2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a technology to create a heat sink/heat source in an agricultural house in summer/winter without electricity
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20K21353
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| Research Institution | Ishikawa Prefectural University |
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Principal Investigator |
百瀬 年彦 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (40742515)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | ヒートパイプ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
夏期や冬期の農業ハウスは、過酷な温度環境となる。年間を通じて農業生産性を高めるためには、ランニングコストを抑えた冷却・加温技術が求められる。農業ハウスの直下には、未利用エネルギーである地中熱が存在する。この地中熱は、夏は冷熱源、冬は温熱源となり、これを地上に持ってくれば、ハウス冷房・暖房に利用できる。地表－地中間の熱交換を、いかにコストをかけずスムーズに行えるかが重要なポイントとなる。
本研究では、従来型ヒートパイプの弱点を克服した、土のヒートパイプ（特許第6598357号）を利用し、農業ハウス内に電力なしで冷熱源/温熱源を作り出せることを実証する。この目的達成のため、初年度は小型ヒートパイプを製作し、土と作動液との混合比を決定し、２年目と３年目には、そのヒートパイプを大型化し実証試験を行った。
本研究で利用するヒートパイプは、土と作動液の混合物を金属パイプに充填し、減圧密閉したものである。土には石川県農業試験場能登分場の赤黄色土を用い、作動液にはメタノールを用いた。乾燥させた赤黄色土を、銅パイプ（長さ2m, 3cm径）に充填して真空引きした後、飽和度５０％程度となるように脱気したメタノールを封入し、土のヒートパイプを製作した。実証試験は本学附属農場で行った。エンジン式杭打機と油圧式杭抜き機を用いて、下穴（長さ1.5m, 3㎝）をあけ、そこにヒートパイプを挿入し、小型ビニルハウスを設置して温度計測を行った。その結果、冬期の小型ビニルハウス内に温熱源が作り出せることが明らかとなった。また、夏期のビニルハウス内に冷熱源を作ることはできたものの、その継続性が課題として残された。
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