JP2017032248A - 送風システム、及び、送風機制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】送風システム及び送風機制御方法において、複数の送風機が設置される空間の空気ムラを効率良く解消する。【解決手段】複数の送風機１０，２０，３０，４０を備える送風システムであって、複数の送風機１０，２０，３０，４０のそれぞれは、送風を行う送風機本体１１，２１，３１，４１と、送風機本体１１，２１，３１，４１を制御する制御部１２，２２，３２，４２と、複数の送風機１０，２０，３０，４０が設置される空間の環境情報を他の送風機との間で通信する通信部１３，２３，３３，４３と、を有し、制御部１２，２２，３２，４２は、送風機が取得する環境情報と他の送風機が取得する環境情報とに基づいて、環境情報の差を解消するように、送風機から他の送風機へ送風を行うように、又は、他の送風機から送風機へ向けて送風を行うときに停止するように、当該制御部を有する送風機１０，２０，３０，４０の送風機本体１１，２１，３１，４１を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、複数の送風機を備える送風システム、及び、複数の送風機のそれぞれの送風機における送風機制御方法に関する。

施設園芸用温室内における空間は、栽培される作物の育成の不均一や病害の蔓延を防ぐために、温度、湿度（飽差）、二酸化炭素濃度などのパラメータ（環境情報）が均一であることが望ましい。

しかしながら、特に、施設園芸用温室内に暖房機、冷房機、加湿機、除湿機、二酸化炭素発生装置などが設置されている場合や、施設園芸用温室の窓が開放している場合などには、暖房機から放出される温風、冷房機から放出される冷風、加湿機から放出される湿度の高い空気、除湿機から放出される湿度の低い空気、二酸化炭素発生装置から放出される二酸化炭素濃度の高い空気、窓から進入する外気などの影響によって上記のパラメータが不均一になる。

そこで、送風機を用いて施設園芸用温室内における空間の上記パラメータの均一化が図られている。例えば、複数の床置型サーキュレータのうち特定の１台が一定時間間隔で運転状態を切り換えられ、他の床置型サーキュレータが上記特定の１台の床置型サーキュレータから受信した運転情報に連動して運転するように制御されることによって、室内空気を揺動して波ができるようにする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２００７２号公報

しかしながら、上述のように室内空気に波ができるように送風機を制御するには、空間内における送風機の風量が相当に強くなければ、空間における温度、湿度、二酸化炭素濃度などのパラメータを均一にすることは困難である。

本発明の目的は、複数の送風機が設置される空間の空気ムラを効率良く解消することができる送風システム及び送風機制御方法を提供することである。

１つの態様では、送風システムは、複数の送風機を備える送風システムであって、前記複数の送風機のそれぞれは、送風を行う送風機本体と、前記送風機本体を制御する制御部と、前記複数の送風機が設置される空間の環境情報を他の送風機との間で通信する通信部と、を有し、前記制御部は、前記送風機が取得する前記環境情報と前記他の送風機が取得する前記環境情報とに基づいて、前記環境情報の差を解消するように、前記送風機から前記他の送風機へ送風を行うように、又は、前記他の送風機から前記送風機へ向けて送風を行うときに停止するように、当該制御部を有する前記送風機の前記送風機本体を制御する。

別の１つの態様では、送風機制御方法は、送風を行う送風機本体を有する複数の送風機のそれぞれの送風機における送風機制御方法であって、前記送風機が取得する環境情報と前記他の送風機が取得する環境情報とに基づいて、前記環境情報の差を解消するように、前記送風機から前記他の送風機へ送風を行うように、又は、前記他の送風機から前記送風機へ向けて送風を行うときに停止するように、前記送風機本体を制御する。

前記態様によれば、複数の送風機が設置される空間の空気ムラを効率良く解消することができる。

本発明の一実施の形態における送風機を示す正面図である。 本発明の一実施の形態に係る送風システムを示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る送風システムの設置例を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る送風システム及び送風機制御方法について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施の形態における送風機１０を示す正面図である。

図１に示すように、送風機１０は、送風機本体１１と、制御部１２と、通信部１３と、センサ１４と、駆動部１５と、上方突出部１６と、を有する例えば循環扇である。
送風機本体１１は、送風を行うファンである。送風機本体１１は、扇状に旋回しながら首振り運動（往復運動）することができたり、水平３６０度又は上下方向の任意の位置に向くことができたりするなど、風向が可変であることが望ましい。また、送風機本体１１は、風量が可変であることが望ましい。

制御部１２は、送風機本体１１を制御する。例えば、制御部１２は、送風機本体１１のＯＮ（稼働）／ＯＦＦ（停止）のほか、風向や風量を制御する。
通信部１３は、複数の送風機１０，２０，３０，４０が設置される空間の一例である図３に示す施設園芸用温室１００内の空間の環境情報を他の送風機２０，３０，４０（図２に示す通信部２３，３３，４３）との間で通信する。環境情報の一例としては、温度情報、湿度（飽差）情報、二酸化炭素濃度情報などが挙げられる。

センサ１４は、環境情報を取得する。なお、センサ１４は、送風機１０の例えば近傍において、送風機１０とは別体に設置されていてもよい。
駆動部１５は、例えば、モータ内蔵の減速機であり、制御部１２による制御に基づき、送風機本体１１を稼働させたり、或いは、送風機１１を回動させることにより風向を変化させたりするのに用いられる。

上方突出部１６は、送風機本体１１側から上方に突出し、駆動部１５の下部に連結される。
設置態様の一例ではあるが、送風機１０は、駆動部１５の上部において、取付け金具１７及び取付けボルト１８によって、施設園芸用温室１００内に水平に架け渡された金属製の棒材１０１に固定される。これにより、送風機１０は、棒材１０１から吊り下げられる。なお、送風機１０は、床置き型の送風機であってもよい。

図２に示す例では、送風機１０，２０，３０，４０は、４台設置されている。なお、各送風機１０，２０，３０，４０の構成は、互いに同一であるものとして説明する。すなわち、送風機２０，３０，４０は、上述の送風機１０と同様に、送風機本体２１，３１，４１、制御部２２，３２，４２、通信部２３，３３，４３、センサ２４，３４，４４等を有する。

送風機１０，２０，３０，４０が設置される間隔は、送風機本体１１，２１，３１，４１によって送風される風が他の送風機に届く範囲であることが望ましくはあるが、特段の制限はなく、設置場所の自由度が高いといえる。

各送風機１０，２０，３０，４０において、センサ１４，２４，３４，４４が取得する環境情報は、通信部１３，２３，３３，４３によって他の送風機（例えば他の全ての送風機）との間で通信される。制御部１２，２２，３２，４２は、当該制御部を有する送風機のセンサ１４，２４，３４，４４が取得する環境情報と他の送風機が有するセンサ１４，２４，３４，４４が取得する環境情報とに基づいて（例えば、各送風機における環境情報を比較照合することで）、当該制御部を有する送風機の送風機本体１１，２１，３１，４１を制御する。

一例ではあるが、図３に示すように、施設園芸用温室１００内の空間に暖房機５０，６０が設置される場合、４台の送風機（第１の送風機１０、第２の送風機２０、第３の送風機３０、及び第４の送風機４０）のうち、暖房機５０，６０の近くに設置されている第１の送風機１０及び第４の送風機４０のセンサ１４，４４が取得する温度情報が相対的に高温となり、暖房機５０，６０から遠くに設置されている第２の送風機２０及び第３の送風機３０のセンサ２４，３４が取得する温度情報が相対的に低温となりやすい。

このような場合、温度情報が高温側の第１の送風機１０及び第４の送風機４０の制御部１２，４２は、温度情報が低温側の第２の送風機２０及び第３の送風機３０へ向けて送風を行うように、送風機本体１１，４１を制御する。例えば、第１の送風機１０の制御部１２は、第２の送風機２０へ向けて送風を行うように、送風機本体１１を制御する。また、第４の送風機４０の制御部４２は、第３の送風機３０へ向けて送風を行うように、送風機本体４１を制御する。このように、３台以上の送風機が設置される場合、制御部１２，４２は、送風機本体１１，４１の風向を他の２台以上の送風機のうちの１台（第２の送風機２０又は第３の送風機３０）に向けるように制御するとよい。

一方、温度情報が低温側の第２の送風機２０及び第３の送風機３０の制御部２２，３２は、温度情報が高温側の第１の送風機１０及び第４の送風機４０から第２の送風機２０及び第３の送風機３０へ向けて送風を行うときに停止するように、送風機本体２１，３１を制御する。

また、第１の送風機１０のセンサ１４が取得する温度情報と第４の送風機４０のセンサ４４が取得する温度情報とが一致し、且つ、第２の送風機２０のセンサ２４が取得する温度情報と第３の送風機３０のセンサ３４が取得する温度情報とが一致した後、第１の送風機１０及び第４の送風機４０のセンサ１４，４４が取得する温度情報と、第２の送風機２０及び第３の送風機３０のセンサ２４，３４が取得する温度情報と、を一致させるように、高温側の２つの送風機から低温側の２つの送風機のそれぞれへ向けて送風を行うようにするとよい。

なお、各送風機１０，２０，３０，４０のセンサ１４，２４，３４，４４が取得する温度差（最高温度と最低温度との差）が所定の値以下になった場合、制御部１２，２２，３２，４２は、稼働している送風機本体１１，２１，３１，４１を停止させる。上記の所定の値に関しては、送風機１０，２０，３０，４０が設置される空間によるが、施設園芸用温室１００内の空間の場合、温度差が２℃程度であれば良好といえるため、所定の値は例えば２℃以下に設定される。

また、温度差が上記の所定の値よりも例えば０．５℃〜１．５℃大きくなった場合、制御部１２，２２，３２，４２は、再び、温度差を解消するように、送風機本体１１，２１，３１，４１を制御する。例えば、温度情報が高温側の第１の送風機１０及び第４の送風機４０の制御部１２，４２が、第２の送風機２０及び第３の送風機３０へ向けて送風を行うように送風機本体１１，４１を制御する。

なお、制御部１２，２２，３２，４２は、上記の温度差が大きい場合に、それに合わせて送風機本体１１，２１，３１，４１の風量を強めるようにしてもよい。
他の例ではあるが、第１の送風機１０における温度情報Ｔａが最も高く、第２の送風機２０における温度情報Ｔｂ、第３の送風機３０における温度情報Ｔｃ、第４の送風機４０における温度情報Ｔｄの順に温度が低くなる場合、すなわち、Ｔａ＞Ｔｂ＞Ｔｃ＞Ｔｄの関係を満たす場合について考える。

この場合、第１の時間経過後において、第１の送風機１０における温度情報Ｔａ−１が第２の送風機２０における温度情報Ｔｂ−１と一致するように（Ｔａ−１＝Ｔｂ−１＝（Ｔａ＋Ｔｂ）×１／２）、第１の送風機１０の制御部１２は、第２の送風機２０へ向けて送風を行うように、送風機本体１１を制御する。このとき、第２の送風機２０の制御部２２は、送風機本体２１を停止させておく。

次に、Ｔａ−１＝Ｔｂ−１＞Ｔｃ−１（＝Ｔｃ）となった後、第１の時間よりも長い第２の時間経過後において、Ｔａ−２＝Ｔｂ−２＝Ｔｃ−２（＝（Ｔａ＋Ｔｂ＋Ｔｃ）×１／３）となるように、第３の送風機３０の制御部３２は、送風機本体３１の風向を、首振り運動によって第１の送風機１０及び第２の送風機２０に向けるように制御する。

次に、Ｔａ−２＝Ｔｂ−２＝Ｔｃ−２＞Ｔｄ−２（＝Ｔｄ）となった後、第２の時間よりも長い第３の時間経過後において、Ｔａ−３＝Ｔｂ−３＝Ｔｃ−３＝Ｔｄ−３（＝（Ｔａ＋Ｔｂ＋Ｔｃ＋Ｔｄ）×１／４）となるように、第４の送風機４０の制御部４２は、送風機本体４１の風向を、首振り運動によって第１の送風機１０、第２の送風機２０、及び第３の送風機３０に向けるように制御する。

これにより、施設園芸用温室１００内の空間における温度ムラが解消される。また、湿度（飽差）や二酸化炭素濃度のムラも同様に解消される。ただし、上記の温度に基づく制御に代えて、湿度（飽差）や二酸化炭素濃度に基づく制御を行うようにしてもよい。

なお、Ｔａ＞Ｔｂ＞Ｔｃ＞Ｔｄの温度ムラを解消するための更に別の制御方法としては、第４の時間経過後において、第１の送風機１０における温度情報Ｔａ−４が第４の送風機４０における温度情報Ｔｄ−４と一致するように（Ｔａ−４＝Ｔｄ−４＝（Ｔａ＋Ｔｄ）×１／２）、第１の送風機１０の制御部１２が第４の送風機４０へ向けて送風を行うように送風機本体１１を制御してもよい。また、第５の時間経過後において、第２の送風機２０における温度情報Ｔｂ−５が第３の送風機３０における温度情報Ｔｃ−５と一致するように（Ｔｂ−５＝Ｔｃ−５＝（Ｔｂ＋Ｔｃ）×１／２）、第２の送風機２０の制御部２２が第３の送風機３０へ向けて送風を行うように送風機本体３１を制御してもよい。この場合、さらに、第４の時間及び第５の時間よりも長い第６の時間経過後において、Ｔａ−６＝Ｔｂ−６＝Ｔｃ−６＝Ｔｄ−６（＝（Ｔａ＋Ｔｂ＋Ｔｃ＋Ｔｄ）×１／４）となるように、Ｔａ−４＝Ｔｂ−４とＴｃ−５＝Ｔｄ−５とで高温側の２つの送風機から低温側の送風機のそれぞれへ向けて送風を行うなどの送風機本体の制御を行うことになる。

上述の説明では、施設園芸用温室１００内の空間に暖房機５０，６０が設置される場合について説明したが、施設園芸用温室１００内の空間に冷房機が設置される場合には、局所的に低温となる温度ムラが生じるため、低温側の送風機から高温側の送風機へ向けて送風が行われるとよい。

以上説明した本実施の形態では、送風システムが備える複数の送風機１０，２０，３０，４０のそれぞれは、送風を行う送風機本体１１，２１，３１，４１と、この送風機本体１１，２１，３１，４１を制御する制御部１２，２２，３２，４２と、複数の送風機１０，２０，３０，４０が設置される空間の一例である施設園芸用温室１００内の空間の環境情報を他の送風機１０，２０，３０，４０との間で通信する通信部１３，２３，３３，４３と、を有する。また、制御部１２，２２，３２，４２は、送風機が取得する環境情報と他の送風機が取得する環境情報とに基づいて、環境情報の差を解消するように、送風機から他の送風機へ送風を行うように、又は、他の送風機から送風機へ向けて送風を行うときに停止するように、当該制御部を有する送風機の送風機本体１１，２１，３１，４１を制御する。

このように、送風機本体１１，２１，３１，４１が環境情報の差を解消するように送風機１０，２０，３０，４０へ向けて送風を行うため、空間の温度ムラ等の空気ムラを少量の風量を用いて解消することができる。よって、本実施の形態によれば、複数の送風機１０，２０，３０，４０が設置される空間の空気ムラを効率良く解消することができる。更には、空間の空気ムラを効率良く解消することができるため、栽培される作物の育成の不均一や病害の蔓延を防ぐことができたり、暖房機、冷房機、加湿機（或いは細霧冷房機）、除湿機、二酸化炭素発生装置等の消費エネルギーを節約することができたり、或いは、施設園芸用温室１００内の空間の空気ムラを解消するための作業、すなわち、暖房機等に接続されたダクトの配置の工夫や天窓の開閉といった、昨今の農業人口の高齢化に伴い重労働となっていた作業を回避することができたり、送風機１０，２０，３０，４０の台数を抑えることができたりするという付加的な効果を得ることもできる。

また、本実施の形態では、制御部１２，２２，３２，４２は、環境情報の差が所定の値以下になった場合に、稼働している送風機本体を停止させる。そのため、例えば、送風機本体が停止している場合には、窓が意図せず開放したままになっている状態などの空間に空気ムラを生じさせる原因がないことを送風システムのユーザが目視で確認することができ、その逆に、送風機本体が常に稼働している場合には、窓が意図せず開放したままになっている状態などの空間に空気ムラを生じさせる原因がある可能性を送風システムのユーザが目視で確認することができる。

また、本実施の形態では、複数の送風機は、３台以上の送風機１０，２０，３０，４０であり、送風機本体１１，２１，３１，４１は、風向が可変であり、制御部１２，２２，３２，４２は、送風機本体１１，２１，３１，４１の風向を他の２台以上の送風機のうち１台に向けるように又は首振り運動によって他の２台以上の送風機に向けるように制御する。これにより、送風機本体１１，２１，３１，４１が、環境情報の差を解消するのに適した１台又は２台以上の送風機１０，２０，３０，４０へ向けて送風を行うことができる。したがって、複数の送風機１０，２０，３０，４０が設置される空間の空気ムラを、より一層効率良く解消することができる。

また、本実施の形態では、複数の送風機１０，２０，３０，４０のそれぞれは、環境情報を取得するセンサ１４，２４，３４，４４を更に有し、制御部１２，２２，３２，４２は、送風機が有するセンサが取得する環境情報と他の送風機が有するセンサが取得する環境情報とに基づいて、送風機本体１１，２１，３１，４１を制御する。このように、センサ１４，２４，３４，４４が送風機１０，２０，３０，４０に一体に設けられるため、送風システムの構成を簡素化することができる。また、送風機本体１１，２１，３１，４１が送風機１０，２０，３０，４０へ向けて送風を行うことによって、センサ１４，２４，３４，４４による環境情報の取得位置に直接的に送風を行うことができる。したがって、複数の送風機１０，２０，３０，４０が設置される空間の空気ムラを、より一層効率良く解消することができる。

また、本実施の形態では、複数の送風機１０，２０，３０，４０が設置される空間の一例である施設園芸用温室１００内の空間には、暖房機５０，６０が設置され、環境情報は、温度情報を含み、制御部１２，２２，３２，４２は、温度情報が高温側の送風機から温度情報が低温側の送風機へ向けて送風を行うように、送風機本体１１，２１，３１，４１を制御する。そのため、暖房機５０，６０から放出される温風によって生じる温度ムラを、温度情報が高温側の送風機から温度情報が低温側の送風機へ向けて送風を行うことで解消することができる。したがって、複数の送風機１０，２０，３０，４０が設置される空間に暖房機５０，６０が設置される場合の温度ムラを、効率良く解消することができる。このように、施設園芸用温室１００内の空間を精緻な温室環境とすることができる。

１０，２０，３０，４０ 送風機
１１，２１，３１，４１ 送風機本体
１２，２２，３２，４２ 制御部
１３，２３，３３，４３ 通信部
１４，２４，３４，４４ センサ
１５ 駆動部
１６ 上方突出部
１７ 取付け金具
１８ 取付けボルト
５０，６０ 暖房機
１００ 施設園芸用温室
１０１ 棒材

Claims (6)

1. 複数の送風機を備える送風システムであって、
   前記複数の送風機のそれぞれは、
   送風を行う送風機本体と、
   前記送風機本体を制御する制御部と、
   前記複数の送風機が設置される空間の環境情報を他の送風機との間で通信する通信部と、を有し、
   前記制御部は、前記送風機が取得する前記環境情報と前記他の送風機が取得する前記環境情報とに基づいて、前記環境情報の差を解消するように、前記送風機から前記他の送風機へ送風を行うように、又は、前記他の送風機から前記送風機へ向けて送風を行うときに停止するように、当該制御部を有する前記送風機の前記送風機本体を制御する、
   ことを特徴とする送風システム。
2. 前記制御部は、前記環境情報の差が所定の値以下になった場合に、稼働している前記送風機本体を停止させることを特徴とする請求項１記載の送風システム。
3. 前記複数の送風機は、３台以上の送風機であり、
   前記送風機本体は、風向が可変であり、
   前記制御部は、前記送風機本体の風向を他の２台以上の前記送風機のうち１台に向けるように又は首振り運動によって他の２台以上の前記送風機に向けるように制御する、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の送風システム。
4. 前記複数の送風機のそれぞれは、前記環境情報を取得するセンサを更に有し、
   前記制御部は、前記送風機が有する前記センサが取得する前記環境情報と前記他の送風機が有する前記センサが取得する前記環境情報とに基づいて、前記送風機本体を制御する、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の送風システム。
5. 前記複数の送風機が設置される前記空間には、暖房機が設置され、
   前記環境情報は、温度情報を含み、
   前記制御部は、前記温度情報が高温側の前記送風機から前記温度情報が低温側の前記送風機へ向けて送風を行うように、前記送風機本体を制御する、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の送風システム。
6. 送風を行う送風機本体を有する複数の送風機のそれぞれの送風機における送風機制御方法であって、
   前記送風機が取得する環境情報と前記他の送風機が取得する環境情報とに基づいて、前記環境情報の差を解消するように、前記送風機から前記他の送風機へ送風を行うように、又は、前記他の送風機から前記送風機へ向けて送風を行うときに停止するように、前記送風機本体を制御する、
   ことを特徴とする送風機制御方法。

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