細霧冷房(さいむれいぼう)

細霧冷房とは

細霧冷房（さいむれいぼう）とは、温室やビニールハウスなどの施設内へ微細な水滴を噴霧し、水が蒸発するときの気化熱を利用して空気温度を下げる冷房技術です。

英語ではFog CoolingまたはFogging Cooling Systemなどと表記します。

一般的には、細霧ノズルから噴霧した水滴を空気中で蒸発させることで、施設内の気温上昇を抑えます。

水が蒸発すると空気の温度は低下しますが、同時に水蒸気量が増加するため、湿度も上昇します。

細霧冷房は、冷却と加湿が同時に起こる蒸発冷却方式です。

そのため、冷却効果を得るには、外気温だけでなく湿度、換気量、噴霧量、作物の状態などを考慮した運転が必要です。

細霧冷房の基本原理

水が液体から水蒸気へ変化するときには、蒸発に必要なエネルギーを周囲から受け取ります。

このエネルギーが気化熱です。

細霧冷房では、ノズルから微細な水滴を噴霧し、その水滴が空気中で蒸発するときに熱を吸収させます。

水滴を細かくすると、同じ水量でも水と空気が接触する表面積が大きくなり、一般に蒸発しやすくなります。

ただし、霧を細かくすれば必ず冷房能力が高くなるわけではありません。

実際の蒸発量は、水滴の大きさ、噴霧量、気温、湿度、気流、ノズルの配置などによって変わります。

蒸発しきれなかった水滴は、葉や果実、床面、設備などに付着することがあります。

細霧冷房の基本構成

一般的な細霧冷房システムは、次の設備で構成されます。

細霧ノズル：水を微細な水滴として噴霧する部品
給水ポンプ：ノズルへ必要な圧力と水量を供給する装置
給水配管：各ノズルへ水を送る配管
フィルター：水中の異物を除去し、ノズルの詰まりを抑える設備
制御装置：温度、湿度、飽差などに応じて噴霧を制御する装置
温湿度センサー：施設内の環境を測定する機器

設備によっては、送風ファン、循環扇、貯水槽、水処理装置などを組み合わせます。

高圧ポンプを用いて微細な霧を発生させる方式がありますが、細霧冷房設備の構成や必要な圧力は製品ごとに異なります。

ノズルの粒径や噴霧量、使用圧力は、メーカーが示す条件と測定方法を確認して選定します。

細霧冷房の冷却能力と湿球温度

細霧冷房の冷却能力を理解するうえで重要なのが湿球温度です。

湿球温度は、水の蒸発によって空気をどの程度冷却できるかを判断する指標になります。

一般的な直接蒸発冷却では、理想的な条件で、導入する空気の乾球温度を湿球温度付近まで下げられます。

外気の乾球温度と湿球温度の差が大きいほど、蒸発冷却による温度低下の余地も大きくなります。

一方、湿度が高く、両者の差が小さい場合は、冷却可能な温度差も小さくなります。

外気温が同じでも、湿度が異なれば期待できる冷却効果は変わります。

さらに、実際の温室内では日射による熱負荷、換気、作物の蒸散、噴霧した水滴の蒸発率などが影響します。

したがって、湿球温度は冷却可能性を判断する重要な指標ですが、それだけで施設内の到達温度を確定することはできません。

細霧の粒径と葉濡れの関係

細霧冷房では、水滴をできるだけ空気中で蒸発させ、作物や施設内の設備を過度に濡らさないことが基本です。

水滴が大きい場合や噴霧量が多すぎる場合には、蒸発する前に落下して葉や果実を濡らすことがあります。

高圧細霧装置などでは、平均粒径が10～30μm程度の微細な霧を利用する例があります。

ただし、これは細霧冷房すべてに共通する粒径規格ではありません。

また、平均粒径が同じでも、水滴の粒径分布、噴霧量、気流、湿度によって葉濡れの発生は異なります。

「粒径が小さいから作物は濡れない」と判断するのは適切ではありません。

ノズルの高さや噴霧方向、作物との距離も考慮し、実際の運転条件で葉濡れの有無を確認します。

噴霧量と換気量のバランス

細霧冷房では、噴霧した水が蒸発することで空気を冷却します。

しかし、施設内で蒸発できる水量には限界があります。

水を過剰に噴霧すると、湿度が高くなり、水滴が蒸発しにくくなります。

その結果、葉濡れや結露が発生することがあります。

換気が不足している場合

細霧冷房によって空気中の水蒸気量が増加しますが、換気が不足すると湿気が施設内に蓄積します。

相対湿度が高くなるほど水滴は蒸発しにくくなり、冷却能力も制限されます。

換気量が大きすぎる場合

換気によって湿った空気を排出できる一方、外気条件によっては高温の空気が大量に流入します。

そのため、換気量を増やせば必ず冷房効果が高まるとは限りません。

細霧冷房と自然換気の関係

自然換気型温室では、内外の温度差と風圧などによって換気が行われます。

細霧冷房によって施設内気温が低下すると、内外温度差によって生じる換気駆動力が弱まる場合があります。

農研機構の研究でも、細霧冷房によって室内気温が外気温を下回る条件では、温度差による換気が抑制されることが示されています。

実際の換気量は外部風速や開口部の条件にも左右されるため、温湿度だけでなく換気状態も確認します。

細霧冷房と飽差（VPD）の関係

飽差（VPD）は、空気の乾燥状態を把握するための指標です。

一般に、飽差が大きいほど空気は乾燥した状態にあり、水が蒸発できる余地も大きくなります。

細霧冷房を運転すると、空気温度の低下と水蒸気量の増加によって、飽差は小さくなる方向へ変化します。

高温・乾燥条件では、細霧冷房によって過度な蒸散を緩和し、作物の水分状態を改善できる場合があります。

ただし、飽差は小さければ小さいほどよいわけではありません。

過度な高湿度状態が続くと、蒸散が抑制されたり、結露や病害の発生リスクが高まったりすることがあります。

作物に適した飽差は、作物の種類、生育段階、光環境、気流などによって異なります。

また、飽差にはkPaとg/m³などの表記が用いられるため、設定値を比較するときは単位を確認します。

細霧冷房の主な制御方式

細霧冷房では、一定時間ごとに噴霧する方法のほか、温度や湿度などの測定値に応じて運転する方法があります。

タイマー制御

設定した時間間隔で噴霧と停止を繰り返す方式です。

比較的簡単に運転できますが、気温や湿度の変化に対して噴霧量が適切でない場合があります。

温度制御

温室内の気温が設定値を超えた場合に噴霧します。

ただし、気温だけを基準にすると、湿度が高い状態でも噴霧が続き、過湿になるおそれがあります。

湿度・飽差制御

気温と湿度を測定し、相対湿度や飽差などを基準に噴霧を調整する方式です。

冷房と加湿の両方を考慮できるため、過度な高湿度状態を避けながら運転するうえで有効です。

日射量を利用した制御

日射量の変化に応じて噴霧量を調整する方式です。

日射による熱負荷の変動に対応しやすくなりますが、湿度の制限条件や換気制御との連動も必要です。

実際の制御では、気温、湿度、日射量、換気窓の開度などを組み合わせる場合があります。

細霧冷房と循環扇の組み合わせ

循環扇は、温室内の空気を動かし、温湿度の偏りを小さくするための設備です。

細霧冷房と組み合わせることで、水滴の拡散や蒸発を促し、施設内の冷却むらを軽減できる場合があります。

農研機構では、細霧ノズル付き循環扇を利用し、乾湿球温度などに基づいて噴霧量を制御する低コストシステムが研究されています。

ただし、循環扇を設置すれば必ず均一に冷却できるわけではありません。

風向や風量、ノズルの位置によっては、特定の作物へ霧が集中したり、葉濡れを生じたりする場合があります。

循環扇は施設内の空気を循環させる設備であり、湿った空気を屋外へ排出する換気設備の代わりにはなりません。

外部細霧冷房とは

一般的な細霧冷房では、温室内へ微細な水滴を直接噴霧します。

これに対して、外部細霧冷房は、作物を栽培する空間の外側などで霧を蒸発させ、冷却した空気を施設内へ導入する方式です。

作物の周囲へ直接噴霧しないため、方式によっては葉濡れを抑えながら冷却できます。

2025年に公表されたミニトマト栽培に関する研究では、外部細霧冷房による温室内の昇温抑制や生産性改善が報告されています。

ただし、試験結果は研究対象の施設、作物、運転条件に基づくものです。

すべての温室で同じ効果や経済性が得られるわけではありません。

細霧冷房とパッドアンドファンの違い

パッドアンドファンと細霧冷房は、どちらも水の蒸発による気化熱を利用します。

両者の主な違いは、水を蒸発させる場所と設備構成です。

細霧冷房

一般的な方式では、細霧ノズルから微細な水滴を施設内へ噴霧し、空気中で蒸発させます。

施設内の温度・湿度、換気量に合わせた噴霧制御が必要です。

パッドアンドファン

水で濡らした冷却パッドに空気を通し、パッド部分で水を蒸発させて冷却空気を施設内へ導入します。

一般的な負圧式では、冷却パッドと排気ファンを施設の反対側に設置します。

どちらが適しているかは、施設規模、外気条件、換気方式、作物の種類、水源、設備費などによって異なります。

細霧冷房と散水・ミスト加湿の違い

細霧冷房、ミスト加湿、散水設備は、いずれも水を供給する設備ですが、主な目的が異なります。

細霧冷房は、水滴を蒸発させて空気を冷却することを主な目的とします。

ミスト加湿は、空気中の水蒸気量を増やして湿度を調整することが主な目的です。ただし、同じ設備を冷房と加湿の両方に使用する場合があります。

一方、散水やかん水は、主として植物や土壌、培地などへ水を供給するものです。

噴霧設備は製品ごとに目的や仕様が異なるため、名称だけで冷房性能や用途を判断しないことが大切です。

細霧冷房と葉濡れ・病害発生リスク

細霧冷房では、空気中で蒸発しきれなかった水滴が植物体に付着することがあります。

葉や果実が長時間濡れた状態になると、病原体の種類や栽培条件によっては、病害が発生しやすくなる場合があります。

また、噴霧によって相対湿度が高い状態が続けば、施設内の結露や湿度環境にも影響します。

細霧冷房そのものに、病害を予防する効果があると一律に判断することはできません。

病害リスクを抑えるには、噴霧量と換気量を調整し、葉濡れや過度な高湿度状態を避けることが基本です。

施設内の風通し、作物群落の状態、日中から夜間への湿度変化にも注意します。

水質と細霧ノズルの管理

細霧冷房では、微細な水滴を発生させるため、ノズルや給水設備の状態が運転性能に影響します。

水中の異物や無機成分によってノズルが詰まると、噴霧量や粒径、噴霧方向が変化する場合があります。

また、貯水槽や配管の衛生管理が不十分な場合、水を霧状にして散布することによる衛生上の問題にも注意が必要です。

主な点検事項は次のとおりです。

ノズルの詰まり、摩耗、噴霧方向の異常
ポンプの圧力と吐出量
フィルターの目詰まり
水源の水質と異物の混入
給水配管や貯水槽の汚れ
噴霧停止後の水滴落下や液だれ

必要なろ過、水処理、清掃、部品交換は、装置メーカーの仕様に従って行います。

なお、冷房用の細霧設備を農薬散布へ転用できるとは限りません。

農薬を使用する場合は、農薬登録内容、使用方法、設備の適合性、作業者の安全などを別途確認する必要があります。

細霧冷房の利点

水の気化熱を利用して温室内の気温上昇を抑えられる
高温・乾燥条件では、過度な乾燥を緩和できる場合がある
噴霧量の制御によって冷房と湿度管理を組み合わせられる
設備構成によっては既存ハウスへ追加設置できる
高温障害の軽減や生育環境の改善に役立つ場合がある

細霧冷房の課題

高湿度条件では冷却効果が小さくなる

外気や施設内の湿度が高いと、水滴が蒸発しにくくなり、冷却能力が制限されます。

過度な噴霧で葉濡れが発生する

蒸発できる量を超えて噴霧すると、葉や果実、床面などが濡れることがあります。

水質管理と設備保守が必要になる

ノズル、ポンプ、フィルター、配管などの点検・清掃が欠かせません。

換気条件によって性能が変化する

換気不足では湿気が蓄積します。一方、過大な換気では高温の外気流入によって冷却効果が弱まる場合があります。

設備費と運転費が発生する

ポンプや制御機器の導入費に加え、水道費、電力費、ノズル交換費などが必要です。

細霧冷房でよくある誤解

「霧を多く噴霧すれば、それだけ冷える」

冷却効果を生むのは、噴霧した水のうち実際に蒸発した部分です。

蒸発量の限界を超えて水を噴霧しても、冷却効果は比例して増加しません。

「粒径が小さければ葉は濡れない」

粒径が小さくても、湿度が高い場合や噴霧量が過大な場合には、葉濡れが生じる可能性があります。

粒径だけでなく、噴霧量、ノズル配置、気流、湿度を合わせて管理します。

「細霧冷房には換気が不要」

細霧冷房では、水の蒸発によって施設内の水蒸気量が増えます。

換気を適切に行わなければ、過湿によって冷却効果が低下する場合があります。

「冷房で気温が下がれば作物の環境も改善する」

気温が下がっても、湿度が過度に高くなれば、作物の蒸散や病害発生条件に悪影響を及ぼす場合があります。

気温、湿度、飽差、葉濡れ、作物の状態を合わせて評価します。

「細霧冷房だけで真夏の高温を解決できる」

蒸発冷却には湿球温度による物理的な限界があります。

日射負荷が大きい場合や高湿度条件では、目標温度まで冷却できないことがあります。

換気、遮光・遮熱、循環扇などと組み合わせて高温対策を検討します。

細霧冷房を導入する前に確認したい条件

気象条件：高温期の外気温、相対湿度、湿球温度、日射量
施設条件：床面積、容積、換気窓、換気扇、施設の気密性
栽培条件：作物の種類、生育段階、草丈、栽植密度、葉濡れへの許容度
設備仕様：ノズル粒径、噴霧量、必要水圧、ポンプ能力、ノズル配置
制御方法：温湿度、飽差、日射量、換気設備との連動
水管理：水源、水質、必要水量、ろ過設備、衛生管理
経済性：導入費、維持費、冷房が必要な期間、期待する収量・品質改善

細霧冷房の性能を判断する際には、単に気温が何℃下がるかだけでなく、湿度上昇、葉濡れ、換気状態、作物の生育や収量への影響を確認することが重要です。

細霧冷房の参考動画

細霧冷房は、微細な霧の噴霧と蒸発によって温室内の環境を調整する技術です。

実際の噴霧状況や栽培への利用方法を理解するには、次の動画が参考になります。

水ナスのつやなし果を抑える細霧冷房
地方独立行政法人大阪府立環境農林水産総合研究所

大阪府立環境農林水産総合研究所による動画の紹介ページを見る

動画について：
この動画は、水ナス栽培における細霧冷房の利用例を理解するための参考資料です。農材ドットコムが制作・管理している動画ではありません。公開状況やURLなどは公開元の都合により変更される場合があります。また、紹介される栽培効果や費用回収期間は試験条件に基づくもので、すべての施設に当てはまるものではありません。

参考資料

設備選定について：
細霧冷房の効果は、外気温・湿度、噴霧量、粒径、換気量、施設構造、日射負荷、作物などによって異なります。研究成果に記載された温度低下や収量改善、設備費などを、そのまま別の施設へ適用することはできません。導入前には、施設と地域の条件に合わせて必要能力と運転方法を確認してください。

見つからない用語・製品の登録をリクエスト

個人情報の入力は不要です。掲載してほしい名称だけをお知らせください。

最近対応したリクエスト

用語香味野菜「香味野菜」を登録しました
製品ユニバーサルジョイント「パイプハウス部品」に登録致しました。
用語目的、仕組み既存の用語「球根冷蔵」を再監修致しました。