植物生长地盘的温度控制方法技术

一种植物生长地盘的温度控制方法，其特征在于：在植物生长地盘内铺设导管，并在其导管中供给热媒体以控制植物生长地盘温度；通过前述导管供给热媒体，并基于气象数据以设想未来气象条件的同时，至少针对户外气温以假定过去２４小时户外的气温变化曲线，以补正连续现在温度，以作为未来气象条件的界限条件并通过热传导解析来预测地盘表层的温度，地盘表层地下温度以作为目标温度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种在种植草坪的足球场等竞技场中，在地底下埋设导管以供给温水等热媒体来精准控制植物生长地盘的温度控制方法。
技术介绍
近年来例如足球场、球场、高尔夫球场等有种植草坪的土壤中，日照不足和因季节造成的气温降下、降雨与夜间的一时性温度下降等对草坪的影响和因各种比赛的草坪及枯萎、积雪、霜的影响和除雪等目的。通过在地盘中埋设导管使热媒体循环，以人工方式作出适合草皮生长的环境，并可有助于草皮的绿化。例如在下述的专利技术文献1的特开平8-196140号公报当中，提出为了控制对象领域的地温以适合草坪生长环境，铺设可能供给植物生长地盘内的温水等热媒体的导管的同时，在土壤中埋设温度传感器，考虑地盘的热传导率，变化于前述的导管所供给的热媒体温度以控制植物生长地盘的温度控制方法。但是在足球场及球场等竞技场中，除了掷标枪和丢铅球等投掷竞技使用之外，以割草机割草及贴换草皮等，除了地表面外于地表下数十厘米，具体而言是约至30cm处的领域中乃无法埋设温度传感器的问题乃油然而生。虽说通过过去的实验得知大概从地表至GL-5cm处的地盘领域(以下略称为地层表面领域)乃对于草坪生长有着极大的影响。但如前所述，在地表上约30cm深的的领域里不能埋设传感器等类的器具，作为加温点的导感设置位置与温度目标点的地盘表层领域间的距离有其距离，在前述热传导解析中热响应的时间延缓乃为其问题。地表面的气象条件对波草坪面有极大的影响，且可理解对地盘表层领域温度的影响。为了精准地设定热媒体的调时供给，考虑到随时变化的气象条件，相对应之物乃为必要。
技术实现思路
在此本专利技术主要的课题是通过埋设于地底的热媒体供给导管以控制地盘的温度，并通过实施热传导的时间间隔与设想气象变化后预测的地温，乃可能精准地控制地盘的温度。为解决前述课题，本专利技术在植物地盘中铺设导管；在此导管中通过供给热媒体以控制植物生长地盘的温度控制方法，根据气象数据设想未来的气象条件的同时间，通过前述导管供给热媒体并基于气象数据以设想未来气象条件的同时，乃假定过去24小时户外的气温变化曲线以补正连续现在温度，以作为未来气象条件的界限条件并通过热传导解析来预测地盘表层的温度，地盘表层领域的地下温度以作为目标温度。气象条件虽然随时地变化，但细微地来看仍有周期性的变动。作为设定未来气象条件的方法而言，例如存在有将过去10年的变动平均化的方法，在本专利技术之中考虑过去24小时的气象状况周期的界限条件。此时，至少针对户外气温，补正过去24小时的户外气温变化曲线加以设想补正现在的连续温度，乃可能精准预测地面温度。本专利技术还将前述未来气象条件作为界限条件的热传导解析；在每所定的时间，逐次补正热媒体的供给控制，以提供上述的植物生长地盘的温度控制方法。气象是通过由风雨的产生而急速变化，在每所定的时间加以补正热传导解析及通水计划可对应急剧的气象变化。本专利技术的前述气象数据至少是通过含有户外气温度计、日射计、放射收支计的气象观测机器作为观测数据以提供如上述的植物生长地盘的温度控制方法。如后述中的地表面的热收支方程式中，考虑右边第1项的日射吸收热与第2项的长波放射收支与第3项的对流热传达的三个参数的情况，作为气象观测数据而言的日射量、大气放射量、户外气温度的三项指标已足够。本专利技术的前述气象数据含有户外气温度计及风速计以提供上述的植物生长地盘的温度控制方法。本专利技术为得热传导解析，其中地盘热传导率是基于地盘热传导率与土中水份的相关性，通过土中水份计的计测结果求得的，以提供上述的植物生长地盘的温度控制方法。热传导率虽有可能通过后述相同的方法求得，但地盘热传导率是基于地盘热传导率与土中水份的相关性，亦可通过土中水份计所计测的结果来求得，其后的校正可通过后述的同样方法来实施。附图说明图1是足球场的平面图； 图2是气象数据观测单位的概略图；图3是本专利技术中铺设有导管及热电偶的球场断面图；图4是本专利技术的全体控制系统图；图5是本专利技术的有限要素解析模式图；图6是本专利技术的设定未来气象条件要领的表示图；图7是本专利技术的热媒体的供给模式例图；图8是本专利技术的同定热传导率的解析模式图；图9是表示有关本专利技术的地温控制结果的图表。符号说明1导管2细砂层3砂砾层4碎石层5热电偶6土中水分计7热传导率计校正用的热电偶9A./9B.气象数据计测单位40.日射计41.户外气温计42.户外气温计43.风速计44.风向计 47.放射收支计X.地盘表层领域S.着眼点具体实施方式以下参照附图加以详述本专利技术的实施例型态。(植物生长地盘及装置的构成)图1是足球场的平面图。图2是气象数据计测单位的概略图。图3是铺设有导管及热电偶的球场断面图。球场的地盘构成如图3所示，为让撒水车、草坪开沟车等管理车的往来及防止地盘的下沉及轮印的同时，考虑到排水，为上层侧为细砂层2(包含改良材质)、砂砾层3、碎石层4的三层的结构。为使热媒体循环而在表层附近埋设的导管，因为管理车的载重量及标枪、掷铁饼等投掷竞技时所造成的变形、破裂，埋设于地表面数十厘米的安全深度位置。具体而言，从地表表面到导管的铺设位置的深度h大概约为15～35cm，最适宜的深度为25～30cm。又铺设状态为在同一平面铺设。其设置间隔P以通常为例大约为15～60cm的程度。对于前述所的导管1而言，通过热源操作方法(无图标)将所设定温度的温水或冷水的热媒体(指热媒及冷煤两者)作为提供循环使用。其它的热媒体，例如可以蒸气、高温瓦斯作为高温热媒体使用，又可使用氟里昂气体、冷却用盐水、阿摩尼亚等作为低温热媒体。前述导管1所供给的热媒体可通过与周围地盘的热交换立刻使温度上升或者温度下降，在铺设导管1的流通路途中，设置一补助热媒体槽以储留其所定温度的热媒体，或通过设置加热/冷却线圈等对热媒体的加热/冷却方法，可回复热媒体的原来的基准温度。另一方面，在本专利技术中如图1所示，在平面将足球场分为复数个区，具体而言分割成区域A～区域L，此区域A～L形成有每一导管1的热媒体独立供给系统，可供给给区域A～L。地盘深度方向中，为提升解析精准度，计算地中温度与之比较和为热传导率相同的设定，在适宜的间隔中埋设热电偶5、5…等地中温度计。在此情况中，前述的热电偶5对应上述的各区域A～L以一区域为单位，例如2～3的区域时，考虑因管理车的载重量及标枪、掷铁饼等投掷竞技与导管1相同深度的位置与更深处的位置在适宜的间隔埋设复数个。在本例中，各区域每深度方向中埋设共计3个的热电偶5、5…。也可以使用光纤线取代前述的热电偶。对于地盘的热传导率，本专利技术是获得到地盘热传导率与土中水份间的相关性的信息，而埋设土中水份计6，可以此测定值决定热传导率。在足球场旁处的地盘中，为测定种种的气象数据，设置两台气象数据计测机器单位9A、9B。前述的气象数据计测机器单位9A(9B)，例如图2所示，对于地盘上的椲竿，在足球场旁设置各种设置有日射计40、户外气温计41、41…，户外气温计42、风速计43、放射收支计47等，其它例如风向计44、电源46，时时刻刻地测量向阳处及背阳处两边。对前述的气象数据计测机器而言，如与后述的解析式的关系，也可为日射计40、放射收支计47、户外气温计41、41…等三种类。气象数据计测机器单位9A(9B)于接近地盘上之处设置有雨量计45。图4是表示如上所述的通过各种测定机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物生长地盘的温度控制方法，其特征在于在植物生长地盘内铺设导管，并在其导管中供给热媒体以控制植物生长地盘温度；通过前述导管供给热媒体，并基于气象数据以设想未来气象条件的同时，至少针对户外气温以假定过去24小时户外的气温变化曲线，以补正连续现在温度，以作为未来气象条件的界限条件并通过热传导解析来预测地盘表层的温度，地盘表层地下温度以作为目标温度。2.根据权利要求1所述的植物生长地盘的控制方法，其特征在于作为未来气象条件的热传导解析是在...

【专利技术属性】
技术研发人员：织茂俊泰，金子典由，黑田千岁，石桥稔，
申请(专利权)人：佐藤工业株式会社，
类型：发明
国别省市：