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夏/冬の農業ハウス内に電力なしで冷熱源/温熱源を作り出す技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K21353
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分41:社会経済農学、農業工学およびその関連分野
研究機関石川県立大学

研究代表者

百瀬 年彦  石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (40742515)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワード地中熱利用 / 土 / ヒートパイプ
研究開始時の研究の概要

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、冬は温熱源となる。この冷熱・温熱源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。

研究成果の概要

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、ヒートパイプとして機能させた土を用いて、地表-地中間の熱交換を行った。その結果、冬のハウス内に継続的に温熱源を作り出せることが明らかとなった。夏のハウス内には冷熱源は作り出せたものの、その継続性が課題として残された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

化石燃料の消費を抑えつつ作物の生育環境や家畜の飼育環境を改善する農業スタイルの実現を目指し、地中熱という未利用エネルギーを活用するための技術開発およびその実証試験を行った。未利用熱活用技術の開発は、脱炭素社会や節電への関心が高まる社会のなかで意義があると考えている。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (4件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] ガトリング型ヒートパイプ式地中熱交換器の開発2021

    • 著者名/発表者名
      百瀬年彦
    • 雑誌名

      農土石川

      巻: 59 ページ: 26-29

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 電力なしで冬の樹木根域全体を加温する技術の開発2022

    • 著者名/発表者名
      伴田千紘 百瀬年彦
    • 学会等名
      農業農村工学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 電力なしで冬の樹木根域を加温する技術の開発とその技術を利用したオリーブ栽培2022

    • 著者名/発表者名
      伴田千紘 百瀬年彦
    • 学会等名
      園芸学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 雪国オリーブの越冬対策:冬における樹木根域の全体を加温する技術の開発2021

    • 著者名/発表者名
      伴田千紘、百瀬年彦
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 電力なしで冬の樹木根域を加温する技術の開発2020

    • 著者名/発表者名
      伴田千紘 百瀬年彦
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] ヒートパイプ2021

    • 発明者名
      百瀬年彦、伴田千紘
    • 権利者名
      石川県公立大学法人
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-169967
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] 熱交換装置2020

    • 発明者名
      百瀬年彦 大杉卓也
    • 権利者名
      石川県公立大学法人
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-184524
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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