ノンパラメトリック感度解析を用いた園芸施設における側窓の換気位置の最適設計

摘要

野菜などの園芸作物は，一年にわたって安定供給する目的で，温室や植物工場，いわゆる園芸施設（以下，施設）で栽培されており，特に高度な環境制御を行う施設が増加傾向にある．従来は，施設内温度の上昇抑制を目的とした，換気扇による施設内空気の強制換気や，施設内温度の低下抑制を目的とした，燃焼ボイラーによる暖房によって施設内の温熱環境を制御している．近年では，天窓や側窓の開閉による換気制御や，ヒートポンプの導入による冷暖房，循環ファン（以下，ファン）の運転による施設内の空気攪拌によりエネルギ消費量を抑えられつつある．安定的な作物育成の観点では，温度などに代表される環境パラメータを同一水平面上で均一化させることが望ましく，上述の環境制御により環境パラメータの均一化を達成している．一方，高さ方向に関しては，作物の背丈程度の領域の均一化で十分であり，施設全域に対して均一化を求めると，ヒートポンプ等の空調機やファンの運転に要するエネルギ消費量が過剰となり，適切な制御が要求される．このように，省エネルギと環境パラメータの均一化は背反関係にあるため，これを解消する環境制御技術が望まれる．