システムであって、
前記温湯供給源が、複数台の給湯器を備え、入水流量に基づき前記給湯器の稼働台数が制御される給湯器群を有して構成され、
前記温湯管を経て帰湯する前記温湯が前記給湯器群に入水される手前に設けられる入水流量調整弁を有し、前記給湯器群への入水流量を調整すると共に、前記給湯器群へ入水されない前記温湯を前記給湯器群の出湯側で合流させる入水条件調整機構と
を有し、
前記入水条件調整機構による前記入水流量の調整により、前記給湯器の稼働台数が調整され、前記温湯管を循環する温湯の循環温度が調整される構成であることを特徴とする温湯循環システム。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記入水条件調整機構は、
前記入水流量調整弁に加え、
前記入水流量調整弁と、前記給湯器群の出湯側に位置する前記温湯管の部位とを結ぶバイパス管と、
前記入水流量調整弁を制御することにより、前記バイパス管に流入させる前記温湯のバイパス流量と前記給湯器群へ入水させる前記温湯の入水流量を制御する制御部と
を有し、
前記バイパス管を経由した加温されない前記温湯と、前記給湯器群により加温された前記温湯とが前記出湯側で合流して所定の循環温度に調整され、前記温湯管を循環する構成である請求項１記載の温湯循環システム。
【請求項３】
前記制御部は、
前記入水流量調整弁を通過する手前の前記温湯の測定帰湯温度と、前記給湯器群への目標入水温度及び目標とする前記循環温度とに基づき、前記入水流量調整弁を制御し、前記バイパス流量と前記入水流量を調整する請求項２記載の温湯循環システム。
【請求項４】
農業用ハウス内に設けられる温湯管と、前記温湯管に温湯を供給する温湯供給源とを有し、前記温湯供給源と前記温湯管との間で前記温湯を循環させる温湯循環システムであって、
前記温湯供給源が、複数台の給湯器を備え、入水流量に基づき前記給湯器の稼働台数が制御される給湯器群を有して構成され、
前記温湯管を経て帰湯する前記温湯が前記給湯器群に入水される手前に設けられる入水流量調整弁を有し、前記給湯器群への入水流量を調整すると共に、前記給湯器群へ入水されない前記温湯を前記給湯器群の出湯側で合流させる入水条件調整機構と、
前記給湯器群の各給湯器の稼働により発生する二酸化炭素を前記農業用ハウス内に供給する二酸化炭素供給系と
を有し、
前記入水条件調整機構による前記入水流量の調整により、前記給湯器の稼働台数が調整され、前記二酸化炭素供給系から供給される二酸化炭素の供給量が調整される構成であることを特徴とする温湯循環システム。
【請求項５】
前記入水条件調整機構は、
前記入水流量調整弁に加え、
前記入水流量調整弁と、前記給湯器群の出湯側に位置する前記温湯管の部位とを結ぶバイパス管と、
前記入水流量調整弁を制御することにより、前記バイパス管に流入させる前記温湯のバイパス流量と前記給湯器群へ入水させる前記温湯の入水流量を制御する制御部と
を有し、
前記制御部は、前記農業用ハウス内の二酸化炭素濃度の目標値と測定値との差分に応じて、前記入水流量調整弁を制御し、前記バイパス流量と前記入水流量を調整する請求項４記載の温湯循環システム。
【請求項６】
前記給湯器群を構成する前記各給湯器は、入水温度により燃焼効率が制御される構成であり、
前記入水条件調整機構は、前記給湯器群への入水される温湯を冷却する入水冷却装置を備え、
前記制御部は、前記温湯管を経て帰湯する前記温湯の測定温度が目標入水温度より高い場合に、前記給湯器群への入水される温湯を前記入水冷却装置により冷却する請求項５記載の温湯循環システム。
【請求項７】
農業用ハウス内に設けられる温湯管と、前記温湯管に温湯を供給する温湯供給源とを有し、前記温湯供給源と前記温湯管との間で前記温湯を循環させる温湯循環システムであって、
前記温湯供給源が、複数台の給湯器を備えると共に、前記各給湯器が入水温度により燃焼効率が制御される構成であり、
前記温湯管を経て帰湯する前記温湯が前記給湯器群に入水される手前に設けられ、前記給湯器群への入水温度を調整する入水条件調整機構と、
前記給湯器群の各給湯器の稼働により発生する排気に含まれる二酸化炭素を前記農業用ハウス内に供給する二酸化炭素供給系と
を有し、
前記入水条件調整機構による前記入水温度の調整により、前記各給湯器の燃焼効率が調整されて、前記二酸化炭素の供給量が調整される構成であることを特徴とする温湯循環システム。
【請求項８】
前記入水条件調整機構は、
前記温湯管を経て帰湯する前記温湯の少なくとも一部を冷却する帰湯冷却装置と、前記帰湯冷却装置への入水流量を調整する冷却流量調整弁と
を有し、
前記農業用ハウス内の二酸化炭素濃度の目標値と測定値との差分に応じて、前記給湯器群へ入水される際の目標入水温度が設定され、前記冷却流量調整弁により、前記目標入水温度となるように、前記帰湯冷却装置によって冷却される流量が調整される請求項７記載の温湯循環システム。
【請求項９】
農業用ハウスと、前記農業用ハウス内に設けられる温湯管に温湯を循環させて暖房する温湯循環システムとを有する農業施設であって、
前記温湯循環システムとして、請求項１、請求項４及び請求項７にそれぞれ記載の温湯循環システムのうち、少なくとも一つが付設されていることを特徴とする農業施設。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業用ハウス内を暖房する温湯を循環させる温湯循環システム及びこの温湯循環システムを備えた農業施設に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び２に示されているように、農業用ハウス（温室）内における隣接する栽培ベッド間の通路等に温湯管が敷設され、温湯を通すことにより暖房を行う温湯循環システムが知られている。特許文献３では、温湯管に供給する温湯の熱源としてボイラーを用い、このボイラーの排ガスを熱交換器により冷却し、二酸化炭素を温室内に供給する排熱回収兼用炭酸ガス供給システムが開示されている。
【０００３】
従来、このような温湯循環システムの温湯供給源は、大型のボイラーを用いている（特許文献２参照）。大型であるため所定規模の農業用ハウス１棟あたりにつき、暖房用に１台というように配備され、農業用ハウスとは別にボイラー室を設けている。暖房と二酸化炭素の供給との両方の運転を行う場合には、暖房用のボイラーに加え、二酸化炭素供給用のボイラーを別途追加設置している。
よって、従来の温湯循環システムは、大型のボイラーを１台又は複数台配備するボイラー室を設置するための敷地を、農業用ハウスとは別に確保する必要があり、敷地の確保、ボイラー室の建設費用等のコストが多大であった。
【０００４】
一方、特許文献４では、所定の容積を有するサブタンクに、家庭用ヒートポンプ式給湯器を複数台接続し、サブタンク内に貯留される水の温度を所定の温度まで沸かし、温室内に敷設した配管に給湯する暖房装置が開示されている。この技術によれば、大型のボイラーが不要となる点で、上記のような問題を解消できる可能性がある。
【０００５】
また、特許文献５及び６では、給湯器を複数台併設し、見かけ上の給湯能力を増大させ、ホテルや商業施設等において、通水量に応じて稼働台数を調整し給湯能力を変化させ、省力化を図る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００１－３４６４２７号公報
特開２０００－２６２１６０号公報
特開２００４－３４４１５４号公報
特開２０１３－２１５１８２号公報
特開平２－４０４４６号公報
特開２００５－９８６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
農業用ハウスに用いられる温湯循環システムは、特許文献１～３に示されているように、ハウス内に敷設される温湯管とボイラーとの間を、温湯が常に一定量循環する構成となっている。特許文献４の技術において、サブタンク内に貯留された水温に応じて給湯器の稼働台数が調整されるといっても、特許文献１～３に示されているような、温湯が常に一定量循環する構成の温湯循環システムに直接適用できるものではなく、サブタンクを新たに設け、このサブタンクに給湯器を接続しなければならない。このようなサブタンクは温湯管に密閉で接続することはできないことから、サブタンクを設ける構成とすると大気開放となり、当該サブタンク及び温湯管内にさびを発生させ、故障頻度を増大させる可能性がある。また、この種の給湯器においては、水温に応じて燃焼効率が変化する設定は標準的な機能であるものの、特許文献４のようにサブタンク内の水温を検知して稼働台数を制御していたのでは、常に循環している温湯水の温度を速やかにかつ精度よく制御することはできない。また、特許文献４の技術では、給湯器の設置数はサブタンクの大きさに左右されることになり、給湯器の設置数をより多くしようとすればサブタンクはより大型なものにならざるを得ず、結果的に相当広大な設置面積を要することになる。
【０００８】
特許文献５及び６に示された給湯器を複数台接続する技術は、通水量に応じて稼働台数が速やかに変化していくため、通水温度を目標値に精度よく誘導しやすい点で優れている。また、小型の給湯器を温湯の供給経路に接続すればよいため、大型のボイラーを設置する場合と比較して低コストで設置できる。しかしながら、給湯器の稼働台数が通水量により変化するため、特許文献１～３の温湯循環システムのように、温湯管を循環する温湯の通水量が常に一定のシステムでは、そのまま適用しても稼働台数が常に一定となってしまい温湯の温度制御ができない。一方、農業用ハウス内に二酸化炭素を供給する場合、特許文献３のように、排ガスを利用するための専用のボイラーを設置する必要があったが、これも小型の給湯器を利用できれば便利であり、設置コスト、運転コスト等の低減に寄与できる。
【０００９】
本発明は上記に鑑みなされたものであり、複数台の給湯器を利用することにより、設置コスト、運転コスト等の低減を図ると共に、常に循環している温湯の温度制御を迅速かつ精度よく行うことができ、さらに、二酸化炭素の供給も可能とする温湯循環システム及びこの温湯循環システムを備えた農業施設を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した課題を解決するため、本発明の温湯循環システムは、
農業用ハウス内に設けられる温湯管と、前記温湯管に温湯を供給する温湯供給源とを有し、前記温湯供給源と前記温湯管との間で前記温湯を循環させる温湯循環システムであって、
前記温湯供給源が、複数台の給湯器を備え、入水流量に基づき前記給湯器の稼働台数が制御される給湯器群を有して構成され、
前記温湯管を経て帰湯する前記温湯が前記給湯器群に入水される手前に設けられる入水流量調整弁を有し、前記給湯器群への入水流量を調整すると共に、前記給湯器群へ入水されない前記温湯を前記給湯器群の出湯側で合流させる入水条件調整機構と
を有し、
前記入水条件調整機構による前記入水流量の調整により、前記給湯器の稼働台数が調整され、前記温湯管を循環する温湯の循環温度が調整される構成であることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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